Crimp-Anschlussklemmen vom U-Typ – Die offene U-Geometrie definiert den Crimp

Ein U-Crimp-Anschluss ist keine geschlossene Hülse, in die der Draht eingeführt wird. Es handelt sich um ein offenes U – der Draht fällt von oben in den Kanal, und eine obere und eine untere Matrize drücken die beiden Wände um die Litzen herum zusammen. Die Breite der U-Öffnung, die U-Tiefe und die Materialstärke bestimmen, wie sich die Wände falten, wie die Litzen erfasst werden und ob die Crimpung unter Zugkraft hält.

U-Klemmen werden verwendet, wenn der Draht seitlich eingeführt wird – Erdungsklemmen, Kabelverbindungen, Sammelschienenverbindungen und Klemmenblöcke. Sie werden anhand der Crimpung beurteilt, nicht anhand der Prägung – und die Crimpung hängt von der U-Geometrie, dem Gesenkprofil und der Höhe nach dem Crimpen ab.

Bei Nuote Metals produzieren wir U-Crimp-Anschlussklemmen mit U-Öffnungsgeometrie und nach IEC 60352-2 verifizierter Höhe nach dem Crimpen. In diesem Artikel geht es um die U-Geometrie, den Ober-/Unterstempel-Crimp, die Materialauswahl und was vor der Annahme einer Lieferung überprüft werden muss.

Die U-Geometrie – drei Dimensionen, die den Crimp bestimmen

Das U wird durch drei Dimensionen definiert – und jede bestimmt, wie sich die Wände um den Draht falten.

U-Öffnung Breitemuss das Kabelbündel freihalten, darf aber nicht so breit sein, dass sich die Wände nicht darum falten können. Zu schmal – der Draht fällt nicht hinein. Zu breit – die Wände falten sich flach, ohne die Litzen einzufangen, und die Zugkraft lässt nach.

U-Tiefebestimmt, wie viel vom Drahtumfang erfasst wird. Ein flaches U erfasst weniger als die Hälfte des Drahtes – die Crimpung ist schwach. Ein tieferes U fängt mehr ein – wenn es jedoch zu tief ist, können sich die Wände unten überlappen und reißen.

Materialstärkebestimmt die Wandsteifigkeit und den aktuellen Pfad. Eine dünne Wand lässt sich leicht falten, führt aber weniger Strom. Eine dicke Wand führt mehr Strom, erfordert aber eine höhere Crimpkraft – und kann an der Falte reißen, wenn der Matrizenradius zu scharf ist.

Bei U-Typ-Klemmen ist die U-Geometrie die Crimpspezifikation – nicht der Klemmenumriss. Ein Terminal, dessen Umriss korrekt ist, dessen U-Tiefe jedoch falsch ist, wird den Zugkrafttest nicht bestehen.

Standardreferenz:Die Crimpqualität wird gemäß IEC 60352-2 und UL 486A überprüft. Die Abmessungen der U-Öffnung richten sich, sofern angegeben, nach DIN 46234 (offene U-Klemmen).

Die obere und untere Matrize – Warum U-Crimp kein Barrel-Crimp ist

Bei einer Hülsencrimpung wird eine Vierkant- oder Sechskantmatrize verwendet – die Hülse wird von allen Seiten zusammengedrückt. Bei einem U-Crimp werden ein oberer und ein unterer Stempel verwendet – die U-Wände werden von zwei Seiten nach innen gefaltet. Das Matrizenprofil bestimmt, wie sich die Wände falten.

Der Oberstempelist typischerweise ein konkaves oder V-förmiges Profil. Es drückt die beiden Wände nach innen und unten – die Wände falten sich über die Drahtlitzen.

Die untere Matrize ist typischerweise ein flacher oder leicht konkaver Amboss. Es stützt den U-Boden – die Wände falten sich dagegen, nicht durch ihn hindurch.

Der Matrizenradiusist die kritische Dimension. Ein scharfer Radius faltet die Wand zu eng – das Material reißt an der Falte. Ein großzügiger Radius faltet die Wand sanft – die Litzen werden ohne Risse erfasst.

Wie wir es kontrollieren:Wir geben das Matrizenprofil für die U-Breite und die Materialstärke an – kein Standardmatrize für alle Anschlüsse. Bei U-Klemmen aus Kupfer beträgt der Matrizenradius 0,3–0,5 mm. Bei Messing 0,5–0,8 mm – Messing ist härter und reißt bei einem schärferen Radius. Das Matrizenprofil wird überprüft, indem ein Probecrimp quergeschnitten und der Faltradius sowie die Strangkompression gemessen werden.

Bei U-Typ-Crimp-Anschlussklemmen ist die Matrize Teil der Anschlussspezifikation und kein generisches Werkzeug. Ein Anschluss, der in einem Gesenk richtig gecrimpt wird, kann in einem anderen versagen.

Materialauswahl – Kupfer vs. Messing für U-Crimp

Crimpkontakte bestehen aus Kupfer oder Messing – das Material bestimmt die Crimpkraft, das Faltverhalten und die Strombelastbarkeit.

Kupfer (C11000)ist der Standard für Erdungs- und Strom-U-Klemmen – höchste Leitfähigkeit, weichste, lässt sich leicht falten. Beim Crimpen verfestigt es sich jedoch – die Crimpverbindung ist stärker als der geglühte Anschluss.

Messing (C26000, C26800)ist härter – es führt weniger Strom als Kupfer, widersteht aber Spannungsrelaxation besser. Wird in Klemmenblöcken und Schalttafelanschlüssen verwendet, wo die Temperatur mäßig ist.

Der Kompromiss:Kupfer lässt sich leicht verpressen und leitet am besten, entspannt sich jedoch bei erhöhter Temperatur. Messing widersteht einer Entspannung, erfordert jedoch eine höhere Crimpkraft und einen größeren Matrizenradius. Bei einem U-Typ-Crimpanschluss wird das Material nach dem Nennstrom und der Anwendungstemperatur ausgewählt – und nicht nur nach der Prägung.

Überzug:Verzinnung bei 5–10 μm, verifiziert durch RFA. Eine zu dicke Beschichtung reißt an der Falte; zu dünn, es nutzt sich beim Crimpen ab.

Ein reales Beispiel – Zugkraftversagen aus U-Tiefe zu flach

Ein deutscher Hersteller von Erdungsgeräten benötigte eine U-förmige Kupferklemme für einen 6 mm²-Draht mit einer Mindestzugkraft von 200 N. Ihr vorheriger Lieferant verwendete eine U-Tiefe von 4,5 mm – der Draht wurde nicht tief genug erfasst und 10 % der Crimps bestanden den Zugkrafttest nicht.

Was wir anders gemacht haben:

• Die U-Tiefe wurde auf 5,5 mm erhöht – das 1,5-fache des 6 mm²-Drahtdurchmessers.
• Das Profil der oberen Matrize wurde angepasst, um die Wände über die Stränge zu falten – nicht flach.
• Verifizierte Zugkraft an einer Probe aus jeder Charge – durchschnittlich 220 N.
• Querschnitt einer Probecrimpung – gleichmäßige Litzenkompression, keine Risse an der Falte.

Einschränkung:Diese U-Tiefe ist für Drähte von 4–10 mm² validiert. Unterhalb von 4 mm² muss die U-Tiefe reduziert und das Matrizenprofil neu qualifiziert werden.

1,2 Millionen Terminals ohne Zugkraftausfälle ausgeliefert. Das ist es, was U-Crimpklemmen bieten sollten: nicht nur ein U, das den Draht freigibt, sondern ein U, das die Litzen aufnimmt – weil die Öffnungsgeometrie und das Gesenkprofil auf den Draht und nicht auf den Stanzkomfort abgestimmt wurden.

Häufig gestellte Fragen

F1: Wie wähle ich die richtige Breite der U-Öffnung für meinen Draht?

A: Passen Sie die Breite der U-Öffnung an den Durchmesser des Drahtbündels plus 0,2–0,5 mm an – genug, damit der Draht hineinpasst, nicht so breit, dass sich die Wände nicht darum falten können. Passen Sie die U-Tiefe auf das 1,2- bis 2,0-fache des Drahtdurchmessers an. Bei einer tieferen Tiefe werden mehr Litzen erfasst, bei einer zu tiefen Tiefe kann es jedoch zu Überlappungen und Rissen in den Wänden kommen. Bei U-Typ-Crimpklemmen ist die Drahtstärke die erste Spezifikation – nicht der Klemmenumriss.

F2: Was ist der Unterschied zwischen U-Crimp und Tonnencrimp?

A: Bei einer Hülsencrimpung werden ein geschlossener Zylinder und eine Vierkant- oder Sechskantmatrize verwendet – die Hülse wird von allen Seiten zusammengedrückt. Bei einem U-Crimp werden ein offenes U und eine obere/untere Matrize verwendet – die Wände werden von zwei Seiten nach innen gefaltet. Der U-Crimp wird dort verwendet, wo der Draht von der Seite eingeführt wird – Erdungsklemmen, Kabelverbindungen, Sammelschienenverbindungen. Das Matrizenprofil und die U-Geometrie sind unterschiedlich – das Crimpergebnis ist nicht austauschbar.

F3: Warum ist die Materialstärke bei U-Typ-Crimpanschlüssen wichtig?

A: Die Materialstärke bestimmt die Wandsteifigkeit und den Strompfad. Eine dünne Wand lässt sich leicht falten, führt aber weniger Strom – sie erwärmt sich bei Volllast. Eine dicke Wand führt mehr Strom, erfordert aber eine höhere Crimpkraft – und kann an der Falte reißen, wenn der Matrizenradius zu scharf ist. Bei U-Typ-Crimpanschlüssen ist die Dicke auf den Nennstrom und das Gesenkprofil abgestimmt – nicht auf den Stanzkomfort.

F4: Können Sie der Sendung Zugkraftberichte und Querschnitte beifügen?

A: Ja. Jede Charge wird mit einem Zugkraftbericht gemäß IEC 60352-2 und Crimpquerschnittsfotos ausgeliefert, die die Litzenkompression und den Faltradius zeigen. Bei Erdungs- und Stromversorgungsanwendungen bestätigt der Querschnitt, dass die Wände um die Litzen gefaltet und nicht flach sind. Der Bericht ist bei Bedarf Teil des PPAP-Pakets.