Was ist die Glühdrahtprüfung (IEC 60695)?
—Wichtige Punkte für die Auswahl von Materialien, die Sie von Produkttests befreien—

Warum ist die Prüfung der Glühdrähte notwendig?

Geräte, die unbeaufsichtigt betrieben werden, wie Kühlschränke und Klimaanlagen, sowie elektrische Geräte, die hohe Temperaturen erreichen, wie Wasserkocher, können aufgrund von Fehlfunktionen in Schaltern und elektrischen Kontaktpunkten, einschließlich Kurzschlüssen, Lichtbögen und schlechtem elektrischem Kontakt, ein Brandrisiko darstellen. Aus diesem Grund müssen die in diesen Geräten verwendeten Harzkomponenten eine hohe „Zündbeständigkeit“ aufweisen, um Brände von vornherein zu verhindern (z. B. IEC 60335-1).

Der Glühdrahttest als Methode zur Bestimmung des Zündwiderstands

Traditionell wird der in UL94 (Underwriters Laboratories) definierte Vertikalbrandtest (siehe Abbildung unten) häufig zur Beurteilung der Entflammbarkeit von Kunststoffen eingesetzt. Dieser Test bewertet die Beständigkeit gegen Brennen und die Brandausbreitung bei direkter Flammeneinwirkung von außen. Er ist eine effektive Bewertungsmethode, da er den Anwesenden ausreichend Zeit zur Evakuierung gibt.

Allerdings können Haushaltsgeräte durch Überstrom oder schlechten elektrischen Kontakt überhitzen. Um die Entzündungsbeständigkeit eines Materials unter solchen Bedingungen zu bewerten, entwickelte die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) die in IEC 60695 spezifizierten Glühdrahtprüfungen (siehe Abbildung unten). ​​​​
Bei diesen Tests wird ein erhitzter Glühdraht gegen eine Testprobe gedrückt. Die Probe wird dann danach beurteilt, ob eine Zündung erfolgt, wie ihr Brennverhalten ist und ob brennende Tropfen die darunter liegende, vorgegebene Schicht entzünden. (Video).

Drahttest läuft

Überblick über die Glühdrahtprüfung (IEC 60695)

Die Glühdrahtprüfung kann grob in zwei Kategorien unterteilt werden: „Prüfung am Endprodukt“ und „Prüfung an Werkstoffen“.​

Ziel	Standard	Testdetails
Endprodukt	GWEPT (Glühdrahtprüfung, durchgeführt am Endprodukt) Glühdrahtprüfung des Endprodukts (IEC 60695-2-11)	Prüfungen, die am Endprodukt (Komponente) selbst durchgeführt werden, wie z. B. an Steckverbindern.
Materialien	GWFI (Glühdraht-Entflammbarkeitsindex) Brennbarkeitsindex für Glühdrähte (IEC 60695-2-12)	Die höchste Temperatur, bei der die Flamme innerhalb von 30 Sekunden nach dem Abtrennen des Glühdrahts vom Prüfstück erlischt und es durch abtropfendes Material zu keiner Zündung kommt.
	GWIT (Glühdrahtzündtemperatur) Glühdrahtzündungsprüfung (IEC 60695-2-13)	Die maximale Temperatur, bei der die Zündung nicht länger als 5 Sekunden erfolgt, während der Glühdraht gegen das Prüfstück gedrückt wird.

Ausnahmeregelungen für die Glühdrahtprüfung des Endprodukts

Die Sicherheitsnorm für Haushaltsgeräte (IEC 60335-1) stellt strenge Anforderungen an Haushaltsgeräte, die unbeaufsichtigt mit Strömen über 0,2 A betrieben werden. Es gibt jedoch eine Regelung (siehe untenstehendes Flussdiagramm), die das Endprodukt von der Glühdrahtprüfung befreit, wenn das Material für die Glühdrahtprüfung zertifiziert ist.
Die GWEPT-Gebühr entfällt, wenn Materialien verwendet werden, die folgende Anforderungen erfüllen.

Herausforderung bei der Glühdrahtprüfung: Versagen des Endprodukts

Obwohl die Norm eine Ausnahme von der GWEPT-Prüfung bei einer GWIT von 775 °C zulässt, sind einige Punkte zu beachten. Selbst bei Verwendung von Materialien, die die oben genannten Regeln erfüllen, ändert sich die Wärmeübertragung je nach Produktform (z. B. durch Änderungen der Wandstärke oder das Vorhandensein von Luftspalten). Es gab Fälle, in denen Produkte die GWEPT-Prüfung in der Praxis nicht bestanden haben. Um das Risiko von Konstruktionsänderungen und Bewertungsabweichungen beim Endprodukt zu minimieren, ist es daher ratsam, Materialien auszuwählen, die nicht nur die geforderte GWIT von 775 °C erfüllen, sondern auch eine höhere zertifizierte Temperatur in der GWIT-Prüfung aufweisen.

Darüber hinaus bestätigt der GWIT-Test, dass die Brenndauer auch bei Zündung unter festgelegten Bedingungen weniger als 5 Sekunden beträgt. Er garantiert jedoch nicht, dass keine Zündung erfolgt. Daher stimmen die nach GWIT zertifizierte Temperatur und die tatsächliche Nichtzündungstemperatur nicht zwangsläufig überein, und es können Unterschiede zwischen zertifizierten Materialien bestehen.

Herausforderungen im Zusammenhang mit Hochleistungsglühdrahtmaterialien

Andererseits weisen Hochglühdrahtmaterialien mit einer GWIT über 800 °C in der Regel einen hohen Anteil an Flammschutzmitteln auf. Mit zunehmendem Flammschutzmittelanteil verschlechtert sich die Zähigkeit des Materials. Eine geringe Zähigkeit erhöht die Wahrscheinlichkeit nachfolgender Produktfehler.

Lösungsvorschlag:
LEONA™ Hochleistungsglühdraht, flammhemmend (in Entwicklung)

Hochzuverlässige Produkte erfordern Zündbeständigkeit, um Sicherheit und hohe Festigkeit während der Montage zu gewährleisten. Bisher war es eine Herausforderung, sowohl eine hohe Glühdrahtleistung als auch eine hohe Festigkeit zu erzielen.

Durch unsere einzigartige Rezeptur und fortschrittliche Compoundiertechnologie haben wir LEONA™ High Glow Wire (Entwicklungsprodukt) mit hoher Flammschutzklasse entwickelt, das diese beiden Eigenschaften vereint. Interne Tests haben gezeigt, dass es einer GWIT-Temperatur von 850 °C (3 mm Dicke) standhält und somit möglicherweise von der Endproduktprüfung befreit werden kann. Darüber hinaus haben wir bestätigt, dass es sich bei 800 °C (3 mm Dicke) nicht entzündet. Wir sind überzeugt, dass dies nicht nur zur Einhaltung von Normen beiträgt, sondern auch die Designspielräume bei der Endproduktbewertung sichert und das Risiko von Designänderungen reduziert.

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