DER KONSTRUKTEUR 4/2025

VERBINDUNGSTECHNIKWIE

VERBINDUNGSTECHNIKWIE GRÖSSERE LEITUNGSQUERSCHNITTEEMISSIONEN UND KOSTEN REDUZIERENDünne Leitungen wecken häufig die Assoziation, nachhaltiger zu sein –aufgrund ihres geringeren Materialeinsatzes. Doch eine aktuelle Untersuchungvon Lapp zeigt: Leitungen mit größerem Querschnitt sind auf lange Sicht oft diebessere Wahl. Sie reduzieren Energieverluste, senken CO₂-Emissionen undhelfen dabei, Betriebskosten zu sparen. Um fundierte Entscheidungen zuermöglichen, bietet das Familienunternehmen umfassende Informationenzur Wahl des passenden Querschnitts – und unterstreicht damit einmal mehrsein Engagement für nachhaltige Verbindungstechnologie.PRODUKTE UND ANWENDUNGENSchon während seiner Mechatroniker-Ausbildung begegneteMaximilian Christians immer wieder demselben Rat:„Wenn Du den Motor anschließt, nimm einfach die dünnsteLeitung – das ist billiger und reicht aus.“ Schon damalskam ihm der Gedanke: Ist weniger wirklich immer besser? Dennobwohl dünnere Leitungen zunächst durch ihren geringen Materialverbrauchüberzeugen, gehen sie mit höheren Leistungsverlusteneinher – und treiben so langfristig die Betriebskosten indie Höhe.Nach dem Maschinenbaustudium an der Hochschule Bochumging Christians dieser Frage erneut auf den Grund – heute als ResearchEngineer Advanced Technology bei Lapp, dem Weltmarktführerfür integrierte Lösungen und Markenprodukte im Bereichder Kabel- und Verbindungstechnologie. Dort engagiert er sichfür technologische und nachhaltige Innovationen.Heute weiß er: „Dünnere Leitung gleich weniger Material undsomit niedrigere Kosten“ – diese gängige Faustregel greift zukurz! Seine Forschung zum Thema Nachhaltigkeit ergab: AuchFriederike Schmidt, Marketing Communications, U.I. Lapp GmbH, Stuttgartwenn Leitungen mit größerem Querschnitt in der Herstellungeinen höheren Materialeinsatz bewirken und daher initial mehrkosten, können sie durch geringere Leistungsverluste über denLebenszyklus hinweg Emissions- und Energiekosten sparen. „Ineiner Zukunft, die von einem nachhaltigen Wandel geprägt ist,können steigende Energiepreise und CO₂-Abgaben für Anwenderzu einem entscheidenden Faktor für effiziente und nachhaltigeEntscheidungen werden“, erklärt Christians. Als Teil des Vorentwicklungsteamsveröffentlichte Christians die Ergebnisse seinerForschung in einem Whitepaper mit dem Titel: „Wie größere LeiterquerschnitteKosten und CO 2-Emissionen senken“.INITIALE UND LANGFRISTIGE KOSTENKlar: Eine dünnere Leitung erzeugt durch ihren höheren elektrischenWiderstand mehr Wärme, was zu vermeidbarem Leistungsverlustführt. Je dicker die Leitung, desto geringer dieser Widerstand– der Strom kann ungehindert fließen, ohne dass ein großerTeil der Energie in Wärme umgewandelt wird. Das ist besondersrelevant für industrielle Anwendungen, in denen hohe Strömefließen und dadurch der Leistungsverlust mit steigender Belastungüberproportional zunimmt. Leitungen mit größerem Quer-12 DER KONSTRUKTEUR 2025/04 www.derkonstrukteur.de

THEMENFOKUS NACHHALTIGE KONSTRUKTIONschnitt sparen daher nicht nur Energie, sondern reduzierenauch die Erwärmung der Verbindung und verbessern dadurchdie Betriebssicherheit und Lebensdauer der gesamten Konfiguration.Allerdings erfordert eine Leitung mit größerem Querschnittmehr Ressourcen wie Kupfer, was die initialen HerstellungsundAnschaffungskosten erhöht und zunächst zu höheren CO 2-Emissionen führt als bei einer dünneren Leitung. „Die Lösungkann vor diesem Hintergrund nicht sein: Wir nehmen diedünnste Leitung, um den Geldbeutel zu schonen, oder diedickste, um das Klima zu schützen“, betont Christians. „Vielmehrgeht es darum, das optimale Verhältnis zu kalkulieren. AlsTeil des Vorentwicklungs-Teams konnte ich endlich eine fundierteMethode dafür entwickeln.“FORMEL FÜR DEN OPTIMALEN QUERSCHNITTChristians entwickelte eine Berechnungsmethode, die nebenden Anschaffungskosten auch die Betriebskosten über die gesamteNutzungsdauer der Leitung berücksichtigt – die sogenannteTotal Cost of Ownership (TCO). Seine Untersuchungenzeigen, dass der rein normgerechte Mindestquerschnitt häufignicht die wirtschaftlich und ökologisch optimale Wahl ist.Beispielsweise liegt bei einer Leitungslänge von 50 m undeinem dreiphasigen Netz bei 16 A Nennstrom der normgerechteMindestquerschnitt bei 2,5 mm2. Betrachtet man jedoch dielangfristigen Energiekosten, wäre ein Durchschnitt von 6 mm2die wirtschaftlichere Wahl. Wird zusätzlich die CO 2-Bilanz überden gesamten Lebenszyklus berücksichtigt, ergibt sich mit einemnoch größeren Querschnitt von 16 mm2 die nachhaltigsteLösung. Der optimale Leitungsdurchschnitt hängt somit vonmehreren Faktoren ab, wie dem Nennstrom, der Nutzungsdauerund dem Strommix.MESSBARKEIT UND TRANSPARENZDie Wahl des optimalen Leitungsquerschnitts ist einer von vielenNachhaltigkeits-Hebeln bei Lapp. Auf der Hannover Messezeigte das Unternehmen, wie die Wahl des optimalen Leitungsquerschnittszur CO 2-Reduktion und Kosteneffizienz beitragenkann. Denn die richtige Kabeldimensionierung ist für viele Maschinenbauerbislang ein unterschätzter Hebel zur Reduktionvon CO 2-Emissionen. „Es ist ein perfektes Beispiel dafür, wieWirtschaftlichkeit und Klimaschutz Hand in Hand gehen können“,sagt Christians. „Die langfristige Reduktion von Energiekostenbedeutet gleichzeitig eine nachhaltigere Nutzung vonRessourcen.”Und weil echte Nachhaltigkeit nur durch Transparenz undmessbare Kriterien greifbar wird, wurden seine Forschungsergebnissein einen Emissions- und TCO-Lebenszyklus-Rechnerüberführt. Mit diesem Tool können Kunden nun den optimalenLeitungsquerschnitt für ihre individuellen Anforderungenermitteln – und so fundierte Entscheidungen treffen, dieökologische und wirtschaftliche Vorteile vereinen.Für Christians steht fest: „Dieses Konzept ist ein Baustein derumfassenden Nachhaltigkeitsstrategie von Lapp, mit dem wirunsere Vorreiterrolle in der Branche weiter ausbauen.“Ein weiterer Meilenstein in diesem Engagement ist die Einführungdes Product Carbon Footprint (PCF), der die CO2-Emissionen entlang des gesamten Lebenszyklus eines Produktsoffenlegt – von der Rohstoffgewinnung über die Fertigung biszur Logistik. Parallel dazu wird kontinuierlich an der Entwicklungnachhaltiger Materialien gearbeitet. Dazu zählen unter anderemdie biobasierte Datenleitung Etherline bioP Cat.5e sowiedie Epic Steckverbinder aus biobasierten Kunststoffen, die denEinsatz fossiler Rohstoffe signifikant reduzieren. „Nachhaltigkeitsteckt in der DNA von Lapp – das merkt man in vielen Berei-Maximilian Christians ist Research Engineer Advanced Technologybei Lapp und hat die Ergebnisse seiner Forschung auch in Formeines Whitepapers veröffentlichtchen“, betont Christians. „Von der Vorentwicklung am StandortStuttgart über die Entwicklung und Fertigung bis hin zu unsererLogistik, wo Lapp mit optimierten Versandwegen und zum Teilrecyceltem Verpackungsmaterial Emissionen senkt.“ Lächelnd fügter hinzu: „Und mich persönlich freut es, dass ich meinem früherenMeistern heute mit Zahlen belegen kann, dass die dünnste Leitungnicht immer die beste Wahl ist.“Bilder: Lappwww.lapp.com