Wie schließe ich zusätzliche Verbraucher, wie Dashcams oder gar Heizlüfter, korrekt, sicher und ordentlich an die Autoelektrik an? Wie realisiere ich die Stromverteilung?

Nachdem ich im Twizy die „Heizung“ des Vorbesitzers ausbaute und die Aktion im Twizy-Forum postete, entbrannte eine Diskussion um die beste nachträgliche Stromverteilung. Schnell war man sich einig: Wago-Klemmen sind die Macht und auch die erste Wahl.

Richtig! Die hatte ich schon beim Einbau der Anhängerkupplung im Rodius verwendet, um die Anhängersteckdose anzuschließen, nachdem mir die mitgelieferten Stromdiebe zu windig erschienen waren. Funktioniert wunderbar! Sieht nur nicht sooo schön aus und muss auch mit Kabelbindern fixiert werden, sonst gibt es durch die schweren Klemmen einen Kabelbruch, ist klar.

Grundsätzliches

• Batterie vor allen Arbeiten abklemmen!
• Leitungslängen so kurz wie möglich, aber so lang wie nötig wählen
• Sicherung so nah wie möglich an dem Pluspol der Batterie befestigen
• nur flexible Leitungen verwenden
• Leitungsquerschnitt passend wählen (ist 20x so groß wie im Haushalt!)
• passende Sicherungen verwenden
• Sicherungen schützen die Leitung, nicht das Gerät!
• Leitungsfarben unbedingt beachten
• nur für Litzen geeignete(!) Klemmen verwenden
• Leitungen immer passend zur Klemme abisolieren (Aufdruck beachten)
• Biegeradien beachten
• Leitungen an geeigneten(!) Stellen befestigen
• Leitungen nie durch ungeschützte Bohrungen in der Karosserie führen
• Scheuer- und Klapperschutz realisieren
• Leitungen dürfen den Zugang zu Fahrzeugkomponenten nicht blockieren
• immer daran denken: am Ende der Masseleitung eines Verbrauchers liegen auch 12 Volt an!

In diesem Artikel setze ich voraus, dass Ihr Eure Gerätschaften nicht einfach wahllos an irgendwelche Leitungen am ISO-Stecker des Radios anklemmt, sondern einen eigenen Verteiler benutzt.

Was sagt der TÜV?

Na ja, wenn die „Bastelei“ nicht sichtbar ist, sagt der gar nichts. Überall, wo sie aber ins Auge fällt, wird er sie sich genauer anschauen wollen. Trotzdem sollte von Eurer Elektrik keine Gefahr ausgehen, denn im Brandfalle erschlischt Euer Versicherungsschutz. Macht es also ordentlich.

Praxisbeispiel

An unserem Wohnwagen von Tabbert war so eine seltsame Buchse kurz vor dem 13-poligen Stromstecker verbaut. Die sorgte immer wieder dafür, dass Teile der Heckbeleuchtung ausfielen und sogar die Sicherung im Zugfahrzeug flog. Ich sprach mit dem TÜV, wie ich diese Leitung ersetzen soll. Für mich wäre eine Bettermann-Box und Wago-Klemmen erste Wahl gewesen. Aber nein, der Prüfingenieur wollte unbedingt die Sache verlötet wissen. Wie stellt der sich dann bitte die Überprüfung der Arbeit vor, wenn die mit Schrumpfschläuchen und zig Lagen selbstverschweißenden Elektrikerband versiegelt sind?

Und soll ich Euch was sagen? In Ermangelung eines Dachkolbenlötkolbens sahen die Lötstellen auch maximal scheiße aus. Kalt war zwar keine, aber alle waren dicht dran.

Beim TÜV-Termin mit einem anderen PI heulte ich mich aus. Dieser Prüfingenieur meinte nur zu mir, dass er das exakt so wie ich sieht und er wäre mit einer wasserfesten Box und Wagoklemmen sehr zufrieden gewesen. Wow. Danke. Kommt nur zu spät.

Und die Moral von der Geschicht‘?
Frage vorher beim TÜV-Prüfer nach und mache den Termin nur mit diesem.

Stromabgreifer an der Autoelektrik

Um die Unterverteilung sicher anschließen zu können, empfehlen sich solche Stromabgreifer für den Sicherungskasten.
Achtung! Bitte vor dem Kauf die verwendeten Sicherungen (Größe) in Eurem Auto überprüfen!

In diese steckt man die originale Sicherung und die, die den neuen Ausgang absichern soll. Hier: eine 15 A Sicherung.
Die originale Sicherung hat 20 A.
Hier darf man natürlich nicht übertreiben, und sollte nur Leitungen bis 1,5 mm² anschließen, ist klar, oder? Mehr geben die üblichen Adapter auch nicht her.

Dann kommt der Adapter wieder in den Sicherungskasten.

Das ist die sauberste Lösung, ohne irreversibel in die Kfz-Elektrik einzugreifen.

Nachteil ist, dass man die Sicherungen darunter nicht optisch kontrollieren kann, ohne den Stromabgreifer ebenfalls herauszuziehen. Aber seien wir mal ehrlich: Wann fliegt eine Sicherung? Immer im Dunkeln. Ist so. Also muss man die eh eine nach der anderen ziehen und mit einer Taschenlampe kontrollieren (durchleuchten).

Sicherungstypen

Bitte vor dem Kauf die Größe der Sicherungen in Eurem Auto überprüfen. Aktuelle Fahrzeuge sollten Standard-Stecksicherungen von Littlefuse verwenden. Aber auch Mini-Stecksicherungen sind nicht allzu unüblich.

Havarhen, translated to German by XenonX3, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Leitungsquerschnitte

Sicherheit geht vor. Bevor wir also unseren schönen neuen Stromverteiler im Auto anschließen, sollten wir die maximalen Stromstärken für die üblichen Kabelquerschnitte im Kfz beachten.
Meine Tabelle stützt sich auf VDE 0100-430. Bitte hierbei den o.a. Haftungsausschluss beachten!

Sicherungen

Maximal kann man in die Wagoklemme ohnehin nur Leitungen bis 4 mm² anschließen.

Die Angaben sind für eine Umgebungstemperatur von 60 Grad. Solche Temperaturen sind in Autos schnell erreicht und selbst höhere Temperaturen sind keine Seltenheit!
Ist der Verbraucher dauerhaft eingeschaltet, sollte man den Leitungsquerschnitt verdoppeln. Folgende Faustformel kann man dafür verwenden:

5 A pro mm² bei Dauerbelastung
10 A pro mm² bei kurzzeitiger Belastung

Die Sicherung sollte so gewählt sein, dass sie knapp über der maximalen Leistungsaufnahme des Gerätes, aber unbedingt unter der Belastungsgrenze der Leitung liegt.

Spannungsabfall?

Ich habe hier allerdings den Spannungsabfall über die Leitungslänge komplett außer Acht gelassen. Mit auch nur wenig steigender Länge bei gleichem Leistungsdurchschnitt fällt die Spannung (primär bei hohen Außentemperaturen) massiv ab.
Treten bei elektronischen Verbrauchern Störungen auf, sollte man schlicht die Spannung unter Last am Endverbraucher messen. Am Ende kommen vielleicht nur noch 10 Volt an.

Beispiel

Würde man also eine Heizung mit 150 Watt Leistung (12,5 Ampere) im Twizy über die Bordsteckdose (15 A Sicherung) verbauen wollen, wie es der Vorbesitzer gemacht hat, so sollte man einen Leitungsquerschnitt von minimal 2,5 mm verwenden. Verbaut war eine drei Meter lange, 0,75 mm² Leitung mit drei verdrillten Übergängen. Die Spannung fiel rein rechnerisch damit bereits um ca. 30 Prozent (20 % nur durch die zu lange und zu dünne Leitung, geschätzte 10 % durch die Übergangswiderstände) auf 8,4 Volt – und damit auf 100 Watt.

Bedarf planen

VORSCIHT! Klemmt jetzt bitte nicht einen 400 Watt Verstärker an einen Anschluss im Sicherungskasten, für solche Verbraucher ist ein einzelner Sicherungsplatz im Sicherungskasten nicht ausgelegt. Informiert Euch vorher, wie viel Ampere ein einzelner Sicherungshalter des Kastens überhaupt schafft. Schaut dafür nach der Typbezeichnung auf dem Kasten und sucht im Internet dessen technische Daten.

• Wie viel Ampere benötigen der/die geplanten Verbraucher zusammen?
• Wie stark ist die Anschlussleitung des Stromabgreifers?

Ersteres darf letzteres nicht überschreiten!

Im Zweifel eine eigene, wasserfeste Sicherung so dicht wie möglich an der Kfz-Batterie  installieren! Die Leitungslängen dabei so kurz wie möglich und so lang wie möglich halten. Leitungen an geeigneten(!) Stellen befestigen und gegen scheuern und klappern sichern.

Abgriff finden

Hierbei hilft Euch entweder das Handbuch des Fahrzeuges oder der Aufdruck auf dem Sicherungskasten weiten, denn – man glaubt es kaum – sind die sogenannten „Klemmen“ durchnummeriert und genormt. Die Leitungsfarben können aber völlig unterschiedlich sein. Nicht nur von Hersteller zu Hersteller, sondern sogar im selben Modell – Renault ist hier besonders kreativ und verbaute gerne mal verschieden codierte Kabelbäume.

Einbau

Hinweise: Im Kfz dürfen keine starren Leitungen verlegt werden, da diese durch die Vibrationen einen Kabelbruch erleiden! Trotzdem müssen alle Leitungen so verlegt werden, dass sie sich nicht kaputt vibrieren können und keine Klappergeräusche produzieren. Kabelbinder und/oder dickes Stoff-Isolierband für Kabelbäume verwenden!

Dauerplus oder Zündungsplus?

• Dauerplus (Klemme 30) ist, wie der Name nahelegt, eine dauernde Stromversorgung. Geräte, die daran angeschlossen sind, sind immer eingeschaltet
• Zündungsplus (Klamme 15) versorgt die Geräte nur mit Strom, wenn man den Zündschlüssel auf Zündung stellt

Verbraucher, die eine hohe Stromaufnahme haben, verfügen daher meistens über Anschlüsse für Dauer- und Zündungsplus. Sie benutzen für ihre Hauptstromversorgung zwar Dauerplus, verwenden diesen aber nur, wenn die Zündung eingeschaltet ist und die Zündungsleitung Strom führt. Man sollte sich also genau ansehen, an welcher Stelle man den jeweiligen Strom abgreift und wie stark er belastet werden kann. Im Zweifel legen wir uns eine eigene Zündungsplus-Leitung.

Die Klemme 87 ist eigentlich die Nebelschlussleuchte. Aber das hat wohl historische Gründe. An den Kfz-Zubehör-Relais steht es für den Ausgang des Verbrauchers. Ja, der Sicherungskasten ist hier abgesichert, da dessen Zuleitung keinesfalls ungesichert im Fahrzeug verlegt werden darf.

Massepunkte

Prinzipiell könnt ihr am Fahrzeug die Karosserie als Massepunkt verwenden (außer bei alten englischen Fahrzeugen). Die Kontaktstelle muss nur blank, trocken und fettfrei sein. Es gibt in der Regel viele vorgebohrte und mit einem Gewinde und einer Schraube versehene Punkte in den Autos. Diese sind oft lackiert und müssen blank gemacht werden. Zur Not muss man sich selbst einen Massepunkt suchen. Nach dem Anschluss die blanken Stellen mit Lack gegen Oxidation schützen.

(vom Werk vorgesehenen Massepunkt anschleifen)

(Masseleitungen haben immer eine braune Markierung, auch in diesem Beispiel haben ihn beide Leitungen)

An einen dieser Massepunkte müsst Ihr bei der Verwendung eines Sicherungskastens jeden Verbraucher einzeln anschließen. Mit dem Kleinverteiler könnt Ihr auch einen Massepunkt mit mehreren Geräten verwenden.

Fertiger Sicherungskasten

Möchte man mehrere Geräte mit hohem Einzelverbrauch separat absichern, bieten sich fertige Sicherungskästen an.

• Relais (optional) bei Zündungsplus-Schaltung
• Sicherungskasten 6-Fach
• Stromabgreifer, bitte o. a. Hinweise beachten!
• Sicherungshalter bei Anschluss direkt an die Batterie
• Braune Kfz-Leitung, mindestens 2,5 mm²
• Ring-Kabelschuhe bis 2,5 mm²  (blau) oder 4 mm²
• Kfz-Flachsicherungen, bitte u.a. Hinweise beachten!
• Kabelhalterungen
• 3M Kfz-Klebepads
• Sikaflex (hält besser als die Klebepads)
• Kartuschenpresse (falls nicht vorhanden)
• Kabelbinder, 2,5 mm stark, für die Befestigung der Leitungen
• Kabelbaumklebeband (optional)
• Gummitüllen (optional) für Durchführungen im Blech

Diesen Sicherungskasten würde ich niemals im Motorraum verbauen, da er nicht Spritzwassergeschützt ist. Also muss bereits die Zuleitung zum Sicherungskasten passend abgesichert sein.

Optimale Einbauposition

Diese variiert von Fahrzeug zu Fahrzeug. Der optimale Platz sollte eine gute Zugänglichkeit zum Wechseln der Sicherungen bieten und genügend Raum für die ordentliche Verlegung der Leitungen bereitstellen. Er sollte nicht zu versteckt liegen, sonst sucht sich später jemand dumm und dämlich. Die Zuleitung sollte bereits im Motorraum die Einbauposition des Sicherungskastens verraten.

Sicherungskasten beschriften

Sinnvoll ist es, wenn Ihr den Sicherungskasten beschriftet. Zum Beispiel mit „Dashcam“ oder „Sitzheizung“. Dazu empfehle ich noch die Stärke der Absicherung darauf zu notieren, z. B. „20 A“.

Beispiel

Dauerplus, ges. 20 A

Einbau

1. Den Sicherungshalter an der Batterie ohne eingesteckte Sicherung anschließen und mit einer Ringöse an der Pluspolklemme befestigen
2. Sicherungshalter witterungsbeständig beschriften (z. B. „Sicherungskasten hinter Handschuhfach“)
3. Diese Sicherungskästen haben keine Zugentlastung. Leitungen also in der Nähe der Anschlüsse gut befestigen!
4. Sicherungskasten an einer passenden Stelle mit Sikaflex befestigen
5. Leitungen der Verbraucher verschrauben und mit den korrekten Sicherungen bestücken
6. Deckel passend beschriften
7. Leitungen sorgfältig befestigen. Auf potenzielle Scheuerstellen achten!
8. Deckel aufclipsen.
9. Masseleitung mit der Karosserie verbinden.
10. Als letzten Schritt: Stromabgreifer in den Sicherungskasten stecken, respektive den Sicherungshalter an die Batterie anschließen.

Niemals die Plus-Leitung verbinden, bevor die Masseverbindung hergestellt wurde! Kurzschlussgefahr!

Kleinverteiler

Amazon und Ebay bieten nur Stromverteiler mit Fahrstuhlklemmen aus China an. Die sind prinzipiell nicht schlecht, aber eben eher Sicherungskästen statt Verteilerdosen. Also war ich Tinkercad an und baute mir auf Grundlage meiner Unterverteilung für die Heizkreisläufe einen kleinen Kasten für Wago-Klemmen, den man im Auto verwenden kann. Alle Geräte, die man daran anschließt, sind mit einer einzigen Sicherung abgesichert. Vorteil: Man kann werkzeuglos weitere Verbraucher anklemmen oder nicht mehr benötigte schnell entfernen. Der Kleinverteiler lässt sich natürlich auch mit dem o.a. Sicherungskasten verwenden.

Die Sicherungen in den Zuleitungen der einzelnen Geräte sollten sowieso vorhanden sein. Statt des Sicherungskastens spricht nichts dagegen, die Sicherungen zu beschriften und nach dem Kleinverteiler zu bündlen. Sollte ein Gerät ohne Sicherung geliefert werden, muss man einen Sicherungshalter dazukaufen und mit der zum Leitungsquerschnitt und dem Gerät passenden Sicherung bestücken.

Optimale Einbauposition

Diese variiert von Fahrzeug zu Fahrzeug. Der optimale Platz sollte eine gute Zugänglichkeit und genügend Raum für die ordentliche Verlegung der Leitungen bereitstellen. Er sollte nicht zu versteckt liegen, sonst sucht sich später jemand dumm und dämlich. Die Zuleitung sollte bereits im Motorraum oder am Stromabgreifer die Einbauposition des Sicherungskastens verraten.

Benötigte Materialien

• Modell des 3D-Gehäuses (kostenlos)
• PETG– oder ABS-Filament
• Wago 222-415
• Stromabgreifer, bitte o.a. Hinweise beachten!
• Relais (optional) bei Zündungsplus-Schaltung
• Sicherungshalter bei Anschluss direkt an die Batterie
• Braune Kfz-Leitung, mindestens 2,5 mm²
• Ring-Kabelschuhe bis 2,5 mm²  (blau) oder 4 mm²
• Kfz-Flachsicherungen, bitte u.a. Hinweise beachten!
• Kabelhalterungen
• Kabelbinder, 4,5 mm stark, für die Befestigung des Verteilers
• 3M Kfz-Klebepads
• Sikaflex (hält besser als die Klebepads)
• Kartuschenpresse (falls nicht vorhanden)
• Kabelbinder, 2,5 mm stark, für die Befestigung der Leitungen
• Kabelbaumklebeband (optional)
• Gummitüllen (optional) für Durchführungen im Blech

Verteiler beschriften

Sinnvoll ist es, wenn Ihr den Verteiler beschriftet. Zum Beispiel mit „Dauerplus“ oder „Zündungsplus“. Dazu empfehle ich noch die Stärke der Absicherung darauf zu notieren, z. B. „10 A“.

Beispiel

Zündungsplus, ges. 10 A

Einbau

1. Das Gehäuse mit PETG, oder besser: ABS ausdrucken, falls dies Euer Drucker beherrscht
2. Masseleitung passend kürzen und an einem Ende mit einem Ring-Kabelschuh versehen und an einen Massepunkt in der Nähe anschließen
3. Wagoklemmen in das Gehäuse stecken.
4. Den Stromabgreifer mit der passenden Sicherung versehen, bzw. den Sicherungshalter an der Batterie ohne eingesteckte Sicherung anschließen und befestigen
5. Dessen Leitung in die Wagoklemme des Plus-Anschlussblocks stecken.
6. Masseleitung in den Minus-Anschlussblock stecken.
7. Alle Verbraucher anschließen, maximal vier. Einige haben ggf. eine eigene kurze Masseleitung, diese dann in der Nähe des Verbrauchers an einen Massepunkt anschließen.
8. Leitungen mit Kabelbindern an den Zugentlastungen befestigen
9. Trägerplatte des Gehäuses an einer passenden Stelle befestigen
10. Leitungen sorgfältig befestigen. Auf potenzielle Scheuerstellen achten!
11. Deckel aufclipsen.
12. Masseleitung mit der Karosserie verbinden.
13. Als letzten Schritt: Stromabgreifer in den Sicherungskasten stecken, bzw. die Sicherung in den Sicherungshalter an die Batterie stecken.

Niemals die Plus-Leitung verbinden, bevor die Masseverbindung hergestellt wurde! Kurzschlussgefahr!

Leitungen flicken

Wenn Ihr außen am Fahrzeug, respektive dem Wohnwagen eine beschädigte Leitung ersetzen müsst, muss die Flickstelle unbedingt wasserdicht und witterungsbeständig sein.

Klemmverbindungen

• IP66 Verteilerdose
• IP68-Conex-Kabeldurchführungen
• Wago-Klemmen (Set)
• Sikaflex
• Kartuschenpresse (falls nicht vorhanden)
• Kabelbinder
• Kabelhalterungen
• Kabelbaumklebeband (optional)

Vorgehensweise

Man kann sich nun streiten, ob es besser ist, die Eingänge der Box von unten (besserer Wasserschutz) oder von den Seiten (besserer Abreißschutz) zu realisieren.

• Batterie ggf. abklemmen
• passende Conex-Leitungsdurchführungen in die Verteilerdose schrauben
• die Leitungen durch die Durchführungen stecken
• ideale Position der Dose und der Leitungen bestimmen
• Kabelhalterungen mit Sikaflex an der Deichsel befestigen
• Sammelleitung abmanteln
• Einzeladern passend abisolieren (Aufdruck auf Klemme beachten!)
• zugehörige Adern mit den Wagoklemmen verbinden
• ggf. die Wagoklemmen und die Leitungen mit Kabelbaumklebeband gegen Vibrationen schützen
• Leitungen in den Durchführungen wasserdicht verschrauben
• Deckel schließen
• Dose mit Sikaflex und einem Kabelbinder an der Deichsel befestigen
• Nach dem Aushärten des Klebers die Leitungen mit Kabelhalterungen an der Deichsel befestigen

Wasserfeste Klemmverbindungen

Ganz Mutige greifen zu den Gel-Packs für die Wagoklemmen. Die könnte man theoretisch auch ohne IP66-Dose verwenden. Ist je nach Anwendungsfall und Menge der Adern vielleicht nicht teurer unter dem Strich. Ich persönlich würde diese Dinger aber nur für den Notfall benutzen. Das sieht Wago natürlich komplett anders:

Aber ohne schützende Dose drumherum würde ich die nicht benutzen wollen. Die Gelbox ist zwar wasserfest, bietet aber weder eine Zugentlastung noch weiteren Schutz.

Lötverbindungen

Heute würde ich im Falle des Bestehens auf Lötverbindungen folgende, „werkzeuglose“ Verbindungsart verwenden:

• Lötverbinder
• Heissluftpistole (sofern vorhanden)
• (Stab-)Feuerzeug
• Schrumpschlauch (3:1 Schrumpfungsverhältnis, klebend)
• Kabelschutz
• witterungsbeständige Kabelbinder
• selbstverscheißendes Isolierband

Das ist mit Abstand die einfachste und sauberste Möglichkeit, Leitungen zu verlängern, zu flicken oder zu ersetzen. Aber Achtung: in der Regel sind diese nicht in der Hauselektrik zulässig! Bitte nur im unteren Kleinspannungsbereich verwenden.

Vorgehensweise

1. Langes Stück Schrumpfschlauch auf das originale Leitungsbündel schieben
2. Längere Stücke Schrumpfschläuche als die Lötverbinder jeweils auf die einzelnen Adern schieben
3. Links und rechts die abisolieren Leitungen in die Lötverbinder stecken und mit dem Feuerzeug (oder besser der Heißluftpistole) vorsichtig das Lötzinn von allen Seiten verflüssigen
4. Die kurzen Stücke Schrumpfschlauch über die Lötverbinder schieben und mit Hitze schrumpfen
5. Das lange Stück Schrumpfschlauch über die ganze Geschichte schieben, sodass es über dem Mantel des Kabelbündels liegt. Mit Hitze schrumpfen.
6. Die Enden des Schrumpfschlauches mit dem Isolierband verschweißen
7. Den Kabelschutz über die komplette, geflickte Stelle schieben und an den Enden mit Kabelbindern befestigen
8. Nun die Flickstelle mit Kabelbindern so befestigen, dass sie weder vibrieren noch knicken kann.

Ja, ja, das ist jetzt die x-fache Sicherheit im Vergleich zu einer originalen Leitung, aber wir wollen doch unter allen Umständen das Eindringen von Wasser und die Beschädigung der Leitung verhindern, oder? Der Kabelschutz dient zudem dem UV-Schutz, denn über den konnte ich für die Schrumpfschläuche nichts finden.

Warum der Aufwand?

Durch die Kapillarwirkung kann Feuchtigkeit durch die Leitung bis in die Stecker vordringen und dort zu seltsamen Verbindungsproblemen führen. In der Regel sind in Fahrzeugen eben keine Anti-Kapillarleitungen verbaut. Einige Autos haben sogar einen Konstruktionsfehler, bei dem austretende Betriebsmittel auf Leitungen tropfen können und diese dann die Steckverbindungen am Kabelende zerstören können. Die On-Board-Diagnose zeigt einen Fehler des Sensors oder der Komponente am Ende der Leitung an, der auch nach dessen Austausch nicht verschwindet. Ein teurer Spaß, den wir hier unbedingt verhindern wollen.