Schnell und ruhig fährt die Katze am Träger des Containerkrans hin und her. Über hundert Meter legt sie pro Strecke zurück, um die Container vom Schiff an Land zu holen. Energie und Signale werden der Katze im Idealfall über eine rollende Energiekette zugeführt, die mit biegefesten Motor-, Steuer-, Lichtwellen- und Datenleitungen bestückt ist. Der Vorteil gegenüber herkömmlichen, gleitenden Energieketten: Der Rolleffekt reduziert den Verschleiß der Gleitflächen und ist damit die einzige verlässliche Lösung, um die geforderte Lebensdauer der Energieführungen von Kranen in Hafenanlagen zu erreichen. Zudem muss die Energiekette rollend weniger Kraft aufwenden, da der Rollreibwert geringer als der Gleitreibwert ist. Das macht die Energieführung effizient: Im Vergleich zu gleitenden Energie-Ketten reduziert sich die Antriebsleistung zum Bewegen der Kette um bis zu 57 Prozent.

Den stetig steigenden Anforderungen der Anwender Rechnung tragend, hat Igus die Rollen-Technik in den letzten 15 Jahren zu einem Baukasten-System ausgebaut: Neben der Rollen-E-Kette auf Basis des E2/000-Energieführungs-Systems gibt es eine Heavy-Duty-Ausführung für extreme Anforderungen sowie das P4-System – die mittlerweile 5. Generation der Rollenkette. Letztere wurde speziell auf sehr lange Verfahrwege ausgelegt beziehungsweise hinsichtlich der Konstruktion des Rollprinzips noch einmal verfeinert. Das heißt: Die Rollen des Obertrums laufen versetzt durch jene des Untertrums und nicht übereinander wie bei den bisherigen Rollenketten. Erreicht wird dies, indem nicht eine, sondern zwei Rollen in einem Kettenglied verbaut sind. So gleitet das Rollenpaar des Obertrums an dem des Untertrums vorbei. Dadurch laufen die Rollen über den gesamten Verfahrweg ruhig auf einer durchgehenden Lauffläche.

Der versetzte Lauf wird durch kamm-artige, so genannte Autoglide-Stege unterstützt. Zudem halten Führungsrinnen – je nach Serie aus korrosionsfestem Edelstahl oder Aluminium – die Rollen sicher in der Bahn. Da die Kunststoff-Rollen fest in den Kettengliedern verankert sind, können sie nicht verloren gehen. Sie sind mit einem Edelstahl-Kugellager ausgestattet, aus einem tribologisch optimierten Kunststoff gefertigt und daher besonders langlebig. Um auch im Kontakt mit der Führungsrinne eine lange Lebensdauer der Energiekette zu gewährleisten, sind an den Kettengliedern seitliche Verschleißzulagen integriert.

Die P4-Rollenergiekette ist so konstruiert, dass die Rollen des Obertrums versetzt durch die des Untertrums laufen.

© igus

Aufgrund der speziellen Roll-Kon-struktion sind heute Verfahrwege bis zu 800 Meter und Zusatzlasten von 50 kg/m realisierbar. Gleichzeitig können Verfahrgeschwindigkeiten bis 10 m/s sowie Beschleunigungen von 50 m/s2 erreicht werden. Aufgrund dieser Eigenschaften bieten sich Rollen-Energieketten nicht nur bei Outdoor-Anwendungen an wie im Kran-, Stahl- oder Bergbau, sondern generell überall dort, wo hohe Geschwindigkeiten und Beschleunigungen bei gleichzeitig hohen Zyklen gefordert sind. So zum Beispiel in der Automobilindustrie: Hier kommen  Linearportale zum Transport von Werkstücken zum Einsatz und die Maschinen müssen im Dreischicht-Betrieb an sechs Tagen in der Woche sicher laufen. Mit anderen Worten: Maschinenstillstände gilt es aufgrund der sonst drohenden hohen Kosten auf jeden Fall zu vermeiden. Daher muss auch die Energieführung sehr robust und langlebig ausgelegt sein. Dem tragen die Rollen der P4- Energiekette dadurch Rechnung, dass sie die bei der Beschleunigung entstehenden Zug-Schubkräfte reduzieren. Dadurch sinken die Belastungen auf die Energieführung. Zudem wird der Verschleiß vermindert, so dass im Vergleich zu gleitenden Energieketten vielfach höhere Standzeiten erreichbar sind.

Hohe Zug- und Schubkraft­aufnahme

Die hohe Stabilität der Rollenkette ist das Resultat großer Bolzen-Bohrung-Verbindungen in den Seitenteilen. Ein formschlüssiger Hintergriff, der die Kettenglieder ineinander verhakt, hält die Kette auch bei Zug- und Schubkräften bis 6500 N sowie auf langen Verfahrwegen torsionssteif und stabil. Zudem sind die Glieder mit einem doppelten Anschlagsystem ausgestattet.

Die Energiekette wie auch die Rollen sind aus Hochleistungskunststoffen gefertigt. Dadurch ist die Energiekette nahezu wartungsfrei und kann in verschiedensten Umgebungsbedingungen betrieben werden.

© igus

Nicht zuletzt kann eine rollende Energieführung wesentlich kleiner ausfallen als eine gleitende Kette, ohne Abstriche bei Geschwindigkeiten und Beschleunigungen machen zu müssen. Die Rollenkette ist daher auch die ideale Energieführung bei beengten Platzverhältnissen wie in Gassenfahrten von Regalbediengeräten.

Um sowohl Anwendungen für Leitungen und Schläuche mit großem Durchmesser abdecken zu können als auch den Anforderungen enger Bauräume beziehungsweise kleiner Radien Rechnung zu tragen, wird die P4-Rollenkette mit Innenbreiten von 100 bis 400 mm sowie in drei Biegeradien gefertigt. Mithilfe von Mittellaschen lässt sich die Steifigkeit der Rollenkette noch erhöhen. Dadurch kann diese eine um bis zu 50 % höhere Zusatzlast aufnehmen. Darüber hinaus segmentiert eine Mittellasche die Befüllung  sinnvoll in Leitungen und Hydraulikschläuche. Ein doppelter Verschluss hält die Leitungen und Schläuche auch bei großen Füllmengen fest in der Energiekette. Damit sich die Leitungen nicht überwerfen und aneinander reiben, trennen sowohl horizontal als auch vertikal Fach- und Zwischenböden große von kleinen Leitungen.

Wenig Lärm und Vibrationen

In der Fertigung ist es aus Gründen des Arbeitsschutzes wichtig, dass die Anlagen leise laufen. Aus diesem Grund hat Igus bei der aktuellen P4-Generation die Kontur der Rolle dahingehend weiter optimiert, dass der Polygoneffekt reduziert wird und die Rollen somit sanfter abrollen. Geräusch- sowie Vibrationsmessungen haben ergeben, dass das Betriebsgeräusch durch die veränderte Geometrie konkret um rund 6 dB gesenkt werden konnte. Zudem bleibt der Radius durch die gleiche Teilung der Kettenglieder – mit oder ohne Rolle – konstant gleich, so dass die Kette auch bei hohen Geschwindigkeiten geräuscharm läuft.

Rollen reduzieren signifikant Abrieb und Verschleiß der Kette. Da der Reibwert beim aktuellen P4-System zudem um rund 75 % geringer als der Gleitreibwert ausfällt, ist bis zu 57 % weniger Energie notwendig, um die Kette anzutreiben.

© igus

Dies ist beispielsweise auch bei Testanlagen vorteilhaft, denn die vibrationsarme Rollenkette beeinflusst die sensiblen Messinstrumente auch bei hohen Beschleunigungen und Geschwindigkeiten nicht. Zusätzlich dämpft eine Bremse die Geräusche beim Anschlag sowie beim Abrollen auf hartem Boden. Dieses konstruktive Detail ist minimal, aber sehr effektiv: Der keilförmige Radiusanschlag ist leicht abgeschrägt, so dass die Laschen der Kettenglieder sanft ineinander gleiten.

Um dem Anwender die Arbeit zu erleichtern und damit bei der Rollenkette alles genau zusammen passt, gibt es diese bei Igus optional als einbaufertiges Modul. Das heißt, die Rollenkette wird als konfektionierte Energiekette mit den notwendigen Leitungen inklusive Stecker befüllt, mit Schnittstellen und Anbauteilen wie Stahl-Anschlusselementen ausgestattet sowie gemeinsam mit dem Rinnensystem anschlussfertig ausgeliefert und vor Ort montiert.

Autor: Harald Nehring ist Prokurist Geschäfts­bereich e-Ketten-Systeme bei Igus.