Leitungen für die Bewegung

Die Wahl der richtigen Leitung für bewegte Anwendungen entscheidet maßgeblich über Zuverlässigkeit und Gesamtkosten Ihrer Anlage. Doch ohne einheitliche Normen ist der Vergleich verschiedener Hersteller schwierig. Dieser Einkaufsführer zeigt, worauf es bei Biegeradius, Verfahrweg, Dynamik und Mantelwerkstoff wirklich ankommt – und wie Sie mit der richtigen Lebensdauerplanung bis zu 98 Prozent Kosten sparen können.

Leitungen in der Bewegung, insbesondere in Energieketten, sind essenziell für die zuverlässige Energie- und Datenübertragung in industriellen Anwendungen. Sie müssen extremen mechanischen Belastungen standhalten und gleichzeitig flexibel genug sein, um sich den Bewegungen der Maschinen anzupassen. Das Problem: Es gibt keine einheitlichen Normen, die die Auswahl und den Vergleich von Leitungen verschiedener Anbieter erleichtert. Leitungen, die energiekettentauglich beworben sind, erfüllen oftmals nicht die besonderen Anforderungen der Energieketten-Anwendungen. Hilfreich können hier im Einkauf detaillierte Datenblätter, Konfiguratoren, eine breite Werkstoffauswahl und eine Transparenz der Nebenkosten sein. In diesem Einkaufsführer erfahren Sie, worauf Sie beim Kauf von Leitungen für bewegte Anwendungen achten sollten, und erhalten eine Checkliste mit den wichtigsten Punkten.

Was ist technisch gefordert?

Für die Auswahl der richtigen Leitung gibt es einige wichtige Tipps, die beachtet werden sollten. Zunächst ist der zulässige Biegeradius einer Leitung entscheidend für ihre Lebensdauer in der Bewegung. Ein größerer Radius reduziert die Belastung und erhöht die Lebenserwartung der Leitung. Der Biegeradius berechnet sich aus den Biegefaktorangaben des Herstellers und dem Durchmesser der Leitung. Es ist ratsam, den Radius der E-Kette größer als den minimal zulässigen Biegeradius der Leitung zu wählen, um Kosten zu sparen. Ein Beispiel: Der Biegeradius der igus High-End Leitung CF98.PLUS von bis zu 3 x d erlaubt den problemlosen Einsatz in der Energiekette mit sehr beengtem Bauraum. Damit ist sie für sehr schnelle Anwendungen wie bei Automatiktüren oder in der Halbleiterproduktion geeignet und funktioniert auch bei 100 Millionen Doppelhüben sicher. Für viele andere Indoor-Anwendungen wie bei Indoor-Krane oder Holzbearbeitungsmaschinen kann hingegen eine Leitung wie zum Beispiel die CF880 mit größerem Biegefaktor von 12,5 x d gewählt werden. Das ergibt eine Kostenersparnis von 98 %, da weniger hohe Bewegungszyklen gefordert sind und der Biegefaktor viel größer ist.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist der Verfahrweg, der die Distanz beschreibt, die eine Leitung in einer bewegten Anwendung zurücklegt. Lange Verfahrwege erfordern stabilere Leitungen, insbesondere bei gleitenden Anwendungen. Leitungen mit zwickelfüllend extrudierten Innen- oder Außenmänteln sind für lange Verfahrwege besonders geeignet. Bei mehradrigen Steuerleitungen ist der Einsatz einer sogenannten Bündelverseilung geradezu Pflicht, um Korkenzieher zu vermeiden.

Ein weiteres Kriterium, welches sich auf die Wahl der Leitung auswirkt, ist die Dynamik einer Anwendung. Sie umfasst die Bewegung, Beschleunigung und Geschwindigkeit. Leitungen für hochdynamische Anwendungen sollten besonders abrieb- und biegefest sein. TPE-Leitungen sind hierfür besonders geeignet. Aber auch gute PVC-Leitungen bieten, gerade bei trockenen Anwendungen, eine kostengünstige Alternative. Besonders im Vergleich zu Leitungen mit PUR-Außenmantel.
Die Umgebungstemperatur beeinflusst ebenfalls die Haltbarkeit des Mantelwerkstoffes. PVC, PUR und TPE sind gängige Materialien für Außenmäntel, die je nach Temperaturbereich zur Auswahl stehen. igus bietet spezifische Temperaturangaben für feste, flexible Anwendungen, ebenso wie spezielle Werte für die Energieketten-Anwendung. Diese Angabe ist insofern besonders, da die gängigen Prüfnormen für Leitungen, die temperaturabhängige Stabilität in einer Energiekette nicht als Prüfung abbilden und die gängigen Prüfverfahren nicht nutzbar sind.

Der Außenmantel schützt die Leitung mechanisch, aber auch vor äußeren Einflüssen wie UV-Strahlung, Öl und Chemikalien. Je nach Einsatzbereich sollte der passende Mantelwerkstoff gewählt werden. Ein Beispiel: Leitungen mit PUR-Außenmantel sind dann die richtige Wahl, wenn diese in öligen Umgebungsbedingungen in der Energiekette zum Einsatz kommen, zum Beispiel im klassischen Werkzeugmaschinenbau. Aber gerade im Bereich PUR-Werkstoffe ist die Wahl des passenden Werkstoffes und die richtige Oberflächenbeschaffenheit von hoher Bedeutung. Denn ein PUR-Außenmantel ist von Natur aus hoch glänzend und entsprechend stark klebend. In der Bewegung kann ein solcher Mantel schnell zu Ausfällen führen. Für trockene Umgebungen mit Raumtemperaturbedingungen wie zum Beispiel bei der Verpackungs- oder Holzindustrie ist die richtige und kostengünstige Lösung eine Leitung mit PVC-Außenmantel, der sehr gute Abriebeigenschaften in der Energiekette aufweist.

Je nach Wahl des richtigen Außenmantelwerkstoffs lassen sich bis zu 57 % Kosten einsparen. Leitungen mit TPE-Außenmantel hingegen sind immer dann die erste Wahl, wenn eine hohe Zyklenzahl oder eine besonders hohe Abriebfestigkeit gefordert sind. Auch für den Außeneinsatz zum Beispiel auf einem Hafenkran bieten sich TPE-Leitungen an.

Kostenfaktor Lebensdauer: Warum ­Langlebigkeit mehr kostet

Die Lebensdauer der Leitung beeinflusst wesentlich den Preis. Je länger die Leitung hält, desto teurer ist diese. Daher ist es wichtig zu wissen für welche Lebenszeit die Anlage beziehungsweise Maschine ausgelegt ist. Denn hält die Leitung doppelt so lange wie die Maschine, ist sie ‚Over Engineered‘. Fällt die Leitung aufgrund einer falschen Auslegung zu früh aus, kommt es zu ungeplanten und sehr teuren Ausfallkosten und Anlagenstillständen. Die geringen Leitungskosten stehen dann in keinem Verhältnis zu den teuren Stillstands- und Austauschkosten.

Online-Tools wie der Chainflex-Lebensdauerrechner können eine praktische Hilfe sein, um die passende Leitung zu finden. Nach Eingabe der Anwendungsparameter wie Biegeradius, Verfahrweg, Dynamik und Temperatur ermittelt das Online-Tool auf Basis realer Daten aus dem Testlabor sowie KI-basierter Berechnungen die Lebensdauer der ausgewählten Leitung. Zusätzlich bietet das Tool bis zu 15 alternative Leitungstypen an, die entweder günstiger oder noch besser für die jeweilige Anwendung sind als die ursprünglich ausgewählte. Sämtliche anwendungsrelevanten anzunehmenden Parameter werden dabei berücksichtigt. Die Basis hierzu bilden umfangreiche Tests seit über 30 Jahren im igus hauseigenen über 5 500 m2 großen Testlabor. Dabei bietet das Labor eine Vielzahl von über 68 Testanlagen, die die unterschiedlichsten Anwendungsfälle simulieren können. Dabei gibt es Sonderteststände wie die einzigartige Klimakammer in einer Größe von 40 Fuß, extra lange Verfahrwege von über 200 m, Reinraumprüfanlagen für dynamische Tests oder Torsionsteststände für Robotik-Anwendungen.

Stolperfalle: Nebenkosten

Beim Kauf von Leitungen ist auch auf die Nebenkosten zu schauen. Dazu gehören zum Beispiel Mindermengenzuschläge. Diese fallen häufig bei der Bestellung kleiner Mengen an. Hinzu kommen Schnittkosten und Kosten für Verpackung. igus verzichtet auf diese Nebenkosten. Kosten lassen sich auch durch den Kauf von Leitungen aus der Restebörse senken.

In der Chainflex-Restebörse werden zum Beispiel Restlängen von Leitungen, die bei dem Kundenzuschnitt übriggeblieben sind, zu einem Rabatt von 50 % angeboten. Diese Restlängen sind in verschiedenen Längen bis zu 50 Metern verfügbar und bieten die gleiche Qualität und Garantie wie reguläre Produkte. Einkäufer profitieren nicht nur von den erheblichen Kosteneinsparungen, sondern tragen auch zur Nachhaltigkeit bei, indem sie helfen, Abfall zu vermeiden und Ressourcen effizient zu nutzen.

Ein Lieferant für ein komplettes System

Igus entwickelt und testet nicht nur die Chainflex-Leitungen, sondern auch die hauseigenen Energieketten, allein mit zwei Milliarden Zyklen im Jahr. Denn igus bietet auch die E-Kette wie alle seine Produkte mit einer einzigartigen Garantie von bis zu 48 Monaten an, ebenso wie komplette Energiekettensysteme inklusive Leitungen. Diese sind auch als konfektionierte Leitungen mit Stecker bestellbar. Der Vorteil eines Energiekettensystems aus einer Hand liegt dabei vor allem darin, dass alle Komponenten getestet sind und optimal miteinander funktionieren. Dadurch reduzieren sich die Lifecycle Costs (LCC) der Maschine am Ende deutlich. Zusätzlich profitiert der Einkäufer, dass er nur einen Lieferanten und eine Bestellung für das Gesamtsystem hat.