Chainflex-­Hybridleitungen, Bild: Igus

Die Chainflex-­Hybridleitungen kombinieren Datenübertragung und Energieversorgung. - Bild: Igus

Nicht nur Motor und Stecker sollen klein und leistungsstark sein, auch die eingesetzten Leitungen müssen den neuen Wünschen hinsichtlich Zusammenführung gerecht werden. Der Leitungsspezialist Igus entwickelt dazu direkt anschlussfertige Hybridleitungen für die Antriebstechnik.

Seit mehr als fünf Jahren etabliert sich die Hybridtechnologie, auch Einkabel-Lösungen (One Cable Technology) genannt, immer mehr auf dem Markt der kleinen und modernen Motoren. Während zunächst nur eine Handvoll Motorenhersteller auf die platzsparende Technologie setzten und sich damit im Bereich Antriebstechnik gut positionieren konnten, treten nun große Player auf den Markt.

Denn die Maschinen von heute sind nicht mehr mit denen von vor zehn oder 15 Jahren vergleichbar. Kompakt, schlank und modern müssen sie sein. Optisch ähneln sie immer mehr kleinen Raumschiffen. In ihnen steckt eine Technik, die bei höchsten Geschwindigkeiten im 24/7-Dauerbetrieb funktionieren muss.

„Seitens unserer Kunden bemerken wir den Trend in Richtung Hybridleitungen.“

Andreas Muckes, Leiter Produktmanagement Chainflex, Igus

Statt zwei Leitungen nur noch eine

Damit Funktionalität und Design miteinander einhergehen, müssen Konstrukteure Platz einsparen: im Bereich der Motorentechnik wie auch bei den Leitungen und Energieketten. Wurden für die bisherigen Motoren eine Leitung für die Energieversorgung und eine für das Gebersignal benötigt, sind für die neuen, kleineren Motoren Einkabel-Lösungen gefragt, die die beiden Funktionen kombinieren. Bei den sogenannten Hybridleitungen laufen die Energieversorgung und Datenübertragung über eine einzige Leitung, indem die Gebersignale in die Servoleitung integriert werden. Damit entfällt die notwendige Verkabelung mit einer separaten Messsystemleitung für den Encoder. Dies spart Platz im Schaltschrank und in der Energiekette. Der Installationsaufwand und die Kosten reduzieren sich. Auch wenn das Prinzip „Aus zwei mach eins“ so einfach klingt, ist die Entwicklung von Hybridleitungen eine Herausforderung.

Nicht umsonst werden Energie und Datenleitung in der Energiekette normalerweise mit großem räumlichen Abstand verlegt, damit sie sich nicht stören. Wie kommen die beiden nun störungsfrei zusammen? Eine Frage, die der Leitungsspezialist Igus beantworten kann. Der Hersteller entwickelt seit über 25 Jahren Chainflex-Leitungen, die speziell für den Einsatz in der Energiekette ausgelegt sind. Die Kölner bieten Einkabel-Lösungen passend zu Motoren von Beckhoff, Bosch, Siemens und weiteren Herstellern. Dabei ist jede Leitung speziell auf den jeweiligen Motorentyp angepasst. „Da jeder Motorenhersteller unterschiedliche Bussignale anwendet, müssen wir stets eine Leitung neu erfinden“, erklärt Andreas Muckes, Leiter Produktmanagement Chainflex. Eine solche Entwicklung dauert schnell mal ein bis zwei Jahre, da der Hersteller für jede Leitung eine eigene Konstruktion erstellt. „Seitens unserer Kunden bemerken wir den Trend in Richtung Hybridleitungen und auch große Motorenhersteller steigen nun in die Technologie mit ein. Aufgrund dessen gehen wir von einer sehr starken Nachfrage in den kommenden Jahren aus“, so Muckes. Auch Siemens setzt mit seinen Sinamics-Antrieben neuerdings auf die Einkabel-Technik. Speziell für die S210-Motoren hat Igus die neue Hybridleitung CF280.UL.H in zwei Querschnitten entwickelt. Sie senkt den Leitungsaufwand um 50 Prozent und benötigt 40 Prozent weniger Platz in der Energiekette. Die Leitungen eignen sich für bewegte Anwendungen in der Werkzeugmaschinentechnik, in der Automobilindustrie oder auch in der Intralogistik.

Flexibel und trotzdem gut geschützt

Testlabor, Bild: Igus
Um die Lebensdauer sämtlicher Produkte verlässlich voraussagen zu können, betreibt Igus das mit 3.800 Quadratmetern mit Abstand größte Testlabor für bewegte Leitungszerstörung in Energieketten. - Bild: Igus

Damit die Hybridleitungen störungsfrei funktionieren, müssen sie geschützt sein. Diese Aufgabe übernimmt ein von den Kölnern entwickelter, besonders enger Schirm. Die Flechtung verläuft in einem flachen Winkel mit hoher optischer Bedeckung. Damit werden die Kräfte, die auf die Schirmdrähte einwirken, nicht zu groß und die Haltbarkeit steigt. Die feste Konstruktionsweise gibt der gesamten Leitungskonstruktion die notwendige Bewegungsfreiheit und sorgt für eine hohe Lebensdauer. Für die weitere Sicherheit aller Chainflex-Leitungen sorgt die kurze Schlaglänge der Verseilung. Der mit Druck extrudierte Außenmantel stabilisiert hier die Bewegung der Schirmdrähte. Überdies schwört der Hersteller mit XLPE auf einen außergewöhnlichen Isolationswerkstoff, der fünf Jahre im hauseigenen Labor in umfangreichen Praxistests qualifiziert wurde. Er erfüllt zum einen die Anforderungen an die Niederkapazität, zum anderen hält er den erhöhten thermischen Ansprüchen der neuesten Motorengenerationen stand.

Nur zusammen klappt es

Chainflex-quer, Bild: Igus
Die Chainflex-Hybridleitungen mit eingebautem Bus-Element wurden für lange Lebensdauer in hochdynamischen Anwendungen entwickelt. - Bild: Igus

Damit die Leitung und der Motor zusammenkommen, ist für den Kölner Hersteller eine intensive Zusammenarbeit mit Steckerherstellern unerlässlich. „Wir qualifizieren unsere Leitungen nicht nur für die neuen Motorengenerationen, sondern arbeiten auch sehr eng mit den Steckerherstellern zusammen“, sagt Muckes. Mit der Firma Harting hat der Hersteller zum Beispiel gemeinsam geschaut, wie sich der neue ix-Industrial-Ethernetstecker mit den Leitungen verarbeiten lässt. „Außerdem haben wir die Lebensdauer der konfektionierten Leitungen in gemeinsamen Dauer- und Belastungstests überprüft“, erklärt Andreas Muckes.

Um den Kunden eine fertige kostengünstige Lösung offerieren zu können, kauft Igus die Stecker in Großmengen ein und hält sie auf Lager, um schnell Leitungen ab Stückzahl eins in Wunschlänge konfektionieren zu können; ein Service, der von unter dem Namen Readycable für mehr als 4.600 Antriebsleitungen besteht. Alle Leitungen werden dabei mit dem Stecker gecrimpt oder gelötet. Anschließend werden sie nochmals geprüft und versendet.

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