Handcrimpwerkzeuge für Drähte

Für die breite Öffentlichkeit ist der Begriff Handheld ein Synonym für Mobilität. Für Kabelbaummonteure bezieht sich der Begriff jedoch auch auf Werkzeuge, die Einfachheit, Zuverlässigkeit und Genauigkeit bieten.

„Bei Handwerkzeugen zum Crimpen von Drähten legen Unternehmen vor allem Wert auf Haltbarkeit und Ergonomie“, sagt Maria Haynes, leitende Spezialistin für Produktmarketing bei Phoenix Contact. „Auch das Budget ist ein Faktor. Unternehmen wissen, dass gute Werkzeuge mehr kosten, sich aber lohnen. Diese Werkzeuge bieten die Gewähr für qualitativ hochwertige Crimpungen von Drähten, die in allen Arten von Kabelbäumen, Gerätetafeln und Schaltschränken verwendet werden.“

Im Jahr 2015 wandte sich ein großer in Texas ansässiger Elektronik-Auftragsfertiger an Phoenix Contact, um eine bessere Möglichkeit zum Crimpen von Aderendhülsen auf 16-AWG-Kabel zu finden. Die vom Hersteller verwendeten Handwerkzeuge erforderten, dass jeder Monteur die Aderendhülse einmal crimpte, den Draht um 90 Grad drehte und dann die Aderendhülse ein zweites Mal crimpte.

Haynes sagt, sie habe dem Unternehmen empfohlen, stattdessen das Handwerkzeug Crimpfox 6SF von Phoenix auszuprobieren. Das Ratschenwerkzeug verfügt über eine integrierte Arretierung, die bis zum Erreichen des nötigen Pressdrucks an Ort und Stelle bleibt und so ein zu geringes Pressen verhindert.

Die Monteure beim Hersteller quetschen die Aderendhülse jetzt mit nur einem Werkzeugdruck und arbeiten deutlich produktiver. Darüber hinaus verursacht das Crimpen keine Schäden am Stecker oder an der Klemme und erfüllt alle Spezifikationen des Steckerlieferanten.

Erfolgsgeschichten wie diese sind der Grund, warum handgeführte Crimpwerkzeuge für so viele Kabelbaummonteure nach wie vor eine Notwendigkeit sind. Mit diesen Werkzeugen können sie kleine bis mittelgroße Drähte in Projekten präzise vercrimpen, die vom Prototyping und der Reparatur bis hin zu begrenzten Produktionsläufen reichen. Die meisten handgeführten Crimpwerkzeuge, die von Monteuren verwendet werden, sind manuelle Crimpwerkzeuge, es sind jedoch auch pneumatische und batteriebetriebene Modelle für Anwendungen erhältlich, die viele Crimpvorgänge erfordern oder größere Kabel oder Steckverbinder erfordern.

„Die Anbieter von Anschlussklemmen waren die ersten, die handgeführte manuelle Werkzeuge entwickelten, und sie taten dies, damit Endbenutzer die Anschlussklemmen ordnungsgemäß auf den Draht quetschen konnten“, bemerkt Tom Andrasek, Vertriebs- und Marketingleiter bei Pressmaster Inc. „Thomas und Betts haben dies kurz darauf getan.“ Bereits in den 1890er Jahren entwarfen sie ihre ersten Steckverbinder.“

Obwohl diese Praxis mehrere Jahrzehnte lang praktiziert wurde, waren manuelles Löten und Drahtumwickeln vor dem Zweiten Weltkrieg die Hauptmethoden zum Anschließen von Drähten. Aber das würde sich in den nächsten 20 Jahren drastisch ändern.

„Die ersten mehrpoligen Steckverbinder wurden durch Anlöten des Leiters an nicht lösbare Kontakte angeschlossen“, erklärt Dave Kelly, ein 45-jähriger Branchenveteran und Ansprechpartner für Standards und Industrie bei Daniels Manufacturing Corp. (DMC). „Hochtemperaturanwendungen und die Notwendigkeit einer einfachen und zuverlässigen Wartung vor Ort führten jedoch in den 1940er Jahren zur Einführung von Steckverbindern mit abnehmbaren Kontakten. Diese wurden auf den Leiter gecrimpt und nicht gelötet.“

Mitte der 1960er Jahre begannen verschiedene Gerätelieferanten, handgeführte manuelle und pneumatische Werkzeuge mit austauschbaren Einsätzen anzubieten, mit denen verschiedene Arten von Steckverbindern gecrimpt werden konnten. In den 1990er Jahren kamen batteriebetriebene Handwerkzeuge auf den Markt.

Hersteller müssen mehrere Faktoren sorgfältig abwägen, um das beste handgeführte Handwerkzeug für eine Crimpanwendung auszuwählen. Das ergonomische Design und die mechanischen Fähigkeiten des Werkzeugs sind gute Ausgangspunkte.

Zu den wichtigsten ergonomischen Elementen gehören Werkzeughöhe, Griffgröße, Backenöffnungswinkel, interne Verbindungskonstruktion, Lastverteilung und Hebelwirkung beim Crimpen. Auch die Form des Werkzeugs ist entscheidend, da konische Köpfe im Allgemeinen besser in enge Räume passen als kastenförmige Köpfe.

Obwohl sie als „universell“ vermarktet werden, können Handwerkzeuge in Größe und Backenöffnung und damit auch in den Crimpergebnissen stark variieren. Die ideale Backenöffnung ermöglicht eine einfache Installation des Steckverbinders im Crimpnest (dh dem Teil der Matrize, der den Steckverbinder beim Crimpen stützt oder umformt).

Auf der mechanischen Seite müssen sich Käufer zunächst auf den mechanischen Gewinn des Werkzeugs konzentrieren, der das Verhältnis der am Arbeitspunkt ausgeübten Kraft zur am Griff ausgeübten Kraft darstellt. Die mechanische Verstärkungsleistung des Werkzeugs sollte immer für die jeweilige Anwendung geeignet sein.

Wichtig ist auch die Crimpwirkung des Werkzeugs. Einige Werkzeuge sehen aus und funktionieren wie Zangen, während andere ähnlich aussehen, aber über eine interne Ratsche verfügen, die den Stecker erst dann freigibt, wenn die optimale Kompression erreicht ist und der Crimpvorgang abgeschlossen ist.

Beide Arten von Werkzeugen können ohne Matrize sein oder mit Matrizen und Positionierern geliefert werden, um unterschiedliche Drahtgrößen, Steckverbinder, Crimpkonfigurationen und -formen zu berücksichtigen. Werkzeuge im Zangenstil werden typischerweise bei Anwendungen verwendet, die etwa 25 Verbindungen pro Schicht erfordern, während Werkzeuge im Ratschenstil für Anwendungen bevorzugt werden, die etwa 100 Verbindungen pro Schicht erfordern.

Werkzeuge im Ratschenstil gewährleisten ein gleichbleibend präzises Crimpen sowie eine hohe mechanische und elektrische Leistung des Steckverbinders.

Die Ratsche bewirkt entweder eine Scheren- oder Parallelbewegung innerhalb des Werkzeugs. Werkzeuge mit einer Scheren-Ratsche sind kleiner, leichter und bieten eine höhere mechanische Verstärkung, erzeugen aber eine unsymmetrische Crimpung. Parallelwirkende Werkzeuge eignen sich hervorragend für Steckverbinder mit offenem Schaft, da sie ein symmetrisches Crimpen gewährleisten.

„Heutige manuelle Handcrimpzangen sind für mehr Drahtgrößen, Steckverbinder und Crimpprofile geeignet als je zuvor“, sagt Haynes. „Die Werkzeuge sind in verschiedenen Größen und Griffausführungen erhältlich und ermöglichen das vordere und seitliche Crimpen von Drähten in der Regel von 30 bis 6 AWG. Ein weiterer Pluspunkt ist die Portabilität, sowohl am Arbeitsplatz als auch draußen.“

Im Jahr 2016 stellte Phoenix Contact das Crimpfox 4in1-Werkzeug vor, mit dem Aderendhülsen manuell auf 20 bis 14 AWG-Drähte geschnitten, abisoliert, gedreht und gecrimpt werden können. Die Aderendhülsenstreifen werden zur einfachen Identifizierung in einem durchsichtigen Magazin im Griff aufbewahrt. Eine vierstufige Druckverriegelung sorgt für hochwertige Crimps.

Die aus vier Modellen bestehende Centrus-Reihe des Unternehmens (zwei Sechskant- und zwei Vierkant-Crimpprofile) kam 2017 auf den Markt und verfügt über einen ergonomischen Ratschengriff. Letztes Jahr kam das Duo-Werkzeug im Zangenstil auf den Markt. Es verpresst Einzel- und Doppel-Aderendhülsen und verfügt über eine rotierende Matrize für den vorderen oder seitlichen Eingang.

Andrasek sagt, dass ein gutes manuelles Werkzeug ein qualitativ hochwertiges Crimpwerkzeug ist, wenn der Arbeiter den Griff leicht schließen kann, ohne übermäßige Kraft aufwenden zu müssen. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da es sich bei vielen Benutzern handgehaltener manueller Crimpzangen um Frauen handelt und ergonomische Untersuchungen zeigen, dass sie normalerweise nur 20 Pfund Kraft auf den Werkzeuggriff ausüben. Männer hingegen bringen 50 Pfund auf die Waage.

„Obwohl 20 Pfund nicht übertrieben sind, kann ein Werkzeug mit einer ausreichend hohen mechanischen Verstärkung diese Kraftmenge vervielfachen, um dauerhaft eine gute Crimpung zu erzeugen“, erklärt Andrasek. „Das erste C-Frame-Werkzeug von Pressmaster im Jahr 1976 hatte eine mechanische Verstärkung von 23 zu 1. In den 1990er Jahren haben wir den Gewinn auf 40 zu 1 erhöht, heute liegt er bei 50 zu 1. Das bedeutet, dass nur 20 Pfund Griffkraft erforderlich sind, um 1.000 Pfund Crimpkraft zu erzeugen.“

Seit vielen Jahren verwenden Kabelbaummonteure manuelle K-Frame-Crimpzangen mit langem und kurzem Griff von Pressmaster. Die lange Version misst 10,08 Zoll, wiegt 1,15 Pfund (nur Rahmen) und erzeugt eine maximale Griffkraft von 54 Pfund. Die kurze Version misst 8,03 Zoll, wiegt 1,01 Pfund (nur Rahmen) und erzeugt eine Griffkraft von 70 Pfund. Beide Modelle erzeugen eine maximale Crimpkraft von 2.250 Pfund.

Zur Standardausstattung gehören eine Ratsche mit Scherenfunktion und eine Konstruktion aus durchgehärtetem legiertem Stahl. Die vielseitigen Werkzeuge haben eine Lebensdauer von mehr als 50.000 Zyklen, lassen sich schnell kalibrieren und lassen sich leicht an Rechts- oder Linkshänder anpassen. Eine rutschfeste Unterlage hält sie an Ort und Stelle, wenn sie auf einer Arbeitsfläche betätigt werden.

Manuelle Crimpwerkzeuge von AutomationDirect sind wirtschaftlich, einfach zu bedienen und ermöglichen einen schnellen Wechsel von Gesenken und Positionierern. Das Unternehmen bietet vier Serien an, darunter neun Modelle zum Crimpen von Aderendhülsen, Ringkabelschuhen und anderen Steckverbindern auf 26 bis 2 AWG-Drähte. Zu den aktuellen Kunden zählen OEMs, kleine Werkstätten und Integratoren, die kundenspezifische Bedienfelder bauen.

Jim Krebs, technischer Vermarkter bei AutomationDirect, sagt, dass die DN-FE-Serie einzigartig ist, da sich alle drei Modelle selbst anpassen, um 26 bis 8 AWG-Drähte zu crimpen. Jedes Modell wird mit einer anderen Matrize geliefert: quadratisch, sechseckig und trapezförmig (drehbar).

Mit dem Crimpwerkzeuggriff DN-CT des Unternehmens können neun Einsätze verwendet werden. Laut Krebs ist dieses Werkzeug besonders effektiv beim Crimpen von RJ-45- und RJ-12-Steckern für Ethernet-Kabel.

Drei der vier Modelle der Z+F-Serie sind für das Crimpen von Einzel- und Doppeladerendhülsen konzipiert und bieten jeweils fünf, vier bzw. zwei Crimppositionen. Das andere Modell crimpt PVC-isolierte Anschlüsse auf 20 bis 2 AWG-Drähte und verfügt über drei Crimppositionen.

Ein weiteres manuelles Werkzeug von AutomationDirect ist die Knipex-Zange. Es ist 9,25 Zoll lang und quetscht isolierte und nichtisolierte Anschlüsse und Steckverbinder auf 23 bis 5 AWG-Drähte.

Lieferanten empfehlen die Verwendung eines pneumatischen oder batteriebetriebenen Handwerkzeugs, wenn der Arbeiter bei einer Anwendung Hunderte von Crimpungen pro Schicht durchführen muss. Angetriebene Werkzeuge können Matrizen und Positionierer verwenden oder auch nicht, aber im Gegensatz zu manuellen Werkzeugen funktionieren sie mit dem Umlegen eines Schalters oder dem Drücken eines Auslösers statt mit Handkraft.

Pneumatische und batteriebetriebene Werkzeuge erhöhen den Durchsatz und die Produktionsflexibilität – um wie viel hängt von der Anwendung und der Erfahrung des Bedieners ab.

Druckluftbetriebene Crimpzangen sind an eine Luftversorgung angeschlossen und können je nach Modell bis zu 600 Anschlüsse pro Stunde herstellen. Haynes sagt, der Nachteil dieser Anbindung sei die eingeschränkte Mobilität, und fügt hinzu, dass pneumatische Crimpwerkzeuge oft mit weniger Steckertypen funktionieren als manuelle Werkzeuge.

Die pneumatische Zap-Serie von Phoenix Contact umfasst drei Modelle, die Aderendhülsen trapezförmig auf 24 bis 8 AWG-Drähte pressen. Die Aderendhülsen entsprechen den Normen DIN 46228-1:1992-08 und DIN 46228-4:1990-09 und werden in den Werkzeugen seitlich gecrimpt. Der Drahtbereich für jedes Werkzeug beträgt 24 bis 16 AWG (Modell 25), 24 bis 12 AWG (40) und 16 bis 8 AWG (100).

Die handgeführte pneumatische Crimpzange WA22LC-X1 von DMC ist leicht, ergonomisch gestaltet und eignet sich zum Crimpen von Kontakten der Größe 20 und kleiner auf 32 bis 20 AWG-Drähte. Kelly sagt, dass das Tool sowohl in militärischen als auch in proprietären Anwendungen weit verbreitet ist.

Die genaue Kalibrierung wird durch einen achtstufig bearbeiteten Stahlblock gewährleistet, der die Messtoleranzen länger einhält als die Standard-Einstellschraube. Dies führt zu einer hohen Leistung bei weniger Ausfallzeiten. Der Auslöser des Werkzeugs ermöglicht eine einfache Verwendung durch Rechts- oder Linkshänder.

„Batteriebetriebene und andere handgeführte Crimpwerkzeuge eignen sich hervorragend für diejenigen, die Kabelbäume für die Luft- und Raumfahrt auf Formbrettern mit vorhandenem Routing- und Montagezubehör montieren“, sagt Kelly. „Normalerweise wird das erste Ende jedes Kabels mit einer manuellen Tischcrimpzange oder einem Automaten angeschlossen, und das zweite Ende wird mit einer Handcrimpzange angeschlossen, bevor das Kabel in den Steckverbinder eingebaut wird.“

Der EMC3300 ist ein mit Lithium-Ionen-Akku betriebener Crimper von DMC, der viele Arten von Steckverbindern an Drähte und Koaxialkabel unterschiedlicher Größe anschließt. Ein federbelasteter Seitengriff öffnet die Backen des Werkzeugs zum Einführen von Matrize, Stecker und Draht und schließt die Backen dann, um das Crimpen durchzuführen. Dieses Design optimiert die Produktivität der Arbeiter und eliminiert gleichzeitig das Risiko eingeklemmter Finger.

Die Crimp-Zykluszeit beträgt 1,3 Sekunden und das Werkzeug liefert 250 Crimps pro Ladung (40 Minuten). Es verfügt über ein integriertes LED-Licht und speichert Crimpdaten, die leicht abrufbar sind.

Jim ist leitender Redakteur von ASSEMBLY und verfügt über mehr als 30 Jahre redaktionelle Erfahrung. Bevor er zu ASSEMBLY kam, war Camillo Herausgeber von PM Engineer, Association for Facilities Engineering Journal und Milling Journal. Jim hat einen Abschluss in Englisch von der DePaul University.