Ölflex-Connect-Servo-Konfektion, Bild: Lapp

Die neuen Ölflex-Connect-Servo-Konfektionen glänzen unter anderem durch eine extrem effektive elektromagnetische Abschirmung. Bild: Lapp

Sie verbinden Steuerung und Antrieb: Servoleitungen. Die mehradrigen Kabel samt Stecker – so genannte Servokonfektionen – übertragen hohe Leistungen und sind in Maschinen, die Servoantriebe nutzen, verbaut. Die Servokonfektionen Ölflex Connect Servo von Lapp vereinen technische Eigenschaften wie eine extrem gute elektromagnetische Abschirmung mit weltweiter Verfügbarkeit.

Möglich wurde dies durch Komponenten, die in einem neu entwickelten Prozess verarbeitet werden: Waren das Ablängen und Abisolieren des Kabels sowie das Anbringen des Steckers bisher reine Handarbeit, ist die Fertigung von Ölflex Connect Servo zu großen Teilen automatisiert. Lediglich das Einlegen der Adern in den Isolierkörper erfolgt noch mittels einer speziellen Vorrichtung manuell, alles Weitere geschieht automatisch: Messer schneiden das Kabel auf die richtige Länge und entfernen die Isolierung – sofort passend gestuft. Der Mantel wird also kürzer geschnitten als das Schirmgeflecht, der Innenmantel kürzer als die Adern. Die Einzeladern werden in die Kontakte gepresst – sprich gecrimpt. Im Gegensatz zum Löten wird so die Kontaktqualität verbessert und eine Verwechslung ist ausgeschlossen.

Ein wichtiger Unterschied zu manuellen Verfahren ist die Ausführung des Übergangs der Kabelschirmung, die bei der Verarbeitung nicht gekürzt wird, auf das Steckergehäuse: Die Maschine schiebt die Schirmung zurück und presst sie in einen Ring ins Gehäuse. Die Drähte des Kabelschirms haben dadurch rundherum großflächig Kontakt mit dem Stecker. Diese 360-Grad-Schirmung verbessert die Abschirmwirkung um mindestens 100 Prozent gegenüber herkömmlichen Servokonfektionen. Ein Alleinstellungsmerkmal ist auch der Innenmantel, der unter der Schirmung liegt. Er schützt die Adern beim Konfektionieren und hält das Innenleben des Kabels in Form, auch wenn die Leitung hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt wird.

Messung der Schirmdämpfung von Rundsteckverbindern, Bild: Lapp
Messung der Schirmdämpfung von Rundsteckverbindern: Die elektromagnetische Abschirmung der Ölflex Connect Servo ist um mindestens 100 Prozent effektiver als die herkömmlicher Servokonfektionen. Gegenüber einigen Fabrikaten ist der Abstand sogar deutlich größer. Bild: Lapp

Weltweit gleiche Qualität

Die Servokonfektion ist die konsequente Weiterentwicklung des „Alles aus einer Hand“-Gedankens. Der teilautomatisierte Konfektionsprozess, den die Lapp-Ingenieure selbst entwickelt haben, ist dabei ein Innovationsschritt. Dafür, dass sich das Unternehmen für diesen Weg entschieden hat, gibt es gleich mehrere Gründe: Die neuen Servokonfektionen besitzen eine sehr gute elektromagnetische Verträglichkeit (EMV). Ein großer Fortschritt für die Kunden ist, dass sich die weitgehend automatisierte Fertigung auf verschiedene Standorte in aller Welt übertragen lässt, um global die gleiche Qualität zu erzielen. Viele Kunden von Lapp sind Global Player und als solche wollen sie nicht überall auf der Welt verschiedene Lösungen einsetzen, die jedes Mal neu validiert werden müssen. Außerdem lässt sich die teilautomatisierte Konfektion leicht für verschiedene Herstellerstandards anpassen.

Das Produkt wird jedoch, trotz Automatisierung, nicht zu einem vollständigen Standardprodukt. Es ist weiterhin individualisierbar: Ein Beispiel ist die Beschriftung. „Lapp beschriftet jedes Servokabel nach Kundenwunsch“, verspricht Klaus Joachim, Senior Manager Automation bei Lapp Systems. Für die Anwender entfällt somit der Arbeitsschritt der Beschriftung zugelieferter Teile.

Der Vorteil fällt dann besonders ins Gewicht, wenn ein Maschinenbauer ganze Maschinensätze ordert. Das sind mitunter 50 oder mehr Kabel unterschiedlicher Längen und Typen, die unter nur einer Bestellnummer geführt werden und die sämtliche Leitungen einer Maschine umfassen. Jedes Kabel wird von Lapp mit der individuellen Betriebsmittelkennzeichnung des Anwenders beschriftet, sodass der Elektriker die Maschine sofort ohne Stromlaufplan anschließen kann.

Derzeit hat Lapp sechs Leitungstypen mit unterschiedlichen Durchmessern und Leiterquerschnitten für den Siemens-Standard im Katalog. Zur Hannover Messe 2016 kamen Varianten für die Standards von SEW Eurodrive und Rockwell dazu, die ab 2017 in Serie produziert werden. Der Kunde hat zudem die Wahl zwischen den Varianten Basic Line, Core Line und Extended Line, die unterschiedlichen Ansprüchen genügen. Sie unterscheiden sich zum Beispiel im Mantelmaterial, das je nach Variante entweder aus PVC oder PUR besteht. PUR, das für die Extended Line verwendet wird, ist dort sinnvoll, wo die Leitung chemischen Substanzen wie Öl und Fetten ausgesetzt ist. Wo dies nicht der Fall ist, etwa in der Holzbearbeitung, sind günstigere Leitungen mit PVC-Mantel ausreichend. Außerdem gibt es Varianten für den Einsatz in besonders anspruchsvollen Anwendungen, etwa an Robotern.

Der Hybrid-Servokabel-Trend

Servokonfektionen, Bild: Lapp
Die neuen Servokonfektionen zeichnen sich durch gleichbleibend hohe Qualität, globale Verfügbarkeit und besonders effektive elektromagnetische Abschirmung aus. Bild: Lapp

Ölflex Connect Servo ist für Lapp auch aus technischer Sicht eine Investition in die Zukunft, denn in der Automatisierung stehen einige Umbrüche bevor, auf die Lapp vorbereitet sein will. So ist schon abzusehen, dass die strikte Trennung zwischen Servoleitung und Feedbackleitung fallen wird. Der Trend geht zu Hybrid-Servokabeln, die in einem Kabel sowohl Strom für den Motor als auch Sensordaten zurück zur Steuerung übertragen.

Mit der Verbreitung digitaler Sensorik und neuer Leistungselektronik stellen die Antriebshersteller außerdem auch die Anschlüsse an den Motoren und an den Steuerungen um. Von den selbstgeschaffenen neuen Standards erhoffen sie sich natürlich auch einen Umsatzschub. Derzeit führt zum Beispiel Siemens eine neue Generation von Antriebsreglern, die Sinamica-S120-booksize-C/D-Serie ein. Diese haben mehr Funktionen, aber auch einen veränderten Anschluss. Die Steckverbinder dazu gibt es zunächst nur vom Antriebshersteller selbst – und von der Lapp Gruppe, die damit einziger unabhängiger Anbieter ist. Da das Unternehmen bereits in den Entwicklungsprozess eingebunden war, ist es in der Lage, schon zum Marktstart im Herbst 2016 den verbesserten Booksize-Reglerstecker und damit die passende Verbindungslösung in allen Performance-Klassen anzubieten.

Versicherung gegen EMV-Probleme

Hybrid-Servokabel bringen aber auch neue Herausforderungen mit sich. Wenn Leistungs- und Datenkabel so dicht beieinander liegen, spielt das Thema elektromagnetische Verträglichkeit eine noch wichtigere Rolle, umso mehr als die Taktraten der Antriebe steigen und die Toleranzen sinken werden, was das Problem noch zusätzlich verschärft. Die Gefahr, dass Impulse im Leistungskabel zu Störungen in der Datenleitung führen, ist bei manuell konfektionierten Leitungen immer gegeben. „Da werden die Anforderungen sprunghaft ansteigen“, sagt Klaus Joachim. Ölflex Connect Servo sei dafür jedoch bereit. Labortests zeigten, dass die Schirmung um mindestens 100 Prozent besser sei als bei herkömmlichen, manufakturartig hergestellten Konfektionen. Gegenüber manchen Fabrikaten sei der Vorteil sogar noch deutlich größer.
Klaus Joachim ist sich bewusst, dass andere Anbieter versuchen werden, die teilautomatisierte Konfektion zu kopieren. Aber Lapp habe einen großen Vorsprung „und wir bleiben ja nicht stehen, sondern entwickeln den Prozess ständig weiter.“ jl

Drei Fragen an Georg Stawowy, Lapp

Herr Stawowy, Lapp möchte in den Servo-Antriebsmarkt. Was bewegt Sie dazu?

Nun ja, wir haben ja schon seit längerem Servokonfektionen angeboten, aber wir wollen uns hier deutlich stärker engagieren. Dieser Markt ist unglaublich attraktiv, denn Servoantriebe sind mittlerweile einfach überall. Wir sind umgeben von Servoantrieben und das branchenunabhängig und global. Und der Markt wächst weltweit und wird weiter stabil wachsen: Es gibt immer mehr Sensoren und Aktoren, die irgendwas positionieren oder andere Bewegungen ausführen. Außerdem gleichen sich auf diese Weise unterschiedliche Branchenzyklen aus.

Ein sehr wichtiges Thema sind Servoantriebe natürlich auch für den Maschinen- und Anlagenbau und genau da sind wir stark. Damit haben wir bei einer Firma wie beispielsweise dem Werkzeugmaschinenbauer Emag gute Chancen, wo wir bisher schon eine gute Beziehung hatten. Vor allem solche Unternehmen, die besonders hohe Anforderungen an die Komponenten haben, finden unsere ganz neu entwickelten Ölflex-Connect-Servo-Konfektionen sehr interessant, denn sie helfen ihnen, die Anforderungen ihrer eigenen Kunden zu erfüllen.

Bis jetzt gehen Sie auf Produkte von Siemens, SEW und Rockwell ein. Was ist noch geplant? Welche weiteren Standards kommen noch?

Bei den japanischen Anbietern fokussieren wir auf Fanuc, bei den deutschen sind es Bosch Rexroth, Lenze, Beckhoff sowie B&R. Welche Standards wir anbieten, entscheiden wir nach verschiedenen Kriterien: das Eine ist natürlich der globale Marktanteil, aber das ist offensichtlich nicht das einzige Kriterium – denn ansonsten wären wir nur in Japan unterwegs. Der zweite Punkt für uns ist die Frage, was nutzen unsere klassischen Kunden und wo haben wir einen guten Kundenzugang. Das Dritte sind technische Ähnlichkeiten: Wir schauen uns natürlich an, wo wir unsere vorhandenen Komponenten noch einbringen könnten.

Was ist für Sie das Spezifische im Servo-Antriebsmarkt, worauf muss man da speziell eingehen?

Ich denke aus technischer Sicht ist die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ausschlaggebend. Die Zahl der Störquellen nimmt immer weiter zu, gleichzeitig auch die Taktrate und die notwendige Präzision der Steuerungen. Verstärkt wird der Trend noch dadurch, dass die Antriebshersteller vermehrt auf Einkabel-Lösungen setzen. Da sind wir beim Thema Hybridstecker und -kabel – Daten und Strom – und da ist die Abschirmung absolut essenziell. Der Markt ist da sehr sensibel.
Ein weiterer ganz wesentlicher Grund ist die weltweite Lieferfähigkeit. Bisher gab es keine weltweit verfügbaren Servokonfektionen, die Anwender sind aber global aufgestellt und wollen sich nicht immer wieder mit neuen Lösungen auseinandersetzen.

Wir fertigen nun erstmals auf drei Kontinenten für den globalen Markt dieselben Servokonfektionen mit identischen Komponenten im selben Fertigungsprozess und unter denselben Standards – bis hin zu Verpackung und Label. Das bedeutet für viele Anwender wesentlich weniger Aufwand, denn sie wissen, dass sie sich weltweit auf immer die gleiche Qualität und Leistung verlassen können.

Die Fragen stellte Julia Lansen, Redaktion