Mehr und mehr Funktionalitäten, die auf immer weniger Raum untergebracht und diskret angeschlossen werden müssen – dies ist einer der Trends beim Geräte- und Anlagenbau. Packungsdichte lautet der Schlüsselbegriff. Gefragt sind kompakte Kabel- beziehungsweise Anschlusssysteme, die neben einer Vielzahl elektrischer Verbindungen für Power und Daten auch Komponenten wie ­Lichtwellenleiter oder Medienschläuche um­fassen. Gleichzeitig sollen sich die hochintegrativen Systeme schnell und sicher installieren lassen und für eine verlässliche Grundordnung der Einzelkomponenten sorgen. Klassisch verrichten hier Rund-, Flach- oder Bandkabel – häufig mit hybriden Aufbauten und/oder in Kombination mit Energieführungsketten – ihren Dienst. In vielen Anwendungen können jedoch Gewebebandkabel als anwendungsspezifische Sonderkabel eine wirtschaftliche und platzsparende Alternative sein.

Die Herstellung eines gewebten Bandkabels entspricht im Prinzip der Produktion einer schmalen Stoffbahn, bei der verschiedene elektrische Leitungen, dünne Rundkabel, Lichtwellenleiter oder Schläuche wie Kettfäden in Längsrichtung verlaufen, während quer dazu textile Garne ein Gewebe in der Webmaschine entstehen lassen. Die intelligente Nutzung der traditionellen Fertigungstechnologie ‚Weben‘ erlaubt die Herstellung individueller Bandkabel-Konstruktionen – ohne hohe kommerzielle Eintrittshürden. Anders als etwa bei der Realisierung eines speziellen Flachkabels, bei dem relativ hohe Kosten für Spritzgussformen und Rüstzeiten anfallen, erfordert das Weben keine speziellen Werkzeuge oder Vorrichtungen. So lassen sich auch kleinere Fertigungslose für spezifische Anwendungen oder Prototypen realisieren. 

Im Gegensatz zu laminierten Flachleitungen oder Rundkabeln mit extrudierter Außenhülle werden die Elemente des gewebten Kabelbandes ohne Wärme-Einwirkung verarbeitet. Somit lassen sich empfindliche und wenig warmfeste Elemente wie Lichtwellenleiter, Schläuche, Fäden und Seile oder auch dünne Kabel beliebig anordnen. Ergo ist eine hohe Flexibilität bei der konkreten Auslegung beziehungsweise dem Layout der Leitung gegeben. Die Mindestbiegeradien der verwebten Elemente bleiben im gewebten Verbund unverändert erhalten. Fertigungstechnisch sind Gewebebandkabel bis zu einem Elementdurchmesser von 16 mm und einer Breite von 180 mm herstellbar. Durch zusätzliches Vernähen oder Vernieten einzelner Gewebebänder lassen sich Gesamtbreiten bis zu 800 mm realisieren. 

Beim Webvorgang werden den Leitungen lediglich Fäden beziehungsweise Garne hinzugefügt – weder Folien wie beim Laminieren noch extrudierte Isolierhüllen sind erforderlich. Masse und Volumen des fertigen Gewebebandkabels verändern sich nur minimal – die textil geformte Systemleitung muss keine zusätzlichen Pfunde mit sich herumschleppen. 
 

Biegewechsel kein Problem

Da im textilen Verbund weder Materialschluss zwischen den benachbarten Elementen besteht noch Elemente von anderen umschlossen werden, erfolgt keine thermische Belastung. Gewebebandkabel bieten eine sehr gute Wärmeableitung, sodass auch die Übertragung hoher Ströme oder die Reduktion der Querschnitte bei gleicher Stromstärke möglich ist. Last but not least spricht die hohe Biegewechselverträglichkeit für den textil geformten Kabelverbund: Dank dem speziellen Layout können sich die einzelnen benachbarten Elemente frei innerhalb des Gewebes gegeneinander bewegen. Der Gewebeverbund erlaubt die Herstellung elastischer und beweglicher Elementbandstrukturen. Unkritisch ist die Verformbarkeit über mehrere Achsen. Durch den Einsatz gezwirnter Webgarne ist ein Abrieb selbst bei sehr dynamischen Bewegungen praktisch ausgeschlossen.

Die Wahl des Webgarns

Der Webprozess: Während elektrische Leitungen, ­dünne Rundkabel oder Schläuche wie Kettfäden in ­Längsrichtung verlaufen, lassen textile Garne quer dazu ein Gewebe entstehen.

© TKD Kabel

Beim Fine-Tuning der textilen Anschlussleitungen greifen Parameter wie die passgenaue Wahl des Webgarns oder die individuelle Einstellung des Gewebeaufbaus beziehungsweise des Fertigungsverfahrens. So erfolgt die Auswahl des Webgarns abhängig von der jeweiligen Anforderung respektive Einsatzbedingung. Werden etwa besonders zugfeste Kettfäden eingesetzt, sorgt dies für optimale Zugentlastung der Einzeladern im verwebten Kabelverbund. Elektrisch halbleitend ausgeführte Webgarne garantieren die verlässliche Ableitung statischer Elektrizität aus den Verbindungselementen, was zum Beispiel bei schnell bewegten Kabeln etwa in Chip-Handlern interessant ist. 

Gezielt in das Band eingefügte Kettfäden sorgen für klar definierte Abstände zwischen benachbarten Adern und unterstützen so die Störsicherheit der Gewebebandleitung. Auch die genaue Auslegung der Fertigungsparameter entscheidet über die praktische Performance jedes einzelnen Gewebebandkabels. Zu den verfügbaren Stellschrauben zählt etwa die Straffung des in Querrichtung laufenden Schussfadens: Je straffer diese Auslegung erfolgt, desto mehr kann das Gewebebandkabel selbsttragend ausgeführt werden. Problemlos lässt sich so auf Distanzen bis zu 2 m der Einsatz von Schlepp- beziehungsweise Energieführungsketten eliminieren. 

Im Aufzugsbau

In großen Konzertsälen punkten Spiralleitungen auf textiler Basis, da sie sich sanft und geräuschlos ausziehen und ablegen lassen.

© TKD Kabel

Durch den Einsatz eines sogenannten ‚backing weaves‘ – eines textilen Zwischengewebes – lässt sich eine zusätzliche Zugentlastung realisieren. Das Trägergewebe selbst ist für Installation beziehungsweise Montage nutzbar. So hat TKD etwa Gewebebandkabel für den Aufzugsbau entwickelt, bei denen das Leitungssystem über gezielte Aussparungen im Gewebegeflecht schnell und sicher im Aufzugsschacht fixiert wird, Stockwerk für Stockwerk. 

Eine weitere Applikation ist die moderne Bühnentechnik, wo spiralisierte Gewebebandkabel zum Einsatz kommen. Die textilen Leitungssysteme werden hier für vertikale Auszugslängen von maximal 9 m verwendet; klassische Spiral-Rundkabel sind in diesem Fall aufgrund der Kombination aus hohem Gewicht und Gravitationskraft im Nachteil. Schließlich ermöglicht es die Webtechnik, dass neben geraden Bahnen kreisrund gewebt werden kann. Hieraus resultieren agile Auszugsleitungen auf textiler Basis, die sich sanft und praktisch geräuschlos ausziehen und ablegen lassen.

Autor: 
Thomas Schmidt ist Teamleiter TKD ‚Connectivity‘ bei TKD Kabel in Pliezhausen.