Herausforderungen bei massiv gedrehten Crimp-Kontakten

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Die vier Crimp-Profile im Vergleich

Bei den Profilen massiv gedrehter Crimp-Kontakte wird unterschieden zwischen Vierdornpressung (4/8 indent), Vierkantpressung (square), Hexagonal (hex) und B-Crimp. In Hand-Crimp-Zangen finden sich bei Querschnitten bis 10 mm² die Vierdorn- und Vierkantpressung am häufigsten. Die Kräfte für den benötigten Pressdruck werden bequem mit Presszangen erreicht – etwa aus dem Crimpfox-Programm von Phoenix Contact.

Für Querschnitte über 10 mm² werden mechanische Presszangen mit Ratschensystem oder hydraulisch betätigte Werkzeuge mit unterschiedlichen Gesenkgrößen und Crimp-Profilen verwendet.

In elektrischen, pneumatischen und elektropneumatischen Crimp-Maschinen befinden sich je nach Maschinentyp Vierkant- und Vierdorn-Profile bis 10 mm² – und für größere Querschnitte, wie den Ladestecker für die Elektromobilität, auch das B-Crimp-Profil.

Die große Anzahl an weiteren Profilen wird für die Verarbeitung von Aderendhülsen, Rohrkabel- und Quetschkabelschuhen sowie Verbindern bis 300 mm² verwendet – hier gelten die Normen DIN 46230, DIN 46234 und DIN 46235 als Referenz.

Für gedrehte Kontakte bis 10 mm² ist die Wahl des Crimp-Profils und die daraus resultierende Crimp-Form ein wichtiger Faktor. Die Herausforderung liegt darin, den vorgegebenen Durchgangswiderstand, die Spannungsfestigkeit, die Stromtragfähigkeit sowie die Leiterauszugkraft zu erreichen. Aber auch die Querleitfähigkeit des Kupfermaterials und die mechanische Längung des Kontaktes müssen berücksichtigt werden.

Verpressungsgrad und Schliffbild können wichtige Indikatoren für die Qualität sein, ein Langzeit-Prüfprogramm sollte aber dennoch durchgeführt werden. Im Langzeitprüfprogramm nach DIN EN 60352-2 werden folgende Aspekte abgeprüft:

in einer mechanischen Prüfung die Auszugskraft – ohne Isolierhalterung,

in einer elektrischen Prüfung der Durchgangswiderstand und die Strombelastung,

in einer klimatischen Prüfung Temperatur-Schock, trockene Wärme, Klimafolge/Feuchte und Kälte,

in einer Korrosionsprüfung mit schwefeldioxidhaltiger Atmosphäre die Gasdichtheit der Crimp-Verbindung.

Für den Entwickler sind bei der Konstruktion die Kontaktverrastung im Isolierkörper und die Längung des Crimp-Kontaktes wichtige Kriterien. Die Längung während des Pressvorgangs durch die Umformung des Kontaktmaterials ist unvermeidlich. Damit der gecrimpte Kontakt in der Kammer des Isolierkörpers verrastet, muss die Längenveränderung toleriert werden. Die Längenausdehnung nach dem Crimp-Vorgang sollte bis 10 mm² auf maximal 0,5 mm begrenzt werden.

Ergänzendes zum Thema

Schliffbild zur Qualitätsicherung

Die Kontakte dürfen nur in einem Crimp-Vorgang verpresst werden, ein nachträgliches Pressen zur Korrektur ist nicht gestattet.

Die mechanische Festigkeit einer Crimp-Verbindung wird mit einem Auszugkrafttest ermittelt. Der Prüfling darf beim Einspannen in die Prüfmaschine nicht beschädigt werden, die Zugkraft muss axial in Richtung Crimp-Verbindung wirken. Die Prüfgeschwindigkeit darf nicht mehr als 25 bis 50 mm/min betragen. Dabei muss die Crimp-Verbindung bis 10 mm² den Werten nach DIN EN 60352-2 und der Spezifikation der Norm DIN EN 60512-16-4 entsprechen.

Ein Schliffbild eignet sich hier gut als Kontrollmöglichkeit. Die Verbindung wird mittig im Crimp-Bereich durchtrennt, die Stirnfläche wird poliert und geätzt. Als optisch gut wird die Crimp-Verbindung bezeichnet, wenn:

alle Litzen wabenförmig verformt sind,

keine oder nur minimale Lufteinschlüsse vorhanden sind,

keine Risse im Material sind und

eine angemessene Gratbildung

vorhanden ist.

Das Vierkantprofil umschließt aufgrund seiner Form den Kontakt vollständig, verpresst das Leiter- und Kontaktmaterial gleichmäßig und zeichnet sich durch ein gleichmäßiges, gasdichtes Crimp-Bild aus. Die Länge der Crimp-Zone und des Vierkantprofils hängt vom Querschnitt ab. Die Kontaktierung zwischen Leiter- und Kontaktmaterial ist durch die flächige Verpressung aller Einzeldrähte wabenförmig, Hohlräume zwischen den Einzeldrähten sind zu vermeiden. Aufgrund der großen länglichen Crimp-Zone wird nach dem Pressvorgang in dieser Form der Kontakt deutlich verlängert – was bei der Konstruktion des Isolierkörpers beachtet werden sollte (Bild 1, oben und Mitte).

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