Materialeigenschaften

Die richtige Materialwahl bei Verbindungssystemen: Worauf zu achten ist

Schutzartpruefung Wasser 01

Bei den Materialien gibt es große Unterschiede mit Vor- und Nachteilen je nach Anwendung. Deswegen sollte man genau wissen, welche Attribute eines Materials passend sind.

Konstrukteure, die sich mit der Auslegung von Leitungen befassen, sollten sich deshalb Zeit nehmen und auf Know-how eines erfahrenen Herstellers wie LAPP vertrauen. Denn jede Verbindungslösung ist immer nur so stark wie ihr schwächstes Glied – und das ist häufig ein ungeeigneter Werkstoff.

 

Bei Brandgefahr: Flammwidriges Isolationsmaterial

Der einfachste Weg zu gutem Flammschutz sind Halogene, die dem Kunststoff beigemischt werden. Dazu sind wenig Additive nötig, die mechanischen Eigenschaften werden nur wenig beeinträchtigt. Halogene haben aber den großen Nachteil, dass sie bei Brand giftige Rauchgase bilden, die sich mit Löschwasser zu ätzenden Dämpfen verbinden.

Eine Alternative sind HFFR-Kunststoffe (Halogen Free Flame Retardant), die toxisch unbedenklich sind, aber einen Füllgrad bis zu 60 Prozent brauchen und damit die mechanischen Eigenschaften des Kunststoffs beeinträchtigen können. Ein neuer Trend sind daher so genannte Synergisten, die gemeinsam einen besseren Flammschutz erbringen als jeder der beiden Ausgangsstoffe alleine. Infrage kommt zum Beispiel ein Synergist aus dem halogenfreien Aluminiumtrihydrat und Silanverbindungen. Aluminiumtrihydrat reagiert bei Feuer zu Aluminiumoxid und Wasser, eine endotherme Reaktion, die dem Feuer Energie entzieht. Es bildet sich zudem eine Kruste aus verbranntem Material, das als Schutzschicht dient.

 

Bei Umwelteinflüssen: Schützender Mantel

Je nach Anwendung müssen Leitungen gegen Schmieröl, Fette oder Reinigungsmittel immun sein. Für den Maschinenbau gibt es heute bewährte Leitungen mit Mänteln aus Polyvinylchlorid oder Polyurethan (PUR). PUR ist das Arbeitspferd bei Mantelmaterialien. Allerdings ist die Verarbeitung schwierig, weil sich der Mantel schlecht schneiden lässt. Außerdem ist PUR brennbar und teuer. Ein Kompromiss, der die hohe Widerstandsfähigkeit von PUR mit der einfachen Verarbeitung von PVC vereint, sind zum Beispiel die Leitungstypen ÖLFLEX® 408P und ÖLFLEX® 409P, die über einen PUR-Außenmantel und eine zwickelfüllende Funktionsschicht aus PVC verfügen.

Die Lebensmittelindustrie interessiert sich für die Beständigkeit gegen biologische Einflüsse wie Mikroben oder Pilze. Dagegen gibt es Mantelmaterialien aus Spezial-TPE wie bei den ROBUST-Leitungen von LAPP, auf denen Mikroben kaum Halt finden und die sich leicht reinigen lassen. Das Geheimnis des speziellen thermoplastischen Elastomers von LAPP ist die glatte Oberfläche dank einer ausgeklügelten Mischung von Additiven, die mikroskopische Lücken im Material füllen und die auch bei intensiver Reinigung mit dem Dampfstrahler in der Kunststoffmatrix gebunden bleiben.

 

Edelstahl – ja, aber…

Edelstahl ist das Material der Wahl, wenn  Systemprodukte Chemikalien oder Reinigungsmitteln widerstehen sollen. Gerade in der Lebensmittelindustrie führt oft kein Weg an Edelstahl vorbei. Er rostet nicht und es gibt keine Beschichtung, die irgendwann abblättern könnte. Doch auch hier gibt es Unterschiede. Gerade die Lebensmittelindustrie setzt gerne hypochlorige Säure ein, die sich zu Salzsäure zersetzt und organische Substanzen abtötet. Gängiger V2A-Edelstahl wird von hypochloriger Säure angegriffen und ist deshalb nicht ideal. Für solche Fälle gibt es mit V4A eine widerstandsfähigere Legierung. Sie ist extrem hart und widersteht Schlägen oder der Reinigung mit harten Bürsten.

Edelstahl ist aber auch sehr aufwändig zu bearbeiten. Das gilt besonders für V4A. Bei unbehandelter Oberfläche ist V4A rau, die Reibung ist hoch. LAPP unterzieht seine Produkte aus V4A-Edelstahl, zum Beispiel die EHEDG-zertifizierte Kabelverschraubung SKINTOP® HYGIENIC, deshalb einer speziellen Oberflächenbehandlung, die die Reibung verringert. Eine geringe Oberflächenrauheit ist also wichtig, um eine problemlose und vollständige Reinigung zu gewährleisten.

Bei Rechtecksteckverbindern kommt Edelstahl allerdings nicht infrage, weil sich das Metall wegen seiner Härte nicht sinnvoll bearbeiten lässt. Einen anderen Weg ist deshalb LAPP mit dem EPIC® ULTRA gegangen: Das Gehäuse des Rechtecksteckers besteht aus vernickeltem Zink-Druckguss. Dieses Material ist korrosionsbeständig, etwa im Salznebel auf Ölbohrplattformen oder eben auch in der Lebensmittelindustrie.

 

Kautschuk hält dicht

Wo Metall auf Metall stößt – etwa ein Steckverbinder auf einen Schaltschrank – sitzt in der Regel eine Dichtung. Sie muss in Bezug auf Temperatur- und Medienbeständigkeit vergleichbare Eigenschaften haben wie die Materialien, aus denen die anderen Komponenten der Steckverbinder oder Verschraubungen bestehen, sonst wird sie zum schwachen Glied der Kette. Ein (fast) Alleskönner ist Fluorkarbon-Kautschuk (FKM). Er ist beständig gegen Witterung, Alterung und Ozon sowie gegen Chemikalien und hält Temperaturen bis 200 Grad Celsius aus. Wenn die Umgebungsbedingungen moderat sind, ist auch Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) eine gute Alternative. Einen kleinen Nachteil hat FKM: Für sehr kalte Umgebungen ist es nicht geeignet, unter minus 20 Grad sollte man es nicht verwenden. Für Kühlhäuser oder andere sehr kalte Umgebungen ist Silikon besser geeignet.

 

«Manchmal gibt es keinen Königsweg, der klar vorgibt, welches Material nun am besten ist. Nur ein Abwägen aller Vor- und Nachteile. Wir bei LAPP kennen unsere Produkte genau und sollten immer konsultiert werden, bevor Sie sich für eine – möglicherweise ungeeignete – Variante entscheiden.»