Was ist ein Spiralkabel?

Ein Spiralkabel ist eine flexible elektrische Leitung, deren mittlerer Abschnitt dauerhaft zu einer zylindrischen Wendel geformt ist. Wird das Kabel auseinandergezogen, vergrößert sich der Abstand zwischen den Windungen. Nach dem Loslassen kehrt die Leitung weitgehend in ihre kompakte Ausgangsform zurück.

Spiralkabel werden auch als Wendelkabel, Wendelleitungen oder Spiralleitungen bezeichnet. Sie kommen überall dort zum Einsatz, wo eine elektrische Verbindung beweglich bleiben soll, eine lange lose Leitung aber unerwünscht ist.

Typische Anwendungen sind mobile Bedieneinheiten, Handsteuerungen, Messgeräte, Laborgeräte und medizinische Geräte. Je nach Leitungsaufbau können Spiralkabel elektrische Energie, Steuersignale oder Daten übertragen.

Ein Spiralkabel ist dabei nicht einfach eine aufgewickelte Standardleitung. Erst das Zusammenspiel aus Leiteraufbau, Mantelwerkstoff, Wendelgeometrie, Rückstellkraft und Bewegungsprofil macht daraus eine dauerhaft zuverlässige Verbindung.

Wie funktioniert ein Spiralkabel?

Bei der Herstellung wird eine geeignete Leitung um einen definierten Formkörper gewickelt und thermisch behandelt. Durch diesen Prozess erhält sie ihre charakteristische Wendel- oder Helixform.

Beim Ausziehen wird nicht das Leitungsmaterial selbst stark gedehnt. Stattdessen öffnen sich die einzelnen Windungen. Dadurch lässt sich das Kabel verlängern, ohne dass die gesamte benötigte Leitungslänge lose im Arbeitsbereich liegen muss.

Sobald die Zugkraft nachlässt, bewegen sich die Windungen aufgrund ihrer Rückstellkraft wieder aufeinander zu.

Das Rückstellverhalten wird unter anderem beeinflusst durch:

• Mantelmaterial
• Leitungsdurchmesser
• Aderzahl und Leiterquerschnitt
• Durchmesser der Wendel
• Länge des spiralisierten Abschnitts
• thermische Formgebung
• Umgebungstemperatur
• Häufigkeit der Bewegung
• Zug- und Torsionsbelastungen

Ein Spiralkabel sollte deshalb immer für den tatsächlichen Arbeitsbereich und nicht ausschließlich nach seiner maximalen Länge ausgewählt werden.

Welche Bereiche und Längen hat ein Spiralkabel?

Für die technische Beschreibung eines Spiralkabels werden mehrere Abschnitte und Längen unterschieden.

Spiralisierter Abschnitt

Der spiralisierte Abschnitt ist der gewundene Teil der Leitung. Er bildet die eigentliche Wendel und ermöglicht die variable Länge.

Gerade Anschlussenden

An beiden Seiten der Wendel können gerade Leitungsstücke vorgesehen werden. Sie dienen der Montage von Steckverbindern, Gerätesteckern oder offenen Leitungsenden.

Die geraden Enden können abhängig von der Einbausituation unterschiedliche Längen und Austrittsrichtungen besitzen.

Blocklänge

Die Blocklänge beschreibt die Länge des spiralisierten Abschnitts im zusammengezogenen Zustand. Die geraden Anschlussenden werden üblicherweise separat angegeben.

Arbeitslänge

Die Arbeitslänge ist die Länge, die das Spiralkabel im normalen Betrieb regelmäßig erreichen soll. Sie sollte unterhalb der maximalen Auszugslänge liegen.

Maximale Auszugslänge

Die maximale Auszugslänge gibt an, wie weit das Kabel technisch auseinandergezogen werden kann. Sie ist nicht mit der empfohlenen dauerhaften Arbeitslänge gleichzusetzen.

Wird ein Spiralkabel regelmäßig bis zum mechanischen Maximum gezogen, können Rückstellkraft, Mantel und Leiteraufbau langfristig beeinträchtigt werden.

Was ist der Unterschied zwischen Spiralkabel, Wendelkabel und Wendelleitung?

Die Begriffe Spiralkabel, Wendelkabel, Spiralleitung und Wendelleitung werden in der Praxis weitgehend synonym verwendet.

Teilweise wird der Begriff Kabel eher für ein bereits konfektioniertes Produkt und der Begriff Leitung eher für das noch nicht angeschlossene Leitungsmaterial verwendet. Für die technische Auswahl ist diese sprachliche Unterscheidung jedoch von geringer Bedeutung.

Entscheidend sind vielmehr:

• elektrische Belastbarkeit
• Leiteraufbau
• Mantelmaterial
• Wendelabmessungen
• Rückstellkraft
• Anschlussenden
• Steckverbinder
• Bewegungszyklen
• Umgebungsbedingungen

Welche Vorteile haben Spiralkabel?

Spiralkabel verbinden Beweglichkeit mit einer geordneten und platzsparenden Leitungsführung.

Geringer Platzbedarf

Im Ruhezustand befindet sich ein großer Teil der Leitung in der Wendel. Dadurch benötigt das Kabel weniger Raum als eine vergleichbar lange, gerade ausgelegte Leitung.

Variable Reichweite

Das Kabel kann bei Bedarf ausgezogen werden. Mobile Geräte oder Bedienelemente lassen sich dadurch innerhalb eines definierten Arbeitsbereichs bewegen.

Weniger lose Leitung

Die Rückstellbewegung reduziert überschüssige Leitungsschlaufen. Das Kabel liegt dadurch seltener auf dem Boden, bleibt weniger leicht an Bauteilen hängen und kann sich nicht so schnell mit anderen Leitungen verheddern.

Geordnete Leitungsführung

Nach der Nutzung zieht sich die Leitung wieder zusammen. Dies erleichtert eine übersichtliche Installation an Geräten, Maschinen und Arbeitsplätzen.

Kundenspezifische Ausführung

Abhängig von den technischen Anforderungen können Spiralkabel mit unterschiedlichen:

• Aderzahlen
• Leiterquerschnitten
• Mantelmaterialien
• Farben
• Wendelabmessungen
• Anschlussenden
• Steckverbindern

ausgeführt werden.

Bei besonderen Stecksystemen, Längen oder Zulassungsanforderungen kann eine kundenspezifische Kabelanfertigung erforderlich sein.

Welche Nachteile und Grenzen haben Spiralkabel?

Die Spiralform ist nicht für jede bewegliche Verbindung die beste Lösung.

Rückstellkraft wirkt auf Gerät und Anschluss

Beim Ausziehen entsteht eine Gegenkraft. Diese wirkt auch auf das angeschlossene Gerät, den Stecker und die Kabeleinführung.

Eine geeignete Kabelzugentlastung ist deshalb besonders wichtig. Elektrische Kontakte, Klemmen oder Lötstellen dürfen keine mechanischen Zugkräfte aufnehmen.

Begrenzte Auszugslänge

Ein Spiralkabel kann nicht beliebig verlängert werden. Bei einer Überdehnung können sich Windungen dauerhaft verformen.

Nachlassende Rückstellkraft

Dauerhafte Streckung, hohe Temperaturen oder ein ungeeignetes Material können dazu führen, dass die Leitung nicht mehr vollständig in ihre Ausgangsform zurückkehrt.

Zusätzliche Torsionsbelastung

Wird ein angeschlossenes Gerät regelmäßig gedreht, wirkt neben der Zugbewegung eine Torsionskraft auf das Kabel. Diese Belastung muss bei der Konstruktion gesondert berücksichtigt werden.

Kein automatischer Ersatz für Schleppkettenleitungen

Ein Spiralkabel ist nicht automatisch für Energieketten geeignet. Schleppkettenleitungen werden für definierte Biegeradien und hohe wiederkehrende Bewegungszahlen konstruiert.

Wärmeentwicklung beachten

Bei höheren Strömen können eng beieinanderliegende Windungen die Wärmeabgabe beeinflussen. Strombelastbarkeit, Umgebungstemperatur und tatsächlicher Auszugszustand müssen deshalb gemeinsam bewertet werden.

Wo werden Spiralkabel eingesetzt?

Spiralkabel eignen sich besonders für Geräte und Anlagen, bei denen eine Leitung regelmäßig ausgezogen und anschließend wieder kompakt zurückgeführt werden soll.

Geräte- und Apparatebau

Im Geräte- und Apparatebau können Spiralkabel mobile Handgeräte, Bedienteile und bewegliche Komponenten mit Strom oder Signalen versorgen.

Typische Anwendungen sind:

• Handbediengeräte
• Steuerpulte
• mobile Eingabegeräte
• Werkzeuganschlüsse
• Servicegeräte
• tragbare Prüfgeräte

Mess- und Regeltechnik

In der Mess- und Regeltechnik werden Wendelleitungen beispielsweise für Handmessgeräte, Sensoranschlüsse, Prüfspitzen und mobile Bedieneinheiten eingesetzt.

Bei empfindlichen Mess- oder Steuersignalen können zusätzlich eine geeignete Schirmung und definierte elektrische Eigenschaften erforderlich sein.

Labortechnik

In der Labortechnik ermöglichen Spiralkabel eine platzsparende Verbindung zu mobilen Analyse-, Prüf- und Bediengeräten.

Bei der Auswahl sind mögliche Einflüsse durch Reinigungsmittel, Chemikalien und Temperaturen zu berücksichtigen.

Medizintechnik

In der Medizintechnik können Spiralkabel an beweglichen Handgeräten und Bedienelementen eingesetzt werden.

Abhängig von der Anwendung gelten besondere Anforderungen an:

• elektrische Sicherheit
• Hygiene
• Reinigungsbeständigkeit
• Materialverträglichkeit
• EMV
• Zulassungen

Die Spiralform allein macht eine Leitung daher nicht automatisch für medizinische Geräte geeignet.

Maschinen- und Anlagenbau

Im Maschinen- und Anlagenbau können Spiralkabel mobile Bedieneinheiten, Handsteuerungen oder kurzfristig positionierbare Komponenten verbinden.

Bei Vibrationen, Ölbelastung, hohen Bewegungszahlen oder starker mechanischer Beanspruchung muss die konkrete Leitungsausführung auf die Anwendung abgestimmt werden.

Welche Materialien werden für Spiralkabel verwendet?

Das Mantelmaterial beeinflusst die Flexibilität, Formstabilität, Rückstellkraft und Beständigkeit eines Spiralkabels.

Einen ausführlichen Vergleich der Eigenschaften von PVC, PUR, TPE und FEP finden Sie in unserem Beitrag über Kabelmantel-Materialien.

PVC-Spiralkabel

PVC eignet sich häufig für Anwendungen mit moderater mechanischer Beanspruchung. Das Material wird beispielsweise für geschützte Innenbereiche und Geräteanschlüsse eingesetzt.

Ob eine PVC-Leitung geeignet ist, hängt unter anderem von Temperatur, Bewegungszahl und Medienkontakt ab.

PUR-Spiralkabel

PUR kann sich für mechanisch anspruchsvollere Anwendungen eignen. Je nach Werkstoffmischung bietet es eine erhöhte Abriebfestigkeit und Beständigkeit gegenüber bestimmten Ölen und Chemikalien.

PUR-Spiralkabel werden daher häufig für Maschinen, Werkzeuge, Handgeräte und industrielle Bedieneinheiten eingesetzt.

Die Bezeichnung PUR allein stellt jedoch keinen Eignungsnachweis dar. Temperaturbereich, Medienbeständigkeit, Flammverhalten und Zulassungen müssen anhand der konkreten Leitung geprüft werden.

Weitere Mantelwerkstoffe

Für besondere Temperatur-, Chemikalien-, Hygiene- oder Brandschutzanforderungen können weitere Werkstoffe erforderlich sein.

Nicht jede flexible Leitung eignet sich für eine dauerhafte Spiralisierung. Leiter, Isolation und Mantel müssen die thermische Formgebung und die späteren Bewegungen zuverlässig verkraften.

Können Spiralkabel Strom, Signale und Daten übertragen?

Spiralkabel können grundsätzlich für unterschiedliche Übertragungsaufgaben konstruiert werden.

Mögliche Varianten sind:

• Stromversorgungsleitungen
• Steuerleitungen
• Signalleitungen
• geschirmte Leitungen
• Datenleitungen
• kombinierte Leitungen

Bei einer Stromversorgung müssen insbesondere Nennspannung, Stromstärke, Leiterquerschnitt, Erwärmung und Zulassungen berücksichtigt werden.

Bei empfindlichen Steuer- und Messsignalen können Schirmung, Kapazität und EMV-Eigenschaften entscheidend sein.

Für schnelle Datenübertragungen muss der vollständige Leitungsaufbau für das jeweilige Protokoll geeignet sein. Die Spiralform allein erlaubt keine Aussage über die übertragbare Datenrate.

Sind Spiralkabel mit Steckern erhältlich?

Spiralkabel können abhängig von der Anwendung einseitig oder beidseitig konfektioniert werden.

Mögliche Anschlüsse sind beispielsweise:

• Netzstecker
• Gerätestecker
• Rundsteckverbinder
• Industriesteckverbinder
• offene Leitungsenden
• Aderendhülsen
• kundenspezifische Anschlüsse

Bei spiralförmigen Netzleitungen müssen zusätzlich das jeweilige Stecksystem, die elektrische Belastung und länderspezifische Zulassungen geprüft werden.

Worauf sollten Sie bei der Auswahl eines Spiralkabels achten?

Ein geeignetes Spiralkabel wird nicht allein anhand seiner maximalen Länge ausgewählt.

Auswahlkriterium	Zu klärende Frage
Übertragungsaufgabe	Werden Strom, Signale oder Daten übertragen?
Nennspannung	Für welche Betriebsspannung muss die Leitung ausgelegt sein?
Stromstärke	Welcher Dauer- und Spitzenstrom tritt auf?
Leiterquerschnitt	Welcher Querschnitt ist elektrisch und thermisch erforderlich?
Aderzahl	Wie viele Leiter werden benötigt?
Blocklänge	Wie viel Platz steht im Ruhezustand zur Verfügung?
Arbeitslänge	Welche Entfernung wird regelmäßig erreicht?
Maximale Auszugslänge	Welche seltene Endposition muss möglich sein?
Rückstellkraft	Wie stark darf die Leitung am Gerät ziehen?
Anschlussenden	Welche Länge und Ausrichtung wird benötigt?
Bewegung	Treten Zug, Biegung, Torsion oder Kombinationen auf?
Bewegungszyklen	Wie häufig wird die Leitung ausgezogen?
Temperatur	Welche Minimal- und Maximaltemperaturen treten auf?
Medienkontakt	Besteht Kontakt mit Öl, Reinigungsmitteln oder Chemikalien?
Schirmung	Ist ein Schutz vor elektromagnetischen Störungen erforderlich?
Steckverbinder	Welche Anschlüsse werden benötigt?
Zulassungen	Sind VDE-, UL-, CSA- oder branchenspezifische Freigaben erforderlich?
Zugentlastung	Wie werden die Anschlussstellen mechanisch geschützt?

Je genauer diese Anforderungen beschrieben werden, desto zuverlässiger kann die Leitung ausgelegt werden.

Spiralkabel oder gerade Anschlussleitung: Was ist besser?

Welche Bauform besser geeignet ist, hängt vom Bewegungsablauf und dem vorhandenen Bauraum ab.

Anforderung	Spiralkabel	Gerade Anschlussleitung
Bewegliche Reichweite	geeignet für begrenzte Ausziehbewegungen	nur durch freie Leitungslänge
Platzbedarf im Ruhezustand	kompakt	abhängig von der Gesamtlänge
Selbstständige Rückstellung	vorhanden	nicht vorhanden
Rückstellkraft am Gerät	muss berücksichtigt werden	meist geringer
Stationäre Verbindung	häufig unnötig	meist besser geeignet
Starke Torsion	spezielle Auslegung erforderlich	ebenfalls gesondert zu prüfen
Energiekette	nicht automatisch geeignet	spezielle Schleppkettenleitung erforderlich
Mobile Handgeräte	häufig sinnvoll	kann zu Leitungsschlaufen führen

Eine Wendelleitung ist besonders sinnvoll, wenn sich ein Gerät innerhalb eines begrenzten Bereichs bewegen soll und sich die Leitung danach wieder zusammenziehen soll.

Bleibt die Verbindung überwiegend statisch, ist eine gerade Anschlussleitung meist einfacher und wirtschaftlicher. Weitere Grundlagen zur Auswahl von Leitungstyp, Länge, Querschnitt und Mantelmaterial finden Sie im Beitrag Netzleitungen richtig auswählen.

Welche Fehler treten bei Spiralkabeln häufig auf?

Das Kabel wird dauerhaft maximal ausgezogen

Die maximale Auszugslänge sollte nicht als normale Arbeitslänge genutzt werden. Eine dauerhafte Streckung kann die Wendel verformen und die Rückstellkraft reduzieren.

Die Zugentlastung fehlt

Die Rückstellkraft darf nicht direkt auf Lötstellen, Klemmen oder Steckkontakte wirken. Beide Anschlussseiten benötigen eine geeignete mechanische Entlastung.

Torsionsbewegungen werden nicht berücksichtigt

Wird das angeschlossene Gerät regelmäßig gedreht, entsteht eine zusätzliche Belastung. Eine Auslegung ausschließlich für Zugbewegungen reicht dann nicht aus.

Das Mantelmaterial wird pauschal ausgewählt

PUR ist nicht automatisch für jede industrielle Anwendung geeignet. Ebenso ist PVC nicht grundsätzlich ungeeignet. Entscheidend sind Werkstoffmischung, Temperatur, Medienkontakt und Bewegungsprofil.

Es wird nur die Gesamtlänge angegeben

Für eine eindeutige Konstruktion werden mindestens Blocklänge, Arbeitslänge, maximale Auszugslänge und Länge der geraden Anschlussenden benötigt.

Eine beliebige Leitung wird nachträglich aufgewickelt

Eine normale flexible Leitung erhält durch einfaches Aufwickeln keine dauerhaft kontrollierte Wendelgeometrie. Eine ungeeignete thermische Behandlung kann außerdem Isolation und Mantel beschädigen.

Häufige Fragen zu Spiralkabeln

Kann jede Leitung zu einem Spiralkabel verarbeitet werden?

Nein. Leiteraufbau, Isolation und Mantel müssen für die thermische Formgebung und die späteren mechanischen Belastungen geeignet sein.

Warum zieht sich ein Spiralkabel zusammen?

Die bei der Herstellung geformte Wendel besitzt eine Rückstellkraft. Beim Ausziehen öffnen sich die Windungen. Lässt die Zugkraft nach, bewegen sie sich wieder in Richtung ihrer ursprünglichen Position.

Wie weit darf ein Spiralkabel ausgezogen werden?

Das hängt von der Wendelgeometrie und dem Leitungsaufbau ab. Maßgeblich sind die definierte Arbeitslänge und maximale Auszugslänge.

Kann ein Spiralkabel dauerhaft ausgezogen bleiben?

Eine dauerhafte Streckung ist in der Regel nicht empfehlenswert. Sie kann das Rückstellverhalten verschlechtern und die Belastung an Leitung und Anschlüssen erhöhen.

Sind Spiralkabel für Schleppketten geeignet?

Nicht automatisch. Für Schleppketten werden speziell konstruierte Leitungen benötigt, die für definierte Biegeradien und hohe Bewegungszyklen ausgelegt sind.

Was bedeutet Blocklänge?

Die Blocklänge ist die Länge des spiralisierten Kabelabschnitts im zusammengezogenen Zustand. Gerade Anschlussenden werden separat angegeben.

Können Spiralkabel geschirmt werden?

Ja. Die Schirmung muss jedoch zur Bewegungsbelastung, zum Außendurchmesser und zu den erforderlichen EMV-Eigenschaften passen.

Gibt es Spiralkabel mit Netzstecker und Gerätestecker?

Solche Konfektionen sind abhängig von Leitung, Stecksystem, Spannung, Strombelastung und Zulassungsanforderungen grundsätzlich möglich.

Wann ist ein Spiralkabel die richtige Lösung?

Ein Spiralkabel ist sinnvoll, wenn ein Gerät beweglich bleiben muss und die Verbindung nach der Nutzung wieder wenig Platz einnehmen soll.

Besonders geeignet ist diese Bauform für:

• mobile Bediengeräte
• Handsteuerungen
• Messgeräte
• Laborgeräte
• bewegliche Gerätekomponenten

Die Spiralform allein garantiert jedoch keine hohe Lebensdauer. Entscheidend ist eine Auslegung, die elektrische Belastung, Bewegungsablauf, Rückstellkraft, Mantelmaterial, Anschlussenden und Zugentlastung gemeinsam berücksichtigt.

Benötigen Sie eine passende Leitung für ein Gerät, eine industrielle Anwendung oder eine Serienfertigung, können Sie Ihre Anforderungen über die Kontaktseite von COTRONIC übermitteln.