In der Automobilindustrie haben die Widerstandsfähigkeit und Zuverlässigkeit von Bauteilen höchste Priorität.
Zu den wichtigsten Umweltprüfungen zur Validierung dieser Eigenschaften gehört die Temperaturwechselprüfung in der Automobilindustrie. Diese Prüfungen simulieren nicht nur die realen Bedingungen, denen ein Fahrzeug ausgesetzt ist, sondern ermöglichen auch die Identifizierung potenzieller Designprobleme vor der Markteinführung.
Im heutigen Artikel gehen wir detailliert darauf ein, was Thermocycling ist, wie es in der Automobilindustrie durchgeführt wird und welche Werkzeuge und Vorschriften dafür gelten.
Was ist thermisches Radfahren
Thermocycling ist eine Reihe von Labortests, bei denen eine Komponente oder ein System gemäß definierter Parameter zyklischen Temperaturschwankungen ausgesetzt wird.
Im Gegensatz zu statischen Belastungsprüfungen handelt es sich bei Temperaturwechselprüfungen um dynamische Prüfungen, d. h. um Prüfungen, bei denen sich die Temperatur kontrolliert langsam oder schnell ändert und die Abfolge über einen bestimmten Zeitraum wiederholt wird.
Diese Schwankungen müssen nicht zwangsläufig thermische Extreme erreichen: Sie können auch mittlere Bereiche betreffen, sofern eine Zyklizität vorliegt, d. h. ein regelmäßiger Wechsel zwischen zwei oder mehr Temperaturniveaus.
Ziel ist es, zu beobachten, wie Materialien, Verbindungen und Strukturen auf diese wiederholten thermischen Belastungen reagieren – in Form von Verformungen, Mikrorissen, elektrischen Schwankungen oder Funktionseinbußen.
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Funktionsweise von Thermocycling in der Automobilindustrie
Im Automobilsektor werden Temperaturwechselprüfungen in Klimakammern durchgeführt.
Klimakammern sind Laborgeräte, die aus einem hermetisch isolierten Raum bestehen, in dem grundlegende Umgebungsparameter wie Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit eingestellt und überwacht werden können.
In den fortschrittlichsten Modellen können dynamische Tests wie beispielsweise Temperaturwechselprüfungen programmiert werden.
Thermische Zyklen in der Automobilindustrie können einzelne elektronische Komponenten, Steuergeräte (ECU), Batteriemodule oder ganze integrierte Systeme betreffen.
Klimakammern funktionieren durch kontrollierte Temperaturregulierung (typischerweise zwischen 2 und 10 °C/min), gefolgt von Haltephasen (Verweilzeit) zwischen 30 und 60 Minuten. Die gängigsten Temperaturbereiche liegen zwischen -40 °C und +125 °C, mit Zyklen von bis zu 1000 Wiederholungen.
Um komplexe Systeme wie Fahrgasträume oder ganze Fahrzeuge zu testen, gibt es begehbare Klimakammern. Diese werden so genannt, weil sie auch für Laborpersonal zugänglich sind.
Internationale Normen für Temperaturwechselbeanspruchung in der Automobilindustrie
Die Zuverlässigkeit der Temperaturwechselprüfung im Automobilbereich wird durch internationale Normen gewährleistet, die Methoden und Akzeptanzkriterien festlegen. Zu den wichtigsten gehören:
- ISO 16750-4 – Legt die Umgebungsbedingungen für elektrische und elektronische Komponenten im Automobilsektor fest. Beinhaltet Temperatur-, Feuchtigkeits-, Vibrations- und Thermoschocktests.
- SAE J1211 – Richtlinien für Umweltbelastungstests elektronischer Komponenten, mit besonderem Augenmerk auf Widerstandsänderungen und strukturelle Verformungen aufgrund thermischer Belastung.
- LV124 – Von deutschen OEMs entwickelter Standard für elektrische/elektronische Systeme in Fahrzeugen. Beinhaltet über 800 Temperaturwechselprüfungen für langfristige, besonders harte Tests.
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