Manfred Kunze GmbH

Polyurethan-Schläuche

Polyurethan (PU) ist ein vielseitiger Kunststoff mit hohem Entwicklungspotential, denn er bietet eine interessante Eigenschaftskombination aus Elastizität, Widerstandsfähigkeit und Alterungsbeständigkeit in einem weiten Temperaturbereich. Polyurethan kann durch Zugabe der unterschiedlichsten sogenannten Additive modifiziert werden. Außerdem wird die Kombination mit anderen Werkstoffen ermöglicht. Damit ist Polyurethan vergleichbar mit einem Baukastensystem, aus dem man maßgeschneiderte Lösungen individuell zusammenstellen kann. Diese Vielseitigkeit hat dazu geführt, dass Polyurethan in vielen Industriebereichen zunehmend z.B. Stahl, PVC oder Gummi ersetzt. Der Grund liegt darin, dass das Entwicklungspotential dieser traditionellen Werkstoffe weitgehend ausgeschöpft ist.
PU weist gegenüber PVC eine Reihe von Vorteilen auf. Es ist flexibler und widerstandsfähiger bzw. abriebfester gegenüber aggressiven Materialien und Chemikalien. Dadurch steigt die Lebensdauer der Produkte aus PU. Außerdem ist ein richtig eingestelltes PU nicht nur schwer entflammbar, sondern im Gegensatz zu PVC völlig frei von Weichmachern. Daher entfaltet es im Brandfall auch keine schädlichen Dämpfe.
Die Vorteile von PU gegenüber Metall liegen vor allem in der größeren Flexibilität und dem deutlich geringeren Gewicht. Auch gegenüber Gummi zeichnet sich PU durch eine höhere Abriebfestigkeit, ein geringeres Eigengewicht und eine höhere Flexibilität aus.




PVC-Schläuche

Polyvinylchlorid (PVC) ist ein thermoplastischer Kunststoff und gehört zu den am meisten verwendeten Kunststoffen. PVC ist ein Hartkunststoff, der durch Zusatz sogenannter Weichmacher in den gewünschten Härtegraden hergestellt werden kann. Aufgrund seiner guten Beständigkeit gegen Öle und Fette, sowie Säuren und Laugen und aufgrund seines günstigen Preises ist PVC der ideale Werkstoff für ein breites Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten.
PVC-Schläuche eignen sich für die Wasser und Druckluftversorgung oder zur Förderung von Chemikalien, sowie als Schutzleitung elektrischer Leitungssysteme. Sie sind zudem in einer schlagzäheren, in lebensmittelbeständiger oder antistatischer Qualität verfügbar.




Kunststoff-Spiralschläuche

Spiralschläuche gibt es in unterschiedlichen Ausführungen und Qualitäten, z. B. aus hochwertigem transparenten oder eingefärbten Weich-PVC, Polyurethan oder aus Hochtemperaturwerkstoffen. Sie werden als flexible Verbindung zwischen stationären und beweglichen Komponenten zur Förderung von festen, flüssigen oder gasförmigen Medien eingesetzt. Je nach Ausführung unterscheidet man Absaug- und Gebläseschläuche, Saug- und Druckschläuche, Förder- und Isolierschläuche sowie Chemie und Hochtemperaturschläuche. Ein Konstruktionsmerkmal der Spiralschläuche ist insbesondere die außenliegende oder eingegossene Stützwendel (Spirale) aus z. B. Federstahldraht oder Hart-PVC, sie beeinflusst u.a. den Grad der Flexibilität.




Pneumatik-Schläuche

Pneumatik-Schläuche werden überwiegend aus Polyamid (PA), Polyethylen (PE) und Polyurethan (PU) gefertigt. Sie lassen sich mit den handelsüblichen Metall- und Kunststoffarmaturen verbinden. Sie finden vor allem Verwendung in pneumatischen Anlagen und Maschinen und dienen der Automation und Steuerung von Arbeitsprozessen.


PA-Schlauch
gute Bruch- Schlag- und Abriebfestigkeit
hohe Druckbeständigkeit
ÖI-, Kraftstoff-, Schmiermittel- und Hydraulikflüssigkeitsbeständig
thermischer Einsatzbereich -30 °C bis +100 °C

PE-Schlauch
gute chemische Beständigkeit - hohe Flexibilität
schlagfest
geringes Gewicht
physiologisch unbedenklich - thermischer Einsatzbereich -40 °C bis +60 °C

PU-Schlauch
Im Vergleich zu PA und PE-Schlauch vergrößerte Verschleiß- und Knickfestigkeit
extreme Flexibilität
gutes Rückstellvermögen im Dauerbetrieb
thermischer Einsatzbereich
20°C bis +SO°C



Technische Schläuche

Technische Schläuche sind in der Industrie und Gewerbe die am häufigsten eingesetzte Förderverbindung für feste, flüssige und gasförmige Medien. Aufgrund ihrer Flexibilität und ihrer schwingungsabsorbierenden und geräuschdämpfenden Eigenschaften ersetzen oder ergänzen Schläuche oftmals Rohrleitungen. Die für ein Spezialgebiet typische Fülle spezifischer Fachausdrücke, sowie die Vielzahl unterschiedlicher Schlauchtypen mit jeweils speziellen Eigenschaften erfordern bei der Schlauchauswahl den erfahrenen, kompetenten und beratenden Fachbetrieb. Im Vergleich zu der Vielzahl der bestehenden Schlauchtypen sind nur wenige davon genormt und hier kommt noch z.2t. die Umstellung von DIN auf EN dazu, so dass damit noch einige Jahre zusätzliche Unsicherheiten in der Anwendung auftreten.
Um eine optimale Leistungsfähigkeit einer Schlauchleitung zu erreichen, muss jeder Schlauch den Einsatzbedingungen denen er ausgesetzt wird, bestmöglichst entsprechen. Vor der Entscheidung über Abmessung, Typ und Qualität eines Schlauches sollten Sie alle tatsächlichen Einsatzanforderungen beachtet haben. Wir beraten Sie gerne.


Schlauchaufbau

Technische Schläuche bestehen im allgemeinen aus den Komponenten Seele, Einlage und Decke. Zwischen Seele und Decke liegen die Einlagen (auch Druckträger genannt), die dem Schlauch die nötige Druckfestigkeit verleiht. Ein Schlauch mit zusätzlich einer Spirale zwischen den Aufbauschichten, nennt man Spiralschlauch, diese Schläuche dienen in erster Linie für zusätzliche Saugleistung. Sie halten einen Schlauch bei einer Vakuumbelastung bis zu 0,9 bar auch weiterhin stabil. In unserem Sortiment finden Sie eine große Auswahl von Schläuchen für die verschiedenen Einsätze.


Herstellungsverfahren

Bevor die Seelenmischung festgelegt wird, muss man das Durchflussmedium genau analysiert haben. Es weiß fast jeder, der schon einmal mit Elastomeren gearbeitet hat, dass NBR hervorragend ölbeständig ist.

Aber ÖI ist nicht gleich ÖI. Die Zusätze im ÖI können hierbei eine entscheidende Rolle spielen und für die Festlegung der Mischung ausschlaggebend sein. Dies ist ein kleines Beispiel, denn alle anderen Synthesekautschuk-Typen haben ein ähnliches Verhalten in Verbindung mit Medienzusätzen, Temperaturen, Körnung etc.

Für die Verstärkungseinlagen (Druckträger) ist ebenfalls, so eigenartig es klingen mag, das Durchflussmedium in Verbindung mit Temperatur und Einsatz entscheidend. Handelt es sich um einen einfachen, wasserfördernden Schlauch, muss der Platzdruck mind. das 3-fache zum Betriebsdruck betragen, bei einem Dampfschlauch ist der Sicherheitsfaktor das 10-fache des Betriebsdruckes (nach DIN 2825 vorgeschrieben). Als Einlagenmaterial stehen eine ganze Reihe von Druckträgern zur Verfügung. Hier nur einige als Beispiel:

Stahldrähte
Glasfaser
Aramide (Kevlar)
PVA (Kuralon)
Polyester (Diolen, Trivira)
Polyamid (Nylon)
Reyon

Alle Materialien unterscheiden sich teilweise gewaltig in ihren Eigenschaften, daher muss man wissen, ob die Schlauchleitung im Einsatz dynamischen Beanspruchungen unterliegt und/oder hoher Temperaturen ausgesetzt wird (z. B. bei Dampfschläuchen), oder kann das Durchflussmedium bis zum Druckträger durchdiffundieren und ihn erst nach einigen Stunden oder Tagen beschädigen. Dies sind Fragen, die für die Standzeit einer Schlauchleitung eine ganz wichtige Rolle spielen.

Die 3. Komponente des Schlauches ist die Decke (Schlauchummantelung). Die Schlauchdecke hat grundsätzlich die Aufgabe das Einlagenmaterial vor äußeren Einflüssen zu schützen. Dieses können Chemikalien, Öle und Fette sein oder Umgebungstemperaturen, Meerwasser, Licht, Ozoneinflüsse, Abrieb etc.

Wie wird anhand der festgelegten 3 Schlauchkomponenten der Schlauch aufgebaut?

Die meisten Industrieschläuche werden auf "Dorne" aufgebaut, diese können starr oder flexibel sein. Bei Nennweiten > 25 mm werden meist starre Stahldorne verwendet, die einer Fertigungslänge von mind. 40 m Schlauch entsprechen. Der Stahldorn muss so lang sein, dass nach Beschneiden der beiden Schlauchenden und nach der Vulkanisation mind. eine Länge von 40 m verwendbarer Industrieschlauch entsteht (Dornlänge daher ca. 42 m). Nun gibt es, um die Schlauchseele aufzubringen, zwei grundverschiedene Verfahren. Das Aufspritzen (extrudieren) oder das Bandwickelverfahren. Eine extrudierte Schlauchseele wird mit Hilfe eines Extruders hergestellt. Der Dorn läuft durch den Querspritzkopf am Extruder und somit wird die Seele direkt auf den Dorn gebracht. Beim Bandwickelverfahren werden vorbereitete Gummistreifen wendelförmig um den Stahldorn gewickelt. Nach der Vulkanisation ist das Material der Streifen so miteinander verbunden, dass kaum noch Unterschiede zur extrudierten Seele feststellbar sind.

Im 2. Durchgang erfolgt das Aufbringen des Druckträgers, auch hier gibt es mehrere Möglichkeiten. Die am meisten angewandte Methode ist das Bandwickelverfahren Hier werden zuerst aus gummierten Geweben Streifen geschnitten und auf Rollen gewickelt. Die Rollen kommen dann auf die Bandwickelanlage, die dann die Gewebebänder in einer Schräglage von 54° 44' zur Dornachse aufbringt. Die Richtung 54° 44' nennt man in der Schlauchfertigung den neutralen Winkel. Je nach Abweichung von diesem Winkel in die eine oder andere Richtung, wird der Schlauch unter Druckbelastung dicker und kürzer bzw. dünner und länger. Für höhere Druckbelastungen wird dann meist das Flechtverfahren vorgezogen (Abb. 2). Denn z. B. in der DIN 2825 für Dampfschläuche heißt es "1 Geflecht entspricht 2 Wickellagen". Bei der Flechteinlage drehen sich die Hälfte der Spulen mit den Gewebefäden rechts und die andere Hälfte links herum, dabei wechseln die Spulen sinusförmig ihren Teilkreisdurchmesser. Es entsteht dadurch das Flechtbild mit einem Kräftegleichgewicht, so dass schon mit einer Flechteinlage ein Verdrehen (forsion) des Schlauches unter Druck verhindert wird.

Als 3. Komponente wird dann die Schlauchdecke aufgebracht. Das Aufbringen der Decke wird meist auch im Bandwickelverfahren hergestellt Sie kann aber auch aufextrudiert werden, wie bereits unter "Seele" beschrieben. Dies ist aber meist auch von der Größe abhängig, da der Durchlaufkopf des Extruders immer nur bis zu einem bestimmten max. Durchmesser verarbeiten kann (abhängig von der Extrudergröße). Nachdem nun alle 3 Komponenten auf den Dorn aufgebaut sind, erfolgt der Außendruck auf das Schlauchpaket, damit keine Hohlräume entstehen, eine Verbindung der drei Komponenten garantiert ist und die Formgebung und der vorgesehene Außendurchmesser erhalten bleibt. Zu diesem Zweck wird der Schlauchaufbau noch mit Aufbringung erfolgt nach dem Bandwickelverfahren. Diese Bandage zieht sich unter der Vulkanisationstemperatur noch fester um das Schlauchpaket und verhindert so auch eine Veränderung der vorgesehenen Maßhaltigkeit. Erst jetzt kann der langgestreckte Dorn von ca. 42 m Länge in den Vulkanisationskessel. Mit Stapelwagen werden mehrere Dorne gleichzeitig in den Heizkessel eingefahren. Nach einer Vulkanisationszeit von bis zu 90 Min., je nach Elastomer und Schlauchdurchmesser, ist der Schlauch endgültig fertig. Die Nylonbandage wird wieder abgewickelt und hinterlässt die Stoffimpression, die oft als Außengewebe falsch verstanden wird. Dann wird der Stahldorn unter Wasserdruck herausgepresst. Nun wird der Schlauch aufgerollt und für den Versand verpackt. Kleine Dimm. (< 25 mm) werden oft auch im Bleimantelverfahren oder im Dampfdruckverfahren hergestellt, man erkennt sie an der meist glatten Oberfläche. Hier wird z. B. statt der Nylonbandage der Rohschlauch, der auf einen flexiblen Dorn aufgebracht wurde, mit einem Bleimantel umspritzt, der den Anpressdruck der Nylonbandage übernimmt. Diese Schläuche können in großen Längen von 100-200 m hergestellt werden, je nach Dimm. des Schlauches. Dies trifft aber nur für Schläuche bis NW 25 mm, in Sonderfällen bis NW 38 zu.

Schlauchverbindungen
Über Schlauchverbindungen (Anschlussarmaturen) gibt es eine Vielzahl von nationalen und internationalen Normen zu beachten. Für die Montage gibt es die unterschiedlichsten Möglichkeiten. Es gibt wiederverwendbare Schellen und Armaturen, Schraubhülsen und Schalen und als unlösbare Verbindung die Presseinbindung oder das einvulkanisieren der Armaturen. Dies muss jeweils dann der Fachmann entscheiden, welche Einbindung und Armatur für die jeweilige Verwendung richtig ist! Es gibt hierzu z. B. ein wichtiges Heft der Berufsgenossenschaft der chemischen Industrie: Merkblatt T 002 bzw. ZH 1/134 "Schlauchleitungen - Sicherer Einsatz". Unter 5.1 in diesem Heft steht z. B. unter "Allgemeine Anforderungen": Ein wesentliches Kriterium für den sicheren Betrieb einer Schlauchleitung ist die fachgerechte Einbindung der Armaturen in die Endstücke eines Schlauches. Die Einbindung darf daher nur von einem Sachkundigen vorgenommen werden usw.




Elektrische Leitfähigkeit

Elektrische Leitfähigkeit von Schlauchleitungen Wenn eine Leitfähigkeit gefordert wird, kann diese meist durch ein leitfähiges Elastomer erfüllt werden. Es gibt aber auch Schläuche, die vom Elastomer her nicht leitfähig eingestellt werden können. Dies trifft in der Hauptsache bei farbigen Kautschukmischungen zu. Diese Schläuche müssen dann, wenn eine Leitfähigkeit gefordert wird, mit gekreuzten Kupferlitzen ausgerüstet sein, die bei der Montage mit den Armaturen verbunden werden müssen. Genaue Richtlinien hierzu gibt es im BG-Chemie-Heft "ZH 1/200" oder in der "TRbF 131 Teil 2" (Richtlinien für brennbare Flüssigkeiten).




Dampfschläuche in Verbindung zur Sattdampfkurve

Wasser hat abhängig vom Druck unter dem es steht, einen unterschiedlichen hohen Siedepunkt. Der Siedepunkt ist jene Temperatur, bei der Wasser vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht. Nähert man sich dem Siedepunkt von unten - also von niederer zu höherer Temperatur - so sprechen wir beim Überschreiten des Siedepunktes vom "Verdampfen" im umgekehrten Fall vom "Kondensieren". Die Verbindungslinie der Siedepunkte nennt man die "Sattdampfkurve". Sie beginnt bei normalen Umgebungsdruck (0 bar Überdruck) bei 100°C und steigt dann, dem jeweiligen Überdruck entsprechend an. Das Diagramm zeigt den Kurvenverlauf für Elastomer-Dampfschläuche im verwendbaren Druck/Grad-Bereich. Im überhitzen Bereich (gasförmig) fällt jeder Elastomer-Dampfschlauch nach ganz kurzer Zeit durch Aushärtung aus! Es werden an Dampfschläuche oft Anforderungen gestellt, die weit über die Norm der z. Zt. noch gültigen DIN 2825 hinausgehen. In der DIN 2825 Teil 1 Pkt. 3 sind Dampfschläuche aus elastomeren Werkstoffen in 2 Druckstufen eingeteilt. Es gibt hiernach nur Dampfschläuche für: max. 6 bar 164° C max. 18 bar 210° C.




Der Biegeradius (r)

Von jedem Schlauch wird ein gewisses Maß an Biegefähigkeit erwartet. Materialbeschaffenheit und Aufbau der Schlauchkomponenten, die Art und Anzahl der Einlagen, sowie der Schlauchdurchmesser sind die entscheidenden Einflussfaktoren für den Biegeradius. Es müssen oftmals kleine Biegeradien erreicht werden, um bestimmten Einbauanforderungen gerecht zu werden, ohne das es zum Abknicken des Schlauches kommt. Die Beschaffenheit und der Aufbau sind oft dafür verantwortlich, dass es bei kleinen Biegeradien zu Ausfällen kommt. Für kleinste Biegeradien, die der Schlauch nicht erreicht, gibt es Schlauchformstücke oder Rohrbogen im 45° und 90° Winkel, die dann zur Unterstützung der Schlauchleitung eingebaut werden sollten. Für die einfache Berechnung eines Biegeradius gilt die Faustregel: Maximaler Biegeradius im drucklosen Zustand ist gleich der 10-fache Wert des Schlauchinnendurchmessers.


 
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