Kabeleinführung nach Maß eliminiert Durchführungsprobleme

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Bei komplexen Verdrahtungen im Sondermaschinenbau bei Kleinserien sind bedarfsgerechte Kabeldurchführungen wichtig. Wir zeigen, wie sie sich individuell konfigurieren lassen.

Kabeldurchführungen sind tausendfach bewährte Standardprodukte, mit denen sich Ingenieure in der Konstruktionsphase nur wenig beschäftigen. Dabei handelt es sich um ein Durchführungs- und Befestigungssystem für Leitungen ohne Steckverbinder und Druckluftschläuche. Auf dem Markt werden ausreichend Varianten für Kabeldurchführungen angeboten, die nahezu jedes „Durchführungsproblem“ lösen.

In der Industrie fordern Anwender jedoch zunehmend bedarfsgerechte Ansätze, da die Anwendungen immer anspruchsvoller und komplexer werden. Gefragt sind heute anwendungsspezifische Kabeleinführungsplatten, mit denen sich unterschiedliche Durchführungen realisieren lassen. Insbesondere Sondermaschinenbauer benötigen maßgeschneiderte, platzsparende Lösungen in Kleinststückzahlen. Die Anforderungen der Maschinenbauer an die Größe, Formen, Werkstoffe und Lochbilder sind dabei sehr unterschiedlich.

Murrplastik Systemtechnik ist eigenen Angaben zufolge weltweit das erste und einzige Unternehmen, das Kabeldurchführungsplatten zu 100% nach Kundenwunsch konstruiert und als Komplettsystem an den Kunden ausliefert. Die flexible Kabeleinführungsplatte „KDP on Demand“ kann in jeder Ausstattung und Größe zwischen 10 mm x 10 mm bis 1,5 m x 3 m realisiert werden.

Vorgefertigte kundenspezifische Kabeleinführungen

Alle Kabeleinführungen werden gemäß den Erfordernissen des Kunden positioniert und vorgefertigt: achteckig, rund oder oval, für mehr als 10.000 Kabeleinführungen oder 3000 Kabelverschraubungen, für Kabel oder Flachbandkabel, für Starkstromleitungen, für Pneumatik-Schläuche oder eine Kombination von allem.

Der Kunde definiert seine Anforderungen hinsichtlich Format, Durchführungen, Werkstoffen und Einsatzumgebung online auf www.mp4you.de oder alternativ mittels CAD-Zeichnung. Die Spezialisten in Oppenweiler realisieren Formen und Lochbilder und erstellen ein Angebot inklusive 2D-Konstruktionsdaten. Nach der Auftragserteilung fertigt und liefert der Hersteller innerhalb von 15 bis 20 Arbeitstagen das komplette System europaweit aus. Innerhalb Deutschlands dauert die Auslieferung zwischen einem Arbeitstag und einer Woche.

Die Kabeldurchführungsplatte wird vorrangig im Schaltschrank-, Anlagen- und Maschinenbau verwendet (Bild 1). Eingesetzt wird sie überall dort, wo Leitungen und Druckluftschläuche schnell, individuell und kabelschonend mit hoher Packungsdichte durchgeführt und zugentlastet werden müssen. Das ist insbesondere bei umfangreichen Verdrahtungen in räumlich beengten Umgebungen der Fall.

Die Vorteile von kundenspezifischen Kabeldurchführungsplatten

Die Vorteile liegen auf der Hand: Einer großen Variantenvielfalt sind quasi keine Grenzen gesetzt. Jegliche Ausstattung sowie die Integration in unterschiedliche Gehäusebauformen sind realisierbar. Durch die sehr hohe Packungsdichte (im Vergleich zu Kabelverschraubungen) garantiert der Hersteller eine Platzersparnis von mindestens 50%. Die flachere Bauform ist besonders bei beengten Einbauverhältnissen geeignet.

Die Kabeldurchführungsplatten werden individuell gefertigt. Bereits ab einer Bestellung von fünf Stück ist die Platte zu seriennahen Konditionen erhältlich. Die geringen Mehrkosten werden durch die deutliche Zeit- und Kostenersparnis bei der Montage, die geringere Fehleranfälligkeit und die minimierten Aufwendungen für die Qualitätsprüfung ausgeglichen. Die Dauer des kompletten Montageprozesses soll sich um mindestens 70% reduzieren, da die Montage werkzeuglos erfolgt – bei klassischen Kabelverschraubungen muss jede Hutmutter zeitaufwändig per Gabelschlüssel verschraubt werden.

Auch der Beschaffungsprozess vereinfacht sich. Die Konfiguration der Platte erfolgt in wenigen Schritten entweder online oder mit einer eingereichten CAD-Zeichnung, die alle technischen Vorgaben enthält. Der Bearbeitungs- und Logistikaufwand beim Einkauf wird minimiert, da keine Einzelbestellungen erforderlich sind. Es muss kein interner Auftrag für die Bohrung des Lochbildes erteilt werden. Die Lagerkosten verbleiben beim Hersteller. Hinzu kommt, dass die Kabeldurchführungsplatte jederzeit und regelmäßig nachbestellt oder durch Änderungen variabel angepasst und eine neue Serie aufgelegt werden kann.

Sandwich-Bauweise reduziert das Gewicht

Die Kabeldurchführungsplatte wird in Sandwich-Bauweise gefertigt. Dabei werden Werkstoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften schichtweise zu einem Bauteil zusammengesetzt. In der Regel bestehen die Leichtbaukonstruktionen aus einer Deckschicht, einem Kern und wieder einer Deckschicht. Die Deckschichten sind mechanisch sehr stabil und werden durch den elastischen, leichten Kernwerkstoff voneinander getrennt. Derartige Bauteile haben ein geringes Gewicht und eine hohe Steifigkeit.

Murrplastik verwendet bei seiner Platte Bleche aus Edelstahl (V2A oder V4A) oder Aluminium als Deckschicht und die Kunststoffe Polyamid (PA) und Polyethylen (PE) als Kernschicht. So wird sichergestellt, dass die Platte bei minimaler Dicke eine hohe Steifigkeit aufweist. Die hoch flexible Fertigung bietet den Vorteil, dass alle Größen und Formen bei einem gleichzeitig gratfreien senkrechten Schnitt frei darstellbar sind. Selbst komplexe Schnittformen, filigrane Strukturen und dünne Stege lassen sich so realisieren.

Als Dichtungsmaterialien sind Silikon, EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) und NBR (Acrylnitril-Butadien-Kautschuk) anwendungsabhängig möglich. Durch die integrierte Silikon-Membran in der Kabeldurchführungsplatte ist diese auch für Temperaturen von –60 bis 200°C geeignet. Durch die wiederverschließbare Membran erreicht die Platte in bestücktem wie in unbestücktem Zustand die Schutzklasse IP65 (Strahlwasser geschützt). Die Schutzklasse kann für Spezialanwendungen mit EPDM bis auf IP69K (geeignet für die Hochdruckstrahlreinigung mit Heißwasser) erweitert werden.

Verschiedene Zulassungen sowie Spezifikationen erweitern das Anwendungsspektrum. Dazu gehören beispielsweise die Zertifizierung nach der Europäischen Bahnnorm EN 45545-2:2016 3x HL3 und der FDA oder eine zusätzliche Schirmung. Die Platte ist RoHS (Restriction of Hazardous Substances) und LABS (lackbenetzungsstörende Substanzen) konform und UV-beständig. Hochtemperaturfähiges Silikon als Dichtung garantiert einen Einsatz bis Temperaturen von 200°C.

In der Ausführung „Hygienic Design“ mit FDA-Zulassung eignet sich die Platte für Anwendungen in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie. Diese Version ist in Edelstahl ausgeführt und mit NBR abgedichtet. Die Oberfläche weist keine „Toträume“ auf, in denen sich Lebensmittelreste festsetzen sowie Keime bilden können.

„KDP on Demand“ – Varianten und Einsatzmöglichkeiten

Der Maschinen- und Anlagenbauer Sollich in Bad Salzuflen, der Sondermaschinen für die Schokoladen- und Süßwarenindustrie entwickelt, herstellt und international vertreibt, setzt die flexible Kabeldurchführungsplatte ein. Hier sollte an den Schaltschrank einer Anlage zur Pralinenherstellung ein Harting-Steckverbinder angeflanscht werden, der statt einer bis zu zehn Leitungen durchführt.

Die Herausforderung bestand im reduzierten Platzangebot durch die begrenzende Gehäusegröße. Bei der Kabeleinführungsplatte wurde das Lochbild entsprechend der Applikation konstruiert. Innerhalb von 24 Stunden wurde das Gesamtprodukt ausgeliefert, das aus dem Harting-Steckverbinder und einer individuellen, direkt integrierten Kabeleinführungsplatte bestand (Bild 2).

Der Zwerg unter den Varianten ist die Kabeldurchführungsplatte KDP/S 32/8 (Bild 3). Sie wurde für einen Sondermaschinenbauer entwickelt, der eine sehr kleine Kabeleinführungsplatte mit acht Öffnungen (jeweils mit einem Durchmesser von 1,0 bis 3,5 mm) benötigte. Die Aufgabe bestand darin, acht Kabel auf einer sehr kleinen Fläche einzuführen: Flanschgehäuse 67 mm x 32 mm, Andruckplatte 45 mm x 20 mm abzüglich der Fläche für die Durchgangsbohrungen zur Außenbefestigung und der Fläche für die Verschraubung von Flanschgehäuse, Zugentlastungsmembran, Abdichtungsmembran und Andruckplatte.

Eine andere Kabeldurchführungsplatte erzielte als kleine Komponente auch große Wirkung beim Tunnelbohrmaschinenhersteller Herrenknecht mit Firmensitz in Schwanau-Allmannsweier. Bei der Verkabelung der Steuer- bzw. Versorgungscontainer der Vortriebstunnelbohrmaschinen musste Herrenknecht zeit- und kostenaufwändig die Metallplatte vorbohren und alle Kabelverschraubungen einzeln montieren. Bei der Verschiffung der Maschinen oder Anlagen verdreifachte sich der Zeitaufwand, weil alle Kabel wieder herausgenommen und erneut eingebaut werden mussten.

Darüber hinaus hatte die ursprüngliche Platte ein hohes Gewicht, das durch die vielen Verschraubungen noch erhöht wurde. Mit der in Oppenweiler entwickelten Lösung musste Herrenknecht nur noch die komplette Platte mit dem bestellten Lochmuster und der Dichtungsmembran in den Versorgungscontainer montieren. Die Zeit- und Kostenersparnis für Montage und Administration waren enorm.

Fazit: Die Kabeldurchführungsplatte „KDP on Demand“ deckt alle kundenspezifischen Eventualitäten in der Verdrahtung mit einem einzigen System ab. Ihr Einsatz macht insbesondere bei komplexen Elektroinstallationen im Sondermaschinenbau und bei Kleinserien Sinn.

Dieser Beitrag ist erschienen im Sonderheft Elektromechanik III der ELEKTRONIKPRAXIS (Download PDF)

* Andrea Müller verantwortet Presse und Öffentlichkeitsarbeit bei Murrplastik Systemtechnik in Oppenweiler.

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