Ohne Leitungen – sei es zur Strom- oder Datenübertragung – geht heute in der Automatisierungstechnik nach wie vor nichts. Prozesse werden immer schneller und damit nimmt auch die Geschwindigkeit eingesetzter Robotik immer mehr zu. Das stellt hohe Anforderungen an die verwendeten Kabelleitungen. Gerade in der Produktentwicklung sind solche Komponenten oder auch ganze Maschinen häufig aber lediglich ‚Hilfsmittel‘, so dass es sinnvoll sein kann, deren Entwicklung auszulagern. Dann sind Experten gefragt, die Know-how rund um Antriebstechnik, Mechanik, Steuerungs- und Messtechnik vereinen – weil sich der Hersteller dann auf seine Kernkompetenzen konzentrieren kann.
Die Freiburger Antriebsspezialisten der Mattke AG kommen an dieser Stelle ins Spiel und bieten Elektronik und Mechanik aus einer Hand, insbesondere auch im engen Zusammenspiel mit den Kunden im Rahmen innovativer Projekte. Deutlich wird dies am Beispiel der eingangs erwähnten Kabel: Die Leitungen müssen sich in alle Richtungen bewegen, biegen und verdrehen lassen und dennoch über lange Zeit hinweg zuverlässig ihren Dienst verrichten. Ganz egal, ob es sich um Kupfer- oder Glasfaserleitungen handelt – versagt ein Kabel seinen Dienst, steht unter Umständen eine ganze Produktion still, und das kann teuer werden. Entscheidend ist also, zuverlässige Aussagen machen zu können, wie viele Biegezyklen die Kabel überstehen können.
Auf Biegen und Brechen
„Einer unsrer langjährigen Kunden benötigte deshalb eine neue Kabelprüfmaschine, um Stresstests an unterschiedlichen Kabeln durchzuführen“, erläutert Klaus-Dieter Bütow, Vorstand der Mattke AG. Entstanden ist daraus im Unternehmen die mittlerweile große Sparte für Kabelprüfmaschinen, denn zum Bewegen der Kabel ist robuste Antriebstechnik und Mechanik gefragt, kombiniert mit zuverlässiger Messtechnik. „Wir haben die Maschine gebaut, und über die Jahre kamen weitere Kunden mit unterschiedlichsten Anforderungen an die Maschinen dazu.“ Die Freiburger sammelten also mehr und mehr Wissen rund um den aktuellen Stand der Technik und die geltenden Vorgaben und Normen.
Mittlerweile bietet Mattke Kabelprüfmaschinen für alle Prüfaufgaben an: Flextests, Wechselbiegetests und Torsionstestmaschinen. Geprüft wird generell auf Kabelbruch sowie Durchschlagfestigkeit der Isolierungen. Meist ist es sinnvoll, mehrere Prüflinge gleichzeitig zu testen; die Mechatronik-Experten haben dazu Maschinen entwickelt, mit denen sich je nach Kundenwunsch mehrere Leitungen parallel prüfen lassen. Eine wesentliche Frage bei den Tests ist auch, wie sich Kabel unter rauen Umgebungsbedingungen bei sehr niedrigen beziehungsweise hohen Temperaturen verhalten. Denn nicht nur Kabelwiderstand und -leitfähigkeit, sondern auch die Eigenschaften der Isolierung hängen zu großen Teilen von der Umgebungstemperatur ab. Dann müssen nicht nur die getesteten Kabel diesen in der Klimakammer simulierten widrigen Umständen standhalten, sondern auch die eingesetzte Antriebs- und Messtechnik.
Auf die Messtechnik kommt es an
Ohnehin ist die Messtechnik eine der wesentlichen Herausforderungen beim Bau von Kabelprüfmaschinen. Während es manchen Anwendern reicht, wenn der aufgetretene Kabelbruch nur gemeldet wird, möchten andere eine Widerstandsänderung messen, damit eine mögliche Beschädigung bereits im Vorfeld erkannt werden kann. Für die Messtechnik ist das alles andere als trivial, da je nach Prüfstrom Temperaturänderungen im Kabel und auch der Umgebung in das Messergebnis einfließen. Einige Kabel, wie zum Beispiel in der Medizintechnik, werden mit niedrigen Prüfströmen von einigen Milliampere beaufschlagt, andere dagegen mit bis zu 40 A. Während die Mechanik beim Test von Kupfer- und Lichtwellenleitern mehr oder weniger identisch ist, muss die Auswertung natürlich individuell angepasst werden. Ebenfalls wichtig ist es, dass der Maschinenbauer mit den einschlägigen Normen vertraut ist. Bütow ergänzt: „Oft ist es allerdings so, dass die jeweils geltenden Normen nicht ausreichend sind. Wir erleben daher immer wieder, dass unsere Kunden ihre Prüfvorgaben ergänzen und damit weit über die Angaben der Normen hinausgehen.“
Lösungen für die Nische
Weil der Invest für die Kabelprüfmaschinen gewöhnlich sehr hoch ist, ist es zudem wichtig, dass sich die Maschinen zum Test verschiedener Kabelarten umrüsten lassen. Nach Rücksprache mit dem Anwender werden die Maschinen entsprechend flexibel konzipiert, so dass sich die nötigen mechanischen Komponenten mit möglichst wenig Aufwand tauschen lassen und auch die Auswertesoftware einfach an den jeweiligen Prüfling angepasst werden kann.
Momentan arbeitet man bei Mattke an der vielleicht anspruchsvollsten Kabelprüfmaschine der Firmengeschichte. Auf ihr werden mehrere sechsadrige Kabel mit einem Gesamtdurchmesser von je 25 mm mit 40 A und 400 V je Ader beaufschlagt. Zu diesem Zweck wurden unter anderem eigenen Netzteile entwickelt, um die Verlustleistung möglichst gering zu halten.
Auch wenn eine Kabelprüfmaschine ein sehr spezielles Produkt ist, zeigt sich daran exemplarisch, wie die Antriebsspezialisten ihre Kunden unterstützen. Sie sind weit mehr als nur Komponentenlieferant und realisieren individuelle Anpassungen einzelner Komponenten ebenso, wie sie im Kundenauftrag Systemlösungen für äußerst komplexe Probleme liefern. Eigene Mechanik- und Elektronikwerkstätten schaffen Flexibilität und helfen dabei, Nischen mit individuellen Lösungen zu bedienen. Den Mechanik-, Elektronik- und Softwareingenieuren steht dabei eines der umfangreichsten Produktportfolios in der Branche zur Verfügung. Wo möglich, wird Antriebstechnik ‚von der Stange‘ eingesetzt und, falls nötig, durch eigene Produkte oder Anpassungen in den Mattke-Werkstätten ergänzt. co
Übersicht zu realisierten Applikationen von Mattke:
