Het hoeft niet altijd koper te zijn

MS Spaichingen GmbH is actief op verschillende gebieden voor de automobielindustrie. De divisie lastechniek is gespecialiseerd in de bouw van individuele ultrasone lassystemen voor het verbinden van kunststof onderdelen. Er zijn echter ook grenzen aan ultrasoon lassen. Als er bijvoorbeeld metaal en kunststof moeten worden samengevoegd, wordt verwarmd contactklinken als alternatief gebruikt. Bij dit proces, ontwikkeld door MS Spaichingen, wordt alleen de temperatuur op het materiaal toegepast en wordt een klinknagelverbinding zonder spleten geproduceerd. Het proces omvat ook het meten van de temperatuur op de klinkpunten. Elke klinkmatrijs die gebruikt wordt in de systemen van MS Spaichingen is daarom uitgerust met een thermokoppel dat de temperatuur meet.
Aanvankelijk werd een kabel van de verwarmingsfabrikant gebruikt voor de energie- en signaaltoevoer. Na ongeveer 100.000 dubbele slagen, wat overeenkomt met een bedrijfsduur van het systeem van een jaar, begon de kabel echter te breken en bij elke cyclus op en neer te bewegen.
Het zoeken naar een alternatieve kabel was niet eenvoudig, omdat er speciale materialen gebruikt moesten worden. Het proces vereist dat de kabel dezelfde legering heeft als het thermokoppel in plaats van de gebruikelijke koperen geleider. Dit betekent dat kabels gemaakt van legeringen zoals een nikkel/chroom-nikkelverbinding nodig zijn - en in grote hoeveelheden. Er was ook een flexibele en dynamische kabel nodig.
De ontwikkelaars van igus® moesten eerst de basis leggen door te zoeken naar manieren om de relatief harde en brosse legeringen te verwerken tot draden. Naast het sensorsignaal moesten de kabels ook energie overbrengen naar de sensorkop. Er moest een combinatie van koperdraden en thermokoppelkabels worden gekozen, waarbij de relatief zachte koperdraden zodanig moesten worden gecombineerd met de harde kern van de thermo-legeringen dat zelfs onder dynamische belasting een lange levensduur kon worden bereikt.

Op basis van deze specificaties ontwikkelde igus® eerst een flexibele kabel met alleen thermokoppels, die nu in het programma zit als chainflex® CFTHERMO.K.001, evenals een kabel met drie koperdraden en een thermokoppel (CFTHERMO.K.002). Het kabeltype K.002 werd getest bij igus® en MS Spaichingen, en de ontwerpers van de MS gaven hun goedkeuring na 300.000 dubbele slagen. De CF-thermo-kabel wordt nu al enkele jaren gebruikt en de ervaringen zijn over het algemeen positief. Joachim Wein, verantwoordelijk voor de ontwikkeling van elektronica in de divisie lastechniek bij MS Spaichingen: "We gebruiken de kabels met en zonder energieketting en hebben nog geen enkele storing gehad."
igus® heeft het CFTHERMO programma uitgebreid en andere legeringen toegevoegd, die bijvoorbeeld gebruikt worden voor het meten van hogere temperaturen. Daarnaast zijn sinds vorig jaar ook "readycable®" , d.w.z. kant-en-klare kabels voor thermokoppels, verkrijgbaar. De connectoren zijn gemaakt van hetzelfde materiaal als de kabels. De dynamische tests die igus ® uitvoerde met de eerste chainflex® thermokabel lopen nog steeds. Ze begonnen in januari 2011 en hebben nu meer dan 100 miljoen dubbele slagen bereikt en de weerstandsmetingen vertonen nog steeds geen onregelmatigheden. Ondertussen is igus® ook andere toepassingen voor dergelijke kabels tegengekomen - zelfs intern, meer bepaald in de spuitgieterij, waar honderden spuitgietmachines glijlagers, energiekettingen en andere igus® producten produceren. In deze machines moet de temperatuur van het proces ook worden bewaakt en deze taak wordt uitgevoerd door thermokoppels. Maar bewegende kabels die de specificatie van een thermokoppel hebben en ook uiterst betrouwbaar zijn, worden ook steeds vaker op andere gebieden gebruikt.