In der industriellen Fertigung zählen ungeplante Produktionsunterbrechungen zu den teuersten Risiken. Besonders anfällig sind Anwendungen, in denen Leitungen permanent bewegt werden. Typische Beispiele sind Energieführungsketten in Werkzeugmaschinen, Roboterachsen in der Automobilfertigung oder Linearantriebe in Intralogistiksystemen.
In der Praxis dominieren bislang zwei Wartungsstrategien. Entweder werden Leitungen erst ersetzt, wenn bereits ein Schaden aufgetreten ist, oder sie werden vorsorglich in festen Intervallen ausgetauscht – unabhängig davon, ob tatsächlich Verschleiß vorliegt. LAPP verfolgt einen anderen Ansatz: Mit dem Projekt PdM4ÖLFLEX arbeitet das Unternehmen an einer zustandsbasierten Wartung für Energie- und Steuerleitungen der Marke ÖLFLEX®. Ziel ist es, den Zustand dieser Leitungen während des laufenden Betriebs kontinuierlich zu erfassen und einen Austausch genau dann vorzunehmen, wenn er technisch sinnvoll und wirtschaftlich erforderlich ist.
Die Grundlage für diese Entwicklung bildet ein früheres Projekt. Bereits 2021 brachte LAPP mit ETHERLINE® GUARD ein System zur Zustandsüberwachung von Datenleitungen auf den Markt. Die dabei gesammelten Erfahrungen haben jedoch eine bislang ungelöste Herausforderung deutlich gemacht: Während sich Datenleitungen relativ gut überwachen lassen, fehlt für klassische Energie- und Steuerleitungen bisher eine praxistaugliche Methode, ihren Zustand während des Betriebs zuverlässig zu erfassen.
Wie sich Leitungsverschleiß im Betrieb erkennen lässt
Die Zustandsüberwachung bei PdM4ÖLFLEX basiert auf der Zeitbereichsreflektometrie (Time Domain Reflectometry, TDR). Dabei wird ein kurzer elektrischer Impuls in eine Leitung eingespeist. Trifft dieser auf eine Impedanzänderung – etwa durch mechanischen Verschleiß oder eine beginnende Schädigung – wird ein Teil des Signals reflektiert. Aus Laufzeit und Amplitude der Reflexion lassen sich Ort und Art der Veränderung ableiten.
„Die eigentliche Innovation liegt nicht in der TDR-Messung selbst“, erklärt Tobias Heuft, Research Engineer Advanced Technology bei LAPP. „Die Messung ist seit Jahrzehnten bekannt. Entscheidend ist, dass wir sie so einkoppeln, dass die Leitung unter voller Betriebsspannung weiterarbeitet. Wir brauchen keine zusätzliche Sensorader oder speziell aufgebaute Leitung.“ Die Anwendung der TDR-Messung für Energieleitungen im laufenden Betrieb hat LAPP patentieren lassen.
Das Messsignal wird potentialfrei auf eine stromführende Leitung aufgeprägt. Spezielle Filter sorgen dafür, dass das niederfrequente Nutzsignal stabil bleibt, während das hochfrequente Messsignal in die Leitung eingespeist wird. Im Betrieb sendet das System regelmäßig kurze Messimpulse im Mikrosekundenbereich. Die reflektierten Signale werden zeitlich hochauflösend erfasst und digital ausgewertet.
Bei Inbetriebnahme speichert das System das Referenzprofil einer intakten Leitung. Im Betrieb vergleicht die Elektronik aktuelle Reflexionsprofile mit diesem Ausgangszustand. Aus der quadrierten Abweichung über die Leitungslänge wird ein Kennwert berechnet: der Kabelstatus. „Wir sehen nicht nur, dass sich etwas verändert, sondern auch, wo es sich verändert“, so Tobias Heuft. „So können wir zwischen einer gleichmäßigen Alterung und einer lokalen Schädigung unterscheiden.“
Zustandsdaten ermöglichen planbare Wartung
Der praktische Mehrwert zeigt sich vor allem in hochdynamischen Anwendungen. Dort können Energieleitungen frühzeitig überwacht werden, bevor ein Leiterbruch oder Isolationsschaden auftritt. Der Austausch kann in geplante Wartungsfenster verlegt werden, um ungeplante Stillstände zu vermeiden. Auch im Umgang mit Leitungspaketen eröffnet der Ansatz neue Möglichkeiten. In vielen Anlagen verlaufen Daten-, Steuer- und Energieleitungen gemeinsam in einem sogenannten Dresspack. Wird eine einzelne Leitung auffällig, wird häufig das gesamte Paket ersetzt. Kombiniert man eine Überwachung von Datenleitungen mit ETHERLINE® GUARD und Energieleitungen mit PdM4ÖLFLEX, könnten künftig nur die tatsächlich verschlissenen Komponenten getauscht werden.
Das wirkt sich auch auf den Ressourceneinsatz aus: Leitungen werden nicht vorsorglich entsorgt, sondern bis zum tatsächlichen Verschleißende genutzt.
Praxisfeedback als Teil der Produktentwicklung
Die erste öffentliche Vorstellung des Konzepts erfolgte 2025 auf der SPS, der Fachmesse für Automatisierungstechnologie in Nürnberg. Wie bereits beim Vorgängerprojekt ETHERLINE® GUARD setzte LAPP auch bei PdM4ÖLFLEX bewusst auf eine frühe Präsentation des Entwicklungsstands. Der Hintergrund: Rückmeldungen aus der industriellen Praxis sollen bereits in einer frühen Phase in die Weiterentwicklung einfließen und helfen, das tatsächliche Marktpotenzial realistisch einzuschätzen. „Wir entwickeln kein Produkt im stillen Kämmerlein“, sagt Tobias Heuft. „Wir wollen früh verstehen, wie der Markt den Mehrwert einschätzt. Erst dann entscheiden wir über die nächsten Schritte.“
Die bisherigen Reaktionen aus der Industrie zeigen ein differenziertes Bild. Das Interesse ist derzeit nicht in allen Bereichen gleichermaßen stark ausgeprägt, doch in bestimmten
Anwendungsfeldern stößt der Ansatz auf spürbare Aufmerksamkeit. Besonders Unternehmen, die bereits Condition-Monitoring-Systeme einsetzen oder regelmäßig mit Leitungsausfällen konfrontiert sind, zeigen konkretes Interesse. „Wir sehen vor allem zwei Gruppen“, erläutert Tobias Heuft. „Zum einen Unternehmen mit akutem Leidensdruck, bei denen Leitungen regelmäßig ausfallen. Zum anderen Betriebe, die bereits Zustandsdaten aus vielen Sensoren erfassen und passive Komponenten wie Leitungen systematisch integrieren wollen.“ Entsprechend richtet sich PdM4ÖLFLEX in erster Linie an Anwendungen mit erhöhtem Ausfallrisiko und hohem wirtschaftlichem Schadenspotenzial und weniger an klassische Standardinstallationen.
Nach erfolgreichen technischen Versuchsreihen rückt nun die nächste Phase der Entwicklung in den Mittelpunkt: die Industrialisierung des Systems. Die grundlegende Messtechnik ist nach Angaben des Entwicklungsteams bereits funktionsfähig. „Die Messphysik funktioniert. Die eigentliche Entwicklungsarbeit besteht jetzt darin, das System zu miniaturisieren und in ein industrietaugliches Gerät zu überführen“, erklärt Heuft. Für eine gewisse Verzögerung sorgt dabei, dass die in den Tests eingesetzten Leitungen von LAPP sich als besonders robust erweisen. Bis unter realistischen Einsatzbedingungen tatsächlich Verschleißerscheinungen auftreten und belastbare Vergleichsdaten entstehen, vergeht daher entsprechend Zeit – ein Umstand, der im Projektteam durchaus mit einem Augenzwinkern betrachtet wird.
Letztlich entscheidet jedoch vor allem die wirtschaftliche Perspektive über den praktischen Nutzen. In anspruchsvollen Anwendungen können Energie- und Motorleitungen bereits bei hundert Metern Länge Kosten im vierstelligen Bereich erreichen. Noch deutlich schwerer wiegen jedoch die finanziellen Folgen ungeplanter Produktionsstillstände. Bereits mit einem verhinderten Ausfall kann sich ein solches System amortisieren.
HANNOVER MESSE 2026 AUSSTELLER: Halle 27, J24
