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DER KONSTRUKTEUR 11/2020

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DER KONSTRUKTEUR 11/2020

ELEKTROTECHNIK /

ELEKTROTECHNIK / INDUSTRIEELEKTRONIK BEWEGTE KABEL Für Kabel bedeuten Schleppkettenund Robotereinsätze Stress pur, denn sie müssen hochdynamische Bewegungen in alle Richtungen und auf engstem Raum meistern. Schon lange bewährt haben sich in solchen Fällen robuste und agile Spezialkabel – ein Blick auf 50 Jahre Kabel-Entwicklung. Autor: Christian Hohnen, TKD Kabel GmbH, Nettetal PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Das Licht der Welt erblickten die ersten echten Highflex-Leitungen für dauerbewegte Einsätze in den 1970er-Jahren. Als Treiber erwiesen sich immer komplexere Anlagen, bei denen bewegte Maschinenteile störsicher mit Energie und Daten versorgt werden mussten. Forciert wurde dieser Trend durch das Aufkommen von Schlepp- bzw. Energieführungsketten, die für hohe Verfahrgeschwindigkeiten und Prozesssicherheit ausgelegt waren. „Wurden Schleppketten anfangs mit Standardkabeln – es gab ja nichts anderes – bestückt, änderte sich dies rasch“, so Sven Seibert, Leiter Produktmanagement beim Kabelhersteller TKD, der zu den Erfindern der Schleppleitungen gehört. „Genervt von Kabel brüchen und teuren Maschinenausfällen forderten immer mehr Anwender Spezialkabel, die von A bis Z auf Eigenschaften wie geringe Biegeradien und Langlebigkeit getrimmt waren.“ MEHR FLEXIBILITÄT DURCH NEUE WERKSTOFFE Um hier zu punkten, mussten die Kabelhersteller konstruktiv wie materialseitig neue Wege einschlagen. Experimentiert wurde mit innovativen Isolations- und Mantelwerkstoffen, alternativen Verseilaufbauten und einer Vielzahl weiterer Parameter. Das Ziel war klar: Die Leitungen stabiler zu machen – gepaart mit noch größerer Flexibilität! Bereits seit den 1980er-Jahren bietet TKD unter dem Markendach Kaweflex ein dicht bestücktes Sortiment mit Spezialleitungen, das gezielt für dynamische Einsätze konzipiert ist. „Vorläufer unserer Kaweflex-Serien waren die weltweit ersten Schleppleitungen, bei denen wir gezielt den Polyesterelastomer-Werkstoff Pelon als Aderisolation einsetzten – und damit einen Standard schufen, der bis heute bei hochflexiblen Kabeln greift“, so Seibert. Gaben sich die ersten Schleppkettenkabel noch gemächlich, umfasst der aktuelle Kaweflex-Baukasten Highflex-Leitungen, die serienmäßig für Beschleunigungen bis 100 m/s², Verfahrwege bis zu 400 m und millionenfache Biegezyklen ausgelegt sind. Widmeten sich die frühen Highflex-Leitungen vor allem der störsicheren Übertragung von Energie (Energieführunsketten), liegen echte Hybridleitungen längst voll im Trend. Sie folgen dem Allinclusive-Prinzip und liefern alles, was zum Funktionieren eines angeschlossenen Systems gefordert ist – integriert in einem Kabel. Neben Strom und immer komplexeren Daten- bzw. Steuerungssignalen können dies auch Medien wie Luft oder Flüssigkeiten sein. Für Hybridleitungen spricht ihre enorme Platz- und Gewichtsersparnis, die sich in immer dichter gepackten Schleppketten oder Roboterschlauchpaketen als Plus entpuppt. Voraussetzung für Langlebigkeit bei Bewegungsstress ist Schlankheit. Je geringer Gewicht und Durchmesser ausfallen, umso besser ist es um die Agilität der jeweiligen Leitung bestellt. Mit dem passenden „Diätprogramm“ – etwa dem präzisen Aufspüren der richtigen Litzentypen und Kupferqualitäten oder dem optimierten Verseilaufbau – sind alternative Konstruktionen möglich, bei denen der Platzbedarf im Vergleich zu konventionellen Kabeln um bis zu 40 % reduziert werden kann. „Erfahrung und Cleverness zählen hier“, so Seibert. „Beim Design kommt alles auf den Prüfstand. Manchmal reicht schon das Streichen einer simplen Bandierung, um den letzten 01 46 DER KONSTRUKTEUR 2020/11 www.derkonstrukteur.de

02 Millimeter bei einem Kabel abzuspecken und das Anforderungsprofil zu erfüllen.“ LÖSUNG JENSEITS DES KATALOGS Während der Kaweflex-Baukasten mit seiner riesigen Variantenvielfalt ein Gros der spezifischen Anforderungen abdeckt, gibt es zunehmend Vorgaben, die nur individuell gelöst werden können. „Häufig sind es Kleinigkeiten – etwa eine spezielle Steckerbelegung, die eine Lösung jenseits des Katalogs erfordern“, so Seibert. „Mit unserer Einbindung in die global agierende Cable Connectivity Group, einem Verbund aus 14 Unternehmen mit über 600 Mitarbeitern und mehreren Fertigungs- und Konfektionierungsstandorten, können wir auch kniffelige Anfragen stemmen – und binnen kurzer Zeit ‚Haute Couture’ liefern.“ Individuell angepasst werden bei der Maßarbeit u. a. die Außenmäntel. Während das Standard-Programm bei robusten Leitungen in klassischer PVC-Ausführung startet, stehen – gerade wenn es um spezielle Performance geht – TPE-Compounds hoch im Kurs. TPE- Mäntel enthalten Additive, die das endgültige Profil (zum Beispiel GENERVT VON KABELBRÜCHEN UND TEUREN MASCHINENAUS- FÄLLEN FORDERTEN ANWENDER LANGLEBIGE SPEZIALKABEL Härte, chemische Beständigkeit, Entflammbarkeit, Abriebfestigkeit) entscheidend prägen. Favorit bei mechanisch hoch belasteten Leitungen ist Polyurethan (PUR). Mäntel aus PUR bestechen durch Flexibilität – und das über einen breiten Temperaturbereich. 3D-LEITUNGEN Die Königsklasse unter den dauerbewegten Leitungen bilden Roboterkabel, die auf Langlebigkeit bei extremer Dynamik im dreidimensionalen Raum getrimmt sind. Höchste Torsionsfestigkeit ist zentrale Vorgabe. Was in diesem Highend-Segment geht, hat TKD 01 Für Hybridleitungen sprechen ihre enormen Platz- und Gewichtsersparnisse 02 Der Einsatz der adhäsionsarmen 3D-Leitungen reicht von Pick-and-place- und Handling-Robotern bis zu automatisierten Fertigungssystemen jüngst mit der Erweiterung des Kaweflex-Portfolios um spezielle 3D-Baugruppen gezeigt. Sie zeichnen sich durch besondere kinematische Eigenschaften und hohe Agilität aus „Die 3D-Baugruppen sind unsere Antwort auf die steigenden Anforderungen im rasant wachsenden Robotermarkt“, so Seibert. „In der Industrie-4.0-Welt sind Robotik und die immer populäreren Cobots massiv auf dem Vormarsch.“ Der Einsatz der adhäsionsarmen 3D-Leitungen reicht von Pick-andplace- und Handling-Robotern bis zu automatisierten Fertigungssystemen. Bei den neuen Baugruppen sind Torsionswinkel bis zu ± 360 ° je Meter Kabellänge zulässig. Die auf minimale innere Friktion getrimmte Anordnung der einzelnen Kabelelemente sowie der Einsatz von Gleitbewicklungen sorgen für Agilität und Stabilität – auch bei dynamischen und freien Bewegungen über sämtliche Achsen. „Klar, dass auch unsere 3D-Baureihe nicht den Schlusspunkt markiert,“ so Seibert. „Die Automation stellt immer wieder neue Anforderungen an uns Kabelmacher. Stress pur, dem wir uns gerne stellen.“ Bilder: TKD Kabel www.tkd-kabel.de www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2020/11 47

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