In der industriellen Automatisierung dienen Kabel nicht nur der Verbindung von Geräten. Sie müssen auch den mechanischen Belastungen standhalten, denen sie ausgesetzt sind.

Ein im Inneren eines Schaltschranks verlegtes Kabel unterliegt anderen Anforderungen als ein Kabel, das sich wiederholt mit einem Roboterarm, einer CNC-Maschine oder einem automatisierten Inspektionssystem bewegt.

Die Wahl der falschen Kabelkonstruktion für eine Anwendung kann zu vorzeitigem Verschleiß, Leiterermüdung, zeitweiligen Verbindungsabbrüchen und ungeplantem Wartungsaufwand führen.

Worin besteht also der Unterschied zwischen statischen Installationskabeln und Kabeln, die für kontinuierliche Bewegung ausgelegt sind? Und was sollten Ingenieure bei der Auswahl eines Industriekabels beachten?

1. Was ist ein statisches Installationskabel?

Ein statisch installiertes Kabel ist für Anwendungen vorgesehen, bei denen das Kabel während des normalen Betriebs in einer festen Position verbleibt.

Typische Beispiele sind:

Festverdrahtung in Schaltschränken
Verbindungen zwischen stationären Industrieanlagen
Feste Sensor- und Controller-Anschlüsse
Verkabelung durch stationäre Kabelrinnen oder -rohre

Bei der Installation muss das Kabel möglicherweise gebogen werden, um der erforderlichen Verlegung zu entsprechen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass es für wiederholtes Biegen während der gesamten Betriebsdauer der Maschine ausgelegt ist.

Bei fest installierten Kabeln sollten elektrische Anforderungen, Leitergröße, Isolier- und Mantelmaterialien, Temperaturbereich und die Installationsumgebung berücksichtigt werden.

Ein für die Festinstallation geeignetes Kabel kann eine angemessene und wirtschaftliche Wahl sein, wenn die Anwendung keine wiederholten Bewegungen erfordert.

2. Was ist ein Endlos-Flexkabel?

Ein durchgehend flexibles Kabel ist für Anwendungen konzipiert, bei denen wiederholte Bewegungen zum normalen Betrieb gehören.

Je nach Konstruktion und spezifizierter Leistung eignet es sich möglicherweise für Anwendungen wie:

Kabelträger und Schleppketten
Bewegliche Achsen in CNC-Maschinen
Automatisierte Produktions- und Prüfanlagen
Ausgewählte Anwendungen in der Robotik und Bewegungssteuerung
Bewegliche Maschinenkomponenten, die Strom-, Steuerungs- oder Datenverbindungen benötigen

Wiederholte Bewegungen erzeugen mechanische Spannungen in den Leitern, der Isolierung, der Abschirmung und dem Außenmantel. Mit der Zeit kann ein Kabel, das nicht für das Bewegungsprofil der Anwendung ausgelegt ist, beschädigt werden oder elektrische Unterbrechungen erleiden.

Für kontinuierlich flexible Kabel können feindrähtige Leiter und Materialien oder Konstruktionen verwendet werden, die für wiederholtes Biegen ausgelegt sind. Die genaue Konstruktion hängt vom Kabeltyp und den vorgesehenen Betriebsbedingungen ab.

Wichtig: Ein als flexibel bezeichnetes Kabel ist nicht automatisch für kontinuierliche Bewegungen geeignet. Seine dynamischen Eigenschaften und die zulässigen Anwendungsbereiche müssen anhand der Herstellerangaben überprüft werden.

3. Statische vs. kontinuierlich flexible Kabel: Wichtigste Unterschiede

Auswahlfaktor	Statische Installation	Kontinuierliche Bewegung
Typische Verwendung	Festverdrahtung und stationäre Anschlüsse	Schleppketten und bewegliche Maschinenkomponenten
Mechanische Anforderungen	Vorwiegend installationsbedingte Biege- und Festbetriebsbedingungen	Wiederholtes Biegen oder Bewegen während des Betriebs
Leiterkonstruktion	Hängt von den Anforderungen der Festinstallation ab.	Kann feine Litzen verwenden, die für wiederholtes Biegen ausgelegt sind
Biegeanforderungen	Anforderungen an Biegeradius und Führungsweg bei der Installation	Dynamischer Biegeradius und Bewegungsprofil
Überlegungen zur Nutzungsdauer	Temperatur, Umgebung, elektrische Belastung und Installationsqualität	Alle relevanten elektrischen und umweltbedingten Faktoren sowie Bewegungszyklen und mechanische Belastungen
Antragsprüfung	Eignung für feste Installation prüfen	Bestätigen Sie die Eignung für die jeweilige Bewegungsart.

Dies sind allgemeine Auswahlkriterien, keine universellen Spezifikationen. Da Kabelkonstruktionen variieren, sollte das Produktdatenblatt stets Vorrang vor Annahmen haben, die auf dem Aussehen oder der Bezeichnung eines Kabels basieren.

4. Warum ist die Kabelauswahl in der industriellen Automatisierung wichtig?

Vorzeitigen Kabelverschleiß verhindern

Ein durch eine Energieführungskette geführtes Kabel kann sich während jedes Produktionszyklus wiederholt biegen und begradigen.

Ist die Konstruktion des Kabels für die vorgesehene Bewegung ungeeignet, kann Materialermüdung seine Lebensdauer verkürzen. Die Wahl eines für die beabsichtigte Bewegung ausgelegten Kabels trägt dazu bei, dieses Risiko zu minimieren.

Aufrechterhaltung zuverlässiger elektrischer Verbindungen

Industriekabel können Strom, Steuersignale, Sensorsignale oder Hochgeschwindigkeitsdaten übertragen.

Mechanische Beschädigungen können mehr als nur das äußere Erscheinungsbild des Kabels beeinträchtigen. Je nach Schadensart können sie zu zeitweiligen Signalausfällen, Kommunikationsfehlern oder einem Verlust der elektrischen Verbindung führen.

Für Bildverarbeitungssysteme und industrielle Netzwerke sind Kabelkonstruktion und -installation daher wichtige Bestandteile der gesamten Verbindungsplanung.

Wartung der unterstützenden Ausrüstung

Der Austausch eines Kabels, das durch eine bewegliche Maschineneinheit verläuft, erfordert unter Umständen mehr als nur das Abziehen und Wiederanschließen.

Je nach Installation kann die Wartung den Zugang zu den Kabelträgern, das Entfernen von Schutzabdeckungen, das Umverlegen des Kabels oder die anschließende Überprüfung der Verbindung umfassen.

Die Auswahl eines für die Betriebsumgebung geeigneten Kabels kann dazu beitragen, vermeidbare kabelbedingte Wartungsarbeiten zu reduzieren.

Allerdings lassen sich damit nicht alle möglichen Ursachen für Ausfallzeiten beseitigen.

5. Fünf Faktoren, die Sie vor der Auswahl eines Industriekabels prüfen sollten

1. Bewegungsart

Zuerst muss ermittelt werden, wie sich das Kabel bewegen wird.

Bleibt es nach der Installation fixiert? Wird es sich innerhalb einer Energieführungskette wiederholt durchbiegen? Bewegt es sich mit einer Roboterachse oder ist es Torsionskräften ausgesetzt?

Biegung, Torsion und andere Bewegungsprofile stellen unterschiedliche mechanische Anforderungen. Ein Kabel, das für eine Bewegungsart geeignet ist, ist möglicherweise für eine andere ungeeignet.

2. Dynamischer Biegeradius

Der Biegeradius ist ein kritischer Installations- und Betriebsparameter.

Der zulässige Biegeradius eines Kabels während der Installation kann vom minimal zulässigen Radius bei wiederholter Bewegung abweichen. Beachten Sie daher stets die Herstellerangaben für den vorgesehenen Betrieb.

Vermeiden Sie es, ein Kabel in eine engere Biegung zu zwingen, nur weil der Stecker passt.

3. Anforderungen an Bewegungsgeschwindigkeit und Zyklus

Ein Kabel, das sich langsam durch eine gesteuerte Kabelführung bewegt, kann anderen Anforderungen unterliegen als ein Kabel, das mit hoher Geschwindigkeit und in häufigen Maschinenzyklen betrieben wird.

Prüfen Sie gegebenenfalls die Nennlebensdauer bei Biegung, die Förderstrecke, die Beschleunigung und die für das Kabel angegebenen Betriebsbedingungen.

Gehen Sie nicht davon aus, dass jedes hochflexible Kabel die gleiche Lebensdauer hat.

4. Betriebsumgebung

Prüfen Sie, ob das Kabel folgenden Einflüssen ausgesetzt sein wird:

Öl oder Industrieflüssigkeiten
Abrieb oder mechanischer Kontakt
Temperaturschwankungen
Feuchtigkeit oder Abwaschen
Elektromagnetische Interferenz
Staub und andere Umweltschadstoffe

Mantelmaterial, Abschirmung, Steckerschutz und die Gesamtkonstruktion sollten entsprechend der tatsächlichen Umgebung und den geprüften Spezifikationen ausgewählt werden.

5. Elektrische Anforderungen und Steckverbinder

Die mechanische Eignung ist nur ein Teil des Auswahlprozesses.

Bitte prüfen Sie den benötigten Steckertyp, die Pinbelegung, den Leiterquerschnitt, die Spannungs- und Stromanforderungen sowie die Spezifikationen für die Datenübertragung.

Bei industriellen Ethernet- und Bildverarbeitungsanwendungen sollten Sie auch die relevanten Datenanforderungen und die Kompatibilität der Steckverbinder prüfen. Ein mechanisch geeignetes Kabel ist nicht zwangsläufig elektrisch mit dem Gerät kompatibel.

6. Wie dies für M12- und industrielle Ethernet-Kabel gilt

Industrielle Automatisierungssysteme verwenden üblicherweise M12-Steckverbinder und industrielle Ethernet-Verbindungen, um Kameras, Sensoren, Steuerungen und andere Geräte zu verbinden.

Die Wahl des passenden Anschlusses ist jedoch erst der Anfang.

Für den Anschluss eines stationären Sensors kann ein für Festinstallationen spezifiziertes Kabel geeignet sein. Für eine Kamera- oder Netzwerkverbindung, die über eine bewegliche Kabelführung verläuft, ist hingegen ein speziell für diese dynamische Anwendung ausgelegtes und dimensioniertes Kabel erforderlich.

Beispielsweise bietet Alvin's Cables industrielle Kabelkonfektionen an, darunter:

Industrielle M12-Kabelkonfektionen für kompatible Sensoren, Automatisierungsanlagen und industrielle Verbindungen.
M12-zu-RJ45-Ethernet-Kabel für geeignete industrielle Netzwerkanwendungen.
M12 X-Code Cat6A-Kabel für kompatible industrielle Hochgeschwindigkeits-Ethernet- und Bildverarbeitungssysteme.
Hochflexible industrielle Kamera- und I/O-Kabel für spezielle Automatisierungsanwendungen.

Entdecken Sie relevante Produktoptionen:

Prüfen Sie vor der Bestellung stets die Steckercodierung, die Pinbelegung, die elektrischen Anforderungen, die Kabelleistung und die Kompatibilität mit Ihren spezifischen Geräten.

7. Wann sollten Sie eine kundenspezifische Kabelkonfektion in Betracht ziehen?

Standard-Kabelkonfektionen erfüllen möglicherweise nicht alle Geräteanforderungen.

Eine individuelle Lösung kann in Betracht gezogen werden, wenn Sie Folgendes benötigen:

Eine bestimmte Kabellänge oder Steckerausrichtung
Eine Kombination von Steckverbindern, die nicht als Standardprodukt erhältlich ist.
Eine offene Draht- oder Klemmenverbindung zur Geräteintegration
Eine für eine bestimmte Installationsumgebung konfigurierte Kabelbaugruppe
Eine kompatible Kabelkonstruktion für ein definiertes Bewegungsprofil

Für eine aussagekräftige technische Überprüfung sollten Sie das Gerätemodell, die Anschlussdetails, die Pinbelegung oder den Schaltplan, die erforderliche Länge, die Betriebsumgebung und die Bewegungsbedingungen vorbereiten.

Diese Details helfen dem Ingenieurteam bei der Beurteilung, ob die vorgeschlagene Kabelkonfiguration realisierbar ist.

Fazit: Wählen Sie das Kabel entsprechend seiner Funktionsweise.

Der Unterschied zwischen statischer Installation und kontinuierlicher Bewegung besteht nicht einfach darin, ob sich ein Kabel flexibel anfühlt.

Es geht darum, ob die Konstruktion des Kabels und seine dokumentierten Leistungsmerkmale für die mechanischen, elektrischen und umweltbedingten Anforderungen der Anwendung geeignet sind.

Bei festen Installationen sind die Anforderungen an die stationäre Verbindung zu beachten. Bei Energieführungsketten, beweglichen Achsen und anderen dynamischen Anwendungen ist zu prüfen, ob das Kabel für das jeweilige Bewegungsprofil ausgelegt ist.

Bei Alvin's Cables bieten wir industrielle Kabelkonfektionen an und unterstützen kundenspezifische Kabelanfragen für Automatisierungs-, Bildverarbeitungs- und Spezialgeräteanwendungen.

Benötigen Sie Hilfe bei der Auswahl eines geeigneten Kabels für Ihre Geräte? Teilen Sie unserem Team Ihre Steckerspezifikationen, die Pinbelegung, die Kabellänge und die Anwendungsdetails mit, um die verfügbaren Optionen zu besprechen.

Statische Installation vs. kontinuierliche Bewegung: Warum die Kabelauswahl wichtig ist