Kabel-Crimp-Verbindungen mit Löten

Die zunehmende Elektronifizierung der Automobile bewirkt eine Inflation an den Umwelteinflüssen ausgesetzten Draht-Crimp-Verbindungen. Existierende Kabel-Crimp-Verbindungen werden massenweise auf Kabelverarbeitungsautomaten verschiedener Hersteller, einige dieser Automatenhersteller stammen auch aus der Schweiz, in die zig-millionen gehenden Stückzahlen fabriziert.
Die heute verfügbare Fabrikationstechnik der Crimp-Verbindungen ist qualitativ sehr hochstehend. Bei diesen hohen Stückzahlen stellen die statistischen Ausreisser beim Anwender, also dem Automobilhersteller, bereits Probleme. Diese wirken sich vermehrt aus, da diese hochentwickelte Crimptechnologie vermehrt in Billiglohnländer verlegt wird und dort potentiell einer technologisch geringeren Nachhaltigkeit ausgesetzt wird.

Die entstehenden Zuverlässigkeitsprobleme sind:
(A)
Ein im Winter eingesetztes Fahrzeug, ob PW oder LKW, ist den korrosiven Einflüssen von salzhaltigen Sprühnebeln ausgesetzt. Diese langzeit-korrosiven Spuren können bei ungeschützten Crimps in die eigentlich immer vorhandenen Kapillaren zwischen Crimphülse und den verpressten Drahtseelen eindringen.

Die Kalt-Warm-Zyklen der Crimpumgebung unterstützen das Eindringen dieser Verunreinigungen in existierende Kapillaren. Nach aussen offene Hohlräume ''atmen'' und können nach genügend langer Einwirkzeit (Monate bis Jahre) die Qualität und Zuverlässigkeit der elektrischen Crimpverbindung zwischen Draht und Kontaktteil durch Korrosion negativ beeinflussen.

(B)
Kabelbäume für Automobile sind eine recht sperrige und gewichtige Angelegenheit. Einbaufertige Kabelbäume können bis und über 50 kg aufweisen. Wer dann je die manuelle Einlegearbeit in Fahrzeugkarosserien gesehen hat, der kennt wie häufig mit recht recht massiven Zerr- und Zugkäften diese sperrigen Gebilde ''gezähmt'' werden.

Auch nur eine einzige gelockerte Crimpverbindung kann im späteren Test unglaubliche Folgekosten (Zeit, Verzögerungen, ..) zur Fehlerbehebung verursachen. Dem Autor sind ''korrekturresistente'' Fälle bekannt geworden, bei denen ganzeRohkarosserien samt Kabelbaum aus den Fertigungslinie endgültig ausgeschleust werden mussten.

Das Beloten der Crimps erhöht die Abzugsfestigkeit der Crimp-Drahtverbindung um mindestens 200% bis typisch 300% und bedeutet für den Verarbeiter eine echte Verbesserung.

Historie zur Belotung von Crimpverbindungen
Der Trend zum Veredeln (Versiegeln) der Crimps stammt aus den USA und ist dort hauptsächlich durch das Damoklesschwert “Produktehaftpflicht” der Fahrzeughersteller ausgelöst worden. Das von Spirig in USA propagierte Veredeln der Kabel -Crimp-Verbindungen durch Auffüllen eventueller Kapillaren mit Hilfe von Lot bewährt sich schon seit gegen 20 Jahren.
Das Hochgeschwindigkeits-Löten, zu sehen als Videoclips auf dem Spirig-Web www.video.spirig.com , sieht eher wie ein Lotgiessvorgang aus, was es schlussendlich ja auch ist.

Wieso nicht einfach elektrische Lötkolben verwenden?
Der Wärmeübertrag von der Lötkolbenspitze in die Crimphülse benötigt einen guten mechanischen, also thermischen Kontakt zur Hülsenoberfläche. Eine verpresste Crimphülse ist nun nicht unbedingt eine ideale, flache Kontaktfläche für den Wärmetransfer von der Lötspitze ins Hülsenmaterial. Als Ausgleich versucht daher der Automatisationkonstrukteur (auch Einrichter / Bediener) die Lötspitze möglichst kräftig an die Hülse anzudrücken. Das erzeugt zusätzlichen Spitzenverschleiss und manuelle Nachstellarbeiten. Trotz des hohen Aufwandes ist die Zuverlässigkeit der Lötverbindung begrenzt.

Die Beheizung der Lötstelle mit den Spirflammen erfolgt weitestgehend verschleissfrei. Die Düsen werden im Betrieb knapp handwarm. Ein stabiler und repetierbarer Wärmetransfer ist die thermische Basiseigenschaft der Spirflammen.

Flammgaserzeugung durch Wasserelektrolyse
Die weltweite patentierte Spirflame Multizellenelektrolysetechnik erzeugt die benötigten Brenngase Wasserstoff und Sauerstoff just-in-time aus destilliertem oder demineralisiertem Wasser. Der Anschluss erfolgt am 230 Voltnetz. Je nach benötigter Gasproduktion werden bis zu 800 Watt aus dem 230 Volt Netz aufgenommen. Die sicherheits- aber auch versicherungstechnische Fragen aufwerfende Lagerung von Druckgasfllaschen entfällt gänzlich.

Die erzeugten Spirflammen sind selbststabilisierende Konstantkalorienquellen, dh. pro Sekunde wird eine voreinstellbare, konstante Kalorienmenge freigesetzt und in das Lötobjekt eingebracht. Die Spirflammen haben trotz hoher Energiedichte keine seitliche Wärmeabstrahlung.

Der Kalorienübergang Flamme -> Werkstück erfolgt ohne mechanischen Kontakt und ist unbeeinflusst von Qualität oder Struktur der Objektoberfläche.
Die Temperatur des spirflammen beheizten Objektes ist damit bei gleichbleibenden physikalischen Randbedingungen nur noch von der Flammkontaktzeit abhängt. Zeit, hier nun als temperaturbestimmender Parameter, lässt sich ja bekanntlich bestens automatisieren.
Das Spirflammen-Löten ist, sofern die fürs Löten notwendigen elementaren metallurgischen und konstruktiven Randbedingungen (Materialpaarung, Flussmittel, Benetzung) erfüllt sind, praktisch immer einsetzbar.