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Verbesserte Energieführung im Reinraum steigert Gesamtanlageneffektivität

Alternative zur Flachbandleitung senkt Wartungsaufwand
Verbesserte Energieführung im Reinraum steigert Gesamtanlageneffektivität

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Viele Pharmaproduzenten kennen das Problem: Geht im Reinraum in einer markt-üblichen PTFE-Flachbandleitung eine Ader kaputt, ist ein Austausch der gesamten Leitung erforderlich. Als Alternative bietet Igus ein modulares System, das aus den Leitungsadern Chainflex CF Clean und der Energieführung E-Skin Flat besteht. Damit ist ein Kabelwechsel in wenigen Minuten möglich.

Pharmaproduzenten kämpfen in Reinräumen nicht nur gegen Mikroorganismen und Keime. Zu den Widersachern der Hygiene zählen auch Partikel, die sich von Maschinen lösen und in die Umgebungsluft gelangen. Für das Auge kaum sichtbar, können die winzigen Teilchen Produkte kontaminieren. Entsprechend gefragt sind Reinraumkomponenten, die keinerlei Abrieb erzeugen. Zu diesen Komponenten zählen beispielsweise Führungen von Energie- und Datenkabeln. Hier sind laminierte Flachbandleitungen aus Polytetrafluorethylen (PTFE) in der Branche etabliert. Bei diesen Leitungen werden verseilte Adern, sogenannte Verseilverbände, parallel geführt und durch zwei PTFE/PUR/PTFE-Folien untrennbar miteinander verbunden. So entsteht ein geschlossenes System, das selbsttragend ist und keine Partikel an die Umgebungsluft abgibt. PTFE-Flachbandleitungen haben allerdings eine sehr kostenintensive Schattenseite: ihr hoher Wartungsaufwand.

Unflexible Flachbandleitungen

Da die verseilten Adern in einem durchgängigen Flachband verschweißt und nicht trennbar sind, müssen Anwender beim Bruch einer einzelnen Ader das gesamte System tauschen. Das kostet Geld und Zeit, da Flachbandleitungen meist nicht ab Lager lieferbar sind. Sie werden kundenspezifisch gefertigt. Hat der Anwender keinen verbindlichen Rahmenvertrag mit dem Hersteller, kann es zu langen Warte- und Ausfallzeiten kommen. Ein weiteres Manko: Klassische Flachbandleitungen sind unflexibel. Sie bieten nicht die Gelegenheit, Maschinen und Anlagen zu skalieren. Wollen Anlagenbetreiber beispielsweise ein neues Bussystem für eine zusätzliche Kamera hinzufügen, müssen sie die gesamte Flachbandleitung wechseln. Um mit dieser starren, teuren Anordnung zu brechen, haben Spezialisten von Igus ein alternatives System entwickelt, das sich aus Leitung beziehungsweise Ader und Energieführung zusammensetzt.

Reinraumtaugliche Energieführung

Der Experte für bewegte Leitungen hat bereits 918 seiner Chainflex-Leitungen in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IPA nach Reinraumklasse ISO 1 und 166 Leitungen nach ISO 2 zertifizieren lassen. Die CF Clean ergänzt nun das Portfolio als eine Alternative zu Flachbandkabeln in Kombination mit einer neuen reinraumtauglichen Energieführung. Sie ist keine klassische Leitung, da Igus auf den Außenmantel verzichtet. Die Adern für die Übertragung von Energie, Motorsteuerungs-, Bus- und Ethernetsignalen sind mit einer PTFE-Folie verschweißt. Der elektrische Schutz ist somit gewährleistet. Für den mechanischen Schutz sorgt ein E-Skin Flat Single Pod, ein Profil aus Hochleistungskunststoff. Anders als bei klassischen Flachbandleitungen sind die E-Skin-Flat-Single-Pod-Profile nicht mit den Adern verbunden. Sie lassen sich über einen Reißverschluss öffnen, sodass der Anwender die Verseilelemente CF Clean mit wenigen Handgriffen einlegt. Bei einer geschlossenen Variante führt er die Leitungen durch die Kammeröffnungen. Im Inneren der Profile sind die Verseilelemente vor mechanischen Einflüssen geschützt. Gleichzeitig ist ausgeschlossen, dass Partikel die Umgebungsluft kontaminieren. Somit ist das System reinraumtauglich nach der strengsten Reinraumklasse 1 der ISO 14644–1, was auch durch Tests beim Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) bewiesen wurde. In 1 m3 Umgebungsluft gelangen dabei höchstens zehn Partikel der Größe 0,1 µm. Zum Vergleich: Neben einem Raucher schweben bis zu 100 000 000 Partikel, die größer als 0,5 µm sind. Möchte der Anwender neue Leitungen in Betrieb nehmen, kann er die Einzelprofile miteinander verbinden.

Gesamtvolumen deutlich reduziert

Die Modularität der E-Skin Flat Single Pods bricht somit mit den Beschränkungen klassischer Flachbandleitungen. In der Vergangenheit waren reinraumtaugliche Kabelführungen meistens auf die gewählte Ausbaustufe festgelegt. Kamen im Laufe des Maschinenlebens Leitungen hinzu, mussten Anwender oft das Führungssystem wechseln. Das neue Kabelführungssystem von Igus wächst hingegen mit den Anforderungen und garantiert damit Investitionssicherheit. Zwar wären die E-Skin Flat Single Pods mit marktüblichen Energie- und Datenkabeln kompatibel, die maximale Effizienz entfalten die Profile allerdings erst in Kombination mit Chainflex CF Clean. Dank des fehlenden Außenmantels ist der Durchmesser der Verseilelemente um 18 % reduziert, das Gewicht um 21 %. Auch das Gesamtvolumen ist reduziert, da im Vergleich zu marktüblichen Leitungen mit Mantel wesentlich dünnere Elemente zum Einsatz kommen.

Hauseigenes Reinraumlabor

Um die Entwicklung reinraumtauglicher Produkte zu beschleunigen, hat Igus in Kooperation mit dem Fraunhofer IPA ein hauseigenes Reinraumlabor in Köln gebaut. Damit lassen sich Langzeittests unter realen Bedingungen durchführen, Produkte in kürzester Zeit weiterentwickeln und auch kundenspezifische Aufbauten direkt umsetzen. CF Clean beispielsweise wurde eineinhalb Jahre mit über 40 Mio. Zyklen ausführlich getestet und ist nun marktreif.

Igus GmbH, Köln


Autor: Peter Mattonet

Branchenmanager
Reinraumtechnik, Igus

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