Klemmen und Leiterarten

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Bei der Elektroinstallation werden mehrere Leiter üblicherweise durch Klemmverbindungen elektrisch miteinander verbunden. Hierbei steht jedoch eine Fülle an verschiedenen Klemmen zur Auswahl.
Doch wie unterscheidet sich die Vielzahl an Klemmen? Welche Leiterarten dürfen mit diesen verklemmt werden? Was ist bei der Verwendung zu beachten? Und welche Klemmen kommen heute vorzugsweise zum Einsatz?
Diese Fragen sollen in diesem Artikel geklärt werden.

Klemmen Elektrotechnik

Während bei Kleinspannung, mehrere Leiter häufig verlötet werden, ist diese Art der Leiterverbindung in der Niederspannungsinstallation unüblich.
Stattdessen werden üblicherweise Klemmverbindungen bei der Elektonistallation verwendet. Ursprünglich kamen hier vorwiegend Schraubklemmen zum Einsatz, die auch heute noch vielfach zu finden sind.

Leiterarten – ein- / mehr- / fein- / feinstdrähtig
Zunächst jedoch ein kleiner Exkurs zu den verschiedenen Leiterarten.
In der Elektrotechnik unterscheidet man grundsätzlich zwischen eindrähtigen, mehrdrähtigen, feindrähtigen und zum Teil noch feinstdrähtigen Leitern.

Leiterarten

Bei eindrähtigen Leitern besteht der Leiter - dem Namen entsprechend - aus einem einzelnen Draht. Dieser ist somit recht starr, weshalb solche Leiter nur bei Kabeln und Leitungen für die feste Verlegung zu finden sind.

Bei größeren Querschnitten - wie z.B. 16 Quadratmillimetern - würde bei einem massiven Leiter allerdings die Leitung so starr und damit schwer zu verlegen, sodass hierbei mehrere Drähte - oft sind es 7 an der Zahl - den eigentlichen Leiter bilden.
Man spricht hier von einem mehrdrähtigen Leiter.

Dennoch sind auch hier die Einzeldrähte (und der daraus gebildete Leiter) weiterhin verhältnismäßig starr und damit unflexibel, sodass auch solche Leiter nur bei der festen Verlegung zum Einsatz kommen.

Bei Anschlussleitungen von Betriebsmitteln oder bei der Verdrahtung in Verteilern kommen in der Regel flexible Leiter zum Einsatz, die aus vielen feinen Drähten bestehen. Daher spricht man hier auch von feindrähtigen Leitern.

Dem Namen entsprechend sind in diesem Fall die einzelnen Drähte deutlich feiner, als bei der mehrdrähtigen Leitung. Um trotzdem auf den gleichen Leiterquerschnitt zu kommen, liegt dementsprechend auch die Anzahl der Einzeldrähte um ein Vielfaches höher. Dies verdeutlicht die folgende Tabelle.

Mehrdrähtig feindrähtig

Teilweise wird darüber hinaus auch noch zu hochflexiblen Leitern unterschieden, bei denen noch dünnere bzw. feinere Einzeldrähte den Leiter bilden, sodass man hier auch von feinstdrähtigen Leitern spricht.

Auch hier liegt die Anzahl der Einzeldrähte um ein Vielfaches höher, als bei den feindrähtigen Leitern gleichen Querschnitts.
Dies ist auch anhand dieser beiden Leiter gut zu erkennen, die beide einen Querschnitt von 6mm² aufweisen.

feindrähtig feinstdrähtig mit 6mm

Je mehr Drähte somit zum Einsatz kommen, desto flexibler ist auch der eigentliche Leiter.
Deshalb besteht jeder flexible Leiter zwar aus mehreren feinen Einzeldrähten, trotzdem ist nicht jeder Leiter, der aus mehreren Drähten aufgebaut ist auch automatisch für flexible Einsatzzwecke vorgesehen.

Die größte Rolle dürften jedoch bei der Elektroinstallation in Gebäuden eindrähtige, sowie feindrähtige Leiter spielen. Mehrdrähtige Leiter kommen üblicherweise nur bei sehr großen Leiterquerschnitten - wie z.B. bei 16mm² - zum Einsatz.
Auch feinstdrähtige Leiter dürften eher die Ausnahme bilden, sodass diese Leiter auch im Folgenden nicht mehr explizit bei den Klemmverbindungen aufgeführt werden.

Doch nun zu den verschiedenen Klemmen.

Lüsterklemme
Die vermutlich bekannteste - wenn auch nicht mehr ganz zeitgemäße - Klemme, dürfte die sogenannte Lüsterklemme* sein.
Durch die Möglichkeit bei dieser Klemme beidseitig Leiter anzuschließen, scheint sie für eine Längsverbindung von zwei Leitern - wie man es beispielsweise beim Anschluss von Leuchten bevorzugt vornimmt - prädestiniert zu sein. Daher wird sie auch heute noch oft beim Anschluss von Leuchten und Fassungen genutzt.

Lüsterklemme Verbindung

Auch wenn diese Klemme durch den günstigen Preis zu bestechen weiß, hat sie einige entscheidende Nachteile. So dürfen zwar eindrähtige Leiter direkt genutzt werden, bei feindrähtigen Leitern - die bei Leuchten und Fassungen vorwiegend zum Einsatz kommen - muss hier jedoch eine Aderendhülse aufgebracht werden. Zu den genauen Hintergründen existiert bereits ein separater Artikel.

Darüber hinaus ist diese Klemme gleich in mehrfacher Hinsicht fehleranfällig.
So kann eine zu fest angezogene Schraube den Leiter beschädigen und so den Querschnitt nachhaltig verändern, während bei einer zu lockeren Schraubverbindung hohe Übergangswiderstände vorliegen können, die so zu einer unzulässigen Erwärmung der Klemme und im schlimmsten Fall sogar zum Brand führen können.
Des Weiteren können Temperaturunterschiede oder Vibrationen auch bei einer korrekt angezogenen Schraubklemme die Klemmverbindung unter Umständen auf lange Sicht lösen.

Lüsterklemme

Keramikklemme
Bei einer Keramikklemme - oder auch Porzellanklemme* genannt - handelt es sich im Grunde ebenfalls um eine einfache Lüsterklemme, die jedoch statt in einer Kunststoffisolierung über eine keramische Isolierung verfügt.
Somit ist sie auch für höhere Betriebstemperaturen geeignet, wie sie etwa bei Halogenleuchtmitteln auftreten können.
Hierbei ist allerdings zu berücksichtigen, dass auch die Aderisolierung für die höhere Temperatur ausgelegt sein muss, oder diese muss entsprechend vor der höheren Temperatur geschützt werden. Oft finden sich im Lieferumfang von Leuchten daher Silikonschläuche, die zuvor über die Adern geführt werden müssen.

Bezüglich der erlaubten Leiterarten und der Fehleranfälligkeit gilt bei diesen Klemmen selbiges wie bei Lüsterklemmen, da auch hier die Klemmverbindung durch eine Schraube hergestellt wird.

Keramikklemme

Leuchtenklemme
Sofern eindrähtige Leiter mit feindrähtigen Leiter verklemmt werden sollen, empfiehlt sich die Verwendung von sogenannten Leuchtenklemmen.
Bei dieser Klemme dürfen auf einer Seite lediglich eindrähtige Leiter eingesteckt werden. Teilweise bieten die Klemmen zum Durchverbinden auf dieser Seite auch Platz für zwei eindrähtige Leiter. Der erlaubte Leiterquerschnitt erstreckt sich auf dieser Seite von einem bis zu 2,5 mm² (erlaubter Querschnitt kann je nach Klemme und Hersteller variieren!).
Auf der anderen Seite dürfen sowohl eindrähtige als auch feindrähtige Leiter direkt genutzt werden. Das Aufbringen von Aderendhülsen ist hier nicht erforderlich. Hier dürfen Leiterquerschnitt von 0,5 bis 2,5 mm² verwendet werden (erlaubter Querschnitt kann je nach Klemme und Hersteller variieren!).

Auf der Unterseite befindet sich bei diesen Klemmen eine Testöffnung, die z.B. zur Spannungsprüfung genutzt werden kann.
Durch die kompakte Bauform passen diese Klemmen selbst in besonders kleine Abzweigdosen*, die speziell für den Anschluss von Leuchten vorgesehen sind.
Je nach Variante und Hersteller, können diese Klemmen teilweise auch für eine erhöhte Betriebstemperatur ausgelegt sein.
Anhand einer geöffneten Klemme kann man die Funktionsweise besser erkennen.

Leuchtenklemmen

Serviceklemme
Eine andere Variante dieses Klemmentyps erlaubt zudem auch den beidseitigen Anschluss von feindrähtigen bzw. eindrähtigen Leitern und ermöglicht darüber hinaus beidseitig das einfache Lösen der Klemmverbindung, was für spezielle Anwendungen - wie z.B. Testaufbauten - praktisch sein kann.
Daher wird diese Klemme auch Serviceklemme* genannt.

Serviceklemme

Dosenklemme
Auch die Dosenklemme gleicht im Grunde der Lüsterklemme, weshalb diese teilweise auch als Dosenlüsterklemme* oder teilweise auch kurz als Do-Li-Klemme bezeichnet wird.
Diese verfügt im Gegensatz zur Lüsterklemme jedoch nur über eine Schraubklemme, was für eine kompaktere Bauform sorgt. Teilweise können darüber hinaus die Leiter auch nur von einer Seite eingeführt werden, womit gleichzeitig verhindert wird, dass berührbare Aderenden aus der Klemme herausragen.

Diese Klemme wurde - und wird zum Teil auch heute noch - dem Namen entsprechend vorwiegend zum Verklemmen in Abzweigdosen genutzt. Auch hier gilt bezüglich der erlaubten Leiterarten und der Fehleranfälligkeit das Gleiche wie bei Lüsterklemmen.

Dosenklemme

Dosenklemme (Federkraft)
Stattdessen kommen heute daher vorwiegend Dosenklemmen in Form von Federkraftklemme* zum Einsatz, die auch in meinen Beiträgen regelmäßig Verwendung finden.

WAGO-Klemme

Häufig fällt in diesem Zusammenhang auch die Bezeichnung „WAGO-Klemme*“, die auf dem Herstellernamen des Marktführers WAGO beruht.

Bei diesen Klemmen dürfen in der Regel nur eindrähtige Leiter zum Einsatz kommen, die hierbei lediglich bis zum Anschlag in die Klemme eingesteckt werden müssen. In Ausnahmefällen, dürfen - sofern der Hersteller dies explizit erlaubt - auch mehrdrähtige Leiter verwendet werden. Feindrähtige Leiter dürfen hier grundsätzlich nicht verwendet werden. Dies gilt auch für feindrähtige Leiter mit aufgebrachter Aderendhülse.
Je nach Variante können üblicherweise 2 bis 8 Leiter miteinander verklemmt werden. Der zulässige Leiterquerschnitt erstreckt sich in diesem Fall von 0,5 bis 2,5mm² (erlaubte Querschnitt kann je nach Klemme und Hersteller variieren!).
Auch hier existiert u.a. zur Spannungsprüfung eine Testöffnung.

Obwohl das Gehäuse bei modernen Klemmen bereits zum Teil transparent ist, lässt sich anhand einer geöffneten Klemme die Klemmverbindung und die Funktionsweise noch besser begutachten.

Zum Lösen muss bei dieser Klemme eine Dreh- und Ziehbewegung ausgeführt werden. Die entstehenden Kerben im Leiter verdeutlichen die Federkraft, die auf den Leiter beim herausziehen wirkt.

Um eine hohe Kontaktqualität und eine gasdichte Verbindung zu gewährleisten, sollte bei dieser Klemme jedoch - auf Anraten des Herstellers - von einem häufigen lösen der Klemmverbindung abgesehen werden.
Darüber hinaus sollten diese Klemmen daher auch nur in Ausnahmefällen wiederverwendet werden.

WAGO-Herstellerangaben

Mit speziellen Befestigungsadaptern für die Hutschiene*, können diese Klemmen sogar in Stromkreisverteilern zum Einsatz kommen.

Laut Norm werden hier gleich mehrere Forderungen gestellt, die lose Klemmverbindungen - ohne eine Lagefixierung durch eben solche Befestigungsadapter - nicht erfüllen würden.

Daher dürfen die zuvor gezeigten Klemmen grundsätzlich auch nicht in Verteilern verwendet werden.

Federkraftklemme / Verbindungsklemme mit Hebel
Die vermutlich am universellsten einsetzbaren Klemmen dürften Federkraftklemmen mit Betätigungshebel sein (z.B. WAGO 221*).
Hier können sowohl eindrähtige, mehrdrähtige, als auch feindrähtige Leiter direkt verwendet werden.

WAGO 221

Bei dieser Klemme kommt darüber hinaus oft die Frage auf, ob hier trotzdem auch feindrähtige Leiter mit Aderendhülsen verwendet werden dürfen. So finden sich auch unter dem Produktvideo des Marktführers (WAGO) zahlreiche Kommentare mit eben dieser Frage.

Hier schließt der Hersteller die Verwendung von Aderendhülsen zwar nicht grundsätzlich aus, empfiehlt aber ausdrücklich direkt den feindrähtigen Leiter ohne Hülse in der Klemme zu verwenden und daher - bei einer vorhandenen Aderendhülse - den Leiter zunächst neu abzusetzen. Dies ist oft auch aufgrund der geforderten Abisolierlänge erforderlich. Darüber hinaus passen Aderendhülsen mit Kunststoffkragen unter Umständen gar nicht erst in die Klemme.

WAGO 221 mit Aderendhülse

Für Messzwecke verfügt auch diese Klemme über eine Test-Öffnung.
Bei diesen Klemmen kann die Klemmverbindung über den Hebel auch einfach wieder gelöst werden.

Je nach Variante können mit dieser Klemme 2, 3 oder 5 Leiter verklemmt werden. Der maximale Leiterquerschnitt beschränkt sich in diesem Fall auf 4mm². Der minimale Leiterquerschnitt hängt hier von der Leiterart ab und beträgt bei ein- und mehrdrähtigen Leitern 0,2 mm², während feindrähtige bis minimal 0,14 Quadratmillimeter verwendet werden dürfen. Darüber Hinaus ist eine größeren Version der Klemme erhältlich, die Leiter von 0,5 bis maximal 6mm² aufnimmt. Hier erfolgt bezüglich des erlaubten Querschnitts keine Unterscheidung zwischen den verschiedenen Leiterarten (erlaubter Querschnitt kann je nach Klemme und Hersteller variieren!).

Mit speziellen Befestigungsadaptern* lassen sich auch diese Klemmen auf der Hutschiene eines Stromkreisverteilern einsetzen.

Seit neuestem werden darüber hinaus auch sogenannte Durchgangsverbinder* angeboten, die im Grund den gezeigten Leuchtenklemmen mit beidseitigem Drücker (Serviceklemme) ähneln.

Somit scheint diese Klemme die zuvor genannte Dosenklemme obsolet zu machen.  Allerdings haben diese Klemmen auch ihren Preis. So ist sie üblicherweise mindestens doppelt so teuer, wie die zuvor gezeigte Verbindungsdosenklemme. Obwohl es sich bei einer einzelnen Klemme zwar nur um Cent-Beträge handelt, kann sich dies bei der Elektroinstallation eines ganzen Gebäudes dennoch aufsummieren.
Außerdem ist diese Klemme nicht so kompakt wie die Dosenklemme, was insbesondere bei der Verdrahtung in Gerätedosen - z.B. hinter einem Schalter - zu berücksichtigen ist.
Somit haben beide Klemmenarten ihre Berechtigung.

WAGO-Klemmen Größenvergleich

Klemmen für Datenleitungen / Kleinspannung
Die bereits gezeigten Klemmen können grundsätzlich auch für Kleinspannung genutzt werden.
Bei besonders geringen Leiterquerschnitten bzw. Leiterdurchmessern - wie man sie z.B. bei Datenleitungen findet - sind die herkömmlichen Klemmen in der Regel jedoch nicht mehr verwendbar. Hierfür existieren entweder besonders kleine Federkraftklemmen (Micro-WAGO)* - die in Funktion und Aufbau den großen Verbindungsdosenklemmen gleichen - oder es kommen sogenannte Einzeladerverbinder* zum Einsatz.

WAGO Micro Einzeladerverbinder

Wie bei den großen Federkraftklemmen muss auch bei der kleineren Variante der Leiter zunächst abisoliert werden, was aufgrund des geringen Leiterquerschnitts und ohne passendes Werkzeug durchaus eine Herausforderung darstellen kann. Außerdem können auch hiermit nur eindrähtige Leiter verbunden werden.
Auch für diese Klemmen existieren spezielle Befestigungsadapter*, die entweder auf der Hutschiene aufgebracht oder auch anderweitig festgeschraubt werden können.

Für solche kleine Leiter eignet sich allerdings auch die Verwendung von sogenannten Einzeladerverbindern, da hierbei einerseits das vorherige Abisolieren entfällt und auch flexible Leiter verklemmt werden können.
Hier kommt eine Schneidklemme zum Einsatz, welche die Isolierung durchtrennt und so den Kontakt herstellt.
Gleichzeitig dichtet bei diesen Klemmen eine Gel- bzw. Fettfüllung die Klemmverbindung ab und schützt sie so vor Feuchtigkeit. Diese Klemmverbindung lässt sich jedoch anschließend auch nicht mehr lösen.

Einzeladerverbinder

Leiterdurchmesser ≠ Leiterquerschnitt
Bei Datenleitungen ist darüber hinaus zu berücksichtigen, dass in der Regel nicht - wie sonst üblich - der Leiterquerschnitt, sondern der Durchmesser des Leiters angegeben wird. So verfügt die gezeigte Mantelleitung über Leiter mit einem Querschnitt von 4 mm², während die Leiter bei der Fernmeldeleitung entsprechend des Aufdrucks einen Durchmesser von 0,6mm auf, was umgerechnet einem Querschnitt von 0,28 mm² entsprechen würde.
Auch auf diesen Klemmen finde sich daher üblicherweise der zulässige Leiterdurchmesser, und nicht wie bei den zuvor genannten Klemmen der Leiterquerschnitt.

Angaben auf Leitungen Kabeln

Allgemeines zu Klemmen
Auch wenn die Klemmen des Marktführers WAGO diesen Beitrag dominiert haben, möchte ich darauf hinweisen, dass die gezeigten Klemmenarten in der Regel auch bei anderen Herstellern erhältlich sind.
Unabhängig von dem genauen Hersteller und der konkreten Klemme, muss diese grundsätzlich für die maximal auftretende Spannung, die maximalen Ströme und für den verwendeten Leiterquerschnitt bzw. Durchmesser geeignet sein.
Auch die erlaubte Leiterart muss - wie bereits thematisiert wurde - im Einzelfall geprüft werden.
Dies gilt auch für die sonstigen Herstellerangaben, wie z.B. die konkrete Abisolierlänge, die sich im Detail ebenfalls unterscheiden kann.