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Kabel und Leitungen

Energie und Daten – schnell, leise, verschleißarm - auf alle bewegten Anlageteile übertragen

| Autor/ Redakteur: Ines Näther / Ines Stotz

Dass es nicht nur einen allgemeingültigen Weg zum Erfolg gibt, beweist Energieketten- und Gleitlager-Spezialist igus. Alles dreht sich dabei um zufriedene Kunden, dafür dürfen — und sollen — die Mitarbeiter durchaus eingefahrene Pfade verlassen. Ein Ansatz, der jedes Jahr zu zahlreichen Innovationen führt und dem Unternehmen ein stetiges zweistelliges Wachstum beschert.

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In der igus ReadyChain-Fabrik werden Energieketten-Systeme maßgeschneidert mit sämtlichen Leitungen, Schläuchen, Steckverbindern, Anschlusselementen, Anbauteilen und Innenaufteilungen komplett konfektioniert.
In der igus ReadyChain-Fabrik werden Energieketten-Systeme maßgeschneidert mit sämtlichen Leitungen, Schläuchen, Steckverbindern, Anschlusselementen, Anbauteilen und Innenaufteilungen komplett konfektioniert.
( Archiv: Vogel Business Media )

Ein Ansatz, der jedes Jahr zu zahlreichen Innovationen führt und dem Unternehmen ein stetiges zweistelliges Wachstum beschert. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das Schwungrad eines Unternehmens in Gang zu bringen. Ein bis ins Detail ausgearbeiteter Business-Plan ist die eine. Als Alternative kann man beim Entwickeln und Testen über Zufälligkeiten „stolpern“ und diese dann produktiv nutzen — und genau damit hat sich bei igus schon einiges bewegt. Ausprobieren heißt deshalb eine Devise für Mitarbeiter, die eine Idee haben — die dem Kunden einen technischen und wirtschaftlichen Nutzen bringen könnte.

Fast scheint es, gute Einfälle entstünden besonders gut in außergewöhnlichem Umfeld. Denn schon von Weitem sticht die auffallende Architektur der Kölner igus-Fabrik ins Auge — leuchten dem Autofahrer vier große gelbe Pylone entgegen. Damit soll das Bauwerk des eigens engagierten High-Tech-Architekten Nicholas Grimshaw innen und außen Produkte und Unternehmensphilosophie widerspiegeln: „Der Kunde steht bei uns im Zentrum eines Sonnensystems, den alle Mitarbeiter in den einzelnen Abteilungen zur Lösung seiner Probleme umkreisen“, erläutert Harald Nehring, Prokurist E-KettenSysteme bei igus. „Dabei verzichten wir auf sichtbare Hierarchien.“ So benutzen alle Mitarbeiter den gleichen Eingang, es gibt keine geschlossenen Büroräume, die Ausstattung richtet sich nach dem jeweiligen Bedarf und alle essen kostenlos in der selben Kantine. Auch die Eigenverantwortung wird groß geschrieben: „Jeder Mitarbeiter kann und soll selbst Entscheidungen im Sinne des Kunden treffen und informiert anschließend den Vorgesetzten“, erklärt Nehring.

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Erfinden, was es noch nicht gibt

Bei Bedarf lässt sich zudem die flexible Gebäudekonstruktion selbst im laufenden Betrieb und mit relativ geringem Aufwand umbauen, um jederzeit alle räumlichen und technischen Möglichkeiten zur Verfügung zu haben. Nämlich zu erfinden, was es noch nicht gibt. Dass das bisher gut funktioniert hat, hebt Nehring anhand der Energieketten hervor: „Hier haben wir in den letzten 40 Jahren jedes Jahr Neuigkeiten auf den Markt gebracht, viele davon erfolgreich.“ In letzter Zeit hat igus außerdem massiv in Mitarbeiter und Maschinen investiert. Ein Hauptaugenmerk, so Nehring, lag dabei auf dem Ausbau des Vertriebs: „Ein ganz wichtiger Punkt ist die Nähe zu unseren 50.000 Kunden in der ganzen Welt.“

Varianten-Fertigung im Kundendialog

So gehört der Außendienst bei igus mit zu den wichtigsten Entwicklern, „denn sie sind mit dem Ohr beim Kunden und hören zuerst, was er braucht“, verdeutlicht Richard Habering, Produktmanager Chainflex bei igus. Dies ermöglicht zunächst eine maßgeschneiderte Varianten-Fertigung und dann die Produktbreite. Jedes Jahr bringt das Unternehmen 1500 bis 2500 neue Artikel heraus — ein Großteil davon durch Kundenanstoß. So sind auch die meisten Leitungen im Hause igus entstanden. „Ein gutes Beispiel ist die CF14.02.04.02.CAT5, eine Ethernet-Spezial-Leitung für die Energiekette, der anfangs viele Leute keine Bedeutung beimaßen, und die heute kilometerweise sowohl in flammwidriger wie auch in halogenfreier Ausführung verkauft wird“, erinnert sich Habering.

Für ein breites Wirkungsspektrum

Damit ein Energieführungs-System einwandfrei läuft, setzt das die sichere Funktion aller Komponenten voraus. So wurde der Wunsch nach speziell für den Einsatz in Energiekettensystemen konstruierten Leitungen auch von Kunden an igus herangetragen. Denn was nützt eine qualitativ hochwertige Kette, wenn bei den darin bewegten Leitungen Korkenzieher entstehen und Anlagenstillstände erzeugen. Das nahm man zum Anlass, die mechanische Konstruktion bei den Steuerungs- und Motorleitungen unter die Lupe zu nehmen. Richard Habering: „Da haben wir einfach verschiedene Verseilmechanismen ausprobiert.“

Im Ergebnis kommen heute, ab einer Aderzahl von 12 Adern, ausschließlich bündelverseilte Leitungen zum Einsatz. „Das brachte ein großes Plus an Lebensdauer, weil sich die Zug- und Stauchkräfte, die im Radius auf die Adern wirken — bei gleichen Radien — mechanisch viel besser aufteilen lassen“, erläutert der Produktmanager. Diese Konstruktion führt auch bei hoher Aderzahl zu extrem biegefesten Leitungen. „Mittlerweile bieten wir daraus ein echtes Breitband-Antibiotikum für Leitungsquerschnitte von 0,14 bis 85 mm2.“ Jeder Kunde kann deshalb eine technisch und wirtschaftlich optimale Lösung für seine Applikation wählen.

Außenmantel trotzt allen Widrigkeiten

Eine wichtige Rolle spielt auch das Außenmantel-Material, das in Energieketten hohen Anforderungen genügen muss, etwa die Beständigkeit gegenüber Fetten und Ölen. „Wir versuchen bei den Kunststoffen stets Außenmaterialen zu finden, deren Abrieb sowohl gegenüber der Kette als auch zwischen den Leitungen sehr gering ist“, beschreibt der Experte. So sind inzwischen PVC-, PUR- und TPE-Werkstoffe im Programm. Gerade TPE widersteht Umgebungstemperaturen von –35 bis 100 °C und ist beständig gegenüber nahezu allen Rohöl-Produkten, Kühl- und Schmiermitteln. „Der TPE-Außenmantel hat in puncto Lebenserwartung einen geradezu legendären Ruf im Maschinenbau, deshalb gilt die CF9/CF10/CF11-Familie bei den Kunden als echter Problemlöser und gehört zu unseren erfolgreichsten Leitungen“, analysiert Richard Habering. So ist der gute Ruf der Steuerleitungen, die sich für Regalbediengeräte, Bearbeitungs- und Werkzeugmaschinen, schnelles Handling, Reinraum, Halbleiterbestückung, Outdoor-Krane sowie Tieftemperatur-Anwendungen eignen, bis in die USA vorausgeeilt. „Die Verkaufszahlen zeigen es bereits, es war enorm wichtig, diese Leitungen zusätzlich mit UL-/CSA-Zulassung anzubieten.“

So gibt es immer mehr Eigenschaften, die auf Kundenanforderungen in die Leitungen hineinkonstruiert werden müssen und dementsprechend entstehen auch immer neue Serien. Wie die Mess-Systemleitung CF113, die UL-/CSA-Zulassung mit Halogenfreiheit kombiniert und so den besonderen Anforderungen der Werkzeugmaschinen-Branche Rechnung trägt. Zwei Eigenschaften, die sich lange Zeit gegenseitig ausgeschlossen haben, führten zur Entwicklung eines ölbeständigen, flammwidrigen Polyuretans (PUR).

Fast kein Abrieb

Die Anstrengungen bei igus, Außenmaterialien zu entwickeln, die mit den Kettenmaterialien harmonisieren, machen sich auch im Reinraum bemerkbar und bezahlt: „Bei der CF27 geht fast nichts ab“, begeistert sich der Chainflex-Experte. Immerhin wurde die Servoleitung inzwischen vom IPA-Institut nach ISO 16644-1 für die Reinraumklasse 1 zertifiziert — nicht einmal für diesen Test konstruiert, sondern aus dem umfangreichen Standardprogramm entnommen. „Das schafft bisher kein Mitbewerber“, fügt Habering stolz an.

Eine der Grundlagen für den weltweiten Erfolg des Unternehmens liegt eben in dem hohen Qualitätsanspruch, der in den Testlabors ständig auf den Prüfstand gestellt wird. Allein bei den Energieketten und Leitungen finden pro Jahr über 2000 Versuche statt, und zwar sowohl von eigenen als auch Wettbewerbs-Produkten. So auch das Abriebverhalten der CF27: „Das war nach zwei Millionen Zyklen im Vergleich zu den Mitbewerbern nur verschwindend gering.“

Auch der neue Pneumatikschlauch CF.CleanAir punktet mit außergewöhnlichen Werten. Richard Habering: „Den mussten wir auch wieder nach Kundenwunsch entwickeln, denn die Anforderungen an Abrieb, Lebenserwartung und Mindestbiegeradien waren höher, als ein normaler PU-Schlauch leisten konnte.“ Auch hier verhalf die Experimentierfreudigkeit der igus-Entwickler zu einem Material, das — den Skeptikern zum Trotz — letztendlich mit einer vielfach längeren Standzeit aufwartet. Bei der Gegenüberstellung im Test wurden ein PU-, ein PA- und der PE-Schlauch bei gleichbleibendem Druck permanent hin und her gerieben. PU und PA erreichten bereits bei 573 000 Zyklen einen Abrieb von 1,5 mm und waren damit durchgerieben. „Beim PE-Material haben wir den Test sogar auf vier Millionen Zyklen erhöht, wobei der Abrieb lediglich 0,5 mm betrug“, zeigt sich selbst Habering überrascht. Das sei gerade in der Elektronikfertigung, Wafer-Bearbeitung und Chip-Produktion, wo mit ganz hohen Zyklus- und Taktzahlen gearbeitet wird, ein überzeugendes Argument.

Um 270° drehen — und hält

Dass die igus-Ingenieure auch ganz andere mechanische Ansprüche meistern können, zeigt die neue tordierbare Spezialleitung Chainflex CF Robot, die wie alle anderen Neuheiten auf der SPS/IPC/Drives in Halle 5, Stand 206 zu sehen sein werden. Die geschirmte 3D-Leitung eignet sich etwa für Roboter, Werkzeugköpfe, Drehtische und Spindelantriebe. „Die aus der Torsionsbewegung entstehenden Kräfte, die auf alle Elemente einer Leitung wirken, lassen sich mittels einer neuen Konstruktion, nämlich einer Auswahl von Gleit- und Pufferelementen zwischen Mantel/Schirm und Isolierung, einfach kompensieren“, erläutert Habering. Außerdem: Die Robotik-Leitung wurde bereits mit über drei Mio. Torsionsbewegungen auf ±270° getestet.

Mit diesen verschiedenen Eigenschaften — der vielen Aderzahl-Querschnitts-Kombinationen und den Außenmantel-Werkstoffen — ergeben sich für den Kunden erhebliche Auswahlmöglichkeiten bei den Standardleitungen. „Doch wir sind nicht nur Spezialisten für High-End, wir bringen unser Know-how auch in die Entwicklung und Fertigung preisoptimierter Leitungsserien“, fügt Habering an. Das betrifft beispielsweise die Steuerleitungsserien CF130/140, bei denen einzelne Eigenschaften herausgenommen wurden, ohne allerdings die grundlegenden mechanischen Eigenschaften zu reduzieren. „Das heißt, wir kommen dem Kunden auch preislich entgegen, um ihm immer genau das zu bieten, was er braucht.

„Zusätzlich haben wir aber immer großen Wert darauf gelegt, auch als Spezialistenfertiger zu gelten, etwa für Feldbussysteme zur Übertragung hoher Datenraten“, fügt Richard Habering an. So floss das Know-how der Steuer- und Motorleitungen in die Entwicklung solcher Leitungen, wo es nicht mehr nur auf die mechanische Stabilität ankommt, sondern auch auf die Übertragungs-Eigenschaften. Dazu zählen neben Ethernet- und CAN- auch FireWire-/CC-Link-Leitungen mit der Höchst-Datendurchsatz-Rate.

Somit sind mittlerweile 800 unterschiedliche Leitungen ab Lager lieferbar, „das ist extrem wichtig für unsere Kunden, die häufig sehr kurze Reaktionszeiten haben“, weiß Habering. Dazu kommt ein hoher Dienstleistungs-Anteil, denn auch igus hat sich vom Komponenten- zu einem Lösungs- und Systemanbieter entwickelt. So können alle Leitungen beidseitig vorkonfektioniert geliefert werden. Doch nicht nur das, komplett bestückte und vormontierte Energieführungsketten — die Ready-Chains — umfassen schließlich alle Leitungen, Steckverbinder, Schläuche, Anschlusselemente, Anbauteile und Innenaufteilungen — und sind in jeder Losgröße lieferbar.

Per Induktion und Wireless - Mechanisch wartungsfrei

„Wie unsere Mission definiert, bringen wir Energie und Daten auf bewegte Anlageteile“, fasst Richard Habering zusammen und erklärt zugleich den Grund, auch hin und wieder über den Tellerrand zu schauen: „Hier gibt es Entwicklungen zu drahtlosen Techniken, die momentan im Hause sehr intensiv betrieben werden. Denn beispielsweise ist eine Bewegung, die um die Ecke gehen soll, mit einer Kette schwer zu realisieren.“

Mit invis data lassen sich Daten entweder per Funk, basierend auf Bluetooth oder 868 MHz, übertragen oder per LWL über Distanzen bis zu mehreren Kilometern – für USB, FireWire und Ethernet über 300 m. Ein weiterer Baustein ist invis power, der elektrische Energie bis zu einer Einspeiseleistung von 40 kVA berührungslos an bewegliche Anlagenteile überträgt. Das mechanisch wartungsfreie System besteht aus Einspeisemodul, Induktionsschleife und einem Pick-up. Die induktive Energieübertragung selbst ist ein bewährtes Prinzip. igus entwickelte daraus jedoch ein flexibles Baukastensystem, welches in vielen Bereichen ohne großen Projektierungsaufwand eingesetzt werden kann.

igus - Steckbrief

Um Spritzgussteile für die Industrie herzustellen, gründen Günter und Margret Blase 1964 in einer Garage die Firma igus. Mit dem Einstieg von Sohn Frank Blase beginnt Mitte der 80er Jahre die Entwicklung bis zum heutigen Mittelstands-Konzern mit über 1500 Mitarbeitern. 750 davon arbeiten am Hauptstandort in Köln, wo 80 000 verschiedene Bauteile lagern und sofort abrufbar sind. Igus produziert fast alles selbst und ausschließlich am Standort Köln. Zudem verfügt das Unternehmen weltweit über 26 Vertriebsniederlassungen und 30 Händlerstützpunkte. 2006 erzielte der Hersteller über 240 Mio. Euro Umsatz. Als besonders wichtige Erfolgsgrundlage gilt die Konzentration auf eigene Kunststoff-Produkte — und zwar für die beiden Segmente Gleitlager, eingesetzt in Maschinen aller Art über Mountainbikes bis zu Flugzeugausrüstungen, sowie Energieketten-Systeme mit speziellen Chainflex-Leitungen und sämtlichen Zubehörkomponenten.

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