Sichere Energieketten durch Dauertests

In der Folterkammer gibt’s keine Gnade

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Bereits vor 16 Jahren entwickelte die Igus GmbH, Köln, in Kooperation mit deutschen Hochschulen eine Generation von Leitungen für den Einsatz in Energieführungen. Diese steigerten die Standzeiten von Energieführungs-Systemen bei technisch anspruchsvollen Anwendungen drastisch.

Dipl.-Ing. Rainer Rössel, Produktmanager Chainflex und Konfektionierung, Igus GmbH, 51147 Köln, www.igus.de

Igus prüft praxisnah Ketten und Leitungen. Im eigenen Technikum werden unter schwierigsten Einsatzbedingungen zahlreiche Testreihen parallel durchgeführt. Zur Zeit umfasst die „Folterkammer für Energieketten“ über 35 Aufbauten, deren Versuchsergebnisse in Datenbanken zusammengefasst und ausgewertet werden. Dieser Datenpool liefert präzise und verlässliche Angaben über die tatsächliche Lebensdauer und ist gleichzeitig Basis der Neuprodukt-Entwicklung im Unternehmen. Die Versuchsdaten für Ketten und Leitungen, aber auch fertig konfektionierte Systeme, sind so detailliert, dass das Unternehmen für seine Energieführungs-Systeme eine Funktionsgarantie verbrieft.
Lange und kurze Wege, Drehbewegungen, hängende, stehende und auf der Seite liegend eingebaute Energieführungen dienen als Anwendungssimulation für die Chainflex genannten Leitungen. Sie werden einzeln, in Lagen mit Innenaufteilungen oder auch im direkten Kontakt in der Führung getestet. Hierbei wird der im Produktkatalog genannte Mindestbiegeradius um 30 bis 50% unterschritten, um im realen Einsatz auch unter schwierigsten Umgebungsbedingungen absolute und dauerhafte Funktionssicherheit zu gewährleisten.
Getestet wird 24 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr. Bestandteil des Programms sind fertigungsbegleitende Stückprüfungen, die mit mindestens einer Million Biegewechseln absolviert werden. Bei der abschließenden Untersuchung darf das getestete System keinerlei Mängel aufweisen. Insbesondere dürfen keine Einzeldrähte der Adern und Schirme beschädigt oder gebrochen sein. Dauertests mit über 10 Millionen Doppelhüben werden ergänzend sowohl für Neuentwicklungen als auch für Leitungen aus dem Lagerbestand durchgeführt.
Anschlussfertige Energieführungen sparen Zeit und Geld
Energieführungs-Systeme sind komplexe Einheiten. Bei Anwendungen in der Automatisierung sind solche mit über 1.600 Einzelteilen keine Seltenheit. Die Kettenlänge alleine spielt dabei nicht einmal die entscheidende Rolle. Auch die Montage einzelner Teile ist meist aufwändig. Erfolgt die Verarbeitung auf der Baustelle, fallen zusätzliche Montagekosten an. Hier werden die Vorteile der Garantie deutlich. Diese beinhaltet sämtliche Komponenten, von der Einzelader bis zum Montageset für die Führungsrinne. Ein Vertriebsingenieur übernimmt hierbei kostenlos die Endabnahme auf der Baustelle. Sollte innerhalb der definierten Garantiezeit eine Komponente wider Erwarten in ihrer Funktion beeinträchtigt sein, leistet Igus sofort kostenlosen Ersatz.
Das Unternehmen bietet die komplette Montage des Energieführungs-Systems bis zur Klemmstelle an. Dadurch erhalten Kunden die Möglichkeit, Montageteams so effizient wie möglich einzusetzen.
Weiterer Vorteil: Durch das anschlussfertig konfektionierte Energieführungs-System erleichtert sich der Bestellvorgang und Liefertermine werden planungssicher koordinierbar. Der Anwender spart Montagezeit; Lager- und Logistikkosten werden drastisch reduziert.
Richtige Planungskriterien
Fünf wichtige Punkte sind bei der Auswahl geeigneter Leitungen zu beachten:
Der Biegeradius
Er wird bestimmt durch den zur Verfügung stehenden Bauraum. In Bezug auf die Leitungen wird häufig das Wort Mindestbiegeradius verwendet. Dieser bezeichnet nur einen ungefähren Wert, da die Standzeit der Leitung in hohem Maße von Umgebungseinflüssen, Verfahrweg, Beschleunigung und Geschwindigkeit abhängen. Chainflex-Leitungen lassen in der Regel Biegeradien zwischen 5 und 10 x d zu. Diese im Katalog vermerkten Angaben sind mit einer Reserve eingetragen und können in vielen Fällen nach Absprache unterschritten werden.
Außenmantel
Da der Preis eine immer wichtigere Rolle spielt, sollte man das für seine Anwendung ausreichende Material auswählen. So ist es nicht verwunderlich, dass Igus sechs – elektrisch betrachtet – gleiche 4×1,5 mm2 Leitungen anbietet, jede Leitung jedoch einen anderen Mantel bzw. Leiteraufbau besitzt. Zur Auswahl stehen PVC-Mischungen für Leitungen in Standardanwendungen, ölfeste PVC- bzw. PUR-Mischungen und TPE-Materialien, die besonders für Energieführungen geeignet sind. Besonders zeichnen sich die TPE-Mischungen durch ihren großen Temperaturbereich von -35 bis +100 °C, die hohe Abriebfestigkeit und Ölbeständigkeit, auch bei aggressiven Bioölen, aus.
Aufbau und Verseilgebilde
Chainflex-Leitungen haben einen auf den Einsatz in der Energieführung abgestimmten Aufbau. So basieren alle Chainflex-Leitungstypen auf einem Verseilgebilde mit kurzen Schlaglängen. Lösungen bei Leitungen mit mehr als 12 Adern werden durch bündelverseilte Konstruktionen realisiert. Die Gefahr von „Korkenziehern“, die bei lagenverseilten Leitungen hoch ist, wird entscheidend verringert. Das Umwickeln der verseilten Adern mit Folie trägt nicht zur Erhöhung der Standzeit bei. Die Adern der Leitung sollten fest vom zwickelfüllend extrudierten Außenmantel bzw. Innenmantel bei geschirmten Leitungen umspritzt sein. Das sorgt dafür, dass Einzeladern wie in einem Kanal geführt sind und nicht auswandern können. Bei geschirmten Leitungen übernimmt der Innenmantel diese Funktion.
EMV-Sicherheit
Um die EMV-Schutzziele gemäß EMV-Richtlinie der Europäischen Union zu erreichen, sollten Leitungen eine auf ständige Bewegungen optimierte Schirmung aufweisen. Mit zu offenen oder gebrochenen Schirmgeflechten erfüllt man die Schutzziele nicht. Optimierte und erprobte Schirmflechtwinkel sind daher ein Vorteil.
Normen und Zertifikate
Die ausgewählten Leitungen müssen UL-, CSA- sowie Inter- und Profibus-Zertifikate erfüllen.
Fazit
Dank der vielen Tests kamen immer weniger Kundenreklamationen. Auch zeigte sich, dass umfangreiche und aufwändige Testreihen nicht zu Preiserhöhungen führen müssen. Denn besser vorab getestet als später aus misslungenen Anwendungen gelernt.
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