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Kleines Bauteil mit grosser Wirkung

Die Verbindungstechnik stellt einen enorm sicherheitsrelevanten Aspekt der Elektroinstallation dar. Umso wichtiger ist es, sich im Bereich der Presswerkzeuge und Pressformen, der Kabel­schuhe und der verschiedenen Leiterformen sowie selbstverständlich auch bezüglich ihrer ­korrekten Verarbeitung zu informieren. Deshalb kann ein kurzer Überblick nicht schaden.

Die Tragweite der Verbindungstechnik wird oft unterschätzt. Wird allerdings in Betracht gezogen, was alles mit der elektrischen Verbindung zusammenhängt, ändert sich die Sichtweise auf dieses oft unterschätzte Thema. Vor allem, weil sich eine fehlerhafte Pressung auf die Versorgungssicherheit auswirken kann und zudem Brände durch Funkensprung entstehen können.

Deshalb müssen für die Verarbeitung von nicht isolierten Kabelschuhen verschiedene Teilbereiche genau aufeinander abgestimmt sein. Das beginnt beim richtigen Werkzeug und bei den Presseinsätzen, die im Alltag vorwiegend anzutreffen sind.

Bei der Verpressung eines Kabelschuhs werden Grad und Art der Verformung durch das Werkzeug beziehungsweise die kontakt­spezifischen Verschleissteile der Presse bestimmt. Nur optimal auf den Kontakt abgestimmte Werkzeuge ermöglichen eine hohe Qualität der Verbindung.

Ob jeweils eine mechanische Presse oder eine elektrohydraulische Presse die richtige Wahl ist, hängt vom konkreten Einsatz­gebiet ab. Mechanische Presszangen in Kompaktform eignen sich besonders für kleine bis mittlere Querschnitte, da sie handlicher sind und auch manuell betrieben für den notwendigen Pressdruck sorgen.

Während bei einer kleinen, einfachen Pressung eine mechanische Zange genügend Druck aufbringen kann, ist das Pressen von ­grossen Leitern mit elektrohydraulischen Presszangen (Akkubetrieb) heute Standard. Diese Geräte signalisieren meist optisch durch ­LED-Leuchten oder auch akustisch, ob der geforderte Pressdruck ­erreicht oder noch nicht erreicht wurde.

Je nachdem, mit welcher Presszange gearbeitet wird, ist es möglich, die Grösse des zu pressenden Querschnitts an der Zange in einer gewissen Grössenordnung flexibel einzustellen (in der Regel bei mechanischen Zangen) oder sogar den kompletten Presseinsatz für verschiedene Grössen und Pressformen auszuwechseln (normalerweise bei hydraulischen Zangen). Diesbezüglich ist es selbstverständlich sinnvoll, die gängigsten Pressformen zu kennen.

Mechanisches und elektrohydraulisches Presswerkzeug

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Gängige Pressformen

Sechskantpressung
Die Sechskantpressung ist die wohl bekannteste Pressvariante. Dabei werden allerdings zwei Varianten unterschieden: zum einen die genormte Sechskantpressung nach DIN 48083 Teil 4 und zum anderen die herstellerbezogene Sechskantpressung.

DIN-genormte Sechskantpressung
Bei dieser Pressform können Kabelschuhe und Verbinder entsprechend der DIN 46235 mit geprüften Presseinsätzen nach DIN 48083 Teil 4 verwendet werden. Markierungen auf den DIN-Kabelschuhen geben dabei wichtige Hinweise zu Hersteller, Abmessung und ­Ausführung des Kabelschuhs. Diese Pressform ist bei allen Leiter­klassen mit den entsprechenden Kabelschuhen anwendbar.

Herstellerabhängige Sechskantpressung
Neben der genormten DIN-Sechskantpressung sind im Kupferbereich der Leiterklasse 2 nach DIN EN 60228 auch sogenannte herstellerabhängige Sechskantpressungen zulässig. Renommierte Hersteller bieten dazu nach der Norm IEC1238 geprüfte Sechskant-Presseinsätze an, mit denen Standard-Rohrkabelschuhe aus Kupfer nach EN 13600 bearbeiten werden können.

W-Pressung
Die innovative W-Verpressung für Rohrkabelschuhe und Verbinder erhöht die Sicherheit und setzt in der Verbindungstechnik neue Massstäbe. Diese Pressform benötigt keine «neuen» Kabelschuhe und kein Zubehör wie beispielsweise Hülsen für verdichtete Leiter und kann auch «normale» mehrdrähtige sowie fein- und feinstdrähtige Leiter verarbeiten, ist also geeignet für die Leiterklassen 2, 5 und 6. Die W-Verpressung besteht aus einer Sechskantpressung mit einem zusätzlichen Dorn, der das Verbindungsmaterial noch besser verdichtet. Im Vergleich zu einer herkömmlichen Sechskantpressung wird mit dieser neuen Pressart bei verdichteten oder feindrähtigen Leitern ein höherer Auszugswert erreicht. Selbstverständlich können Rohrkabelschuhe (mit schmalem Flansch) – etwa für Schaltgeräte – sowie F-Kabelschuhe mit der W-Pressung verarbeitet werden. Die W-Pressung garantiert zudem, dass die Verbindung jede Beanspruchung besteht.

Vierdornpressung
Diese Pressform eignet sich für Standard- und ­F-Rohrkabelschuhe sowie für Verbinder mit Querschnitten von 10 bis 300 mm² in Kombination mit Kabeltypen der Klasse 2 nach DIN EN 60228 sowie der Klassen 5 und 6. Der Vorteil liegt in der zentrischen Krafteinwirkung sowie in der einfachen Verarbeitung, für die keine Presseinsätze erforderlich sind. Damit lassen sich mit nur einem Presswerkzeug alle Grössen im oben genannten Querschnittsbereich verarbeiten. 

Eindornpressung
Auch bei der Dornpressung sind keine querschnittsabhängigen Presseinsätze nötig. Somit kann ein Pressbereich von 10 bis 240 mm² verarbeitet werden. Diese Pressform eignet sich für Standard- und F-Rohrkabelschuhe und -Verbinder sowie für Quetschkabelschuhe nach DIN 46234 im Zusammenspiel der Leiterklassen 2, 5 und 6.

Kerbpressung
Die Kerbung ist eine der ältesten Pressformen überhaupt und eignet sich ausschliesslich für die Verarbeitung von Kupferkabelschuhen. Das zulässige Kabelspektrum umfasst sowohl mehrdrähtige Kupferleitungen der Klasse 2 nach DIN EN 60228 als auch fein- und feinstdrähtige Typen der Klassen 5 und 6. Diese können in Verbindung mit den entsprechenden Standard- oder F-Rohrkabelschuhen verarbeitet werden. Diese Pressform wird hauptsächlich für Querschnitte von 0,75 bis 95 mm² eingesetzt. Die Anzahl der Kerbungen entspricht derjenigen der Sechskantpressung.

Welcher Kabelschuh passt?

Die Auswahl an Kabelschuhen für Anwendungen im Elektrobereich ist sehr gross. Die richtige Wahl zu treffen, kann somit schwieriger sein als angenommen. Dabei ist die Verwendung des passenden Kabelschuhs von entscheidender Bedeutung für eine saubere und sichere Pressverbindung. Deshalb ist es wichtig, die gängigsten Kabelschuhe zu kennen sowie zu wissen, was es bei ihrer Auswahl zu beachten gilt und auf welche Leiterklassen sie ausgelegt sind.

Presskabelschuhe nach DIN 46235
In der Norm DIN 46235 sind die Anwendungsbereiche, Abmessungen und Kennzeichnungen der Presskabelschuhe definiert. Presskabelschuhe nach dieser Norm können für ein-, mehr-, fein- und feinstdrähtige Leiter genutzt werden. Der dazugehörige Pressverbinder ist in der DIN 46267 Teil 1 definiert. Die Eigenschaften und die Verarbeitung sind jedoch identisch. Diese Presskabelschuhe verfügen über Markierungen (Strichmuster), die Informationen bezüglich der Anzahl und der Breite der Pressungen enthalten. Für die Verarbeitung empfiehlt die Norm Sechskant-Presseinsätze nach DIN 48083 Teil 4. In dieser Norm sind auch die Masse der Sechskante beschrieben. Das gewährleistet, dass die Verbindung ganz nach DIN vorgenommen wird.

Standard-Rohrkabelschuhe
Häufiger im Einsatz sind sogenannte Standard-Rohrkabelschuhe. Diese unterscheiden sich in Abmessung und Länge von den DIN-Kabelschuhen. Mit der Sechskantpressung nach Herstellerangabe können in der Regel mit den Standard-Rohrkabelschuhen nur mehrdrähtige Leiter der Klasse 2 verarbeitet werden. Um feindrähtige Leiter der Klassen 5 und 6 mit Rohrkabelschuhen zu verarbeiten, eignen sich die ­W-Pressung, die Dorn- und die Vierdornpressung sowie die Kerbung. Aufgrund der verschiedenen Pressformen ­haben Rohrkabelschuhe, im Gegensatz zu DIN-Presskabelschuhen, keine Pressmarkierungen. Die notwendige Anzahl der Pressungen richtet sich nach den jeweiligen Herstellerangaben.

Rohrkabelschuhe mit schmalem Flansch
Im Schaltanlagen- und Steuerungsbau bleibt meist nicht viel Platz für Anschlüsse. Der Flansch solcher Kabelschuhe hat deshalb eine kleinere Auflagefläche, ist dafür aber etwas dicker. Somit wird die gleiche Menge an Kupfer verwendet wie bei den Standard-Rohrkabelschuhen, und sie lassen sich aufgrund dessen genau wie die Standard-Rohrkabelschuhe verarbeiten. Es ist dringend davon abzuraten, die Lasche von Standard-Rohrkabelschuhen seitlich abzuschneiden, damit der Kabelschuh in die Anschlussklemme des Schaltgeräts passt. Denn im schlimmsten Fall droht dadurch Brandgefahr, da der Querschnitt des Kabelschuhs verringert wird.

F-Rohrkabelschuhe
Mit den F-Rohrkabelschuhen lässt sich das häufig auftretende Problem des Aufspleissens bei fein- und feinstdrähtigen Leitern der Klassen 5 und 6 nach DIN EN 60228 vermeiden. ­F-Rohrkabelschuhe verfügen zudem im Vergleich zum normalen Rohrkabelschuh über einen grösseren Rohrdurch­messer. So ermöglichen sie ein leichtes und sicheres Einführen des Leiters. F-Rohrkabelschuhe weisen die Markierung «f» (für feindrähtig) auf. Als fachgerechte Verpressung für F‑Rohrkabelschuhe gelten die W-Pressung, die Dorn- und die Vierdornpressung sowie die Kerbung.

Quetschkabelschuhe nach DIN 46234
Diese Kabelschuhe unterliegen der DIN in Bezug auf die Abmessungen, den Anwendungsbereich und die Kennzeichnung. Quetsch­kabelschuhe sind geeignet für die Verarbeitung von mehr-, fein- und feinstdrähtigen Leitern, sind jedoch nicht für eindrähtige Massivleiter bestimmt. Verwendung finden sie vorwiegend im Steuerungsbau oder zum Beispiel im Bau von Schienenfahrzeugen. Im Gegensatz zu Rohrkabelschuhen, die aus Kupferrohren hergestellt werden, sind Quetschkabelschuhe aus einem Blech gestanzt. Dadurch weisen sie konstruktionsbedingt eine charakteristische Lötnaht auf, da die Blechstücke rundgebogen und verlötet werden. Im Gegensatz zum Presskabelschuh nach DIN 46235 werden Quetschkabelschuhe nicht mit einer Sechskantpressung, sondern ausschliesslich mit einer Dornpressung verarbeitet.

Wichtig ist natürlich auch die richtige Verarbeitung der Kabelschuhe.

Verarbeitungshinweise

  1. Die Leiter müssen entsprechend der Einschublänge ­abisoliert werden (+10 % wegen der Längenänderung der Presshülse durch den Pressvorgang).
  2. Die Leiterenden sind vor der Montage mechanisch zu reinigen.
  3. Den Leiter bis zur vollen Einschublänge in den Kabelschuh ­beziehungsweise den Verbinder einführen.
  4. Vor dem Verpressen ist sicherzustellen, dass der Leiter und der Kabelschuh beziehungsweise der Verbinder die gleiche Querschnittsbezeichnung haben und laut Katalogunterlagen zueinander passen.
  5. Den Kabelschuh beziehungsweise den Verbinder (unter Beachtung der Pressrichtung) mit den zugeordneten Werkzeugen verpressen. Die Pressrichtungen für Kabelschuhe und Verbinder können der oben stehenden Skizze entnommen werden.

Anzahl der Pressungen
Presskabelschuhe nach DIN 46235 verfügen über Markierungen, die Informationen bezüglich der Anzahl und Breite der Pressungen vermitteln. Für die sichere Verpressung von DIN-Presskabelschuhen werden in der Norm Presswerkzeuge mit Kennziffereinsätzen nach DIN 48083 Teil 4 empfohlen.

Rohrkabelschuhe und Quetschkabelschuhe haben im Gegensatz zu Presskabelschuhen nach DIN keine Pressmarkierungen. Somit muss bei diesen Verbindern die benötigte Anzahl der Pressungen nach Vorgaben des jeweiligen Herstellers ausgeführt werden. Diese sind im technischen Anhang zu finden.

Korrektes Pressmuster

  • Optik: Die Verpressung ist gut ausgeprägt und der Anzugswert geprüft.

Falsches Pressmuster: Überpressung

  • Optik: Fahnenbildung 
  • Ursache: Verwendung eines zu kleinen Presseinsatzes
  • Mögliche Folgen:
    • Beschädigung der Isolation 
    • Widerstandserhöhung durch Querschnittsreduzierung
    • Verletzungsgefahr

Falsches Pressmuster: nicht ausreichend verpresst

  • Optik: Verpressung ist nicht ausgeprägt. 
  • Ursache: Verwendung eines zu grossen Presseinsatzes
  • Mögliche Folgen:
    • Widerstandserhöhung durch nicht ausreichende Kontaktfläche 
    • Höhere Erwärmung, möglicher Abbrand  
    • Nicht ausreichende mechanische Haltekräfte

Die Prüfung
Die korrekte Prüfung der Pressung ist unabdingbar, um eine sichere Installation zu garantieren.

Zugprüfung
Für die elektrischen und mechanischen Eigenschaften von Kabel­schuhen gelten Normen. In diesem Fall handelt es sich um die internationale Norm IEC 61238 Teil 1. Sie legt die ­Prüfungen fest, die eine elektrische Verbindung für einen dauerhaft sicheren Betrieb in der vorgesehenen Anwendung erfüllen muss. Das gängigste Verfahren ist die mechanische Zug­prüfung. Um die Prüfung nach der entsprechenden Norm zu bestehen, darf der Leiter in der Crimp- oder Pressverbindung bei 100 % der Zugkraft und einer Haltezeit von 60 Sekunden nicht rutschen. Für Kupfer sind als minimaler ­Auszugwert 60 Newton pro mm² in Relation zum Querschnitt definiert. Zum Beispiel: Querschnitt 50 mm² Cu × 60 N = 3000 N minimaler Auszugwert.


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