Inhaltsverzeichnis
1. Jonglieren mit vielen Parametern
2. Additive – der richtige Mix ist entscheidend
3. Antibakterielle Schutzhülle
Beim Konfigurieren des optimalen Kabelmantels sind vielfältige Faktoren zu beachten, was das Ganze zu einer spannenden Aufgabe macht,“ erklärt Sven Seibert, Leiter Produktmanagement bei der TKD Kabel GmbH, einem der führenden Anbieter von Spezialkabeln in Europa. „Je mehr wir über die tatsächliche Anwendung wissen, desto präziser können wir die optimal passende Lösung aufspüren.“ Ganz oben auf der Checkliste steht die Abfrage nach dem Umgebungsstress, dem eine Leitung im alltäglichen Betrieb ausgeliefert ist. Dabei geht es beispielsweise um thermischen Stress, mechanische Aspekte wie Flexibilität, Zugbelastung, Abrieb- und Trittfestigkeit oder chemische Belastungen – etwa Kontakt mit Lösungsmitteln, Ölen, etc. Im Fokus stehen auch Parameter wie Flammwidrigkeit, Halogenfreiheit oder UV-Beständigkeit. Oft sind diese Vorgaben an Normen wie DIN, IEC, HAR, oder UL/CSA gekoppelt, die erfüllt werden müssen.
Jonglieren mit vielen Parametern
„In der Praxis ist es fast immer eine Kombination verschiedener Faktoren, die bei der konkreten Auslegung des Kabelmantels maßgeblich sind“, so Seibert. „Zumeist müssen wir mit einer Vielzahl von Parametern jonglieren.“ Dabei 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 – zum Beispiel in Bezug auf die Biegewechselfestigkeit oder die Flammwidrigkeit. TKD setzt ausschließlich hochwertige High-Grade-Mischungen beziehungsweise Special-Compounds auf PVC-Basis ein, mit denen sich einschlägige Prüfungen nach VDE, UL und anderen Vorschriften sicher bestehen lassen.
Geht es um anspruchsvollere Performances, stehen TPE-Compounds hoch im Kurs. Sie enthalten neben dem Basispolymer Additive, die das endgültige Profil (Härte, chemische Beständigkeit, Entflammbarkeit, etc.) bestimmen. Favorit in der TPE-Familie ist der hochwertige Werkstoff Polyurethan (PUR), der dank seiner Allroundeigenschaften für In- und Outdoor-Einsätze geeignet ist. Kabelmäntel auf PUR-Basis zeichnen sich durch mechanische und chemische Robustheit aus. Darüber hinaus sind sie kälteflexibel (bis -55 °C) und für hohe Dauertemperaturen von +95 °C und mehr geeignet. Dank seiner Beständigkeit gegen Hydraulik- und Kühlflüssigkeiten, Fette und Schmierstoffe ist PUR außerdem besonders gut im Maschinenbau und der Robotik einsetzbar. Und auch Sonderformen gibt es: Hierzu zählen unter anderem vernetzte Isolationsmaterialien, die dank ihrer molekular veränderten Oberflächenstruktur etwa wirksamen Schutz vor Schweißspritzern bieten.
Additive – der richtige Mix ist entscheidend
Je nach Einsatzgebiet greifen die Kabelkonstrukteure auf optimal eingestellte PUR-Mischungen zu. Geht es beispielsweise um höchste Abriebfestigkeit, stehen Polyurethane mit einer Shore-Härte von bis zu 95 A (extrem steif) zur Verfügung. Soll das Kabel besonders flexibel sein, kommen weiche Werkstoffe mit Shore-Härten von 65 A zum Einsatz. Um die Witterungsbeständigkeit und die Lebensdauer bei Outdoor-Einsätzen zu erhöhen, können zudem Antioxidationsmittel und UV-Stabilisatoren beigemischt werden. Alterungsschutzmittel helfen ihrerseits 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”, sagt Sven Seibert. „Daher gilt es, Additive optimal auf den Grundwerkstoff abzustimmen.”
Neben den Allroundern PVC und PUR werden weitere Basis-Polymere verwendet: Bestseller für Einsätze 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 einiges aushalten. Beim Mantel bewährt sich hier 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 wie etwa PTFE mit Warmfestigkeiten bis +260 °C. PTFE eignet sich außerdem auch für extrem tiefe Temperaturen. 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 direkt auf die hygienischen Präventivanforderungen der Lebensmittelbranche abgestimmt sind. Der gezielt hierfür entwickelte Hygienic-Compound, der erst durch Fortschritte in der Nanotechnologie möglich wurde, reduziert das Wachstum von Mikroorganismen auf dem Außenmantel um 99 %. Genutzt wird dabei die antibakterielle Wirkung von Silber, während die sonstigen mechanischen, chemischen und thermischen Eigenschaften des Mantels unverändert bleiben.
Auch Doppelschicht-Mäntel sind Teil des cleveren Lösungsbaukastens. Gezielt werden dabei in einem Co-Extrusionsverfahren unterschiedliche Werkstoffe oder Compounds miteinander kombiniert. Ein typisches Beispiel ist die Kaweflex-Control-YPUR-Serie von TKD, die mit einem Zwei-Schichtmantel aufwartet. Dabei wurde ein kostengünstiger PVC-Layer mit einer Außenhülle aus dem deutlich teureren Hochleistungspolymer PUR verknüpft. Unter dem Strich erhält der Anwender so die Performance von Voll-PUR – allerdings preiswerter sowie in einer besseren Verarbeitung. Das Abmanteln ist durch den speziellen Zwei-Schichtmantel besonderes einfach. Darüber hinaus werden Beschädigungen des grauen Außenmantels quasi als integrierte Verschleißanzeige durch den schwarzen Innenmantel sichtbar. „In moderner Terminologie gesprochen, gibt es hier: Predictive Maintanance – ganz analog“, sagt Sven Seibert abschließend. ik
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