Herausforderung / Problembeschreibung: Ein führender Hersteller medizinischer Geräte stand vor großen Herausforderungen bei der internen Verkabelung seines neuen Röntgengeräts für den nordamerikanischen Gesundheitsmarkt. Die kompakte Bauweise des Röntgengeräts erforderte einen Kabelbaum, der mehrere Funktionen wie Stromverteilung, Datenübertragung, Betriebssteuerung und Signalintegrität übernehmen konnte und gleichzeitig den erweiterten Bewegungsmöglichkeiten und komplexen Positionierungsanforderungen des Geräts gerecht wurde. Darüber hinaus stellten die starken elektromagnetischen Felder, die das Röntgensystem erzeugt, ein Risiko für Störungen dar, die die Bildqualität und die Zuverlässigkeit des Systems beeinträchtigen könnten.
Methode: BizLink wurde mit der Entwicklung eines kundenspezifischen internen Kabelbaums beauftragt, der in die engen Platzverhältnisse des Röntgengeräts passt und dessen dynamischen Bewegungsbereich unterstützt. Das technische Team arbeitete eng mit dem Kunden zusammen, um das Layout des Kabelsystems zu konstruieren und so eine präzise Einpassung und Funktion zu gewährleisten, während gleichzeitig die Gelenk-, Rotations- und Erweiterungsmöglichkeiten des Geräts berücksichtigt wurden. Um elektromagnetische Störungen (EMI) zu minimieren, wurden Abschirmungstechniken eingesetzt, und es wurden hochflexible Kabel ausgewählt, die den sich wiederholenden Bewegungen des Geräts standhalten, ohne zu ermüden oder zu brechen.
Hindernisse: Eine wesentliche Hürde war die Wärmeableitung innerhalb des kompakten Gehäuses, da durch die dichte Kabelbündelung die Gefahr einer Überhitzung bestand und die Leistung und Zuverlässigkeit der Kabel beeinträchtigt wurde. Das Engineering-Team von BizLink passte das Design des Kabelbaums an und integrierte spezifische Kabel mit kleinerem Außendurchmesser, um die Luftzirkulation zu optimieren und den Wärmestau zu reduzieren, so dass der Kabelbaum den thermischen Belastungen bei längerem Gebrauch standhalten konnte.
Auch die Durchführung eines massiven Kabelbündels neben einer tragenden Gelenkverbindung erforderte weitere Aufmerksamkeit. Es sollte direkt nach der Durchführung in einem 90°-Winkel in das Innere der Einheit verlaufen und dann in einzelne Stränge aufgeteilt werden, um die Strahlungs- und Detektoreinheit zu versorgen. Die Orbitalbewegung und die Zielvorgaben für die minimalen Gesamtabmessungen führten zu einer noch stärkeren Belastung der Verbindungen in diesem Abschnitt.
Die BizLink-Ingenieure schlugen vor, eine hybride Kabellösung sowie spritzgegossene Halterungen zu integrieren, um den Platzbedarf, die Reibung und die mechanische Belastung zu minimieren und damit die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems zu erhöhen.
Kabellösung und Maßnahmen: Die Kabellösung von BizLink beinhaltete verschiedene mehradrige Kabel, einige davon mit doppelter Abschirmung (Folie und Geflecht) zur Vermeidung von EMI oder speziell entwickelt, um häufigen Biegungen, Verdrehungen und Zugbelastungen standzuhalten. Die Kabel und andere Komponenten entsprachen alle verschiedenen UL-AWM-Styles, um dem Kunden die UL-wiring harness-Zulassung zu ermöglichen. Darüber hinaus wurde durch die kundenspezifischen Kabelmeterwaren die Gesamtgröße des Kabelbaums erheblich reduziert, was ein kompakteres und effizienteres Layout ermöglichte.
Die gesamte Kabellösung wurde auf die Funktionen, Abmessungen und Bewegungen des Röntgengeräts zugeschnitten. Das optimierte Design wurde durch Tests zur Systemverifizierung bestätigt, und der Kunde gab die Genehmigung für die Serienproduktion.
Ergebnisse: Der neu gestaltete Kabelbaum wurde erfolgreich in das Röntgengerät integriert und sorgte für eine zuverlässige und dauerhafte Konnektivität ohne EMI-Probleme. Dies führte zu einer verbesserten Bildqualität, verringerten Ausfallzeiten aufgrund von kabelbedingten Störungen und einer kürzeren Markteinführungszeit für den Hersteller. Der Kabelbaum unterstützte auch die erweiterten Bewegungs- und Positionierungsanforderungen des Röntgengeräts, wodurch seine Vielseitigkeit und Verwendbarkeit in verschiedenen medizinischen Anwendungen verbessert wurde.
Key Lesson Learned: Die Berücksichtigung von Kabellayout und -management in den frühen Phasen der Kabelbaumentwicklung, insbesondere bei kompakten, leistungsstarken medizinischen Geräten, unterstützt Entwicklungsziele wie lange Bewegungszeiten, zuverlässigen Betrieb und kompaktes Gerätedesign. Durch die sorgfältige Betrachtung der thermischen und dynamischen Umgebung und die Auswahl geeigneter Materialien und Auslegungstechniken war BizLink in der Lage, eine Kabelbaumlösung zu liefern, die die strengen Anforderungen des medizinischen Röntgengeräts erfüllt.
