Leitung Servo- und Motorleitungen richtig genormt und schnell konfektioniert

Autor / Redakteur: Bernd Müller / Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Lapp gibt einen Überblick über seine Servo- und Motorleitungen. Denn es werden zunehmend maßgeschneiderte, fertige Kabelkonfektionen und Energieketten nachgefragt sowie Produkte, die internationalen Standards entsprechen müssen.

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Die Motoranschlussleitung Ölflex VFD 2XL ist nach gängigen US-Standards für verschiedene Spannungsklassen zugelassen.
Die Motoranschlussleitung Ölflex VFD 2XL ist nach gängigen US-Standards für verschiedene Spannungsklassen zugelassen.
(Bild: Lapp)

Der deutsche Maschinen- und Anlagenbau ist Weltspitze – dank seiner Innovationskraft, aber auch dank der Fähigkeit, immer effizienter zu werden und Kostenlecks zu stopfen. Davon profitieren die Kunden, weil sie sicher sein können, die besten Maschinen für ihr Geld zu bekommen und damit in ihren Branchen auf den Weltmärkten konkurrenzfähig zu sein.

Manche Kostentreiber entdeckt man aber erst auf den zweiten Blick. Ein Beispiel sind Maschinenteile, die bestimmten Normen entsprechen müssen, die je nach Bestimmungsland allerdings unterschiedlich sind. In Europa sind die Normen und Standards relativ einheitlich. Wer eine Anlage, die in Deutschland alle Normen erfüllt, nach Spanien oder Polen exportieren will, muss sich keine größeren Sorgen machen, dass er an irgendwelchen Normungshürden scheitert.

Kostenfalle: weltweite Zulassungen

Ganz anders beim Export nach Nordamerika. Hier gelten andere Normen und Standards, in den USA sind diese teilweise sogar in den Bundesstaaten unterschiedlich. Und hier lauert die Kostenfalle: Wer eine in Deutschland zugelassene Maschine oder Anlage nach Nordamerika exportieren will, muss eventuell Teile austauschen, weil diese nicht die dortigen Standards erfüllen und die Anlage deshalb nicht betrieben werden darf. Doppelte Teilenummern, doppelte Lagerhaltung, möglicherweise sogar leicht unterschiedliche Eigenschaften der Maschine sind die Folge. Und das kostet Geld. Die Maschinen- und Anlagenbauer sind deshalb zunehmend bestrebt, Teile einzukaufen, die alle weltweit wichtigen Standards gleichzeitig abdecken.

Die Lapp Gruppe hat das Problem erkannt und bietet zunehmend Universalprodukte, etwa Motoranschlussleitungen der Marke Ölflex. Lapp trägt dafür Sorge, dass die entsprechenden Leitungen alle Standards sowohl in Europa als auch in Nordamerika erfüllen. Der Kunde muss sich keine Gedanken machen, welche Leitung er für welchen Markt benötigt – es gibt nur ein Produkt für alle Märkte.

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Vorteile von Multinormleitungen

Beispiele für solche Multinormleitungen gibt es im Lapp-Portfolio mittlerweile einige. Zum Beispiel die Ölflex VFD 2XL und Ölflex VFD 2XL with Signal: Diese Motoranschlussleitungen für Frequenzumrichter verschiedener Hersteller waren bisher nur auf dem nordamerikanischen Markt erhältlich, wo sie nach diversen Zertifizierungen und Approbationen gelistet sind. Seit diesem Jahr sind diese Leitungen, die zusätzlich mit CE-Kennzeichnung ausgestattet sind, auch in Europa erhältlich für Kunden, die Maschinen in die USA exportieren. Sie schlagen damit zwei Fliegen mit einer Klappe, denn die Leitungen sind ebenso für Europa zugelassen wie auch für den nordamerikanischen Markt nach UL TC-ER, und das für 600 V und auch für 2 kV – und all das mit dünnen Wandstärken, wie sie für 600 V üblich sind.

Darüber hinaus eignen sie sich als Flexible Motor Supply Type auch noch für die 1000 V Spannungsklasse. Für die Kunden heißt das: Sie können ein und dieselbe Leitung für verschiedenste Anwendungen einsetzen, ersparen sich die Lagerhaltung mehrerer unterschiedlicher Leitungstypen und müssen in der Produktion nicht danach differenzieren, wohin ihre Maschinen geliefert werden.

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Vision: Gleichspannungsnetz für Antriebe

Bei der Energieversorgung von Maschinen und Anlagen könnte die Abkehr von der Wechsel- hin zur Gleichspannung große Effizienzvorteile ermöglichen. Beispielsweise vergeuden Frequenzumrichter für die Drehzahlregelung von Antrieben Energie. Denn sie arbeiten mit Gleichspannung, die durch Gleichrichter von Wechselspannung erzeugt werden muss. Das führt zu Wandlungsverlusten sowie zu Rückwirkungen auf das Netz durch Oberschwingungen, die das Netz instabil machen.

Die Alternative: Statt über einen Gleichrichter könnte man die Motoren direkt mit Gleichspannung versorgen. Ideal wäre dafür ein Gleichspannungsnetz mit 380 V, denn die Zwischenkreisspannungen betragen üblicherweise zwischen 350 V und 400 V. Auch der wahlweise Betrieb mit Gleich- oder Wechselspannung ließe sich realisieren.

Mit solchen Szenarien beschäftigt sich das Forschungsprojekt DC-Industrie, an dem auch die Lapp Gruppe beteiligt ist, und das im 6. Energieforschungsprogramm vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert wird. Ziel des Projekts ist ein „Intelligentes offenes DC-Netz in der Industrie für hocheffiziente Systemlösungen mit elektrischen Antrieben“. Erprobt werden das Netzmanagement und die Integration verschiedener Erzeuger und Verbraucher, dabei soll die Frage beantwortet werden, ob die anvisierten Energieeinsparungsziele im zweistelligen Prozentbereich erreicht werden können. Das Projekt startete am 1. Juli 2016 und soll bis 30. Juni 2019 laufen.

Aufwändig konstruiert

Das Ziel, ein und dieselbe Leitung für unterschiedliche Märkte zu ertüchtigen, darf allerdings nicht dazu führen, dass man den kleinsten gemeinsamen Nenner sucht und bestimmte Anforderungen zurückschraubt, um andere normgerecht erfüllen zu können. Bei den genannten Ölflex-Leitungen ist das Gegenteil der Fall, sie sind besonders aufwändig konstruiert. So besteht die Isolierung der Adern aus vernetztem Polyethylen. Durch die Vernetzung ist die Dielektrizitätskonstante niedriger, dadurch sind auch mögliche Ableitströme geringer. Das kommt Anwendern zu Gute, die auf engem Raum viele Leitungen mit hoher Packungsdichte verlegen und große Distanzen überbrücken müssen. Der Außenmantel aus thermoplastischem Elastomer ist öl- und UV-beständig und zudem flammwidrig.

Aufwändig ist auch die Schirmung mit einer Alufolienschirmung innen und einer darüber liegenden Flechtschirmung, woraus sich eine breitbandige Abschirmung ergibt. Solche Kombinationen sind bei Leitungen für Umrichterantriebe auf dem Vormarsch. Die Leistungselektronik bringt allerlei „Schmutz“ in Form von hochfrequenten Signalen auf die Leitung, die andere Leitungen stören können. Das aufwändige Schirmkonzept lässt diese Störungen nicht nach außen dringen.

Leitungskonfektionierung outsourcen

Als eine weitere Kostenfalle entpuppt sich immer mehr die Konfektionierung von Leitungen, also das Ablängen der Kabel und das Anbringen der Stecker. Maschinenbauer, die das selbst machen, müssen viele Kabel- und Steckervarianten auf Lager halten und Personal einsetzen. Die Wertschöpfung der Konfektionierung ist allerdings gering und gehört sicher nicht zur Kernkompetenz eines Maschinenbauers. Hier geht der Trend deshalb zum Einkauf von Fertigkonfektionen. Das können Servoleitungen sein, in Standardausführungen oder individuell konfektioniert, bis hin zu anschlussfertigen Schleppketten komplett bestückt mit Leitungen und Schläuchen.

Anders als viele andere Anbieter ist Lapp auch selbst Hersteller aller benötigten Komponenten wie Leitungen, Verschraubungen und Stecker. Die Experten wissen daher genau, welche Leitung sich in welcher Schleppkette für welche Anwendung eignet.

Das Geschäft mit Fertigkonfektionen fasst Lapp unter dem Markennamen Ölflex Connect zusammen. Es besteht aus drei Säulen:

  • Ölflex Connect Cables steht für einfache Konfektionen aus Kabel und Stecker, die in standardisierten Ausführungen oder auf Kundenwunsch gefertigt werden.
  • Ölflex Connect Chains bezeichnet die Bestückung von Schlepp- ketten.
  • Ölflex Connect Servo sind nach einem Lapp-exklusiven Verfahren teilautomatisiert hergestellte Konfektionen für Servoantriebe. Sie entsprechen den Anschluss-Standards führender Hersteller.

Um möglichst nah beim Kunden zu sein, unterstützen drei Kompetenzzentren in Singapur, in den USA sowie in Europa die internationalen Produktionsstandorte von Lapp. (sh)

SPS IPC Drives 2017: Halle 2, Stand 310

* Bernd Müller ist freier Journalist. Der Text entstand im Auftrag der U.I. Lapp GmbH

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