Wer ein Auto kauft, erkundigt sich in aller Regel über die Leistung, Verbrauch und Gewicht des Fahrzeuges. Selten aber darüber, welche Reifen montiert sind. Auch ein Industrieunternehmen, das in eine neue Fertigungslinie investiert, achtet zwar auf die Leistungsdaten, jedoch allzu selten auf die Verkabelung. Dabei führen sehr oft gerade ungeeignete Leitungen im Schleppketteneinsatz zu Ausfällen und ungeplanten Stillständen ganzer Fertigungsstraßen.

Doch selbst wenn der richtige „Reifensatz“ – sprich die passende Schleppkettenleitung – ausgewählt wurde, ist das nur „die halbe Miete“. Denn die passende Leitung ist das eine, die richtige Verlegung das andere. Dem Anwender sollte bewusst sein, dass die beste Leitung bei falscher Anwendung oder nicht korrekter Installation überfordert ist und über kurz oder lang einen Defekt erleiden kann.

Da im Schleppkettenbetrieb unter keinen Umständen mechanische Belastungen – speziell keine durch das Schleppkettensystem induzierte – auf die Leitung einwirken dürfen, ist dem Einbau der Leitung in die Schleppkette besondere Aufmerksamkeit zu widmen. Die Montage sollte deshalb nur von geschultem Personal unter Beachtung der einschlägigen Verlege-Richtlinien sowohl des Kabel- als auch des Schleppkettenherstellers durchgeführt werden. Folgende „Todsünden“ sind auf jeden Fall zu vermeiden:

Sünde 1 – ungeeignete Leitungen

Bei der Auswahl von Leitungen für den Einsatz in Schleppketten ist zu berücksichtigen, dass die Spezifikation der Leitung mit der eingesetzten Schleppkette und den Einsatzkriterien übereinstimmt. Der Einsatz von Schleppkettenleitungen wird im Wesentlichen bestimmt durch Parameter wie Verfahrweg, Geschwindigkeit und Beschleunigung. Daneben sind die installationsabhängigen Größen, wie Biegeradius und Freiraum, aber auch äußere Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit und eventuell vorhandene Chemikalien zu berücksichtigen. Chemische Beanspruchungen der Leitungen können beispielsweise durch in der umgebenden Atmosphäre verteilte Stoffe wie Ölnebel auftreten.

Sünde 2 – falsche Hand­habung

Schon vor der eigentlichen Installation in die Energieführungskette ist die Handhabung der Leitung entscheidend für die spätere Lebensdauer. Es wird empfohlen, Schleppkettenleitungen vor der Installation von der Kabeltrommel abzurollen, auf die erforderliche Länge zu schneiden und mindestens 24 Stunden unbelastet liegen zu lassen. Der Hintergrund: Getrommelte Leitungen besitzen eine Restbiegung, nachdem sie abgerollt wurden. Ist das Auslegen nicht möglich, sollte die Leitung entsprechend der Biegerichtung der Trommel in der Kette eingebaut werden.

Das Abspulen sollte tangential und drallfrei erfolgen. Beim Abspulen über den Spulenflansch oder die Ringseite wird die Leitung verdreht. Diese Torsion führt später zu Korkenzieher-Effekten. Auch beim Abspulen ist auf gleichmäßige und nicht zu hohe Zugkraft zu achten.

Sünde 3 – unzureichende Dimensionierung

Schleppkette und Leitung bilden gemein- sam ein Gesamtsystem, dessen Eigenschaften und Betriebsverhalten voneinander abhängen. Um eine einwandfreie Funktion sicherzustellen, sind alle Komponenten sorgfältig aufeinander abzustimmen. Der Idealfall aus Sicht einer langen Lebensdauer wäre somit, die Schleppkette anhand der Leitung auszuwählen. In der Praxis widmen die Konstrukteure den Kabelzuführungen jedoch oft nur unter-geordnete Aufmerksamkeit. Ketten und Leitungen werden nach dem verfügbaren Platz und dem damit erreichbaren Biege-radius ausgewählt. Dies führt erfahrungsgemäß zu suboptimalen Kompromissen, da etwa ein knapp dimensionierter Leiterquerschnitt zu stärkerer Erwärmung führt, was die Leitungen zusätzlich belastet.

Tangentiales und somit drallfreies Abwickeln vermeidet innere Torsionsspannungen in der Leitung.

© Friedrich Lütze

Der optimale Biegeradius der Kette lässt sich ermitteln, indem man alle verwendeten Leitungen mit dem jeweils dafür angegebenen Biegefaktor multipliziert. Der höchste dieser Werte ist der zu wählende Biegeradius.

Bei der Berechnung der Kettenbreite genügt es nicht, die Durchmesser der nebeneinander liegenden Leitungen zu addieren. Für jede Leitung ist ein zusätzlicher horizontaler Freiraum, abhängig vom Leitungsdurchmesser, einzukalkulieren. Zudem muss der Platz für die Trennstege berücksichtigt werden. Mit anderen Worten: Die Kammerbreite ist die Summe aus Leitungsdurchmesser und Freiraum. Die Innenbreite der Schleppkette ergibt sich damit aus der Summe der Kammerbreiten plus der Summe der Dicken aller Trennstege.

Die Kettenhöhe richtet sich nach der dicksten zu verlegenden Leitung. Hier ist ein ausreichend hoher vertikaler Freiraum einzuplanen. Bei sehr langen Verfahrwegen ist noch deutlich mehr Freiraum einzurechnen als bei kürzeren Ketten. Werden Leitungen übereinander installiert, sind unbedingt Lagenstege einzusetzen; dabei ist der Freiraum für jede Lage beziehungsweise für jede Kammer einzeln zu berechnen. Kurzum: Die Innenhöhe ist Leitungsdurchmesser plus Freiraum.

Sünde 4 – falsche Anordnung der Leitungen

Leitungen sollten parallel nebeneinander in die Kette eingelegt werden und sich nicht überkreuzen. Hierfür wird dringend der Einsatz von Trennstegen empfohlen. Insbesondere wenn Leitungen mit sehr unterschiedlichen Durchmessern in einer Kette liegen, sind Trennstege unerlässlich. Ideal wäre die Verlegung jeder Leitung in einer separaten Kammer.

Leitungen können in einer Schleppkette durch Trenn- und Lagenstege anwendungsgerecht positioniert werden.

© Friedrich Lütze

Werden trotzdem mehrere Leitungen in eine Kammer gelegt, sollten diese nicht zu unterschiedlich bezüglich ihres Gewichtes, ihres Durchmessers und ihrer Oberfläche sein. Hierbei ist wiederum darauf zu achten, dass der Freiraum nicht zu groß wird, um das Überkreuzen oder gar Umschlingen der Leitungen im Bewegungsablauf zu verhindern.

Bei breiten Schleppketten sollte die Anordnung der Leitungen so erfolgen, dass die Gewichtsverteilung ausbalanciert ist. Insbesondere, wenn viele verschiedene Lei-tungen in einer Schleppkette geführt werden. Es liegt zwar aus elektrotechnischen Gründen nahe, Energie- und Datenleitungen in getrennten Kammern zu führen; die Gewichtsverteilung in einer Schleppkette wäre jedoch extrem unsymmetrisch, wenn alle schweren Energieleitungen auf einer Seite der Kette liegen und die leichteren Datenleitungen auf der anderen. Da aufgrund der unterschiedlichen Durchmesser bei solchen Kombinationen ohnehin Trennstege ratsam sind, werden die unterschiedlichen Leitungen bereits separiert.

Oftmals wird in einer Schleppkette nur eine Energieleitung neben mehreren Signalleitungen geführt. Dann empfiehlt es sich, die schwere Leitung in die Mitte der Kette zu legen und die leichteren darum herum anzuordnen. Falls Pneumatik- und Hydraulikschläuche in die Schleppkette einzulegen sind, ist es ratsam, diese in gesonderten Kammern zu führen, da die Druckänderungen zusätzliche mechanische Belastungen mit sich bringen.

Sünde 5 – falscher Einbau

Leitungen sollten in die Kette nicht eingezogen, sondern möglichst eingelegt werden. Falls Schleppketten verwendet werden, die sich nicht öffnen lassen, sollte die Zugkraft beim Einziehen gleichmäßig und nicht zu hoch sein und gleichmäßig auf alle Leitungselemente aufgebracht werden. Falls nur am Außenmantel gezogen würde, verschiebt sich unter Umständen der Mantel gegen den Unterbau. Die Länge der Leitung in der Kette sollte so bemessen sein, dass die Leitung in der neutralen Zone liegt. In der Biegung muss sowohl nach oben als auch nach unten immer ausreichend Freiraum vorhanden sein. So wird vermieden, dass die Leitungen an den inneren Stegen spannen oder an den äußeren Stegen gestaucht werden. Dies gilt besonders bei mehrlagiger Belegung.

Sünde 6 – falsche Befestigung der Leitung

Bei kurzen Schleppketten werden die Leitungen am Festpunkt und am Mitnehmer befestigt. Bei längeren Verfahrwe-gen brauchen Leitungen nur am Mitnehmer zugentlastet werden. Bei vertikalen Energieführungsketten ist an beiden Enden eine Zugentlastung anzubringen.

Generell ist darauf zu achten, dass die Fixierung großflächig – also nicht mit Kabelbindern – am Außenmantel erfolgt. Dies stellt sicher, dass die gesamte Leitung fixiert ist und dass Einzeladern in-nerhalb der Leitung nicht eingeklemmt sind sowie Spielraum haben, um sich gegeneinander verschieben zu können.

Am beweglichen und festen Ende der Schleppkette sollten die Leitungen erst nach der Relaxationszone fixiert werden. Als Relaxationszone bezeichnet man den Abstand zwischen dem Ra­dius-Ende und der Zugentlastung. Die Länge der Relaxationszone muss mindestens das 50-fache des größten Kabeldurchmessers betragen.

Fixierungen innerhalb der Schleppkette – etwa mit Kabelbindern – sind unter allen Umständen zu vermeiden, da sie die freie Bewegung der Leitungen verhindern und damit baldige Kabelbrüche vorprogrammiert sind.

Sünde 7 – ungenügende Prüfung und Überwachung

Bei der Endkontrolle und Abnahme eines Energieführungssystems sind folgende Punkte besonders zu prüfen:

■ Trenn- und/oder Lagenstege sollten auf die passenden Abstände kontrolliert werden.
■ Der Freiraum im Kettenradius ist über den kompletten Verfahrweg hinweg in beide Bewegungsrichtungen zu kontrollieren. Falls notwendig muss die Kabellänge korrigiert werden.

Es empfiehlt sich, die Leitungen an den Endpunkten zu markieren, damit bei späteren Kontrollen oder Korrekturen überprüfbar ist, ob sich die Kabel verschoben oder gelängt haben. Für nachträgliche Längenkorrekturen sollten am festen Ende hinter der Zugentlastung einige Zentimeter Leitung als Reservelänge vorhanden sein. Bei längeren Ketten wird eine entsprechend größere Reservelänge empfohlen. Nach rund 1000 Zyklen ist der Freiraum im Kettenbogen erneut zu überprüfen und eventuell zu korrigieren. Diese Kontrolle sollte nach der Schub- und auch nach der Zugbewegung erfolgen. Im laufenden Betrieb empfiehlt sich schließlich eine regelmäßige Überwachung des Gesamtsystems. Die notwendigen Wartungsintervalle hängen stark von der jeweiligen Anwendung ab. Sie sollten nicht länger als 1/10 der zu erwartenden
Gesamtanzahl von Biegezyklen sein.

Keine Absolution, aber Hilfe
Um die Anwender darin zu unterstützen, dass bei der Installation von Schlepp­kettenleitungen möglichst keine Fehler passieren, bieten Hersteller wie Lütze Anwendertrainings an, in denen all diese Aspekte vermittelt und außerdem praktisch geübt werden.

Autor: Jörg Bör ist Produktmanager für Leitungen bei der Firma Friedrich Lütze, Weinstadt.

Die häufigsten Leitungsdefekte

■ Aderbruch
    Die Adern können durch zu hohe Belastung brechen, so dass das Kabel nicht mehr leitfähig ist. Gebrochene Litzen können außerdem die Isolation durchbohren.
■ Beschädigte Isolation
    In der Bewegung wirken im Leitungsinneren Kräfte, welche unter bestimmten Umständen die Isolation beschädigen können. Dies kann Kurzschlüsse verursachen.
■ Korkenzieher
    Die komplette Leitung verformt sich spiralförmig durch ungleichmäßige Zugkräfte, ungünstige Fixierung oder Torsion in der Leitung.
■ Mantelabrieb
    Der Mantel wird durch Reibung an Kettenstegen oder anderen Leitungen abgerieben, bis die Schirmung oder sogar die Verseilung sichtbar ist.
■ Mantelbruch
    Durch Einfluss von Temperatur oder Chemikalien kann der Mantel spröde und brüchig werden und sogar ganz brechen.
■ Schirmunterbrechung
    Ist die Schirmkonstruktion nicht für die Anwendung geeignet, kann der Schirm verrutschen oder brechen. Dadurch werden die EMV-Eigenschaften der Anlage erheblich beeinträchtigt.