Wärme- und Feuerbeständigkeit von Isolierstoffen

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Zwei Möglichkeiten elektrische Verbindungen zu befähigen

Es gibt zwei Möglichkeiten, elektrische Verbindungen für diese Art der Applikation zu befähigen: Zum einen über die Qualifizierung der Kunststoffe an definierten Prüfplatten. Wenn die Ergebnisse der Glühdrahtprüfung an Prüfplatten (GWFI und GWIT) nicht vorliegen, kann eine Qualifizierung auch über die Glühdrahtprüfungen am fertigen Produkt erfolgen.

Im ersten Schritt muss dabei geprüft werden, ob eine stromführende Verbindung mit I ≥0,2 A vorliegt. Danach kann die Qualifizierung des Isolierstoffes vorgenommen werden. Idealerweise findet man den GWIT (Glühdrahtentzündungstemperatur) und GWFI (Glühdrahtentflammbarkeitszahl) in den UL-Angaben der „Yellow Card“, dem Beipackzettel des verwendeten Isolierstoffes, vor. Alternativ kann ein entsprechender VDE-Nachweis über den Kunststofflieferanten angefordert werden.

In jedem Fall müssen die für die elektrische Verbindungstechnik eingesetzten Elemente einen Glühdrahttest am Produkt (GWT) mit einer Temperatur T = 850 °C erfolgreich bestanden oder eine bestimmte Glühdrahtentflammbarkeitszahl GWFI erreicht haben. Nur mit dieser Grundvoraussetzung kann Schritt 2 mit einer Temperatur von T = 750 °C bei der Produktprüfung und einer Temperatur von T = 775 °C beim Prüfplattentest erfolgen.

Wann die Anfordereungen der IEC 60335 erfüllt sind

Die Anforderungen der IEC 60335 sind erfüllt, wenn die Glühdrahtprüfung nach IEC60695-2-11 am Produkt mit 850 °C (GWT 30 Sekunden) und die Glühdrahtprüfung am Produkt mit 750 °C (GWT 2 Sekunden) bestanden sind.

Bei dem Test an der Prüfplatte müssen ein GWFI von ≥ 850 und ein GWIT von ≥ 775 vorliegen. Erst wenn beide Werte vorhanden sind, werden auch hier die Anforderungen erfüllt. Darüber hinaus müssen die Kunststoffe generell eine Kugeldruckfestigkeit von mindestens 125 °C nach IEC 60659-10-2 vorweisen (Bild 3).

Was passiert, wenn Schritt zwei nicht bestanden wird

Was passiert, wenn der erste Schritt der beschriebenen Glühdrahtprüfung zwar erfolgreich durchlaufen wurde, der zweite Schritt jedoch nicht bestanden wird? Hier erlaubt die Norm nachfolgende Ausweichmöglichkeit zur Qualifizierung: Die Glühdrahtprüfung am Produkt wurde mit einer Temperatur von 850 °C, welche für 30 Sekunden anlag, bestanden.

Alternativ zur zweiten Prüfung, bei der die Glühdrahtprüfung am Produkt mit einer mehr als 2 Sekunden anhaltenden Flamme durchgeführt wird, kann zur Qualifizierung die so genannte Nadelflammprüfung angewandt werden. Eine Nadelflammprüfung am Fertigteil muss nicht erfolgen, sofern das Material bereits nach UL 94 in die Klasse V-0 eingeordnet ist. Der Kunststoff gilt dann bereits als qualifiziert.

Wichtig ist: Der Analogieschluss von der Prüfplatte (GWFI) auf das Fertigteil (GWT) ist nur dann zulässig, wenn die Vorzugsdicke der Prüfplatte um nicht mehr als ±0,1 mm gegenüber der Dicke des zu beurteilenden Fertigteiles abweicht. Das wird bei Leiterplattenanschlussklemmen und -steckverbindern über die UL-Angaben in den „Yellow Cards“ der verwendeten Kunststoffe gewährleistet.

Das Fazit zu der neuen Hausgerätenorm

Das Fazit: Die Berücksichtigung der erhöhten Sicherheitsanforderungen gemäß der „Hausgerätenorm“ IEC 60335-1 gewinnt zunehmend an Bedeutung. Die Herausforderung liegt darin, ein nicht brennbares, isolierbares Material einzusetzen, welches halogenfrei ist, eine hohe und dauerhafte Gebrauchstemperatur erlaubt und gleichzeitig den erhöhten Anforderungen an Feuer- und Wärmebeständigkeit gerecht wird.

Hier sind auch die Hersteller gefordert. Die Produktreihen OMNIMATE Signal und Power von Weidmüller sind auf diese speziellen Anforderungen optimiert. //

* * Dipl.-Ing. (FH) Michael Schwarzkopf ... ist Produktmanager Verbindungstechnik bei Weidmüller in Detmold.