German Dutch English French Italian Japanese Portuguese Russian Spanish
Logo 2014
  • Messespecial zur Motek

    Wir stellen Ihnen schon heute die Neuheiten vor, die auf der Motek im Oktober in Stuttgart zu sehen sein werden.

    Weiterlesen
  • Top Ten

    Hier finden Sie alle meistgelesenen Beiträge im Monat, im Jahr von 2010 bis heute

    Weiterlesen
  • Konfiguratoren

    Online-Produktfinder und -Tools zur Berechnung und Auslegung von Produkten für Ihre Konstruktion

    Weiterlesen
  • 1
Montag, September 25, 2017
top ten
konfiguratoren
Fachgebiete Icon Special Icon Messen Icon Interview Icon Webcasts Icon
Literatur Icon News Icon Karriere Icon Veranstaltungen Icon Newsletter Icon

rittal30215Anwenderbericht

5500 A bei 1000 V AC – unter diesen Bedingungen werden in der Elektrotechnik an die in Schaltschränken verbauten Kunststoffbauteile Extremanforderung gestellt. Neben extremen Durchschlagsfestigkeiten sind die Kunststoffbauteile für die Stromverteilung auch auf hohe statische und dynamische Belastungen sowie erhöhte Temperaturen ausgelegt. Wie LKH Kunststofftechnik gemeinsam mit Partner Nilit Plastics Europe diese anspruchsvollen Anforderungen für Rittal löst, zeigt der folgende Beitrag.


Kunststofftechniker stehen vor schwierigen Aufgaben, wenn Lösungen in der Elektrotechnik gesucht werden, die einerseits hohen Sicherheitsansprüchen genügen und tragende Funktionen erfüllen müssen. Andererseits sind hohe Anwendungseffizienz, das Erfüllen mechanischer Anforderungen und nicht zuletzt vom Zulieferer günstige Kosten für die Komponenten gefordert, um weltweit wettbewerbsfähig anbieten zu können.

rittal10215Stromverteilungsanlagen von Rittal mit armdicken Sammelschienensystemen aus Kupfer lassen erahnen, welche Stromstärken und Spannungen hier geschaltet werden und welche Belastungen wirken. Bis zu vier hintereinander liegende stromführende Flachschienen im System Flat-PLS beispielsweise mit 5500 A bei 1000 V AC bringen pro laufenden Meter allein rund 40 kg statische Last in die Kunststoffhalter. Erschwerend kommen dynamische Belastungen beim Transport der Anlagen durch Vibrationen und Stoßbelastungen dazu.

„Zudem verursachen elektrische Leiter unter Kurzschlussbedingungen Schwingungen und sehr hohe elektrodynamische Beanspruchungen der Kunststoffhalter. Dabei können im Kurzschlussfall starke Wärmeeinwirkungen auftreten, die auf die Kunststoffe übertragen werden“, nennt Jörg Kayma, Produktmanager bei Rittal, einige der außergewöhnlichen Anforderungen in diesem Umfeld. Daraus resultieren extreme Anforderungen an die Kunststoffhalter. Sie müssen nicht nur außergewöhnlich hohe Durchschlagsfestigkeiten bei kleinen Bauvolumina sicher erreichen, sondern auch bei hohen Temperaturen mechanisch hoch belastbar und formbeständig sein sowie mit geringen Toleranzen aufwarten.

Höchster Flammschutz mit halogenfreien Kunststoffen

rittal20215Hohe Anforderungen an den Flammschutz der eingesetzten Kunststoffbauteile verstehen sich bei deren Einsatz im Schaltschrankbau von selbst. „Unsere Anlagen müssen nicht nur hinsichtlich des Personenschutzes hohen Sicherheitsanforderungen genügen. Die Betriebssicherheit ist für unsere Kunden entscheidend, erklärt Jörg Kayma. „Und die muss natürlich über die gesamte, mitunter jahrzehntelange Lebensdauer unserer Anlagen sichergestellt sein.“

Kunststoffspezialist LKH produziert einen großen Teil der von Rittal verwendeten Bauteile im Spritzgießverfahren. Das Unternehmen sollte für bestehende und neue Komponenten Alternativen mit halogenfreien Materialien entwickeln, aufzeigen und umsetzen. Kein einfaches Unterfangen hinsichtlich der extremen Anforderungen im Schaltschrankbau: Mechanische Kennwerte und Durchschlagsfestigkeit mussten mindestens die Werte der bis dato eingesetzten, mit den alten Brandschutzadditiven ausgerüsteten Hochtemperaturmaterialien erreichen. Andererseits ist die Verarbeitung auf einem wirtschaftlichen Niveau eine Bedingung. Zudem werden von den einzelnen Materialien extrem unterschiedliche Mengen benötigt: In bestimmten Farben produzierte Kleinst-Bedienelemente verursachen monatliche Materialbedarfe lediglich im Kilobereich, während standardisierte, voluminöse Konstruktionselemente im Tonnenbereich angesiedelt sind. In allen Fällen muss die Versorgung sicher gewährleistet sein – und das angesichts der notwendigen Zertifizierungen über viele Jahre.

Konstruktion, Fertigung und Werkstoff abstimmen

rittal30215In umfassenden Versuchen testete LKH verschiedene Werkstoffgruppen mit neueren Flammschutzmitteln und Werkstofflieferanten, um eventuell erforderliche prozesstechnische oder konstruktive Änderungen an Werkzeugen und Artikeln zu eruieren. Vor allem Bauteile, deren Geometrie hohe Fließfähigkeit des Werkstoffs verlangen, sind kritisch zu bewerten. Neben diesen technologischen Anforderungen spielen Kostenargumente bei Neuentwicklungen eine Rolle: Die bis dato eingesetzten Hochtemperaturmaterialien sollten nicht nur mit halogenfreien sondern gleichzeitig möglichst mit effizienteren und einfacher zu verarbeitenden Standardwerkstoffen abgelöst werden.

Unter anderem in Zusammenarbeit mit Nilit Plastics entwickelte LKH für bereits vorhandene Teile und neue Artikel Lösungen auf Basis verschiedener Polyamid-Compounds. Umfangreiche Simulationen und Versuche sowie konstruktiven Anpassungen von Artikeln und Spritzgießformen sowie der Einsatz unterschiedlicher Werkstoffe sind die Stellschrauben der Techniker. Auf Basis eigener Erfahrungen aus einer Vielzahl von Projekten und dem Know-how des Werkstofflieferanten hinsichtlich flammgeschützter Polyamide entstanden neue und verbesserte Lösungen, die jeweils nach den gängigen Sicherheitsstandards gemäß UL-Listungen, VDE sowie der Norm 61439 zertifiziert wurden.

Während Bauteil- und Formenkonstruktion häufig von den gemeinsam durchgeführten Moldflow-Analysen und im Bedarfsfall von angepassten Werkstoffrezepturen profitieren, sieht Kunde Rittal vor allem seine zwingend erforderlichen Zertifizierungen für alle Kunststoffbauteile und deren Liefersicherheit im Mittelpunkt.

Sicherheit ohne Halogene

rittal40215Das Thema Sicherheit hat in diesem Fall verschiedene Aspekte: Nilit Plastics liefert an LKH halogen- und phosphorfreie PA6- und PA6.6-Compounds, für die immer – auch bei anwendungsspezifisch angepassten Rezepturen und oder Farben – alle relevanten Zertifizierungen hinsichtlich Brandsicherheit vorliegen. Damit sind Zulassungen neuentwickelter oder auf kostengünstigere neue Werkstoffe umgestellte Bauteile samt Dokumentation schnell zu erzielen.

Aufgrund ausführlicher Simulationen und angepasster Bauteilkonstruktionen und des stetigen Know-how-Transfers zwischen allen Beteiligten werden kurze Projektlaufzeiten erzielt. Die gefundenen Lösungen stellen sicher, dass die Anlagen langfristig zuverlässig und mit hohem Sicherheitsniveau laufen. „Nicht zuletzt ist die Versorgungssicherheit mit allen benötigten Werkstoffen ein wichtiger Aspekt“, betont Kayma. „Auch Kleinstmengen spezieller Materialvarianten müssen zuverlässig zum Termin bereitgestellt werden, um Sicherheit in die Lieferkette zu bringen.“

UL-konform produzieren

Projekte von der Anforderungsdefinition über Design, Konstruktion, Werkstoffwahl, Simulation, Prototypenbau und Formenbau sowie den erforderlichen Zertifizierungen der Elektro-Branche schnell und mit wenig Aufwand für den Kunden abzuschließen, bedient die eine Seite der Wertschöpfungskette. Die effiziente und sichere Produktion und Montage von Bauteilen und Baugruppen die zweite. Beide Teile der Prozesskette in einer Hand zu haben, vermeidet Schnittstellen und beschleunigt Projekte von der Idee des Kunden bis in die Serienfertigung.

rittal50215Maßgeblich dazu trägt die Abwicklung der kompletten Bauteil- und Baugruppen-Zertifizierung durch den Kunststoffspezialisten. „LKH entlastet uns als Hersteller des Endprodukts hier durch einige Vorleistungen“, erklärt der Produktmanager des Schaltschrankspezialisten. „Neben Abwicklung der Zertifizierung der einzelnen Artikel aus den zertifizierten, halogenfreien Materialien ist die UL-konforme Produktion und Montagetechnik maßgeblich für die Sicherheit, aber auch Effizienz unserer Projekte.“ Die UL-konforme Produktionsumgebung und Logistik liefert den Kunden der Elektrobranche Komponenten, die die spätere Zulassung der daraus montierten Gesamtanlagen drastisch vereinfacht und beschleunigt. Jörg Kayma weiter: „Damit stellt uns der Entwickler und Kunststoffverarbeiter einen weiteren Baustein in unserer Strategie bereit, nicht nur technologisch an der Spitze zu sein, sondern auch hinsichtlich Sicherheit und Projektlaufzeiten die Maßstäbe zu setzen.“

Bis heute hat LKH mehr als 100 flammgeschützte Artikel für Rittal auf Basis von PA6.6-Compounds neu entwickelt oder von typischen Hochtemperatur-Werkstoffen auf PA6.6-Compounds umgestellt. Darunter sind Bauteile im Zehntel-Gramm-Bereich ebenso wie Konstruktionselemente, Verkleidungen, und Gehäuse im Gewichtsbereich größer ein Kilogramm, die in Anlagen mit unterschiedlichen Automatisierungsniveaus bis hin zu komplexen Produktionszellen gefertigt werden.

Die Autoren sind Rüdiger Braun, Leiter Engineering und Vertrieb, LKH, Dr. Arno Wolf, Vice President Europe, Nilit Plastics Europe GmbH und Hans-Robert Koch, Leiter Fachpresse, Unternehmenskommunikation, Rittal.
developmentscout TV – Statement          weiterer Beitrag des Herstellers          Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

Fachmessen im Überblick

Aktuelle Stellenangebote

Duales Studium Elektrotechnik

Arbeitsort: CH-Frauenfeld

Diplomanden

Arbeitsort: Berlin

Messekalender

Mo Di Mi Do Fr Sa So
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Datum : Donnerstag, 14. September 2017
15
Datum : Freitag, 15. September 2017
16
Datum : Samstag, 16. September 2017
17
Datum : Sonntag, 17. September 2017
24
Datum : Sonntag, 24. September 2017
25
26
29
30

Nächste Veranstaltungstermine

Di Sep 26 Kompakt Forum: Robotik und Handhabungslösungen Veranstalter: Mitsubishi Electric
Di Sep 26 @09:30 Funk als Trendthema in der Intralogistik und Industrie – Roadshow Veranstalter: Steute
Do Sep 28 @09:30 Funk als Trendthema in der Intralogistik und Industrie – Roadshow Veranstalter: Steute
Do Okt 05 Kompakt Forum: Motion Lösungen Veranstalter: Mitsubishi Electric
Do Okt 05 Kompakt Forum: Netzwerktechnik CC-Link IE Field Veranstalter: Mitsubishi Electric
Do Okt 05 @09:30 Funk als Trendthema in der Intralogistik und Industrie – Roadshow Veranstalter: Steute