En mycket enkel kabel består av en solid ledare och en plastmantel. Denna kabel kan böjas och behåller denna böjning – så länge du inte böjer den för ofta, eftersom ledaren annars går sönder. Enkla kablar som dessa används i husinstallationer. Om den en gång är permanent installerad, förblir kabeln orörd på plats i årtionden. Solida ledningar som dessa är inte lämpliga för många andra applikationer, där kablar ibland måste vara extremt flexibla och rörliga.
Ta reda på vad flexibla och högflexibla kablar är, hur de skiljer sig åt, hur de är konstruerade, vilka egenskaper de har samt när och var de används.
Vad är flexibla och högflexibla kablar?
Den absoluta majoriteten av alla kraft- och styrkablar samt datakablar från LAPP är flexibla. Graden av flexibilitet, dvs. kabelns mått av rörlighet och böjning, bestäms dock av designen och materialegenskaperna. Vissa kablar tillåter endast enstaka böjningar, medan andra kan böjas miljontals gånger. Somliga kablar är också speciellt optimerade för påfrestningar från axiella rörelser, så kallade vridningar.
Upptäck ballerinorna bland kablarna!
Visste du det?
Hur kan flexibla och högflexibla kablar förflyttas och var används de?
Om kablar förblir i det läge där de installerades kallas detta för fast installation och statisk användning. Dessa fasta installationskablar, som vanligtvis används för byggnadsinstallationer, flyttas endast för underhåll, reparation eller renovering. Därför utsätts sådana kablar praktiskt taget inte för någon rörelse alls och framför allt inte för en permanent böjningsspänning.
I en industriell miljö är det mycket vanligare att kablar ständigt och överallt förflyttas: på rörliga maskindelar eller bearbetningsstationer i produktionslinjer, i släpkedjor, robotar, vindturbiner och oljeriggar, i fordon och motorer, på kranar och nyttofordon – även i applikationer där vibrationer förekommer.
Låt oss ta en titt på de typiska böjningsbelastningar som kablar utformade för flexibel användning eller konstant böjning kan utsättas för:
Flexibel kabeldragning
Kablarna utsätts för förhållanden med tillfällig, otvingad rörelse.
Typiska applikationer:
Verktygsmaskiner, handhållna elektriska enheter, mobila elektriska enheter, frekvent upp- och avrullning av kabeltrummor etc.
Böjning (linjär rörelse)
Kablarna utsätts permanent för påfrestningarna från böjningsrörelsen.
Typiska applikationer
I horisontella och vertikala släpkedjor för automatiserade applikationer – en av de mest påfrestande platserna för en kabel.
Här är kraft-, servo- och datakablar placerade nära varandra och rör sig fram och tillbaka när en maskin arbetar. Ibland snabbare än fem meter per sekund med mer än fem gånger tyngdaccelerationen (5 x 9,81 m/s2). Kablarna läggs i släpkedjan på ett sådant sätt att de bara böjs i en riktning.
Torsion (tredimensionell rörelse)
Kablarna utsätts permanent för de påfrestningar som orsakas av torsionsrörelsen.
Typiska applikationer
En mild, långsam torsion uppstår i slingan mellan maskinhuset och tornet på en vindturbin.
Däremot är många industrirobotar mycket mer dynamiska och snabbare. Här roterar kablarna runt sig själva med höga torsionsvinklar och utsätts även för höga rotationshastigheter och intensiv böjning. Kablarna är utformade för 3D-rörelser.
Vad exakt är torsion?
Torsion betyder inte nödvändigtvis en böjning av kabeln, dvs. en kink eller en vridning, utan snarare en längsgående rotation av kabeln runt sig själv vid en viss vridvinkel. Denna torsionsvinkel anges i grader per meter kabellängd. Ett typiskt värde är 360°/m. En sådan kabel kan vridas en gång per meter runt sin axel utan att det orsakar skada – och den kan göra det i båda riktningarna. Detta gäller för kablar utan skärm; med skärm är värdet vanligtvis 180° eller en halv vändning per meter.
Torsionsbelastningen vid en vridning kan antingen bara verka axiellt på kabeln (vilket sällan är fallet) eller så är det en kombination av samtidig böjning och vridning (vilket är mycket vanligare).
I applikationer med konstant böjning verkar ofta starka krafter på kablarna. De måste vara utrustade för at motstå hög acceleration, kraftiga inbromsningar och snabba riktningsändringar.
Hur är högflexibla kablar konstruerade?
Högflexibla (data)kablar är i allmänhet utformade antingen för linjära belastningar, som förekommer i släpkedjor, eller för vridbelastningar, som huvudsakligen orsakas av industrirobotar. Det finns bara några få kablar som tål både böjning och torsion under hela livslängden. Du känner igen dem på LAPP genom produktnamnet ROBOT.
Vilka egenskaper är avgörande för släpkedjekablar?
Kablar måste uppfylla ett antal krav för att anses vara lämpliga för släpkedjor:
Vilken kabeldesign dominerar bland robot- och torsionskablar?
Under förutsättning att böjningsradierna tillåter det, kan speciella robotkablar användas på samma sätt som högflexibla släpkedjekablar i släpkedjedrift, där linjära kontinuerliga böjningsrörelser med fast definierade parametrar verkar på kablarna. Däremot kan släpkedjekablar inte användas i tredimensionell robotdrift. Detta beror på designen och kan förklaras på ett förenklat sätt genom att ta en titt på den grundläggande strukturen hos släpkedjor och robotkablar.
För släpkedjekablar gäller följande princip: ju kortare slaglängden, dvs. ledartråden är, desto mer flexibel är kabeln. Exakt motsatsen är fallet med robotkablar, eftersom ju längre slaglängd, desto skonsammare kan torsion absorberas. Detta beror på att om slaglängden är för kort, kan ledarna gå sönder på grund av de tredimensionella rörelserna.
Robotkablar har glidfolier över yttermanteln och i vissa fall även mellan skikten, så att kärnmonteringen kan röra sig snabbt i manteln när den utsätts för torsion.
Dessutom tillverkas yttermanteln vanligtvis som en slangextrudering och inte som en pressextrudering för att göra det enklare att rotera ledarna.
Vilka applikationsparametrar måste man ta hänsyn till?
De ovannämnda egenskaperna har stor inverkan på följande parametrar för applikationen och måste beaktas vid val av kabel.
Obs: Släpkedjan måste alltid utformas i enlighet med kabelegenskaperna och inte tvärtom. Däremot beror livslängden för släpkedjekablar till stor del på korrekt installation i släpkedjan, typ av kedja och kedjans kvalitet.
Relevant för släpkedjor
I vilken utsträckning kan kabeln böjas? Böjningsradien har en avgörande inverkan på livslängden: ju mindre böjningsradie, desto större belastning på kabeln.
Relevant för släpkedjor
Åklängden anger det antal meter över vilka en släpkedjekabel kan installeras horisontellt eller vertikalt upphängd i en släpkedja.
Relevant för släpkedjor
Vilken hastighet utsätts släpkedjekablar för i släpkedjan? Kraft- och styrkablar är vanligtvis lämpliga för hastigheter på upp till 10 m/s.
Vilken acceleration utsätts kabeln för?
Datakablar accelereras i allmänhet upp till 10 m/s2. Acceleration på upp till 80 m/s2 är möjlig för kraft- och styrkablar.
Relevant för släpkedjor
Hur många böjningscykler tål släpkedjekabeln i släpkedjan?
Detta innebär hur ofta den kan böjas utan någon märkbar påverkan på funktionen. Våra släpkedjekablar testas för flera miljoner böjningscykler. Det faktiska antalet beror starkt på de kedjeparametrar som används och de rådande lokala omgivningsförhållandena.
Relevant för torsionsapplikationer
Hur många torsionscykler tål torsionskabeln i applikationen?
Det innebär hur ofta den kan roteras i axial riktning runt den angivna vinkeln utan någon märkbar påverkan på funktionen. Våra torsionskablar testas för flera miljoner torsionscykler. Det faktiska antalet beror starkt på rådande lokala förhållanden.
- Vilka temperaturer råder i applikationen?
- Vilken fukt utsätts kabeln för?
- Kommer kabeln att användas inomhus eller utomhus?
- Förekommer oljor eller kemiska ämnen?
- Vad är den rådande graden av föroreningar?
Hur flexibla är fiberoptiska kablar egentligen?
Fiberoptiska kablar är förstahandsvalet för mycket höga dataöverföringshastigheter över långa avstånd. De består av plastfiber (POF) för kortare avstånd på upp till 70 meter, plastklädd glasfiber (PCF) för avstånd på upp till 100 meter och glasfiber för ännu större avstånd och applikationer som kräver de högsta dataöverföringshastigheterna. I princip är alla fibertyper lämpliga för flexibla applikationer så länge de rekommenderade böjningsradierna iakttas. Så du behöver inte oroa dig för att en glasfiberkabel går av.". För att uppnå högsta möjliga överföringsprestanda bör dock böjningsradien i fiberoptiska kablar vara minst 15 gånger större än diametern. En lägre böjningsradie innebär inte att de bryts, men dämpningen ökar och i och med det tappas ljus i den snäva kurvan och signalkvaliteten blir lidande. Det material som omsluter fibrerna avgör i stor utsträckning hur väl en fiberoptisk kabel tål rörelser. Aramidfibrer, dvs. syntetiska fibrer som ger skottsäkra västar eller fiberförstärkt plast sina exceptionella egenskaper, används ofta här. Om kabeln sträcks absorberar textilisoleringen dragkraften och förhindrar att den optiska fibern också sträcks.
Hur testas högflexibla datakablar?
Det avgörande är inte vad som står på papperet, utan vad som händer under verkliga förhållanden. I LAPPs testcenter genomförs därför testerna på ett sådant sätt att resultaten gäller för många faktiska applikationer och vi inte lovar något vi inte kan hålla
Vårt center har toppmodern testutrustning som testar mer än bara den allmänna livslängden av datakabeln i släpkedjan. Eller med andra ord, efter hur många böjcykler en ledare går sönder. I stället undersöks överföringsprestandan över alla cykler. Detta gör att vi kan spåra exakt efter hur många böjcykler en Cat.6A släpkedjekabel till exempel inte längre uppfyller kraven i IEC 61156-6. Om de överföringskritiska parametrarna, såsom dämpningsvärdena, försämras efter ett visst antal böjcykler, är detta inte längre ett tillfredsställande resultat för oss. För ETHERLINE® datakablar är en enkel kontinuitetskontroll helt enkelt inte tillräcklig för oss!
Våra mycket flexibla kablar – ett litet urval
Med de högflexibla kablarna från LAPP kan du säkerställa produktiviteten i dina maskiner och anläggningar.
I rörliga applikationer, och i synnerhet där rörelsen i slutändan sker, är det nödvändigt att varje minsta komponent är rörlig. Påfrestningarna får under inga omständigheter orsaka skador. Detta beror på att en hög anläggningseffektivitet endast kan uppnås när alla komponenter håller tillräckligt länge innan underhåll blir nödvändigt, dvs. när de är tillgängliga och levererar den prestanda som krävs.
Högflexibla kraft- och styrkablar från vårt produktmärke ÖLFLEX®
Elektricitet? – Den väsentliga kraften utan vilken en maskin inte skulle fungera alls.
Signaler? – De beslutsfattare som bestämmer hur en maskin fungerar.
Ethernet-datakablar från vårt produktmärke ETHERLINE®
Mycket motståndskraftiga, mycket böjbara eller anmärkningsvärt vridbara – det här är våra ETHERLINE® datakablar med olika överföringsegenskaper (prestanda enligt kabelkategori ”CAT”). Den specifika kabeldesignen (2- eller 4-par, folier över kärnan, med eller utan en separationselement, många med en "Fast Connect"-design och innermantel, mantelmaterial i PVC eller PUR) har en betydande inverkan på det framtida applikationsområdet.
Högflexibla fältbussdatakablar från vårt produktmärke UNITRONIC®
Fältbussystem kräver också dynamisk användning av kablar. Högt motstånd mot elektromagnetiska störningar är självklart. För att förhindra fel vid signalöverföring bör rätt kablar alltid väljas. Följande tabell ger en kort översikt över högflexibla datakablar för PROFIBUS- och CAN-fältbussystem.
Högflexibel fiberoptisk kabel från vårt HITRONIC® produktmärke
Om fiberoptiska kablar ska kunna motstå de högsta böjningsbelastningarna måste produkter som är särskilt elastiska och mekaniskt beständiga användas. Plastbeklädda optiska fiberkablar med en högkvalitativ yttermantel i PUR finns tillgängliga för detta ändamål. Stora böjningsradier möjliggör användning i släpkedjor utan att behöva oroa sig för optiska förluster vid dataöverföring. Upptäck våra topprekommendationer nedan: