Motorleitungen Passgenaue Kabel für die Antriebstechnik

Autor / Redakteur: Michael Andris* / Kristin Rinortner

Motoren sind die „Muskeln“ der Antriebstechnik. So vielfältig wie die Motoren sind auch die Anschlussleitungen. Gefragt sind derzeit Motorkabel, die für die jeweilige Anwendung optimiert sind und sofort geliefert werden.

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Motorleitungen werden in rauen Industrieumgebungen wie Ölnebel und hohen Temperaturen eingesetzt. Sie sind störfest und lassen sich flexibel in Schleppketten verwenden. Zunehmend sind Motorleitungen gefragt, die verschiedene Eigenschaften bzw. Qualitäten in einem „schlanken“ Kabel kombinieren.

Wie verschieden die Anforderungen an optimale Motorleitungen sind und wie der Kabelmarkt diese komplexen „Wunschlisten“ bedient, zeigt ein Blick hinter die Kulissen bei der TKD. Mit rund 30.000 Produkten – einem Mix aus Kabeln und Kabelzubehör – zählt TKD weltweit zu den bedeutendsten Anbietern von katalogbasierten Kabeln und Kabelsystemen. Große Teile des TKD-Portfolios werden im Zentrallager im nordrhein-westfälischen Nettetal, dessen Kapazität gerade fast verdoppelt wird, vorgehalten und sind innerhalb von 24 Stunden lieferbar.

An „vorderster Front“ gefordert

Bewegung und daraus resultierende Spannungen sind ein typisches Thema bei Motor-Anschlussleitungen. Kräfte wie Beschleunigungen, Verzögerungen, Vibrationen, Biegungen und sonstige mechanische Spannungen wirken direkt auf den Antrieb und damit auch auf die Kabel.

Unterschiedliche Einsatzorte sorgen für ebenso viele Umgebungsbedingungen, in den der Antrieb lange und zuverlässig arbeiten muss. Kleine Motoren in Maschinen und Anlagen an „vorderster Front“ unterliegen den stärksten Einflüssen: Oft sind sie Ölnebel, Lösungsmitteldämpfen oder anderen Chemikalien ausgesetzt. Nicht selten werden diese Antriebe selbst verfahren und erfahren große Beschleunigungen.

Bild 1: Fertigungslinie in der Automobilindustrie mit Robotern (Archiv: Vogel Business Media)

Geeignet für derartige Anwendungen sind die schleppkettentauglichen KAWEFLEX-Leitungen, die z.B. in der Kfz-Fertigung eingesetzt werden (Bild 1). Diese Motoranschlussleitungen bestehen aus dem Isolationswerkstoff PELON (TPE-E) für die Aderisolierungen und einem zähen und mechanisch belastbaren Mantel aus Polyurethan (TPE-U). Eine derartige Motorleitung von 4 × 1,5 mm hat einen Außendurchmesser von 7,9 mm.

Kapazitätsarme, geschirmte Anschlussleitungen für Drehstrom-Asynchronmotoren

Auf dem Vormarsch sind hochpräzise Drehstrom-Asynchronmotoren, die über Frequenzumrichter angesteuert werden. Im Umrichter wird die Netzspannung in Gleichspannung umgewandelt, geglättet und im Wechselrichter in eine – dem Motor angepasste Spannung – mit variabler Amplitude und Frequenz aufbereitet.

Systeme mit dieser Technologie arbeiten effizient, erfordern allerdings speziell konstruierte, kapazitätsarme Anschlussleitungen. Diese Technik bringt jedoch einige unerwünschte Nebenwirkungen in Form von Störfeldern mit sich. Mit moderner Kabeltechnik lassen sich elektromagnetische Störfelder, Überspannungen und Störströme gezielt ausgleichen.

Für Umrichter-Antriebe eignen sich Motorleitungen mit speziellen Aderisolationen auf Polyolefin-Basis, die eine verlustarme Leistungsübertragung vom Umrichter zum Motor sicherstellen. Die doppelte Abschirmung mit einer speziellen Aluminiumfolie und einem Abschirmgeflecht aus ver-zinnten Kupferdrähten mit hohem Bedeckungsgrad sorgt für niedrige Kopplungswiderstände und damit für minimale Störfeldstärken in der Umgebung.

Schlankes Kabel trotz Schirmung

Bild 2: Beispiele für Querschintte, so genannte Vignetten (Archiv: Vogel Business Media)

Trotz Störschutz bleiben die kapazitätsarmen Leitungen schlank. Möglich macht dies u.a. der Einsatz von speziellen Isolationsmaterialien mit niedrigen Dielektrizitätskonstanten. Daraus resultieren geringst mögliche Isolationswandstärken der Adern (Bild 2).

Unter dem Strich sind hochflexible Servoleitungen für Hochleistungs-Einsätze realisierbar, die z.B. bei Versorgungsadern mit Abmessungen von 4 mm × 1,5 mm trotz Schirmung mit einem Außendurchmesser von 9 mm auskommen.

Für eine geringere mechanische Beanspruchung – bei fester Verlegung oder flexibler Anwendung mit gelegentlich freier Bewegung – eignen sich kostenoptimierte Motorleitungen mit hochwertigen PVC-Isolierungen.

Zum Sortiment von TKD gehören auch Motorleitungen mit PVC-Mantel, die gezielt für Servoantriebe entwickelt wurden und in verschiedenen Konfigurationen und Abmessungen verfügbar sind. Wahlweise gibt es die PVC-Leitungen mit transparentem oder mit schwarzem, UV-beständigen Außenmantel, der vor allem im Außeneinsatz punktet.

Bei den eingesetzten PVC-Mischungen werden Weichmacher-Rezepturen verwendet. Für den Anwender heißt dies, dass er auf preiswerte Kabel zurückgreifen kann, die auch bei erhöhten Einsatztemperaturen noch Reserven bieten.

Motorleitungen mit integrierten Steueradern

Bild 2: Beispiele für Querschintte, so genannte Vignetten (Archiv: Vogel Business Media)

Oft müssen zusätzlich Informationen übermittelt werden. Integrierte Sensoren liefern Daten über Temperatur, Drehzahl oder Drehmoment an die Steuereinheit. Für den Transport dieser Informationen sind Motorleitungen mit zusätzlich integrierten Datenpaaren zur Informationsübertragung notwendig. Auch hier greift passgenaue Schirmtechnik, die für den sicheren Schutz der sensiblen Signale vor elektromagnetischen Störungen sorgt (Bild 2).

Über die Kombination von Leiterabmessung, Aderisolation, Aufbau, Abschirmtechniken und Mantelwerkstoff lassen sich Motorleitungen für ihren Einsatz optimieren und individuelle Zulassungen und Approbationen gezielt steuern. Halogenfreie und selbstverlöschende Ummantelungen sind z.B. für die zentralen UL- und CSA-Zulassungen für den nordamerikanischen Markt notwendig. Diese Parameter sind bereits mit vordefinierten Katalogkabeln im TKD-Sortiment vorhanden.

*Michael Andris ist Produktmanager der TKD Gruppe in Pliezhausen.

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