Wärme- und Feuerbeständigkeit von Isolierstoffen

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Das Bestreben, dem erhöhten Sicherheitsanspruch gerecht zu werden und die einschlägigen Vorschriften zu erfüllen, führt zu einer wesentlich intensiveren Nutzung von feuer- und wärmebeständigen Isolierstoffen.

Nach der Eliminierung von schwermetallhaltigen Rohstoffen durch die RoHS-Richtlinie sind zukünftig Erzeugnisse aus schwer entflammbaren Kunststoffen EU-weit vorgeschrieben. Der Ruf nach „grünen“ und sicheren Isolier- bzw. Kunststoffen wird immer größer.

Bedarf an sicheren Isolier- und Kunststoffen steigt

Als Zulieferer der Gerätehersteller müssen auch die Hersteller von Komponenten zur Energie- und Signalverarbeitung den neuen Anforderungen gerecht werden. Bild 1 zeigt deutlich die Stellen in einer Wärmepumpe, an denen elektrische Verbindungstechnik zum Einsatz kommt.

An diesen Stellen gelten erhöhte Anforderungen an die Brandsicherheit der stromführenden Bauteile sowie an die Wärme- und Feuerbeständigkeit der Isolierstoffe in Geräten.

Sofern die bisherigen Anschlusselemente die Anforderungen der IEC 60335 nicht erfüllen, sind die Gerätehersteller gezwungen, Anschlusselemente einzusetzen, welche aus neuen Kunststoffen gefertigt sind.

Die Sicherheitsanforderungen der IEC 60335

Die Sicherheitsanforderungen der IEC 60335 werden unter Zugrundelegung der IEC 60695 2-10 bis 60695 2-13 definiert. Die zu bestehenden Tests sind als Glühdrahtprüfung bekannt.

Hierbei gilt folgende Aufteilung: Die IEC 60695-2-10 beschreibt die Glühdrahtprüfung samt Prüfmethode und -durchführung, während die IEC 60695-2-11 Vorgaben für die Glühdrahtprüfung an Fertigteilen sowie die entsprechende Prüfdurchführung und -bewertung macht. Aus dem Ergebnis leitet sich der GWT – Glühdrahttest am Produkt – ab.

In Bild 2 ist der Glühdrahttest an einer aus dem Kunststoff LCP (Liquid Crystalline Polymers, flüssigkristalline Polymere) hergestellten Leiterplattenanschlussklemme mit Push-in-Anschlusstechnik zu sehen.

Die IEC 60695-2-12 beschreibt hierzu die Glühdrahtprüfung an Prüfplatten sowie die Prüfdurchführung und -bewertung. Aus dem Ergebnis leitet sich die Glühdrahtentflammbarkeitszahl GWFI (Prüfplatte, 30 Sekunden, kein brennendes Abtropfen) ab.

Das Aufmacherbild (linke Seite) zeigt den Glühdrahttest an der Prüfplatte aus dem Kunststoff WEMID bei einer Temperatur von 850 °C.

WEMID ist ein modifiziertes, selbstverlöschendes Polyamid (Erythromycin) der Firma Weidmüller, das bei vielen Leiterplattenanschlussklemmen zur Energie- und Signalübertragung zum Einsatz kommt.

Die IEC 60695-2-13 beschreibt die Glühdrahtprüfung an Prüfplatten sowie die Prüfdurchführung und -bewertung. Aus dem Ergebnis leitet sich die Glühdrahtentzündungstemperatur GWIT (Prüfplatte, <5 Sekunden) ab. Die IEC 60695-11-10 definiert die Klassifizierung der Brennbarkeit von Isolierstoffen in V-0, V-1 und V-2.

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