Reibungskoeffizient beim Einziehen von Kabeln – Teil 1

Bei der Beurteilung der Durchführbarkeit von Kabelzugprojekten ist ein Verständnis des Reibungskoeffizienten hilfreich.

Lubricant is shown covering a large cable

Die wissenschaftliche Grundlage des Einziehens von Kabeln ist für Ingenieure und Monteure interessant, die die Durchführbarkeit von Kabelzügen beurteilen müssen. Ein Grundverständnis kann zu besseren Ergebnissen in der Praxis führen. Im Mittelpunkt dieser wissenschaftlichen Grundlage steht der Reibungskoeffizient, dessen Messung manchmal auch als „Tribologie“ bezeichnet wird. Es gibt viele Möglichkeiten für die Berechnung des Reibungskoeffizienten, dies hängt jedoch in erster Linie von den Einsatzbedingungen ab. In Spannungsgleichungen ist der Reibungskoeffizient zwar eine Konstante, wird aber als ein dynamischer Faktor verwendet, der andere Praxisbedingungen umfasst. Dieser kann auch als effektiver Reibungskoeffizient bezeichnet werden.

Definition des Reibungskoeffizienten: Der Reibungskoeffizient ist definiert als das Verhältnis zwischen der Kraft, die erforderlich ist, um eine Oberfläche horizontal über eine andere zu bewegen, und der Kraft zwischen den beiden Oberflächen. Der Reibungskoeffizient wird für die Vorausberechnung der Kraft oder Spannung verwendet.

Folgende Faktoren beeinflussen den Wert:

Der Reibungskoeffizient hängt zwar hauptsächlich von den beiden Oberflächen ab, die sich aneinander reiben, der Wert wird jedoch durch mehrere Faktoren beeinflusst.

  • Materialien – Abweichungen bei der Zusammensetzung des Materials haben einen Einfluss auf den Reibungskoeffizienten. Polymere können zusätzliche Füllstoffe oder Weichmacher enthalten. Metalllegierungen können sich unterschiedlich verhalten, meistens handelt es sich jedoch um Unterschiede bei der Glattheit der Oberfläche. Kunststoffbeschichtungen, Metalloxide und andere Veränderungen der Oberfläche wirken sich alle auf den Reibungskoeffizienten aus.
  • Bewegung – die Energie, die für die Einleitung einer Bewegung (Haftreibungskoeffizient) benötigt wird, ist höher als die Energie, die erforderlich ist, um die Bewegung des Objekts aufrecht zu erhalten (Gleitreibungskoeffizient).
  • Normalkraft – auch ein höherer Druck verändert die Eigenschaften der Oberfläche. Beim Einziehen von Kabeln wird dies als ein niedrigerer Reibungskoeffizient in Krümmungen unter einem hohen Seitenwanddruck beobachtet.
  • Temperatur – von den Umständen und vom Material abhängig. Die Temperatur wirkt sich direkt auf den Reibungskoeffizienten aus. Kabel- und Rohrmaterialien werden bei hohen Temperaturen oft weich und verhärten sich bei niedrigen Temperaturen.
  • Auftrag von Schmiermittel – verringert den Reibungskoeffizienten zwischen zwei Oberflächen. Schmiermittel reagieren unterschiedlich auf Materialien und werden ebenfalls durch die oben genannten Faktoren beeinflusst. Das Schmiermittel muss die Oberfläche ganz bedecken, wenn die beiden Materialien zusammengedrückt werden und aneinander reiben. Manche Oberflächen sind hier schwieriger als andere; dieses Thema wird in zukünftigen Blog-Artikeln behandelt.


Messung und Auswahl des Reibungskoeffizienten

Welcher Reibungskoeffizient liefert die besten Zugspannungs-Schätzungen beim Einziehen von Kabeln für die Einsatzplanung und das Design des optimalen Kabelsystems? 0,50 oder 0,35? Die richtige Antwort? Es kommt darauf an.

Der beste Reibungskoeffizient für die Vorausberechnung der Kabelspannung kann als der effektive Reibungskoeffizient beschrieben werden. Er berücksichtigt alle der oben genannten Faktoren: die Materialien, den Seitenwanddruck und – besonders wichtig – das verwendete Schmiermittel. Er kann auch erhöht werden, wenn der Zustand des Rohrs nicht bekannt ist, oder um einen hohen Füllgrad des Rohrs usw. zu berücksichtigen. Glücklicherweise verfügt Polywater® über eine umfassende Datenbank von effektiven Reibungskoeffizienten, die Ingenieuren und Elektroinstallateuren den Zugang zu Kabelzugdaten ermöglicht, die über viele Jahre hinweg zusammengetragen wurden.

Die umfassende Reibungskoeffizienten-Datenbank von Polywater, die unsere Pull-Planner™-Software unterstützt, wurde anhand echter Kabel und Rohre entwickelt. Unsere Wissensdatenbank wurde mit verschiedenen Prüfverfahren und Ergebnissen aus der Praxis aufgebaut. Voraussetzung für diese Prüfungen ist die Kenntnis und Messung der Kräfte, die auf die beiden Materialien aufgebracht werden, um den Reibungskoeffizienten abzuleiten. Bei diesen Prüfungen werden unterschiedliche Kabel- und Rohrarten von verschiedenen Herstellern und verschiedene Materialvarianten verwendet, um praxisähnliche Bedingungen zu schaffen. Unsere Datenbank besteht aus einer umfassenden Auswahl der einzelnen Materialarten und Tausenden von Einzelprüfungen.

Zusammenfassung

Polywater verfügt über langjährige Erfahrung und eine umfassende Datenbank zur Reibungsmessung. Unsere Kabelschmiermittel wurden auf der Basis dieser Arbeit entwickelt und sind für spezifische Arten des Kabelzugs ausgelegt. Unsere Installationsleitfäden basieren auf unserer Kenntnis dieser Materialien und Faktoren.