Abisolieren

Das Abisolieren ist der Vorgang bei welchem ein Teil der Isolierung eines elektrischen Leiters (Draht oder Litze) auf eine bestimmte Länge entfernt wird. Die abzuisolierende Länge ergibt sich aus den Abmessungen der Klemmstelle an die der Draht angeschlossen werden soll beziehungsweise aus der Länge der Aderendhülse mit der die Litze bestückt werden soll. Die Isolierhülle wird mit einem Spezialwerkzeug, der Abisolierzange, entfernt. Dadurch kann schnell und ohne besondere Vorsicht gearbeitet werden. Hingegen erfordert das (nicht fachgerechte) Abisolieren mittels eines Seitenschneiders oder eines Messers große Vorsicht und Erfahrung.

Damit ungewollte Sollbruchstellen vermieden werden, darf der Leiter beim Abisolieren nicht beschädigt werden. Schon kleine Beschädigungen können die spätere Qualität der Verbindung negativ beeinflussen. Besonders bei Litzen, also Leitern, die aus vielen einzelnen Äderchen bestehen, muss unbedingt vermieden werden, dass einzelne Äderchen mit abgeknipst werden.

Abmanteln

Unter Abmanteln versteht man das Entfernen des Außenmantels eines Kabels oder einer Installationsleitung. Der Außenmantel wird dazu mit einem Kabelmesser zunächst ringförmig umlaufend, dann entlang der Längsachse des Kabels aufgeschnitten.

Beim Abmanteln darf die Isolierhülle der innenliegenden Drähte nicht beschädigt werden.

Aderendhülsen

Aderendhülsen werden verwendet, um die abisolierten Enden von Litzenleitungen zu schützen, so dass sie ohne Beschädigung der Einzeldrähte in Klemmen angeschlossen werden können. Bei der Vercrimpung von Aderendhülsen wird unterschieden zwischen Hülsen mit und ohne Kunststoffkragen. Die Hülsen mit Kunststoffkragen erleichtern das Einführen der einzelnen Litzendrähte. Sie verlagern den Knickpunkt von der Crimpstelle nach außen in die Isolation und helfen durch die farbliche Kennzeichnung bei der Auswahl des Querschnittes. Da bei Aderendhülsen für jede Hülse nur ein Drahtquerschnitt in Frage kommt, müssen die Fertigungstoleranzen der Hülse inklusive der Blechstärketoleranz und die der Litze beim Crimpvorgang aufgefangen werden.

Für eine gute Kontaktierung in der Klemmleiste ist eine Vierkantcrimpung hervorragend geeignet. Zudem erleichtert der Vierkant die Montage und Ausrichtung, da an jeder der vier Flächen geklemmt werden kann.

Im Schliffbild ist deutlich zu sehen, dass die Vierkantcrimpung einen besseren Kontakt ermöglicht als die trapezförmige Vercrimpung. Vierkantig vercrimpte Aderendhülsen gewährleisten stets gute Kontaktflächen ungeachtet der Positionierung im Klemmanschluss.

Nach VDE-Richtlinien dürfen Litzenleitungen ohne Aderendhülsen nicht unter Schraubverbindungen befestigt werden. Durch Temperaturschwankungen an den Schraubverbindungen können die Adern herausrutschen. Zudem besteht bei nicht mit Aderendhülsen versehenen Leitungen eine erhöhte Korrosionsgefahr.

Anzugsdrehmomente für Befestigungsschrauben

Werden von den Geräteherstellern keine Anzugsdrehmomente für die Befestigungsschrauben vorgegeben, so können die Werte in Anlehnung an EN60947-1, DIN 43673-1 oder DIN 46200 zugrunde gelegt werden:

Ausziehkräfte

Mit der Ausziehkraft ist die Kraft gemeint, die notwendig ist, den vercrimpten Leiter aus dem Verbinder herauszuziehen.

Die Isolationsunterstützung wird dabei unwirksam gemacht. Neben der primären Prüfung der Crimphöhe (Elektrischer Leitwert und Auszugskraft hängen von der Crimphöhe ab) und damit der richtigen Verpressung des Leiters stellt die Messung der Ausziehkraft eine begleitende Prüfung dar. Sie gibt Aufschluss über die mechanische Festigkeit und Haltekraft des Leitercrimps.

Eine Crimpkontrolle alleine über die Ausziehkraft gibt keinen sicheren Aufschluss über die geforderte dichte Verpressung. Die nach Norm definierte Ausziehkraft in Abhängigkeit vom Leiterquerschnitt stellt einen Mindestwert dar, der bei richtiger Dimensionierung der Crimphülse und bei richtiger Verpressung des Leiters mit Sicherheit eingehalten wird.

Handzangen mit Zwangssperre und Crimpprofilen für jeden Leiterquerschnitt geben dafür die beste Gewähr.

Crimpen

Der Begriff Crimpen stammt vom Englischen "to crimp", was soviel bedeutet wie pressen, eindrücken, falten oder auch faltend verformen. Unter Crimpen versteht man die Erstellung einer homogenen, nicht lösbaren Verbindung zwischen Leiter und Verbindungselement, die eine hohe elektrische und mechanische Sicherheit gewährleistet, und alternativ zu herkömmlichen Verbindungen wie Löten oder Schweißen angewandt wird.

Das Verbindungselement ist häufig ein Stecker. Überall da, wo die Verlegung eines fertigen Kabels mit Steckern nicht leicht möglich ist, wird das Kabel alleine bis zum Zielort verlegt und erst dort ein elektrisches Kontaktteil durch Crimpen an das Ende der Leitung angebracht.

Insbesondere im Bereich der HF-Elektronik und der Telekommunikation hat sich diese Anschlussart durchgesetzt, da diese neben der Verbindungssicherheit auch eine erhebliche Vereinfachung der Handhabung mit sich bringt. Die Verbindung wird dabei durch Druck erzeugt, wobei exakt auf Verbindungsteil und Leiterquerschnitt abgestimmte Crimpprofile eine genau vorgegebene Verformung von Anschlusselement und Leiter bewirken. Dieser Vorgang wird mit Hilfe einer speziellen Crimpzange durchgeführt.

Das bedeutet im Einzelnen

Durchschlagsfestigkeit

Die Durchschlagfestigkeit eines Isolators ist diejenige elektrische Feldstärke, welche in dem Material höchstens herrschen darf, ohne dass es zu einem Spannungsdurchschlag (Funke) kommt. Sie wird in Spannung pro Millimeter der Isolationsdicke gemessen.

Gasdichtheit

Bei einer gasdichten Verbindung sind Leiter und Verbinder so fest miteinander verformt und verpresst, dass keine Zwischenräume mehr vorhanden sind. Weder ein flüssiges noch ein gasförmiges Medium kann unter normaler atmosphärischer Umgebung in den Crimp eindringen.

Eine Oxidation zwischen den verpressten Einzeldrähten wird unterbunden und dadurch eine Erhöhung des Crimpwiderstandes nahezu ausgeschlossen. Im Grenzfall können vereinzelt noch kleine Hohlräume vorkommen. Aufgrund der verdrillten Leitung dürfen diese als in sich geschlossen angesehen werden.

Bei nicht ausreichender Verpressung

Ein erhöhter Widerstand ist von Nachteil für

Kabelbinder

Ursprünglich wurden Kabelbinder produziert, um Kabelbäume zusammenzuhalten oder zu fixieren. Mittlerweile finden sich für Kabelbinder zahlreiche weitere Anwendungsgebiete, zum Beispiel auch als Einweg-Handschellen für Polizei-Einsatzkräfte. Ein Kabelbinder besteht aus einem Kunststoffstreifen mit Rasterung und einem Kopf mit einer Öffnung um den Streifen einzuführen. Im Kopf befindet sich eine Rastelement, welches in die Rasterung des Bandes greift und so das Band verschließt. Durch die Verzahnung wird erreicht, dass sich der Kabelbinder nicht mehr öffnen lässt. Er kann normalerweise nur durch Zerstörung wieder geöffnet werden.

Standardkabelbinder bestehen aus dem Material Polyamid 6.6. Dieses verfügt über viele positive Eigenschaften wie

Eine reichhaltige Typenauswahl an Polyamiden und Additiven lässt eine optimale Anpassung der Eigenschaften des gefertigten Produktes an die jeweiligen Anforderungen zu. So gibt es z.B. hitzestabilisierte, schlagzähe oder UV-stabilisierte Kabelbinder aus Polyamid. Polyamid ist ein hygroskopischer Kunststoff. Dies bedeutet, dass das Material Wasser aufnimmt, aber auch wieder abgeben kann. Bei einem Normklima von 23°C und 50% relativer Luftfeuchte ist für Polyamid die Sättigung mit Wasser bei ca. 2,5 % erreicht. Die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Flexibilität und die Mindesthaltekraft, werden maßgeblich vom Wassergehalt beeinflusst. Für die optimale Verarbeitung der Kabelbinder ist es daher wichtig, dass sich das Polyamid mit einem Wassergehalt von ca. 2,5 % im Gleichgewichtszustand befindet. Die Qualität und Verarbeitbarkeit der Produkte wird also durch den Wassergehalt beeinflusst. Darum ist auch die richtige Lagerung der Produkte entscheidend. Um eine Austrocknung zu vermeiden, sollten Kabelbinder bis zur Verarbeitung in den geschlossenen Verpackungen gelagert werden. Die optimale Lagertemperatur liegt bei ca. 20 °C und einer Luftfeuchtigkeit von ca. 50%.

Beim Verarbeiten ist die Kraft, mit der der Kabelbinder angezogen wird von großer Bedeutung. Werden Kabelbinder mit der Hand angezogen, so können speziell bei schmalen Bindern Anzugskräfte entstehen, die über der Zugfestigkeit des Kabelbinders liegen. In diesem Fall wird der Binder gleich oder nach kurzer Zeit reißen bzw. aufgehen. Um eine konstante, richtig bemessene Anzugskraft sicherzustellen, sollte eine Kabelbinder-Zange verwendet werden.

Kabelschuhe isoliert

In der DIN 46245 Teil 1, 2 und 3 ist die farbliche Kennzeichnung des Leiterquerschnittes zum Kabelschuh festgelegt, rot für 0,5 - 1 mm², blau für >1,0 - 2,5 mm², gelb für >2,5 - 6 mm².

Da der Kabelschuh, ob isoliert oder unisoliert, aus einem Blech gerollt wird, ist auf die Lage der Stoßkante zu achten. Sie sollte in der Mitte des oberen Profils liegen. Bei seitlicher Lage klafft die Kante auseinander und der Leiter wird nicht gasdicht und ungenügend geklemmt.

Kupferbezeichnungen

Im Rahmen der Harmonisierung der europäischen Normung wurden Mitte 2002 u. a. die DIN 40500, DIN 1787 und DIN 1754 Blatt 1 zurückgezogen und durch die europäischen Normen EN 13599, EN 13600, EN 13601 und EN 13605 ersetzt. Gleichzeitig haben sich die Bezeichnungen für Kupfermaterialien geändert. Eine Übersicht hierzu finden Sie in der nachfolgenden Tabelle:

Kupferzuschlag

Der Kupferzuschlag wird dem Verkaufspreis eines Kupferproduktes zur Berücksichtigung des aktuellen Tageskupferpreises zugeschlagen. Hierfür wird die an der Börse ermittelte Deutsche Elektrolytkupfer-Notierung für Leitzwecke (DEL) oder die MK-Notierung (gebildet aus der Kupfernotierung der Londoner Metallbörse für Halbzeuge) herangezogen.

Die Kupferbasis ist der Preisanteil des Kupfers, der schon im Grundpreis des Kupferproduktes enthalten ist. Sie wird üblicherweise in €/100kg angegeben. Die Kupferzahl entspricht dem Kupfergewicht des Kupferproduktes pro Maßeinheit. Die Angabe erfolgt meist in kg/m oder kg/100 Stück.

Lautstärke akustischer Signale

Eine der wichtigsten Eigenschaften von akustischen Signalen ist ihre Lautstärke und die damit verbundene Hörbarkeit. Die Wahrnehmbarkeit des Signals muss gewährleistet sein, ohne eine unnötige Lärmbelastung für Personen im Nahbereich darzustellen. Grundsätzlich sind akustische Signale mit pulsierenden und alternierenden Tönen wirksamer als Signale mit linearen Tönen. Wie gut ein akustisches Signal zu hören ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab.

Hierzu zählen beispielsweise

Die effektive Wirkung eines Signals wird von unterschiedlichen Einflussgrößen bestimmt. Einer dieser Faktoren ist der Abstand zwischen dem Signalgerät und dem jeweiligen Empfänger. Mit zunehmendem Abstand zwischen dem Signalgerät und dem Empfänger nimmt der Schalldruckpegel des akustischen Signalgeräts ab. Grundsätzlich ist zu beachten, dass die Lautstärke eines Signals relativ ist. Eine Steigerung des Schalldruckpegels um 3 dB führt zu einer Verdoppelung der Schallenergie, aber erst eine Steigerung von 10 dB wird vom menschlichen Ohr als Verdoppelung der Lautstärke empfunden. Als Faustformel lässt sich zudem festhalten: Der Schalldruck sinkt bei Verdoppelung der Entfernung jeweils um 6 dB.

Reinraumklassen im Normenvergleich

Schrumpfschläuche

Ein Schrumpfschlauch ist ein Kunststoffschlauch, der sich unter Hitzeeinwirkung stark zusammenzieht. Hierbei wird das vor dem Erhitzen in den Schlauch eingebrachte Produkt gegen seine Umgebung elektrisch sowie mechanisch isoliert.

Der Schrumpfbereich, also die maximale Größenänderung beim Schrumpfen ist stark vom verwendeten Kunststoff abhängig. Standardschrumpfschläuche bestehen meist aus Polyolefin und haben ein Schrumpfverhältnis von 2:1 bzw. 3:1. Eine Schrumpfrate von 2:1 bedeutet beispielsweise, das ein Schlauch mit einem Innendurchmesser vor Schrumpfung von z.B. 6,4 mm auf maximal 3,2 mm Innendurchmesser zusammenschrumpft. Um eine feuchtigkeitsgeschützte Abdichtung zu erreichen, sind spezielle Schrumpfschläuche auf der Innenseite mit einem Heißkleber beschichtet. Dieser schmilzt bei Erhitzung und verklebt Schlauch mit Inhalt wasserdicht. Hersteller empfehlen ein Verhältnis von 4:5 zwischen dem Durchmesser des zu isolierenden Objekts und des Schrumpfschlauchs um beste Ergebnisse zu erhalten.

Bei den verwendeten Kunststoffen handelt es sich um Thermoplaste. Um ein Schrumpfen des Materials bei Wärmezufuhr zu erreichen, werden die Kunststoffe nach der Herstellung im Extruder im warmen Zustand gedehnt. Dadurch werden die Moleküle des Kunststoffs in einen überwiegend amorphen Zustand gebracht. Durch das Erkalten, kann das Material nicht in seine ursprüngliche Form zurück. Erst durch Erwärmung können sich die Knäuel wieder kristallin anordnen. Der Schlauch schrumpft, die Wandstärke nimmt dabei zu.

Übergangswiderstand

An der Berührungsstelle zwischen Leiter und Verbinder entsteht bei Stromfluss ein elektrischer Widerstand. Je sicherer die Verbindung sowohl mechanisch als auch elektrisch ist, desto geringer der Widerstand. Die Messung erfolgt mittels eines Ohmmeters durch Anschluss an den Verbinder und den Leiter.

Ein erhöhter Widerstand ist von Nachteil für

Underwriters Laboratories (UL)

Die Underwriters Laboratories (UL) sind eine 1894 in den USA gegründete Organisation zur Überprüfung und Zertifizierung von Produkten und Ihrer Sicherheit (Vergleichbar mit dem VDE, TÜV, u.ä.). Das Zeichen UL findet sich auf vielen Produkten speziell im Bereich Elektrotechnik.

Die Einhaltung der UL-Normen ist zwingend notwendig für den Marktzugang in den USA. Die UL-Normen sind für die USA das, was in Europa oder in Deutschland die DIN EN und die IEC-Normen darstellen.

Eine wichtige Rolle spielt z. B. die Einstufung der Brennbarkeit von Kunststoffen nach UL94 (Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Applications). Für eine Einstufung eines Kunststoffs bezüglich verschiedener Eigenschaften wie z. B. seines Brandverhaltens wird eine File Nummer vergeben, und ein gelbe Karte (yellow card) ausgestellt. Dies geschieht auf Antrag und Kosten des Material-Herstellers. Die Informationen stehen jedem Anwender und Verbraucher zur Verfügung, und sind im Internet oder auch in Publikationen von UL nachlesbar.

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