19.05.2020

Passgenau ausgelegte Kabelmäntel für hohe Schutzwirkung

Der richtige Mix macht's

Mäntel sind ein Fixpunkt bei der Konstruktion von Kabeln und Leitungen. Als äußere Schutzhülle sorgen sie für Langlebigkeit und störungsfreien Betrieb - unter oft schwierigsten Bedingungen. Um hier auf Nummer sicher zu gehen, greifen die Kabelmacher auf unterschiedliche Werkstoffe und kreative Lösungen zurück.

Autor: Christian Hohnen


Mantelmaterialien: Werkstoffauswahl und Additive entscheiden über die Performance der äußeren Schutzhülle von Kabeln und Leitungen.
Bild: TKD Kabel GmbH

"Das Konfigurieren des richtigen Kabelmantels ist eine überaus anspruchsvolle und hochspannende Aufgabe", so Sven Seibert, Leiter Produktmanagement bei TKD, einem der führenden Anbieter von Spezialkabeln in Europa. "Je mehr wir über die tatsächliche Anwendung wissen, umso präziser können wir die optimale Lösung aufspüren." Ganz oben auf der Checkliste steht die Frage nach dem Umgebungsstress, dem eine Leitung im täglichen Betrieb ausgeliefert ist. Hier geht es etwa um thermischen Stress, mechanische Aspekte wie Flexibilität, Zugbelastung, Abrieb- bzw. Trittfestigkeit oder chemische Belastungen - etwa Kontakt mit Lösungsmitteln oder Ölen. Im Fokus stehen auch Parameter wie Flammwidrigkeit, Halogenfreiheit oder UV-Beständigkeit. Oft sind diese Vorgaben an Normen wie DIN oder UL/CSA gekoppelt, die erfüllt werden müssen.

Breite Palette an Werkstoffen

Entscheidend bestimmt die Wahl des Mantel-Werkstoffes die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer des Kabels. Entsprechend wartet TKD mit einem breiten Spektrum unterschiedlicher Kunststoffe auf, die sich über das Hinzufügen spezieller Additive oder besondere Fertigungsverfahren noch einmal punktgenau justieren lassen. Dieser Ansatz greift bereits bei PVC, dem Klassiker unter den Mantelwerkstoffen. PVC, das vor allem in klimatisierten Räumen und bei normaler Belastung zum Zuge kommt, ist relativ kostengünstig und in einer Vielzahl von Varianten verfügbar. Diverse Auslegungen sind möglich - wie z.B. Biegewechselfestigkeit oder Flammwidrigkeit. TKD setzt ausschließlich hochwertige Special-Compounds auf PVC-Basis ein, mit denen sich einschlägige Prüfungen nach VDE, UL und anderen Vorschriften sicher bestehen lassen. Geht es um anspruchsvollere Performance, stehen TPE-Compounds hoch im Kurs. Sie enthalten außer dem Basispolymer Additive, die das endgültige Profil (z.B. Härte, chemische Beständigkeit, Entflammbarkeit) bestimmen. Favorit in der TPE-Familie ist der hochwertige Werkstoff Polyurethan (PUR), der dank seiner Allroundeigenschaften bestens für In- und Outdoor-Einsätze geeignet ist. Kabelmäntel auf PUR-Basis zeichnen sich durch mechanische und chemische Robustheit aus. Sie bestechen durch Kälteflexibilität (bis -55°C) und sind für hohe Dauertemperaturen (+95°C und mehr) geeignet. Aufgrund seiner Beständigkeit gegen Fette und Schmierstoffe eignet sich PUR für Maschinenbau und Robotik besonders gut. Auch Sonderformen gibt es: Hierzu zählen u.a. vernetzte Isolationsmaterialien, die durch ihre molekular veränderte Oberflächenstruktur etwa wirksamen Schutz vor Schweißspritzern bieten.

Additive - präzise dosiert

Je nach Einsatz greifen die Kabelkonstrukteure auf optimal eingestellte PUR-Mischungen zu. Geht es etwa um höchste Abriebfestigkeit, stehen Polyurethane mit einer Shore-Härte von bis zu 95A (extrem steif) zur Verfügung. Um Witterungsbeständigkeit bei Outdoor-Einsätzen zu garantieren, können UV-Stabilisatoren beigemischt werden. Alterungsschutzmittel helfen vielen Polymeren, extreme Temperaturen über längere Zeiträume sicher auszuhalten. Gezielt verlangsamen sie die thermisch bedingte Zersetzung der Makromoleküle und sorgen so für Langlebigkeit des Außenmantels. "Schon geringe Beimischungen von Zusätzen können die Eigenschaften eines Kunststoffes erheblich beeinflussen", so Seibert. "Daher gilt es, Additive optimal auf den Grundwerkstoff abzustimmen." Neben den Allroundern PVC und PUR werden weitere Basis-Polymere verwendet. Bestseller auf Baustellen oder im Mining sind schwere Gummischlauchleitungen, die im Fördermittel-Portfolio von TKD als eigene Produktgruppe gelistet sind. Diese Leitungen müssen vor allem mechanisch und thermisch extrem robust sein. Hier bewährt sich das als Neopren bekannte Polychloropren, ein synthetischer Kautschuk. Für Kabel, die dauerhaft Temperaturen über 105°C ausgesetzt sind, gibt es eine Palette von Fluorkohlenstoff-Thermoplasten (u.a. PTFE) - mit Warmfestigkeiten bis +260°C. Interessant ist auch Silikongummi, ein Elastomer. Silikonmäntel kommen wegen der problemlosen Sterilisierbarkeit bevorzugt in der Medizintechnik zum Einsatz.

Antibakterielle Schutzhülle

Zu den kreativsten Lösungen zählen antibakterielle Kabelmäntel, die auf die hygienischen Präventivanforderungen der Lebensmittelbranche abgestimmt sind. Der hierfür entwickelte Hygienic-Compound, der erst durch Fortschritte in der Nanotechnologie möglich wurde, reduziert das Wachstum von Mikroorganismen auf dem Außenmantel um 99 Prozent. So lässt sich die Gefahr von Kontamination durch Verunreinigungen nahezu komplett bannen. Genutzt wird die antibakterielle Wirkung von Silber, während die sonstigen mechanischen, chemischen und thermischen Eigenschaften des Mantels unverändert bleiben. Auch Doppelschicht-Mäntel sind Teil des individuellen Lösungsbaukastens. Per Co-Extrusion werden dabei unterschiedliche Werkstoffe miteinander kombiniert. Ein typisches Beispiel ist die Kaweflex Control YPUR-Serie von TKD, die mit einem Zwei-Schichtmantel aufwartet. Verknüpft wurde hier ein kostengünstiger PVC-Layer mit dem deutlich teureren Hochleistungspolymer PUR als Außenhülle. Unter dem Strich erhält der Anwender so die Performance von Voll-PUR - allerdings preiswerter. Hervorzuheben ist auch die deutlich bessere Verarbeitung. Während das Abmanteln von PUR oft schwierig ist, wird es mit dem speziellen Zwei-Schichtmantel sehr einfach. Dies bedeutet mehr Effizienz beim manuellen wie automatischen Abmanteln. Ein weiteres Plus ist die integrierte Verschleißanzeige. Beschädigungen des grauen Außenmantels werden durch den schwarzen Innenmantel sichtbar. "Im Prinzip gibt's hier Predictive Maintenance - ganz analog", so Seibert.

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