Vielfältiges Aufgabenspektrum Alles dicht? Leckageprüfungen in der Automobilindustrie

Von A wie Airbag-Zündeinheit bis Z wie Zylinderkopf: In der Automobilindustrie müssen viele Komponenten auf Dichtheit geprüft werden. Welches Equipment ist das richtige – aus Technik- und aus Kostensicht?

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Pfeiffer Vacuum GmbH

Zielbranche Nummer Eins: Die Automobilindustrie

Für die Hersteller von Geräten und Anlagen für die Dichtheitsprüfung ist die Automobilindustrie die Zielbranche Nummer Eins. Denn zahlreiche Komponenten eines Kraftfahrzeugs müssen auf Dichtheit geprüft werden, und es werden ständig mehr. Die Ursachen hierfür lassen sich leicht identifizieren: in zusätzlichen Komponenten und Systemen (wie Abgasrückführung, Harnstoffeinspritzung, Luftfederung aktives Fahrwerk) und Technologien (Hybrid-/ Elektroantriebe) sowie in den steigenden Anforderungen an Umweltverträglichkeit und Sicherheit.

Unterschiedliche Anforderungen an Leckrate

Alle Automobilhersteller und der Großteil ihrer Zulieferer sehen sich also mit der Aufgabe konfrontiert, die funktionsgerechte Dichtheit der gefertigten Bauteile, Module und Systeme zu gewährleisten und für diese Aufgabe das passende Equipment anzuschaffen.

Bei der Auswahl des geeigneten Messgerätes ist zunächst die Frage der Größenordnung der Leckrate, d.h. der verwendeten Lecksuchmethode, zu beantworten. Hier ist das Spektrum sehr unterschiedlich (siehe Grafik *). Entsprechend vielfältig sind die eingesetzten Messverfahren. Ebenso wichtig ist die Frage, mit welcher Taktrate die Prüfungen stattfinden: als Einzelprüfung im Labor oder als End-of-Line-Prüfung in automatisierten Produktionslinien mit hohem Volumen?

Im Trend: Helium-Lecksuche

Von diesen beiden Faktoren (Leckrate und Taktrate) ausgehend, reicht das Spektrum der eingesetzten Verfahren von der Blasenprüfung im Wasserbad über diverse Testmethoden mit dem Prüfgas Luft, wie zum Beispiel Druckabfallmessung oder Micro Flow, bis zu hochempfindlichen und automatisierten High-Speed-Verfahren wie der Helium-Lecksuche.

Dabei geht der Trend eindeutig zur Dichtigkeitsprüfung mit Prüfgasen wie Helium oder Wasserstoff. Ein Grund hierfür ist, dass die Anforderungen an die Dichtheit in einzelnen Anwendungsbereichen (wie Einspritzsysteme und Kraftstoffbehälter) immer strenger werden und sich mit den vergleichsweise unempfindlicher arbeitenden Druckänderungsverfahren nicht mehr eindeutig nachweisen lassen.

Unter Kostendruck

Das heißt: Die Zulieferer müssen investieren und aufrüsten. Und wenn sie neue Technologien und Aufgabenfelder wie die Elektromobilität oder die Wasserstoffwirtschaft erschließen, benötigen sie ebenfalls neues Test-Equipment. Angesichts der Kostenzwänge, die in der Automobilindustrie herrschen, ist diese Entscheidung aber nicht leichtfertig getan. Neben exakten Prüfergebnissen und kurzen Prüfzeiten (bei der Inline- oder EoL-Prüfung), muss auch die Anforderung nach möglichst kostengünstigen Prüfungen erfüllt werden. Umso wichtiger ist deshalb die Auswahl des „richtigen“ Verfahrens, nicht nur aus technischer Sicht, sondern auch unter Kostenaspekten.

Alternative: Micro-Flow-Dichtheitsprüfung mit Luft

Die obenstehende Tabelle ist dabei hilfreich. Sie zeigt: Als mögliche Alternative, die ohne Prüfgase wie Helium auskommt, bietet sich die Micro-Flow-Technologie von Pfeiffer Vacuum an. Sie arbeitet mit Luft als Prüfmedium und eignet sich nicht für höchste, aber immerhin für hohe Anforderungen an die Genauigkeit und auch für die Detektion von kleineren Leckraten.

Im Klartext: Prüfgeräte, die nach dem Micro-Flow-Verfahren arbeiten, können eingesetzt werden, wenn Leckraten von bis zu 10^-4 mbar · l/s beziehungsweise 0,05 cm³/min ermittelt werden sollen. Das Verfahren ermöglicht eine schnelle, zuverlässige und reproduzierbare Dichtheitsprüfung. Gegenüber anderen Prüfmethoden mit Luft, wie zum Beispiel der Druckabfallmessung, zeichnet es sich u.a. durch eine reduzierte Temperaturempfindlichkeit aus.

Bei höheren Anforderungen bezüglich der Leckrate – wie bei der Dichtheitsprüfung von Kraftstofftanks oder Airbag-Anzündern – empfiehlt Pfeiffer Vacuum weiterhin die mit Prüfgas arbeitenden Messgeräte für die Lecksuche mit Helium oder Wasserstoff.

Fazit: Für jede Prüfung das richtige Verfahren

Der kurze Überblick zeigt: Pfeiffer Vacuum hat für jede der sehr unterschiedlichen Anforderungen, die in der Automobilindustrie an Dichtheitsprüfungen gestellt werden, das richtige Prüfgerät und die passende Lösung. Das gilt nicht nur für die Technik, sondern auch für die Kosten – einschließlich der Energie- und sonstigen Betriebskosten.

Das bedeutet auch: Wenn Zulieferer sich mit neuen Technologien beschäftigen – etwa mit der Entwicklung und Serienproduktion von Komponenten für die Elektromobilität, ob Batterie (Batterieträger, Kühlsysteme, Batteriemodule etc.) oder Brennstoffzelle (Brennstoffzellen, Wasserstoffverdichter etc.) –, haben sie in Pfeiffer Vacuum den richtigen, weil erfahrenen Partner für die Umsetzung der spezifischen Dichtheits-Anforderungen.

Das Komplettpaket: Prüfgeräte plus Peripherie

Das Prüfgerät selbst stellt das Herz der Dichtheitsprüfanlage dar. Aber die Anlage besteht auch aus diversen weiteren Bauteilen wie Vakuumpumpen, Totaldruckmessgeräten und Vakuumkomponenten, die alle zum Portfolio von Pfeiffer Vacuum gehören. Nach dem Motto des One-Stop-Shopping kann (und sollte) der Anwender daher alle aufeinander abgestimmten Komponenten aus einer Hand beziehen. Das bietet sich auch deshalb an, weil die Experten von Pfeiffer Vacuum geräteunabhängig beraten und im Vorfeld einer Investitionsentscheidung auf Wunsch anwendungsbezogene (d.h.: nicht gerätebezogene) Machbarkeitsstudien durchführen.

Hgg. von der Pfeiffer Vacuum GmbH, 2014

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