Was ist eigentlich ein Schleifring?

„Das Design von Schleifringen hängt von einer überschaubaren Anzahl von Parametern und Vorschriften ab.“ DI Manfred Hick, Head of Business Development/Produktmanager Schleifringe bei Kübler

Im Grunde genommen ist beim Thema Schleifringe nahezu jede produzierende Industrie betroffen. Das reicht von erneuerbaren Energien (z.B. in Windrädern) über die Verpackung von Lebensmitteln (Flow-Pack) bis hin zu Montageeinrichtungen für die Automobilindustrie (z.B. Batterieproduktion). Überall dort laufen Prozesse mit mehr oder weniger Antriebsmotoren, diskreter Sensorik oder umfassendem Datenaustausch auf kontinuierlich drehenden Plattformen ab. Diese modernen Maschinen integrieren sich immer weiter in die Industrie 4.0-Landschaft und neben der Energieübertragung von Hunderten von Kilowatt sind auch „tonnenschwere“ Datenmengen mittlerweile das Rückgrat für die Funktionalität dieser Produktionsanlagen. Damit ist der Schleifring mit all seinen kundenspezifischen Ausprägungen ein Schlüsselprodukt in industriellen Anwendungen. Viele Industrie 4.0-Konzepte, die unsere Produktionsleistung immer transparenter und leistungsfähiger machen, wären ohne Schleifringe nicht umzusetzen.

Industrial-Ethernet-Übertragung in kompakter Bauform: Mit dem Schleifring SR085 können bis zu 100Mbit/s zuverlässig übertragen werden.

Designauslegungen

Schleifringe sind hybride Komponenten, was bedeutet, dass bei der Auslegung nahezu gleichermaßen die elektrische Funktion betrachtet wird, die zum Funktionieren der Anlage unerlässlich ist, als auch die mechanische Gestaltung, welche sich in erster Linie an die geometrischen Gegebenheiten von Maschinen anpassen muss. Die elektrische Auslegung von Maschinen, kurz Steuerungstechnik, gewährleistet die mechanische Funktion. Beide sind eng miteinander verwoben und bedingen sich gegenseitig und rekursiv. Im Schleifring sind beide auf engstem Raum vereint. In den meisten Fällen haben daher beide Disziplinen ein berechtigtes Interesse an der Auslegung von Schleifringen. Je nach Anwendung und Unternehmensphilosophie hat meist eine der beiden Bereiche die Federführung für das Design.

Das Design von Schleifringen hängt von einer überschaubaren Anzahl von Parametern und Vorschriften ab. Da sich jedoch alle gegenseitig beeinflussen oder gar bedingen, gibt es am Ende eine sehr große Auswahl für das endgültige Design. Die wichtigsten Eckpfeiler für die Auslegung sind die einschlägigen Vorgaben für den Bau von elektrischen Anlagen. Dazu zählen behördliche Vorschriften für die Auswahl von Kabeln, Luft- und Kriechstrecken zwischen spannungsführenden Elementen oder die Klassifizierung für den Temperaturbereich während des Betriebs. Des Weiteren müssen häufig der Schutz gegen Berührung sowie das Eindringen von Fremdkörpern und Flüssigkeiten berücksichtigt werden, je nach auszuwählender IP-Schutzklasse definiert. In gewissen Branchen sind darüber hinaus noch chemische Eigenschaften gefordert, wie z.B. der Schutz gegen Seewasser, Reinigungschemikalien oder andere aggressive Medien. Kurzum: Es gibt eine Vielzahl von Einflussparametern, die dazu führen, dass es nicht den „einen“ Schleifring für die „eine“ Anwendung gibt, sondern grundsätzlich immer Einsatzkonzepte definiert und diskutiert werden.

Das führt auch dazu, dass sich alle Anbieter mit ihren Lösungskonzepten mehr oder weniger voneinander unterscheiden. Letztlich stellt sich für den Anwender am Ende auch die Frage, welches Lösungskonzept am besten zu seiner Unternehmens- und Technologiephilosophie passt. Damit geht einher, dass die angebotenen Konzepte nur selten direkt vergleichbar sind oder gar gegeneinander austauschbar.

Maschinenkonzept berücksichtigen

Im Grunde genommen ist die Auswahl eines Schleifrings für ein Maschinenkonzept ein gemeinsames Projekt unter gleichen Partnern zwischen Maschinen-OEM und Schleifringhersteller und zieht sich nicht selten über Wochen und Monate hin. Bringen beide Partner ihr Fachwissen ein, steht am Ende ein Produkt zur Verfügung, welches auf dem jeweiligen Stand der Technik ökonomisch und anwendungsspezifisch das bestmögliche ist. Mehrfache Iterationsrunden sind eher der Standard als die Ausnahme. D. h., dass häufig ein Prototyp den „proof of concept“ bringt und das spätere Serienmodell die wirtschaftlichen Bedarfe beider Seiten abdeckt.