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Servoantrieb: Steckleitung überträgt Energie und Steuersignale

| Autor / Redakteur: Pia Schäble* / Kristin Rinortner

Moderne Servoantriebe müssen eine hohe Leistung auf minimalem Raum liefern. Auch die Komponenten werden daher immer kompakter, so auch Steckleitungen. Wo liegen die Herausforderungen?

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In der heutigen Zeit sind fahrerlose Transportsysteme durch die Automatisierung mehr denn je gefragt. Der SIMATIC MICRO-DRIVE erfüllt hierfür alle Anforderungen und überzeugt mit einfacher Inbetriebnahme und Bauweise. Durch das große Leistungsspektrum kann er flexibel eingesetzt werden.
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In der heutigen Zeit sind fahrerlose Transportsysteme durch die Automatisierung mehr denn je gefragt. Der SIMATIC MICRO-DRIVE erfüllt hierfür alle Anforderungen und überzeugt mit einfacher Inbetriebnahme und Bauweise. Durch das große Leistungsspektrum kann er flexibel eingesetzt werden.
(Bild: BMW Leipzig/Siemens DAM )

Fahrerlose Transportsysteme müssen bei möglichst wenig Energieverbrauch eine hohe Reichweite erzielen und gleichzeitig sehr wendig sein, um trotz beengter Platzverhältnisse in den Betrieben optimal manövrieren zu können. Dafür werden effiziente und kleinräumige Antriebe benötigt. Ähnliche Ansprüche gelten für andere Automatisierungslösungen wie zum Beispiel Sortier- oder Positioniersysteme: Auch hier sollen Motoren mit hoher Leistungsdichte bei wenig Bauraum einen zuverlässigen Betrieb der Maschinen gewährleisten.

Um den steigenden Anforderungen an kompakte Komponenten gerecht zu werden, stellte Siemens auf der diesjährigen Hannover Messe die Antriebslösung SIMATIC MICRO-DRIVE vor. Die darin verbauten Steckleitungen liefert der Experte für Automatisierungstechnik KnorrTec. Bei der Entwicklung der Steckleiste stand besonders das kompakte Design im Vordergrund, weshalb die Leitung nun sowohl die Steuersignale von der Kontrolleinheit zum Motor überträgt als auch die Stromversorgung gewährleistet – vereint in einem einzigen Kabelstrang.

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Das Unternehmen ist langjähriger Produktpartner von Siemens und bietet individuell auf das Antriebssystem abgestimmte Steckleitungen, die je nach Einsatzbereich mit den Gleichstrommotoren (DC-Motoren) des Herstellers Dunkermotoren sowie bürstenlosen Gleichstrommotoren (EC-Motoren) von ebm-papst verbaut werden können.

„Viele Unternehmen verlangen mittlerweile nach immer kompakteren Antriebslösungen, bei denen die Komponenten wie Motoren, Frequenzumrichter sowie die SPS auf zunehmend engerem Raum konzipiert werden“, erklärt Franz Knorr, Geschäftsführer von KnorrTec. „Auch die Steckleitungen, welche sowohl die Steuersignale übertragen als auch für die Stromversorgung zuständig sind, müssen sich an diese Entwicklung anpassen.“ Hinzu kommt, dass Anbieter von Antriebssystemen auf Branchentrends reagieren und Baukastenlösungen ins Portfolio aufnehmen.

So sollen beispielsweise Frequenzumrichter mit Motoren unterschiedlicher Hersteller und verschiedenen Steuerungen kombiniert werden können. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass die Steckleitungen – unabhängig von der Zusammenstellung des endgültigen Systems beim Anwender – mit allen Komponenten kompatibel sein müssen. Oftmals müssen die Steckleitungen jedoch sehr spezielle Anforderungen erfüllen und sind deshalb nicht frei auf dem Markt erhältlich.

Antriebe mit Steckleitungen nach Maß

Aus diesem Grund wenden sich viele Unternehmen an erfahrene Anbieter, die auch Komponenten mit hohen Anforderungen an die Sicherheit, Langlebigkeit und Leistungsfähigkeit sowie gesetzliche Vorgaben schnell und in ausreichend großer Stückzahl liefern können. Darüber hinaus sollte der Anbieter kompetent in der Konzeption anspruchsvoller Projekte sein.

KnorrTec als Produktpartner von Siemens bietet wie bereits erwähnt Steckleitungen für den Servoantrieb SIMATIC MICRO-DRIVE in Verbindung mit Komponenten von ebm-papst sowie von Dunkermotoren an. Für die Übertragung der Steuersignale und der Stromversorgung sind dabei nur noch ein einzelnes Kabel sowie ein Anschluss notwendig. Die Steckleitungen eignen sich in der Standardausführung mit dem Kunststoff PVC für einfache Anwendungen und eine feste Verlegung bei Temperaturen zwischen –30 bis 80°C (fest) sowie –15 bis 80°C (bewegt). Die Leitungen erfüllen die Vorgaben der DIN EN 60332-2-2.

UL-Vorgaben für anspruchsvolle Anwendungen

Werden höhere Anforderungen – beispielsweise bezüglich der Temperaturbeständigkeit – an die Steckleitungen gestellt, sind die Leitungen auch in der Ausführung TPE PUR erhältlich. Dieser Isolationswerkstoff gehört zu den thermoplastischen Elastomeren, kurz TPE. Das thermoplastische Polyurethan (TPE PUR) als Sonderform zeichnet sich durch eine leichte Verarbeitung aus, ist mechanisch hoch belastbar sowie widerstandsfähig gegenüber äußeren Einwirkungen wie Chemikalien oder hohen Temperaturen. Mit diesem Isolationswerkstoff ist die Verlegung bei Temperaturen von –40 bis 100°C (fest) sowie –25 bis 100°C (bewegt) möglich.

Die Steckleitungen erfüllen gleichzeitig drei Funktionen. Sie übertragen die Steuersignale von der Kontrolleinheit zum Motor, erledigen die Stromversorgung und sorgen für eine sichere mechanische Verbindung zwischen Steckleitung und den Komponenten des Antriebssystems.
Die Steckleitungen erfüllen gleichzeitig drei Funktionen. Sie übertragen die Steuersignale von der Kontrolleinheit zum Motor, erledigen die Stromversorgung und sorgen für eine sichere mechanische Verbindung zwischen Steckleitung und den Komponenten des Antriebssystems.
(Bild: KnorrTec )

„Die Steckleitungen erfüllen nicht nur die DIN-Richtlinien, sondern können auch dort verwendet werden, wo Anlagen die Vorgaben der nordamerikanischen Prüforganisation Underwriters Laboratories (UL) erfüllen müssen und zum Beispiel Flammwidrigkeit sowie Öl-, Hydrolyse- und Mikrobenbeständigkeit gefordert wird“, erläutert Knorr. „Das gilt auch dann, wenn beispielsweise Motoren mit Schleppketten eingesetzt und besonders flexible Lösungen benötigt werden. Neben Standardlängen, die ab Lager verfügbar sind, werden auch individuelle Kabellängen angeboten, um die Integration des Antriebssystems in jegliche Umgebung zu erleichtern.

Die Kabellösungen des Unternehmens sind darauf ausgelegt, dass sie sich bei herkömmlichen genauso wie bei sehr kompakt konstruierten Anlagen einfach einbinden und bei Bedarf in kürzester Zeit wieder austauschen lassen. Oftmals müssen jedoch – wie auch im Fall von Siemens und aller weiteren Produktpartner – erst Kabel entwickelt werden, welche die geforderte Anzahl der Adern aufweisen, da entsprechende Meterwaren auf dem Markt bisher nicht verfügbar waren.

Dazu kooperiert die Firma mit Kabelherstellern. Das Unternehmen profitiert hierbei von seiner langjährigen Erfahrung im Bereich der kundenspezifischen Automatisierungslösungen und seiner guten Marktkenntnis, weshalb die Beschaffung der notwendigen Komponenten sowie die Lieferung der Steckleitungen auch in hoher Stückzahl im vier- und fünfstelligen Bereich schnell und zuverlässig gewährleistet werden kann.

Dieser Beitrag ist erschienen im Sonderheft Elektromechanik III der ELEKTRONIKPRAXIS (Download PDF)

* Pia Schäble ist freie Redakteurin aus München.

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