f+h fördern und heben 9/2017

ENERGIE- UND DATENÜBERTRAGUNG I TITEL
02
Das Prinzip Rollen statt Gleiten reduziert signifikant Energieverbrauch und
Verschleiß der Kette
P Gesamt
0,43 ^= – 57 %
wegen. Ihr Einsatz sollte daher vor allem
bei langen Verfahrwegen grundsätzlich
überdacht werden.
Die Wahl des richtigen Systems hängt
stets auch von den jeweiligen Anforderungen
ab. Doch mit den wachsenden Ansprüchen
an Effizienz und Lebensdauer einer
Anlage kann sich der Einsatz veralteter
Techniken der Energieführung schnell rächen.
Moderne Anwendungen, die immer
höhere Ansprüche an Verfahrgeschwindigkeiten
und -strecken stellen, werden somit
in zunehmendem Maße durch die Verwendung
von Energieketten bestimmt. Diese
Form der Leitungsführung ermöglicht andere
Medien wie Luft oder Öl in einem System
zu nutzen. Festoons oder Stromschienen
bieten diese Option nicht bzw. nur in
eingeschränktem Umfang. Während z. B.
Energieketten zusätzlich Datenmengen bis
zu 10 GBit/s per Ethernet-Kabel transportieren
können, ist dies bei Stromschienen
nicht möglich.
Gleitende Energieketten sind in den beiden
Hauptvarianten Stahl und Kunststoff
verfügbar und sorgen auch bei Dauerbewegung
mit ihren vordefinierten Biegeradien
für eine funktionssichere Leitungsführung.
Bei linearen Anwendungen, in denen sich
Obertrum und Untertrum der Kette nicht
berühren, spricht man von freitragenden
Energieketten. Diese Betriebsart ist zwar
die gebräuchlichste „geradlinige Einsatzform“,
allerdings ist sie nur für kurze Verfahrwege
geeignet. Bei längeren Strecken
wird dagegen das Obertrum auf dem Unter-
System P4: kleinere/stabilere e-kette,
rollend, optimierte Leitungsqualität
P 0,63 ^= – 37 %
rol e-chain:
rollende Bewegung statt gleitend
P 0,83 ^= – 17 %
P 0,83 ^= – 17 %
P 1 ^= Ausgangspunkt 100 %
Kleinere e-kette,
besseres/stabileres Design
Leichtere Leitungen, bessere
Isolierungen/Mantelwerkstoffe
Standard e-kette,
gleitende Anwendung
trum abgelegt und verfährt gleitend über es
hinweg. Bei Energieketten aus tribologisch
optimierten Kunststoffen ist dabei der
Gleitwiderstand im Vergleich zu solchen
aus Stahl deutlich minimiert. Während bei
einer (geschmierten) Gleitreibung von
Stahl auf Stahl ein Reibungskoeffizient von
0,1 μ als Richtwert gilt, kann die Gleitreibungszahl
bei Kunststoff auf Kunststoff auf
bis 0,04 μ absinken. Die Kunststoffkette ist
außerdem leichter. Daher ist auch signifikant
weniger Energie nötig, um bei gleitender
Betriebsart eine Polymer- statt einer
Stahlkette anzutreiben. Die Igus GmbH
stellt unter der Bezeichnung e-ketten seit
dem Jahr 1971 derartige Kunststoffketten
her, die mittlerweile Verfahrwege von mehr
als 800 m gleitend realisieren können
(Bild 01), bei Gleitgeschwindigkeiten
bis 10 m/s und Füllgewichten bis
100 kg/m.
Kunststoff-Energieketten
mit integrierten Rollen
Bisher wurden Energieketten stets
gleitend betrieben. Dies galt selbst bei
03 Die Rollen des Obertrums
laufen beim System P4 nicht
übereinander, sondern
versetzt durch die des
Untertrums (beide grün
markiert) und werden durch
kammartige Autoglide-Stege
(grün markiert) unterstützt
langen Verfahrwegen, bei denen sich die
technischen Grenzen dieser Betriebsart
u. a. in höheren Energiekosten äußern.
Aus diesen Gründen hat die Igus GmbH
schon früh nach einer grundsätzlichen Alternative
gesucht und dafür einen neuen
Denkansatz verwendet: Rollen statt Gleiten.
Der Umstieg auf das Rollen basierte
auf dem Wissen, dass der Gleitwiderstand
stets höher als der Rollwiderstand ist. Dieser
physikalische Grundsatz aus der Tribologie
und Kontaktmechanik veranlasste
1999 den erstmaligen Einbau von tribooptimierten
Kunststoffrollen in die e-ketten.
Damit lässt sich der Reibfaktor von 0,3
auf 0,1 senken. Mittlerweile sind weltweit
mehr als 1 000 Anlagen mit solchen rollenden
Energieführungen aus gerüstet, die
unter der Bezeichnung „Rollen e-ketten“
vertrieben werden. Weil im Gegensatz
zum Reibwiderstand der Rollwiderstand
auch bei Anwendungen mit Schmutz
gleichmäßig ist, hat sich der Einsatz von
Rollen vor allem bei rauen Umgebungen
bewährt.
Da jede Anwendung ihr individuelles
Profil besitzt, hat die Igus GmbH diverse
Rollen e-ketten für unterschiedliche Herausforderungen
entwickelt. Dies bezieht
sich einerseits auf das Sortiment an Ketten
und anderseits auf die Rollentypen. So sind
verschiedene Rollenmaterialien und Geometrien
(Profilrollen, geteilte Rollen etc.)
verfügbar. Als Wälzkörper werden Kugellager
aus Kunststoffen oder rostfreiem Edelstahl
verwendet. Letztere werden auch als
gekapselte Rollen gefertigt,
die nach ihrer Erstschmierung
verschlossen
und dann war-
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