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Auf der Suche nach der undichten Stelle

Helium-Dichtheitsprüfung macht Leckagen qualifizierbar
Auf der Suche nach der undichten Stelle

Integrale Prüfung von vormontierten Zylinderköpfen in der Vakuumkammer
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Dichtheitsprüfungen und Leckortungen mit dem Edelgas Helium haben sich bei vielen Automobilherstellern etabliert. Die Konzeption solcher Prüfeinrichtungen ist stark applikationsabhängig und erfordert vor allem beim Abdichten der Prüflinge und Prüfkammern großes Know-how.

Neben Dichtheitsprüfungen mit Luft über Druckabfall oder im Wasserbad werden immer häufiger Prüfmethoden mit dem Edelgas He- lium oder teilweise auch mit Wasserstoff eingesetzt. Solche Verfahren haben den Vorteil, dass sie automatisierbar sind und im Vergleich zum Wasserbad keine nassen Bauteile hinterlassen. Außerdem bieten sie eine wesentlich höhere Empfindlichkeit, mit der sich selbst kleinste Lecks aufspüren lassen. Während Wasserstoff in einem nicht explosiven Gemisch mit Stickstoff eingesetzt wird und dadurch relativ lange Detektionszeiten entstehen, bietet das ungiftige und nicht brennbare Helium (He) mit einem ausreichend geringen Atomradius von 128 pm die Möglichkeit, hohe Konzentrationen in den Prüfling einzuführen und schnell Ergebnisse zu erzielen. Typische Prüflinge sind Common-Rail-Dieseleinspritzsysteme, Öl- und Kühlkreisläufe an Zylinderblöcken und Zylinderköpfen, Getriebe-, Differenzial-, Kurbelwellen-, Nockenwellen- oder Lenkgetriebegehäuse sowie andere Komponenten mit hohen Anforderungen in Bezug auf ihre Dichtheit.

Mit der Tochterfirma MG SpA aus Italien und der dazu gehörenden Firma Trace aus Frankreich verfügt Marposs über 25 Jahre Erfahrung auf dem Sektor der Helium-Dichtheitsprüfung. Die vollautomatischen kundenspezifischen Helium-Dichtheitsprüf- und -Lecktest-Anlagen dienen zur integralen Dichtheitsprüfung sowie zur Leckortung in der Fertigung. Sie erlauben die Qualifizierbarkeit von Leckagen und gewährleisten höchstmögliche Wiederholbarkeit der Messungen. Integriert im Fertigungsprozess lassen sich Produktions- und Montagefehler frühzeitig erkennen.
Intergrale Prüfung und Schnüffeltests
Leckortungen bzw. Dichtheitsprüfungen mit Helium werden je nach Anforderung in zwei unterschiedlichen Verfahren, in der Vakuumkammer oder als so genannte Schnüffeltests realisiert. Dabei sind jeweils Grenzleckraten von bis zu 5 x 10–4 cm3/s detektierbar. Die Anlagen sind flexibel, vollautomatisch und für Prüfdrücke von 5 bis 20 bar ausgelegt. Beim Verfahren mit Vakuumkammer spricht der Hersteller von integraler Prüfung. Sie eignet sich besonders für kleinere Bauteile und wird dort eingesetzt, wo an komplexen oder bereits vormontierten Werkstücken einzelne mögliche Leckagezonen mit einem Schnüffelfinger nicht oder nur unzureichend erreichbar sind. Schnüffeltests hingegen erlauben eine gezielte Ortung von Leckagen mit höchster Empfindlichkeit. Hierzu werden die Schnüffelsonden mit einem Roboter-Handling gezielt an die verschiedenen Prüfpunkte zugestellt. Alternativ zum herkömmlichen Schnüffelfinger hat Marposs eine Schnüffelkappe entwickelt, die sich über die Verschraubungen stülpen lässt und somit mögliche He-Verwehungen durch Zugluft verhindert. Außerdem muss sie nicht wie ein Finger um die Verschraubung herum geführt werden, was den Prüfprozess nicht nur genauer macht, sondern auch erheblich beschleunigt.
Optimale Abdichtung erforderlich
Um noch geringste Grenzleckraten detektieren zu können, ist es nötig, dass die Prüfkreisläufe in den Prüflingen optimal abgedichtet sind. Hier entscheiden die verwendeten Komponenten und Materialien ebenso wie die Art des Testaufbaus. Bei Trace sind im Laufe der Jahre patentierte Lösungen entstanden, die zum Erfolg bei der Realisierung kundenspezifischer Anlagen maßgeblich beitragen. Mittels Vorversuchen erfolgt immer eine Leistungsanalyse, in der u. a. Leckraten simuliert, zulässige Sensorabstände und Prüfgeschwindigkeiten ermittelt sowie minimale Taktfrequenzen ausgelotet werden. Mit umfangreichem Anwendungs-Know-how gelingt es, anspruchsvollste Aufgaben, wie die Leckortung an Common-Rail-Dieseleinspritzsystemen, zu lösen. Zur verfahrenstechnischen Seite gehört ein jeweils wirtschaftliches Anlagenkonzept zur Realisierung vorgegebener Zykluszeiten.
Mit den vorgestellten Dichtheitsprüfungen und Leckortungen lassen sich nicht nur Poren oder Risse im Werkstück erkennen, sondern auch Bearbeitungsfehler oder falsche Montage von Komponenten sowie defekte Dichtungen.
Marposs GmbH; Telefon: 07151/20540; E-Mail: marposs-mkt@de.marposs.com
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