Elle assure de manière simple et économique le raccordement électrique, optique, hydraulique ou pneumatique entre deux points en mouvement linéaire les uns par rapport aux autres.
À l'entente du terme automatisation, tout le monde est d'accord : des processus qui se déroulent avec un maximum de précision, de fiabilité et de rapidité, qui peuvent être synchronisés dans le temps et qui fonctionnent 24h/24 sont nécessaires et aucune exception n'est permise. Les systèmes de chaînes porte-câbles ne peuvent plus être exclus de l'automatisation de processus, car on trouve dans la quasi-totalité des productions des applications dans lesquelles les parties de machines doivent être alimentées en permanence en énergie, en données ou en médias tels que l'air et l'eau. Découvrez sur cette page la définition exacte d'une chaîne porte-câbles, quand elle est utilisée, quels matériaux peuvent être choisis pour les chaînes porte-câbles, quelles sont les possibilités de disposition et de montage et, surtout, à quoi vous devez faire attention lors du choix des câbles appropriés.
Qu'est-ce qu'une chaîne porte-câbles et quel est son rôle ?
Une chaîne porte-câbles est un système mécanique qui protège, porte et guide les câbles ainsi que les tuyaux de distribution dans les applications de machines en mouvement permanent.
Les mouvements de la chaîne porte-câbles se déroulent de manière contrôlée, de sorte que les forces qui agissent en permanence sur le câble ou le tuyau de distribution ne provoquent ni des dommages prématurés ni des pannes. Après tout, les câbles et les gaines de transmission sont soumis à des millions de mouvements de flexion le long de leur trajet dans la chaîne porte-câbles.
Les chaînes porte-câbles et les porte-câbles sont-ils la même chose ?
Une chaîne porte-câbles est exactement la même chose qu'un chariot porte-câbles ou un porte-câbles.
Cependant, LAPP appelle délibérément ce système une chaîne porte-câbles, car celle-ci protège, porte et guide de nos jours bien plus que les câbles d'alimentation en énergie.
Le verbe traîner illustre très bien la fonction et la performance d'une chaîne porte-câbles à nos yeux, car sa définition est la suivante : « quelque chose à tirer derrière soi et à se déplacer quelque part avec beaucoup d'efforts ».
Quelles sont donc les principales fonctions d'une chaîne porte-câbles ?
Rayon de courbure
Elle guide et porte les câbles et les gaines qu'elle contient de manière contrôlée, en respectant le rayon de courbure le plus petit autorisé.
Protection mécanique
Elle offre aux câbles et aux gaines une protection mécanique et, si elle est fermée avec des couvercles de protection, les sépare même des influences chimiques de l'environnement.
Nombre d'intervalles d'entretien
Elle réduit ainsi non seulement le nombre d'intervalles d'entretien des câbles et des gaines, mais augmente également leur durée de vie.
Où sont utilisées les chaînes porte-câbles ?
Les chaînes porte-câbles constituent l'un des lieux d'utilisation les plus éreintants pour les câbles. Dans une chaîne porte-câbles, les câbles de courant, de servo et de transmission de données sont très proches les uns aux autres et se déplacent d'un côté et de l'autre au rythme de travail d'une machine. Ce rythme dépasse parfois cinq mètres par seconde avec une accélération de la terre plus de cinq fois supérieure. Elles transmettent aux parties mobiles de machines de l'énergie, des signaux, des données ou encore de l'air comprimé et des fluides. Les systèmes de chaînes porte-câbles ont fait leurs preuves depuis de nombreuses années dans toutes les applications dans lesquelles les mouvements sont automatisés et ont lieu en permanence.
Quels avantages offre une chaîne porte-câbles par rapport aux systèmes de chariots porte-câbles ?
Les chaînes porte-câbles offrent les avantages concurrentiels suivants par rapport aux systèmes classiques tels que les rails d'alimentation, les suspensions à guirlande et les systèmes de chariots porte-câbles :
- Elles brillent par leur capacité à transporter différents types de raccordement de supports (câbles de raccordement, de signaux et de données ainsi que tuyaux hydrauliques et pneumatiques),
- Elles peuvent être utilisées sans limite dans des environnements critiques où la poussière, l'humidité, les produits chimiques et les substances agressives peuvent se trouver quotidiennement dans l'atmosphère.
- Elles supportent des vitesses et des accélérations élevées.
- Les câbles peuvent être posés, remplacés ou montés ultérieurement plus rapidement.
- Outre les trajets horizontaux, des trajets verticaux, diagonaux et circulaires sont également possibles.
- Les travaux de maintenance sont faciles à effectuer, mais ces produits sont généralement moins sujets aux pannes.
- Elles nécessitent une longueur de support beaucoup plus faible avec une distance de déplacement comparable, car les supports ne sont pas suspendus dans la chaîne porte-câbles, mais se déroulent linéairement.
Quel câble pour la chaîne porte-câbles ?
Les câbles et gaines adaptés aux chaînes porte-câbles sont parfois très fortement pliées et en mouvement continu. Ils sont donc soumis en permanence à la charge résultant du mouvement de flexion dans la chaîne porte-câbles. Contrairement aux mouvements de torsion tridimensionnels, ce mouvement de flexion a toujours lieu de manière toujours linéaire et toujours dans un seul sens.
La capacité de flexion d'un câble a une incidence directe sur son rayon de courbure, qui indique dans quelle mesure un câble peut être courbé sans perdre sa capacité de fonctionnement.
Plus le rayon de courbure est faible, plus le câble est mis à mal et plus il est difficile d'atteindre les longues durées de vie requises.
Les exigences en matière de flexibilité des câbles et des gaines peuvent donc être définies comme suit :
Les conducteurs à l'intérieur du câble doivent être au moins à brins fins, c'est-à-dire correspondre à la classe de conducteur 5.
Plus la longueur de pose, c'est-à-dire le câblage des conducteurs, est courte, plus l'ensemble du câblage est souple.
Ceux-ci doivent bien sûr avoir répondu aux exigences des chaînes porte-câbles et aux conditions environnementales prévalant.
Les câbles pour chaînes porte-câbles ne possèdent que très rarement plus de 25 conducteurs. Ainsi, on évite la présence de nombreux conducteurs qui pourraient littéralement se nouer et casser.
Les câbles pour chaînes porte-câbles se caractérisent par un poids le plus faible possible. En fin de compte, la chaîne porte-câbles doit supporter non seulement son propre poids, mais aussi celui des câbles et des gaines de médias qu'elle contient sur une longueur m.
Les propriétés des câbles de chaînes porte-câbles ou des gaines de chaînes porte-câbles sont parfaitement adaptées aux mouvements permanents. Par conséquent, la conception de la chaîne doit toujours s'adapter aux caractéristiques des câbles/tuyaux et non l'inverse.
Les propriétés des câbles de chaînes porte-câbles ou des gaines de chaînes porte-câbles sont parfaitement adaptées aux mouvements permanents. Par conséquent, la conception de la chaîne doit toujours s'adapter aux caractéristiques des câbles/tuyaux et non l'inverse.
Comment sont disposés les câbles dans la chaîne porte-câbles ?
Afin de garantir le bon fonctionnement de la chaîne porte-câbles et d'éviter d'éventuels dommages aux supports, il convient d'évaluer avec précision, avant le choix de la chaîne porte-câbles, les câbles et gaines à guider, qui sont pertinents pour la taille de la chaîne et la composition des composants.
Pour ne citer que quelques exemples, assurez-vous que :
- Les câbles/tuyaux sont posés côte à côte dans les chambres de chaînes. Ils doivent, dans la mesure du possible, être séparés les uns des autres à l'aide de barres de séparation.
- Les câbles/gaines sont posés de manière symétrique par rapport à leur poids et à leur taille. À l'extérieur, les câbles de plus grand diamètre et de plus grand poids ; à l'intérieur, les câbles plus petits et plus légers. L'ordre de taille peut également s'effectuer de l'intérieur vers l'extérieur. Évitez de placer les câbles les uns au-dessus des autres sans utiliser de plancher spécial.
- Une section doit contenir uniquement des supports avec la même gaine extérieure afin d'éviter toute friction inutile.
- L'espace libre défini entre le câble/la gaine et le séparateur doit être garanti afin que les câbles/les gaines puissent se déplacer librement et que le mouvement relatif des médias entre eux et par rapport à la chaîne porte-câbles soit possible.
Possibilités de configuration d'une chaîne porte-câbles
La plupart des systèmes de chaînes porte-câbles sont équipés d'une seule chaîne. Toutefois, ils peuvent également être assemblés avec plusieurs chaînes. Si le nombre de chaînes est supérieur à 1, les chaînes s'étendent directement les unes à côté des autres, en forme d'anneau ou en faisceau. Souvent, une direction de mouvement linéaire constante est prévue pour la chaîne, ce que l'on appelle un déplacement. Cependant, de nombreuses applications nécessitent également une chaîne porte-câbles résistant à des torsions pouvant atteindre jusqu'à 600° : dans ces cas, une configuration multi-chaînes est indispensable. D'innombrables possibilités de configuration de chaînes sont également disponibles pour les mouvements combinés, c'est-à-dire pour les déplacements et les torsions.
Quelle configuration pourrait être adaptée à votre application ? Nous vous apportons plus de précisions :
Quels aménagements de chaînes sont possibles ?
Une chaîne porte-câbles peut être autoportante ou glissante.
Les dispositions autoportantes conviennent en priorité aux chaînes porte-câbles de petites tailles. Elles sont moins sujettes à l'usure que les configurations coulissantes, car il n'y a pas de friction entre la partie supérieure et la partie inférieure des chaînes en service. La longueur autoportante d'une chaîne porte-câbles est toutefois limitée.
Avec l'augmentation de la distance de déplacement, le poids propre de la chaîne porte-câbles ainsi que le poids des câbles et des gaines placés dans celle-ci pèsent sur l'application, de sorte que la chaîne porte-câbles s'affaisse dans la zone non soutenue.
Un affaissement n'est pas nécessairement négatif, mais il réduit les valeurs de vitesse et d'accélération possibles de la chaîne porte-câbles.
Un affaissement n'est pas nécessairement négatif, mais il réduit les valeurs de vitesse et d'accélération possibles de la chaîne porte-câbles.
Si la valeur maximale autorisée de la traversée est dépassée, il est recommandé de supporter la chaîne porte-câbles ou de choisir une application coulissante. Dans le cas de distances pour lesquelles la distance de déplacement est supérieure à 10 m, la chaîne porte-câbles choisie sera généralement automatiquement une disposition coulissante avec canal de guidage. Des solutions de construction spéciales (par ex. des chaussures de glissement) minimisent les effets de friction entre les parties de la chaîne placées les unes sur les autres. La disposition coulissante permet des distances de déplacement jusqu’à 100 m et plus.
Quelles sont les possibilités de montage ?
Le montage horizontal est l'application la plus courante des chaînes porte-câbles. La chaîne porte-câbles est placée à plat sur un fond stable.
L'application avec montage latéral signifie que la chaîne fonctionne couchée sur son côté en service. Cette configuration est nécessaire lorsque l'espace disponible vers le haut est limité et qu'un montage classique des chaînes porte-câbles nécessiterait trop d'espace. Elle est également requise lorsque la charge supplémentaire des raccordements de support dépasse la capacité d'auto-support maximale de la chaîne, mais qu'une configuration coulissante ne peut pas être utilisée pour des raisons diverses.
Les options suivantes sont disponibles : applications supportées dans lesquelles la chaîne porte-câbles se déplace sur un sol à l'intérieur d'un canal de guidage, par exemple pour des applications avec de longues distances de trajet. Ou des applications suspendues dans lesquelles la chaîne porte-câbles n'est pas soutenue par le bas, par exemple dans les machines-outils.
Le montage vertical signifie que le sens du mouvement est vertical et que l'arc du rayon de la chaîne ne touche pas le sol ou le plafond. En cas de montage vertical, la chaîne peut être mise en service suspendue ou à la verticale.
Les câbles/gaines doivent être fixés aux deux extrémités à l'aide des accessoires correspondants et ne doivent pas toucher la chaîne porte-câbles.
Dans quel matériau sont fabriquées les chaînes porte-câbles ?
Tous les matériaux utilisés chez LAPP pour la fabrication de chaînes porte-câbles sont respectueux de l'environnement (RoHS et WEEE).
Les chaînes porte-câbles se distinguent par les matériaux utilisés pour les maillons de la chaîne et pour les barres de cadre. Nous divisons donc les chaînes comme suit :
Les chaînes porte-câbles en nylon conviennent à de nombreuses applications standard dans la plupart des environnements et sont également utilisées en cas de sollicitations accrues des chaînes dans des environnements humides et huileux, ou sur de longues distances de déplacement. Avec des chaînes en nylon, il est possible de réaliser des applications autoportantes, des applications coulissantes ou des applications avec un mouvement circulaire. Elles sont fabriquées dans un composé à base de polyamide (PA6) et sont disponibles en variante ouverte ou entièrement fermée.
Les chaînes porte-câbles en acier conviennent à de nombreuses applications et, en particulier, aux environnements dans lesquels le nylon n'est pas suffisamment résistant. C'est par exemple le cas dans les environnements à températures extrêmes, aussi bien positives que négatives. Dans les environnements très chauds, les chaînes en acier offrent en effet une dissipation de chaleur bien meilleure que les chaînes en nylon.
Les maillons et les tiges de châssis des chaînes en acier sont fabriqués en acier zingué ou en acier inoxydable (AISI304 ou AISI316). Les chaînes porte-câbles en acier peuvent être utilisées à des températures allant jusqu'à + 200 °C ; les chaînes porte-câbles en acier inox jusqu'à + 400 °C. L'acier inoxydable est non seulement beaucoup plus résistant à la chaleur que l'acier galvanisé, mais également beaucoup plus résistant aux influences chimiques. Cet acier précieux ne craint ni les acides, ni les solutions alcalines ou les détergents agressifs.
Il est également possible de réaliser des applications autoportantes, des applications coulissantes ou avec un mouvement circulaire avec des chaînes en acier. Les systèmes de chaînes porte-câbles en acier sont disponibles en variante ouverte ou entièrement fermée.
Si un mélange des deux matériaux est judicieux, des chaînes porte-câbles hybrides sont utilisées. Leurs maillons de chaîne et tiges de châssis sont constitués de matériaux combinés (par ex. rubans latéraux en nylon avec châssis en aluminium ou couvercles en aluminium). Ces chaînes sont adaptées aux exigences spéciales. La combinaison d'éléments en nylon, aluminium ou acier permet de résister aux environnements difficiles et d'augmenter la durée de vie de la chaîne. Les chaînes porte-câbles hybrides sont disponibles en variante ouverte ou entièrement fermée.
Tous les matériaux utilisés chez LAPP pour la fabrication de chaînes porte-câbles sont respectueux de l'environnement (RoHS et WEEE).
Tous les matériaux utilisés chez LAPP pour la fabrication de chaînes porte-câbles sont respectueux de l'environnement (RoHS et WEEE).