Ratgeber
Energieketten dienen dazu, flexible Leitungen, Kabel und Schläuche durch bewegliche Maschinenteile zu führen und sie vor mechanischen Einwirkungen zu schützen. Sie bestehen aus mehreren Einzelelementen und werden teils zu komplexen Energieketten-Systemen zusammengebaut.
Was Energieketten konkret auszeichnet und worauf bei der Auswahl zu achten ist, erfahren Sie in unserem Ratgeber.
Energieführungsketten, kurz E-Ketten oder Kabelschlepp- bzw. Schleppketten genannt, kommen immer dann zum Einsatz, wenn Leitungen, Kabel oder Schläuche dauerhaft Bewegung, Torsion und Biegung ausgesetzt sind. Sie dienen dazu, Steuer- und Versorgungsleitungen geradlinig und vor mechanischen Einwirkungen geschützt durch bewegliche Maschinenteile zu führen. Dabei kann es sich um Strom- oder Datenkabel, aber auch um pneumatische oder hydraulische Leitungen handeln.
Indem Energieketten einen geschützten Verlauf ermöglichen und dafür sorgen, dass der kleinste zulässige Biegeradius eingehalten wird, verhindern sie, dass Leitungen, Kabel und Schläuche durch übermäßiges Biegen, Ziehen, Schläge oder ruckartige Richtungsänderungen beschädigt oder zerstört werden, was ohne gesicherte Kabelführung zwangsläufig der Fall wäre. Aus diesem Grund kommt ihnen in Bezug auf die Funktionstüchtigkeit von Maschinen und maschinell gesteuerten Anlagen eine hohe Bedeutung zu.
Die Anwendungsbereiche von Energieführungsketten sind vielfältig. Sie werden vorrangig als Maschinenbauteile eingesetzt, wenn bewegliche Komponenten mit Strom, Öl oder einem Medium versorgt werden müssen. Häufig zu finden sind Energieketten in Werkzeugmaschinen, beispielsweise Fräsmaschinen, Drehmaschinen, Biegemaschinen oder Stanzmaschinen, aber auch in Industrierobotern und Autowaschanlagen sowie in Aufzügen, Baukränen und beweglichen Laderampen.
Die Alternativbezeichnung Schleppkette referiert auf die Anwendung in Abschleppfahrzeugen, die mit hydraulischen Antrieben ausgestattet sind. Die Antriebe müssen über Hochdruckschläuche mit Öl versorgt werden und die Führung dieser Schläuche übernehmen Energieketten.
Eine Energiekette besteht üblicherweise aus mehreren Kettengliedern, wobei es auch gliederlose Ausführungen gibt, die als Band konzipiert sind. Die Kettenglieder haben in vielen Fällen eine rechteckige Grundform und sind baugleich konzipiert, was eine exakte Längenbemessung ermöglicht.
Das ist deshalb wichtig, weil Energieketten wie alle anderen Bauteile einer Maschine eine präzise Bemaßung erfordern. Die Kettenglieder werden zwischen einem Anfangs- und Endstück aneinandergereiht und lassen sich meist einzeln und nach außen hin öffnen, so dass Schläuche, Kabel und Leitungen unkompliziert hineingelegt und jederzeit darauf zugegriffen werden kann. Damit alles an Ort und Stelle bleibt, werden Kabel, Leitungen und Schläuche am Anfang- und Endstück mit einer Zugentlastung festgeklemmt.
In einer Energieführungskette werden häufig mehrere Kabel und Leitungen verlegt. Diese müssen nicht vom gleichen Typ sein. So ist es möglich, Energieträger neben Datenleitungen zu führen, beispielsweise Busleitungen neben Motor- oder Stromleitungen. Außerdem können elektrische neben pneumatischen und hydraulischen Leitungen verlegt werden. Voraussetzung dafür ist, dass entsprechende Befüllungs- und Anordnungsregeln beachtet werden, und die Leitungen mithilfe von Trennstegen separiert bzw. unterteilt werden.
Kernaufgabe von Energieketten ist es, Kabel, Schläuche und Leitungen zu einem Maschinenteil zu führen, um es mit Energie, einem Medium oder mit Daten zu versorgen. Die Befestigung der Ketten erfolgt über Anschlusselemente. Wichtig ist, dass Energiekette, Anschlusselement und Maschinenteil konstruktionstechnisch perfekt aufeinander abgestimmt sind. Der richtige Anschluss ist unter anderem wichtig für die Zugentlastung, schließlich können Kabel nicht nur überbogen werden, sondern auch reißen.
Neben Energieketten mit rechteckigen Kettengliedern gibt es Ausführungen mit runder Außenform. Sie sind in der Lage, sich zu verdrehen, und eignen sich beispielsweise für spiralförmige Bewegungsabläufe. Bei Ketten mit rechteckigem Querschnitt ist das nicht der Fall. Sie verlaufen auf einer linearen Achse und lassen Seitwärts- oder Drehbewegungen gar nicht oder nur eingeschränkt zu.
Energieketten können unterschiedlich angeordnet bzw. auf verschiedene Weise installiert werden. Zu differenzieren sind unter anderem freitragende und gleitende Ketten, die sich in horizontaler Richtung bewegen, sowie hängende und stehende Ausführungen, die sich in vertikaler Richtung bewegen. Bei Energieketten, die in horizontaler Bewegungsrichtung arbeiten, unterscheidet man zunächst einmal das Obertrum und Untertrum. Als Trum bezeichnet man einen Teil der laufenden Kette. Das Obertrum verläuft oben, das Untertrum verläuft unten.
Freitragende und gleitende Energieketten
Berühren sich das Obertrum und das Untertrum über den kompletten Verfahrweg nicht, handelt es sich um eine freitragende Energiekette. Solche Lösungen halten hohen dynamischen Belastungen stand und können dementsprechend bei hoher Geschwindigkeit und Beschleunigung betrieben werden. Sie sind von allen Energiekettentypen am langlebigsten und eignen sich für viele Anwendungen. Allerdings sind damit nur kurze Verfahrwege von bis zu 10 Metern möglich. Bei gleitenden Energieketten legt sich das Obertrum während des Verfahrweges auf dem Untertrum ab, gleitet also quasi darüber. Diese Bauart ermöglicht lange Verfahrwege, eignet sich aber nicht für Anwendungen, die hohe Geschwindigkeiten und Beschleunigungen erfordern. Das liegt in der Reibung begründet, die durch den Kontakt zwischen Untertrum und Obertrum entsteht.
Hängende und stehende Energieketten
Hängende Energieketten werden in vertikaler Bewegungsrichtung befestigt bzw. aufgehängt – und zwar so, dass der Radienbogen nach unten hängt. Sie ermöglichen lange Verfahrwege von bis zu 100 Metern und sind vor allem im Bereich der Materialflusstechnik (Hochregallager) sowie in Bau- und Kranaufzügen zu finden. Sind hängende Formationen aufgrund von Platzmangel nicht einsetzbar, eignen sich stehende Energieketten als Alternative. Sie zeichnen sich dadurch, dass der Radienbogen in vertikaler Bewegungsrichtung nach oben steht. Stehende Energieketten ermöglichen zwar nur kurze Verfahrwege, können dafür aber auch bei sehr geringem Platzangebot untergebracht werden, was sich beispielsweise bei Werkzeugmaschinen als praktisch erweist.
Beim Kauf von Energieketten sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen. Zunächst einmal muss klar sein, welche Art von Bewegung das System erfordert. Ist die Bewegungsart bekannt, kann eine Kette mit passendem Bewegungsablauf gewählt werden. Neben horizontal und vertikal laufenden Lösungen gibt es Systeme für Kreis-, Dreh- und Spiralbewegungen. Ebenfalls ist zu klären, welche Verfahrwege zurückgelegt und welche Geschwindigkeiten erzielt werden sollen. Wichtig zu wissen ist auch, ob die Energiekette Umgebungseinflüssen ausgesetzt ist und beispielsweise mit einem vermehrten Aufkommen von Feuchtigkeit, Staub oder Spänen zu rechnen ist oder mit Chemikalien gearbeitet wird.
Die richtigen Abmessungen der Energiekette sind ein weiterer essenzieller Faktor. Um diese zu bestimmen, müssen sowohl die Einbauverhältnisse geklärt als auch die Parameter der zu verlegenden Leitungen, Kabel oder Schläuche bestimmt werden. Dazu gehören Anzahl und Durchmesser der einzelnen Leitungen sowie deren Gewicht. Zu ermitteln ist auch der erforderliche Mindestbiegeradius. Der Leitungsdurchmesser addiert mit einer Platzreserve ergibt die notwendige Höhe der Energiekette. Bei elektrischen Rundleitungen empfiehlt man eine Platzreserve von 10 %, bei Hydraulikschläuchen 20 %. Wird ein zusätzlicher Schutz benötigt, kann es sein, dass die Energiekette höher sein muss. Sinnvoll ist ein zusätzlicher Schutz beispielsweise, wenn mehrere dünne und hochflexible Leitungen mit geringer Biegefestigkeit verlegt werden sollen. Sie werden am besten mit einem Schutzschlauch versehen.
Beim Verlegen von Kabeln, Leitungen und Schläuchen in Energieketten sind Vorgaben und Richtlinien zu befolgen. Dazu zählt beispielsweise, dass die Leitungen nicht aneinander befestigt oder zusammengebunden werden dürfen, sondern gemäß der empfohlenen Platzreserven innerhalb der Führung frei beweglich sein müssen. Außerdem sollte auf eine symmetrische Gewichtsverteilung geachtet werden, um eine gleichmäßige Belastung sicherzustellen und frühzeitigem Verschleiß der Energiekette entgegenzuwirken. Werden beispielsweise zwei schwere und zwei leichte Leitungen verlegt, sollten die beiden leichten innen und außen jeweils eine schwere angeordnet werden.
Sind offene oder geschlossene Energieketten besser?
Das kommt auf den Anwendungsfall an. Offene Energieketten erleichtern den Installations- und Wartungsaufwand, da Kabel, Leitungen und Schläuche einfach eingelegt werden können und man jederzeit darauf zugreifen kann. Geschlossene Energieketten bieten dagegen einen besseren Schutz gegen Staub, Schmutz und Späne, weswegen sie sich für entsprechende Umgebungsbedingungen besser eignen. Hier sind jedoch zusätzliche Faktoren zu berücksichtigen. So muss bei geschlossenen Systemen in besonderem Maß darauf geachtet werden, dass die maximale Strombelastbarkeit und die maximal zulässigen Temperaturen nicht überschritten werden, wenn Elektroleitungen darin verlegt werden sollen.
Ich möchte Leitungen mit stark unterschiedlichem Durchmesser in einer Energiekette führen. Worauf muss ich achten?
In dem Fall empfiehlt es sich, Trennstege zu verwenden, um die Leitungen voneinander zu separieren. Anderenfalls kann es passieren, dass sich die Leitungen gegenseitig umschlingen, was es unbedingt zu vermeiden gilt. Auf eine symmetrische Gewichtsverteilung ist ebenfalls zu achten.
Aus welchem Material bestehen Energieketten?
Energieketten bestehen heutzutage meist aus stabilem Kunststoff, wobei es auch Ausführungen aus Stahl gibt. Diese werden jedoch aus statischen und gewichtstechnischen Gründen seltener und wenn, dann eher für schwere Hydraulikleitungen eingesetzt.