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Reale Leckagen

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Eine Schwierigkeit für Planung, Konstruktion und Kontrolle innerhalb einer Fertigung ist im Hinblick auf Leckagen die Festlegung von sinnvollen Grenzwerten. Werden die Grenzen einerseits zu eng gefasst, kann sich der Ausschuss in der Fertigung drastisch erhöhen. Sind die Grenzen jedoch andererseits zu weit gefasst, kann dies zu Spätfolgen wie Öl- und/oder Wasserleckagen in der Endprüfung oder sogar beim Endverbraucher führen. In diesem Fall wären die Folgen für eine Fertigung katastrophal. Heutzutage akzeptiert kein Kunde mehr Leckagen unter seinem neuen Wagen.

Die Folge davon ist, dass Konstrukteure dazu neigen, die Grenzen sehr eng zu setzen oder sogar die Forderung nach "absolut dichten Teilen" an einen derartigen Prüfplatz stellen. Die Realität zeigt jedoch, dass es keine "absolut dichten Teile" geben kann. Jedes Teil weist irgendwann eine, wenn auch kleine Leckage auf. Es ist immer eine Frage der Messzeit und des Mediums. Aus diesen Gründen kann eine Leckage nur für einen bestimmten Zeitraum mit den Parametern Prüfdruck und Prüfmedium angegeben werden.

Im Automotive-Bereich haben sich in den letzten Jahren Grenzwerte für die technische Dichtheit heraus kristallisiert. Nachfolgend seien einige davon aufgeführt. Der technische Fortschritt und die weiter steigenden technischen Anforderungen werden diese Grenze an einigen Stellen aber zukünftig weiter nach unten korrigieren.

 Prüfraum  Prüfdruck Grenzleckage 
 Druck-Ölraum  200 bis 300kPa  5 bis 10 cm3/min
 Druckloser Ölraum  20 bis 50kPa  30 bis 50 cm3/min
 Wasserraum  100 bis 200kPa  5 bis 10 cm3/min
 Wasserpumpen  100 bis 200 kPa  5 bis 10 cm3/min
 Kraftstoffverteiler  400 bis 500 kPa  0,5 bis 2 cm3/min
 Komplett Getriebe  20 bis 50kPa  10 bis 30 cm3/min

Es hängt dabei sehr davon ab, welcher Bauzustand erreicht ist und ob zusammengebaute Prüfteile in Einzelteilen vorher bereits einmal geprüft wurden.

Bei allen Prüfeinrichtungen sollte darauf geachtet werden, dass die Wirkrichtung der Prüfung auch der tatsächlichen Wirkrichtung im Betrieb des Prüfteils entspricht. Es könnte sonst leicht passieren, dass z.B. Dichtungen druckunterstützt abgedichtet werden, die unter den realen Bedingungen nicht Dicht sind !

Unter Umständen muss man statt mit Überdruck an einigen Stellen mit Vakuum als Prüfmedium arbeiten.

Interessant ist auch die Betrachtung der Durchmesser einer Leckage zu der daraus resultierenden Leckrate. Bei dieser Betrachtung wird ein Prüfdruck von 100 kPa angenommen.

 Leckage in
 mbar * l / s
 Durchmesser
des Lecks
 Leckagebeschreibung
 10+2  1,0mm  Wasser läuft aus
 100 = 1  0,1mm  Wasserhahn tropft
 10-2  0,03mm  "Wasserdicht" (tropft nicht)
 10-3  30µm (Haardurchmesser)  1 Bläschen (1mm3) pro Sekunde
 10-6  ~0,1µm (Blende)  ~ 1cm3 Gasverlust in 12 Tagen
 10-8  ~0,4µm x 2mm Wanddicke  ~ 3cm3 Gasverlust in 1 Jahr
 10-11  <0,1µm  ~ 1cm3 Gasverlust in 3000 Jahren

Bei diese Leckageangaben beträgt das Volumen immer 1000 cm3 (= 1 Liter). Um hier zu einem konkreten Volumenstrom  für ein bestimmtes Prüfvolumen zu kommen, müssen die entsprechenden Angaben (z.B. Druckdifferenz = 1 mbar in einer Messzeit von 1 Sekunde an einem Prüfvolumen von 500 cm3) in die Umrechnungsformel eingetragen werden. Für das Beispiel ergibt sich ein Volumenstrom von 30 cm3/min.