Crimpverbinder verbinden Drähte mit Klemmen oder anderen Drähten, indem eine Metallhülse mechanisch um den Leiter verformt wird. Ein korrekt ausgeführter Crimp ist gasdicht, hat einen niedrigen Kontaktwiderstand und eine hohe Auszugskraft und ist langfristig zuverlässig. Ein schlechter Crimp — durch falsches Werkzeug, falsche Verbindergröße oder fehlerhafte Technik — hat einen hohen Widerstand, erzeugt Wärme, verursacht Spannungsabfall und fällt schließlich aus.
Crimpen ist in der Automobil-, Luftfahrt-, Industrie- und Unterhaltungselektronik die vorherrschende Methode zum Anschließen von Drähten. Es ist schneller als Löten, bei korrekter Ausführung gleichmäßiger und widerstandsfähiger gegen Vibrationen.
So funktioniert das Crimpen
Eine Crimpverbindung entsteht, indem die Litzen kalt mit der Kontakthülse verschweißt werden. Wenn das Crimpwerkzeug die Hülse zusammendrückt:
- Die Crimphülse verformt sich um die Litzen des Kabels.
- Die Litzen verformen sich und verzahnen sich miteinander und mit der Crimphülse
- Die Oxidschicht auf den Draht- und Hülsenoberflächen wird aufgebrochen, sodass Metall auf Metall trifft
- Die entstandene Verbindung ist mechanisch stabil und elektrisch leitfähig
Eine gute Crimpverbindung ist eine Kaltverschweißung – das Metall fließt ohne Wärmezufuhr zusammen. Deshalb sind Crimpverbindungen vibrationsbeständiger als Lötstellen: Lot ist spröde und kann bei wiederholtem Biegen reißen, während sich eine Crimpverbindung zusammen mit dem Draht bewegt.
Crimpverbinder-Typen
Stoßspleißverbinder
Stoßverbinder verbinden zwei Drahtenden in einer geraden Linie. Je ein Draht wird von beiden Seiten in die Hülse eingeführt, anschließend wird die Hülse in der Mitte vercrimpt.
- Standard-Stoßverbinder: blanke Metallhülse; zur Isolierung sind Schrumpfschlauch oder Klebeband erforderlich
- Isolierte Stoßverbinder: Mit PVC oder Nylon vorisoliert und nach Leiterquerschnitt farbcodiert
- Schrumpf-Stoßverbinder: Enthält einen Schrumpfschlauch mit Innenkleber. Beim Schrumpfen wird die Verbindung gegen Feuchtigkeit abgedichtet.
Isolierte Stoßverbinder sind farblich gekennzeichnet:
- Rot: 22–18 AWG (0.5–0.75mm²)
- Blau: 16–14 AWG (1,5–2.5mm²)
- Gelb: 12–10 AWG (4–6mm²)
Ringkabelschuhe
Ringkabelschuhe (auch Ringösen genannt) haben ein rundes Loch, das über einen Bolzen oder Gewindebolzen passt. Sie werden für Erdungsanschlüsse, Batterieklemmen und alle Verbindungen verwendet, die mit einem Befestigungselement gesichert werden müssen.
Ringkabelschuhe sind erhältlich in:
- Isoliert: PVC- oder Nylonhülse über dem Schaft
- Unisoliert: blankes Metall, wenn der Anschluss mit einer Schutzkappe oder einem Schrumpfschlauch abgedeckt wird
- Mit Flansch: breiterer Flansch für eine größere Kontaktfläche an großen Bolzen
- Sicherung: Gezahnter Ring, der sich in die Gegenfläche einbeißt und ein Lösen verhindert
Die Lochgröße des Ringkabelschuhs richtet sich nach dem Bolzendurchmesser (M4, M5, M6, M8, M10 usw.).
Gabelkabelschuhe
Gabelkabelschuhe (Gabelanschlüsse) besitzen ein U-förmiges Ende, das unter einen Schraubenkopf geschoben werden kann, ohne die Schraube ganz herauszudrehen. Sie werden an Klemmenblöcken, Schaltern und Geräten eingesetzt, bei denen häufiges Trennen erforderlich ist.
Flachsteckverbinder sind als Standardausführung und vollisoliert sowie mit verschiedenen Gabelbreiten für unterschiedliche Schraubengrößen erhältlich.
Stift- und Buchsensteckverbinder
Stiftkontakte (männlich) und Buchsenkontakte (weiblich) kommen in mehrpoligen Steckverbindergehäusen zum Einsatz. Nach dem Crimpen wird der Kontakt in ein Kunststoffgehäuse eingesetzt. So sind unter anderem Fahrzeugsteckverbinder aufgebaut (Deutsch, TE Superseal, Molex, JST) sowie Industriesteckverbinder (M12, Han).
Der Crimpkontakt muss zum Leiterquerschnitt und zum Steckverbindergehäuse passen. Bei falscher Kontaktgröße sitzt der Kontakt nicht richtig im Gehäuse oder löst sich unter Zugbelastung.
Aderendhülsen
Aderendhülsen werden verwendet, um Litzen für den Anschluss an Schraub-, Federzug- oder Push-in-Klemmen vorzubereiten. Sie bündeln die Litzen und verhindern, dass einzelne Drähte auseinanderstehen und Kurzschlüsse verursachen.
Ferrulen sind nach Faserquerschnitt farbcodiert:
- Weiß: 0.5mm²
- Grau: 0.75mm²
- Rot: 1.0mm²
- Schwarz: 1.5mm²
- Blau: 2.5mm²
- Gelb: 4.0mm²
- Grau (groß): 6.0mm²
Aderendhülsen erfordern eine eigene Crimpzange für Aderendhülsen. Übliche Fahrzeug-Crimpwerkzeuge erzeugen nicht die richtige Crimpgeometrie.
Rundsteckkontakte
Bullet-Steckverbinder sind zylindrische Steckverbinder für Inline-Verbindungen in Fahrzeug- und Motorradverkabelungen. Der runde Stecker wird in die Buchse eingesetzt. Sie werden häufig für Beleuchtung, Zubehör und Anhängerverkabelungen verwendet.
Flachsteckhülsen
Flachsteckzungen haben einen Kabelanschluss, der im Winkel von 90° zum Kontaktblatt steht. Dadurch tritt das Kabel senkrecht zur Steckfläche aus. Sie werden verwendet, wenn ein gerader Anschluss aufgrund beengter Platzverhältnisse nicht passt.
Crimpwerkzeuge
Das Crimpwerkzeug ist ebenso wichtig wie der Steckverbinder. Ein falsches Werkzeug oder der Verzicht auf ein Werkzeug ist die häufigste Ursache für Crimpfehler.
Ratschencrimpzangen
Ratschen-Crimpzangen sind der Standard für zuverlässige Crimpverbindungen. Der Ratschenmechanismus verhindert das Öffnen des Werkzeugs, bis der Crimpvorgang vollständig abgeschlossen ist. Dadurch wird unabhängig von der Bedienung eine gleichmäßige Crimptiefe gewährleistet.
Ratschenwerkzeuge sind erhältlich für:
- Isolierte Klemmen: für standardmäßige Kfz-Stoßverbinder, Ringkabelschuhe und Flachstecker
- Nicht isolierte Kontakte: für blanke Metallkontakte
- Stiftkontakte: Kontakte für Fahrzeugsteckverbinder (Deutsch, TE, Molex, JST)
- Aderendhülsen: für Hülsen an Drahtenden
Hydraulische Crimpwerkzeuge
Für große Kabelschuhe ab 25mm² liefern hydraulische Crimpwerkzeuge die erforderliche Kraft zur korrekten Verpressung großer Hülsen. Batteriekabelanschlüsse, Schweißkabelschuhe und Hochstrom-Leistungsverbindungen erfordern hydraulisches Crimpen.
Tisch-Crimpwerkzeuge
Für Großserien werden Tisch-Crimpwerkzeuge mit automatischer Zuführung eingesetzt. Diese Applikatoren erzeugen sehr gleichmäßige Crimpungen und sind in der Automotive-Kabelbaumfertigung üblich.
Was Sie NICHT verwenden sollten
Zange: Mit einer Zange lässt sich keine gleichmäßige Crimpgeometrie erzielen. Die Crimpung kann zwar akzeptabel aussehen, weist jedoch einen hohen Kontaktwiderstand und eine geringe Auszugskraft auf.
Kombinierte Abisolier- und Crimpwerkzeuge: Günstige Kombizangen aus dem Baumarkt erzeugen schlechte Crimpungen. Die Crimpgeometrie passt für die meisten Steckverbinder nicht.
Crimp-Qualitätsprüfung
Eine gute Crimpverbindung sollte auf Folgendes geprüft werden:
Auszugskraft: Der Draht darf sich unter der vorgegebenen Zugkraft nicht aus der Klemme lösen. Der Grenzwert hängt von Drahtquerschnitt und Steckverbindertyp ab. Ein einfacher Zugtest reicht für kritische Anwendungen nicht aus; verwenden Sie ein kalibriertes Zugprüfgerät.
Sichtprüfung: Die Hülse muss gleichmäßig verpresst sein und darf keine Risse, Spalten oder scharfen Kanten aufweisen. Die Kabelisolierung darf nicht mit in die Hülse eingecrimpt werden; nur der Leiter wird gecrimpt.
Querschnittsprüfung: Bei kritischen Anwendungen kann der Crimp unter dem Mikroskop untersucht werden, um sicherzustellen, dass die Litzen korrekt verformt und die Crimphülse gleichmäßig zusammengedrückt wurden.
Kontaktwiderstand: Messen Sie den Widerstand über der Crimpverbindung. Bei den meisten Leiterquerschnitten sollte ein guter Crimp einen Widerstand von weniger als 1 mΩ aufweisen.
Häufige Fehler beim Crimpen
Falsche Steckverbindergröße: Die Hülse muss zur Drahtstärke passen. Eine zu große Hülse lässt sich nicht ausreichend um den Draht verpressen; in eine zu kleine passt der Draht nicht.
Zu kurze Abisolierung: Genau die vorgeschriebene Länge abisolieren. Zu kurz erreicht der Leiter das Hülsenende nicht; zu lang steht blanker Leiter heraus.
Crimpen der Isolierung: Die Crimpung darf nur den Leiterbereich der Hülse zusammendrücken. Wird die Isolierung in den Leiterbereich eingecrimpt, weist die Verbindung einen hohen Widerstand auf.
Zugentlastung nicht verwenden: Viele Steckverbinder besitzen eine separate Crimpstelle zur Zugentlastung, die die Leitungsisolierung greift. Verpressen Sie stets sowohl den Leiter als auch die Isolierung.
Falsche Matrize verwendet: Crimpzangen haben mehrere Positionen für unterschiedliche Leiterquerschnitte. Mit der falschen Matrize entsteht eine fehlerhafte Crimpgeometrie.
Kfz-Crimpverbinder
In Fahrzeuganwendungen müssen Crimpverbinder Folgendem standhalten:
- Temperaturwechselprüfung (-40°C bis +125°C oder höher im Motorraum)
- Vibration und Stoß
- Chemikalienkontakt (Öl, Kraftstoff, Bremsflüssigkeit, Kühlmittel)
- Luftfeuchtigkeit und Kondensation
Crimpverbinder in Fahrzeugqualität verwenden:
- Verzinnte oder vergoldete Kontakte für Korrosionsbeständigkeit
- Nylon- oder hochtemperaturbeständige PVC-Isolierung für Hitzebeständigkeit
- Abgedichtete Varianten mit Silikonkabeldichtungen für IP67-Schutz
Das Fahrzeugsteckverbindersortiment von CZT umfasst Crimpkontakte und Gehäuse für Fahrzeugkabelbäume. Mehrere Steckverbinderfamilien stehen in abgedichteten und nicht abgedichteten Konfigurationen zur Verfügung.
Zusammenfassung
Crimpverbinder bilden die Grundlage für zuverlässige Drahtanschlüsse in der Automobilindustrie, der Industrie und der Elektronik. Die wichtigsten Grundsätze:
- Steckverbinder passend zum Kabelquerschnitt auswählen — verwenden Sie die farbcodierte Größentabelle.
- Verwenden Sie eine Ratschen-Crimpzange — niemals eine gewöhnliche Zange
- Sowohl den Leiterkontakt als auch die Zugentlastung crimpen
- Jede Crimpverbindung prüfen — Sichtkontrolle und bei kritischen Anwendungen zusätzlich Zugprüfung
- Verwenden Sie den passenden Steckverbindertyp für die jeweilige Anwendung (Stoßverbinder, Ringkabelschuh, Stiftkontakt, Aderendhülse)
Eine fachgerecht ausgeführte Crimpverbindung ist in den meisten Anwendungen zuverlässiger als eine Lötverbindung. Hochwertige Crimpwerkzeuge und Steckverbinder senken langfristig Fehler- und Wartungskosten.
