chainflex® dura o le devolvemos su dinero

Los secretos y trucos del diseño chainflex® y por qué nos atrevemos a ello

Desde el punto de vista del cliente, un sistema de conducción de energía lo único que tiene que hacer es funcionar. Pero esto sólo es posible si todos los componentes funcionan a la perfección, incluyendo, por supuesto, los cables utilizados en estos sistemas. Precisamente los cables son los que planteaban problemas a principios de la década de los 80. Con el creciente proceso de automatización aumentó también de forma gradual - y a veces hasta radicalmente - la carga a la que se veían sometidos los cables, motivo por el que aumentaron también los casos en que se estropeaban los cables guiados, pese a que la conducción de energía (estaba intacta). Los fallos debidos a los llamados "tirabuzones” y por rotura de los conductores podían en casos extremos incluso paralizar toda la producción y originar enormes costes. Decididos a solucionar este problema a sus clientes, igus® tomó la iniciativa, siendo la primera empresa en desarrollar sistemas portacables completos. Los cables chainflex® y las cadenas portacables se suministran juntos y, dependiendo de la aplicación, con una garantía al sistema completo. Sobre la base del know-how adquirido desde 1989 y de las complejas series experimentales llevadas a cabo, se desarrollaron y se siguen desarrollando hoy los principios de construcción que ayudan a impedir las paradas en las máquinas en fábricas del mundo entero.

Fig. 1: Cable trenzado en capas "aptos" para cadenas portacables

Fig. 2: Composición de los cordones y los hilos en un conductor chainflex®

Fig. 3: Trenzado en haces igus® alrededor de un cordón central

Velo

Elemento central extrusionado a prueba de tensiones.

Núcleos trenzados a capas

Haz de conductores individuales con pasos cortos

Núcleo resistente a la tracción

Revestimiento extrusionado rellenando cavidades, altamente resistente a la abrasión

Apantallamiento con ángulo de trenzado óptimizado

Revestimiento interior extrusionado rellenando cavidades

Núcleo resistente a la tracción

¿Cómo evitar la formación de "tirabuzones"?

Fig. 4: Cable de mando apantallado "aptos para cadenas portacables" tras 400.000 carreras dobles con un coeficiente de resistencia a la flexión de 10xd En este caso, el término "tirabuzón” no se refiere a un mechón de cabello rizado sino a una deformación permanente en un cable flexible provocada por una carga excesiva, lo que generalmente conduce rápidamente a la rotura del conductor. ¿Cómo se originan, y cómo se evita la formación de estos tirabuzones? Junto a una instalación correcta de todo el sistema de cadenas portacables, juega un papel decisivo la confección de los cables flexibles. Básicamente, se distinguen cables trenzados en haces y en capas.

Cable dañado en una cadena portacables

Características del trenzado por capas

El cableado en capas es mucho más fácil de confeccionar, por lo que se ofrece en el mercado en los llamados cables "aptos para cadenas portacables” a poco precio. Lo que a primera vista parece una solución tentadora, en la práctica diaria puede resultar un costoso error si un "tirabuzón” pone fuera de servicio la instalación accionada a través de estos cables. ¿Cómo se originan estos problemas? Para responder a ello conviene echar un vistazo a la estructura del cable. (fig. 1) En el trenzado por capas, los conductores del cable se trenzan de forma más o menos fuerte en varias capas generalmente largas alrededor de un núcleo y se recubren con un revestimiento extrusionado tubular. En los cables apantallados, los conductores se envuelven además en velo o film. ¿Qué ocurre, pues, cuando se pone en funcionamiento un cable de, por ejemplo, 12 conductores confeccionado de esta manera? Al ponerse en movimiento, el proceso de flexión comprime el conductor dispuesto en el radio interior del cable mientras alarga el conductor en el radio exterior. Al principio, esto aún no supone ningún problema, ya que la elasticidad del material es suficientemente grande. Al poco tiempo, sin embargo, la fatiga del material provoca deformaciones irrevocables y los conductores se salen del trayecto preestablecido generando nuevas zonas de compresión y tracción. Se produce entonces el citado tirabuzón, que seguidamente produce la rotura del conductor.

El trenzado en haces - complejo, seguro y de eficacia probada millones de veces desde 1989.

El trenzado en haces elimina estos problemas gracias a su compleja estructura interior que está trenzada varias veces. En este caso se entrelazan primero los cordones con un paso de cableado determinado. Los conductores resultantes se vuelven a trenzar en haces individuales de conductores. Cuando las secciones son grandes, el trenzado se realiza alrededor de un elemento de descarga de tracción. En el paso siguiente, se vuelve a trenzar este haz de conductores alrededor de un núcleo resistente a la tracción, resultando un verdadero cordón central.
Gracias a este trenzado múltiple de los conductores, todos los conductores cambian varias veces del radio interior al exterior del cable en la misma distancia. De este modo se compensan las fuerzas de tracción y compresión alrededor del núcleo cordón central altamente resistente a la tracción, que le confiere al trenzado la estabilidad interna necesaria. De esta manera se asegura la estabilidad del trenzado aún cuando se somete a fuerzas de tracción muy altas.

¿Qué son los problemas de CEM y las roturas del hilo apantallado?

El apantallamiento de los cables básicamente cumple dos funciones:

Protegen las señales de los cables contra interferencias exteriores

Apantallan contra las interferencias para que no se transmitan hacia el exterior

Ambas funciones son igual de importantes, ya que las señales erróneas pueden producir daños considerables tanto en la instalación como en los equipos exteriores. Además, este punto es particularmente problemático porque un blindaje defectuoso no suele reconocerse desde fuera, con lo que la búsqueda del defecto se vuelve bastante dificultosa. ¿Cómo se llegan a originar estos problemas?

La respuesta se halla otra vez en el interior del mismo cable: ¿Está el apantallamiento adaptado al movimiento del conductor? Sí. Apantallar un cable fijo es fácil, pero más difícil (y costoso) resulta garantizar un apantallamiento permanente cuando hay movimiento.
En los llamados cables "aptos para sistema de cadena portacables", por ejemplo, el conjunto de conductores trenzados se encuentra rodeado de una capa intermedia de láminas o velos. Esta capa ha de asegurar la separación de los conductores y el trenzado del apantallamiento. Pero aunque este sistema funciona cuando los cables están estáticos, en cuanto hay movilidad muchas veces ya no asegura dicha separación. Puesto que las láminas o los velos no logran que el trenzado, el blindaje y el revestimiento formen un conjunto, por lo que pueden llegar a deshacerse al someterse a cargas. Si esto ocurre, el apantallamiento metálico roza contra el aislamiento de los conductores, con lo cual ya están programados los cortocircuitos. También la confección del apantallamiento es complicada y costosa. Este hecho puede ser la razón de que se empleen apantallamientos trenzados abiertos o incluso sólo meros filamentos enrollados. Los inconvenientes saltan a la vista: los apantallamientos abiertos tienen ya en estado inmóvil un efecto de apantallamiento incompleto - el movimiento y la elongación, reducen esta protección aún más. El tipo de apantallamiento es, pues, un factor importante que no se menciona en algunos catálogos.
En sus cables lineales en un 70% aproximádamente y cubiertos ópticamente en un 90% aproximadamente, igus® elimina estas deficiencias con un diseño optimizado de la estructura interior. Esto significa que en casi todos los cables flexibles chainflex® apantallados se coloca un revestimiento interior extrusionado rellenando cavidades alrededor del trenzado. Este "segundo revesimiento" tiene dos funciones:

Mantiene unido el trenzado y conduce los diferentes conductores en forma de canal.

Sirve de base sólida y redonda a un apantallamiento muy compacto.

Rotura del revestimiento a (36x0,142) después de sólo 900.000 carreras dobles con un cociente de flexión de 7,8xd

Roturas de los filamentos del apantallamiento y cómo evitarlas

Aun durante la producción del apantallamiento, se puede proceder de manera correcta o incorrecta. El ángulo de trenzado es un parámetro importante aquí. En los cables denominados “chain-fit”, generalmente se espera una carga de tracción de los cables apantallados en el radio exterior del cable. Si el ángulo de trenzado además es adverso, la carga de tracción aumenta más y es posible que se produzcan cortes en los cables apantallados. Las consecuencias abarcan desde efecto disminuido de apantallamiento hasta cortocircuitos, si los extremos puntiagudos de los cables perforan los conductores a través de las mallas o películas. Aviso importante: cuando el apantallamiento puede deslizarse fácilmente sobre la envoltura después de quitarla, el apantallamiento ya no es apto para mover sistemas de suministro de energía en la mayoría de los casos. igus® responde a esto de manera específica:

El ángulo de trenzado del apantallamiento, determinado mediante ensayos de larga data, neutraliza de manera segura las fuerzas de tracción y, en consecuencia, es idealmente apto para Cadenas Portacables.

Debido a la estabilidad de la envoltura interior, el apantallamiento no puede moverse sin control.

El apantallamiento en sí ofrece protección de torsión en el trenzado.

Desgaste del revestimiento / Rotura del revestimiento

Mientras que los defectos en el interior del cable prácticamente no se pueden detectar desde el exterior,, los problemas del revestimiento saltan enseguida a la vista. El revestimiento es la mejor protección de la complicada estructura interior del cable. Por tal razón, los revestimiento dañados, desgastados y porosos suponen un grave defecto cualitativo. Para evitarlo, el cliente de igus puede adaptar sus cables para cadenas portacables a las condiciones del entorno sirviéndose para ello de 7 materiales de revestimiento diferentes.

Revestimiento exterior extrusionado rellenando cavidades

Pero no sólo el material, sino también la forma en que está confeccionado desempeñan una importante función. En los llamados cables "aptos para cadenas portacables", los revestimientos suelen estar extrusionados tubularmente, pero no ofrecen la sujeción que el trenzado precisa al doblarse constantemente. El trenzado puede llegar a desintegrarse.
Por tal razón, igus es el primer fabricante de sistemas de cadenas portacables que ofrece el llamado revestimiento "extrusionado rellenando cavidades".
Aquí se inyecta el material del revestimiento entre el trenzado de conductores, asegurando así que no se abra el trenzado y que los conductores sean guiados como en un canal. La característica particular de este complejo tipo de fabricación es que los espacios intermedios que se originan entre los conductores al trenzarlos se rellenan completamente con el material del revestimiento debido a la alta presión de extrusión. De este modo, el material del revestimiento forma como una especie de canal que permite a los conductores realizar un movimiento longitudinal determinado. El revestimiento hace además de soporte adicional del trenzado.