Aufgrund der vorliegenden Ergebnisse ist eine Bewertung der Eignung der Isolierwerkstoffe für das Hochvolt-Bordnetz eines Fahrzeugs möglich. Alle untersuchten Werkstoffe zeigten in Folge der verschiedenen Belastungen Veränderungen der elektrischen und mechanischen Eigenschaften. Entscheidend für eine Bewertung ist jedoch die Ursache der Veränderung, das heißt, der der Alterung zu Grunde liegende Mechanismus. So ist eine Abweichung eines elektrischen Parameters aufgrund von Kristallisationsvorgängen im Werkstoff vollständig anders zu bewerten als eine durch thermisch-oxidativen Abbau hervorgerufene Veränderung. Diese Unterscheidung ist allein durch die Betrachtung von Werkstoffparametern nicht möglich, erst der Einsatz der Methoden der thermischen und chemischen Analyse in dieser Arbeit erlaubt eine sinnvolle Klassifizierung. Die vernetzten Polyolefine zeigten in Folge der thermischen Belastung deutliche Schädigungen. Thermisch induzierte Kettenbrüche mit Abspaltungen sowie Stabilisatorabbau konnten an Proben nach thermischer Belastung (240h 200°C, 6h 225°C) nachgewiesen werden. Der Bezeichnung nach gleiche Werkstoffe von unterschiedlichen Herstellern zeigten nicht immer übereinstimmende Alterungsmechanismen. Das weniger thermisch stabilisierte PO-X B zeigte nach Ofenalterung in der differenzkalorimetrischen Untersuchung thermisch induzierte Vernetzungen, die an PO-X A nicht nachgewiesen werden konnten. Beide untersuchten Polyolefine zeigten Veränderungen der elektrischen Eigenschaften in Folge der Lagerung in Kraftstoffen. Eine Auswaschung von Stabilisatoren konnte anhand des starken Rückgangs in der Oxidationsinduktionszeit nachgewiesen werden. Prinzipiell ist der Werkstoff geeignet, um Leitungsisolierungen in thermisch weniger belasteten Bereichen eines Fahrzeuges zu bilden. Im direkten Vergleich mit den anderen Werkstoffen zeigten die vernetzten Polyolefine jedoch die stärksten Veränderungen in Folge der Belastung. Wesentlicher Vorteil des Werkstoffes und damit die Rechtfertigung eines Einsatzes sind die niedrigen Materialkosten. Die betrachteten Silikon-Elastomere zeigten nach thermischer Belastung nur geringe Veränderungen der elektrischen Eigenschaften. Die Ausgasung von niedermolekularen Stoffen bei erhöhter Temperatur konnte nachgewiesen werden. In Folge der Lagerung in Kraftstoffen zeigten die Silikon-Elastomere eine deutliche Quellung, weit über dem nach [ISO 6722] zulässigen Grenzwert von 15%, mit einhergehender Veränderung der dielektrischen Eigenschaften der Werkstoffe. Mittels thermischer Analyse und Infrarot-Spektroskopie konnte gezeigt werden, dass chemische Reaktionen zwischen dem Polymer und den Fluiden stattfinden, welche für die irreversible Werkstoffschädigung verantwortlich sind. Silikon-Elastomere sind aktuell der Werkstoff der Wahl zur Isolierung von thermisch hoch belasteten Leitungen im Kraftfahrzeug, trotz der Problematik der Unverträglichkeit mit Kraftstoffen. Auch weitere Aspekte wie die mechanische Anfälligkeit und der relativ hohe Preis des Werkstoffes sprechen gegen eine langfristige Festlegung auf Silikon-Elastomere als Isolierwerkstoff für Hochvolt-Bordnetze in Fahrzeugen. Die Fluorpolymere zeigten nur in Ausnahmefällen Veränderungen der elektrischen Eigenschaften. Ein Rückgang im spezifischen Durchgangswiderstand konnte mittels Betrachtung der Schmelzenthalpie in einer differenzkalorimetrischen Untersuchung auf eine Veränderung im Kristallisationsgrad zurückgeführt werden. Dieser reversible Alterungsvorgang ist vergleichsweise unkritisch und schränkt die Einsatzfähigkeit des Werkstoffes kaum ein. In Folge der Lagerung in Mineralölen konnte keine Veränderung von elektrischen Eigenschaften festgestellt werden. Mittels der Untersuchung der Oxidationsinduktionszeit konnte jedoch eine Auswaschung eines benzinlöslichen Stabilisators nachgewiesen werden, mit entsprechenden Folgen für die thermische Langzeitbeständigkeit des Werkstoffes. Die Fluorpolymere zeigten sich unter den gegebenen Belastungen deutlich weniger anfällig als die Vergleichswerkstoffe. Aus technischer Sicht ist der Einsatz dieser Werkstoffe zur Leitungsisolierung unbedingt sinnvoll. Die hohen Materialkosten sprechen derzeit noch gegen einen flächendeckenden Einsatz der Werkstoffe im Automobil. Dennoch wurden in jüngster Vergangenheit von immer mehr Herstellern Bordnetze mit ETFE- und PTFE-isolierten Leitungen vorgestellt. Mit zunehmender Verbreitung dürften die Materialkosten sinken, so dass langfristig dem Einsatz von Fluorpolymeren sowohl aus technischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht nichts entgegen spricht.


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    Stromrichtergespeiste Bordnetze auf Fahrzeugen des ÖPNV

    Verband Deutscher Verkehrsunternehmen, Schienenfahrzeugausschuß | SLUB | 1992


    Stromrichtergespeiste Bordnetze auf Fahrzeugen des ÖPNV

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    Burger, Hans-Jürgen | SLUB | 1984


    Steuerungsmöglichkeiten im Antrieb von Fahrzeugen

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    Steuerungsmoeglichkeiten im Antrieb von Fahrzeugen

    Burger,H.J. | Automotive engineering | 1984