Schraubklemme

Die Schraubklemme ist ein zentrales Verbindungselement in der Elektrotechnik und sorgt für sichere, mechanisch belastbare und dauerhaft leitfähige Verbindungen zwischen Leitern. In Maschinen und Aggregaten, die im Betonabbruch, der Entkernung oder im Felsabbruch arbeiten, stehen Schraubklemmen für Zuverlässigkeit unter rauen Bedingungen: Vibrationen, Staub, Feuchtigkeit und wechselnde Temperaturen. Dadurch sind sie in Steuerkästen, Klemmenkästen und Schaltschränken von Hydraulikaggregaten für mobile Anwendungen ebenso verbreitet wie in Bedieneinheiten oder Sensorleitungen von Anbaugeräten, etwa bei Betonzangen oder Stein- und Betonspaltgeräten.

Definition: Was versteht man unter Schraubklemme

Unter einer Schraubklemme versteht man eine elektrische Anschlussklemme, bei der der Leiter mithilfe einer Schraube gegen einen Klemmkörper gedrückt und so dauerhaft kontaktiert und mechanisch fixiert wird. Diese Klemmen sind als Reihenklemmen, Klemmenblöcke oder Geräteklemmen verfügbar und eignen sich für eindrähtige, mehrdrähtige und feindrähtige Leiter (mit oder ohne Aderendhülse). Schraubklemmen kommen in Leistungskreisen und Steuerkreisen zum Einsatz und sind auf definierte Leiterquerschnitte, Nennspannungen und Nennströme ausgelegt. Obwohl der Begriff umgangssprachlich gelegentlich auch für mechanische Spann- oder Halteklemmen verwendet wird, steht er im industriellen Umfeld überwiegend für die elektrische Verbindungstechnik.

Einsatz und Relevanz in Abbruchtechnik und Gewinnung

In mobilen und stationären Anlagen der Abbruch- und Gewinnungsbranche übernehmen Schraubklemmen die sichere Verdrahtung von Energie- und Informationsflüssen. Beispiele sind Start- und Stoppkreise, Not-Halt-Stränge, Magnetventile für hydraulische Steuerschieber, Positionssensoren oder Druckschalter. Diese Verbindungen sind besonders kritisch, wenn Anbaugeräte wie Betonzangen präzise gesteuert werden müssen oder Stein- und Betonspaltgeräte synchron arbeiten sollen. In folgenden Einsatzbereichen zeigt sich die Bedeutung praktikabler Schraubklemmenlösungen:

• Betonabbruch und Spezialrückbau: Verdrahtung von Steuer- und Leistungskreisen in Hydraulikaggregaten, Ansteuerung von Ventilen und Sicherheitskreisen.
• Entkernung und Schneiden: Zuverlässige Klemmen für mobile Bedieneinheiten und Sensorik bei wechselnden Einsatzorten.
• Felsabbruch und Tunnelbau: Klemmenverbindungen mit hoher Vibrationsfestigkeit, Schutz gegen Feuchtigkeit und Staub.
• Natursteingewinnung: Robuste Klemmen in Klemmenkästen nahe am Werkzeug, wo Temperaturwechsel und Schläge auftreten.
• Sondereinsatz: Projekt- oder kundenspezifische Verdrahtung, bei der modulare Reihenklemmenblöcke Flexibilität bieten.

Bauformen, Aufbau und Werkstoffe

Schraubklemmen bestehen typischerweise aus einem leitfähigen Klemmkörper (z. B. Kupferlegierung), einer Klemmschraube, einem Leitersitz sowie einem isolierenden Gehäuse. Häufig sind Prüfabgriffe, Beschriftungsfelder und Brückungskanäle vorgesehen. Wichtige Bauformen sind:

• Durchgangsklemmen für die lineare Verbindung zweier Leiter
• Mehrleiterklemmen für zwei oder mehr Leiter je Anschlussstelle
• Schutzleiter- und Neutralleiterklemmen mit definierter Kennfarbe/Kennzeichnung
• Sicherungsklemmen mit integrierter Schmelzsicherung oder Geräteschutzschalter
• Trenn- und Messklemmen zum Auftrennen und Messen von Stromkreisen
• Hochstromklemmen mit vergrößertem Klemmquerschnitt und erhöhter Kontaktfläche

Die Auswahl des Werkstoffs und der Oberflächen (z. B. verzinnt, vernickelt) wirkt sich auf Kontaktwiderstand und Korrosionsbeständigkeit aus. Das Isoliergehäuse muss thermisch und mechanisch zum Umfeld passen; die Schutzart richtet sich nach Einbauort (z. B. Schaltschrank oder Feldverteiler).

Auswahlkriterien für die Praxis

Die richtige Schraubklemme wird über elektrische, mechanische und umgebungsbedingte Anforderungen bestimmt. Wesentliche Kriterien sind:

• Leiterquerschnitt und Nennstrom: Kompatible Klemmbereiche, ausreichende Kontaktfläche und Erwärmungsgrenzen.
• Nennspannung und Luft-/Kriechstrecken: Passend zur Anlage und dem Verschmutzungsgrad.
• Vibrationsfestigkeit: Schraubsystem und Klemmprinzip für schwingende Anwendungen geeignet.
• Umgebungseinflüsse: Temperaturbereich, Feuchte, Staub, Schutzart des Gehäuses.
• Wartungsaufwand: Geplante Inspektions- und Nachzugsintervalle im Vergleich zu alternativen Klemmtechniken.
• Beschriftung und Prüfzugang: Eindeutige Kennzeichnung und einfache Messmöglichkeit.

Dimensionierung und Reserven

Für anlaufstromstarke Verbraucher und lange Leitungswege sind Querschnittsreserven sinnvoll, um Spannungsfall und Erwärmung zu begrenzen. In mobilen Hydraulikaggregaten können Temperaturzyklen und Lastwechsel die Klemmstelle zusätzlich beanspruchen; entsprechend sollten thermische Reserven und hochwertige Leiterendverbindungen vorgesehen werden.

Montage und Verdrahtung: Arbeitsschritte

1. Leiter vorbereiten: passend abisolieren, Aderenden sauber ausrichten; bei feindrähtigen Leitern Aderendhülsen verwenden.
2. Leiter einführen: vollständiges Einführen bis Anschlag sicherstellen, keine Einzeldrähte außerhalb der Klemme.
3. Drehmoment anziehen: mit geeignetem Werkzeug und spezifiziertem Drehmoment; auf gleichmäßigen Anpressdruck achten.
4. Zugprobe: mechanische Festigkeit prüfen, Leiter darf sich nicht lösen.
5. Kennzeichnen: klare Zuordnung von Klemme, Stromkreis und Funktion.
6. Dokumentation: Verdrahtungsplan aktualisieren, Mess- und Prüfwerte eintragen.

Besonderheiten bei feindrähtigen Leitern

Feindrähtige Leiter sollten mit Aderendhülsen verpresst werden, um den Kontaktwiderstand zu stabilisieren und das Ausfächern einzelner Drähte zu verhindern. Doppelferrulen ermöglichen die gemeinsame Klemmung zweier gleichartiger Leiter, sofern die Klemme hierfür vorgesehen ist. Werden unterschiedliche Metalle verschraubt (z. B. Aluminiumleiter), sind passende Klemmen und geeignete Maßnahmen gegen Kontaktkorrosion erforderlich.

Sicherheit, Zuverlässigkeit und Instandhaltung

Schraubklemmen sind so zu planen und zu montieren, dass sie über die gesamte Lebensdauer der Anlage sicher funktionieren. Dabei unterstützen folgende Maßnahmen:

• Regelmäßige Sichtprüfung auf Verfärbung, Lockerung, Isolationsschäden und Korrosion.
• Nachziehen mit spezifiziertem Drehmoment, wenn der Hersteller dies vorsieht.
• Saubere Kabelführung mit ausreichender Zugentlastung und geeigneten Biegeradien.
• Trennung von Leistungs- und Steuerstromkreisen, um Störeinflüsse zu reduzieren.
• Geeignete Gehäuse und Dichtungen für den Einsatz im Freien oder in staubiger Umgebung.

In Anwendungen mit hoher Schwingbeanspruchung – etwa bei Anbaugeräten wie Betonzangen oder bei Stein- und Betonspaltgeräten – minimiert eine korrekte Verdrahtung mit Zugentlastung und die Verwendung verdrehsicherer Klemmen die Gefahr von Kontaktlockerungen.

Typische Fehlerbilder und ihre Folgen

• Zu geringes Anzugsmoment: erhöhter Übergangswiderstand, Erwärmung bis hin zum Klemmen- oder Leiterbrand.
• Überdrehen der Schraube: Beschädigung des Gewindes, unzuverlässige Kontaktierung.
• Falscher Leiterquerschnitt: unzureichende Kontaktfläche oder Klemmkörperdeformation.
• Zwei Leiter unter einer Klemme ohne Freigabe: ungleiche Pressung, Auszugrisiko.
• Verunreinigungen und Feuchtigkeit: Korrosion, Kriechströme und Isolationsschäden.
• Fehlende oder ungeeignete Aderendhülsen bei feindrähtigen Leitern: Ausfächern, lockere Verbindung.

Beispiele aus der Praxis der Einsatzbereiche

Bei Hydraulikaggregaten, die Anbaugeräte im Betonabbruch versorgen, sind Schraubklemmen in der Steuerung für Ventile, Drucksensoren und Not-Aus-Kreise verbaut. Die Klemmen müssen hier Vibrationen standhalten und zugleich eine niedrige Kontaktübergangswiderstandswerte gewährleisten, damit Schaltbefehle an Betonzangen verzögerungsfrei umgesetzt werden. In der Natursteingewinnung, wo Stein- und Betonspaltgeräte häufig in wechselnden Umgebungen betrieben werden, sind robuste Klemmenblöcke mit klarer Kennzeichnung hilfreich, um Wartungsarbeiten effizient und sicher durchzuführen. Im Tunnelbau sind zusätzlich erhöhte Anforderungen an Feuchte- und Staubschutz relevant; hier schützen gekapselte Klemmenräume und eine konsequente Trennung von Steuer- und Leistungskreisen vor Ausfällen.

Abgrenzung zu alternativen Klemmprinzipien

Neben Schraubklemmen existieren Federzug- und Käfigzugklemmen sowie Crimp- und Stecksysteme. Schraubklemmen bieten eine hohe Haltekraft, sind universell für verschiedene Leiterarten geeignet und ermöglichen einen definierten, mit dem Drehmoment herstellbaren Anpressdruck. In rauen Anwendungen mit wechselnden Konfigurationen und Servicebedarf bleibt die Schraubklemme deshalb oft die bevorzugte Lösung, solange Montagequalität und Wartung stimmen.

Dokumentation und normative Aspekte

Für Planung, Montage und Prüfung gelten die jeweils einschlägigen elektrotechnischen Regeln und Herstellerangaben, die allgemein verbindliche Anforderungen an Isolation, Erwärmung, Leiterquerschnitte und Kennzeichnungen beschreiben. Eine saubere Dokumentation der Klemmstellen, Stromlaufpläne und Drehmomente unterstützt den sicheren Betrieb und beschleunigt die Fehlersuche – insbesondere bei mobilen Anlagen oder bei Instandhaltung unter Zeitdruck.

Bezug zu Produkten und Anwendungen der Darda GmbH

In Systemen der Darda GmbH sind Schraubklemmen als Bestandteil der elektrischen Verdrahtung von Hydraulikaggregaten und Bedieneinheiten verbreitet. Sie verbinden beispielsweise Sensorik, Aktorik und Sicherheitskreise, die für die präzise Steuerung von Betonzangen oder die koordinierte Auslösung von Stein- und Betonspaltgeräten erforderlich sind. Durch sachgerechte Auswahl, Montage und Wartung der Klemmen wird die Funktionssicherheit in den genannten Einsatzbereichen unterstützt – vom selektiven Rückbau über das Schneiden bis hin zum Felsabbruch und der Natursteingewinnung.