Aufrufe
vor 5 Monaten

f+h fördern und heben 9/2017

  • Text
  • Fuh
  • Heben
  • Foerdern
f+h fördern und heben 9/2017

ENERGIE- UND

ENERGIE- UND DATENÜBERTRAGUNG I TITEL 02 Das Prinzip Rollen statt Gleiten reduziert signifikant Energieverbrauch und Verschleiß der Kette P Gesamt 0,43 ^= – 57 % wegen. Ihr Einsatz sollte daher vor allem bei langen Verfahrwegen grundsätzlich überdacht werden. Die Wahl des richtigen Systems hängt stets auch von den jeweiligen Anforderungen ab. Doch mit den wachsenden Ansprüchen an Effizienz und Lebensdauer einer Anlage kann sich der Einsatz veralteter Techniken der Energieführung schnell rächen. Moderne Anwendungen, die immer höhere Ansprüche an Verfahrgeschwindigkeiten und -strecken stellen, werden somit in zunehmendem Maße durch die Verwendung von Energieketten bestimmt. Diese Form der Leitungsführung ermöglicht andere Medien wie Luft oder Öl in einem System zu nutzen. Festoons oder Stromschienen bieten diese Option nicht bzw. nur in eingeschränktem Umfang. Während z. B. Energieketten zusätzlich Datenmengen bis zu 10 GBit/s per Ethernet-Kabel transportieren können, ist dies bei Stromschienen nicht möglich. Gleitende Energieketten sind in den beiden Hauptvarianten Stahl und Kunststoff verfügbar und sorgen auch bei Dauerbewegung mit ihren vordefinierten Biegeradien für eine funktionssichere Leitungsführung. Bei linearen Anwendungen, in denen sich Obertrum und Untertrum der Kette nicht berühren, spricht man von freitragenden Energieketten. Diese Betriebsart ist zwar die gebräuchlichste „geradlinige Einsatzform“, allerdings ist sie nur für kurze Verfahrwege geeignet. Bei längeren Strecken wird dagegen das Obertrum auf dem Unter- System P4: kleinere/stabilere e-kette, rollend, optimierte Leitungsqualität P 0,63 ^= – 37 % rol e-chain: rollende Bewegung statt gleitend P 0,83 ^= – 17 % P 0,83 ^= – 17 % P 1 ^= Ausgangspunkt 100 % Kleinere e-kette, besseres/stabileres Design Leichtere Leitungen, bessere Isolierungen/Mantelwerkstoffe Standard e-kette, gleitende Anwendung trum abgelegt und verfährt gleitend über es hinweg. Bei Energieketten aus tribologisch optimierten Kunststoffen ist dabei der Gleitwiderstand im Vergleich zu solchen aus Stahl deutlich minimiert. Während bei einer (geschmierten) Gleitreibung von Stahl auf Stahl ein Reibungskoeffizient von 0,1 μ als Richtwert gilt, kann die Gleitreibungszahl bei Kunststoff auf Kunststoff auf bis 0,04 μ absinken. Die Kunststoffkette ist außerdem leichter. Daher ist auch signifikant weniger Energie nötig, um bei gleitender Betriebsart eine Polymer- statt einer Stahlkette anzutreiben. Die Igus GmbH stellt unter der Bezeichnung e-ketten seit dem Jahr 1971 derartige Kunststoffketten her, die mittlerweile Verfahrwege von mehr als 800 m gleitend realisieren können (Bild 01), bei Gleitgeschwindigkeiten bis 10 m/s und Füllgewichten bis 100 kg/m. Kunststoff-Energieketten mit integrierten Rollen Bisher wurden Energieketten stets gleitend betrieben. Dies galt selbst bei 03 Die Rollen des Obertrums laufen beim System P4 nicht übereinander, sondern versetzt durch die des Untertrums (beide grün markiert) und werden durch kammartige Autoglide-Stege (grün markiert) unterstützt langen Verfahrwegen, bei denen sich die technischen Grenzen dieser Betriebsart u. a. in höheren Energiekosten äußern. Aus diesen Gründen hat die Igus GmbH schon früh nach einer grundsätzlichen Alternative gesucht und dafür einen neuen Denkansatz verwendet: Rollen statt Gleiten. Der Umstieg auf das Rollen basierte auf dem Wissen, dass der Gleitwiderstand stets höher als der Rollwiderstand ist. Dieser physikalische Grundsatz aus der Tribologie und Kontaktmechanik veranlasste 1999 den erstmaligen Einbau von tribooptimierten Kunststoffrollen in die e-ketten. Damit lässt sich der Reibfaktor von 0,3 auf 0,1 senken. Mittlerweile sind weltweit mehr als 1 000 Anlagen mit solchen rollenden Energieführungen aus gerüstet, die unter der Bezeichnung „Rollen e-ketten“ vertrieben werden. Weil im Gegensatz zum Reibwiderstand der Rollwiderstand auch bei Anwendungen mit Schmutz gleichmäßig ist, hat sich der Einsatz von Rollen vor allem bei rauen Umgebungen bewährt. Da jede Anwendung ihr individuelles Profil besitzt, hat die Igus GmbH diverse Rollen e-ketten für unterschiedliche Herausforderungen entwickelt. Dies bezieht sich einerseits auf das Sortiment an Ketten und anderseits auf die Rollentypen. So sind verschiedene Rollenmaterialien und Geometrien (Profilrollen, geteilte Rollen etc.) verfügbar. Als Wälzkörper werden Kugellager aus Kunststoffen oder rostfreiem Edelstahl verwendet. Letztere werden auch als gekapselte Rollen gefertigt, die nach ihrer Erstschmierung verschlossen und dann war- 48 f+h 9/2017

Baureihe»FE« Standard für Europalette Die Energiebilanz spricht eindeutig zugunsten der Rollen e-kette tungsfrei sind. Solche Rollen e-ketten ermöglichen z. B. Verfahrgeschwindigkeiten bis 10 m/s. Der modulare Aufbau der Ketten erleichtert darüber hinaus die Montage und die Anpassung an die jeweilige Anlage. Da die Rollen e-ketten außerdem beidseitig zu öffnen und zu befüllen sind, kann auch der Austausch von defekten Leitungen rasch und einfach geschehen. Weil der Hersteller zugleich gleitende wie rollende Energieketten produziert, ist das Unternehmen in der Lage, konkrete Vergleichsaussagen zum energetischen Laufverhalten beider Betriebsarten zu treffen. Die entsprechenden Angaben stützen sich sowohl auf Erfahrungen aus der Praxis als auch auf exakte Messungen im unternehmenseigenen Labor. Grundsätzlich liegt aufgrund des geringeren Reibungskoeffizienten der Rollreibwert um ca. 75 Prozent niedriger als der Gleitreibwert (Bild 02 und 03). Die Reduzierung des Reibwiderstands führt zu einer signifikanten Verringerung der erforderlichen Zug-Schub-Kraft, die bei vorgegebener Kettenlänge, Geschwindigkeit und Last zum Bewegen einer Energiekette einschließlich ihren Leitungen nötig ist. Dies wiederum resultiert in direkten Einsparungen im Energieverbrauch. Maximal ist eine 57-prozentige Reduktion an benötigter Antriebsenergie durch das Rollprinzip möglich. Wie viel Prozent sich im Detail einsparen lassen, hängt von einer Reihe von Parametern wie von der Auswahl der verglichenen Energieführungen ab. Prinzipiell wächst das Einsparpotenzial mit zunehmender Länge des Verfahrwegs. In Relation zu einer Standard-e-kette, die bereits aufgrund ihrer tribologischen Werte und ihrem geringen Gewicht weniger Antriebsleistung als andere Energieführungen benötigt, kommt eine Rollen e-kette auf einer Strecke von 100 m mit einer Zug-Schub-Kraft von unter 25 Prozent aus (bezogen auf Standard-e-kette und einen Verfahrweg von 100 m). Mit jedem weiteren Meter steigt die Attraktivität der Rollen e-kette. Dazu kommt noch die Energieersparnis, die durch den geringeren Anfahrwiderstand der Rollen erzeugt wird. Die Energiebilanz spricht also eindeutig zugunsten der Rollen e-kette. Fotos: Igus www.igus.de Baureihe»FE« mit 360˚ Drehplattform Baureihe»FE« mit Behälterneigeeinrichtung Eckendorfer Straße 115 -117 33609 Bielefeld Telefon 05 21/78 06-0 Fax 05 21/78 06-110 internet: http://www.flexlift.de e-mail: verkauf@flexlift.de f+h 9/2017 49 Flexlift.indd 1 09.08.2017 09:49:31

AUSGABE