In unseren Seminaren und Fachbüchern weisen wir stehts darauf hin, wie wichtig eine Wareneingangskontrolle ist.

Qualitativ hochwertige Crimpergebnisse erhält man nur, wenn die Materialien und Werkzeuge, die verwendet werden, auch den vorgegebenen Spezifikationen und Anforderungen entsprechen.

Aber die Erfahrung zeigt: Bei vielen kleinen und mittleren Konfektionsbetrieben werden keine, bzw. keine 100%-igen Wareneingangskontrollen gemacht. In gewisser Weise sicher nachvollziehbar: Es kostet Zeit und damit Geld!

Leider lehrt uns die Erfahrung aber auch, dass wir uns nicht immer auf die Angaben der Hersteller (z.B. von Kabeln, Kontakten und Werkzeugen) verlassen können. In jedem Produktionsprozess gibt es Toleranzen, passieren auch mal Fehler.

In der Kabelbearbeitung begegnen uns eine Menge von Fehlerquellen und potentiellen Qualitätsproblemen, die durch falsche Lagerung und falsches Handling von Kabeln und Leitungen auftreten können (wie z.B. Oxidation der Einzellitzen, Beschädigungen, Ausgasen der Isolation) und natürlich bei der Verarbeitung selbst (z.B. beim Schneiden, Abisolieren, Crimpen).

In diesem Artikel geht es jedoch speziell um mögliche Herstellungsfehler bei Kabeln und Leitungen. Welche Fehlerbilder können auftreten? Wie können wir sie erkennen? Und wie können wir darauf reagieren bzw. entstandene Fehler korrigieren?

Ein kurzer Überblick in Tabellenform:

	Fehler Kabel	Folgen	Wie erkennen?	Wie behandeln?
	Leiter nicht konzentrisch (verläuft nicht symmetrisch zur Kabelmitte)	Beim Abisolieren werden immer Einzeldrähte abgeschnitten!	Sichtkontrolle: Abgeschnittene Leiterlitzen auf der Arbeitsfläche oder im Isolationsrest, Kabelprüfgerät.	Leitung mit Herstellungsfehler nicht verarbeitbar! Reklamation des Kabels!
	Isolationsreste auf den Einzeladern	Isolation im Drahtcrimpbereich wirkt wie ein Isolator und verschlechtert die elektrischen Eigenschaften. Der Über-gangswiderstand und somit die Wärmebildung bei höheren Strömen nehmen zu.	Sichtkontrolle nach Abisoliervorgang: Isolationsreste auf dem Litzenverbund.	Leitungen bei denen Isolationsreste auf dem Litzenverbund nach dem Abisolieren „kleben“ bleiben sind nicht verarbeitbar! Reklamation des Kabels!
	Nennquerschnitt des Leiters abweichend vom geometrischen (tatsächlichen) Querschnitt	Unterschiedliche Abisolierergebnisse und unterschiedliche Verpressung bei gleicher Werkzeugeinstellung	Abweichungen beim Crimpen können nicht durch das Messen von Crimpmaßen erkannt werden! Auszugstest kann evtl. Hinweis geben. (Vorsicht: Je kleiner der Nennquerschnitt, umso weniger aussagefähig ist der Auszugstest!) Erkennen durch Schliffbild -> Gleiche Crimphöhe: Weniger Füllquerschnitt schlechtere Verpressung	„Auszählen“ & Messen der Einzellitzen und Errechnen des tatsächlichen Kupferquerschnitts; idealerweise Erstellung eines Schliffbilds; oder Ermittlung im geeigneten Kabelmessgerät (z.B. von iiM AG)
	Isolationsdicke des Kabels nicht korrekt	Bei zu geringer Isolationsdicke: Durchschlaggefahr! Bei zu dicker Isolation möglicherweise Problem beim Abisolieren und Crimpen (Passform Isolationscrimp) und evtl. im Steckergehäuse	In der Regel nicht durch Sichtkontrolle erkennbar, nur mit entsprechenden Messgeräten! (Hersteller, Großhändler)	Sicherstellen, dass die verwendeten Kabel den Qualitätsansprüchen genügen, z.B. durch Anforderung Zertifikat der Konformität (geprüft nach DIN EN 60811-203*)

Eine Wareneingangskotrolle bzw. eine bloße Sichtkontrolle der (abisolierten) Kabel kann in manchen Fällen also schon Fehler aufdecken.

Leiter nicht konzentrisch

Verläuft der Leiter nicht konzentrisch (nicht symmetrisch zur Kabelmitte), haben wir ebenfalls Grund zur Reklamation des Kabels. Auch dies ist ein Herstellungsfehler und macht es unmöglich, das Kabel ohne Verlust von Litzen abzuisolieren und weiterzuverarbeiten.

Es gibt aber auch durchaus Fehler, die nicht mit bloßem Auge und auch nicht, bzw. nur bedingt, durch Prüfungen wie Auszugstest oder Schliffbild erkennbar sind.

Isolationsreste auf den Einzeladern

So kann es z.B. vorkommen, dass kleine Fetzen des Isolationsmaterials am Leiter haften bleiben, nachdem man den Isolationsrest abgezogen hat. Dies ist ein Produktionsfehler des Kabels und macht das Kabel unverarbeitbar. Isolationsreste im Drahtcrimpbereich wirken wie ein Isolator und verschlechtern die elektrischen Eigenschaften der Verbindung. Der Übergangswiderstand und somit die Wärmebildung bei höheren Strömen nehmen zu.

Nennquerschnitt des Leiters vs. geometrischer Querschnitt

Ein „Phänomen“, das wir immer wieder beobachten können, sind sogenannte „unterfüllte Kabel“. Was bedeutet das? Wenn wir z.B. ein Kabel mit einem Nennquerschnitt von 1,5 mm2 kaufen, gehen die Meisten von uns davon aus, dass der geometrische Querschnitt der Kupferlitze auch 1,5 mm2 beträgt. Das ist aber nicht zwingend so. Die Größenangabe als Nennquerschnitt wird bei feindrähtigen Leitern, Starkstromkabel und Leitungen verwendet. Bei eindrähtigen Leitern und Wickeldrähten wird der Leiterdurchmesser verwendet.

Für isolierte Leiter und Kabel sind die wirksamen Querschnitte durch Widerstandsmessung zu ermitteln. Unter „wirksamem Querschnitt“ (Nennquerschnitt) ist der elektrische ?? und nicht der geometrische Querschnitt zu verstehen. Demzufolge kann ein und derselbe Querschnitt aus unterschiedlicher Kupferqualität verschiedene geometrische Querschnitte aufweisen.

Die Hersteller von Kabeln und Leitungen sind logischerweise bestrebt, möglichst wenig Material einzusetzen. Wird nun besonders reines (leitfähiges) Kupfer verwendet, kann die geforderte Leitfähigkeit auch mit weniger Kupfer erreicht werden. Entsprechend wird weniger Isoliermaterial benötigt, da auch der Leiterdurchmesser kleiner wird. Zusätzlich kann Material eingespart werden, wenn die Leiter „verdichtet“ oder „hochverdichtet“ werden, so dass sich der geometrische Leiterdurchmesser um bis zu 15 % verringern kann. Natürlich hat das auch Auswirkungen auf die Qualität der Crimpverbindung.

Schwankende Isolationsdicke des Kabels

Wer sich ein wenig mit den Herstellverfahren von Kabeln auskennt, der weiß, dass die Isolation um den Leiter herumgespritzt wird. Diese Spritzdüsen können durch Vibration oder inkorrekt eingestellte Drahtzuführung verschleißen oder verstopfen und dadurch kann es zu Schwankungen der Isolationsdicke kommen.

(Fatal wenn sich die Isodicke innerhalb eines Gebindes verändert. Darum kaufe nur von Markenherstellern und keine LowCost Leitungen)

Ob z.B. die Isolationsdicke des Kabels korrekt ist, lässt sich i.d.R. nur mit spezifischen Geräten ermitteln. Hersteller (und z.T. auch Händler) von qualitativ hochwertigen Kabeln verfügen meist über solches Testequipment. Um z.B. die Dicke der Isolation und Konzentrizität des Leiters im Kabel zu prüfen (also, ob der Leiter mittig verläuft), wird zuerst der Leiter aus der Kabelisolation entfernt. Danach wird die Isolation mit speziell dafür vorgesehenen Messern in sehr dünne Scheiben geschnitten. Dabei ist sicherzustellen, dass der Schneidwinkel 90° beträgt. Ein Kabelmessgerät vermisst im Anschluss dank integrierter Software die genauen Formen und Maße der Kabelisolation. Dabei lässt sich feststellen, ob der Leiter zentriert in der Isolierung liegt und wie die Abstände des Leiterverbundes zur Außenwand sind. Natürlich ist auch der Grad der Ovalität ablesbar. (*Begriffserläuterungen siehe unten.)

Mit einer solchen Prüfung kann man also viele Qualitätsparameter von Kabeln bestimmen. Sie fragen sich bestimmt: Aber machen das nicht alle Kabelproduzenten, um die Qualität Ihrer Produkte sicher zu stellen? Das würde man ja annehmen. Aber in der Realität kann man sich leider nicht immer darauf verlassen.

Normen zur Kabelherstellung obliegen der Absprache zwischen Hersteller und Kunde. Global gesehen und über verschiedene Industrien gibt es da Unterschiede. Die Messung selbst muss nach der Norm IEC 60811 stattfinden, welche weltweit gültig ist.

Darum ist es wichtig, schon beim Einkauf auf die Spezifikationen des Kabels zu achten und möglichst eine Wareneinganskontrolle durchzuführen!

iiM AG - Neuer Friedberg 5 - 98527 Suhl - https://www.iimag.de 

*Begriffserläuterungen:

Konzentrizität: Symmetrie des Kabelleiters zur Kabelisolation

Ovalität: Messung der Rundheit von Rohren und Schläuchen, Kabeln, Adern und anderen Rundprodukten

Tmin (minimale Wandstärke): Kleinste global gemessene Wandstärke der Isolation des Kabels

A-Faktor: Abisolierfaktor der Automobilindustrie. Berechnet aus der größten und kleinsten Isolationswandstärke, ermittelt radial zu einem Fixpunkt. A-Faktor = Smin / Smax