EnglishElektronische Steuergeräte, Kabelsätze, Sensorik, Leistungshalbleiter – im modernen Fahrzeug sind Hunderte von Komponenten dauerhaften Temperaturschwankungen ausgesetzt. Vom Kaltstart bei –30 °C bis zur Wärmeentwicklung unter Volllast bei Hochsommer: Das thermische Belastungsprofil eines Fahrzeugs ist anspruchsvoll. Temperaturwechseltests bilden diese Realität im Labor nach – und stellen damit hohe Anforderungen an das Prüfequipment. Welche Normen dabei gelten, was Klimaschränke leisten müssen und wann ein Wechselklimaschrank an seine Grenzen stößt, erläutert dieser Beitrag
Warum Temperaturwechseltests in der Automobilindustrie unverzichtbar sind
Warum Temperaturwechseltests in der Automobilindustrie Fahrzeugkomponenten müssen über ihre gesamte Lebensdauer zuverlässig funktionieren – unabhängig davon, ob das Fahrzeug in Skandinavien oder Nordafrika betrieben wird. Temperaturwechseltests dienen dazu, Schwachstellen in Bauteilen und Baugruppen frühzeitig zu identifizieren: Lötverbindungen, die unter wiederholter thermischer Ausdehnung ermüden, Gehäusedichtungen, die bei Temperaturschwankungen undicht werden, oder Materialverbunde, die unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten aufweisen und sich mit der Zeit ablösen.
Im Automotive-Bereich sind diese Tests kein freiwilliger Qualitätsnachweis, sondern Bestandteil der Entwicklungs- und Zulassungsanforderungen der Fahrzeughersteller. OEM-Lastenhefte enthalten konkrete Vorgaben zu Prüfbedingungen, Zyklenanzahl und Akzeptanzkriterien – und referenzieren dabei auf eine Reihe etablierter Normen.
Relevante Normen: IEC 60068-2-14, LV 124, AEC-Q100 und weitere
Die Normlandschaft für Temperaturwechseltests im Automotive-Bereich ist nicht einheitlich. Je nach Bauteiltyp, Hersteller und Einsatzgebiet kommen unterschiedliche Standards zur Anwendung:
| Norm | Anwendungsbereich | Typischer Temp.-bereich | Branche |
| IEC 60068-2-14 | Temperaturwechsel, allgemein | –65 °C bis +200 °C | Elektronik, Allgemein |
| LV 124 | Elektrische Komponenten PKW | –40 °C bis +85/105 °C | Automotive OEM |
| LV 148 | Elektrische Komponenten Nfz | –40 °C bis +105 °C | Nutzfahrzeuge |
| AEC-Q100 | Halbleiter Automotive | –55 °C bis +150 °C | Halbleiter/Elektronik |
| ISO 16750-4 | Klimatische Belastungen Kfz | –40 °C bis +85 °C | Fahrzeugsysteme |
| MIL-STD-810 | Umwelttests Militär/Luft-/Raumfahrt | –57 °C bis +71 °C | Verteidigung, Aerospace |
In der Praxis sind es häufig OEM-spezifische Vorgaben, die den eigentlichen Prüfrahmen definieren – auf Basis einer oder mehrerer der oben genannten Normen, jedoch mit angepassten Parametern für Temperaturgrenzen, Wechselraten und Zyklenanzahl. Das Prüfgerät muss daher nicht nur normkonform sein, sondern auch ausreichend flexibel, um kundenspezifische Prüfprofile abzubilden.
Was muss ein Klimaschrank für Automotive-Tests leisten?
Nicht jeder Klimaschrank, der Temperaturwechsel erzeugen kann, ist für Automotive-Prüfungen geeignet. Die Anforderungen gehen weit über die bloße Temperaturspanne hinaus.
Temperaturgradient und Wechselgeschwindigkeit
Viele Automotive-Normen schreiben vor, mit welcher Geschwindigkeit die Temperatur zwischen den Extremwerten wechseln muss. LV 124 fordert beispielsweise Änderungsraten von bis zu 15 K/min – ein Wert, den günstige Standardgeräte nicht erreichen. Für solche Prüfprofile sind Wechselklimaschränke mit leistungsstarken Kälteaggregaten und optimierter Luftführung erforderlich.
Gleichzeitig muss die Temperaturverteilung im Prüfraum homogen sein. Ein Temperaturgradient von mehr als ±2 K innerhalb des Nutzraums kann dazu führen, dass verschiedene Prüfobjekte unterschiedlichen Bedingungen ausgesetzt sind – mit entsprechend eingeschränkter Vergleichbarkeit der Ergebnisse.
Feuchtesteuerung und Kondensationsschutz
Nicht alle Automotive-Tests erfordern eine gezielte Feuchtesteuerung – bei reinen Temperaturwechseltests steht die thermische Belastung im Vordergrund. Sobald jedoch kombinierte Klima-Korrosions-Tests oder feuchte Wärmezyklen nach ISO 16750-4 gefordert sind, muss der Klimaschrank auch Luftfeuchtigkeit präzise regeln können.
Ein kritischer Punkt ist die Kondensationsbildung beim Wechsel von tiefen auf hohe Temperaturen. Kondensation auf dem Prüfgut kann bei empfindlicher Elektronik zu Kurzschlüssen oder Messfehlern führen. Hochwertige Wechselklimaschränke verfügen über gezielte Luftführungskonzepte und programmierbare Kondensationsschutzphasen, die dieses Risiko minimieren.
Wechselklimaschrank vs. Walk-In-Chamber – wann welches System?
Für die meisten Bauteil- und Baugruppentests im Bereich Automotive reicht ein Standard-Wechselklimaschrank aus. Die Entscheidung für eine Walk-In-Chamber ist dann sinnvoll, wenn die Prüfobjekte die Maße eines Standardgeräts übersteigen oder wenn die Prüfmenge einen parallelen Betrieb mehrerer Einzelgeräte unwirtschaftlich macht.
| Kriterium | Wechselklimaschrank | Walk-In-Chamber |
| Prüfobjektgröße | Klein bis mittel (Bauteile, Steuergeräte) | Groß (Baugruppen, Systeme, Fahrzeugteile) |
| Gleichzeitige Probenanzahl | Einzelne bis wenige Einheiten | Viele Einheiten parallel |
| Beladung / Zugang | Durch Gerätetür | Begehbar, auch mit Handwagen/Hubwagen |
| Nutzvolumen | 60 – 1.020 Liter | Individuell, mehrere Kubikmeter |
| Temperaturgradient | Sehr gering durch kompakte Bauform | Durch starke Luftführung kompensiert |
| Typische Anwendung | F&E, Bauteilprüfung, Labortest | Serienprüfung, Systemintegration, EMV-Kombination |
Kriterien für die Entscheidung
Die Entscheidung zwischen Wechselklimaschrank und Walk-In-Chamber lässt sich anhand von drei Leitfragen strukturieren:
- Prüfobjektgröße:: Passt das Prüfobjekt inklusive Kabelführung und Messaufbau in einen Standard-Klimaschrank? Komplette Steuergeräte-Boxen, Türmodule oder Achskomponenten überschreiten häufig das nutzbare Volumen.
- Probendurchsatz:: Müssen viele gleichartige Bauteile parallel unter identischen Bedingungen geprüft werden – etwa in der Serienqualitätssicherung? Dann rechnet sich eine Walk-In-Chamber durch den reduzierten Geräte- und Stellflächenbedarf.
- Infrastruktur und Installationsaufwand:: Walk-In-Chambers erfordern eine eigene Planung hinsichtlich Raumgröße, Versorgungsanschlüsse und Bodenbelastung. Der Aufwand ist höher als bei einem Schrank-Gerät, amortisiert sich aber bei regelmäßigem Großvolumeneinsatz schnell.
Praxisbeispiele: Bauteile und Baugruppen im Test
Um die Unterschiede zu verdeutlichen, hier typische Prüfszenarien aus dem Automotive-Umfeld und das jeweils geeignete System:
- Steuergeräte (ECU, TCU, BCM):: Einzelne Einheiten oder kleine Serien, Temperaturwechsel nach LV 124 oder IEC 60068. Standardfall für Wechselklimaschränke mit 100–500 Litern Nutzvolumen.
- Leistungselektronik (Inverter, DC/DC-Wandler):: Größere Bauteile, oft kombiniert mit elektrischer Last (Power-on-Testing). Wechselklimaschrank mit Kabeldurchführungen und externer Lasteinheit.
- Kabelsätze und Steckverbinder:: Lange, sperrige Prüfobjekte, die in einem Standardschrank nicht gerade liegen können. Häufig Kandidaten für die Walk-In-Chamber.
- Komplettaggregate (Getriebe, E-Achsen, Batteriemodule):: Hohes Gewicht und großes Volumen. Hier ist eine begehbare Lösung mit entsprechend dimensionierter Bodenauflage und Zufahrtsmöglichkeit die einzig praktikable Option.
- Serienprüfung Sensorik:: Viele gleichartige Bauteile parallel, z. B. 50–200 Einheiten. Walk-In-Chamber mit Regalsystem ermöglicht normgerechten Test in einem einzigen Prüflauf.
Prüfanforderungen kennen – Gerät gezielt auswählen
Temperaturwechseltests in der Automobilindustrie sind technisch anspruchsvoll und normativ klar geregelt. Wer die geltenden Normen kennt und die Prüfobjekte sowie den Probendurchsatz realistisch einschätzt, kann die Geräteauswahl systematisch treffen – ohne überdimensionierte Investitionen oder spätere Engpässe in der Prüfkapazität.
Wechselklimaschränke sind die richtige Wahl für die große Mehrheit der Bauteil- und Baugruppentests. Walk-In-Chambers kommen ins Spiel, sobald Volumen, Gewicht oder Probenmenge den Rahmen eines Standardgeräts sprengen. In beiden Fällen gilt: Die technischen Kerndaten – Wechselrate, Temperaturgradient, Feuchtesteuerung, Schnittstellen – müssen explizit gegen das Anforderungsprofil der Zielprüfung abgeglichen werden.
Bei Schröder Industrieöfen beraten wir Sie gerne bei der Auswahl des passenden Systems auf Basis Ihrer Prüfnormen, Prüfobjekte und Kapazitätsanforderungen.
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