Durch dick und dünn

Peter Schütz, Schleuniger Automation, Neuhausen/Enzkreis

Moderne Automobilkonzepte enthalten eine Vielzahl elektrisch angetriebener Komponenten. Für die Energieversorgung dieser Elektrobaugruppen sind in Fahrzeugen entsprechend leistungsstarke Stromgeneratoren, Akkumulatoren und Stromleitungen mit großem Querschnitt erforderlich. Kurzum, überall, wo hohe elektrische Leistungen weitergeleitet werden, braucht es „dicke“ Kabel. Stetig steigende Produktionsanforderungen in Volumen und Wirtschaftlichkeit verlangen neben halbautomatischen Maschinen vermehrt verkettete Komplettlösungen, die neben den genannten Kernprozessen auch das Zuführen und Ablegen/Wickeln prozesssicher automatisieren.

Um diesen unterschiedlichsten Produktionsstrategien gerecht zu werden, hat Schleuniger das Produktspektrum zur Bearbeitung speziell für die „Powerpakete“ unter den „dicken“ Kabeln, den Batteriekabeln, kontinuierlich erweitert. Ein breites Sortiment an Maschinen und Zubehör ermöglicht es, Arbeitsprozesse für die Verarbeitung von Leitungen (Querschnittsbereich von 16 bis 100 mm2) dort zu (teil-)automatisieren, wo es im individuellen Produktionsumfeld Sinn macht. Der Kunde gibt mit seinen Anforderungen an die Bearbeitung von Batteriekabeln den Takt vor und das Unternehmen komponiert die Lösung dazu. Sie können unter folgenden Kabelverarbeitungsmaschinen für „dicke“ Kabel wählen.

Größere Leiterquerschnitte bedingen verschiedene Problemlösungen bei der Verarbeitung. Angefangen beim Leitermaterial (Kupfer oder Aluminium) über die Bauart (mit oder ohne Schirm) bis hin zum Mantelmaterial und die Art dessen Extrusion (z. B. Konzentrizität zum Leiter, Kunststoffeinschlüsse in den Litzenverbund) müssen in den einzelnen Kern- und Teilprozessen unterschiedliche Aufgaben gelöst werden. Dabei wirken sich neben dem großen Querschnitt auch das höhere Gewicht und die Steifigkeit der Kabel signifikant auf die Möglichkeiten des Kabeltransports sowie die erforderlichen Schneide-, Abisolier- und Crimpkräfte aus. Jeder Prozessschritt stellt in der (Teil-)Automatisierung unterschiedliche Herausforderungen, deren Lösung das Endergebnis entscheidend mitbestimmt. Schleuniger hat diese „Knacknüsse“ in der Prozesskette eruiert und liefert mit einem ausgewogenen Sortiment an Kabelverarbeitungsmaschinen gleich die bewährte Lösung dazu:

Eigengewicht & Längenabweichungen

Bei Kabeltrommeln mit sehr hohem Eigengewicht ist ein Zuführen mit Abzuggerät (= Puller Type) speziell für diese Kabeltypen ungeeignet, da die entstehenden Zugkräfte sowohl größeren Schlupf in der Bearbeitung als auch Verschiebungen im Kabel selber verursachen, die zu teilweise beachtlichen Längenabweichungen führen. Zuführgeräte wie der PreFeeder 4600 verfügen daher über einen aktiven Antrieb der Spule mit großzügig bemessener Leistung, damit das Kabel zugfrei abgerollt werden kann. Um das Dynamikverhalten auszugleichen, wird daher ein Zwischenspeicher eingesetzt. Aufgrund der Steifigkeit der Kabel sollte dieser Speicher nur minimale Umlenkungen des Kabels erfordern und mit groß bemessenen Rollen bestückt sein, so dass weder im Speichersystem noch im Kabel selbst große Belastungen entstehen.

Transportkräfte & Verformung

Die auf das Kabel einwirkenden Transportkräfte müssen auch in der Verarbeitungsmaschine minimal gehalten und, möglichst auf einer langen Strecke des Kabels verteilt, eingeleitet werden. Hier setzt man ausschließlich auf Bandantrieb mit hoher Traktion, da Rollenantriebe das Kabel auf einer kleinen Fläche belasten und so neben erhöhtem Schlupf auch zusätzliche Verformung erzeugen. Zu hohe Transportkräfte führen zwangsläufig zu axialen elastischen Verformungen des Mantels zum Leitermaterial und teilweise Verschiebungen der äußeren zu den inneren Litzen. Beim Schnitt des Kabels entspannt sich die Vorspannung, was zu Längenabweichungen vom Mantel zu den Leitern führen kann.

Ablängen (Schneiden)

Die größte Herausforderung beim Ablängen (Schneiden) besteht darin, die erforderliche Kraft zum Durchtrennen des Kabels zu gewährleisten. Der PowerCut 3700 Ablängautomat des Unternehmens kann dank großzügig ausgelegtem Schneidzylinder, solider Mechanik und V-Messern Leiterquerschnitte bis 70 mm2 verarbeiten.

Abisolieren & Präzision

Bei der kombinierten Verarbeitung mit Abisoliermaschinen sind oft verschiedene Messer zum Schneiden und Abisolieren erforderlich. Sind diese Messer – wie beim MegaStrip 9600 – in einer Linie auf der Schneidachse angeordnet, können sie in Linie und damit ohne axialen Versatz eingewechselt werden. Basierend auf der weltweit führenden rotativen Schneidtechnologie des Unternehmens, kann der Abisolierautomat neben dem Mehrmessersystem auf einer Achse (Schneiden/Abisolieren, Längsschlitzen oder Kämmen) zusätzlich noch mit einer Rotativschneideinheit zum flexiblen Abisolieren von geschirmten Leitungen bestückt werden. Gerade in dieser Technologie verfügt Schleuniger über langjährige Erfahrung als weltweite Marktführerschaft im Koaxbereich.

Ein zusätzlicher und keinesfalls zu vernachlässigender Punkt beim Abisolieren ist die Qualität der primären Verschleißteile, sprich Messer. Deren Materialbeschaffenheit, Geometrie, Präzision der Ausführung sowie Beschichtung haben neben unmittelbarem Einfluss auf die Abisolierqualität auch Auswirkungen auf die Standzeit (Lebensdauer).

Crimpen & auftretende Kräfte

Die Crimpqualität wird, wie generell beim Crimpen, maßgeblich durch das Crimpwerkzeug bestimmt. Deshalb bietet Schleuniger zusammen mit der neuen UniCrimp-Familie (drei Crimpmaschinen mit identischer benutzerfreundlicher Steuerung und unterschiedlichen Pressenkräften bis zu 25 Tonnen) verschiedene Werkzeuge für Querschnitte bis zu 50 mm2 an. Die in diesen Crimpwerkzeugen wirkenden Kräfte sind deutlich höher als bei Standardcrimpwerkzeugen des Querschnittsbereiches bis 6 mm2. Bedingt durch größere Baumaße der Kontakte, größeres Streifengewicht, dickere Blechdicken, längere Crimpkrallen, größere Vorschubmaße im Transportstreifen usw. muss die Konstruktion dieser Crimpwerkzeuge entsprechend konzipiert und dimensioniert sein. Um auch die Einflussfaktoren der Crimpmaschine zu optimieren, setzt man im Unternehmen bei der neuen UniCrimp-Familie auf den bewährten kombinierten Kurbel-/Kniehebelantrieb, der zuerst ein schnelles Schließen des Crimpwerkzeugs und danach im eigentlichen Crimpprozess eine längere Verweildauer mit optimalem Verformungsprozess gewährleistet.

Mit dem kürzlich auf den Markt gebrachten Crimpvollautomaten CrimpCenter 64 HD (heavy duty) wird die jahrelange Erfahrung in allen Bereichen der Verarbeitung großer Leiterquerschnitte vereint. Von der Basismaschine bis zur Crimpstation (Automatenversion der Tischpresse UniCrimp 500) und den zugehörigen Crimpwerkzeugen werden hier die Einzelkompetenzen von Schleuniger in einem Crimpvollautomaten der neuesten Generation zusammengeführt.

Ob Schneide- oder Abisoliermaschine, Abläng- und Abisolierautomat, Crimpwerkzeug, Crimppresse oder Crimpvollautomat, Zuführgerät, Kabelmarkiergerät/-drucker, Kabelstapler oder Wickelmaschine, Litzenkabel, mehradrige Leitung, Flachbandkabel oder geschirmte Leitung, es werden maßgeschneiderte Lösungen zur Bearbeitung von „dicken“ Kabeln angeboten.

EPP 416