Der richtige Mix macht’s

Industrieelektronik

Kabel – Um bei der Wahl des richtigen Kabelmantels auf Nummer sicher zu gehen, greifen etablierte Kabelhersteller wie TKD auf ein großes Repertoire an Werkstoffen und Mischungen zurück. Erfahrung und Entwicklung zählen, um die Mantelmischung perfekt abzustimmen.

12. Juni 2018

Kabelmäntel sind ein zentrales Konstruktionselement bei der Auslegung von Kabeln und Leitungen. Als äußere Schutzhülle sorgen sie wesentlich für Langlebigkeit und sicheren Betrieb – und das unter teilweise schwierigsten Bedingungen. »Beim Aufspüren des optimalen Kabelmantels sind in der Regel unterschiedlichste Faktoren zu beachten, was das Ganze zu einer spannenden Aufgabe macht«, sagt Sven Seibert, Leiter Produktmanagement bei Spezialkabelhersteller TKD. »Je mehr wir über die Anwendung – etwa an einem Schweißroboter oder in einer hygienetechnisch sensiblen Verpackungslinie für Lebensmittel – wissen, umso präziser können wir vorgehen und die richtigen Register ziehen.«

Ganz oben auf der Checkliste steht die Abfrage nach dem praktischen Umgebungsstress, dem eine Leitung bei ihrem Einsatz ausgeliefert ist. Dabei geht es um thermische Belastungen etwa durch Temperaturextreme oder abrupte Temperaturwechsel, aber auch um mechanischen Stress wie Belastung oder Abrieb oder chemische Belastungen wie etwa der Kontakt mit Lösungsmitteln oder Ölen. Zum Abfrageprofil gehören auch Eigenschaften wie Flammwidrigkeit, Halogenfreiheit oder UV-Beständigkeit. Oft sind diese Vorgaben an regionale Normen wie DIN oder UL/CSA geknüpft, die unbedingt erfüllt werden müssen. »In der Praxis ist es fast immer eine Kombination verschiedenster Anforderungen, denen ein Kabelmantel gerecht werden muss«, fasst Seibert zusammen. »Entsprechend müssen wir in mehrere Richtungen denken und mit einer Vielzahl von Parametern jonglieren.«

Auswahl ist entscheidend

Entscheidend bestimmt die Wahl des Mantelwerkstoffes die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer des Kabels. Um hier sicher zu punkten, wartet TKD mit einem breiten Spektrum unterschiedlicher Kunststoffe auf, die sich über das Hinzufügen spezieller Additive oder auch mit besonderen Fertigungsverfahren noch einmal punktgenau justieren lassen. »Es ist schon irre, wie sich bewährte Basiswerkstoffe beim Finetuning exakt so einstellen lassen, dass sie optimal für die Anwendung passen«, sagt Seibert.

Dies beginnt bereits beim Allrounder PVC, dem Klassiker für die Basics unter den Mantelwerkstoffen. PVC, das vor allem in klimatisierten Räumen und bei normaler Belastung zum Zuge kommt, ist relativ kostengünstig und in einer großen Bandbreite verfügbar. Modifikationen sind möglich wie zum Beispiel unterschiedliche Härtegrade, Wärmealterung und Biegewechselbeständigkeit oder Flammwidrigkeit. TKD setzt ausschließlich hochwertige »High-Grade«-Mischungen ein, mit denen einschlägige Prüfungen nach VDE, UL und anderen Vorschriften sicher bestanden werden.

Compounds sehr gefragt

Geht es um anspruchsvollere Performance, stehen TPE-Compounds hoch im Kurs. Sie enthalten außer dem Basispolymer Additive, die das endgültige Profil wie Härte, chemische Beständigkeit oder Entflammbarkeit ausbilden. Favorit in der TPE-Familie ist der hochwertige Werkstoff Polyurethan (PUR), der dank seiner Allroundeigenschaften für In- und Outdooreinsätze geeignet ist.

Kabelmäntel auf PUR-Basis sind mechanisch und chemisch sehr robust. Sie besitzen eine Kälteflexibilität bis -55 Grad Celsius und sind für hohe Dauertemperaturen bis 95 Grad Celsius und mehr geeignet. Dank seiner Beständigkeit gegen Hydraulik- und Kühlflüssigkeiten, Fette und Schmierstoffe ist PUR ideal für Maschinenbau und Robotik.

Auch Sonderformen gibt es: Hierzu zählen vernetzte Isolationsmaterialien, die dank einer molekular veränderten Oberflächenstruktur wirksamen Schutz vor Schweißspritzern bieten. Durch Beschuss mit Elektronenstrahlen wird eine räumliche Vernetzung der Kunststoffmoleküle initiiert und die Warmfestigkeit erheblich gesteigert. Das Ergebnis: Extrem heiße Schweißspritzer erzeugen keinerlei Einbrand, sondern perlen vom Kabelmantel ab.

PUR ist nicht gleich PUR

Je nach Einsatz greifen die TKD-Spezialisten auf optimal eingestellte PUR-Mischungen zurück. Geht es etwa um höchste Abriebfestigkeit, stehen Polyurethane mit einer Shore-Härte von bis zu extrem steifen 95 A zur Verfügung. Soll das Kabel besonders flexibel sein, kommen weiche Werkstoffe mit Shore-Härten von 65 A zum Einsatz. Für Schleppketten greifen in der Regel Varianten mit Shore 85 A. Um Witterungsbeständigkeit und Lebensdauer zu erhöhen, lassen sich Antioxidationsmittel und UV-Stabilisatoren beimischen.

Alterungsschutzmittel helfen vielen Polymeren, extreme Temperaturen für längere Zeit zu ertragen, indem die thermisch bedingte Zersetzung der Makromoleküle gezielt verlangsamt wird. »Schon geringe Beimischungen von Zusätzen können die Eigenschaften eines Kunststoffes erheblich beeinflussen«, sagt Seibert. »Daher gilt es, Additive optimal auf den Grundwerkstoff abzustimmen.«

Etwas für harte Bedingungen

Neben den individuell einstellbaren Allroundern PVC und PUR werden weitere Basis-Polymere verwendet. Bestseller für Einsätze auf Baustellen oder unter Tage sind etwa schwere Gummischlauchleitungen, die bei TKD als eigene Produktgruppe im Fördermittelportfolio gelistet sind. Diese »kampferprobten« Leitungen müssen einiges aushalten. Beim Mantel bewährt sich hier das als Neopren bekannte Polychloropren, ein synthetischer Kautschuk.

Für Kabel, die dauerhaft Temperaturen über 105 Grad Celsius ausgesetzt sind, bietet TKD eine Palette von Fluorkohlenstoff-Thermoplasten wie PTFE – mit Warmfestigkeiten bis 260 Grad Celsius. PTFE eignet sich auch für extrem tiefe Temperaturen. Das Elastomer Silikongummi ist extrem flexibel, beweglich und warmfest bis 200 Grad Celsius. Silikonmäntel sind problemlos zu sterilisieren und prädestiniert für Medizintechnik.

Ein spezieller antibakterieller Mantel zielt direkt auf hygienische Anforderungen der Lebensmittelbranche ab. Der von TKD entwickelte »Hygienic«-Compound, der erst durch Fortschritte in der Nanotechnologie möglich wurde, reduziert das Wachstum von Mikroorganismen auf Kabelmänteln 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«, sagt Seibert. »Es ist faszinierend, was man mit der äußeren Hülle eines Kabels alles anstellen kann.« mk

Auf einen Blick

TDK Kabel

• Anbieter für Kabel, Leitungen, anschlussfertige Kabelsysteme und Kabelzubehör. 30.000 Artikel für verschiedene Anwendungen in fast allen Branchen – alles aus einer Hand.

• Entwicklungs- und Fertigungs-Know-how von mehr als 1.400 Kabelspezialisten.

• Gemeinsam mit den Kunden nach intensiver Beratung zur optimalen Lösung.

• Zwei Vertriebsstandorte in Deutschland, dazu vollautomatisiertes Logistikzentrum in Nettetal.

Erschienen in Ausgabe: 05/2018