Kältebeständige Leitungen: Materialien, Temperaturbereiche und Einsatz

Niedrige Temperaturen verändern das Verhalten von Leitungen deutlich. Kunststoffe werden härter, die Flexibilität nimmt ab und bei Bewegung steigt das Risiko für Risse oder andere Schäden.

Das ist vor allem dann relevant, wenn Leitungen in Kühlhäusern, Außenanlagen, unbeheizten Produktionsbereichen oder an bewegten Maschinen eingesetzt werden. Eine Leitung muss dort nicht nur elektrisch funktionieren, sondern auch mechanisch mit der Kälte zurechtkommen.

Was sind kältebeständige Leitungen?

Kältebeständige Leitungen sind für den Einsatz bei niedrigen Temperaturen ausgelegt. Mantel, Isolierung und weitere Komponenten müssen auch dann ihre vorgesehenen Eigenschaften behalten.

Dabei reicht die Angabe einer einzelnen Minimaltemperatur oft nicht aus. Eine Leitung kann bei tiefen Temperaturen fest verlegt funktionieren, aber für Bewegung unter denselben Bedingungen ungeeignet sein.

Typische Einsatzbereiche sind:

• Kühl- und Tiefkühllager
• Außenanlagen
• Fördertechnik
• Maschinenbau
• Lebensmittelproduktion
• Kühltechnik
• unbeheizte Hallen
• mobile Maschinen

Kältebeständig oder kälteflexibel?

Die Begriffe werden häufig gleich verwendet, meinen aber nicht ganz dasselbe.

Eine kältebeständige Leitung darf innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs betrieben werden.

Eine kälteflexible Leitung ist zusätzlich dafür ausgelegt, bei niedrigen Temperaturen gebogen oder bewegt zu werden.

Gerade bei bewegten Maschinen ist dieser Unterschied wichtig. Eine Leitung, die bei -40 °C fest verlegt eingesetzt werden darf, muss bei -40 °C nicht automatisch für dauernde Bewegung geeignet sein.

Was passiert mit Leitungen bei Kälte?

Viele Kunststoffe werden mit sinkender Temperatur steifer. Dadurch nimmt die mechanische Belastung beim Biegen zu.

Mögliche Folgen sind:

• geringere Flexibilität
• Risse im Mantel
• Schäden an der Isolation
• höhere Belastung an Biegestellen
• kürzere Lebensdauer bei Bewegung

Besonders kritisch ist es, wenn eine stark ausgekühlte Leitung eng gebogen, abgewickelt oder regelmäßig bewegt wird.

Welche Materialien eignen sich für niedrige Temperaturen?

Welche Leitung geeignet ist, hängt stark vom verwendeten Werkstoff ab. Zwei Leitungen mit demselben Mantelmaterial können trotzdem unterschiedliche Temperaturgrenzen haben.

PVC

PVC ist bei Netz- und Anschlussleitungen weit verbreitet. Standard-PVC kann bei niedrigen Temperaturen allerdings deutlich steifer werden.

Für kältere Umgebungen gibt es speziell formulierte PVC-Mischungen, die auch bei Minusgraden flexibler bleiben.

Solche Leitungen können sinnvoll sein, wenn:

• die Leitung überwiegend fest verlegt wird
• keine extrem niedrigen Temperaturen auftreten
• eine wirtschaftliche Lösung gefragt ist
• die konkrete Ausführung für den Temperaturbereich freigegeben ist

PUR

PUR wird vor allem wegen seiner mechanischen Eigenschaften eingesetzt. Es ist häufig abriebfest, robust und je nach Ausführung auch bei niedrigen Temperaturen gut einsetzbar.

Typische Einsatzbereiche sind Maschinen, Fördertechnik und andere Anwendungen mit mechanischer Belastung.

Die tatsächliche Kälteeignung hängt stark vom verwendeten PUR-Compound und vom Leitungsaufbau ab.

TPE

TPE kann eine gute Kombination aus Flexibilität und Kältebeständigkeit bieten.

Deshalb findet man TPE-Leitungen häufig dort, wo Leitungen auch bei niedrigen Temperaturen bewegt werden müssen.

Ob eine konkrete Leitung beispielsweise für -20 °C oder -40 °C geeignet ist, lässt sich nur anhand der technischen Daten beurteilen.

Silikon

Silikon bleibt über einen großen Temperaturbereich flexibel und eignet sich deshalb auch für Anwendungen mit starken Temperaturschwankungen.

Das Material ist sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen interessant. Mechanisch ist es jedoch nicht für jede Umgebung ideal. Bei starker Abriebbeanspruchung können andere Mantelwerkstoffe geeigneter sein.

FEP und andere Fluorpolymere

FEP und vergleichbare Fluorpolymere können für anspruchsvolle Temperaturbereiche eingesetzt werden.

Zusätzlich bieten sie häufig eine gute Beständigkeit gegenüber Chemikalien und Feuchtigkeit. Wegen der höheren Kosten werden sie meist dann eingesetzt, wenn Standardmaterialien nicht mehr ausreichen.

Welcher Werkstoff für die Anwendung passt, hängt nicht nur von der Temperatur ab. Auch Abrieb, Öl, Chemikalien und Bewegungsbeanspruchung spielen eine Rolle. Unterschiede zwischen PUR, PVC, TPE und FEP als Kabelmantel sollten deshalb immer im Zusammenhang mit der tatsächlichen Einsatzumgebung betrachtet werden.

Materialien im Vergleich

Material	Verhalten bei Kälte	Typische Stärke
Standard-PVC	kann deutlich steifer werden	wirtschaftliche Standardanwendungen
kälteflexibles PVC	bessere Flexibilität bei niedrigen Temperaturen	wirtschaftliche Kälteanwendungen
PUR	je nach Ausführung gute Kälteeignung	Abrieb und mechanische Belastung
TPE	häufig sehr flexibel bei Kälte	bewegte Anwendungen
Silikon	bleibt über einen großen Bereich flexibel	große Temperaturspanne
FEP	für anspruchsvolle Temperaturbereiche geeignet	Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit

Die konkrete Freigabe der jeweiligen Leitung ist wichtiger als die Materialbezeichnung allein.

Welche Leitung eignet sich für -20, -40 oder -60 °C?

Diese Frage lässt sich nicht pauschal beantworten.

Ob eine Leitung bei -20 °C, -40 °C oder -60 °C eingesetzt werden kann, hängt unter anderem von folgenden Punkten ab:

• Mantelmaterial
• Isolationsmaterial
• Leitungsaufbau
• feste oder bewegte Verlegung
• Biegeradius
• mechanische Belastung
• Herstellerfreigabe

Bestimmte Silikon-, TPE- oder Spezialleitungen können sehr niedrige Temperaturen abdecken. Das bedeutet aber nicht, dass jede Leitung aus diesem Material automatisch denselben Temperaturbereich besitzt.

Feste und bewegte Verlegung

Bei Kälte macht die Verlegeart einen großen Unterschied.

Eine fest verlegte Leitung wird nach der Montage kaum noch bewegt. Bei einer dynamischen Anwendung muss die Leitung dagegen auch im kalten Zustand wiederholt Biegungen und Zugbelastungen aushalten.

Für bewegte Anwendungen sollten deshalb zusätzlich geprüft werden:

• zulässige Temperatur bei Bewegung
• Mindestbiegeradius
• Biegewechselfestigkeit
• Zugbelastung
• Abrieb
• Bewegungszyklen

Eine Leitung kann bei einer bestimmten Temperatur fest verlegt funktionieren und für dieselbe Temperatur bei Bewegung ungeeignet sein. Bei kundenspezifischen Anschlussleitungen lassen sich Leitung, Steckverbinder, Mantelmaterial und Verlegebedingungen auf solche Anforderungen abstimmen.

Der Biegeradius wird bei Kälte wichtiger

Je kälter eine Leitung wird, desto stärker können sich ihre mechanischen Eigenschaften verändern.

Wird sie dann zu eng gebogen, steigt die Belastung auf Mantel und Isolation. Deshalb sollte der vorgeschriebene Mindestbiegeradius eingehalten werden.

Auch bei Montage und Transport ist Vorsicht sinnvoll. Stark ausgekühlte Leitungen sollten nicht ohne Prüfung eng gebogen oder direkt abgewickelt werden.

Kältebeständige Leitungen in Kühl- und Tiefkühllagern

In Kühlhäusern wirken niedrige Temperaturen häufig dauerhaft. Gleichzeitig können Leitungen durch Fördertechnik, Türen oder Maschinen mechanisch beansprucht werden.

Neben der Temperatur können hier wichtig sein:

• Feuchtigkeit
• Kondensation
• Abrieb
• Reinigungsmittel
• Flexibilität
• passende Steckverbinder

Eine Leitung, die nur für feste Verlegung freigegeben ist, sollte nicht ohne Weiteres in einer bewegten Förderanlage eingesetzt werden.

Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau

Maschinen in unbeheizten Hallen oder Außenbereichen können im Winter stark auskühlen.

Wird die Anlage anschließend gestartet, müssen sich Leitungen teilweise direkt aus dem kalten Zustand heraus bewegen. Genau dafür muss die Leitung ausgelegt sein.

Leitungen für Außenanlagen

Im Außenbereich reicht Kältebeständigkeit allein nicht aus.

Zusätzlich wirken häufig:

• UV-Strahlung
• Regen
• Schnee und Eis
• Kondensation
• Temperaturschwankungen
• mechanische Belastung

Eine Leitung kann also kältebeständig sein und trotzdem für eine dauerhafte Außeninstallation ungeeignet sein. UV- und Witterungsbeständigkeit müssen separat berücksichtigt werden.

Einsatz in der Lebensmittelindustrie

In Kühl- und Produktionsbereichen der Lebensmittelindustrie kommen häufig mehrere Belastungen zusammen.

Neben niedrigen Temperaturen können relevant sein:

• Feuchtigkeit
• Reinigungsmittel
• regelmäßige Nassreinigung
• hygienische Anforderungen
• Materialzulassungen

Hier muss die Leitung zur gesamten Umgebung passen und nicht nur zum Temperaturbereich.

Was ist bei Netz- und Anschlussleitungen zu beachten?

Bei Netzleitungen für industrielle Anwendungen sollten mehrere Punkte zusammen betrachtet werden:

• minimale Betriebstemperatur
• feste oder bewegte Verlegung
• Biegeradius
• Leiterquerschnitt
• Mantelmaterial
• Feuchtigkeit
• UV-Belastung
• Öl und Chemikalien
• Steckverbinder
• Zugentlastung
• erforderliche Zulassungen

Bei konfektionierten Leitungen ist die schwächste Komponente entscheidend. Eine kältebeständige Leitung hilft wenig, wenn Stecker, Dichtung oder Zugentlastung bei derselben Temperatur nicht freigegeben sind.

Welche Leitung passt zu Ihrer Anwendung?

Vor der Auswahl sollten die tatsächlichen Bedingungen möglichst genau feststehen:

1. Wie niedrig wird die Temperatur?
2. Wird die Leitung bei dieser Temperatur bewegt?
3. Ist sie fest oder dynamisch verlegt?
4. Welcher Biegeradius steht zur Verfügung?
5. Gibt es Feuchtigkeit, Eis oder Kondensation?
6. Wird die Leitung außen eingesetzt?
7. Treten Öl oder Chemikalien auf?
8. Welche elektrischen und normativen Anforderungen gelten?

Erst auf dieser Basis lässt sich sinnvoll entscheiden, ob kälteflexibles PVC, PUR, TPE, Silikon oder ein anderer Werkstoff geeignet ist.

Häufige Fragen zu kältebeständigen Leitungen

Welche Kabel eignen sich für Minusgrade?

Das hängt von Temperatur, Verlegeart und Material ab. Kälteflexibles PVC, bestimmte PUR- und TPE-Ausführungen sowie Silikon können für Anwendungen bei Minusgraden geeignet sein.

Welche Leitung eignet sich für -40 °C?

Für solche Temperaturen kommen spezielle TPE-, PUR-, Silikon- oder andere Kälteleitungen infrage. Wichtig ist, ob die Leitung bei -40 °C nur betrieben oder auch bewegt werden soll.

Welche Kabel eignen sich für -60 °C?

Für sehr niedrige Temperaturen sind spezielle Leitungsaufbauten erforderlich. Bestimmte Silikon- oder Spezialleitungen können dafür geeignet sein. Entscheidend ist die Freigabe der konkreten Leitung.

Ist PUR kältebeständig?

Viele PUR-Leitungen eignen sich gut für niedrige Temperaturen. Die tatsächliche Einsatzgrenze hängt jedoch vom Material und Aufbau der jeweiligen Leitung ab.

Ist Silikon bei Kälte flexibel?

Silikon bleibt auch bei niedrigen Temperaturen vergleichsweise flexibel. Die genaue Einsatzgrenze sollte trotzdem den technischen Daten der Leitung entnommen werden.

Was passiert mit PVC bei Kälte?

Normales PVC kann mit sinkender Temperatur steifer werden. Wird es dann stark gebogen oder bewegt, steigt das Risiko für Schäden. Für kalte Umgebungen gibt es speziell kälteflexible PVC-Ausführungen.

Darf eine kalte Leitung sofort bewegt werden?

Nur wenn sie für Bewegung bei der jeweiligen Temperatur freigegeben ist. Besonders stark ausgekühlte Leitungen sollten nicht ohne Prüfung eng gebogen oder abgerollt werden.

Worauf es bei niedrigen Temperaturen wirklich ankommt

Bei der Auswahl einer kältebeständigen Leitung zählt nicht nur die niedrigste Temperatur im Datenblatt. Mindestens genauso wichtig ist, was mit der Leitung bei dieser Temperatur passiert.

Bleibt sie fest liegen, sind die Anforderungen andere als bei einer Leitung, die sich ständig bewegt. Dazu kommen Einflüsse wie Feuchtigkeit, UV-Strahlung, Abrieb oder Chemikalien.

Werkstoff, Verlegeart, mechanische Belastung und Anschlusskomponenten sollten deshalb immer zusammen betrachtet werden.