HeMaTech Prüftechnik GmbH & Co. KG
Dichtheitsprüfverfahren
Alles zu Dichtheitsprüfung
Grundlagen, Methoden und Anwendungen der Dichtheitsprüfung
In der metall- und kunststoffverarbeitenden Industrie gehört die Dichtheitsprüfung zu den wichtigsten Maßnahmen der Qualitätssicherung. Zahlreiche Bauteile müssen zuverlässig verhindern, dass Medien wie Luft, Wasser oder Öl unkontrolliert eintreten oder sich vermischen. Bereits kleinste Leckagen können die Funktion eines Bauteils beeinträchtigen und später zu Reklamationen oder Ausfällen führen.
Um die Dichtheit hergestellter Werkstücke zuverlässig zu überprüfen, kommen unterschiedliche Dichtheitsprüfverfahren und entsprechende Dichtheitsprüfgeräte zum Einsatz. Welches Verfahren verwendet wird, hängt unter anderem von der Konstruktion des Werkstücks, der zulässigen Leckage, der geforderten Messgenauigkeit sowie den wirtschaftlichen Anforderungen an den Prüfprozess ab.
Um die Dichtheit hergestellter Werkstücke zuverlässig zu überprüfen, kommen unterschiedliche Dichtheitsprüfverfahren und entsprechende Dichtheitsprüfgeräte zum Einsatz. Welches Verfahren verwendet wird, hängt unter anderem von der Konstruktion des Werkstücks, der zulässigen Leckage, der geforderten Messgenauigkeit sowie den wirtschaftlichen Anforderungen an den Prüfprozess ab.
Im Folgenden erhalten Sie einen Überblick über die Grundlagen der Dichtheitsprüfung sowie die verschiedenen Verfahren, die heute in der industriellen Fertigung eingesetzt werden.
Im Laufe der Jahre wurden für unterschiedliche Anwendungsfälle verschiedene Dichtheitsprüfverfahren entwickelt. Die Bandbreite reicht von einfachen Prüfungen im wassergefüllten Tauchbecken bis hin zur hochpräzisen Massenspektrometrie, mit der sich Leckagen in der Größenordnung von 10⁻⁶ cm³ Gas/min nachweisen lassen.
Die Wahl des geeigneten Dichtheitsprüfverfahrens richtet sich dabei insbesondere nach:
Die Wahl des geeigneten Dichtheitsprüfverfahrens richtet sich dabei insbesondere nach:
Leckagen sicher erkennen
Was ist ein Dichtheitsprüfverfahren?
Ein Dichtheitsprüfverfahren dient der Qualitätskontrolle von Bauteilen hinsichtlich ihrer Dichtheit.
Besonders in der metall- und kunststoffverarbeitenden Industrie müssen zahlreiche Hohlkörper zuverlässig ihre Funktion der Medientrennung erfüllen.
Dazu gehören unter anderem:
Besonders in der metall- und kunststoffverarbeitenden Industrie müssen zahlreiche Hohlkörper zuverlässig ihre Funktion der Medientrennung erfüllen.
Dazu gehören unter anderem:
Diese Bauteile müssen verhindern, dass Medien wie Luft, Wasser oder Öl unkontrolliert eintreten oder zwischen verschiedenen Bereichen übertragen werden. Bereits kleinste Undichtigkeiten können die Funktion des Bauteils beeinträchtigen und die Produktqualität erheblich beeinflussen.
Noch weitere Fragen dazu?Qualität dauerhaft absichern
Warum ist die Dichtheitsprüfung so wichtig?
Die Dichtheitsprüfung ist ein wesentlicher Bestandteil der industriellen Qualitätssicherung. Sie stellt sicher, dass gefertigte Bauteile ihre vorgesehene Funktion dauerhaft erfüllen und den geforderten Qualitätsstandards entsprechen.
Gerade in der Serienfertigung müssen Prüfverfahren nicht nur präzise arbeiten, sondern sich auch wirtschaftlich in bestehende Produktionsprozesse integrieren lassen. Ziel ist es, fehlerhafte Bauteile frühzeitig zu erkennen und gleichzeitig unnötige Nacharbeiten an einwandfreien Werkstücken zu vermeiden.
Je nach Branche und Anwendung unterscheiden sich die Anforderungen an die Dichtheitsprüfung erheblich. Deshalb kommen unterschiedliche Prüfverfahren zum Einsatz, die jeweils auf den Anwendungsfall abgestimmt werden.
Gerade in der Serienfertigung müssen Prüfverfahren nicht nur präzise arbeiten, sondern sich auch wirtschaftlich in bestehende Produktionsprozesse integrieren lassen. Ziel ist es, fehlerhafte Bauteile frühzeitig zu erkennen und gleichzeitig unnötige Nacharbeiten an einwandfreien Werkstücken zu vermeiden.
Je nach Branche und Anwendung unterscheiden sich die Anforderungen an die Dichtheitsprüfung erheblich. Deshalb kommen unterschiedliche Prüfverfahren zum Einsatz, die jeweils auf den Anwendungsfall abgestimmt werden.
Wichtige technische Zusammenhänge
Grundlagen der Dichtheitsprüfung
Für die automatische Dichtheitsprüfung von Serienteilen – insbesondere in der Automobilindustrie – hat sich aufgrund seiner hohen Wirtschaftlichkeit die Prüfung mit Druckluft bewährt. Hier kommt vor allem das Differenzdruckverfahren zum Einsatz.
Dieses Verfahren erfüllt wesentliche Anforderungen an moderne Produktionsprüfeinrichtungen:
Dieses Verfahren erfüllt wesentliche Anforderungen an moderne Produktionsprüfeinrichtungen:
hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit
objektive Qualitätsaussagen
wirtschaftlicher Betrieb
kurze Prüfzeiten
einfache Integration in verkettete Produktionsabläufe
keine Kontaminierung der Werkstücke
Unter bestimmten Einsatzbedingungen kann die Anwendung von Dichtheitsprüfgeräten jedoch anspruchsvoll sein.
Dazu zählen beispielsweise:
Jetzt Bedarf besprechenDazu zählen beispielsweise:
Verändert sich während der Messphase die Temperatur der im Werkstück befindlichen Prüfluft, verändert sich entsprechend auch der Druck. Das Messergebnis bildet in diesem Fall nicht ausschließlich die tatsächliche Undichtigkeit des Prüflings ab.
Dies kann zwei unterschiedliche Folgen haben:
Dies kann zwei unterschiedliche Folgen haben:
Aus diesem Grund müssen Dichtheitsprüfverfahren stets auf die jeweiligen Einsatzbedingungen abgestimmt werden.
Grenzwerte richtig verstehen
Was bedeutet Dichtheit?
Der Begriff Dichtheit ist grundsätzlich eine relative Größe. Er richtet sich immer nach den Anforderungen, die an den jeweiligen Prüfling gestellt werden.
Eine absolut dichte Verbindung gibt es streng genommen nicht, da beispielsweise Diffusionsvorgänge durch den Werkstoff auftreten können. Deshalb wird zur Beurteilung der Dichtheit eines Bauteils ein werkstückbezogener Grenzwert herangezogen.
Dieser Grenzwert wird als Grenzleckage bezeichnet.
Die Festlegung einer Grenzleckage ist in der Praxis häufig anspruchsvoll, da hierfür keine allgemeingültige Berechnungsformel existiert. Stattdessen stützt man sich überwiegend auf Erfahrungswerte aus vergleichbaren Anwendungen.
Je nach Dichtheitsprüfverfahren, Einsatzgebiet oder Branche werden unterschiedliche Maßeinheiten verwendet. Durchgesetzt hat sich bei der Dichtheitsprüfung heute die Einheit:
1 mbar · l · s⁻¹
Sie beschreibt die Gasmenge, die in einem Volumen von einem Liter innerhalb einer Sekunde eine Druckänderung von einem Millibar verursacht.
Eine absolut dichte Verbindung gibt es streng genommen nicht, da beispielsweise Diffusionsvorgänge durch den Werkstoff auftreten können. Deshalb wird zur Beurteilung der Dichtheit eines Bauteils ein werkstückbezogener Grenzwert herangezogen.
Dieser Grenzwert wird als Grenzleckage bezeichnet.
Die Festlegung einer Grenzleckage ist in der Praxis häufig anspruchsvoll, da hierfür keine allgemeingültige Berechnungsformel existiert. Stattdessen stützt man sich überwiegend auf Erfahrungswerte aus vergleichbaren Anwendungen.
Je nach Dichtheitsprüfverfahren, Einsatzgebiet oder Branche werden unterschiedliche Maßeinheiten verwendet. Durchgesetzt hat sich bei der Dichtheitsprüfung heute die Einheit:
1 mbar · l · s⁻¹
Sie beschreibt die Gasmenge, die in einem Volumen von einem Liter innerhalb einer Sekunde eine Druckänderung von einem Millibar verursacht.
Kleine Leckagen erkennen
Warum wird Luft als Prüfmedium verwendet?
Die Dichtheitsprüfung mit Gasen – insbesondere mit Luft – basiert auf der geringen Viskosität des verwendeten Prüfmediums.
Medien mit höherer Viskosität können Mikroporositäten eines Prüfkörpers entweder gar nicht oder nur in einem praktisch unbedeutenden Maß durchdringen. Aus diesem Grund eignet sich Luft besonders gut für die zuverlässige Erkennung kleinster Leckagen. Zudem kontaminiert das Prüfmedium die Werkstücke nicht. Für die Bewertung von Anforderungen wie beispielsweise „wasserdicht“ werden entsprechende Umrechnungsfaktoren herangezogen.
Druckwerte richtig einordnen
Umrechnung wichtiger Druckeinheiten
In der Dichtheitsprüfung werden unterschiedliche Druckeinheiten verwendet.
Die entsprechenden Umrechnungsfaktoren können der jeweiligen Druckumrechnungstabelle entnommen werden.
Jetzt Anfrage stellen| Einheit | Kurzzeichen |
|---|---|
| Pascal | Pa |
| Bar | bar |
| Millibar | mbar |
| Millimeter Wassersäule | mmWS |
Methoden im Überblick
Die verschiedenen Dichtheitsprüfverfahren
Grundsätzlich lassen sich die Methoden der Dichtheitsprüfung in zwei Gruppen unterteilen:
Das Unterscheidungsmerkmal ist der Druck im Prüfling. Je nachdem, ob dieser größer oder kleiner als der Atmosphärendruck ist, wird das entsprechende Prüfverfahren angewendet.
Im folgenden Abschnitt werden die einzelnen Verfahren näher erläutert.
Prüfung oberhalb Atmosphärendruck
Dichtheitsprüfverfahren
mit Überdruck
Bei der Überdruckprüfung wird der Prüfling mit einem Prüfdruck beaufschlagt, der über dem Atmosphärendruck liegt. Je nach Messprinzip stehen unterschiedliche Verfahren zur Verfügung, die sich hinsichtlich Genauigkeit, Prüfgeschwindigkeit und Einsatzgebiet unterscheiden.
Prüfung unter Atmosphärendruck
Dichtheitsprüfverfahren
mit Unterdruck (Vakuumprüfung)
Bei der Unterdruck- oder Vakuumprüfung befindet sich der Druck im Prüfling unterhalb des Atmosphärendrucks. Auch hier stehen unterschiedliche Prüfverfahren zur Verfügung, die je nach Anwendung eingesetzt werden.
Leckagen sichtbar machen
Bubble-Methode (Blasentest)
Die Bubble-Methode gehört zu den ältesten und einfachsten Dichtheitsprüfverfahren für Serienteile.
Die Prüfeinrichtung besteht aus einem Tauchbecken, einer Vorrichtung sowie einem Druckregler. Der Prüfling wird mit Druck beaufschlagt und anschließend in ein wassergefülltes Becken eingetaucht. Treten Luftblasen aus, deutet dies auf eine Undichtigkeit hin.
Die Bubble-Methode eignet sich insbesondere für einfache Prüfaufgaben und bietet eine Sichtprüfung auf vorhandene Leckagen.
Die Prüfeinrichtung besteht aus einem Tauchbecken, einer Vorrichtung sowie einem Druckregler. Der Prüfling wird mit Druck beaufschlagt und anschließend in ein wassergefülltes Becken eingetaucht. Treten Luftblasen aus, deutet dies auf eine Undichtigkeit hin.
Die Bubble-Methode eignet sich insbesondere für einfache Prüfaufgaben und bietet eine Sichtprüfung auf vorhandene Leckagen.
Druckanstieg im Vakuum
Druckanstiegsmethode (Relativdruckverfahren)
Bei diesem Verfahren wird der Prüfling zunächst mit Hilfe einer Vakuumpumpe oder eines Vakuum-Pumpsatzes evakuiert.
Anschließend trennt ein Ventil den Prüfling von der Pumpe.
Befindet sich eine Leckage am Werkstück, kann Umgebungsluft eindringen. Dadurch steigt der Druck im Prüfling an. Dieser Druckanstieg dient als Grundlage für die Beurteilung der Dichtheit.
Anschließend trennt ein Ventil den Prüfling von der Pumpe.
Befindet sich eine Leckage am Werkstück, kann Umgebungsluft eindringen. Dadurch steigt der Druck im Prüfling an. Dieser Druckanstieg dient als Grundlage für die Beurteilung der Dichtheit.
Druckveränderungen präzise messen
Relativdruckverfahren
Beim Absolutdruckverfahren erfolgt die Dichtheitsprüfung grundsätzlich in drei aufeinanderfolgenden Phasen:
Während der Messphase wird das Druckverhalten im Prüfling überwacht. Das Verfahren kann sowohl als Druckabfallmethode als auch als Druckanstiegsmethode eingesetzt werden.
Je nach Anwendung ermöglicht das Relativdruckverfahren eine zuverlässige Aussage über die Dichtheit eines Werkstücks.
Je nach Anwendung ermöglicht das Relativdruckverfahren eine zuverlässige Aussage über die Dichtheit eines Werkstücks.
Kleinste Druckunterschiede erfassen
Differenzdruckverfahren
Das Relativdruckverfahren weist große Ähnlichkeiten mit dem Absolutdruckverfahren auf.
Der wesentliche Unterschied liegt im Messprinzip. Als Messwertaufnehmer dient ein System aus zwei durch eine Membran getrennten Kammern. Bewegungen dieser Membran werden erfasst und zur Bestimmung des Differenzdrucks genutzt.
Dadurch werden gegenüber dem Relativdruckverfahren wesentlich höhere Messgenauigkeiten erreicht.
Aufgrund seiner hohen Wirtschaftlichkeit und Messgenauigkeit hat sich das Differenzdruckverfahren insbesondere für die automatische Dichtheitsprüfung von Serienteilen in der Industrie bewährt.
Der wesentliche Unterschied liegt im Messprinzip. Als Messwertaufnehmer dient ein System aus zwei durch eine Membran getrennten Kammern. Bewegungen dieser Membran werden erfasst und zur Bestimmung des Differenzdrucks genutzt.
Dadurch werden gegenüber dem Relativdruckverfahren wesentlich höhere Messgenauigkeiten erreicht.
Aufgrund seiner hohen Wirtschaftlichkeit und Messgenauigkeit hat sich das Differenzdruckverfahren insbesondere für die automatische Dichtheitsprüfung von Serienteilen in der Industrie bewährt.
Passende Methode auswählen
Die Wahl des richtigen Dichtheitsprüfverfahrens
Welches Dichtheitsprüfverfahren eingesetzt wird, hängt von verschiedenen Einflussgrößen ab.
Dazu gehören insbesondere:
Dazu gehören insbesondere:
die konstruktive Ausführung des Werkstücks
die zulässige Grenzleckage
die geforderte Messgenauigkeit
die Prüfgeschwindigkeit
die Wirtschaftlichkeit der Prüfeinrichtung
die jeweiligen Produktionsbedingungen
Für jede Prüfaufgabe sollte daher das Verfahren ausgewählt werden, das den technischen und wirtschaftlichen Anforderungen am besten entspricht.
Jetzt Ihre Situation besprechenIndividuell beraten und prüfen
Gemeinsam die optimale Lösung finden
Die Auswahl des geeigneten Dichtheitsprüfverfahrens erfolgt immer auf Grundlage der jeweiligen Aufgabenstellung.
Mit umfangreicher Erfahrung aus einer Vielzahl realisierter Projekte sowie einem vielseitigen Geräteprogramm unterstützen wir Sie dabei, die passende Lösung für Ihre Dichtheitsprüfung zu finden.
Zu unserem Geräteprogramm gehören unter anderem:
Mit umfangreicher Erfahrung aus einer Vielzahl realisierter Projekte sowie einem vielseitigen Geräteprogramm unterstützen wir Sie dabei, die passende Lösung für Ihre Dichtheitsprüfung zu finden.
Zu unserem Geräteprogramm gehören unter anderem:
Dichtheitsprüfgerät 70pro
Jetzt anfragenDurchflussmessgerät 3925-0160
Jetzt anfragenRelativdruckgerät 3925-0071
Jetzt anfragenLeckkalibriergerät 3925-0201 / -0202
Jetzt anfragenGerne beraten wir Sie persönlich und entwickeln gemeinsam mit Ihnen die optimale Lösung für Ihre Dichtheitsprüfaufgabe.
Dichtheit wirtschaftlich sicherstellen
Unser Fazit zur Dichtheitsprüfverfahren
Dichtheitsprüfverfahren sind ein wesentlicher Bestandteil der industriellen Qualitätssicherung.
Unterschiedliche Prüfverfahren ermöglichen es, Bauteile zuverlässig auf Leckagen zu untersuchen und die geforderte Produktqualität sicherzustellen.
Ob Bubble-Methode, Relativdruckverfahren, Differenzdruckverfahren, Durchflussmessung oder Vakuum-Lecksuche – jedes Verfahren besitzt spezifische Eigenschaften und eignet sich für unterschiedliche Anwendungen. Die Wahl des passenden Dichtheitsprüfverfahrens hängt dabei immer von den technischen Anforderungen des jeweiligen Werkstücks sowie den Rahmenbedingungen des Prüfprozesses ab.
Gerne unterstützen wir Sie bei der Auswahl der geeigneten Prüftechnik und entwickeln gemeinsam mit Ihnen eine wirtschaftliche und zuverlässige Lösung für Ihre Dichtheitsprüfaufgabe.
Unterschiedliche Prüfverfahren ermöglichen es, Bauteile zuverlässig auf Leckagen zu untersuchen und die geforderte Produktqualität sicherzustellen.
Ob Bubble-Methode, Relativdruckverfahren, Differenzdruckverfahren, Durchflussmessung oder Vakuum-Lecksuche – jedes Verfahren besitzt spezifische Eigenschaften und eignet sich für unterschiedliche Anwendungen. Die Wahl des passenden Dichtheitsprüfverfahrens hängt dabei immer von den technischen Anforderungen des jeweiligen Werkstücks sowie den Rahmenbedingungen des Prüfprozesses ab.
Gerne unterstützen wir Sie bei der Auswahl der geeigneten Prüftechnik und entwickeln gemeinsam mit Ihnen eine wirtschaftliche und zuverlässige Lösung für Ihre Dichtheitsprüfaufgabe.
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HeMaTech Prüftechnik GmbH & Co. KG
Siemensstr. 7
D-71409 Schwaikheim
FAQ zur Dichtheitsprüfung
Häufig gestellte Fragen
Was ist ein Dichtheitsprüfverfahren?
Ein Dichtheitsprüfverfahren dient der Überprüfung von Bauteilen auf mögliche Leckagen. Ziel ist es sicherzustellen, dass Werkstücke ihre Funktion und Anforderungen zuverlässig erfüllen.
Welche Dichtheitsprüfverfahren gibt es?
Grundsätzlich wird zwischen Dichtheitsprüfverfahren mit Überdruck und Verfahren mit Unterdruck beziehungsweise Vakuum unterschieden. Zu den bekannten Methoden zählen unter anderem die Bubble-Methode, das Relativdruckverfahren, das Differenzdruckverfahren, pneumatische Durchflusssysteme sowie die Vakuum-Lecksuche.
Was bedeutet Grenzleckage?
Da absolute Dichtheit praktisch nicht existiert, wird für jedes Werkstück ein zulässiger Grenzwert definiert. Dieser wird als Grenzleckage bezeichnet und dient als Beurteilungskriterium für die Dichtheit.
Warum wird häufig Druckluft zur Dichtheitsprüfung verwendet?
Die Dichtheitsprüfung mit Luft basiert auf der geringen Viskosität des Prüfmediums. Dadurch lassen sich selbst kleinste Leckagen zuverlässig nachweisen. Gleichzeitig bleibt der Prüfling frei von Verunreinigungen, da das Prüfmedium keine Kontamination verursacht.
Wodurch unterscheiden sich Überdruck- und Unterdruckverfahren?
Der Unterschied liegt im Druck innerhalb des Prüflings. Bei der Überdruckprüfung liegt dieser über dem Atmosphärendruck, bei der Unterdruckprüfung darunter.
Welches Dichtheitsprüfverfahren ist das richtige?
Die Auswahl richtet sich nach dem Werkstück, der zulässigen Leckage, der geforderten Messgenauigkeit sowie den wirtschaftlichen Anforderungen des jeweiligen Prüfprozesses.