Bild: Igus
Mit Leichtigkeit die Effizienz erhöhen

Das Smart Phone gehört mittlerweile zum Alltag, das Projekt der Zukunft heißt Smart Factory.

Erklärtes Ziel sind hierbei Maschinen, die gewissermaßen mitdenken, sich selbst konfigurieren und auf Abweichungen im Fertigungsprozess autonom in Form einer Selbstdiagnose reagieren. Die Industrie 4.0 will neben einer hohen Fertigungsqualität eine flexible Verfügbarkeit der Produkte sicherstellen, verbunden mit einer hohen Energieeffizienz und einer kompakten Bauweise von Maschinen.

 

Die Branche der Maschinenhersteller in der holzbearbeitenden Industrie steht damit vor enormen Herausforderungen, die ohne intelligente Lösungen ihrer Zulieferer nicht zu bewältigen wären. Das Unternehmen igus hat als Spezialist für Energieketten und Hochleistungskunststoffe die Zeichen der Zeit erkannt.

Die Präzision von Maschinen in der holzbearbeitenden Industrie nimmt stetig zu. Mit dem zunehmenden Automatisierungsgrad werden höhere Anforderungen an das Schwingungsverhalten der Maschinen gestellt. Und je mehr Technik zum Einsatz kommt, desto umfangreicher wird auch der Einsatz von Leitungen und Schläuchen, die mittels Energieketten geführt werden. Um den hohen Anforderungen gerecht zu werden und im Wettbewerb vorn zu liegen, sind die Unternehmen auf vibrationsarme Energieketten in Leichtbauweise sowie hochflexible Leitungen angewiesen. Denn ob es um Fertigungsqualität, Energiekosten oder kompakte Bauweise geht, die „Nabelschnüre“ an modernen Maschinen spielen eine zentrale Rolle.


Bis zu 30 Prozent leichter, dennoch hochstabil


Da wäre zunächst der Aspekt des Gewichts: Je mehr Masse zu beschleunigen ist, desto mehr Energie ist dafür erforderlich. Für den Richtungswechsel schwerer Massen wird eine hohe Beschleunigungsenergie benötigt. So ist es verständlich, dass nicht nur mehr in den Mobilitätsbranchen über geringste Gewichtsersparnisse nachgedacht wird. Insbesondere bei hochdynamischen Anwendungen rückt der Leichtbau vermehrt in den Fokus der Maschinenhersteller. Igus setzt daher auf Energieketten aus Kunststoffen, die bis zu 30 Prozent leichter sind als abmessungsgleiche Produkte – und dennoch hochstabil.


Eine weitere Herausforderung liegt in der Reduzierung von Vibrationen an den Maschinenkomponenten, denn sie wirken sich negativ auf die Genauigkeit eines Fertigungsprozesses aus. Sowohl die Oberflächengüte als auch die Maß- und Formgenauigkeit des bearbeiteten Werkstücks werden durch sie beeinträchtigt. Zudem leidet die Prozessstabilität, was zu einem hohen Verschleiß und langfristig zu Stillständen der Maschine führen kann. Um die Amplituden selbsterregter Schwingungen gering zu halten, sind vibrationsarme Energieketten eine grundlegende Voraussetzung.

 

Ein Federelement sorgt für zusätzliche Laufruhe


Eine Bolzen-Bohrung-Verbindung zwischen den einzelnen Kettengliedern gilt heute als Stand der Technik bei dynamischen Anwendungen. Beim Abrollen der Energieführung tritt der sogenannte Polygoneffekt auf, bei dem es zur Abwinkelung der Kettenglieder im Biegebereich kommt, wodurch die Kette nicht vollständig rund abläuft. Vibrationen sind hierbei programmiert. Wie andere Hersteller auch, verfolgt igus zunächst das Konstruktionsprinzip der Kleinteiligkeit, um ungewünschte Schwingungen gering zu halten. Darüber hinaus hat der Kölner Energiekettenspezialist ein elastisches Federelement entwickelt, das die Rundlaufgeometrie entscheidend verbessert. Die Vibrationen werden auf ein Minimum reduziert, laut einer Studie an der RWTH Aachen um 28 Prozent, wie nebenbei auch die Geräuschentwicklung. Die igus-Energiekettenserien E3, E6 und E6.1 sind mit diesem Federelement standardmäßig ausgerüstet.

 

Leitungen mit langer, berechenbarer Lebensdauer


Doch nicht nur die Energiekette selbst birgt massive Einspar- und Verbesserungspotenziale: Mit den chainflex-Leitungen von igus lässt sich auch im Innern der Energieketten Gewicht reduzieren, dank hochwertiger Mantel- und Isolierwerkstoffe zwischen 5 und 30 Prozent. Abriebfeste Mantelmaterialien ermöglichen es, besonders dünnwandig zu extrudieren. Leitungsadern, die in kurzen Schlaglängen um ein hoch zugfestes Kernelement bündelverseilt werden, schützen vor dem Korkenziehereffekt und sorgen für eine extrem lange und vor allem berechenbare Lebensdauer.


Gerade bei der auf Ethernet basierenden Kommunikationstechnik muss umgedacht werden, was bewegte Anwendungen betrifft. Denn die preiswerten, einfach aufgebauten Leitungen, wie sie im Büro durchaus zuverlässig funktionieren, halten den Belastungen in der Industrie meist nicht lange stand. Bewegte Leitungen sind hohen Streck- und Stauchkräften beim Biegeprozess ausgesetzt. Diese Kräfte wirken auf die Adern und können zu Brüchen führen. Auch in diesem Segment hat igus den Trend in der industriellen Anwendung bereits vor einem Jahrzehnt erkannt und entwickelte als einer der ersten Anbieter Ethernet-CAT5- und -CAT6-Leitungen für dauerbewegte Industrieanwendungen. Inzwischen umfasst das Sortiment an flexiblen, kupferbasierten Ethernet-Leitungen 23 verschiedene Typen.

 

Lichtwellenleiter mit über 30 Millionen Hüben getestet


Mit chainflex können die Planer von Smart Factories und die Konstrukteure neuer holzbearbeitender Maschinen noch einen Schritt weiterdenken: Bei kupferbasierten Leitungen ist gerade in der Industrie das Thema der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) sowie die Längenlimitierung zu bedenken. Außerdem wird das Datenvolumen in Zukunft eher zu- als abnehmen. Für hochdynamische Anwendungen ist die Familie der CFLG.LB-Lichtwellenleiter hervorragend geeignet. Mit über 30 Millionen Hüben getestet, bietet die Serie Lösungen mit 2, 4 oder 6 Gradientenfasern. Die Stecker werden direkt auf die aramidgeschützten Festadern gecrimpt, wodurch teure Aufteiler und Spleißboxen entfallen. Konfektionierungskosten können im Einzelfall um bis zu 65 Prozent gesenkt werden. Außerdem sind die Leitungen häufig besonders rauen Einsatzbedingungen ausgesetzt. Flexible Leitungen benötigen spezielle Eigenschaften, um neben vielen Zyklen, hohen Beschleunigungen und Geschwindigkeiten auch anspruchsvolle Umgebungsbedingungen zu meistern. Spezielle Mantelmaterialien der igus-Leitungen sorgen in jedem Fall für einen ausgezeichneten Schutz. Insgesamt bietet die chainflex-Produktfamilie aktuell 1040 verschiedene Leitungstypen.


Mit dem System RX hat igus einen wirkungsvollen Schutz der Leitungen vor Holzspänen im Angebot. Die Kunststoff-E-Rohre verfügen über eine glatte, gewölbte Außenkontur, die eine Ablagerung von Spänen verhindert und die Späne bei der Bewegung einfach abstreift. Es gibt auch keine Öffnungen, Spalte oder Hinterschnitte, an denen sich Späne absetzen könnten. Trotz der sehr guten Schutzwirkung lässt sich das RX-System einfach im Außenradius öffnen und befüllen.

 

Wartungsaufwand reduzieren, auf Schmierung verzichten


Neben Energieketten und Leitungen entwickelt und produziert igus seit Jahrzehnten weitere Produkte, die die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit von Maschinen in der Holzindustrie steigern. Die drylin-Reihe beispielsweise liefert Lösungen aus schmiermittelfreien Lineargleitlagern. Ihr Material macht sie nicht nur unempfindlich gegenüber Einflüssen wie Wasser, Chemikalien, Holzspänen und -staub oder Stößen. Die Linearsysteme bestehen aus tribooptimierten Hochleistungspolymeren und verfahren im Trockenlauf. Damit sind sie über die gesamte Lebensdauer wartungsfrei. So gilt hier das Motto wie bei allen anderen selbstschmierenden igus-Produkten: einmal einbauen und dann einfach vergessen.


Dass jedes innovative Produkt funktioniert, welches das Werk in Richtung Kunden verlässt, darüber herrscht bei igus dank eines eigenen 2750 Quadratmeter großen Testlabors ein Höchstmaß an Zuversicht. Allein Energieketten und Leitungen werden auf über 50 verschiedenen Anlagen im Dauerbetrieb auf ihre Belastbarkeit hin überprüft. Um die realen Arbeitsbedingungen abzubilden, werden Testachsen mit unterschiedlichsten Strecken und Beschleunigungen sowie unter verschiedensten äußeren Bedingungen gefahren. So kommt es nicht von ungefähr, das igus eine 3-Jahres-Garantie auf alle chainflex-Leitungen gibt.

www.igus.de

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Diesen Beitrag und weitere interessante Beiträge finden Sie in HOB 4.2016:

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