Aderendhülsen verhindern Verbindungsfehler

Weidmüller-Crimpwerkzeuge verfügen über einen integrierten Ratschenmechanismus mit Ausschaltmöglichkeit für eine optimale Verarbeitungsqualität. Foto mit freundlicher Genehmigung von Weidmuller Inc.

Aderendhülsen mit Kunststoffkragen reduzieren Kriechwerte und das Eindringen von Gas. Dies ist besonders wichtig bei Komponenten wie SPS, bei denen die Verbindungsdichte wichtig ist. Foto mit freundlicher Genehmigung von Weidmuller Inc.

Beim Kauf oder der Spezifikation von Aderendhülsen sollten sich Ingenieure für einen Lieferanten entscheiden, der Crimpwerkzeuge und Kontakte anbietet, die aufeinander abgestimmt sind. Foto mit freundlicher Genehmigung von Weidmuller Inc.

Aderendhülsen können in verschiedenen Formen gecrimpt werden, darunter trapezförmig, trapezförmig, quadratisch und sechseckig. Foto mit freundlicher Genehmigung von Weidmuller Inc.

Für die meisten elektrischen Anwendungen ist Litzendraht die beliebteste Wahl. Aufgrund seiner überlegenen Flexibilität und langen Biegelebensdauer bietet es mehr Verlegungsmöglichkeiten als Massivdraht. Litzendraht ist außerdem langlebiger. Es hält Vibrationen und plötzlichen Bewegungen stand, die dazu führen können, dass starrer, massiver Draht reißt.

Litzendraht erhält seine Flexibilität durch die Art und Weise, wie die Drahtbündel in den Litzen miteinander verwoben sind. Die Integrität der Litzenbündel wird durch den sie umgebenden Mantel aus Isoliermaterial zusätzlich verstärkt. Sobald jedoch die Isolierung vom Drahtende abgezogen wird, verwandelt sich ihre Stärke in eine Schwachstelle, da sich Drahtbündel auflösen und einzelne Litzen freiliegen. Dabei steigt die Gefahr von Kurzschlüssen und Verbindungsausfällen dramatisch an.

Das Erkennen von Kurzschlüssen ist zeitaufwändig. Im Falle eines typischen Panels oder Kabelbaums könnte dies bedeuten, dass Hunderte von Verbindungen getestet werden müssen.

Bei Litzen gilt das alte Sprichwort: Das Ganze ist tatsächlich mehr als die Summe seiner Teile. Das Umgekehrte gilt leider auch. Sobald die Isolierung entfernt wird und sich der Litzendraht aufzulösen beginnt, geht die einfache Installation verloren, ebenso wie die langfristige elektrische Leistung, Haltbarkeit und Sicherheit.

Die Probleme mit blanken Litzenanschlüssen beginnen in dem Moment, in dem das Abisolierwerkzeug abgelegt wird und versucht wird, das blanke Ende der Litzen in den Anschlussraum zu stecken. Wenn nicht vorsichtig vorgegangen wird, beginnt sich der Draht aufzuspreizen, was die Installation mühsam und zeitaufwändig macht.

Wenn der entwirrende Draht erfolgreich in den Klemmenblock eingeführt wird, ist es unwahrscheinlich, dass die volle elektrische Effizienz der Verbindung erreicht wird. Wenn sich die Litzen aufgefächert haben, haben nicht alle Adern Kontakt mit dem Stecker und stehen für die Stromleitung zur Verfügung. Darüber hinaus können die einzelnen Stränge, wenn sie einmal isoliert sind, leicht brechen. Dies ist insbesondere dann ein Problem, wenn Litzendrähte mit Federklemmanschlüssen verwendet werden.

Auch das Abisolieren und das Aussetzen der Litze an die Luft beeinträchtigt die langfristige elektrische Leistung der Verbindung. Weidmüller-Techniker führten eine Reihe von Tests mit unserer SAK 4-Schraubklemme und einer 12-AWG-Ferrule in einem klimatisierten Schrank durch. Im Laufe der Zeit führte die Korrosion der ungeschützten Litze zu einem Anstieg des Kontaktwiderstands.

Mit steigendem Kontaktwiderstand steigt die Temperatur im Inneren der Verbindung, was zu einem höheren Stromfluss führt. Ab 0,43 Milliohm kann es zu Isolationsverlusten, Kurzschlüssen und Verbrennungen im Panel kommen.

In einer salzhaltigen Umgebung stößt der Übergangswiderstand von Litze noch schneller an seine Grenze.

Nicht isolierte Litzen, die aus der Klemmenleiste herausragen, können auch die Kriech- oder Kriechstrecke vergrößern. Kriechstrecke ist der kürzeste Weg zwischen zwei leitenden Teilen (oder zwischen einem leitenden Teil und der Grenzfläche des Geräts), gemessen entlang der Oberfläche der Isolierung. Eine ausreichende Kriechstrecke schützt vor Kriechstrom, einem Prozess, der durch elektrische Entladungen auf oder in der Nähe einer Isolieroberfläche einen teilweise leitenden Pfad mit lokaler Verschlechterung auf der Oberfläche eines Isoliermaterials erzeugt. Eine zu große Kriechstrecke kann die Verbindung erhitzen und Kurzschlüsse verursachen.

Unter normalen Bedingungen bietet Litzendraht aufgrund der Art und Weise, wie die Litzen miteinander verwoben sind, im Vergleich zu Massivdraht eine bessere Vibrationsfestigkeit. Beim Abisolieren von Litzen verlieren die freigelegten Litzenbündel ihren Zusammenhang und beginnen sich zu trennen. Bei Vibrationen besteht die Gefahr, dass sich die Verbindung löst oder bricht. Darüber hinaus können Litzen bei Biegung oder Belastung leicht brechen. In beiden Fällen führt dies zu einem verringerten Stromfluss und schließlich zu fehlerhaften Verbindungen.

Insgesamt beeinträchtigt die Verwendung blanker Litzendrähte am Verbindungspunkt nicht nur die Systemleistung, sondern birgt auch erhebliche Sicherheitsrisiken. Höhere Temperaturen, Kurzschlüsse und in manchen Fällen Lichtbögen können die Folge sein.

In den 1960er Jahren erkannten Ingenieure, dass eine Möglichkeit, die Mängel von blanken Litzendrähten an der Verbindungsstelle zu überwinden, darin bestand, dem freiliegenden Abschnitt die Vorzüge von Massivdrähten zu verleihen. Dies erreichten sie, indem sie es in eine verzinnte Zwinge aus Weichelektrolytkupfer (E-CU-57) einschlossen, die an Ort und Stelle gecrimpt wurde.

Im Laufe der Jahre wurde die Ferrulentechnologie verbessert. In den 1970er Jahren wurden Aderendhülsen mit einer konischen Kabeleinführung aus Kunststoff eingeführt, die für zusätzliche Sicherheit und Haltbarkeit sorgten. In den 1990er Jahren wurden Doppelhülsen erfunden, die das gleichzeitige Einführen zweier Drahtenden ermöglichten, und DIN 46228 wurde übernommen, um die Größen, Abmessungen und Prüfungen von Aderendhülsen zu standardisieren.

Bei der Montage muss die Leiterisolierung in die Kunststoffmanschette gedrückt werden und der Leiter sollte die Aderendhülse vollständig ausfüllen. Je nach Querschnitt sollte der Leiter bis zu 0,5 Millimeter aus der Aderendhülse herausragen.

Für die CE-Zertifizierung sind in Europa Aderendhülsen erforderlich – und es ist leicht zu verstehen, warum. Sie ermöglichen es Benutzern, die Vorteile von Litzendrähten zu nutzen, ohne die Probleme einer blanken Drahtverbindung. Die wenigen Sekunden, die zum Anbringen einer Aderendhülse am Drahtende benötigt werden, werden durch die einfache Einführung mehr als wettgemacht. Da die Aderendhülse die Litze vollständig umschließt, ist die Qualität der Verbindung deutlich höher und es besteht auch bei Verwendung mit Spannklemmen keine Gefahr eines Drahtbruchs. Unabhängig davon, wie oft der Draht entfernt und wieder eingeführt wird, behält die Aderendhülse ihre Form und Integrität.

Auch die elektrische Dauerleistung ist höher, da Aderendhülsen – angebracht mit der richtigen Crimpzange – eine gasdichte Verbindung bilden und den Draht auch in salzhaltiger Umgebung vor Korrosion schützen. Die Analyse zeigt, dass Litzendrähte mit Aderendhülsen im Laufe der Zeit einen ähnlichen Widerstand aufweisen wie Massivdrähte.

Darüber hinaus reduzieren Aderendhülsen mit Kunststoffkragen die Kriechwerte sowie das Eindringen von Gas. Dies ist besonders wichtig bei Komponenten wie SPS, bei denen die Verbindungsdichte wichtig ist. Durch Aderendhülsen geschützte Litzenenden sind außerdem wesentlich widerstandsfähiger gegen Vibrationen und Bruch an der Verbindung.

Tatsächlich stellen Aderendhülsen eine wesentlich effizientere und langlebigere Verbindung her, als dies mit blanken Litzen möglich ist, was zu erheblichen Einsparungen über die Lebensdauer des Systems führt. Die Aderendhülse in Standardgröße für einen 16-AWG-Draht kostet normalerweise 0,05 $. Bei 1.000 Anschlüssen in einem Panel belaufen sich die Gesamtkosten auf 50 $. Das ist ein Bruchteil der Kosten für Ausfallzeiten, Tests, Reparaturen und Austausch im Falle eines Kurzschlusses.

Am wichtigsten ist, dass Aderendhülsen auch einen entscheidenden Sicherheitsspielraum für Bediener bieten und das Risiko von Kurzschlüssen und Lichtbögen verringern.

Obwohl Aderendhülsen wie ein Massenprodukt erscheinen mögen, sind sie es nicht. Bei der Beschaffung von Aderendhülsen ist es von entscheidender Bedeutung, einen Lieferanten auszuwählen, dessen Aderendhülsen über den unmittelbaren Vorteil einer vereinfachten Installation hinausgehen und eine effiziente, dauerhafte und sichere Verbindung auf lange Sicht bieten.

Beachten Sie daher bei der Spezifikation oder dem Kauf von Aderendhülsen die folgenden Richtlinien:

Wählen Sie einen Hersteller, der sich an die Norm DIN 46228 hält. Diese Norm beschreibt die zulässigen Abmessungen und Toleranzen des Kunststoffkragens und der Metallhülse, um die Qualität der Verbindung sicherzustellen. Die Crimpverbindung wird einer auf den Drahtquerschnitt abgestimmten Auszugskraftprüfung unterzogen. Darüber hinaus bietet es ein einheitliches Farbcodierungssystem für Aderendhülsen mit Kunststoffkragen, mit einer spezifischen Farbe für jeden Kabelquerschnitt. Dank dieses Systems können Ingenieure und Techniker unterschiedliche Kabel sofort erkennen, was Verwirrung minimiert und die Betriebssicherheit erhöht.

Wählen Sie einen Hersteller, dessen Aderendhülsen über eine UL-Zulassung verfügen. Dies ist besonders wichtig bei der Verwendung von Aderendhülsen in UL-zertifizierten Panels. Alle UL 508-Panels müssen UL-gelistete Komponenten verwenden.

Wählen Sie einen Hersteller, der Crimpwerkzeuge und Kontakte anbietet, die aufeinander abgestimmt sind, eine Empfehlung, die in den Normen UL 508 und DIN EN 60352-2 enthalten ist. Ebenso wichtig ist es, einen Hersteller auszuwählen, der seine Crimpwerkzeuge, Aderendhülsen und Verbindungssysteme strengen Tests unterzogen hat. Zu diesen Prüfungen gehören Gaseinbruchs-, Vibrations-, Biege- und Langzeitverbindungsprüfungen sowie Auszugsprüfungen für Schraubklemmen, Zugklemmen und Steckverbindungen.

Kaufen Sie bei einem Hersteller ein, der eine breite Palette an Crimpformen (einschließlich Trapez-, Trapez-, Vierkant- und Sechskant-Crimpformen), Aderendhülsen (mit und ohne Kunststoffkragen sowie Doppeladerendhülsen), Anschlussklemmenblöcken und anderen Geräten anbietet Kehren Sie für alle Ihre Verbindungsanforderungen zum gleichen Anbieter zurück und sorgen Sie für einen gleichbleibenden Qualitätsstandard.

Tobias Sondermann, Business Development Manager, Weidmuller Inc. Richmond, VA