Crimpen, aber richtig – Tipps für zuverlässige Verbindungen

Beim Crimpen steckt die Tücke im Detail. Damit in der Praxis die erforderliche Qualität der Verbindungen eingehalten wird, müssen Leiter, Crimps und Werkzeuge gut aufeinander abgestimmt sein.

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Crimpen dient als lötfreies Fügeverfahren zur effizienten Herstellung elektrischer Verbindungen in der Elektrotechnik und Elektronik. Hierbei werden die zu verbindenden Komponenten soweit plastisch verformt, dass sie eine mechanisch haltbare, gasdichte Verbindung mit möglichst geringem elektrischen Durchgangswiderstand eingehen.

Die große Vielfalt von Crimp-Verbindungen lässt sich in vier Arten unterteilen, den O-Crimp, den B-Crimp, den U-Crimp und den Hex-Crimp. Beim O-Crimp wird der Draht in eine runde Öffnung des Kontaktteils eingeführt. Wird der Draht von oben eingelegt und die Ränder des Kontaktteils von oben in den Draht eingedrückt, spricht man vom B-Crimp. Bei der Version Umschlingungs-Crimp (U-Crimp) werden die Ränder des Kontaktteils überlappend zusammengedrückt. Und beim Sechskant-Crimp (Hex-Crimp) wird das Kontaktteil wabenförmig zusammengedrückt.

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Diese doch sehr verschiedenen Verfahren erfordern jeweils entsprechend ausgeformte Werkzeuge. Nicht jede Methode ist für jede Art von Verbindung geeignet: So eignet sich zum Beispiel für Volldrähte der O-Crimp, während für Litzenkabel der B-Crimp vorteilhafter ist. Das heißt, nicht jeder Leiter eignet sich für jeden Kontakt, und es gibt kein Werkzeug, das alle Crimp-Verfahren abdecken kann. Bei der Auswahl helfen Empfehlungen der jeweiligen Hersteller oder Kabelkonfektionäre.

Komplexer Prozess führt zu zuverlässigem Crimp

So trivial es auf den ersten Blick erscheint, eine zuverlässige Crimp-Verbindung herzustellen ist durchaus komplex. Die große Vielfalt der möglichen Ausführungen führt außerdem dazu, dass in der laufenden Produktion die mechanische und elektrische Qualität der Verbindung von vielen unterschiedlichen Faktoren abhängt. In internationalen Normen, z.B. DIN EN 60352-2, DIN EN 2242, SAE-AS-22520, ECSS-Q-ST-70-26C und WHMA/IPC-A-620 sind die Anforderungen an Crimp-Verbindungen und -Werkzeuge spezifiziert.

Allgemein lässt sich sagen, dass eine Crimp-Verbindung zuverlässig und stabil ist, wenn das Kontaktteil auf ein Volumen von 75% zusammengedrückt ist. Dann ist sichergestellt, dass bei dem Kaltverformungsprozess eine formschlüssige Verbindung entstanden ist. Prüfen kann der Anwender das, indem er die Auszugskraft des Leiters aus dem Kontaktelement misst. Dokumentiert wird das mit einem Kraft-Zeit-Diagramm.

Fehlerursachen bei Crimp-Verbindungen

Ein zu festes Verpressen kann dazu führen, dass der Draht bzw. die Litze zu stark eingekerbt wird und anschließend bei mechanischer Beanspruchung abreißt. Litzendrähte sollten vor dem Pressen vollzählig in den Crimp-Kontakt eingeführt werden. Maximal 2% der Drähtchen dürfen abstehen.

Eine weitere Fehlerursache sind Reste der Isolation (meist PVC), die in das Crimpelement mit eingeführt werden. Deshalb muss der Anwender auf eine saubere Abisolierung achten. Auch dürfen Reste von Silikon, Talkum oder Schmiermitteln, die an den Kabeln anhaften oder beim Verarbeitungsprozess eingetragen werden, nicht vor dem Verpressen in die Crimpung gelangen. Aus diesem Grund sollte der Anwender beim gesamten Verarbeitungsprozess auf größtmögliche Sauberkeit achten.

Beim Crimpen müssen die Metalle der zu verbindenden Oberflächen zusammenpassen. Anwender sollten ebenfalls beachten, dass bei einigen Metalle beim Pressen Fließeffekte auftreten, beispielsweise bei Zinn­überzügen auf Drähten. Gut kombinieren lassen sich beispielsweise die Edelmetalle Kupfer und Nickel oder Gold und Silber.

Sind die Verbindungsstellen bestimmten Umwelteinflüssen ausgesetzt, können hier elektrochemische Reaktionen ausgelöst werden. Die Reaktionsprodukte erhöhen den Widerstand am Übergang der Kontaktstelle oder Korrosion führt zur Unterbrechung des Kontakts.

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