Ratgeber
Litzen sind aus der elektrischen oder elektronischen Verdrahtung nicht wegzudenken. Im Gegensatz zu Adern mit Massivdrähten bieten Litzenadern einige Vorteile – aber auch Nachteile. In unserem Ratgeber stellen wir Ihnen die wesentlichen Unterschiede vor und geben Tipps für die Verarbeitung sowie die Beschaffung.
Litzen sind dünne Drähte oder Kabel, die aus vielen miteinander verdrillten oder parallel nebeneinander liegenden Metallfäden – in der Regel aus Kupfer – bestehen. Litzendrähte sind durch Kunststoffhüllen voneinander isoliert. Sie sind flexibel und leicht biegbar, das prädestiniert sie besonders für Anwendungen, bei denen die Drahtverbindung häufig bewegt wird oder in engen Räumen verlegt werden muss, zum Beispiel bei der Verbindung elektronischer Baugruppen.
In der Elektrotechnik und Elektronik sind Litzendrähte häufig in internen Verdrahtungen von Geräten, in flexiblen Kabeln, bei der Herstellung von Kabelbäumen und in vielen anderen Anwendungen im Einsatz. Die Isolierung kann je nach Anwendung unterschiedliche Farben besitzen, was eine einfache Identifizierung ermöglicht.
Beide Leitertypen können ähnliche elektrische Leitfähigkeiten aufweisen, da sie meist aus Kupfer bestehen. Die feine Unterteilung eines Litzendrahts kann jedoch in bestimmten Frequenzbereichen zu einem geringfügig höheren Widerstand führen, bedingt durch den sogenannten Skin-Effekt. Es handelt sich dabei um ein physikalisches Phänomen, das bei Wechselstrom in elektrischen Leitern auftritt. Er beschreibt die Tendenz des Wechselstroms, sich mit zunehmender Frequenz des Stroms auf eine dünnere Schicht an der Oberfläche des Leiters zu konzentrieren, anstatt gleichmäßig durch den gesamten Querschnitt des Leiters zu fließen. Das führt zu einigen wichtigen Auswirkungen auf die elektrischen Eigenschaften des Leiters, insbesondere auf seinen Widerstand und die Übertragungseffizienz.
Größter und bekanntester Vorteil von Litzen ist ihre Flexibilität. Litzen sind aufgrund ihrer Konstruktion aus vielen dünnen Einzeldrähten deutlich flexibler als Massivdrähte. Sie verfügen über eine höhere Beständigkeit gegen Ermüdungsbruch durch wiederholte Bewegungen oder Biegungen. Litzendrähte können allerdings in der Herstellung teurer sein als Massivdrähte, da sie aus vielen einzelnen Elementen bestehen, die zusammen verdrillt werden müssen. Außerdem ist die Verarbeitung von Litzen etwas aufwendiger als die von Massivdrähten.
Im Handel verfügbar sind verschiedene Arten von Litzendrähten, unterscheidbar je nach Anwendungszweck, Isolationsmaterial, Aufbau und spezifischen Eigenschaften. Die am häufigsten verwendeten Standardlitzen bestehen aus vielen dünnen, miteinander verdrillten Kupferdrähten, oft mehreren Hundert. Je nach Anzahl und Dicke werden sie in weniger flexibel und hochflexibel unterschieden, die Bezeichnungen laut VDE 0295 sind entsprechend feindrähtig und feinstdrähtig.
Die Einzeldrähte sind von einer gemeinsamen Isolation aus Kunststoff umschlossen und bilden damit eine Litzenleitung, häufig auch als Doppellitze. Als Isolationsmaterial dienen in der Regel synthetische Polymere, überwiegend PVC und Polyolefine. Sind mehrere einzeln isolierten Litzendrähte zu einem Kabel in einer weiteren Isolierschicht gebündelt, handelt es sich um eine Mantelleitung mit einzelnen Adern. Litzenkabel werden oft für die Übertragung mehrerer Signale oder für Stromversorgungen verwendet.
Hochtemperaturlitzen eignen sich für den Einsatz in Umgebungen mit hohen Temperaturen. Sie verwenden Isolationsmaterialien, die extremen thermischen Belastungen standhalten können, zum Beispiel Teflon oder Silikon. Bei verzinnten Litzen sind die Kupferdrähte mit Zinn beschichtet. Das verhindert die Oxidation und verbessert die Lötfähigkeit.
Zur Reduzierung elektromagnetische Interferenzen in der Verdrahtung bieten sich abgeschirmte Litzen an. Sie verfügen über eine zusätzliche Umhüllung aus leitfähigem Material wie Aluminiumfolie oder einem Geflecht aus verzinntem Kupfer. Für spezifische Anwendungen gibt es Litzen mit besonderen Isolationseigenschaften gegen Chemikalien und Öle. UV-beständige Isolierungen erlauben die Montage der Litze auch im Freien.
Bei der Verarbeitung von Litzen sind mehrere wichtige Aspekte zu beachten. Nur dann ist eine sichere und effiziente Nutzung gewährleistet. So ist bereits beim Abisolieren darauf zu achten, dass die Kupferdrähte nicht beschädigt werden. Optimal eignen sich dafür geeignete Werkzeuge für die Abisolierung, überwiegend Zangen, abgestimmt auf den Durchmesser und den Isolierungstyp der Litze.
Vor dem Löten kann das Verzinnen der abisolierten Litzenenden hilfreich sein, Das schützt die Drähte und ermöglicht eine bessere Lötverbindung. Löten eignen sich allerdings nicht für elektrische Leitungen mit zu erwartenden hohen Lasten. Eine potenzielle Wärmeentwicklung kann das Lot verflüssigen und zu Schäden führen. Besser ist in solchen Fällen das Crimpen von Aderendhülsen, vor allem bei Schraubverbindungen in Steckern oder Buchsen. Sie erhöhen die mechanische Belastbarkeit der Verbindung. Bei per Hand zu öffnende Federkraftklemmen ist in vielen Fällen das Crimpen allerdings nicht notwendig.
Das Material der Litze – üblicherweise Kupfer – und die Art der Isolierung sind entscheidend für die Leitfähigkeit, Flexibilität, Temperaturbeständigkeit und die chemische Beständigkeit. Der Querschnitt der Litze bestimmt die Stromtragfähigkeit. Eine angemessene Dimensionierung ist wichtig, um Überhitzung und Energieverluste zu vermeiden. In diesem Zusammenhang wird oft das Kürzel AWG verwendet. Es steht für American Wire Gauge, ein standardisiertes System zur Klassifizierung von runden, elektrischen Leitern.
Die AWG-Nummerierung läuft gegenläufig zur Dicke des Drahtes: Je kleiner die AWG-Nummer, desto dicker der Draht. Zum Beispiel ist ein Draht mit 2 AWG wesentlich dicker und kann mehr Strom tragen als ein Draht mit 24 AWG. Der mit am häufigsten verwendete AWG-Wert ist 7, er steht für den Querschnitt 0,56 Quadratmillimeter. Zum Vergleich: AWG 2 entspricht 35 Quadratmillimeter, AWG 28 lediglich 0,09 Quadratmillimeter. Der elektrische Widerstand eines Drahtes nimmt mit zunehmendem Querschnitt ab. Daher haben Drähte mit niedrigeren AWG-Nummern und somit größeren Querschnitten einen geringeren Widerstand pro Längeneinheit. Bei Litzen beeinflusst die AWG-Nummer auch die Flexibilität: viele kleine Drähte mit hoher AWG-Zahl in einer Litze machen sie flexibler als wenige dicke Drähte mit niedrige AWG-Zahl. Für hochflexible Kabel sind daher Litzendrähte mit mit einem AWG-Wert ab 20 vorteilhaft.
Nicht immer sind Litzen mit einer AWG-Klassifizierung ausgestattet. In diesen Fällen ist auf den Querschnitt – nicht den Durchmesser – zu achten. Die übliche Bandbreite liegt bei 0,04 bis 240 Quadratmillimeter.
Da Litzen als Einzeladern üblicherweise als Meterware angeboten werden, ist bei der Beschaffung möglichst großzügig zu planen: Je mehr Meter beschafft werden, desto geringer ist der Preis pro Meter. Die Ersparnis kann durchaus im zweistelligen Prozentbereich liegen. Nicht zu vernachlässigen sind auch die Farben der Isolierung. Dient die Litzenleitung beispielsweise zur Versorgung mit Netzstrom, sind die Farben normgerecht auszuwählen: Braun für den Außenleiter, Blau für den Neutralleiter und Gelb-Grün für den Schutzleiter.