Grenzen für den Einsatz halogenfreier TPE-Leitungen
Bild 02: Der konstruktive Aufbau und das verwendete Material der Chainflec-Leitungen schließt eine Erhöhung der Stromdichte und damit einer übermäßigen Erwärmung der Leitung mit evtl. Schädigung der Isolierung sicher aus (Quelle: Igus)
Bild 03: 03 In seinem hauseigenen, knapp 3 800 m2 großen Versuchslabor testet Igus seine Leitungen und Energieketten auf 63 Versuchsanlagen auf Herz und Nieren (Quelle: Igus)
Bild 04: Mit der Zertifizierung der TPE-Leitungen kann Igus seinen Kunden nun mehr als 1 250 verschiedene UL-zertifizierte Chainflex-Leitungen anbieten (Quelle: Igus)
Für sein Chainflex-Leitungsprogramm hat Igus zwei verschiedene TPE-Mantelmischungen im Portfolio, die grundsätzlich auf der gleichen chemischen Struktur basieren. Der Unterschied zeigt sich in der Beimischung von Flammschutzmitteln. Es existiert eine sogenannte „flammwidrige TPE-Mischung“ und eine originale „halogenfreie TPE-Mischung“. Da die beigemischten, halogenhaltigen Flammschutzmittel die Grundeigenschaften eines Werkstoffes verändern – insbesondere in Bezug auf das Verhalten in hoch dynamischen Anwendungen – verschiebt sich die maximale Belastungsgrenze von Leitungen und damit deren Mantel-Lebensdauer vor dem Bruch. Diese Fakten galt es zu berücksichtigen, da Igus für jede Leitung, die exakt für einen spezifischen Einsatzzweck konstruiert/ ausgelegt ist, eine Lebensdauergarantie abgibt, um jedem Kunden ein optimales Kosten-Nutzen-Verhältnis über den gesamten Produktlebenszyklus einer Maschine zu garantieren.
Um dieses Dilemma und den Widerspruch, „höchstmögliche Biegefestigkeit vor Bruch, oder Flammwidrigkeit“ aufzulösen, musste Igus gegenüber der UL den Nachweis erbringen, dass die halogenfreien TPE-Mantelwerkstoffe von Igus den flammwidrigen Leitungen in puncto Brandschutz zwar nachstehen, aber in puncto Bruchfestigkeit und damit Dauerbiegefestigkeit um ein Vielfaches überlegen sind. Damit wirken die halogenfreien TPE-Leitungen von Igus der eigentlichen Ursache für einen Brand mehr entgegen, als die flammwidrigen Leitungen eine Ausbreitung eines Brandes vermindern, der z. B. durch einen Mantelbruch entstanden ist.
Die Experten von Igus konnten den Underwriters Laboratories nachweisen, dass der Einsatz von halogenfreiem High-End-TPE frühzeitige Alterungsbrüche der Außenmäntel bei dynamischer Anwendung zuverlässig vermeidet; ja nahezu gänzlich ausschließt. Damit sind die spannungsführenden Adern auch unter maximaler Belastung geschützt und so sicher, dass die Entstehung von Bränden vermieden werden kann. Die Tatsache, dass die Leitungen auch unter höchster Belastung und bei engsten Radien sicher eine Reduktion des Leitungsquerschnittes vermeiden, schließt eine Erhöhung der Stromdichte und damit einer übermäßigen Erwärmung der Leitung mit eventueller Schädigung der Isolierung sicher aus (Bild 2). Daraufhin erhielt Igus als erster Hersteller auch für halogenfreie High-End-TPE-Leitungen UL-AWM-Zertifikate. Die UL hat also anerkannt, dass die Sicherstellung der Funktion bei Leitungen in der Bewegung von gleich hoher Relevanz ist, wie alle Faktoren, die die Ausbreitung eines Brandes verhindern.
Höhere Lebensdauer bewiesen und garantiert
Im Rahmen der gemeinsamen Zulassungsarbeit mit UL, und der zuvor einhergegangen jahrelangen Testreihen im größten Labor für bewegte Leitungen, erbrachte Igus den Nachweis, dass man in der Lage ist, die maximale Lebensdauer der halogenfreien TPE-Leitungen und damit die garantierte Einsatzdauer um 25 % zu erhöhen. Im hauseigenen Labor von Igus (Bild 3) laufen auf knapp 3.800 m2 auf 63 Versuchsanlagen parallel unterschiedlichste Versuche, um zum Beispiel zuverlässige Aussagen zur Lebensdauer einer Leitung machen zu können. Neben circa 1,4 Millionen elektrische Messungen zählen auch Tests in Klimakammern oder Außenversuche dazu. Ob Dynamik, Schmutz, Hitze oder Kälte etc. Das Ziel ist immer, den Online-Lebensdauerrechner weiter mit aussagekräftigen verlässlichen Daten für jede nur denkbare Applikation zu befüllen. So wie es jüngst für die maximale Lebensdauer der halogenfreien Leitungen realisiert werden konnte, die nun nachweisbar über eine 25 % längere garantierte Einsatzdauer verfügen, und das sogar UL verifiziert.
Bisher hatten Kunden bereits die Möglichkeit, aus 1044 Chainflex-Leitungen mit UL-Zulassung zu wählen. Mit der neuen Zertifizierung kommen jetzt über 200 TPE-Leitungen hinzu, sodass Igus nun ein nahezu vollständiges ULzertifiziertes Programm anbieten kann (Bild 4). Davon profitieren Kunden in Europa durch die Halogenfreiheit ebenso wie diejenigen, die Maschinen für den nordamerikanischen Markt bauen, wo die UL Zertifizierung der einzelnen Komponenten die geforderte Regel sind.
Literatur
- UL International Germany GmbH, Neu-Isenburg: www.ul.com
- Igus GmbH, Köln.