29.11.2021 – Kategorie: Komponenten & Systeme

Energieketten in Schweißanlagen: Immer in Bewegung bleiben

Vom Fahrrad über die Baggerschaufel bis hin zum Schaltschrankrahmen – in den automatisierten Schweißanlagen von Cloos fügen komplex miteinander verkettete Roboter zusammen, was zusammen gehört. Energieketten von Igus schützen die bewegten Leitungen und Schläuche gleitend, hängend oder stehend vor Funken, Staub und mechanischem Stress auch bei hohen Lasten und auf langen Verfahrwegen.

Energieketten in der Praxis: Seit 100 Jahren entwickelt und produziert Carl Cloos Schweißtechnik individuelle Lösungen. 1919 im nordrhein-westfälischen Siegen zur Herstellung von Acetylen-Gaserzeugern und Autogenschweißbrennern gegründet, zog das Unternehmen 1924 ins hessische Haiger. 1956 dann der große Durchbruch: Carl Cloos stellt auf der Hannover Messe erstmalig das erste industriell nutzbare CO2-Schutzgasschweißgerät mit endloser Drahtelektrode vor. Von dem mechanischen Schweißen ging das Unternehmen Ende der 1970er Jahre hin zur Automatisierung des Schweißprozesses.

Energieketten sorgen für reibungslosen Schweißprozess

Die Herstellung von automatisierten Schweißanlagen mit Robotern, Positionierern und Vorrichtungen ist seitdem einer der Kernbereiche des Unternehmens. Der Anwender erhält bei Cloos eine Lösung aus einer Hand. Jede Anlage wird für den Kunden individuell entwickelt, produziert, getestet und montiert. Von der Stromquelle, über die Schweißtechnik bis hin zur Robotermechanik sowie dessen Steuerung: alles stammt direkt aus Haiger. „Daher ist es für uns besonders wichtig, dass alle Komponenten, die wir zukaufen, von einer einwandfreien Qualität sind und auch unter den extremen Bedingungen reibungslos funktionieren“, erklärt Diplom-­Ingenieur Volker Scheidt, Konstrukteur für Roboteranlagen bei Cloos. „Seit fast 30 Jahren verbauen wir deswegen in unseren Anlagen Energieketten von Igus.“

Schläuche störungsfrei bewegen

Die Anlagen von Cloos erfüllen hohe ­Sicherheitsanforderungen, die auch für die eingesetzten Energieketten gelten. Die ­E-Ketten müssen stehend, liegend, hängend oder linear gleitend die Leitungen und Schläuche für Strom, Daten, Pneumatik sowie Hydraulik störungsfrei bewegen. „Speziell unser besonderes Tandem-Lichtbogen-Verfahren forderte eine Energiekette, die die zusätzlichen Lasten durch Leitungen und Schläuche problemlos bewältigen kann,“ erläutert Scheidt.

Das Tandem-Schweißverfahren entwickelte Cloos 1996. Bei der Technik brennen zwei Lichtbögen in einem gemeinsamen Schmelzband. Das Ergebnis: der Schweißprozess ist schneller, die Nähte sind länger und die Abschmelzleistung ist höher. Die Energiekette der Serie E4.56 zeigte sich als optimale Lösung, auch bei dem neuen Schweißverfahren. Bis zu 10 Kilogramm pro Meter muss sie tragen. Kein Problem für die stabile Energiekette aus Kunststoff, denn senkrechte Anschläge in der Energieführung ermöglichen eine maximale Kraftaufnahme und sorgen für eine hohe Stabilität, selbst bei großen freitragenden Längen.

Energieketten
Die Energiekettenserie E4.56 überzeugt selbst bei hohen freitragenden Längen und schweren Lasten. Bild: Igus

„Die E4.56 besitzt einen Hintergriff und damit eine hohe Torsionssteifigkeit, außerdem ist sie in den Breiten variabel“, erklärt Yve Kirsch, Vertriebsleiter Norddeutschland bei Igus. „Der Energiekettentyp bietet sich optimal für die Anwendungen in der Schweißtechnik an. Als geschlossene Rohrvariante R4.56 kommt die Führung dort zum Einsatz wo Funken, Schmutz oder Staub eine Rolle spielen.“ Die Energieketten finden sich überall, wo der Schutz von bewegten Leitungen und Schläuchen gefragt ist.

„Langsames ­Anfahren, abruptes Anhalten und Geschwindigkeiten von 1,7 ­Meter die Sekunde sind besondere Anforderungen, die unsere E4.56 problemlos erfüllen kann,“ erklärt Patrick Heeb, zuständiger technischer Verkaufsberater bei Igus. Im Bereich der Baumaschinen kann der Verfahrweg eines Schweißroboters gerne einmal bis zu 70 Meter betragen. Hier bewährt sich die E4.56 seit Jahren erfolgreich. Weitere Einsatzszenarien finden sich in der Automobil­industrie, in der Herstellung von Nutzfahrzeugen, der Bahntechnik
sowie in Landmaschinen.

Taktzeiten erheblich verbessert

Eine Anlage von Cloos eignet sich zur Fertigung von Schaltschrankrahmen, deren Länge, Breite und Höhe individuell stark variieren kann. Die automatisierte Fertigungsanlage für das Verschweißen der Rahmen besteht aus 15 verketteten Robotern, etlichen Manipulatoren und umfangreicher Steuerungstechnik, die die Fertigungsabläufe koordiniert. Durch den Einsatz einer Cloos-Anlage und einen umfangreichen Umbau konnten die Taktzeiten erheblich verbessert und die Störzeiten permanent verringert werden. An den Anlagen verrichten mehrere R4.56 und E4.56 Energieketten gleitend verfahrend, hängend und senkrecht stehend ihren Dienst.

Leiser Lauf überzeugte

Bevor wir zu Igus kamen, setzten wir auf Energieketten aus Stahl. Im Betrieb waren sie jedoch extrem laut“, so Scheidt. Die Energieketten der Kölner bestehen aus wartungsfreien Tribo-Polymeren. Daher sind sie nicht nur besonders leicht und verschleißfest, sondern auch sehr leise. Eine integrierte Bremse an den Radienanschlägen dämpft den Anschlag und die Abrollgeräusche zusätzlich. Ein Qualitätskriterium, das sich bei Cloos-Kunden auszahlt.

Energieketten
Die Deckel der R4.56 schützt die Leitungen für Schmutz, Dreck und Spänen. Bild: Igus

Schnell und einfach montierte Energieketten

Igus liefert die vierteiligen Energieketten vorab montiert inklusive Trennstege und Böden. „Da jede Anlage bei uns individuell ausgelegt und montiert wird, konfektionieren wir die Energieketten mit den Leitungen bei uns vor Ort“, erklärt Volker Dienst, Teamleiter Elektro-Sonderbau bei Carl Cloos. Die Energieketten sind ganz leicht beidseitig zu befüllen. Dazu einfach die Öffnungsstege lösen, die Leitungen in die richtigen Fächer einlegen und die Öffnungsstege wieder schließen. „Dazu benötigen wir lediglich den Igus-Schraubenzieher“, erklärt Dienst.

Lösungen für besondere Roboterzellen

Mit dem Grad der Automatisierung steigt die Nachfrage nach komplex verketteten Roboteranlagen. Entsprechend sind auch besondere Energieführungslösungen gefragt. Sonderlösungen sind nicht nur die Expertise von Cloos, auch von Igus. Für eine Drehanwendung konnten die Projektingenieure eine Energieführung mit einem rückwärtigen Biegeradius auslegen. Aber auch seitlich liegend kommen Energieketten in Roboterlaserzellen zum Einsatz ebenso wie die dreidimensionalen Triflex-R-Energieketten.

Der Autor Jörg Ottersbach ist Leiter des Geschäftsbereiches e-ketten bei Igus.

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