Wasserdichtheitsprüfung von Batteriegehäusen nach IP67

IP67-Demonstrator (Bild: Inficon GmbH)

08.08.2019 Wasserdichtheitsprüfung von Batteriegehäusen nach IP67

Wie sich bei Bauteilen Wasserdichtheit gemäß Schutzklasse IP67 gewährleisten lässt, zeigt die Inficon GmbH auf der Motek 2019 mit einem eigens konstruierten IP67-Demonstrator.

Anhand verschiedener Kapillaren simuliert der Demonstrator, wie viele Tropfen Wasser bei einem bestimmten Druck durch Leckkanäle von unterschiedlichen Durchmessern dringen. Neben Durchmesser und Länge eines Leckkanals ist auch das Gehäusematerial ein entscheidender Faktor, denn Wassertropfen lösen sich z.B. von Aluminium sehr viel leichter ab als von Stahl oder ABS. Die Schutzklasse IP67 verlangt, dass das Bauteil nach einem 30-minütigen Tauchbad mit einem Differenzdruck von 0,1 bar unverändert funktionsfähig ist. Es ist also dem Hersteller überlassen, ob er es für tolerabel hält, dass bei diesem Druck und dieser Dauer wenige Tropfen Wasser in ein Bauteil eindringen – oder besser gar keine. Davon hängt auch die Grenzleckrate ab, gegen die geprüft werden sollte. Um völlige Wasserdichtheit zu gewährleisten, empfiehlt sich bei Gehäusen aus Aluminium eine Prüfung gegen Helium-Leckraten im Bereich von 10-5 mbar∙l/s (0,0006 sccm). Bei Stahlgehäusen dagegen kann eine Prüfung gegen hundertfach größere Leckraten im Bereich von 10-3 mbar∙l/s (0,06 sccm) ausreichend sein. Inficon bietet unterschiedliche IP67-Lösungen an, die verschiedene Dichtheitsprüfgeräte mit unterschiedlichen Vorteilen verwenden. Allen gemeinsam ist, dass sie prüfgasbasiert sind und sich durch hohe Zuverlässigkeit, Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit auszeichnen. Für die Dichtheitsprüfung und Leckortung an den Gehäusen von Batteriepacks empfiehlt sich z.B. eine robotergestützte, automatisierte Schnüffellecksuche mit dem Inficon XL3000flex Lecksuchgerät. Auch das Schnüffellecksuchgerät Protec P3000XL arbeitet mit 3.000 scccm, verwendet allerdings ausschließlich Helium als Prüfgas. Für die manuelle Schnüffellecksuche mit Formiergas dient der Sensistor Sentrac. Allen drei Schnüffellecksuchgeräten ist gemeinsam, dass sie nicht nur eine Aussage dicht/undicht gestatten, sondern bei der Prüfung etwaige Lecks exakt lokalisieren.

Die schnellste und genaueste Möglichkeit, eine Komponente in der Fertigungslinie auf ihre Dichtheit zu prüfen, stellt die Heliumprüfung in einer Vakuumkammer dar. Den modular aufgebauten LDS3000 hat man für diese Szenarien konzipiert. Nicht zuletzt in der Automobilindustrie bewährt er sich schon seit Jahren bei der integralen Dichtheitsprüfung unterschiedlichster Komponenten – etwa bei der Vorprüfung noch unbestückter Gussgehäuse. In Prüfanlagen, die statt der aufwändigeren Vakuumkammer eine einfache Akkumulationskammer nutzen, um austretendes Prüfgas nachzuweisen, kommt der LDS3000 AQ zum Einsatz. Er verwendet als Prüfgase wahlweise Helium oder Formiergas. Trotz der niedrigen Nachweisgrenze von 10-5 mbar∙l/s sind die Kosten der Akkumulationsprüfung mit dem LDS3000 AQ ähnlich niedrig wie bei einer simplen Luftprüfung. Allerdings gestattet die Akkumulationsmethode nicht dieselben, sehr kurzen Taktzeiten wie eine Helium-Vakuumprüfung mit dem LDS3000.

Motek  2019: Halle 3, Stand 3321