Die Arbeit an flexiblen Leitungen für die Anwendung in Energieketten begann von Grund auf. Da es auf dem Markt keine verlässlichen Standards oder Normen für Leitungen in E-Ketten gab, definierte Igus als erstes Unternehmen eigene Fertigungsnormen und Versuchsstandards. „Gleichzeitig investierten wir in ein kleines aber durchaus einzigartiges Labor, das sich mit der Erforschung von Leitungen in dauerbewegten E-Ketten-Anwendungen beschäftigte“, so Rainer Rössel, Leiter des Geschäftsbereiches Chainflex Leitungen beim Kölner Spezialisten. „Als dieses fertig gestellt war, wurden zunächst die vorhanden am Markt erhältlichen hochflexiblen Leitungen getestet und die Ergebnisse ausgewertet.“ Diese zeigten, dass die vorhanden Verseilungskonzepte, wie auch die zumeist verwendeten Werkstoffe, nach den einschlägigen Normen nicht schlecht gewählt und für normale flexible Anwendungen durchaus ausreichend waren. Aber im dauerbewegten Einsatz in Energieketten kamen diese Leitungen an ihre Grenzen.

Bei der Suche nach einer eigenständigen Lösung wurde man beim Aufbau von Stahlseilen fündig. Ein interessanter Aspekt hierbei ist die „Bündelverseilung“. Dabei unterscheidet sich die Bündelverseilung deutlich von den bis dahin verwendeten und auch heute noch üblichen Verseilkonzepten, den sogenannten „lagenverseilten“ Leitungen. Bei diesen werden die Adern in mehreren Lagen um das Zentrum der Leitung verseilt, wobei häufig zwischen den Lagen noch Folien oder Vliese eingebracht werden. Der Hauptnachteil dieses wesentlich kostengünstigeren Fertigungsverfahrens liegt darin, dass die Adern bei der Biegung innerhalb des E-Kettenradius besonderen Streck- und Stauchkräften ausgesetzt sind. Diese Kräfte, die auf die Adern einwirken, führen dann zu den gefürchteten Korkenziehern – besonders bei langen, gleitenden Verfahrwegen.

Im inzwischen mit 1.750 m² weltweit größten Testlabor der Branche werden die Energieketten und Leitungen getestet und aufeinander abgestimmt. (Bild: Igus)

Ganz anders das Verfahren bei der bündelverseilten Chainflex-Leitung: Bei beispielsweise 18 Adern werden diese nicht in zwei Lagen übereinander, sondern zunächst in sogenannten Dreierbündeln miteinander verseilt. Anschließend werden dann diese insgesamt sechs Bündel mit jeweils drei Adern in einer Gesamtverseilung miteinander verseilt. „Durch diese mehrfache Verseilung, die auch mit unterschiedlichen Rückdrehverfahren gefertigt wird, stellt man sicher, dass eine Überdehnung der einzelnen Adern innerhalb des E-Kettenradius vermieden wird“, erklärt Rainer Rössel. Die zwickelfüllend extrudierten Innen- bzw. Außenmäntel unterstützen dies dann zusätzlich, denn bei ihnen füllt man die Zwischenräume zwischen den Adern völlig mit dem Mantelwerkstoff aus. So kann sich die Verseilung nicht aufdrehen.

Verseilung ist sehr wichtig, doch auch der richtige Werkstoff ist entscheidend. Interessant bei den vielen Versuchsreihen waren die Erkenntnisse zu den Werkstoffen und wie hoch die Abhängigkeit von Werkstoffen untereinander ist, in Abhängigkeit des Extrusionsverfahren und des Verseilverfahrens. Als dann die ersten Steuerleitungsfamilien des Herstellers CF1 und CF2, mit den neuartigen bündelverseilten Verseilaufbauten und Biegeradien für E-Ketten von nur 5xd erstmals auf der Hannover Messe vorgestellt wurden, wollte zunächst keiner richtig wahrhaben, dass diese „hässlichen“ Leitungen die Leitungswelt der bewegten Leitungen für E-Ketten grundsätzlich verändern würden. Bald darauf folgten weitere bündelverseilte Leitungstypen aus dem Chainflex-Programm mit grundsätzlich gleichen Verseilaufbauprinzip, aber den unterschiedlichsten Werkstoff- und Zulassungskombinationen. Denn eines wurde in den Testreihen im eigenen Testlabor immer deutlicher. Das Thema ‚Kunststoff und Leitungen’ war der Schlüssel zum Erfolg für eine lange Haltbarkeit in der Kette. Ganz dem Konzept „plastics for longer life“ folgend, konzentrierte sich der Kunststoffspezialist immer weiter auf die Themen Verbesserung und Vergleich der Kunststoffe der Leitungen und der E-Ketten.

25 Jahre nach der ersten bündelverseilten Leitung und Millionen von Metern an produzierten Leitungen, erfüllen diese ihren Dienst inzwischen in hunderttausenden von unterschiedlichsten Anwendungen und garantieren eine lange Lebensdauer der Leitungen in den Energieketten. Gleichzeitig bleiben Forschung und Entwicklung – im inzwischen mit 1.750 m² weltweit größten Testlabor der Branchen – die Basis des weiteren Fortschritts, um Verfahren und Werkstoffe permanent weiter zu optimieren. Gerade Vergleichsversuche von vermeintlich gleichen Leitungen aus dem Markt zeigen deutlich, wie wichtig die Kombination aller Maßnahmen und Konstruktionsdetails sind. So hat z.B. einer der letzten Versuche einer Kopie einer Igus bündelverseilten Leitung gezeigt, wo der Unterschied liegt: So wurde im Versuch 4536 die igus CF10.25.12 mit einer am Markt frei verkäuflichen Kopie in einem Biegeradius von 75 mm und einem Testverfahrweg von 1,2 m aufgezeigt: Das vermeidlich identische bündelverseilte Produkt aus dem Markt fiel bereits nach weniger als 2,5 Mio. Hüben mit extremen Mantelabrieb aus. Das zeigt: Nur das Testen realisiert eine reproduzierbare Sicherheit. jg