Was ist eine Schleppkettenleitung?

Eine Schleppkettenleitung ist eine hochflexible elektrische Leitung für dauerhaft bewegte Anwendungen in Schlepp- oder Energieketten. Anders als eine gewöhnliche flexible Leitung ist sie darauf ausgelegt, wiederkehrende Biegebewegungen über eine hohe Zahl von Bewegungszyklen zuverlässig aufzunehmen.

Typische Einsatzbereiche sind Werkzeugmaschinen, automatisierte Fertigungsanlagen, Fördertechnik, Verpackungsmaschinen und andere Maschinen mit bewegten Achsen. Dort übertragen Schleppkettenleitungen Energie, Steuer- oder Datensignale zwischen festen und beweglichen Komponenten.

Bei jeder Maschinenbewegung wird die Leitung entlang eines definierten Radius gebogen und wieder zurückgeführt. Leiteraufbau, Verseilung, Isolierung und Außenmantel müssen deshalb auf diese dauerhafte mechanische Belastung abgestimmt sein.

Schleppkette und Schleppkettenleitung: Wo liegt der Unterschied?

Die Schleppkette, auch Energiekette genannt, ist das mechanische Führungssystem. Sie führt Leitungen und gegebenenfalls Schläuche entlang einer definierten Bewegung und verhindert unkontrolliertes Knicken oder ungünstige Bewegungsabläufe.

Die Schleppkettenleitung ist dagegen die darin verlegte elektrische Leitung. Sie muss selbst für die wiederkehrende Bewegung konstruiert sein.

Eine normale flexible Leitung wird daher nicht allein dadurch schleppkettentauglich, dass sie in einer Energiekette verlegt wird.

Warum braucht man spezielle Leitungen für Schleppketten?

In einer Energiekette wird die Leitung ständig gebogen. Je nach Anwendung wirken zusätzlich Beschleunigung, Abrieb, Temperatur, Öl, Kühlmittel oder andere Medien auf sie ein.

Ist die Leitung dafür nicht ausgelegt, können Leiterbrüche, Risse an Isolation oder Mantel, Abriebschäden oder Störungen bei der Signalübertragung auftreten. Im schlimmsten Fall führt der Schaden zum Ausfall der Maschine.

Bei Zug-, Biege- und Torsionsprüfungen an Kabeln werden deshalb unter anderem Biegeradius, Geschwindigkeit und Zahl der Bewegungszyklen berücksichtigt. Solche Prüfungen helfen dabei, die mechanische Belastbarkeit einer Leitung unter definierten Bedingungen zu beurteilen.

Wie ist eine Schleppkettenleitung aufgebaut?

Der grundsätzliche Aufbau ähnelt anderen mehradrigen Leitungen. Die einzelnen Komponenten sind jedoch gezielt auf dauerhafte Bewegung abgestimmt.

Flexible Leiter

Für dynamische Anwendungen werden feindrähtige Leiter eingesetzt. Viele dünne Einzeldrähte lassen sich besser wiederholt biegen als ein massiver Leiter.

Die Flexibilität des Leiters allein reicht jedoch nicht aus. Erst das Zusammenspiel aus Leiter, Verseilung, Isolierung und Mantel bestimmt, wie gut eine Leitung mit der dauernden Bewegung zurechtkommt.

Angepasste Verseilung

Auch die Anordnung der Adern beeinflusst die Belastbarkeit. Die Verseilung muss zur vorgesehenen Bewegungsart passen und dazu beitragen, die beim Biegen auftretenden Kräfte innerhalb der Leitung kontrolliert zu verteilen.

Geeignete Isolationswerkstoffe

Die Isolierung der einzelnen Adern muss beweglich bleiben und gleichzeitig ihre elektrischen Eigenschaften behalten. Sie darf bei der vorgesehenen Beanspruchung weder verspröden noch reißen.

Belastbarer Außenmantel

Der Außenmantel schützt die Leitung vor äußeren Einflüssen. Welche Eigenschaften erforderlich sind, hängt von der Umgebung ab. In Werkzeugmaschinen können beispielsweise Abrieb, Öl, Späne oder Kühlmittel eine Rolle spielen.

PUR wird häufig für entsprechend beanspruchte Leitungen eingesetzt, weil geeignete PUR-Mantelkonstruktionen unter anderem eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Abrieb und Öl bieten können. Das Mantelmaterial allein sagt allerdings noch nichts darüber aus, ob eine Leitung für die Schleppkette geeignet ist. Dafür muss die gesamte Konstruktion ausgelegt sein.

Welche Eigenschaften sind bei einer Schleppkettenleitung wichtig?

Biegeradius

Der Biegeradius gibt an, wie eng eine Leitung gebogen werden darf. In einer Schleppkette ist dieser Wert besonders wichtig, weil die Bewegung immer wieder ausgeführt wird.

Wird der zulässige Radius unterschritten, erhöht sich die mechanische Beanspruchung. Der minimale Biegeradius einer Leitung muss deshalb mit dem Radius der Energiekette abgestimmt werden. Die konkrete Herstellerangabe der eingesetzten Leitung ist dabei maßgeblich.

Pauschale Werte sind für die Auswahl nur eingeschränkt sinnvoll. Je nach Leitungskonstruktion können sich die zulässigen Radien deutlich unterscheiden. Hersteller geben sie häufig als Faktor des Leitungsdurchmessers an. Bei aktuellen Schleppkettenleitungen finden sich beispielsweise je nach Produkt Werte von weniger als 7 × d bis deutlich über 15 × d.

Bewegungszyklen

Auch die vorgesehene Lebensdauer gehört zur Auslegung. Eine Achse, die nur gelegentlich verfährt, beansprucht die Leitung anders als eine Produktionsmaschine mit mehreren Millionen Bewegungen.

Wie stark Biegeradius, Temperatur und Zyklenzahl zusammenhängen können, zeigen konkrete Lebensdauerangaben von Schleppkettenleitungen. Für unterschiedliche Produktserien werden je nach Einsatzbedingungen beispielsweise eine, drei oder fünf Millionen Doppelhübe spezifiziert; in Dauerprüfungen einzelner Leitungen werden auch deutlich höhere Zyklenzahlen erreicht.

Geschwindigkeit und Beschleunigung

Neben der Bewegungshäufigkeit beeinflussen Geschwindigkeit und Beschleunigung die Beanspruchung. Für die Auswahl sollten deshalb das gesamte Bewegungsprofil und nicht nur Aderzahl und Leiterquerschnitt betrachtet werden.

Wichtig sind unter anderem:

• Verfahrweg
• Geschwindigkeit
• Beschleunigung
• Bewegungshäufigkeit
• Biegeradius
• gewünschte Lebensdauer

Temperatur und Umgebungsbedingungen

Mantel- und Isolationswerkstoffe verändern ihre Eigenschaften mit der Temperatur. Dazu kommen je nach Einsatzort Öl, Kühlmittel, Feuchtigkeit, Abrieb, Späne oder andere äußere Einflüsse.

Eine Leitung sollte daher nicht nur elektrisch passen, sondern auch für die tatsächliche Umgebung freigegeben sein.

Wo werden Schleppkettenleitungen eingesetzt?

Schleppkettenleitungen kommen überall dort zum Einsatz, wo elektrische Verbindungen einer wiederkehrenden Bewegung folgen müssen.

Typische Anwendungen sind:

• CNC- und Werkzeugmaschinen
• Bearbeitungszentren
• Verpackungsmaschinen
• Förder- und Transportsysteme
• Lager- und Logistikanlagen
• automatisierte Fertigungsanlagen
• bewegliche Maschinenachsen
• Handling- und Positioniersysteme

Bei Anschlussleitungen für Maschinen spielen bereits elektrische, thermische und mechanische Anforderungen eine Rolle. Bei Schleppkettenleitungen kommt die dauernde Bewegung als wesentlicher Auslegungsfaktor hinzu.

Schleppkettenleitung oder Roboterleitung?

Beide Leitungstypen werden für bewegte Anwendungen eingesetzt, das Bewegungsprofil kann jedoch unterschiedlich sein.

In einer klassischen Schleppkette wird die Leitung überwiegend entlang eines definierten Radius hin- und hergebogen. Bei Robotikanwendungen kann zusätzlich eine wiederholte Verdrehung um die eigene Längsachse auftreten.

Eine Leitung, die für viele lineare Biegebewegungen ausgelegt ist, eignet sich deshalb nicht automatisch für starke Torsionsbelastungen. Maßgeblich ist immer die Bewegung, die in der konkreten Anwendung tatsächlich auftritt.

Welche Rolle spielt die Zugentlastung?

An den Übergängen zwischen bewegten und festen Bereichen dürfen Zugkräfte nicht unkontrolliert auf Anschlüsse, Kontakte oder Steckverbinder übertragen werden.

Eine geeignete Kabelzugentlastung nimmt diese Kräfte auf und schützt damit die Anschlussstellen. Gerade bei bewegten Anwendungen ist eine saubere mechanische Entlastung Bestandteil einer zuverlässigen Installation.

Was ist bei der Verlegung in der Schleppkette zu beachten?

Leitung und Energiekette bilden ein Gesamtsystem. Auch eine für Schleppketten geeignete Leitung kann vorzeitig verschleißen, wenn sie falsch geführt, gequetscht oder mit einem ungeeigneten Radius betrieben wird.

Bei der Auslegung sollten Sie deshalb auf folgende Punkte achten:

• zulässigen Biegeradius einhalten
• ausreichend Platz in der Energiekette vorsehen
• Leitungen nicht quetschen oder unnötig unter Zug setzen
• unterschiedliche Leitungen und Medien sinnvoll anordnen
• Geschwindigkeit und Beschleunigung berücksichtigen
• Befestigung und Zugentlastung passend auslegen

Auch die Bewegungsfreiheit innerhalb der Kette spielt eine Rolle. Versuche mit Energieketten zeigen beispielsweise, dass eine korrekte Einstellung und Zugentlastung der Leitungen dazu beitragen, ein Verklemmen oder Verrutschen während der Bewegung zu vermeiden.

Wie wählen Sie die richtige Schleppkettenleitung aus?

Eine passende Schleppkettenleitung lässt sich nicht allein anhand von Aderzahl und Querschnitt bestimmen. Für die Auswahl sollten elektrische, mechanische und umgebungsbedingte Anforderungen gemeinsam betrachtet werden.

Elektrische Anforderungen
Welche Spannung, Strombelastbarkeit, Aderzahl und Leiterquerschnitte werden benötigt?

Bewegungsprofil
Wie lang ist der Verfahrweg? Wie häufig bewegt sich die Achse und mit welcher Geschwindigkeit und Beschleunigung?

Biegeradius
Welcher Radius steht konstruktiv zur Verfügung und welchen dynamischen Mindestbiegeradius gibt der Leitungshersteller vor?

Umgebung
Welche Temperaturen, Öle, Kühlmittel, Feuchtigkeit oder andere Medien wirken auf die Leitung?

Signalübertragung
Werden Leistung, Steuerung oder empfindliche Datensignale übertragen? Ist eine geschirmte Ausführung erforderlich?

Lebensdauer
Welche Zahl an Bewegungszyklen soll die Leitung unter den vorgesehenen Bedingungen erreichen?

Zulassungen
Sind für Maschine oder Zielmarkt bestimmte Zulassungen und technische Anforderungen erforderlich?

Schleppkettenleitungen passend zur Anwendung auslegen

Eine Schleppkettenleitung ist nicht einfach eine besonders flexible Standardleitung. Ihre Konstruktion ist auf wiederkehrende Bewegung abgestimmt und muss zum tatsächlichen Einsatz passen.

Biegeradius, Verfahrweg, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Temperatur und Umgebungsbedingungen beeinflussen gemeinsam die Belastung. Die technischen Angaben des Leitungsherstellers sollten deshalb immer auf die konkrete Anwendung übertragen werden.

Mit geeigneten Prüfverfahren für Industriekabel können mechanische Dauerbelastung, Materialverhalten und weitere Eigenschaften unter definierten Bedingungen untersucht werden.

Bei der Auswahl einer Schleppkettenleitung sollten Sie deshalb möglichst früh das vollständige Bewegungsprofil und die Umgebungsbedingungen festlegen. So lässt sich die Leitung gezielt auf Maschine, Energiekette und gewünschte Lebensdauer abstimmen.

FAQ zu Schleppkettenleitungen

Was ist eine Schleppkettenleitung?

Eine Schleppkettenleitung ist eine elektrische Leitung, die für wiederkehrende Biegebewegungen in Schlepp- oder Energieketten konstruiert ist.

Kann jede flexible Leitung in einer Schleppkette verwendet werden?

Nein. Eine flexible Leitung ist nicht automatisch für dauernde Biegebewegungen geeignet. Die Leitung muss ausdrücklich für die vorgesehene dynamische Anwendung ausgelegt sein.

Wie viele Bewegungszyklen hält eine Schleppkettenleitung aus?

Das lässt sich nicht pauschal beantworten. Die Lebensdauer hängt unter anderem von Leitungskonstruktion, Biegeradius, Verfahrweg, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Temperatur ab. Hersteller geben deshalb Lebensdauerwerte für definierte Einsatzbedingungen an.

Welcher Biegeradius gilt für eine Schleppkettenleitung?

Der zulässige Biegeradius ist leitungsspezifisch und wird häufig als Vielfaches des Außendurchmessers angegeben. Für die Auslegung sollte der dynamische Mindestbiegeradius aus den technischen Daten der konkreten Leitung verwendet werden.

Sind PUR-Leitungen automatisch schleppkettentauglich?

Nein. PUR bezeichnet den Mantelwerkstoff. Ein geeigneter PUR-Mantel kann beispielsweise Vorteile bei Abrieb- und Ölbelastung bieten, macht eine Leitung allein aber noch nicht schleppkettentauglich.

Was ist der Unterschied zwischen Schleppkettenleitung und Roboterleitung?

Schleppkettenleitungen sind vor allem für wiederkehrende Biegebewegungen ausgelegt. Bei Roboterleitungen können zusätzlich Torsionsbewegungen eine Rolle spielen. Die erforderliche Leitung richtet sich nach dem tatsächlichen Bewegungsprofil.

Welche Angaben werden für die Auswahl benötigt?

Wichtig sind Aderzahl, Querschnitt, Spannung, Biegeradius, Verfahrweg, Geschwindigkeit, Beschleunigung, gewünschte Bewegungszyklen, Temperatur, Umgebungsmedien sowie gegebenenfalls Schirmung und erforderliche Zulassungen.