Das Material macht‘sEnergieketten aus Standard-Materialien decken die meisten – auch anspruchsvollen – Anwendungen ab. Für spezielle Anforderungen wie beispielsweise Reinraum, ESD oder extreme Temperaturen führt an Spezial-Materialien allerdings kein Weg vorbei. Ein „Werkstoffberater“.

Einfache Montage, verschleißarmer Betrieb unter widrigen Umgebungsbedingungen und eine hohe Lebensdauer selbst bei sehr dynamischen Bewegungsabläufen – zusammengefasst sind dies die wesentlichen Erwartungen von Anwendern an eine Energiekette. Gut, wenn Hersteller hier ein ausgefeiltes Baukasten-Programm bieten, das unter anderem verschiedene Materialien bereithält, um auch extremen Belastungen standzuhalten. Aus dem Energieketten-Baukasten der Firma Igus beispielsweise lassen sich – in Kombination mit dem jeweiligen Zubehör – mehr als 70 000 verschiedene Energiekettensysteme konfigurieren; hinsichtlich der Materialien können Anwender zwischen vier Hochleistungs-Kunststoffen wählen.

Grundsätzlich gibt es Eigenschaften, die jeder Energieketten-Werkstoff mitbringen muss: von guter Zähigkeit mit einem hohen Elastizitätsmodul über Beständigkeit bei stetig wechselnden Druck- und Zugbelastungen bis zu hoher Abriebfestigkeit und einem stabilen Verhalten bei hohen wie auch bei niedrigen Temperaturen. Anwendungen mit spezifischen Anforderungen an das Brandverhalten stellen ein besonderes Einsatzgebiet dar. Und da jede Energiekette uneingeschränkt für den Außeneinsatz geeignet sein muss, werden UV-Beständigkeit der Kette sowie ihre Unempfindlichkeit gegen Feuchtigkeit, Salzwasser und andere Umwelteinflüsse als selbstverständlich vorausgesetzt.

Universelles Standardmaterial

Energieketten aus dem Standardwerkstoff igumid G/GLW eignen sich für die meisten Anwendungen unter unterschiedlichsten Umgebungsbedingungen.

© igus

Als Basiswerkstoff für Energieketten von Igus dient der Polymer „igumid G/GLW“, der den widersprüchlichsten Anforderungen gerecht wird – er lässt sich im Kühlhaus ebenso verwenden wie im Hüttenwerk. Der Hochleistungsverbundstoff hält Dauertemperaturen von –40 °C bis weit über +100 °C stand. Damit deckt dieser Werkstoff die meisten Einsatzgebiete ab; die Sonderwerkstoffe, die Igus anbietet, sind in der Regel hoch spezialisierten Anwendungen vorbehalten. Nutzer profitieren insofern davon, als sie sich nicht mit der Werkstoffauswahl befassen müssen und sich – ungeachtet der unterschiedlichen Umgebungsbedingungen beim Endkunden – auf ein und dasselbe Material verlassen können.

Ähnliche Werte und Eigenschaften gelten für „igumid NB“, der als Standardwerkstoff für alle Energieketten des Typs „easy chain“ fungiert und sich durch Flexibilität auszeichnet.
Sollen Energie, Signale und Medien in Werkzeugmaschinen flexibel bewegt werden, bietet sich der Einsatz von Energierohren an. Deren geschlossenes Design verhindert, dass Späne ins Innere dringen. Rohre aus dem Sonderwerkstoff „igumid HA“ stellen darüber hinaus sicher, dass bis zu 850 °C heiße Späne nicht anhaften können. Hersteller von Gießereimaschinen und anderen Anlagen der Metallverarbeitung können so zum Beispiel die bis vor kurzem hier üblichen Metall-Energieführungen durch leichtere und flexiblere Ketten aus Kunststoff ersetzen. Das Energierohr der Baureihe RX wurde vom TÜV Nord in die Klasse IP40 eingestuft, was einen Schutz gegen Fremdkörper ab einer Größe von 1 mm bedeutet.

Für die strengen Anforderungen der gesamten Lebensmittelproduktion wurde der Kunststoff-Compound „igumid DT“ entwickelt. Dabei hat der Grundwerkstoff Modifikationen in der Art erfahren, dass die gängigen Metallsuchsysteme Bruchstücke ab 1 mm zuverlässig erkennen. Im Falle einer Fehlfunktion ist so sichergestellt, dass eventuelle Absplitterungen direkt detektiert und ausgeschleust werden können.

ESD und ATEX

In vielen Bereichen der Industrieproduktion sind ESD-gerechte Produkte und Werkzeuge gefordert, um sensible Elektronikkomponenten vor elektrostatischen Entladungen zu schützen. Dies gilt besonders für bewegliche Komponenten wie Energieführungen. Speziell für diesen Anwendungsfall gibt es den Werkstoff „igumid ESD“, der entstehende elektrostatische Aufladungen sofort kontrolliert ableitet. Im Gegensatz zu aufgebrachten leitfähigen Schichten oder flüchtigen inkorporierten Antistatika ergeben die verwendeten Materialzusätze eine dauerhafte und wartungsfreie Leitfähigkeit.

Um sensible Elektronikkomponenten vor elektrostatischen Entladungen zu schützen, hat igus den leitfähigen Werkstoff igumid ESD entwickelt. Er leitet die entstehenden elektrostatischen Aufladungen sofort kontrolliert ab.

© igus

Die Ableitung elektrostatischer Aufladungen ist auch in gas- und staubexplosionsgefährdeten Zonen gefordert. Daher kommt igumid ESD in Energieketten zum Einsatz, die für den Gebrauch in EX-Bereichen entwickelt wurden. Die Ketten sind von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) entsprechend zertifiziert. Typische Einsatzbereiche finden sich in der Chemie-Industrie sowie beim Abfüllen pulverförmiger oder staubender Güter.

Auf Anwendungen in Handling- und Förderanlagen, Bau- und Schwermaschinen und großen Robotern zielt der Werkstoff „igumid XXL“. Mit ihm lassen sich aufgrund erhöhter Festigkeit Energieketten mit maximal 7 m freitragender Länge ohne Führungsrinnen und Unterstützungen realisieren.

Last but not least gibt es den Werkstoff „igumid GE“ für Energieketten der Serie E6. Bei ihnen wurde der Abrieb deutlich reduziert, was speziell für Reinraum-Anwendungen interessant ist. Die Energieketten dieser Serie sind vom Fraunhofer IPA für die ISO-Reinraumklassen 3 gemäß DIN EN ISO 14644-1 zertifiziert. Für das Sondermaterial „igumid CR“ wurde sogar die Klasse 1 ermittelt.

Compounds aus eigener Materialforschung

Neben den oben genannten Energieketten-Werkstoffen gibt es weitere Spezial-Compounds, die nur bei sehr speziellen Anforderungen zum Einsatz kommen. Dazu gehören Kunststoffe mit besonderen brandschutztechnischen Eigenschaften entsprechend den Brandklassen UL94 V2 und UL94 V0, die in brandgefährdeten Bereichen wie etwa an Flughäfen oder im Bahnbereich Verwendung finden. Werden Energieketten dauerhaft oder bei extremen Minusgraden eingesetzt, kann ein besonders Kälte-elastisches Material zum Einsatz kommen. Die Materialforschung bei Igus hat zudem Werkstoffe mit FDA-Zulassung oder speziell für die Tabakindustrie sowie hoch chemikalien- und strahlungsbeständige Materialien entwickelt.

Autor: Harald Nehring ist Prokurist E-Kettensysteme bei Igus in Köln.