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25.02.2018

Automobillackierung

Automobillackierung: 05.02.2018

Brennbarkeit von Interieur- Bauteilen beurteilen

Durch Verwendung von Brennprüfungen Fahrzeuginsassen sichern

Die Bestimmung des Brennverhaltens, oder auch der sogenannten Entflammbarkeit von Fahrzeugkomponenten einschließlich Beschichtung, ist eine wichtige Prüfung im Interieurbereich.

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Brennprüfungen sind ein fester Bestandteil von Sicherheitsprüfungen bei Automobilen. Foto: mhp/fotolia

Sie gehört, neben vielen anderen Anforderungen, häufig zu Prüfumfängen bei der automobilen Freigabeprüfung. Ihre Durchführung und Beurteilung ist ein wesentlicher Schritt für die Sicherheit von Insassen in Automobilen. Im Falle eines Brandes oder eines Feuers können wenige Sekunden zwischen einer leichten Verletzung bis hin zu einer schweren Verbrennung oder sogar dem Tod entscheiden. Aus diesem Grund führen die Automobilhersteller Brennprüfungen an Bauteilen für den Fahrzeuginnenraum durch. Diese Prüfung dient dazu, einen Eindruck des Brandverhaltens von den verbauten Komponenten zu erhalten.

In der Brennkammer befindet sich eine entzündete Probe im Probenhalter mit Stützdrähten. Foto: Fraunhofer IPA

In der Brennkammer befindet sich eine entzündete Probe im Probenhalter mit Stützdrähten. Foto: Fraunhofer IPA

Durchführung der ­horizontalen Brennprüfung

Die Brennprüfung ist eine mehrfache Prüfung. Dies bedeutet, dass für eine Durchführung mindestens fünf Probenkörper benötigt werden. Diese Probenplatten sollten im Idealfall eine Abmessung von 356 mm x 100 mm x 13 mm aufweisen. Dabei ist darauf zu achten, dass die Probendicke max. 13 mm beträgt, dickere Proben müssen entsprechend gekürzt werden. Die Prüflinge werden in einen U-förmigen Probenhalter horizontal in die Brennkammer eingeführt. Die untere Probenkante wird einer definierten Bunsenbrennerflamme von 38 mm Höhe für 15 sek ausgesetzt. Dabei beträgt der Abstand zwischen der Bunsenbrennerkante und der Probe 19 mm. Zur korrekten Fixierung des Probenhalters ist dieser mit Metallstiften ausgestattet. Diese dienen gleichzeitig als Markierungen für Start und Ende der Brennstrecke. Dabei wird die Zeit (Brennzeit) ermittelt, die die Flammenfront benötigt, um von der ersten Markierung bis zur zweiten Markierung voranzuschreiten. Bei der Flammenausbreitung wird die schneller brennende Seite der Probe (Ober- oder Unterseite) beobachtet. Erlischt die Flamme vor dem Erreichen der 2. Markierung, wird die Brennstrecke vermessen (Brennweg ab der ersten Markierung bis zum Erlöschen). Durch die gemessene Zeit und die Brennstrecke wird die Brenn­geschwindigkeit B [mm/min] wie folgt errechnet:

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s: "Brennstrecke [mm]" ab der ersten Markierung
t: "Brennzeit [s]" während der Brennstrecke

Erlischt die Flamme vor dem Erreichen der 1. Markierung oder nach dem Abschalten des Brenners, wird die Brenngeschwindigkeit mit 0 mm/min angegeben. Für Proben, die bei der Prüfung erweichen oder tropfen, gibt es einen extra Probenhalter mit Stützdrähten.

DIE NORMEN ZUR BRENNPRÜFUNG
Eine in der Automobilwelt angewendete Brennprüfung im Interieurbereich ist die horizontale Brennprüfung. Dabei gibt es je nach Automobilhersteller unterschiedliche Werknormen, so z.B. die DBL 5307 von Mercedes Benz, die TL 1010 von VW oder die PTL 8501 von Porsche, um nur einige zu nennen. Diese Werknormen verweisen meist direkt oder indirekt auf die DIN 75 200. Diese Norm wurde aus der amerikanischen Norm FMVSS 302 (Federal-Motor-Vehicle-Safety-Standard) entwickelt. Die beiden Normen unterscheiden sich dabei aber nur in wenigen Punkten. So sind bei der FMVSS 302, im Gegensatz zur DIN, zusätzlich Beurteilungskriterien festgelegt. Durch die weltweite Vermarktung von Fahrzeugen musste ein internationales einheitliches Prüfverfahren benannt werden. Diese Norm wurde auf der Grundlage der DIN 75 200 entwickelt und ist bekannt unter der ISO 3795. Die meisten Normen unterscheiden sich nur in ihrer Auswertung, der Probengröße sowie der Vorbehandlung der Proben. Die Art der Brennkammer und ihr Aufbau sind aber bei allen durchweg identisch.

Bei der Wiederhol- oder Reihenprüfung ist auch darauf zu achten, dass bei Beginn einer neuen Prüfung die Brennkammer sowie der Probenhalter eine maximale Temperatur von 30 °C aufweisen dürfen. Die Brennprüfung ist in den meisten Fällen dann bestanden, wenn die Probe sich nicht entzündet, die Flamme nach kurzer Zeit erlischt oder die Brenngeschwindigkeit kleiner 100 mm/min ist. Je nach Norm und Anforderung gibt es auch unterschiedliche Vorbelastungen/-konditionierungen der Proben. So ist z.B. eine 48-stündige Lagerung im Normklima (23 °C; 50% rel. Feuchte.) die typische Vorkonditionierung. Auch gibt es die Möglichkeit, die Proben einer längeren Wärmelagerung, so z.B. sieben Tage bei 90 °C, auszusetzen, sie dann im Normklima für zwei weitere Tage zu lagern und erst dann zu prüfen. Das Fraunhofer IPA führt Erstmusterprüfungen an lackierten Kunststoffteilen für den Automobilbau durch. Bei der Brennprüfung ist eine sorgfältige Probenvorbereitung wichtig, da sich diese im besonderen Maße auf die Ergebnisse auswirken kann. Sind z.B. keine Probenplatten vorhanden, muss bei der Probenentnahme aus dem Bauteil darauf geachtet werden, planare Bereiche zu verwenden. Außerdem sind die Schnittkanten zu glätten, die z.B. durch Sägen bei der Entnahme der Proben entstehen, um Unregelmäßigkeiten zu entfernen und somit ein reproduzierbares Brennverhalten zu erreichen.

Zum Netzwerken:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart, Dr. Michael Hilt, Tel. +49 711 970-3820, michael.hilt@ipa.fraunhofer.de, Christian Renner, Tel. +49 711 970-1768, christian.renner@ipa.fraunhofer.de, www.ipa.fraunhofer.de/beschichtung

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