GMW 14146 Nahtbruchfestigkeit

Die von General Motors Worldwide (GMW) entwickelte Norm „GMW 14146 Nahtbruchfestigkeit“ umfasst ein Prüfverfahren für Automobilmaterialien zur Bewertung der Reiß- und Zugfestigkeit von Textil- und Lederpolsterstoffen an Naht- oder Einstichstellen. Diese Norm ist insbesondere für Autositze, Innenausstattungen, Polster und andere Bauteile relevant, bei denen die Festigkeit der Nahtverbindung entscheidend ist.

Der Hauptzweck der Norm GMW 14146 besteht darin, die Kraft zu ermitteln, die zum Herausziehen von Fäden oder Fasern aus einem Polstermaterial erforderlich ist. Im Fahrzeuginnenraum sind Nähte wiederholten mechanischen Belastungen ausgesetzt. Fahrzeuginsassen sitzen und bewegen sich auf den Sitzen, Polsterpaneele werden während der Fahrt bewegt, und Materialien können Dehnung, Biegung und punktueller Belastung ausgesetzt sein. Die allgemeine Zugfestigkeit eines Materials mag ausreichend sein, es kann aber dennoch an der Naht oder an der Durchstoßstelle brechen. Daher konzentriert sich die Norm GMW 14146 anstelle der Messung der Zugfestigkeit des Materials speziell auf die Nahtbruchfestigkeit. Das Testergebnis basiert auf der maximalen Kraft, die während des Zugvorgangs erreicht wird.

Die Norm GMW 14146 gilt für Automobiltextilien, Leder, Filz und andere Polstermaterialien, bei denen die Reißfestigkeit an Nähten und die Beständigkeit gegen Durchdringung von Bedeutung sind. Typische Anwendungsbereiche sind:

• Sitzpolsterung
• Deckenstoffe
• Türverkleidungstextilien
• Stoffbezüge für den Innenraum
• Filzmaterialien
• Lederpolsterung
• Dekorative und funktionelle Bodenbeläge.
• Andere genähte Automobilinnenausstattungsmaterialien

Dieser Standard unterscheidet zwischen traditionellen textilen Werkstoffen und Leder, da sich deren Strukturen und Versagensmechanismen unterscheiden können.

Eine der Hauptmerkmale der Norm GMW 14146 ist, dass sie zwei verschiedene Verfahren umfasst:

• Verfahren A: Nahtbruchprüfung: Bei diesem Verfahren wird mit einer Nadel ein Stich durchgeführt, um die Reißfestigkeit des Materials zu prüfen. Dieses Verfahren ist für alle Materialien außer Leder anwendbar. Das allgemeine Prinzip ist wie folgt:
  • Aus dem Material wird eine Testprobe hergestellt.
  • Eine Nadel dringt in das Material ein.
  • Die Nadel wird aus der Probe entfernt.
  • Das Material widersteht Bewegungen dank seiner Fasern und Struktur.
  • Die benötigte Kraft steigt mit zunehmendem Widerstand des Materials gegen die Nadel.
  • Die maximale Kraft wird aufgezeichnet.

Die maximal ermittelte Kraft stellt den Widerstand des Materials gegen die Art von lokaler Beschädigung dar, die mit dem Durchdringen der Naht einhergeht.

• Verfahren B – Nahtversagen: Bei diesem Verfahren wird anstelle einer Nadel ein gerader Dorn verwendet. Es ist speziell für Leder vorgesehen. Leder weist eine andere Faserstruktur als gewebte oder nicht gewebte Textilien auf. Daher wurde die Testanordnung angepasst, um eine aussagekräftige Messung der Widerstandsfähigkeit gegen lokales Nahtversagen zu ermöglichen. Der gerade Dorn wird durch die Probe geführt und die maximal erforderliche Kraft gemessen.

Eine höhere maximale Festigkeit, die in den Tests erzielt wird, deutet auf eine höhere Bruchfestigkeit der Schweißnaht hin. Eine geringere maximale Festigkeit bedeutet eine größere Anfälligkeit für lokale Brüche. Daher bietet der Test eine quantitative Möglichkeit, verschiedene Werkstoffe, Strukturen, Oberflächenbehandlungen und Produktionschargen zu vergleichen.

Es ist wichtig zu verstehen, dass das Ergebnis nicht einfach ein Maß für die allgemeine Festigkeit des Gewebes darstellt. Es bewertet vielmehr einen lokalisierten Versagensmechanismus.

Nähte gehören zu den gängigsten Verbindungsstellen von Polstermaterialien in Fahrzeugen. Ein Material kann bei normaler Prüfung robust erscheinen, aber bei konzentrierter Krafteinwirkung auf eine Naht versagen. Eine geringe Zugfestigkeit der Nähte kann folgende Folgen haben:

• Vergrößerung der Nahtlöcher
• Fäden aus dem Stoff ziehen
• Nahttrennung
• Lokaler Riss
• Bodenschäden
• Sehverlust
• Vorzeitiger Ausfall interner Komponenten

Dieses Thema ist besonders wichtig für Sitzmöbelmaterialien, da Sitze wiederholter Belastung und Bewegung ausgesetzt sind.

Die Norm GMW 14146 hilft Herstellern dabei, Werkstoffe zu identifizieren, die diesen lokalen Kräften standhalten können, bevor sie in Produktionskomponenten integriert werden.

Die genauen Abmessungen der Probe, die Gerätekonfiguration, die Konditionierungsanforderungen, die Belastungsgeschwindigkeit und die Abnahmekriterien sind direkt der kontrollierten Norm GMW 14146 zu entnehmen. Das grundlegende Prüfprinzip ist jedoch wie folgt: Probenvorbereitung, Konditionierung, Einbringen des Dorns, kontrollierter Zugversuch, Kraftmessung, Bestimmung der maximalen Kraft und Auswertung gemäß den relevanten Anforderungen. Zur Durchführung der kontrollierten Bewegung und zur Aufzeichnung der resultierenden Kraft ist üblicherweise eine geeignete Zugprüfmaschine oder ein gleichwertiges Kraftmessgerät erforderlich. Da Variablen wie Belastungsgeschwindigkeit, Probenorientierung, Materialkonditionierung und Gerätegeometrie die gemessene Kraft beeinflussen können, muss der Versuch unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt werden.

Mehrere Eigenschaften können die Leistungsfähigkeit von Polstermaterialien für Kraftfahrzeuge beeinflussen, darunter:

• Materialstruktur: Gewebte, gestrickte, nicht gewebte, Filz- und Ledermaterialien können sich bei lokaler Durchdringung sehr unterschiedlich verhalten.
• Fasereigenschaften: Fasertyp, Festigkeit, Dehnung und Reibung zwischen den Fasern können beeinflussen, wie leicht eine Nadel oder ein Dorn durch das Material gleitet.
• Gewebedichte: Eine dichtere Struktur kann eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen lokales Schrumpfen bieten, aber der Zusammenhang ist nicht unbedingt linear.
• Beschichtungen und Laminierungen: Trägerbeschichtungen, Schäume, Klebstoffe und Laminierungen können das Reißverhalten erheblich verändern.
• Stichposition: Die Stichrichtung oder die Materialstruktur des Stoffes können das Ergebnis beeinflussen.
• Materialkonditionierung: Temperatur, Luftfeuchtigkeit und andere Konditionierungsfaktoren können das Verhalten von Textilien und Leder beeinflussen.
• Hautstruktur: Natürliche Variationen in der Hautstruktur, Faserorientierung, Dicke und Position können zu Abweichungen in den Testergebnissen beitragen.

Eine der wichtigsten Anwendungen von Nahtreißtests sind Autositze. Sitzbezüge weisen typischerweise Nähte auf, an denen zwei oder mehr Materialteile miteinander verbunden sind. Während der Fahrzeugnutzung wirken Kräfte durch diese Nähte und werden auf das umgebende Material übertragen. Ist das Material um die Naht herum schwach, kann es reißen, während der Faden selbst reißfest bleibt. Dies ist ein wichtiger Unterschied: Ein starker Faden garantiert nicht zwangsläufig eine reißfeste Naht. Das Material muss zudem in der Lage sein, die einwirkende Last ohne übermäßiges lokales Einreißen weiterzuleiten.

Der GMW-14146-Standard ist in verschiedenen Phasen der Automobilentwicklung nützlich:

• Materialentwicklung: Lieferanten können verschiedene Textil-, Leder-, Filz-, Beschichtungs- oder Strukturoptionen vergleichen.
• Konstruktionsvalidierung: Automobilingenieure können feststellen, ob ein ausgewähltes Material für eine Schweißanwendung geeignet ist.
• Lieferantenqualifizierung: Prüfungen können Teil eines Materialqualifizierungsprogramms sein.
• Qualitätskontrolle in der Produktion: Durch Tests lassen sich Unterschiede zwischen Produktionschargen erkennen.
• Fehleranalyse: Wenn Polster- oder Verkleidungsteile im Bereich einer Naht versagen, kann eine Nahtbruchprüfung helfen festzustellen, ob eine unzureichende Materialfestigkeit zu dem Versagen beigetragen hat.

Die Norm GMW 14146 ist wichtig, da sie einen spezifischen Versagensmodus behandelt, der durch herkömmliche Materialfestigkeitsprüfungen nicht ausreichend abgebildet werden kann. Weitere Gründe für die Bedeutung dieser Norm sind:

• Langlebigkeit: Gewährleistet, dass die Verkleidungsmaterialien resistent gegen lokale mechanische Beschädigungen sind.
• Optik: Verringert die Wahrscheinlichkeit sichtbarer Naht- und Polsterfehler.
• Materialangemessenheit: Ermöglicht einen quantitativen Vergleich zwischen den Kandidatenmaterialien.
• Produktionskonsistenz: Dies kann dazu beitragen, Abweichungen in der Materialleistung zwischen verschiedenen Chargen zu erkennen.
• Zuverlässigkeit im Automobilbereich: Unterstützt die Entwicklung von internen Komponenten, die den Belastungen im Betrieb standhalten können.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm GMW 14146 an.