De juiste kabelbinder voor draadbundels kiezen en aanbrengen

Nu er steeds meer gebruik wordt gemaakt van elektrische en elektronische componenten en subsystemen, wordt het correct beveiligen van bekabeling een belangrijk aspect van een systeemontwerp, hoewel dit nog vaak over het hoofd wordt gezien. Het is van cruciaal belang voor het succes en de levensduur van het ontwerp dat kabels veilig en efficiënt zijn, zowel binnen een apparaat als tussen systemen, vooral in toepassingen met hoge vibratie en zware milieuomstandigheden.

Voor ontwerpers vormt dit een uitdaging omdat zij kabelbinders moeten vinden die voldoen aan de behoeften van de toepassing zonder de integriteit van de isolatie en de interne structuur van de kabel aan te tasten. Denk hierbij aan de juiste treksterkte, levensduur, flexibiliteit, chemicaliën, trillingen en tolerantie voor ultraviolette (UV) straling.

Dit vereist een analyse van de vele soorten kabelbinders en materialen die tegenwoordig verkrijgbaar zijn. Daarnaast moet onderscheid worden gemaakt in deze materialen, wetende dat het kiezen van de verkeerde kabelbinder uiteindelijk veel meer kan kosten dan alleen de aankoopprijs.

Daarom is het belangrijk dat ontwerpers de nuances van kabelbinders begrijpen en hun keuze afstemmen op de toepassingseisen. Dit artikel geeft een overzicht van de overwegingen met betrekking tot kabelbinders, de voordelen van elk type en hoe ze effectief kunnen worden toegepast aan de hand van praktijkvoorbeelden van Panduit Corporation.

Specificaties van kabelbinders

Kabelbinders, ook wel bundelbanden of tiewraps genoemd, zijn verkrijgbaar in vele lengtes, breedtes, materialen en kleuren. Bij het samenbinden van een draadbundel moet het riempje om de bundel passen, waarbij het losse uiteinde volledig door de vergrendelingsopening wordt getrokken en aangehaald totdat de vergrendelingsweerhaakjes stevig aan het riempje vastgrijpen (afbeelding 1).

Afbeelding 1: Een standaard kabelbinder voor de bevestiging van kabels of samenbinden van kabelbundels met de belangrijkste onderdelen. (Beeldbron: Panduit Corporation)

Kabelbinders worden vaak uit één stuk vervaardigd, waarbij de vergrendelingsweerhaakjes als onderdeel van het sluitmechanisme zijn ingegoten. Daarnaast zijn er kabelbinders van hogere kwaliteit die uit een tweedelige constructie bestaan. In het tweedelige ontwerp is een corrosiebestendig roestvrijstalen staafje in de vergrendeling ingebouwd die aan een relatief glad bandoppervlak vastgrijpt. Deze kabelbinders bieden een stevige vergrendeling die traploos instelbaar is, omdat het staafje niet in een specifiek weerhaakje hoeft te passen.

De gespecificeerde maximumdiameter geeft de grootste diameter van de draadbundel aan die in de band past. De bundel moet stevig worden vastgebonden zonder de kabelisolatie te strak in te duwen of te beschadigen. Bij het selecteren van de bandlengte moet rekening worden gehouden met de extra lengte die nodig is om het losse uiteinde in de vergrendeling vast te zetten.

De sterkte van de kabelbinder is gedefinieerd als de treksterkte van de lus (loop tensile strength, LTS) gemeten in pond (lb) of kilogram (kg). De LTS is de maximale kracht die op het vergrendelingsmechanisme kan worden uitgeoefend nadat het is gesloten. Voor de meest voorkomende kabelbinders varieert deze van 18 lb (8 kg) tot 250 lb (110 kg).

De LTS is afhankelijk van de afmetingen van de kabelbinder maar ook van het gebruikte materiaal. De materiaalkeuze wordt vooral beïnvloed door de omgevingsomstandigheden waaronder de kabelbinder moet worden gebruikt. Denk hierbij aan:

• Moet de kabelbinder binnen of buiten worden gebruikt?
• Wat is het verwachte temperatuurbereik?
• Wordt de kabelbinder blootgesteld aan water, olie, chemicaliën of trillingen?

We kijken als voorbeeld naar de kabelbinder PLT1.5M-M10 van Panduit die deel uitmaakt van de PAN-TY@PLT-serie. Deze serie kabelbinders is het grootste en meest uitgebreide productaanbod, met bandjes in vele kleuren, materialen en constructietypes. De PLT1.M-M10 heeft een nominale lengte van 5,6 inch (14 cm), een nominale maximumdiameter van 1,25 inch (3,2 cm) en een treksterkte van 18 lb (8 kg). Kabelbinders worden op basis van hun doorsnede ingedeeld in sub-miniatuur, miniatuur en intermediate. De PLT1.M-M10 is een miniatuur kabelbinder en is ontworpen uit één stuk. De band is gemaakt van Nylon 6.6 en is bedoeld voor gebruik binnenshuis.

Zoals eerder vermeld, bestaat een ander veelgebruikt ontwerp van kabelbinders uit twee stukken met een afzonderlijk roestvrijstalen staafje ter vervanging van de gegoten nylon weerhaak in het eendelige ontwerp (afbeelding 2).

Afbeelding 2: Een eendelige fabricage met een gegoten vergrendeling (a) wordt getoond naast een tweedelige fabricage met een roestvrijstalen vergrendelingsstaafje dat na het gieten is ingebracht (b). (Beeldbron: Panduit Corporation)

De blauwe kabelbinder links in afbeelding 2 is de PLT3S-C76 van Panduit, een van de varianten uit de PAN-TY@PLT-serie. Hij is gemaakt van ethyleen-tetrafluorethyleen (ETFE) en is bestemd voor toepassingen die chemische weerstand, vlamvertraging en stralingsbestendigheid vereisen. De kabelbinder rechts in afbeelding 2 is de BT4S-M0 van Panduit, onderdeel van de DOME-TOP BARB-TY BT-serie die met een afzonderlijk vergrendelingsstaafje wordt vervaardigd. Bovendien heeft deze serie kabelbinders een afgeronde kop en afgeronde randen aan de band, zodat de draadisolatie zo min mogelijk wordt beschadigd. De zwarte kleur, verkregen door toevoeging van roet aan het nylon, verbetert de tolerantie voor ultraviolet licht, waardoor deze kleur vaker wordt gebruikt in buitentoepassingen.

Kabelbinders worden vervaardigd van een reeks materialen die specifiek zijn voor de beoogde toepassingsomgeving. Standaardbanden zijn gemaakt van Nylon 6.6. Nylon 6.6 heeft een hoge mechanische sterkte en starheid, een goede hittetolerantie en een redelijke chemische weerstand. Varianten zijn weerbestendig, hittegestabiliseerd en vlamvertragend Nylon 6.6.

Ook worden er diverse andere materialen gebruikt om specifieke toleranties te bereiken. De DT8EH-Q0 is bijvoorbeeld ontworpen met het oog op hoge sterkte en bestendigheid tegen schokken, chemicaliën, ultraviolet licht en het weer. Hier wordt gebruik gemaakt van acetal (polyoxymethyleen of POM), een familie van materialen waartoe ook Delrin behoort. De kabelbinder is 2,25 ft (68 cm) lang en heeft een treksterkte van 250 lb (110 kg). Deze kabelbinders zijn ontworpen voor zware buitentoepassingen in de energie- en communicatie-industrie.

Temperatuurbereik

Het temperatuurbereik waartegen een kabelbinder bestand is, wordt hoofdzakelijk bepaald door het materiaal waarvan hij is gemaakt. Nylon 6.6 werkt naar schatting bij een temperatuur van -76 °F tot +185 °F (24 °C tot 85 °C). Hittegestabiliseerd Nylon 6.6 verhoogt de bovengrens van dit bereik tot 212 °F (100 °C). PEEK heeft de hoogste temperatuurtolerantie, met een boventemperatuurgrens van 500 °F (260 °C).

Speciale kenmerken

De CBR1M-M van Panduit, onderdeel van de Contour-Ty-serie, heeft een uniek ontwerp om schade aan draadisolatie of kabelmantels te voorkomen. De kop is ontworpen met een laag profiel en maakt gebruik van parallelle invoer om de blootstelling van scherpe randen te beperken en haperingen te verminderen. Ook zitten de vergrendelingsinkepingen aan de buitenkant van de riem (afbeelding 3).

Afbeelding 3: De Contour-Ty-serie maakt gebruik van een haaks vergrendelingsmechanisme ten opzichte van het bandgedeelte voor parallelle invoer, en van vergrendelingsinkepingen aan de buitenkant om beschadiging van de isolatie te voorkomen. (Beeldbron: Panduit Corporation)

De HV9150-C0 inline kabelbinder maakt gebruik van weerbestendig Nylon 6.6. Het vergrendelingsmechanisme bevat twee weerhaakjes om zowel een vaste als een flexibele vergrendeling mogelijk te maken (afbeelding 4).

Afbeelding 4: De HV9150-C0 maakt gebruik van een inline ontwerp voor parallelle invoer in het vergrendelingsmechanisme en heeft daarom een lager profiel op kabelbundels. (Beeldbron: Panduit Corporation)

De hersluitbare kop maakt het mogelijk om een draadbundel tijdelijk samen te binden voordat hij definitief wordt vastgezet. De inkepingen zijn aan beide zijden van de riem gegoten en zorgen voor extra vergrendelingssterkte en meer flexibiliteit. De kabelbinder heeft een lengte van 1,721 ft. (52 cm), een bundeldiameter van 5,92 inch (15 cm) en een treksterkte van 160 lb (72 kg).

De SST1.51-M-kabelbinder is 5,3 inch (13 cm) lang en heeft een treksterkte van 40 lb (18 kg) (afbeelding 5). Dit product is ontworpen met een lage kop voor zowel normale bundeling als toepassingen door een paneel. Het tweedelige ontwerp heeft volgens Panduit de laagste invoerkracht in de industrie en is 14% lichter dan eendelige ontwerpen. Bovendien kan de band worden versteld tot de uiteindelijke spanning is verkregen.

Afbeelding 5: Het tweedelige ontwerp van de SST1.51-M maakt gebruik van een zwevende kraag die de band tegen een getande wig vergrendelt. Alvorens de definitieve vergrendeling kan de band worden versteld door de kraag naar achteren te trekken en de wig van de band weg te buigen. (Beeldbron: Panduit Corporation)

In tegenstelling tot de meeste kabelbinders, die maar weinig rek hebben, heeft de Panduit ERT2M-C20 een flexibele band (afbeelding 6).

Afbeelding 6: De ERT2M-C20 kabelbinder van elastomeer heeft een flexibele band wat voorkomt dat hij te strak wordt aangetrokken. (Beeldbron: Panduit Corporation)

Dit type band is ontworpen om zich aan een draad- of optische kabelbundel aan te passen, zodat deze niet te strak kan worden samengebonden. De band heeft ook een hoge wrijvingscoëfficiënt om zijdelingse beweging van de draden te voorkomen. Deze hersluitbare band is 8,5 inch (21 cm) lang en heeft een treksterkte van 18 lb (8 kg). Net als andere banden uit de serie is hij UL94V-0 vlamwerend en voldoet hij aan de strenge eisen voor brandbaarheid in de telecommunicatiesector. Bovendien is deze kabelbinder halogeenvrij en niet giftig.

De SG100M-M0 is bedoeld voor onderhoud, reparatie en revisie in moeilijke omgevingen evenals in de bouwsector (afbeelding 7).

Afbeelding 7: De SGM100M-M0-kabelbinders hebben een lage kop, een uitlopende hals en een conische punt voor eenvoudig invoeren. (Beeldbron: Panduit Corporation)

Deze kabelbinders zijn gemaakt van weerbestendig Nylon 6.6 en zijn ideaal voor toepassingen met blootstelling aan intense ultraviolette straling. Ze zijn 4,2 inch (10,6 cm) lang en hebben een nominale treksterkte van 18 lb (8 kg). De dunne, brede band is ontworpen voor flexibiliteit om kabelbundels stevig vast te binden en de zijdelingse beweging van de draden te verminderen.

Conclusie

Hoewel kabelbinders vaak als vanzelfsprekend worden aangenomen, moeten ontwerpers de vele beschikbare opties zorgvuldig overwegen om de meest geschikte band voor een toepassing te vinden. Zoals we hebben gezien, zijn kabelbinders verkrijgbaar in lengtes variërend van enkele centimeters tot meer dan een halve meter. Bovendien zijn ze geschikt voor een groot aantal omgevingen en hebben ze verschillende eigenschappen voor diverse toepassingen.