Werkstoffe für Energieführungssysteme auf dem Prüfstand

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Bei übermäßigen mechanischen Belastungen, großen freitragenden Kettenlängen und hohem Leitungsgewicht, extremer Hitze, radioaktiver oder dauerhafter UV-Strahlung sind Energieführungsketten aus Stahl die erste Wahl (Archiv: Vogel Business Media)

Die Nuancen für die Entscheidung, wann welches Produkt das richtige ist, sind dabei zum Teil sehr fein. So haben sich Stahlketten an Schwerlasttransportern zur Positionierung von Radioteleskopen in der chilenischen Atacamawüste bewährt. Sie trotzen dauerhaft überdurchschnittlicher Weltraum- und UV-Strahlung, Steinschlag auf Schotterpisten sowie feinem Wüstenstaub und -sand. Kunststoffketten würde auch die extreme Trockenheit angreifen; sie brauchen eine gewisse Luftfeuchtigkeit für den Erhalt der Elastizität. Die Größe eines Sandkorns kann bei der Wahl einer Energieführungskette aber schon das Zünglein an der Waage sein: Bei einer gewissen Körnung kann Sand die Robusten aus Stahl aufreiben; Ähnliches ist beispielsweise mit Spänen in der Holz- oder Metallverarbeitung möglich, sodass selbst bei rauen Umgebungsbedingungen Kunststoffketten vorzuziehen sind: Aufgrund der Materialbeschaffenheit können sich Partikel – ohne die Kette zu beschädigen – darin eindrücken, statt sie aufzureiben.

Thomas Wendig, Leiter Forschung & Entwicklung Energieführungssysteme, Kabelschlepp: „Bei der Argumentation für ein bestimmtes Produkt muss man stets die jeweiligen Betriebsbedingungen zu Grunde legen.“ (Archiv: Vogel Business Media)

„Die richtige Wahl zu treffen, ist ein schmaler Grat“, weiß Thomas Wendig aus langjähriger Praxis. Der Leiter der Abteilung Forschung & Entwicklung Energieführungssysteme bei Kabelschlepp weiter: „Welche Betriebsbedingungen sich wie auswirken, welche Möglichkeiten es heutzutage gibt, und ob sich die Investition in eine kostenintensivere Lösung durch längere Standzeiten rechnet, ist ein unendlich weites Feld für Anwender, denen zudem in der Regel die differenzierte praktische Erfahrung fehlt.“ Hier sind Partner auf Augenhöhe mit der erforderlichen Expertise und vor allem einem entsprechenden Portfolio gefragt. Das kommt insbesondere zum Tragen, wenn Standardlösungen ausscheiden.

Facettenreicher Gigant

Ein Paradebeispiel hierfür ist eine Gantry in einem Therapiezentrum zur Tumorbehandlung von Krebspatienten durch Bestrahlung mit Schwerionen. Die aufwändige, 670 t schwere Gantry-Konstruktion ist das bewegliche Strahlentransportsystem „hinter den Kulissen“, mit dem im Behandlungsraum der Strahl aus allen Richtungen auf den Patienten gelenkt werden kann. Enormes Gewicht, zahlreiche Leitungen mit den unterschiedlichsten Durchmessern, Strahlungswärme über 70°C am Außenmantel der Leitungen zur Versorgung der 130 Tonnen schweren Strahlführungsmagneten, engster Bauraum und Radioaktivität sind nur einige der vielschichtigen Betriebsbedingungen.

Die Lösung bot Kabelschlepp mit einer Stahlkette der Typenreihe S 2500 in 4-Band-Ausführung und einer darauf aufgesattelten kleineren Stahlkette der Typenreihe 1800, ebenfalls in 4-Band-Ausführung; damit die beiden Stahlketten exakt aufeinander gleiten, wurden die Kettenbänder mit Führungsblechen ausgestattet. Für eine stabilisierende Auflage wurden biegeschwächere Leitungen mit kleinen Durchmessern in Kunststoffketten der MONO- sowie UNIFLEX-Reihen verlegt und diese wiederum in der großen Stahlkette verbaut, um einen Durchhang der kleineren Leitungen dauerhaft auszuschließen. Aluminiumstege sorgten dabei für die erforderliche Stabilität. Zum anderen ist Aluminium ein guter Reibpartner für die aufliegenden Leitungen; aufgrund der günstigen Oberflächeneigenschaften des Werkstoffs lässt sich die Reibung von Leitungsummantelung und der daraus resultierende Verschleiß durch Mantelabrieb deutlich reduzieren. Dies ist zudem wichtig, weil die Leistungsleitungen mit Wasser gekühlt werden.

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