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In alle Richtungen belastbar

01 Wenn es um extreme Laufruhe geht, wie bei medizinischen Systemen, kommen solche Doppelspiralleitungen zum Einsatz

01 Wenn es um extreme Laufruhe geht, wie bei medizinischen Systemen, kommen solche Doppelspiralleitungen zum Einsatz

02 Eine Gewebeband-Spirale im „Flüstereinsatz“ im Konzertsaal

02 Eine Gewebeband-Spirale im „Flüstereinsatz“ im Konzertsaal

Spiralkabel sind echte Bewegungskünstler und verkraften problemlos Dehnungen, Biegungen oder Torsion. Voll in ihrem Metier sind sie überall da, wo Energie oder Daten (oder beides) im dreidimensionalen Raum an rasch wechselnden Positionen gefordert sind. Die spiralisierten Spezialleitungen lassen sich für besonders schwierige Bewegungsabläufe sogar maßschneidern.
Spiralisierbare Spezialleitungen unterscheiden sich deutlich von „normalen“ Leitungen. So ist etwa die Verseilschlaglänge wesentlich kürzer, um kleinstmögliche Wendeldurchmesser zu garantieren. Der Adernverbund ist stärker talkumiert, um ein leichteres Gleiten innerhalb der Leitung zu ermöglichen. Aderisolations- wie auch Mantelwerkstoffe sind speziell auf das eigentliche Wendeln – dem Formverändern unter Temperatureinfluss – ausgelegt.
Auch im Bereich der Abschirmung gibt es Unterschiede. So haben geschirmte Spiralkabel in der Regel eine Kupferumlegung – und das aus gutem Grund. Beim klassischen Kupfergeflecht besteht nämlich die Gefahr, dass einzelne Kupferdrähte während des Spiralisiervorgangs brechen und so zum späteren Ausfall der Leitung (durch Kurzschluss) führen.
Spezialist für Spiralleitungen
„Spiralisierte Leitungen sind die einzigen Kabel, die dreifach belastet werden können,“ so Thomas Schmidt, Leiter des im schwäbischen Pliezhausen ansässigen Connectivity-Teams von TKD Kabel. „Sie sind für Einsätze prädestiniert, bei denen ungewöhnliche Bewegungsabläufe an der Tagesordnung sind – etwa beim Handling oder in der Medizintechnik (Bild 1). Durch ihre Agilität bieten sie ein Höchstmaß an Flexibilität.“
Bei der Konstruktion der Spiralkabel müssen verschiedenste Parameter ins Visier gerückt werden. Dazu gehören unter anderem die Blocklänge im Ruhezustand, die maximale Auszugslänge, der Wendeldurchmesser aber auch die Art der Verlegung (horizontal oder vertikal). Bei der Optimierung greifen weitere Faktoren, wie der zulässige Durchhang oder die benötigte Rückstellkraft. Dass spiralisierte Leitungen im Ruhezustand recht kurz sind, erweist sich in der Praxis häufig als großes Plus. Für optimales Rückstellverhalten sorgen spezielle Werkstoffe.
Unter dem Strich zahlen sich Finesse und Maßarbeit bei der Konstruktion und Herstellung aus. Während maßgeschneiderte Spiralen sich ohne Überdehnung bis auf das Fünffache der Blocklänge ausziehen lassen, begnügen sich konventionelle PVC-Spiralleitungen in der Regel mit der dreifachen Auszugslänge. Noch höhere Auszugsverhältnisse bieten konische Spiralformen. „Nur eine Leitung mit dauerhaft hoher und konstanter Rückstellkraft ist ein langlebiges Spiralkabel, das dem Anwender Zuverlässigkeit garantiert“, unterstreicht der Teamleiter des Spezialisten für kundenspezifische Lösungen und anschlussfertige Kabelsysteme.
Richtig gewickelt
Nicht selten unterschreitet man beim Spiralisieren, also beim Wickeln der Leitung auf den Produktionsdorn, den eigentlich vorgesehenen Mindestbiegeradius. Es geht hier darum, die Leitung so klein wie möglich zu wendeln und so die bestmöglichsten Rückstellkräfte zu erzielen. Im Prinzip heißt das: Je kleiner der Wendeldurchmesser, umso besser. „Da der Wickel- bzw. Wendelprozess aber langsam und unter Temperatureinfluss geschieht, nimmt die Leitung hierbei keinen Schaden“, erklärt T. Schmidt.
Zu den raffiniertesten Baugruppen gehören mechatronisch ausgelegte Doppelspiralen für medizintechnische Systeme, bei dem es um mm-genaue Positionierung und extreme Laufruhe geht. Herzstück sind zwei ineinander laufende Spiralkabel – mit unterschiedlichem Durchmesser. Um Verheddern auszuschließen, wurden die Wendelleitungen gegenläufig installiert. Für sanftes Ein- und Ausziehen – und eine kontrollierte Laufruhe – sorgt eine in der Doppelspirale montierte Federtechnik, die das Rückstellverhalten unterstützt. Das mit Spezialsteckern konfektionierte Assembly ist mit Befestigungstechnik bestückt, die eine schnelle Montage im Gesamtsystem garantiert.
Weben statt extrudieren
Dass sich spiralisierte Systeme auch jenseits von extrudierten und gewendelten Leitungen realisieren lassen, beweist TKD seit vielen Jahren mit clever konzipierten Gewebebandleitungen. Die per Webprozess hergestellten textilen Bandkabel sind eine technisch wie wirtschaftlich attraktive Alternative zu klassischen Systemen. Dabei garantieren sie Packungsdichte sowie eine klare Ordnung der im Verbund integrierten Komponenten. Gewebebandkabel entsprechen einer schmalen Stoffbahn, bei der verschiedene elektrische Leitungen, LWL oder Pneumatikschläuche in Längsrichtung verlaufen, während über textile Garne quer dazu ein Gewebe entsteht. Dadurch schafft man definierte Abstände und eine feste Grundordnung.
Gewebebandkabel lassen sich bis zu einer Breite von 180 mm herstellen. Durch zusätzliches Vernähen oder Vernieten einzelner Gewebebänder können Gesamtbreiten bis 800 mm realisiert werden. Beim Webvorgang werden den Leitungen lediglich Fäden bzw. Garne hinzugefügt – weder Laminierfolien noch extrudierte Isolierhüllen sind erforderlich. So verändern sich Masse und Gewicht des fertigen Gewebebandkabels nur minimal. Für den praktischen Einsatz heißt dies: Die textile Systemleitung bleibt rank und schlank. Agilität prägt ihren Charakter.
Zu den Stärken der Webtechnik zählt, dass neben geraden Bahnen auch kreisrund gewebt werden kann. Machbar sind so spiralisierte Gewebebandkabel, die etwa in der modernen Bühnentechnik punkten (Bild 2). Genutzt werden die textilen Spiralsysteme in Opernhäusern und TV-Studios für vertikale Auszugslängen von max. 9 m – und das vor allem aus einem Grund. Aufgrund ihres textilen Aufbaus und des geringen Gewichts erzeugen sie keinerlei Geräuschkulisse und lassen sich absolut geräuschlos ausziehen und wieder ablegen.
Wie groß die Nachfrage nach passgenauen Spiralen ist, zeigt ein Blick in die Verkaufsstatistik von TKD. Allein in den letzten zehn Jahren kommt das Unternehmen aus Pliezhausen auf eine Stückzahl von gut 250 000 Einheiten – die meisten als Einzelanfertigung und alle einbaufertig. (no)
Christian Hohnen ist Marketingleiter der TKD Kabel GmbH in Nettetal. christian.hohnen@tkd-kabel.de