Energieketten Welche Leitungen der Maschinenbauer braucht

Redakteur: Kristin Rinortner

Der Mann, der professionell bewegte Leitungen zerstören lässt, heißt Frank Blase. Und er meint, dass er der Maschinenbauer-Welt damit Gutes tut, denn seine Firma sei „das Beste für die Kette“.

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Frank Blase, igus: "Die Erkenntnisse, die bei der laufenden Analyse aller Tests gewonnen werden, fließen seit 25 Jahren in die Entwicklung unserer Leitungen ein."
Frank Blase, igus: "Die Erkenntnisse, die bei der laufenden Analyse aller Tests gewonnen werden, fließen seit 25 Jahren in die Entwicklung unserer Leitungen ein."
(Bild: igus)

Die Energiekette lässt sich als Nabelschnur einer Maschine bezeichnen. Sie versorgt die Maschine mit Energie, Daten und Medien und macht jede Bewegung der Maschine mit. Die Bewegungen reichen von einfachen Hüben bis zur sechsachsigen Roboteranwendung. Das ist für die innenliegenden Leitungen eine Herausforderung. Damit die Leitungen den Belastungen viele Millionen Mal standhalten und es nicht nach wenigen tausend Zyklen zu Aderbrüchen oder dem Korkenzieher-Effekt kommt, müssen Material und Leitung optimal aufeinander abgestimmt sein.

Bild 1: Auf 1750 qm betreibt igus sein Testlabor, wo an 58 Testständen mit über 2 Milliarden Testzyklen die Lebensdauer der Produkte getestet wird.
Bild 1: Auf 1750 qm betreibt igus sein Testlabor, wo an 58 Testständen mit über 2 Milliarden Testzyklen die Lebensdauer der Produkte getestet wird.
(Bild: igus)

Ein Unternehmen, das hier viel Forschungs- und Entwicklungsarbeit investiert und mit 1750 m2 und 58 unterschiedlichen Testständen das größte Testlabor (Bild 1) für bewegte Leitungszerstörung in Energieketten betreibt, ist die Kölner Firma igus.

„Die Kette macht die Leitung kaputt.“ Diese Aussage führte vor mehr als 25 Jahren zur Idee spezielle, kettentaugliche Leitungen zu entwickeln, erklärt Martin Göllner, heute verantwortlich für Qualität und Entwicklung. Entwickelt hat sich aus dieser Idee ein Angebot von Weltruf.

Reale Betriebsbedingungen im Test abbilden

Da die Spezialisten auf eine genaue Abbildung der realen Betriebsbedingungen Wert legen, sind die Testachsen mit unterschiedlichen Verfahrwegen und Beschleunigungen oder Witterungsbedingungen vorhanden. Für den Test großer Energiekettensysteme, wie sie bei Krananlagen eingesetzt werden, ist ein Außentestgelände mit einem Verfahrweg bis zu 240 m vorhanden. Hier wurden bereits Komponenten mit Geschwindigkeiten von 4 m/s und einer Zusatzlast von 8 kg/m auf eine Gesamtleistung von 25000 km erfolgreich geprüft.

Bild 2: In der Kältekammer können Temperaturverläufe von –40°C bis +60°C simuliert werden.
Bild 2: In der Kältekammer können Temperaturverläufe von –40°C bis +60°C simuliert werden.
(Bild: igus)

Ebenso werden Temperaturverläufe von –40 bis 60 °C untersucht. Dazu wurde ein Seecontainer umgebaut, in dem Leitungen und Ketten bei entsprechenden Testtemperaturen unter realistischen Bewegungsbedingungen geprüft werden (Bild 2). Diese müssen Millionen Hüben und der im echten Einsatz zu erwartenden Biegebeanspruchung standhalten.

Die Erkenntnisse, die bei der laufenden Analyse aller Tests gewonnen werden, fließen seit 25 Jahren in die Entwicklung des eigenen Sortiments von Leitungen ein. Die führte neben neuartigen Materialien auch zur Einführung der Bündelverseilung, wie es bei Stahlseilen üblich ist.

Bild 3: Innenleben einer bündelverseilten Leitung
Bild 3: Innenleben einer bündelverseilten Leitung
(Bild: Kristin Rinortner)

Bei der Bündelverseilung (Bild 3) von Kabeln werden in einem aufwändigen Verfahren Adern in Einzelbündel mit drei, vier oder fünf Adern verseilt, die dann wiederum zu einer Gesamtverseilung der Bündel miteinander verseilt werden. Bei großen Verseilaufbauten erfolgt dies um ein Zugentlastungselement. Heraus kommt eine Leitung, die bewegungsrobust und kettentauglich ist, da – im Unterschied zu einer lagenverseilten Leitung – jede der Adern bei der Bewegung der Energiekette gleichermaßen im Innen- und Außenradius bewegt wird und dadurch einseitige Streckungen und Stauchungen vermieden werden.

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Bei noch extremeren Bewegungen, Biegungen und Torsionen werden sogenannte Roboterleitungen eingesetzt, deren Aufbau noch komplexer ist. Spezielle Dämpfungselemente geben den Adern die notwendige Bewegungsfreiheit im Leitungsinneren. Besondere Schirme und Außenmaterialien sorgen zusätzlich für eine optimale Haltbarkeit der Leitungen.

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