Schutzschläuche und Isolierschläuche im Einsatz

Schläuche aus synthetischen Elastomeren und Naturgummi begleiten uns in unserer modernen Welt überall. Es sind die Wasserschläuche unseres Geschirrspülers und der Waschmaschine oder auch der grüne, im Sommer unverzichtbare Gartenschlauch. Es ist der kaum sichtbare Kraftstoffschlauch in unserem PKW, der für die ungehinderte Benzinzufuhr mit verantwortlich ist, es sind ebenso die elastischen Ummantelungen der Elektroleitungen und -kabel zum Fernsehapparat oder zum Staubsauger, die den Umgang mit den Geräten sicher machen, oder auch die Kabelbündelschläuche, die die Vielzahl von Leitungen am Computer übersichtlich zusammenhalten. Die Zahl der Beispiele könnte beliebig fortgesetzt werden, aber schon die wenigen lassen die zwei grundlegende Typen von Schläuchen deutlich erkennen, die es zu unterscheiden gilt: Es gibt Förderschläuche und es gibt Schutzschläuche.

Der gewichtige Unterschied

Wenn von Schläuchen (engl.: hoses oder tubes) die Rede ist, sind fast immer Förderschläuche (engl.: conveying hoses) gemeint. Sie dienen der Zu-, Ab- oder Fortleitung von Flüssigkeiten und Gasen, aber auch von rieselfähigen Feststoffen, und sind daher für die Schlauchtechnik in der Chemie an Apparaturen und in Anlagen unverzichtbare Komponenten. Aus technischer Sicht definiert handelt es sich dabei um elastische und beidseits offene, meist zylindrische Röhren aus weichen Kunststoffen oder Naturgummi, wodurch sie sich von Rohren, die starr und unnachgiebig sind, grundsätzlich unterscheiden. Schutzschläuche (engl.: protective hoses) sind auch Schläuche oder schlauchartige Gebilde, die jedoch als technische Hilfsmittel in Ausführung und Funktion immer einem sehr konkret vorgegebenen Sicherungs- oder Schutzzweck angepasst sind.

Schutzschläuche – Bodyguards mit vielen Gesichtern

Im Gegensatz zum Förderschlauch ist die Dichtigkeit eines Schutzschlauches gegenüber Flüssigkeiten oder Gasen kein generelles Kriterium; bestimmend ist vielmehr seine vorgesehene, funktionelle Standfestigkeit im Lastfall. Demzufolge spielen hier die physikalisch-technischen Materialeigenschaften die dominierende Rolle.

Berstschutz

Förderschläuche aus Gummi und synthetischen Elastomeren sind nicht druckfest. Abhängig vom Material der Schlauchleitung, der Wandstärke und dem Durchmesser können sie zwar geringen Innendrucken standhalten, wenn es aber darum geht, Gase oder Flüssigkeiten sicher durch eine Schlauchleitung zu drücken, wie sie pneumatische oder hydraulische Systeme erfordern, ist der Einsatz von druckfest ausgerüsteten Schläuchen unumgänglich. Gängige technische Lösungen für druckfeste Schläuche sind Doppelmantelschläuche und Verbundschläuche.

Was zeichnet einen Doppelmatelschlauch aus?

Doppelmantelschläuche (engl.: double walled hoses) sind eine fest miteinander verbundene Kombination aus Förderschlauch und Schutzschlauch. Der innere Schlauch, die „Seele“, fungiert als Förderschlauch und ist gegenüber dem Fluid inert, während der ihn einhüllende, äußere Schlauch ausschließlich der mechanischen Festigkeit und der Berstsicherheit des Doppelmantelschlauchs dient. Zur Erhöhung der Druckfestigkeit werden oft auch noch Metall- oder Textilgeflechte zwischen Seele und Außenschlauch eingearbeitet.

Was kennzeichnet einen Verbundschlauch?

Verbundschläuche (engl.: composite hoses) sind ähnlich aufgebaut, sie bestehen aber im Gegensatz zu Doppelmantelschläuchen aus mehr als zwei Materialschichten, durch die ihre Festigkeit und damit ihre Betriebssicherheit sowie der Schutz weiter erhöht wird. Auf diese Weise werden Druckfestigkeiten von 50 bar und mehr erreicht. Beide Schlauchtypen finden vornehmlich als Gasschläuche für Druck- und Schweißgase und als Hydraulikschläuche Verwendung.

Eine besondere Form von Verbundschläuchen stellen die sogenannten „Aqua-Stop“-Schläuche dar, die insbesondere an Haushaltsgeräten, wie Waschmaschinen oder Geschirrspüler, verbaut werden. Hierbei ist zwischen inneren Schlauch und äußeren Schlauch eine bei Wasserzutritt quellende Materialschicht eingearbeitet. Kommt es zur Leckage des Innenschlauches, wird die Schadstelle durch das Quellmaterial zunächst verschlossen und damit ein unmittelbarer Wasserschaden vermieden. Bei neueren Geräten zeigen auf die Feuchtigkeit zwischen den beiden Schläuchen reagierende Signaleinrichtungen sodann die Notwendigkeit eines Schlauchwechsels an.

Maximum an Berstsicherheit und Schutz: der Panzerschlauch

Panzerschläuche (engl.: armored hoses) sind im strengen Sinne keine Doppelmantel- oder Verbundschläuche, ihre Funktionalität weist sie dennoch als Druckschläuche aus. Die Berstsicherheit wird durch einen Schutzschlauch aus engmaschigem Metallgewebe, meist aus Edelstahl oder Messing, erreicht, der ohne festen Verbund über den zu sichernden Förderschlauch gezogen ist. Panzerschläuche werden häufig für dauerhafte Wasserleitungs-Installationen im Haushalt verwendet, etwa zum direkten Anschluss von Entnahmestellen für Trinkwasser, das in städtischen Versorgungsleitungen üblicherweise in einem Bereich zwischen 4 und 8 bar anliegt.

Die unterschiedlichen Anwendungen von Schutz- und Isolierschläuchen im Überblick

Welche unterschiedlichen Funktionen Isolier- und Schutzschläuche je nach Anwendung erfüllen müssen, stellen wir in den folgenden Abschnitten genauer vor.

Transportschutz

Schutzschläuche gänzlich anderer Funktionalität haben sich für das Transportwesen etabliert, zur Beförderung von empfindlichen Gütern, wie feinmechanische oder optische Bauteile, leicht zerbrechliche Teile aus Glas oder Produkte, deren polierte Oberflächen vor Kratzschäden zu bewahren sind. Für deren Schutz sind Schlauchfolien geeignet, mit denen das zu sichernde Material ummantelt wird.

 

Für diese Zwecke haben sich besonders Schrumpfschläuche bewährt, die sich beim Erwärmen zusammenziehen und damit das Produkt passgenau fest einhüllen. Derartig verpackt werden mittlerweile sogar Hochglanz-Prospekte, Zeitschriften und Büchersendungen verschickt.

Gegen Stöße bieten jedoch Schlauchfolien wie auch Schrumpfschläuche wegen ihrer geringen Materialstärke, die üblicherweise in den Bereich zwischen 50 und 100 µm fällt, nur wenig Schutz. Stoßmindernden Oberflächenschutz bieten dagegen Schutzschläuche aus Luftpolsterfolie, die auch als Noppenfolie-Schläuche im Handel erhältlich sind. Die Wirkung der doppellagigen Schläuche mit innen wie außen glatten Oberflächen beruht auf den zwischen beiden Lagen eingearbeiteten, luftgefüllten Blasen, die dank der Kompressibilität von Gasen und der Elastizität des Schlauchmaterials Stöße abfedern.

Elektroschutz

Stromführende Leitungen bergen ein erhebliches Gefahrenpotential, wenn die Schutzisolierung nicht mehr gegeben ist und die Elektro-Leiter „blank liegen“. Es besteht nicht nur die Gefahr eines elektrischen Kurzschlusses in der Leitung, der weitreichende Folgen haben kann, es besteht auch Lebensgefahr für denjenigen, der mangels ausreichenden Berührungsschutzes mit Elektroleitungen in Kontakt kommt.

Den wirksamsten Berührungsschutz bietet zwar immer noch der Abstand, wie das bei Hochspannungs-Freileitungen zur Stromübertragung sowie Fahrleitungen von elektrisch betriebenen Bahnen seit jeher realisiert ist. Für die Mehrzahl der Elektro-Anwendungen ist diese Art von Berührungsschutz jedoch nicht zu verwirklichen. Er kann nur durch ausreichende Schutzisolierung mittels Elektroisolierschläuchen gewährleistet werden, mit dem jeder einzelne Stromleiter in einem Kabelstrang ummantelt wird. Das Material eines entsprechenden Isolierschlauches dafür muss spezifischen Anforderungen genügen: Es muss hochohmig und damit praktisch nichtleitend sein, ferner ausreichend flexibel, um bei Bewegung der Kabel nicht zu brechen, und schließlich auch noch thermisch belastbar und nicht brennbar sein, weil sich elektrische Leitungen während es Betriebes erwärmen können. Die Palette verfügbarer Elektroschutzschläuche ist dank der Vielzahl geeigneter Kunststoffe sehr umfangreich und umfasst sowohl einfache PVC-Schläuche und thermofeste Silikonschläuche mit hoher thermischen Beständigkeit wie auch vinylbeschichte Glasseidenschläuche, silikonimprägnierte Textilgeflecht-Isolierschläuche und Schrumpfschläuche aus thermoplastischen Kunststoffen.

Thermoschutz

Was für den Elektroschutz gilt, ist auch auf den Thermoschutz übertragbar: Abstand ist der beste Schutz. Jedoch ist oft eine thermowirksame Abschirmung auf engstem Raum und über kürzeste Strecken erforderlich, um Wärmeströme mit nicht kalkulierbaren Wirkungen zu vermeiden. Wärmeschutzschläuche finden sich in vielen elektrischen Haushaltsgeräten wieder, wo sie Verkabelungen oder Verdrahtungen vor Hitzeeinwirkungen schützen. Diese Schutzschläuche finden sich bspw. in Bügeleisen und Elektroherden. Ebenso sind im Fahrzeugbau Wärmeschutzschläuche für Kraftstoffschläuche und Kühlerschläuche unverzichtbare Bauelemente. Grundmaterial für Wärmeschutzschläuche sind hauptsächlich flexible Glasfasergewebe, die mit verstärkenden Polyester- oder Polyurethan-Imprägnierungen und wärmereflektierender Aluminiumbedampfung ausgerüstet sein können.

Verletzungsschutz

Beim Umgang mit Hebezeugen sind auch bei Verwendung von Schutzhandschuhen erhebliche Verletzungsgefahren durch die Anschlagmittel, etwa durch das Einklemmen von Fingern zwischen den Kettengliedern der Gehänge, nicht auszuschließen. Sie können durch den Einsatz von Kettenschutzschläuchen, die Ketten lose ummanteln, aber erheblich gemindert werden.

Für das Bewegen von kleineren Lasten bis zu 6 Tonnen können Gehänge aus Gliederketten gänzlich durch sogenannte Rundschlingen ersetzt werden, die aus lastfähigen Fasersträngen, meist aus Polyester, bestehen und von mechanisch stabilem Polyester-Gewebeschlauch ummantelt sind. Sie sind im Vergleich zu Ketten sehr leicht und schließen so das Einklemmrisiko für den Bediener vollständig aus.

Der Fahrradschlauch – auch ein Schutzschlauch?

Der Fahrradschlauch ist gemäß der eingangs gegebenen Definition natürlich kein Schlauch, denn er hat weder einen Anfang noch ein Ende. Er ist in sich geschlossen und im physikalisch-technischen Sinn ein „Torus“ oder „Ringkörper“, dessen Volumen und Oberfläche exakt zu berechnen übrigens ein nicht ganz einfaches Problem darstellt.

Sieht man den Fahrradschlauch allerdings pragmatisch, unter dem Aspekt seiner bestimmungsgemäßen Verwendung, so kommt ihm durchaus die Funktion eines Schutzschlauches zu. In seiner Urform, als aus dem von Freiherr Karl Drais von Sauerbronn (1795 – 1851) erfundenen Laufrad das erste Fahrrad hervorging, war die Bereifung noch ein kompakter Ring aus mehr oder minder elastischem Naturkautschuk. Dank der Erfindung des Schotten John Boyd Dunlop (1840 – 1921) schützte alsbald die kompressible Luftfüllung eines Hohlrings wirksamer als jede Vollgummibereifung die Felge vor Stößen durch Unebenheiten des Fahrbahnbelags und damit den aufsitzenden Radfahrer.

Der erste Fahrradschlauch wurde bereits im Jahre 1888 erfunden. Da er aber recht stoßempfindlich war, musste er mechanisch geschützt werden, was durch den sogenannten Fahrradmantel erfolgte. Dadurch nahm der Fahrradschlauch praktisch die Funktion eines Doppelmantel-Schlauchs an und behielt sie bis in die jüngste Zeit, wenngleich der Fahrradmantel immer nur ein „halber Mantel“ war und ist. Inzwischen ist der moderne Fahrradschlauch zu einem wirklichen Verbundschlauch geworden, der keines separaten Mantels mehr bedarf, obwohl er, siehe oben, doch gar kein Schlauch ist, sondern ein Torus. Aber nehmen wir es hier einmal nicht so genau! Dann finden wir beim genaueren Hinsehen in unserer unmittelbaren Lebenswelt noch viele weitere Strukturen vor, die sich letztendlich als Schutzschläuche erweisen, auch wenn sie nicht sogleich als solche erkennbar sind. Sie schützen Güter vor Verderb oder Verlust und bewahren uns vor Schaden.