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Ratgeber
Steckverbinder sind immer dann sinnvoll, wenn eine elektrische Leitungsverbindung äußerst haltbar aber dennoch schnell lösbar sein soll. Typische Szenarien im industriellen Bereich sind beispielsweise Verbindungen von Steuergeräten mit Sensoren und Aktoren. Im Gebäudemanagement finden sich Steckverbindungen in Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystemen, in der Beleuchtungskontrolle und in Sicherheitsanlagen. Für die Montage der Steckverbinder an Drähten gibt es zwei Möglichkeiten: Löten oder Quetschen. Warum das letztgenannte Verfahren in vielen Fällen vorzuziehen ist, das erfahren Sie in diesem Ratgeber. Wir stellen Ihnen außerdem die gängigsten Typen von Quetschverbindern vor.
Löten bietet im Allgemeinen den dichtesten elektrischen Kontakt zwischen Draht und Steckverbinder. Auch die mechanische Festigkeit ist bei ordnungsgemäßer Durchführung weitgehend gegeben. Löten bringt aber – neben dem Zeitaufwand – einige Nachteile mit sich. So müssen Lötstellen sauber und fettfrei sein, für den Lötkolben ist ein Stromanschluss erforderlich, und die entstehende Hitze darf sich für die Umgebung nicht negativ auswirken. Hinzu kommen die Empfindlichkeit von Lötstellen gegenüber Vibrationen und die nicht immer vorhandene Materialkompatibilität.
Anders beim Quetschen. Die auch als Crimpen bezeichnetet Befestigungsmethode verhindert bei richtiger Durchführung das Eindringen von Feuchtigkeit und Sauerstoff, die Verbindung ist somit gasdicht. Das beugt Korrosionen vor, die bei unterschiedlichen Metallen nicht auszuschließen sind. Die Verbindung ist zudem mechanisch oft fester, da beim Crimpen Quetschverbinder und Draht kalt verschweißt werden. Grundsätzlich gilt: Das Crimpen geschieht deutlich schneller als das Löten, ein Stromanschluss ist nicht notwendig, es entsteht keine Wärme, und die Verbindung ist gegenüber Vibrationen unempfindlich. Von Nachteil könnte allerdings sein, dass sich Quetschverbindungen nicht wieder lösen lassen.
Stoßverbinder
Mit ihnen lassen sich die abisolierten Enden zweier Drähte mit ähnlichem Querschnitt miteinander verbinden. Stoßverbinder besitzen normalerweise eine zylindrische Form, wobei jeder Abschnitt des Zylinders die Enden eines Drahts aufnimmt. Viele Stoßverbinder verfügen eine isolierende Ummantelung, die den gecrimpten Bereich bedeckt. Das verhindert Kurzschlüsse oder Kontaktausfälle. Erhältlich sind auch wasserdichte Stoßverbinder mit Schrumpfschlauch und Dichtmittel, sie schützen die Verbindung vor Feuchtigkeit.
Ring-, Rohr- und Gabelschuhe
Sie dienen im Allgemeinen zur Befestigung von Drahtenden an Schraub-, Bolzen- oder ähnlichen Kontakten. Diese häufig auch Kabelschuhe genannten Quetschverbinder werden auf das abisolierte Ende eines Drahts gecrimpt und bieten eine zuverlässige mechanische und elektrische Verbindung
Ringkabelschuhe besitzen eine kreisförmige Öffnung am Ende des Schuhs. Da es sich um einen geschlossenen Ring handelt, ist die Schraube oder der Bolzen vollständig zu entfernen, um den Kabelschuh zu montieren.
Rohrschuhe, üblicherweise Aderendhülsen genannt, sind kleine Metallröhrchen. Man verwendet sie im Allgemeinen, um einzelne Litzendrähte zusammenzuhalten und ein sauberes Ende der Drahtverbindung zu schaffen. Aderendhülsen erleichtert das Einführen einer Litze in Schraubklemmen oder andere Anschlüsse und verhindert das Ausfransen.
Gabelschuhe ähneln den Ringschuhen, besitzen aber eine gabelförmige Öffnung am Ende des Schuhs. Dieser Typ Kabelschuh dient ebenfalls zum Befestigen von Drähten an Schraub- oder Bolzenverbindungen. Vorteil der Gabelform: Es ist nicht erforderlich, die Schraube oder den Bolzen für die Montage vollständig zu entfernen.
Flachstecker und Flachsteckhülsen
Beide Typen gehören zu den sind gängigsten Quetschverbindern, zu finden in vielen Elektronik- und Elektroinstallationen. Flachstecker sind dünne, flache Metallstreifen zum Crimpen am Ende eines Drahts. Flachsteckhülsen wiederum sind das Gegenstück. Sie besitzen eine Öffnung, die den Flachstecker aufnimmt.
Rundstecker und Rundsteckhülsen
Sie sind die runden Pendants zu den flachen Steckern und Hülsen. Einsatzbereich und Montage sind in der Regel identisch.
Stiftkabelschuhe
Diese Quetschverbinder besitzen eine stiftförmige Ausprägung oder einen stiftförmigen Vorsprung. Wie bei den Flachsteckern und Rundsteckern benötigen sie weibliche Gegenstücke, im Allgemeinen Hülsen. Besonders geeignet sind Stiftkabelschuhe für elektrische Verbindungen, die häufig zu trennen sind, zum Beispiel in modularen Anlagen.
Crimpwerkzeuge gibt es in verschiedenen Formen und Größen, haben alle einen grundlegenden Verwendungszweck – eine feste und zuverlässige Verbindung herzustellen. Viele Crimpzangen können neben dem Quetschen auch weitere Funktionen besitzen, zum Beispiel Biegen, Schneiden und Abisolieren von Drähten.
Für kleine Crimparbeiten, bei denen es auf Präzision ankommt, ist eine handbetriebene Crimpzange die perfekte Lösung. Wenn jedoch mehr Leistung erforderlich ist, sind verschiedene andere Modelle wie hydraulische und elektrische Zangen ebenfalls weit verbreitet.
Unter den handbetriebenen Crimpzangen gibt es Varianten für unterschiedliche Quetschverbinder. Die meisten Typen sind sowohl für die Verarbeitung von Aderendhülsen als auch für Kabelschuhe geeignet. Um für unterschiedlich Quetscharbeiten gerüstet zu sein, bieten sich komplette Crimpsets an. Sie enthalten neben der Zange oft auch auswechselbare Crimpeinsätze zum Verpressen von Kabelschuhen, Flachsteckern, Flachsteckerhülsen, Stoßverbindern und Aderendhülsen. Im Set enthalten sind normalerweise auch eine Anzahl verschiedener Größen dieser Quetschverbinder, passend zu gängigen Querschnitten von Drähten. Profi-Zangen verfügen zudem über ein Zackenrad für die Druckmomenteinstellung per Fixierschraube. Diese Funktion verhindert, dass sehr dünne und entsprechend empfindliche Verbinder durch zu starken Druck zerstört werden.
Sollte man eine Crimpverbindung durch Löten zusätzlich absichern?
Auf keinen Fall! Die Hitzeeinwirkung kann die Kabelisolierung sehr leicht beschädigen. Außerdem führt das zum Löten erforderliche Flussmittel im Kontaktbereich des Steckers häufig zur Korrosion, was letztlich die Funktion der Steckverbindung gefährdet. Durch die Kapilarwirkung der Litzendrähte fließt zudem heißes Lot unter den Isolationsbereich und erzeugt an dieser Stelle eine starre Struktur. Bei Vibrationen kann dann der Draht brechen.
Was genau ist unter einer kaltgeschweißten Verbindung zu verstehen?
Eine kaltgeschweißte Verbindung bezieht sich auf den Prozess, bei dem sich zwei Metalle unter Druck ohne Erhitzen oder Schmelzen dauerhaft miteinander verbinden. Dabei kommen die Atome der beiden Metalle in so engen Kontakt, dass sie eine gemeinsame kristalline Gitterstrukur bilden. Wird ein Draht in einem Quetschverbinder gecrimpt wird, kann man sie als kaltgeschweißte Verbindung betrachten. Sie ist mechanisch sehr gut belastbar und zuverlässig, da sie eine durchgängige Metall-zu-Metall-Verbindung ohne Einführung von zusätzlichen Materialien oder Hitze erstellen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Schweißverbindungen, bei denen die Materialien erhitzt und geschmolzen werden, behalten kaltgeschweißte Materialien oft ihre ursprüngliche Mikrostruktur bei, da keine thermischen Prozesse beteiligt sind.