Technischer Bericht

Technischer Bericht Nr.:
Fahrzeug/Fahrzeugteil:
942-7156599
Kontakt-Gel für Regen-/Licht-Sensor
Auftraggeber:
PMA/TOOLS DIVISION
Technischer Bericht
Nr. 942-7156599
Umweltsimulationsprüfungen zur Alterung von
Kontakt-Gel für Regen-/Licht-Sensoren
Bearbeitung:
TÜV Rheinland Kraftfahrt GmbH
Technologiezentrum Verkehrssicherheit (TVS)
Am Grauen Stein
51105 Köln
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Technischer Bericht Nr.:
Fahrzeug/Fahrzeugteil:
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Kontakt-Gel für Regen-/Licht-Sensor
Auftraggeber:
PMA/TOOLS DIVISION
Auftraggeber:
PMA/TOOLS DIVISION
Autoglas-Zubehör AG
Hanns-Martin-Schleyer-Str. 34
47877 Willich
Auftragnehmer:
TÜV Rheinland Kraftfahrt GmbH
Technologiezentrum Verkehrssicherheit (TVS)
Am Grauen Stein
51105 Köln
TÜV Auftragsnummer:
942 / 7156599
Bearbeitung:
Dipl.-Ing. (FH) Oliver Gladziewski
Bearbeitungszeitraum:
31.05. bis 13.09.2010
Seitenanzahl:
16
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Kontakt-Gel für Regen-/Licht-Sensor
Auftraggeber:
PMA/TOOLS DIVISION
Gliederung
0
Allgemeines
1
Vorgang
2
Aufgabenstellung
3
3.1
3.2
Bearbeitung der Teilaufgaben
Künstliche Alterung der Proben
Ermittlung der wesentlichen optischen Eigenschaften
4
Zusammenfassung
Anhang 1 – Foto-Dokumentation
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Kontakt-Gel für Regen-/Licht-Sensor
Auftraggeber:
PMA/TOOLS DIVISION
0
Allgemeines
Dieser Technische Bericht enthält zusammenfassende Ergebnisse zu der Ermittlung
der optischen Eigenschaften von Kontakt-Gel für Regen-/Lichtsensoren zum Einsatz
in Kraftfahrzeugen nach künstlicher Alterung.
Wir weisen darauf hin, dass dieser Bericht keine, durch den Gesetzgeber
vorgeschriebenen Prüf- und/oder Zulassungsverfahren ersetzt.
Den durchgeführten Prüfungen liegen keine dem Auftragnehmer bekannten
normativen Anforderungen zu Grunde.
Veröffentlichung und Weitergabe dieses Berichtes an Dritte ist nur in vollständiger,
ungekürzter Form zulässig.
Veröffentlichung oder Verbreitung von Auszügen, Zusammenfassungen, Wertungen
oder sonstige Bearbeitungen und Umgestaltungen, insbesondere zu Werbezwecken,
sind nur mit vorheriger schriftlicher Zustimmung der TÜV Rheinland Kraftfahrt GmbH
zulässig.
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Kontakt-Gel für Regen-/Licht-Sensor
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1
Vorgang
In moderne Kraftfahrzeuge werden in zunehmendem Maße Regen-/ Lichtsensoren
eingebaut. Mit diesen wird u. a. die Wischertätigkeit gesteuert. Die Sensoren sind im
Fahrzeuginneren an der Frontscheibe eingeklebt. Bei einem Austausch der
Frontscheibe geht üblicherweise das zwischen Sensor und Scheibe eingebrachte
Gel, das die optische Verbindung zwischen Sensor und Scheibe herstellt, verloren.
Die Sensorhersteller liefern als Ersatzteil nur Sensor plus Gel. Daher wird zur Zeit die
gesamte Einheit, obwohl noch intakt, durch eine neue ersetzt.
Die Produkte SensorTack1 und SensorTack2 der Firma PMA/TOOLS DIVISION sind
als Ersatz für das vom Sensorhersteller verwendete Gel vorgesehen. Bei einem
Tausch der Frontscheibe ist dann nur das Gel, nicht jedoch der Sensor zu ersetzen.
2
Aufgabenstellung
Es soll überprüft werden, ob die Eigenschaften des Produktes SensorTack möglichst
mit den Eigenschaften des vom Sensorhersteller verwendeten Gels identisch sind.
Die Funktionen des Produktes sind im Wesentlichen bestimmt durch die
Eigenschaften Aussehen, Brechungsindex und Transmission. Für das Produkt
SensorTack1 ist eine gute Korrelation mit dem OEM-Gel durch den Prüfbericht des
Fraunhofer Institutes IFAM KT-PB-A409433 in den genannten Eigenschaften bereits
nachgewiesen.
Das Produkt muss auch am Ende der Fahrzeuglebensdauer möglichst identische
Eigenschaften haben wie das vom Hersteller verwendete Gel. Aus diesem Grunde
soll das in einer originalen Konfiguration verbaute Gel künstlich gealtert werden und
die oben genannten wesentlichen Eigenschaften überprüft werden.
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3
Bearbeitung der Teilaufgaben
Die künstliche Alterung soll mit Hilfe von beschleunigten Umweltsimulationsbelastungen erfolgen. Für Kleber oder Gele in Fahrzeugen existieren keine
speziellen Normen für die Umweltsimulation. Der zu betrachtende Sensor enthält
jedoch auch Elektronikbauteile, so dass die hierfür existierenden Vorschriften
angewendet werden können. Die Umweltanforderungen für Elektronikbauteile in
Kraftfahrzeugen werden im Wesentlichen in der internationale Normenreihe ISO
16750 beschrieben. Unter Berücksichtigung des Einbauortes des Sensors im
Fahrzeuginnenraum und an der Frontscheibe wurden die im nachfolgenden
Unterpunkt
genannten
Umweltsimulationsbelastungen
durchgeführt,
um
eine
beschleunigte, künstliche Alterung auf Fahrzeuglebensdauer (ca. 12-15 Jahre) zu
erzielen.
Es wurden insgesamt 12 Regen-/Lichtsensoren gealtert, davon je 6 Sensoren vom
Typ „Renault“ und 6 vom Typ „Volkswagen“. Hierbei war in jeweils 3 Sensoren das
Gel des Original-Herstellers (OEM) und in je 3 Sensoren das Produkt SensorTack
des Auftraggebers vergossen.
Beim Regen-/Lichtsensor Modell „Volkswagen“ kommt das Produkt SensorTack2
zum Einsatz, beim Sensor Modell „Renault“ das Produkt SensorTack1.
Bezeichnung der Prüfmuster:
Volkswagen
Renault
OEM-Gel
OE 1 bis OE 3
OE 4 bis OE 6
SensorTack
PMA 1 bis PMA 3
PMA 4 bis PMA 6
Die Prüfmuster wurden an Glasscheiben befestigt, um die Einbausituation im
Fahrzeug nachzubilden. Siehe hierzu auch Anhang 1.
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3.1 Künstliche Alterung der Proben
Zur künstlichen
durchgeführt:
Alterung
wurden
folgende
Umweltsimulationsbelastungen
a) Tief-Temperatur gemäß ISO 16750-4:2006, 5.1.1.2, 24 Stunden bei - 40°C;
b) Hoch-Temperatur gemäß ISO 16750-4:2006, 5.1.2.2, 96 Stunden bei 85°C;
c) Temperaturwechsel gemäß ISO 16750-4:2006, 5.3.1, 30 Zyklen a 8 Stunden,
Temperaturprofil gemäß ISO 16750-4:2006, Figure 2;
d) Schneller Temperaturwechsel gemäß ISO 16750-4:2006. 5.3.2, 100 Zyklen
mit 20 Minuten Haltezeit, Tmax = 85°C, Tmin = -40°C;
e) Feuchte Wärme zyklisch gemäß ISO 16750-4:2006. 5.6, Test Nr. 1, 6 Zyklen
a 24 Stunden, Tmax = 55°C;
f) Feuchte Wärme konstant gemäß ISO 16750-4:2006, 5.7, 21 Tage bei 30°C,
93% rel. Feuchte.
g) UV-Bestrahlung in Anlehnung an ISO 4892, hinsichtlich Bestrahlungsdauer
und Bestrahlungsintensität in Anlehnung an die DIN EN 12492,
Bestrahlungsdauer 400 Stunden, Leistung von 450 W.
Abbildung 1 - Temperaturprofil gemäß Punkt c), Tmin=-40°C, Tmax=+85°C
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3.2 Ermittlung der wesentlichen optischen Eigenschaften
Zur Ermittlung der optischen Eigenschaften Transmission wurden die gealterten
Proben durch das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte
Materialforschung IFAM, Wiener Straße 12, D-28359 Bremen, untersucht. Diese
Ergebnisse werden zusätzlich dokumentiert im Prüfbericht Nr. KT-PB-A410453 des
Instituts.
Darstellung der Transmission für Licht der entsprechenden Wellenlänge (400nm bis
700nm) nach der Alterung für Sensor-Typ „Volkswagen“ / SensorTack2
Die Transmission für das OEM-Gel beim Sensor-Typ „Volkswagen“ liegt bei einer
Wellenlänge von 400nm zwischen 39% bis 49% und bei einer Wellenlänge von
700nm zwischen 61% und 69%.
Für das Gel SensorTack2 liegt die Transmission im gleichen Wellenlängenbereich
zwischen 29% und 33% (400nm) bzw. zwischen 59% und 67% (700nm).
Abbildung 2 zeigt die Ergebnisse der Transmissions-Messung über den gesamten
untersuchten Wellenlängenbereich. Hierbei ist zu sehen, dass sich die Kurven im
Wellenlängebreich von rotem Licht (ab 650nm) auf fast gleiches Niveau annähern.
75
OE 1
OE 2
OE 3
PMA 1
PMA 2
PMA 3
70
Transmission [%]
65
60
55
50
45
40
35
30
25
400
450
500
550
600
Wellenlänge [nm]
Abbildung 2 – Modell Volkswagen
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700
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Darstellung der Transmission für Licht der entsprechenden Wellenlänge (400nm bis
700nm) nach der Alterung für Sensor-Typ „Renault“ / SensorTack1
Die Transmission für das OEM-Gel beim Sensor-Typ „Renault“ liegt bei einer
Wellenlänge von 400nm zwischen 87% bis 89% und bei einer Wellenlänge von
700nm zwischen 90% und 93%.
Für das Gel SensorTack1 liegt die Transmission im gleichen Wellenlängenbereich
zwischen 84% und 87% (400nm) bzw. zwischen 89% und 93% (700nm).
Abbildung 3 zeigt die Ergebnisse der Transmissions-Messung über den gesamten
untersuchten Wellenlängenbereich. Die Transmission ist hierbei nahezu bei allen
Proben gleich.
100
OE 4
OE 5
OE 6
PMA 4
PMA 5
PMA 6
Transmission [%]
95
90
85
80
75
70
400
450
500
550
600
Wellenlänge [nm]
Abbildung 3 – Modell Renault
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Abbildung 4 zeigt das Transmissionsverhältnis bei einer nicht gealtertet Probe eines
Sensors vom Typ „Renault“ für das OEM-Gel im Vergleich zum Produkt
SensorTack1.
Abbildung 4 – Modell Renault, nicht gealtert
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Anhang 1 – Foto-Dokumentation
Abbildung 5 – Glasscheibe mit befestigten Regen-/Lichtsensoren Typ Volkswagen
Abbildung 6 – Glasscheibe mit befestigten Regen-/Lichtsensoren Typ Renault
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Abbildung 7 - Sensor-Typ "Volkswagen" mit PMA/TOOLS-Gel vergossen
Abbildung 8 - Sensor-Typ "Volkswagen" mit OEM-Gel vergossen
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Kontakt-Gel für Regen-/Licht-Sensor
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Abbildung 9 - Sensor-Typ "Renault" mit PMA/TOOLS-Gel vergossen
Abbildung 10 - Sensor-Typ "Renault" mit OEM-Gel vergossen
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Abbildung 11 - Proben im Temperaturschrank
Abbildung 12 - Proben im Klimaschrank
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Abbildung 13 - Proben in UV-Bestrahlungskammer
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zertifiziert nach DIN EN ISO 9001
Prüfbericht
KT-PB-A409433 Angebots-Lfd.Nr. A409433,
Der Prüfbericht umfasst 5 Blätter
Aufgabenstellung
Charakterisierung eines 2-Komponenten-Silikonharzes
Auftraggeber
Autoglas-Zubehör AG
Auftrags-/Angebots-Nr.
A409433 - JK
Prüflabor
Fraunhofer - Institut für Fertigungstechnik und Angewandte
Materialforschung (IFAM)
Bereich Klebtechnik und Polymere
Wiener Straße 12
D – 28359 Bremen
Tel. +49 (0) 4 21 / 22 46 – 446
Fax. +49 (0) 4 21 / 22 46 – 430
[email protected]
Prüfgegenstand
SensorTack Komponenten A und B
Regen-/Lichtsensor mit Silikonmasse
Hinweise
Das Prüfergebnis bezieht sich ausschließlich auf die genannten
Prüfgegenstände.
Ohne schriftliche Genehmigung des Prüflabors darf dieser Prüfbericht
nicht auszugsweise vervielfältigt werden.
Soll vom Auftraggeber auf die Inanspruchnahme des Prüflabors
hingewiesen werden, muss die vollständige Anschrift des Prüflabors
angegeben werden.
Eingangsdatum
38 KW 2009
Prüfdatum
38 – 40 KW
Ausstellungsdatum
Bremen, 01.10.2009
Unterschrift
Prüfbericht KT-PB-A409433 Angebots-Lfd.Nr.A409433, Seite 1 von 5
Untersuchte Proben
Vom Auftraggeber wurden uns folgende Proben zur Verfügung gestellt:
Sensor Tack Komponente A und B
Regen-/Lichtsensor Renault Megane/Nissan Micra K12 (hier war
Prüfgegenstand)
die
Silikonmasse
Durchgeführte Untersuchungen
1. Bestimmung von Kenndaten der unausgehärteten Komponenten des SensorTack
1.1 Aussehen
Beide Komponenten (SensorTack Komponenten A und B) sind transparent und farblos.
1.2 Bestimmung der Viskosität
Die Messungen wurden am Rheolyst AR 1000 der Firma TA Instruments mit einer Kegel-PlatteMessgeometrie (Durchmesser 40 mm) bei 23 °C durchgeführt.
Messprogramm:
1. Schritt: 0 1/s bis 150 1/s innerhalb von 15 min
2. Schritt: 2 min 150 1/s
3. Schritt: 150 1/s bis 0 1/s innerhalb von 15 min
Ergebnis:
Das Messergebnis ist im Anhang dokumentiert. Beide Komponenten zeigen ein newtonsches
Fließverhalten.
Komponente A: 1,06 Pas
Komponente B: 1,26 Pas
1.3 Bestimmung der Dichte
Die Dichte beider Komponenten wurde mittels eines Pyknometers bei 23 °C bestimmt.
Ergebnis:
Komponente A: 0,9656 g/cm³
Komponente B: 0,9665 g/cm³
1.4 Bestimmung des Brechungsindex
Der Brechungsindex beider Komponenten wurde mit Hilfe eines Abbe-Refraktometers (589 nm)
bei 23 °C bestimmt.
Ergebnis:
Komponente A: 1,4036
Komponente B: 1,4036
Prüfbericht KT-PB-A409433 Angebots-Lfd.Nr. A409433, Blatt 2 von 5
2. Bestimmung von Kenndaten des ausgehärteten Harzes SensorTack
Die Komponenten wurden nach Angaben des Herstellers ausgehärtet (Mischungsverhältnis 1:1,
Härtung bei RT)
2.1 Aussehen
Das ausgehärtete Harz SensorTack ist farblos und transparent.
2.2 Bestimmung des Brechungsindex
Die ellipsometrischen Messungen wurden mit einem winkelvariierenden spektral auflösenden
Ellipsometer VASE durchgeführt. Gemessen wurde in einem Wellenlängenbereich von 400 nm
bis 900 nm mit einer Auflösung von 25 nm bei einer Temperatur von 20 °C. Die Einfallswinkel
betrugen 55° und 65°.
Ergebnis:
Das Ergebnis ist im Anhang dokumentiert. Der Brechungsindex bei 600 nm beträgt 1.4278.
2.3 Bestimmung der Transmission
Die Transmission im Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm mit dem Gerät SPECORD 200 der
Firma analytikJena in einer Schichtdicke von 10 mm gemessen.
Ergebnis:
Das Ergebnis ist im Anhang dokumentiert. Die Transmission ist im Wellenlängenbereich von 400
bis 700 nm größer 93 %.
3. Bestimmung von Kenndaten der Silikonmasse auf dem Regen-/Lichtsensor Renault
Megane/Nissan Micra K12
3.1
Bestimmung des Brechungsindex
Die ellipsometrischen Messungen wurden mit einem winkelvariierenden spektral auflösenden
Ellipsometer VASE durchgeführt. Gemessen wurde in einem Wellenlängenbereich von 400 nm
bis 900 nm mit einer Auflösung von 25 nm bei einer Temperatur von 20 °C. Die Einfallswinkel
betrugen 55° und 65°.
Ergebnis:
Das Ergebnis ist im Anhang dokumentiert. Der Brechungsindex bei 600 nm beträgt 1.4268.
3.2 Bestimmung der Transmission
Die Transmission im Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm mit dem Gerät SPECORD 200 der
Firma analytikJena in einer Schichtdicke von 2 mm gemessen.
Ergebnis:
Das Ergebnis ist im Anhang dokumentiert. Die Transmission ist im Wellenlängenbereich von 400
bis 700 nm größer 99 %.
Zusammenfassung
SensorTack Komponenten A
farblos, transparent
SensorTack Komponente B
farblos, transparent
Viskosität (23 °C) [Pas]
Dichte (23 °C) [g/cm³]
1,06
0,9656
1,26
0,9665
Brechungsindex nD (23 °C)
1,4036
1,4036
Aussehen
Tabelle 1
Kenndaten SensorTack flüssig
Prüfbericht KT-PB-A409433 Angebots-Lfd.Nr. A409433, Blatt 3 von 5
SensorTack fest
Aussehen
Silikonmasse
des
Regen-/Lichtsensor
Megane/Nissan Micra K12
Renault
farblos, transparent
Brechungsindex
(20 °C, 600 nm)
Transmission
(400 – 700 nm)
1.4278
1.4268
> 93 % (10 mm)
> 99 % (2 mm)
Tabelle 2
Kenndaten SensorTack fest und Silikonmasse des Regen-/Lichtsensors Renault
Megane/Nissan Micra K12
Anlage:
I) Viskosität
5,000
4,500
4,000
viscosity (Pa.s)
3,500
Sensortack1 Komponente A
Sensortack1 Komponente B
3,000
2,500
2,000
1,500
1,000
0,5000
0
0
Abbildung 1
25,00
50,00
75,00
shear rate (1/s)
100,0
125,0
Viskosität in Abhängigkeit von der Schergeschwindigkeit
Prüfbericht KT-PB-A409433 Angebots-Lfd.Nr. A409433, Blatt 4 von 5
150,0
II) Brechungsindex
1,47
SensorTack
Regen-/Lichtsensor
Brechungsindex
1,46
1,45
1,44
1,43
1,42
1,41
1,40
400
500
600
700
800
900
Wellenlänge [nm]
Abbildung 2
Brechungsindex in Abhängigkeit von der Wellenlänge
III) Transmission
Transmission (%)
100
80
SensorTack 10 mm
60
Regen-/Lichtsensor 2 mm
40
20
0
400
450
500
550
600
650
700
Wellenlänge in nm
Abbildung 3
Transmission in Abhängigkeit von der Wellenlänge
Prüfbericht KT-PB-A409433 Angebots-Lfd.Nr. A409433, Blatt 5 von 5
zertifiziert nach DIN EN ISO 9001
Prüfbericht
KT-PB-A 401 453
Der Prüfbericht umfasst 3 Blätter
Aufgabenstellung
Vergleichende Untersuchungen Silikonmasse
Auftraggeber
TÜV Rheinland Service
Auftrags-/Angebots-Nr.
A 410 453 - JK
Prüflabor
Fraunhofer - Institut für Fertigungstechnik und Angewandte
Materialforschung (IFAM)
Bereich Klebtechnik und Polymere
Wiener Straße 12
D – 28359 Bremen
Tel. +49 (0) 4 21 / 22 46 – 446
Fax. +49 (0) 4 21 / 22 46 – 430
[email protected]
Prüfgegenstand
Regen-/Lichtsensoren mit Silikonmasse
Hinweise
Das Prüfergebnis bezieht sich ausschließlich auf die genannten
Prüfgegenstände.
Ohne schriftliche Genehmigung des Prüflabors darf dieser Prüfbericht
nicht auszugsweise vervielfältigt werden.
Soll vom Auftraggeber auf die Inanspruchnahme des Prüflabors
hingewiesen werden, muss die vollständige Anschrift des Prüflabors
angegeben werden.
Eingangsdatum
34 KW 2010
Prüfdatum
35. KW 2010
Ausstellungsdatum
Bremen, 24.09.2010
Unterschrift
Prüfbericht KT-PB-A410 453, Seite 1 von 4
Untersuchte Proben
Vom Auftraggeber wurden 6 Prüfscheiben, auf die jeweils 2 Regensensoren montiert waren,
zur Verfügung gestellt. Die Regensensoren wurden demontiert und die Silikonmasse des
Regensensors wurde entnommen.
Bestimmung der Transmission der Silikomasse
Die Transmission im Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm wurde mit dem Gerät SPECORD
200 der Firma analytikJena über die gesamte Schichtdicke der Probe gemessen.
Das Ergebnis ist im Abbildung 1 dokumentiert. Die Daten wurden als Exel-Datei dem
Auftraggeber zur Verfügung gestellt.
Prüfbericht KT-PB-A410 453, Blatt 2 von 3
100
OE 1
OE 2
OE 3
OE 4
OE 5
OE 6
PMA 1
PMA 2
PMA 3
PMA 4
PMA 5
PMA 6
90
80
Transmission [%]
70
60
50
40
30
20
10
0
400
450
500
550
600
Wellenlänge [nm]
Abbildung 1
Transmission in Abhängigkeit von der Wellenlänge
Prüfbericht KT-PB-A410 453, Blatt 3 von 3
650
700