Crimpverbindung

Was passiert beim Crimpen — und warum hält eine Crimpung anders als eine Klemmung?

Beim Crimpen wird ein metallisches Kontaktteil — eine Aderendhülse, ein Kabelschuh, ein Steckerkontakt — mit einem Werkzeug bleibend verformt und dabei um den Leiter gepresst. Unter dem Druck fließen die Werkstoffe gegeneinander, die dünnen Oxidschichten auf den Oberflächen brechen auf, und blankes Kupfer liegt auf blankem Kontaktmetall. An den Berührungsflächen bleibt keine Luft mehr: eine gasdichte Kaltverschweißung, hergestellt ohne Lot, ohne Flussmittel und ohne Wärme. Anforderungen und Prüfverfahren stehen in DIN EN IEC 60352-2.

Zwei Metallteile werden mit einer Zange so fest zusammengedrückt, dass sie sich ineinander verkeilen und danach eine Einheit bilden. Das ist nicht dasselbe wie Festhalten: Eine Klammer hält nur, solange sie drückt, und irgendwann lässt jede Klammer nach. Ein Crimp bleibt, weil das Metall selbst seine Form geändert hat. Wichtig ist dabei das richtige Maß. Drückt die Zange zu wenig, bleibt Luft dazwischen, und in diese Luft kriecht über Jahre Feuchtigkeit. Drückt sie zu viel, werden die feinen Drähtchen angeschnitten und die Verbindung reißt beim ersten kräftigen Zug. Deshalb gehört zu jeder Sorte Kontakt eine dazu passende Zange — und nicht die, die gerade im Koffer liegt.

Ausführliche Erklärung

Eine Klemmung hält über eine Kraft, die aufrechterhalten werden muss: die Schraube, die angezogen bleibt, die Feder, die drückt. Lässt die Kraft nach — weil sich der Kunststoff setzt, das Kupfer fließt oder eine Schraube sich löst —, wächst der Übergangswiderstand, und die Stelle erwärmt sich. Eine Crimpung kennt dieses Bauteil gar nicht. Die Verformung ist bleibend, der Kontaktdruck steckt in der Rückfederung des Kontaktkörpers selbst, und es gibt kein drittes Teil, das sich lockern könnte. Genau deshalb sind gecrimpte Verbindungen im Geräte-, Fahrzeug- und Anlagenbau der Normalfall für alles, was einmal montiert und danach jahrelang vergessen wird.

Der Preis dafür ist die Unlösbarkeit. Ein Crimp lässt sich nicht öffnen; er wird abgezwickt, und danach fehlt Leitungslänge. Wer eine Anlage plant, in der Kontakte regelmäßig umgesteckt werden, wählt eine Klemmentechnik; wer eine Verbindung plant, die nie wieder angefasst werden soll, wählt den Crimp.

Der Geltungsbereich der Norm zeigt, wo das Verfahren zu Hause ist: DIN EN IEC 60352-2 gilt für feindrähtige Leiter von 0,05 bis 10 mm² und eindrähtige von 0,25 bis 3,6 mm Durchmesser. Das Crimpen von Koaxialkabeln nimmt sie ausdrücklich aus — dort gelten die Vorgaben des jeweiligen Steckverbindersystems, weil neben dem elektrischen Kontakt auch der Wellenwiderstand über die Crimpgeometrie mitentschieden wird.

Die Crimphöhe entscheidet, nicht die Handkraft

Das eigentliche Maß einer Crimpung ist die Crimphöhe: die Höhe des verpressten Kontaktkörpers nach dem Crimp, gemessen quer zur Leitung. Sie beschreibt, wie stark das Volumen aus Kontakt und Leiter zusammengedrückt wurde. Vorgegeben wird sie vom Gesenk der Zange; der Anwender stellt sie nicht ein. Zu jedem Leiterquerschnitt gehört ein Fenster, in dem dieser Wert liegen muss.

Daraus folgen die beiden Fehlerbilder, und sie sind Gegenspieler:

Untercrimpen heißt zu wenig Verformung. Zwischen den Einzeldrähten und der Kontaktwand bleiben Hohlräume, die Kontaktzone ist nicht gasdicht, und in den verbliebenen Luftspalt kriecht Feuchtigkeit. Die Verbindung leitet zunächst tadellos. Über Monate oxidieren die Berührungsflächen, der Übergangswiderstand steigt, die Stelle erwärmt sich, und die Erwärmung beschleunigt den Vorgang.
Übercrimpen heißt zu viel Verformung. Die Kanten des Gesenks schneiden Einzeldrähte an oder durch, der wirksame Querschnitt sinkt, und die mechanische Festigkeit sinkt mit. Diese Verbindung fällt früher aus, dafür sichtbarer: Sie reißt beim Ziehen an der Leitung.

Beide sehen von außen aus wie ein fertiger Crimp. Geprüft wird deshalb über die Abzugskraft — die Kraft, mit der sich Leiter und Kontakt auseinanderziehen lassen —, und die Sollwerte hängen am Querschnitt. Für die Werkstatt heißt das: ein Erstmuster je Kombination aus Zange, Kontakt und Leiter, an dem gezogen wird, bevor die restlichen vierzig Enden entstehen.

Die Profile und warum sie sich unterscheiden

Wie das Gesenk die Hülse zusammendrückt, bestimmt die Form des fertigen Crimps — und damit, ob er in die Zielklemme passt. Drei Formen sind im Umlauf:

Profil	Typische Zielklemme	Folge für die Auswahl
Vierkant	Federzug- und Käfigklemmen	Heute die Standardform im Schaltschrank. Der quadratische Querschnitt liegt flächig in der Federöffnung.
Sechskant	runde Klemmöffnungen, größere Querschnitte	Kommt der Rundform näher und hat bei gleichem Leiterquerschnitt den kleineren Außendurchmesser — die Wahl, wenn die Öffnung knapp ist.
Trapez	ältere Schraubklemmen	Funktioniert, ist als Neuanschaffung aber kein Standard mehr. In günstigen Sortimentskoffern liegt es weiterhin bei.

Die Zuordnung ist eine Empfehlung aus Katalogen und Fachdarstellungen, keine Normvorgabe: Welches Profil eine bestimmte Klemme verlangt, steht im Datenblatt der Klemme.

Warum Zange und Kontakt zusammengehören

Ein Crimpsystem besteht aus drei Teilen, die aufeinander abgestimmt sind: Kontakt, Werkzeug und Leiterquerschnitt. Das zeigt sich schon an der Beschriftung der Werkzeuge — eine Aderendhülsenzange nennt die Hülsennorm DIN 46228 mit Teilnummer und die Querschnittsspanne, für die ihr Gesenk gebaut ist, etwa 0,5 bis 6 mm² oder 6 bis 16 mm². Eine Zwangssperre sorgt dafür, dass sich die Zange erst wieder öffnet, wenn der Hub vollständig durchlaufen ist; ohne sie entscheidet die Handkraft über die Crimphöhe, und damit entscheidet der Feierabend mit.

Wie eng die Kopplung gemeint ist, zeigt die Zulassungspraxis: Ein Zangenhersteller führt die UL-Zulassung seiner Aderendhülsenzangen nur in Verbindung mit den eigenen Hülsen. Für die Baustelle ist das kein Formalismus — Hülsen verschiedener Hersteller unterscheiden sich in Wandstärke und Länge, und dieselbe Zange erzeugt daran verschiedene Crimphöhen.

Bei den offenen Crimpkontakten von Steckverbindern kommt eine zweite Stelle dazu. Solche Kontakte haben zwei Krallenpaare: Der Leitercrimp umfasst das blanke Kupfer und stellt den elektrischen Kontakt her, der Isolationscrimp dahinter umschließt die Aderisolation und fängt Zugkräfte und Biegewechsel ab, ohne in die Isolation einzuschneiden. Zwischen beiden bleibt ein Sichtfenster, in dem sowohl das Leiterende als auch der Isolationsanfang zu sehen sind — die einfachste Prüfung, die ohne Messmittel auskommt.

Häufiges Missverständnis

„Gelötet hält besser als gecrimpt." Diese Reihenfolge stammt aus der Elektronik, wo eine Lötstelle auf einer Platine tatsächlich die zuverlässigere Lösung ist. An einem flexiblen Leiter dreht sie sich um, und zwar aus zwei Gründen. Lot ist ein weiches Metall und kriecht unter dauerhafter Klemmkraft langsam weg, sodass eine verlötete Ader in einer Klemme über Monate lose wird. Und das flüssige Lot wandert über Kapillarwirkung ein Stück weit in die Litze hinein: Hinter der Lötstelle sitzt dann ein versteifter Abschnitt, an dessen Ende die Einzeldrähte brechen, sobald die Leitung bewegt wird. Der Crimp erzeugt keine dieser beiden Stellen, weil er ohne Wärme und ohne Zusatzwerkstoff arbeitet.

Das zweite Missverständnis ist harmloser gemeint und richtet mehr an: „Hauptsache, es hält, wenn ich dran ziehe." Ein untercrimpter Kontakt hält beim Ziehen und ist trotzdem fehlerhaft, weil ihm die gasdichte Zone fehlt. Der Zug an der Leitung findet diesen Fehler nie. Sichtbar wird er nach einer Heizperiode, an einer Klemmstelle, die wärmer ist als ihre Nachbarn.

Nicht zu verwechseln mit

Lötverbindung: Ein Zusatzwerkstoff verbindet unter Wärme. Der Crimp verbindet die beiden Grundwerkstoffe direkt und kalt.
Schneidklemme (IDC/LSA): Dort schneidet ein federnder Schlitz durch die Isolation in das Kupfer, ohne dass abisoliert wird. Auch dort entsteht eine gasdichte Zone, aber der Kontakt verformt sich in den Leiter hinein statt um ihn herum.
Schraub-, Federzug- und Push-in-Klemme: Lösbare Verbindungen über eine anliegende Kraft. Eine gecrimpte Aderendhülse bereitet den Leiter für sie vor und ersetzt sie nicht.
Aderendhülse, Kabelschuh, Stoßverbinder: Bauteile, die gecrimpt werden. Sie sind Anwendungen des Verfahrens und nicht das Verfahren selbst.

In der Planung

Ein Technikraum wird umgebaut: neue Videokreuzschiene, dazu ein Rack mit Steuer- und Lautsprecheranschlüssen. Die SDI-Verbindungen zwischen den Geräten sollen in genau passender Länge liegen, weil Schleifen im Rack später niemand mehr sortiert.

Zu klären ist zuerst, welche Verbindungen überhaupt vor Ort entstehen sollen; die Zangenfrage hängt an dieser Antwort und nicht umgekehrt. Kurze Rangierstrecken im Rack sind ein guter Fall für Fertigkabel; die Durchführungen durch das Gebäude, in denen ein fertiger Stecker nicht durch das Leerrohr passt, sind der klassische Fall für Konfektionierung vor Ort.

Die Antwort teilt die Arbeit in zwei Stränge. Die Koaxialstrecken bekommen Crimpstecker des jeweiligen Systems, für die der Steckerhersteller Hülse, Gesenk und Abisolierlängen vorgibt — hier gilt die allgemeine Crimpnorm gerade nicht. Die Steuer- und Lautsprecherleitungen bekommen Aderendhülsen in der Bauform, die die verbauten Klemmen verlangen. Für beide Teile wird je ein Erstmuster gecrimpt und daran gezogen, bevor der Rest entsteht; und für beide wird Leitungsreserve eingeplant, weil jeder verworfene Crimp Länge kostet.

Das Werkzeug kommt zuletzt: eine Zange je System, mit Zwangssperre, und die Hülsen aus derselben Reihe, für die das Gesenk gebaut ist. Eine zweite Zange „für den Rest" spart an der falschen Stelle — sie erzeugt Crimphöhen, die niemand geprüft hat.

Verknüpfte Inhalte

Das häufigste gecrimpte Teil im AV-Bereich beschreibt die Aderendhülse; welche Klemme sie danach aufnimmt, die Klemmenbauformen und Euroblock und Terminalklemmen. Die zweite lötfreie Anschlusstechnik mit gasdichter Kontaktzone ist die Schneidklemmtechnik. Welcher Leiteraufbau in welches Verfahren gehört, klären Massivleiter und Litze sowie Leiterquerschnitt und AWG. Die Abwägung zwischen Konfektionierung vor Ort und Fertigkabel behandelt Feldkonfektionierung oder Fertigkabel?, die gecrimpten Koaxialstecker der Videotechnik Micro-BNC, HD-BNC und DIN 1.0/2.3.

Quellen

Die Grundnorm für Crimpverbindungen ist DIN EN IEC 60352-2 in der Reihe der lötfreien Verbindungen; Titel, Ausgabestände und Geltungsbereich einschließlich des Ausschlusses von Koaxialkabeln stammen aus zwei Normenkatalogen, der Normtext selbst lag nicht vor. Die Zuordnung von Hülsennorm, Querschnittsspanne und Zwangssperre am Werkzeug ist über Herstellerangaben zu Aderendhülsenzangen belegt, die Zuordnung der Crimpprofile zu Klemmenbauformen über eine Fachdarstellung des Handels.