Een zeer eenvoudig opgebouwde kabel bestaat uit een massieve draad en een kunststof ommanteling. Deze kabel is buigbaar en behoudt deze buiging – als het niet te vaak wordt gedaan, want anders breekt de draad. Dergelijke eenvoudige kabels komen voor in huisinstallaties. Eenmaal geïnstalleerd, blijft de kabel tientallen jaren onaangedaan op zijn plaats. Voor de vele andere, veeleisender toepassingen, waar kabels in sommige gevallen extreem flexibel en beweeglijk moeten zijn, zijn zulke massieve draden niet geschikt.
Ontdek wat flexibele en zeer flexibele kabels zijn, waar ze in verschillen, hoe ze zijn opgebouwd, met welke eigenschappen ze overtuigen en wanneer en waar ze worden gebruikt.
Wat zijn flexibele kabels en zeer flexibele draden?
De grote meerderheid van alle aansluit-, stuurstroom- en datakabels van LAPP is flexibel. De mate van flexibiliteit, d.w.z. de bewegings- en buigmaat van een kabel, wordt echter door de opbouw- en materiaaleigenschappen bepaald. Bepaalde kabels laten slechts incidenteel buigen toe, andere kunnen miljoenen keren worden gebogen. Sommige kabels zijn bovendien speciaal geoptimaliseerd voor axiaal verlopende bewegingsbelastingen, zogenoemde torsie's.
Ontdek de ballerina's onder de kabels!
Wist je dat?
Op welke manier kunnen flexibele en zeer flexibele leidingen worden bewogen en waar worden ze gebruikt?
Als kabels in de positie blijven waarin ze ook werden geïnstalleerd, spreekt men van een vaste installatie en een statische toepassing. Deze vast geïnstalleerde kabels, die typisch voor de gebouwinstallatie worden gebruikt, worden alleen verplaatst op grond van onderhoud, reparatie of een verbouwing. Dergelijke kabels worden daarom vrijwel aan geen beweging blootgesteld, en zeker niet aan een permanente bewegingsbelasting.
In de industriële omgeving komt het veel vaker voor dat kabels bijna altijd en overal worden bewogen: aan bewegende machineonderdelen of aan bewerkingsstations van productielijnen, in kabelrupsen, aan robots, in windturbines en olieboorplatforms, in voertuigen en motoren, aan kranen en bedrijfswagens – ook in toepassingen waar trillingen voorkomen.
Laten we eens kijken naar de typische bewegingsbelastingen waarmee kabels die voor de flexibele toepassing of de permanent bewegende toepassing zijn ontwikkeld, geconfronteerd kunnen
Flexibele kabelgeleiding
De kabels zijn daarbij blootgesteld aan de omstandigheden van incidentele, niet-geforceerde beweging.
Typische toepassingen
Gereedschapsmachines, elektrische handapparatuur, mobiele elektrische apparaten, veelvuldig op- en afwikkelen van kabelhaspels enz.
Buiging (lineaire beweging)
De kabels zijn permanent blootgesteld aan de belasting die voortvloeit uit de buigbeweging.
Typische toepassingen
In horizontale en verticale kabelrupsen van geautomatiseerde toepassingen – een van de meest belastende gebruikssituaties voor een kabel.
Daar liggen energie-, servo- en datakabels dicht bij elkaar en bewegen ze heen en weer in het werktempo van een machine. In sommige gevallen sneller dan vijf meter per seconde, met meer dan vijf keer de zwaartekrachtversnelling. (5x 9,81 m/s²). De kabels worden zodanig in de kabelrups geplaatst dat ze slechts in één richting worden gebogen.
Torsie (driedimensionale beweging)
De kabels zijn permanent blootgesteld aan de belasting die voortvloeit uit de torsiebeweging.
Typische toepassingen
Een gematigde, langzame torsie vindt plaats in de lus tussen de gondel en de toren van een windturbine.
In veel industriële robots gaat het daarentegen veel dynamischer en sneller. Hier draaien de kabels met hoge torsiehoeken om zichzelf, zijn bovendien blootgesteld aan snelle draaisnelheden en intense buigingen. De kabels zijn bestemd voor 3D-bewegingen.
Wat is precies een torsie?
Met torsie wordt niet een buiging van de kabel bedoeld, d.w.z. het knikken of een krommen, maar het verdraaien van de kabel in lengterichting in een bepaalde torsiehoek om zichzelf. Deze torsiehoek wordt aangegeven in graden per meter kabellengte. Een typische waarde is 360°/m. Een dergelijke kabel kan dus per meter lengte eenmaal rond zijn as worden gedraaid zonder dat de kabel beschadigd raakt - en dat in beide richtingen. Dit geldt voor kabels zonder afscherming, met afscherming ligt de waarde bij 180° of een halve omwenteling per meter.
De bewegingsbelasting van een torsie kan alleen axiaal op de kabel inwerken. Dit is echter zelden het geval. Of het is, en dat is veel vaker het geval, een combinatie van gelijktijdige buiging en torsie.
In permanent bewegende toepassingen werken vaak sterke krachten op de kabels in. Zij moeten bestand zijn tegen hoge versnellingen, sterke vertraging en snelle richtingwisselingen.
Hoe zijn zeer flexibele kabels opgebouwd?
Zeer flexibele (data)kabels zijn in de regel ontworpen voor lineaire belastingen zoals ze in kabelrupsen voorkomen of voor torsiebelastingen die hoofdzakelijk van industriële robots komen. Er zijn slechts weinig kabels die zowel buigingen als torsies gedurende de gehele levensduur kunnen weerstaan. Deze herkent u bij LAPP aan de productnaam ROBOT.
Welke eigenschappen zijn bij kabelrupsen doorslaggevend?
Kabels moeten aan enkele eisen voldoen om als geschikt voor kabelrupsen te worden beschouwd, d.w.z. om geschikt te zijn voor het gebruik in een kabelrups:
In principe worden de vlechtdraden en ook de aders getwist omdat dat de flexibiliteit verbetert. Zouden alle draden en aders parallel lopen, dan zouden bij elke buiging van de kabel de buitenste draden en aders worden uitgerekt en de binnenste samengedrukt. De kabel zou daardoor zeer stijf worden, afzonderlijke geleiders zouden kunnen breken, hele aderlagen zouden zich eventueel verschuiven en leiden tot een vroegtijdige storing door zogenoemde kurkentrekkervorming. Het volgende principe geldt: hoe korter de slaglengte, d.w.z. de aderstrengen zijn, des te buigzamer is de kabel.
Welk kabelontwerp domineert bij robot- en torsiekabels?
Speciale robotkabels kunnen, mits de buigradiussen dat toelaten, als zeer flexibele kabels voor kabelrupsen worden gebruikt in kabelrupsen waarbij lineaire continue buigbewegingen met vast gedefinieerde parameters op de kabels inwerken. Omgekeerd kunnen kabels voor kabelrupsen niet in driedimensionaal robotgebruik worden toegepast. Dit is constructief en kan eenvoudig worden verklaard door een kijkje te nemen in de fundamentele opbouw van kabelrupsen resp. robotkabels.
Bij kabelrupsleidingen geldt het principe: hoe korter de slaglengte, d.w.z. de aderstrengen, des te buigzamer de bekabeling. Bij robotkabels is precies het tegenovergestelde het geval, want hoe langer de slaglengte, des te veiliger kunnen torsies worden opgenomen. Als de slaglengte namelijk te kort is, kunnen de aders bij de driedimensionale bewegingen breken.
Robotkabels beschikken over glijfolie over de buitenste laag en deels ook tussen de lagen, zodat het aderverband binnen de mantel bij torsie goed mee kan bewegen.
Om de aderverbinding gemakkelijker te laten meedraaien, wordt de buitenmantel bovendien meestal als slangextrusie en niet als persextrusie vervaardigd.
Met welke toepassingsparameters moet er rekening worden gehouden?
De bovengenoemde eigenschappen hebben een doorslaggevende invloed op de onderstaande toepassingsparameters die bij de kabelkeuze in acht moeten worden genomen.
Opmerking: Het ontwerp van de kabelrups moet altijd voldoen aan de kenmerken van de kabels / slangen en niet omgekeerd. De levensduur van kabels voor kabelrupsen is echter vooral afhankelijk van de juiste inbouw in de kabelrups, het kabeltype en de kabelkwaliteit.
Relevant voor kabelrupsen
In welke mate mag de kabel worden gebogen? De buigradius heeft een doorslaggevende invloed op de levensduur: hoe kleiner de buigradius, des te belastender dit is voor de kabel.
Relevant voor kabelrupsen
De rijweg drukt uit hoeveel meter een kabel voor kabelrups horizontaal of verticaal in een kabelrups mag worden geïnstalleerd.
Relevant voor kabelrupsen
Aan welke snelheid is de kabel voor kabelrups in de kabelrups blootgesteld? Aansluit-, stuurstroomkabels en datakabels zijn meestal geschikt voor snelheden tot 10 m/s.
Naar de verplaatsingssnelheden van LAPP kabels voor kabelrupsen
Aan welke versnellingen is de kabel blootgesteld?
Datakabels worden in het algemeen tot 10 m/s2 versneld. Bij aansluit- en energieleidingen zijn versnellingen tot 80 m/s2 mogelijk.
Relevant voor kabelrupsen
Hoeveel buigcycli kan de kabel voor kabelrups in de kabelrups weerstaan?
D.w.z. hoe vaak deze kan worden gebogen zonder dat functiebelemmeringen merkbaar zijn. Onze kabels voor kabelrupsen worden getest op meerdere miljoenen buigcycli. Het werkelijke aantal hangt sterk af van de toegepaste rupsparameters en de ter plaatse heersende omgevingsomstandigheden.
Relevant voor torsietoepassingen
Hoeveel torsiecycli kan de torsiekabel in de toepassing weerstaan?
D.w.z. hoe vaak kan deze in axiale richting met de aangegeven hoek worden verdraaid zonder dat functiebelemmeringen merkbaar zijn. Onze torsiekabels worden getest op meerdere miljoenen torsiecycli. Het werkelijke aantal hangt sterk af van de plaatselijke omgevingsomstandigheden.
- Welke temperaturen heersen in de toepassing?
- Aan welke vochtigheid is de kabel blootgesteld?
- Wordt de kabel binnenshuis of buitenshuis gebruikt?
- Zijn er oliën, chemische stoffen aanwezig?
- Welke vervuilingsgraad heerst er?
Hoe flexibel zijn optische vezelkabels eigenlijk?
Voor zeer hoge datasnelheden over lange afstanden zijn optische vezelkabels de eerste keuze. Deze bestaan uit kunststofvezels (POF) voor kortere afstanden tot 70 meter, PCF-vezels (met kunststof omwikkelde glasvezels) voor afstanden tot 100 meter en glasvezels voor nog grotere afstanden en voor toepassingen die de hoogste datasnelheden vereisen. In principe zijn alle vezelsoorten geschikt voor bewegende toepassingen, mits de aanbevolen buigradiussen in acht worden genomen. Dan hoeft u ook niet bang te zijn dat een glasvezel zou kunnen splinteren. Voor maximale transmissieprestaties mag de buigradius van optische vezelkabels echter niet kleiner zijn dan 15 keer de diameter. Daaronder breken deze weliswaar niet, maar de demping neemt toe, dat wil zeggen dat in krappe bochten licht verloren gaat en de signaalkwaliteit eronder lijdt. Hoe goed een glasvezelkabel bewegingen kan weerstaan, is afhankelijk van de materialen die de vezels omhullen. Dit zijn vaak aramiden, dus textielvezels, die kogelvrije vesten of vezelversterkte kunststoffen hun bijzondere eigenschappen geven. Wanneer de kabel wordt gerekt, neemt de textielmantel de trekkracht op en voorkomt deze dat de optische vezelkabel wordt opgerekt.
Hoe worden zeer flexibele datakabels getest?
De doorslaggevende factor is echter niet wat er op papier staat, maar wat er onder reële omstandigheden gebeurt. In het testcentrum van LAPP vinden de tests daarom zodanig plaats dat de resultaten van toepassing zijn op veel daadwerkelijke toepassingen en we geen valse beloftes hoeven te doen.
Onze zeer flexibele kabels – een kleine selectie
Met de zeer flexibele kabels van LAPP garandeert u de productiviteit van uw machines en installaties.
In bewegende toepassingen en concreet daar waar de beweging uiteindelijk plaatsvindt, is het noodzakelijk dat elk kleinste onderdeel beweegbaar is. De belastingen mogen in geen geval schade veroorzaken. Want alleen als alle componenten voldoende lang meegaan voordat onderhoud nodig is, d.w.z. beschikbaar zijn en de gevraagde prestaties leveren, kan een hoge efficiëntie van de installatie worden bereikt.
Zeer flexibele aansluit- en stuurstroomkabels van ons productmerk ÖLFLEX®
Stroom? –De wezenlijke kracht zonder welke een machine helemaal niet zou functioneren.
Signalen? – De besluitvormers die bepalen hoe een machine werkt.
Zeer flexibele ethernet-datakabels van ons productmerk ETHERLINE®
Zeer belastbaar, sterk buigbaar of buitengewoon tordeerbaar – dat zijn onze ETHERLINE® datakabels met verschillende overdrachtseigenschappen (performance volgens kabelcategorie "CAT"). Belangrijke invloed op het latere toepassingsgebied heeft het desbetreffende specifieke kabelontwerp (2- of 4-parig, folies over het aderverband, met of zonder scheidingskruis, vele met "Fast Connect"-ontwerp en binnenmantel, mantelmateriaal PVC of PUR).
Zeer flexibele veldbus-datakabels van ons productmerk UNITRONIC®
Ook in veldbussystemen worden kabels dynamisch gebruikt. Een hoge weerstand tegen elektromagnetische storingen is daarbij vanzelfsprekend. Om fouten in de signaaloverdracht te voorkomen, moeten altijd de juiste kabels worden geselecteerd. De onderstaande tabel toont een klein overzicht van zeer flexibele datakabels voor de veldbussystemen PROFIBUS en CAN.
Zeer flexibele optische vezelkabels van ons productmerk HITRONIC®
Als optische vezelkabels bestand moeten zijn tegen de hoogste buigbelastingen, moeten producten met een bijzondere elasticiteit en hoge mechanische sterkte worden gebruikt. Hiervoor zijn kunststof ommantelde optische vezelkabels met een hoogwaardige PUR-buitenmantel geschikt. Grote buigradiussen maken de toepassing in de kabelrups mogelijk zonder dat u bang hoeft te zijn voor optische verliezen bij de gegevensoverdracht. Ontdek hieronder onze top-aanbevelingen: