Es gibt drei verbreitete Wege, einer bewegten Anlage Energie zuzuführen: das Schleifleitungssystem, das Kabelschleppsystem (Festoon) und die Leitungstrommel. Alle drei erfüllen dieselbe Aufgabe; sobald es jedoch um Entfernung, Geschwindigkeit, Umgebungsbedingungen und den Bedarf an Datenübertragung geht, unterscheiden sie sich deutlich. Eine falsche Wahl zeigt sich nicht bei der Erstinvestition, sondern über die Jahre als Leitungsbruch, ungeplanter Stillstand und Wartungskosten.
Wie arbeiten die drei Verfahren?
Schleifleitungssystem
Es besteht aus einem leitenden Profil, das entlang der Fahrstrecke verläuft, und einem Stromabnehmer, der in diesem Profil gleitet. Bewegt sich die Anlage, fährt der Stromabnehmer entlang der Schleifleitung mit, und die Energie wird unterbrechungsfrei übertragen. Durch den geschlossenen, isolierten Aufbau besteht Berührungsschutz; bei modernen Kompaktschleifleitungen ist über dieselbe Strecke auch die Datenübertragung möglich.
Kabelschleppsystem (Festoon)
Die Leitung hängt an Laufwagen, die sich auf einer Schiene bewegen; fährt die Anlage, legt sich die Leitung wie ein Balg zusammen und zieht sich wieder auseinander. Bei hohen Strömen und vieladrigen Steuerleitungen ist das eine wirtschaftliche Lösung. Im Freien und im Schwerlastbetrieb ist sie weit verbreitet.
Leitungstrommel
Die Leitung wird auf eine motor- oder federangetriebene Trommel gewickelt. Entfernt sich die Anlage, läuft die Leitung ab, nähert sie sich, wird sie aufgewickelt. Wo die Bewegung nicht auf einer Schiene erfolgt und die Fahrstrecke frei ist, ist das meist die einzige umsetzbare Lösung.
Gegenüberstellung
| Kriterium | Schleifleitung | Festoon | Leitungstrommel |
|---|---|---|---|
| Fahrstrecke | Feste Strecke; gekrümmte Strecken möglich | Feste Strecke | Freie Strecke, drehende Bewegung |
| Geschwindigkeit | Für hohe Geschwindigkeiten geeignet | Mittlere Geschwindigkeit | Mittlere Geschwindigkeit |
| Platzbedarf | Sehr gering; das Profil verschwindet neben der Schiene | Platz für die Tragschiene nötig | Platz für die Trommel am Fahrzeug nötig |
| Datenübertragung | Über dieselbe Strecke möglich | Über eine eigene Leitung | Über Schleifring |
| Wartung | Regelmäßige Prüfung der Schleifkohlen | Prüfung von Laufwagen und Leitung auf Verschleiß | Prüfung von Wicklung, Schleifring und Leitung |
| Typischer Einsatz | Kran, Transferwagen, AS/RS, Montagelinie | Schwerlastkrane, Freigelände | Hafenausrüstung, Hebebühnen, elektrische Baumaschinen |
Fünf Fragen, die die Wahl bestimmen
- Ist die Fahrstrecke fest? Gibt es eine wiederkehrende Strecke auf einer Schiene, ist das Schleifleitungssystem meist die sauberste Lösung. Ist die Strecke frei oder dreht sich die Anlage, wird eine Leitungstrommel gebraucht.
- Wie groß sind Entfernung und Geschwindigkeit? Über lange Strecken und bei hoher Geschwindigkeit ist die Schleifleitung im Vorteil, weil sie die mechanische Ermüdung der Leitung ausschließt.
- Wie ist die Umgebung? Staub, Feuchtigkeit, Kühllager, Freigelände, korrosive Umgebung: Sie verändern Schutzart und Werkstoffwahl. In Kühlhäusern ist das Versteifen der Leitung eine ernste Einschränkung für Festoon-Lösungen.
- Werden auch Daten übertragen? Besteht Bedarf an Positionierung und Kommunikation, verkürzen Lösungen, die Energie und Daten in einer Infrastruktur vereinen, die Inbetriebnahme.
- Gibt es ein Wartungsfenster? In Anlagen, deren Produktion nicht angehalten werden kann, steht das System im Vordergrund, das wenig Wartung braucht und dessen Ersatzteile rasch verfügbar sind.
Wann kommt die berührungslose Energieübertragung in Frage?
Wo kein Verschleißteil erwünscht ist, wo Hygiene entscheidend ist oder wo Funkenbildung nicht hinnehmbar wäre, wird die Energie ohne mechanischen Kontakt über ein Magnetfeld übertragen. Die Investitionskosten sind höher; dafür sinkt der Wartungsbedarf auf das Mindestmaß, weil es kein verschleißendes Kontaktelement gibt. Gewählt wird sie bei schnellen Transportsystemen und in Reinraumanwendungen.
Kurzer Weg nach Anwendung
- Laufkran in der Halle: Kompaktschleifleitung; auf kurzen Strecken Festoon.
- Automatisches Lager (AS/RS): Kompaktschleifleitung; da hohe Geschwindigkeit und genaues Positionieren verlangt werden, sind Energie, Daten und Position gemeinsam zu planen.
- Hafen- und Freigeländeausrüstung: Motorangetriebene Leitungstrommel; sie sorgt über große Entfernungen für eine gleichmäßige Wicklung.
- Kurze Strecke, einfache Bewegung: Die Federleitungstrommel ist eine praktische und wirtschaftliche Lösung.
- Schwerlastbetrieb, hoher Strom: Große Leitungswagensysteme.
Zwei Punkte, die in der Berechnung nicht fehlen dürfen
Spannungsfall
Das häufigste Problem langer Strecken ist, dass die Anlage am Streckenende nicht die nötige Spannung sieht. Das zeigt sich als schwerer Anlauf, Erwärmung und Umrichterstörung. Streckenlänge, aufgenommener Strom und Leiterquerschnitt sind gemeinsam zu bewerten; bei Bedarf wird die Einspeisung in die Streckenmitte gelegt oder an mehreren Stellen eingespeist. Diese Rechnung, die auf kurzen Strecken unwichtig erscheint, entscheidet bei Strecken über 100 Meter darüber, ob das System überhaupt arbeitet.
Stromabnehmer und Verschleißteile
Beim Schleifleitungssystem ist das einzige Verschleißteil die Schleifkohle des Stromabnehmers. Ihre Lebensdauer ändert sich mit Streckenlänge, Zyklenzahl pro Tag, Staub in der Umgebung und Schwingungen. Wird bei der wiederkehrenden Prüfung die Kohlenlänge gemessen und festgehalten, lässt sich der Wechselzeitpunkt vorhersehen und der ungeplante Stillstand entfällt. Beim Festoon gilt dieselbe Überlegung für Leitung und Laufwagenrollen, bei der Leitungstrommel für Schleifring und Wicklung.
Die Wahl in schwierigen Umgebungen
- Kühl- und Tiefkühllager: Da die Leitung bei tiefen Temperaturen versteift und ihre Beweglichkeit verliert, stößt Festoon an Grenzen. In diesen Umgebungen werden Kompaktschleifleitungen aus kältetauglichen Werkstoffen gewählt.
- Freigelände und Küstennähe: Korrosion und Feuchtigkeit bestimmen Werkstoff und Schutzart. Bei Hafenausrüstung sind nichtrostende Verbindungselemente und eine hohe Schutzart Standard.
- Staubige und spanbelastete Umgebungen: Statt Systemen mit offenen Leitern sind geschlossene Profile zu bevorzugen; Staub erzeugt an der Kontaktfläche Widerstand und Erwärmung.
- Lebensmittelbereich und Reinraum: Reinigbarkeit und Partikelfreiheit haben Vorrang; Lösungen ohne verschleißendes Kontaktelement stehen im Vordergrund.
- Hohe Temperatur: In Bereichen wie Gießerei und Walzwerk sind hitzebeständige Leiter- und Isolierwerkstoffe erforderlich.
Häufig gestellte Fragen
Was ist ein Schleifleitungssystem und wozu dient es?
Ein Schleifleitungssystem überträgt über ein leitendes Profil, das entlang der Fahrstrecke verläuft, elektrische Energie unterbrechungsfrei auf eine bewegte Anlage. Eingesetzt wird es zur Versorgung dauernd bewegter Ausrüstung wie Krane, Transferwagen und automatische Lagersysteme.
Worin unterscheiden sich Leitungstrommel und Festoon?
Beim Festoon hängt die Leitung an Laufwagen auf einer Schiene und wird waagerecht zusammengelegt; bei der Leitungstrommel wird die Leitung auf eine Trommel gewickelt. Wo keine Schiene verlegt werden kann oder die Bewegung frei ist, wird eine Leitungstrommel gebraucht.
Ist über ein Schleifleitungssystem auch Datenübertragung möglich?
Ja. Es gibt Lösungen, die über dieselbe Infrastruktur wie die Energieübertragung auch Daten übertragen; damit entfällt eine eigene Kommunikationsstrecke und die Inbetriebnahme verkürzt sich.
Muss ich mein vorhandenes System erneuern?
Treten häufige Leitungsstörungen, unregelmäßige Wicklung, Erwärmung oder ungeplante Stillstände auf, passt die vorhandene Lösung womöglich nicht zur Anwendung. Werden Streckenlänge, Geschwindigkeit, Strom und Umgebungsbedingungen gemessen, ist meist eine schrittweise Erneuerung auf der vorhandenen Infrastruktur möglich.
Lässt sich eine Schleifleitung nachträglich verlängern?
Ja. Schleifleitungssysteme sind modular aufgebaut; die Strecke lässt sich mit zusätzlichen Profilen und Verbindungselementen verlängern. Bei der Verlängerung ist der Spannungsfall neu zu bewerten, und bei Bedarf ist die Einspeisung zu versetzen oder eine zweite Einspeisung zu ergänzen.
Teilen Sie uns Streckenlänge, Geschwindigkeit und Strombedarf Ihrer Anwendung mit; wir bestimmen gemeinsam die passende Lösung zur Energieübertragung. Nehmen Sie Kontakt auf.
