Anlässlich unseres 100-jährigen Bestehens präsentieren wir – elektrotechnik AUTOMATISIERUNG – die Pioniere der industriellen Automation. In einer exklusiven Berichtserie zeigen wir deren Errungenschaften. Mit den Wegbereitern der Automation lassen wir Technologien und Entwicklungen Revue passieren, betrachten die Gegenwart und wagen einen Blick in die Zukunft!

E-Kettensysteme

Wo Ketten in die Zukunft führen

| Autor: Karin Pfeiffer

Von der ersten Energiekette aus Kunststoff bis hin zu smarten Energiekettensystemen: Bei Igus hat sich der Systemgedanke über die Jahre weiterentwickelt.
Von der ersten Energiekette aus Kunststoff bis hin zu smarten Energiekettensystemen: Bei Igus hat sich der Systemgedanke über die Jahre weiterentwickelt. (Bild: Igus GmbH)

Igus ist für viele Entwicklungen bekannt wie Energieführungen, Gleitlager und die Energieketten. Wir berichten, was Igus so besonders und deshalb auch erfolgreich macht.

Strukturiert. Dieser Begriff kommt vielen bei Igus in Köln-Porz vermutlich ganz unwillkürlich in den Sinn: Ein offen wirkendes Werks-Layout für die Produktion und ein rie­siges Testlabor. Dynamische Betriebsamkeit an den langen Arbeitstischen der Montageinseln, ohne hektisch zu wirken. Ein funktionelles Großraumbüro-Areal, die Wand-Module mit Imbusschlüssel flexibel zu neuen Büroeinheiten zusammensteckbar. Den Empfang ziert ein um den Kunden kreisendes Sonnensystem. Und das ist als Statement zu verstehen.

Denn fast immer sind es ganz konkrete Anforderungen von Kunden, für die Igus gezielt so grundlegende Lösungen entwickelt, dass sie später in vielen Branchen greifen. Genau so entstand 1971 auch die erste Energiekette aus Kunststoff überhaupt – ein Meilenstein, der bis heute die Automatisierungslandschaft prägt: Ein Kunde hatte für seine Textilmaschinen nach einem praxistauglichen Schutz-Konzept für Leitungen auf langen Verfahrwegen in rauen Umgebungsbedingungen gesucht. Igus stellte seinerzeit bereits hochwertige Gleitlager aus Kunststoff her und hörte dem Maschinenbauer aus Mönchengladbach zu. Gemeinsam ist die sogenannte 20er entstanden, heute noch in zahlreichen Varianten auf dem Markt.

Die Geschichte von Igus in Bildern:

Die Vorteile von Kunststoffketten lagen schon damals auf der Hand: langlebiger, leichter, preiswerter, gleitfähig, korrosionsbeständig und wartungsfrei, da sie nicht geschmiert werden müssen. Schon bald entwickelte Igus aus der Kernidee ein erstes Standard-Energiekettenprogramm. „Die Serie 20 war gleichzeitig der Startschuss für eine strategische Innovation: die Weiterentwicklung vom auftragsbezogenen Lohnspritz-Unternehmen zum Komponentenanbieter“, erläutert Michael Blaß, Leiter Unternehmensbereich E-Kettensysteme bei Igus.

Und so fokussierte sich das Unternehmen nach Einstieg des heutigen Geschäftsführers Frank Blase ab 1983 auf eigene Produkte (E-Kettensysteme und Gleitlager) und entwickelte eine eigene Vertriebsstruktur. Flankiert wurde der unternehmerische Schritt vom ersten Energieketten-Katalog, einem weiteren Novum in der Branche. Vorher hatte das Energieketten-Angebot von Igus noch auf einen Zweiseiter gepasst, was sich mit der Weiterentwicklung von Igus und seinen Energieketten schnell ändern sollte. Denn variable Innenaufteilungen, erst einseitig aufklappbar, dann auch beidseitig, verschiedene Breiten, Innenhöhen und Biegegrade machten das E-Ketten-Programm deutlich vielfältiger.

Neuheiten rund um die Energiekette von Igus

Energieführung

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Chainflex: Hohes Anforderungsprofil an Leitungen

Im Zuge der Automatisierung kamen neue Anwendungsfelder hinzu, in denen gerade auch enge Biegeradien bei der Energieführung eine Rolle spielen, in Handling-Systemen, Kompostieranlagen oder in der Medizintechnik etwa. „Je kleiner der Biegeradius, desto besser ist das Platz-Matching. An der Maschine zählt jeder Millimeter“, erklärt Blaß, was für den Markt damals eine ganz neue Herausforderung war. „Je kleiner der Biege­radius, desto mehr verlange ich auch der Leitung ab.“ Mit den marktüblichen Leitungen kam es zu Schlaufenbildung, Korkenzieher-Effekten und Aderbrüchen.

Igus hörte seinen Kunden wieder zu und griff das Thema Leitungsqualität auf. Wohl wissend, was Leitungen alles leisten müssen in puncto hohe Taktzahlen, Beschleunigung und Geschwindigkeit: „Diese Herausforderungen hatte Igus für die Kette schließlich schon gelöst“, so Blaß. Nun legte Igus das hohe Anforderungsprofil auch auf die Befüllung an und entwickelte 1989 unter dem Markennamen Chainflex seine eigenen hochflexiblen Energie- und Datenleitungen. Längst gehören Leitungen zum Kerngeschäft, mit seinem derzeit über 1.300 Leitungen umfassenden Chainflex-Portfolio setzt Igus 129 Mio. Euro um (2017).

Mit Chainflex und dem inzwischen 4.200 Antriebsleitungen umfassenden Readycable Angebot eroberte Igus nicht nur ein neues Marktsegment. In der Zusammenführung von Mechanik und Elektrotechnik in Kombination mit Mate­rial-Expertise und Kundennähe steckte vor allem auch der Stoff für komplette Systemlösungen. Für manche Kunden lag das offenbar schon früh nah. Zunächst wurden ein paar Montage-Extras angefragt, etwa die Lieferung der E-Kette mit montierten Steckern oder Aderendhülse. Der Systemgedanke reifte.

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Readychain: Konfektionsware maßgeschneidert

„Es entstand ein Dreiklang: Kette, Leitung und System“, formuliert es Michael Blaß. Und wieder nahm der Spezialist für Hochleistungskunststoffe in der Bewegung damit den Impuls von Kunden auf, als er 1995 mit Readychain das erste Energiekettensystem auf den Markt brachte – komplett konfektioniert für die jeweilige Anwendung und bereits fix und fertig für den direkten Anschluss an die Maschine in Porz auf Rolle gewickelt.

Die Systembelieferung flankierte Igus strategisch und organisatorisch bis ins letzte Modul der Wertschöpfungskette. So investierte das Unternehmen 1994 beispielsweise in ein neues Werk mit schlanker Produktion. Ziel war und ist es, dem Kunden das für ihn passende Energiekettensystem in kurzer Zeit zu liefern. Und das nicht nur lokal, sondern auch weltweit, direkt an die Maschine. Für diese schnelle Belieferung hat Igus 14 Montage- und Konfektionierungszentren weltweit aufgebaut.

Versuchsareal: Milliarden Testzyklen

Die Readychain gilt in der Firmenchronik zudem als die Initialzündung für den Bau des heute riesigen Testlabors, mit 2.750 m² eher ein Areal mit über 50 Versuchsanlagen. „Tausende Tests für E-Kettensysteme laufen hier aktuell pro Jahr, insgesamt rund zwei Milliarden Testzyklen“, erzählt Michael Blaß. „Wir können als einziger Hersteller hier alles gemeinsam entwickeln und testen.“

Nicht von ungefähr kann Igus daher eine auf dem Markt wohl einzigartige 36-Monate-Garantie auf das Leistungssortiment geben. Manche Lösungen laufen hier schon seit Jahren unter der Dauerbelastung von Schub-, Zug- und Losbrech Kräften, weil anspruchsvolle Anwendungen eben auch belastbare Daten erfordern. „Und wir schaffen uns hier im Testlabor mit jeder Lösung auch Erfahrungswissen." Hier werden heute Prot­otypen und Produktinnovationen ebenso getestet wie die immer umfangreicheren Systemlösungen. Aber auch konkrete Anwendungen, die die Kunden im Einsatz haben, sei es im Kühlcontainer bei -40 °C, am dauerbewegten Roboter oder in der mit Holz- und Metallspänen rotierenden Trommel.

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3D-Energiekette

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Auf manchen Testfeldern sind dreidimensionale Ketten in Schlauchform mit automatischem Rückzug an Industrierobotern zu sehen. Triflex heißt das Konzept, mit dem Igus bereits 2003 auf Anforderungen reagierte, die mit der Industrierobotik einhergehen: Mobile Anlagen führen heute neben Energie-, Daten- und Medienleitungen häufig auch Zuführschläuche, beispielsweise für Nieten oder Schrauben. Das System Triflex ermöglicht Bewegungen in alle Richtungen und verhindert Schlaufenbildung, die Kette kann praktisch am Roboterarm und um die Führungshand entlanggleiten. Igus verstand seine Energieführungssysteme schon immer als „Nabelschnur der Automation“, wie auch Triflex zeigt.

P4: Rollende Energieführung läuft geräuscharm

Parallel zu dieser Entwicklung machte Igus 2006 einen weiteren Innovationssprung: Mit der Rollenkette P4 setzte Igus für lange Verfahrwege erstmalig auf Rollen, um den Verschleiß zu minimieren und Antriebsenergie einzusparen. „Mit der P4 sind wir zum ersten Mal weg von der gleitenden zur rollenden Anwendung“, erzählt Blaß. Das rollende Konzept ist zudem deutlich vibrations- und geräuschärmer – ein oft geäußerter Kundenwunsch. Und es eignet sich besonders für extrem lange Verfahrwege mit großen Zusatzlasten, hohen Geschwindigkeiten und Losbrechkräften. In der aktuellen Evolu­tionsstufe, der P4.1 Rollenkette, sorgen neu entwickelte tribologisch optimierte Gleitlager für die schmierfreie Lagerung der einzelnen Kettenglieder. Damit verdoppelt sich die Lebensdauer der Energiekette. Optional lässt sich die P4.1 E-Kette von heute übrigens durch einen neuen integrierten Isense Verschleißsensor einfach in ein Igus Predictive-Maintenance-Konzept integrieren.

Ergänzendes zum Thema
 
Leiser, stabiler, schneller zu befüllen

Dass Igus längst als Problemlöser gilt, spricht sich schon seinerzeit immer stärker über den Kundenkreis hinaus herum. Als 2008 das Hafenbecken in Antwerpen ausgebaggert werden soll, erhält Igus den Auftrag für das sogenannte Amoras-Projekt – noch bevor es überhaupt ein Produkt für diese spezielle Aufgabe gab. Gefordert war eine besonders wetterbeständige, korrosions- und wartungsfreie Kette für die Absauganlage im Hafen, in der gleichzeitig auch die Schlacke-Schläuche geführt werden sollten. Igus entwickelte die mit 350 mm Innenhöhe größte Kunststoff-Energiekette der Welt, prüfte auf eigener Teststrecke – und nahm auch diese kundenspezifische Lösung in sein Standardprogramm auf. Heute nutzen Offshore-Plattformen diese Innovation ebenso wie Drill Riggs oder Maschinenbauer für Tunnelbohr-Maschinen. Inzwischen gelten Energiekettensysteme in der Kranbranche als moderner Standard. Aber nicht nur dort, auch in anderen Branchen hat sich die E-Kette als Standard-Lösung durchgesetzt, wie etwa in der Werkzeugmaschinenindustrie.

Drehbewegungen: Kein Verheddern auf engstem Raum

Während mancherorts viel Volumen und Größe zählt, drehen sich woanders verschiedene Leitungen buchstäblich auf engstem Raum. Mit E-Spool und Twisterband löste Igus Anfang dieser Dekade die Herausforderung solcher Drehbewegungen von Energie- und Datenleitungen und erschloss sich so weitere Anwendungsfelder wie etwa die Bühnentechnik. Opernhäuser in Sydney und Kopenhagen gehören seitdem zu den Stammkunden im Hause Igus.

Innovationen folgten Schlag auf Schlag: die Plaine-Chain als kompakte Automatisierungslösung etwa, auch die Pulle-Chain, die Kettenglieder nur noch zur Führung der Leitungen benötigt. Mit diesem Kettenzugsystem lassen sich längere Verfahrwege unabhängig von der Kettengröße realisieren. Mit der Lokchain wiederum entwickelte Igus eine Energiekette mit aus- und einfahrbaren Bolzen, was seitdem neue Konzepte für die Strom-, Daten- und Medienzuführung erlaubt.

E-Kettensystem werden smart und smarter

Mit Isense realisierte Igus 2016 den Innovationssprung ins Zeitalter der Industrie 4.0. Bei dieser Produktfamilie machen unterschiedliche Sensoren und Überwachungsmodule die Kunststoff-Lösungen wie Energieketten, Leitungen, Linearführungen und auch Rundtischlager intelligent. Diese mit Sensorik gespickten Smart Plastics erfassen im laufenden Betrieb beispielsweise Verschleiß, öffnen den Anwendern aber nicht nur das Sicherheitsthema Condition Monitoring, sondern auch das Effizienz-Potenzial der vorausschauenden Wartung.

Rund 100.000 Produkte hat Igus heute standardmäßig gelistet, der E-Ketten Katalog ist inzwischen über 1.300 Seiten schwer. Tausende individuelle Systemlösungen quer durch alle Branchen tragen die Handschrift von Igus mit seinen weltweit über 3.800 Mitarbeitern in 35 Ländern

Wie viel Know-how-Substanz hier gewachsen ist, zeigt sich auch in der Digitalisierungsstrategie. So fließen beispielsweise alle Erfahrungswerte und Daten aus dem Testlabor in die über 30 Online-Tools ein. Dort stellt Igus seine Expertise seinen Kunden zur Verfügung. Und deren Anforderungen fließen wiederum in Weiterentwicklungen ein.

So ein technologischer Entwicklungslauf funktioniert nur mit entsprechender Innovations- und Unternehmenskultur. Auch die spiegelt sich am Hauptsitz in Köln-Porz wider, wo sich mit einer neuen Produktentwicklung oder Teststrecke schon mal das Werks-Layout über Nacht ändern kann. Da ist der Austausch zwischen den Mitarbeitern sichtbar, die Ingenieure sind ein stückweit frei, einfach nur auszuprobieren, Hierarchien drücken sich hier nicht in Raumprivilegien aus. So sitzt Geschäftsführer Frank Blase wie alle anderen Igus Mitarbeiter mitten im offenen, vom Architekten Nicholas Grimshaw entwickelten Gebäude ohne störende Trennwände.

Und es sind wohl auch solche Strukturen, in denen sich der Systemgedanke so konstruktiv und smart immer weiter entfalten kann.

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