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Energiekette

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Leiser Lauf auf langen Wegen

Text: Harald Nehring, Igus
Die Anforderungen an die Energieführung in Industriezweigen wie der Kran- und Fördertechnik sind gestiegen: Die Verfahrwege werden immer länger, die Füllgewichte immer höher und auch die Geschwindigkeiten steigen von Jahr zu Jahr. Gleichzeitig sollen die Anlagen so leise wie möglich arbeiten. Dazu braucht es spezielle Materialien.

Schnell und ruhig fährt die Katze am Träger des Containerkrans hin und her. Über 100 Meter legt sie pro Strecke zurück, um die Container vom Schiff an Land zu holen. Energie und Signale werden der Katze über eine rollende Energiekette von Igus zugeführt. Sie ist mit biegefesten Motor-, Steuer-, Lichtwellen- und Datenleitungen aus dem Chainflex-Programm bestückt. Herkömmliche Energieketten werden im Allgemeinen gleitend betrieben. Doch auf langen Verfahrwegen und bei hoher Dynamik entspricht die Rollen-E-Kette dem heutigen Stand der Technik. Denn der Rolleffekt reduziert den Verschleiß der Gleitflächen, und er benötigt 57 Prozent weniger Antriebskraft, da der Rollreibwert geringer als der Gleitreibwert ist.

Igus bietet seit fünfzehn Jahren ein umfangreiches Baukasten-System rollender Energiezuführungen an. 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 für sehr lange Verfahrwege. Mithilfe unterschiedlicher Rollentypen und Innenaufteilungen lassen sich die Rollen-E-Ketten auf die jeweilige Anwendung anpassen. Allen gemeinsam sind die wartungs- und verschleißarmen Kunststoffrollen.

Das P4-Rollprinzip

Mit der Rollen-E-Kette P4 hat Igus die Konstruktion des Rollprinzips verfeinert: Die Achsen des Obertrums sitzen versetzt gegen jene des Untertrums und nicht übereinander wie bei den bisherigen Rollenketten. Erreicht wird dies in dem zwei Rollen pro 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. Die versetzte Bahn wird durch kammartige Autoglide-Stege unterstützt. Zudem halten Führungsrinnen – je nach Serie aus korrosionsfestem Edelstahl oder Aluminium – die Rollenkette sicher in der Bahn. Die Kunststoffrollen besitzen ein Edelstahl-Kugellager und sind aus einem besonders langlebigen Material gefertigt. Um auch im Kontakt mit der Führungsrinne eine lange Lebensdauer der Energiekette zu gewährleisten, sind an den Kettengliedern seitliche Verschleißzulagen integriert.

Die Rollen-E-Kette P4 ist in vier Innenhöhen, 32, 42, 56 und 80 mm, lieferbar. Mit ihrer speziellen Konstruktion kann die P4 Verfahrwege bis zu 800 m und Zusatzlasten von 50 kg/m realisieren. Gleichzeitig hält sie Verfahrgeschwindigkeiten bis 10 m/s sowie Beschleunigungen von 50 m/s2 stand. Die Rollen der Energiekette reduzieren die bei der Beschleunigung entstehenden Zug-Schubkräfte. Dadurch sinken die Belastungen auf die Energieführung.

Die hohe Stabilität des Produkts haben die Igus-Ingenieure durch große Bolzen-Bohrung-Verbindungen in den Seitenteilen erreicht. Ein formschlüssiger Hintergriff, der die Kettenglieder ineinander verhakt, hält die P4 auch bei Zug- und Schubkräften bis 6500 N sowie auf langen Verfahrwegen torsionssteif. Enge Toleranzen minimieren den Verschleiß und sorgen für nahezu spielfreie Bewegungen, die hohe Beschleunigungen zulassen. Zudem kann eine rollende Energieführung auch wesentlich kleiner ausfallen als gleitende Energieketten, ohne Abstriche bei Geschwindigkeiten und Beschleunigungen machen zu müssen. Die P4-Rollenkette ist daher auch die ideale Energieführung bei beengten Platzverhältnissen wie in Gassenfahrten von Regalbediengeräten.

Die Energiekette wird mit Innenbreiten von 100 bis 400 mm sowie in drei Biegeradien gefertigt: Große Radien für Leitungen und Schläuche mit großem Durchmesser und kleine Radien für enge Bauräume. Mithilfe von Mittellaschen kann die Steifigkeit der Rollenkette noch erhöht werden. Dadurch kann eine um bis zu 50 Prozent höhere Zusatzlast aufgenommen werden. Darüber segmentiert eine Mittellasche die Befüllung auch sinnvoll in Leitungen und Hydraulikschläuche. Ein doppelter Verschluss, der sich dennoch schnell und einfach mit einem Schraubendreher öffnen lässt, hält das Innenleben auch bei großen Füllmengen fest in der Energiekette. Mittels Trennstegen und Zwischenböden lässt sich der Befüllungsraum in 5 mm-Schritten variabel aufteilen.

Leise und langlebig

In der Fertigung ist es aus Gründen des Arbeitsschutzes wichtig, dass die Anlagen leise laufen. Die besondere Kontur der Rolle und der Glieder der Energieketten vermindert den Polygoneffekt und führt dazu, dass sie sanft abrollen. Beim System P4 ist das Betriebsgeräusch durch die veränderte Geometrie nochmals um rund sechs dB niedriger. Zudem bleibt der Radius durch die gleiche Teilung der Kettenglieder – mit oder ohne Rolle – konstant gleich, so dass die Rollenkette auch bei hohen Geschwindigkeiten leiser läuft. Zusätzlich dämpft eine Bremse die Geräusche beim Anschlag sowie beim Abrollen auf hartem ­Boden.

Igus hat die Leitungen für bewegte Energieführungen selbst entwickelt, so dass sichergestellt ist, dass die Werkstoffe der Ketten mit den Mantelwerkstoffen der Chainflex-Leitungen harmonieren. Dies ist ein ausschlaggebender Faktor für die Langlebigkeit des Systems. Damit bei der P4 Rollen-E-Kette alles genau zusammen passt, wird sie als einbaufertiges Modul geliefert: Die konfektionierte Energiekette ist mit den notwendigen Leitungen inklusive Stecker befüllt, wird mit Schnittstellen und Anbauteilen ausgestattet und gemeinsam mit dem Rinnensystem anschlussfertig ausgeliefert und vor Ort montiert.

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