Nachweis der Dichtheit gegossener Aluminiumräder Leak ... - Borbet

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__________________________________________________________________________________________________________________________ Nachweis der Dichtheit gegossener Aluminiumräder Leak Proof on Cast Aluminium Wheels __________________________________________________________________________________________________________________________ 3. Untersuchungen zum Nachweis der Funktionstüchtigkeit der Dichtheitsprüfung Die laufenden Produktionskontrollen (100 %- Prüfung) mit der Helium-Dichtheitsprüfung zeigen, dass durch Lackieren die Dichtheit erhöht wird, d.h., die ermittelte Leckrate an lackierten Rädern wird reduziert. Dadurch kann sich ergeben, dass Räder mit einer zulässigen Leckrate im lackierten Zustand, im unlackierten Zustand eine unzulässige Leckrate (> 3,2 x 10 -4 mbar l/s) aufweisen. Es stellt sich die Frage, ob damit die primäre Forderung an die Dichtheit von Rädern auch dann gewährleistet wird, wenn das Rad variablen Betriebsbelastungen unterzogen wird. Da es technisch und wirtschaftlich von Bedeutung ist, gegossene Aluminiumräder nach der Lackierung, also im Endzustand auf Dichtheit zu prüfen, wurde in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit, LBF Darmstadt, ein Untersuchungsprogramm festgelegt, mit dem die Zuverlässigkeit der Raddichtheit nach Beanspruchung unter variablen Betriebsbelastungen überprüft werden kann. Die Untersuchungen wurden an nachstehendem Radtypen durchgeführt. (Bild 3 und 4) Bild / Figure 3: Prüfrad / Test Wheel _________________________________________________________________________________________ 6 / 12 3. Tests to prove functional efficiency of the leak test methode Running production controls (100 %-test) by means of the helium leak test show that painting increases the leak proof, which means the determined leak rate of painted wheels is reduced. It may happen that wheels with a permissible leak rate in painted condition have an impermissible leak rate (> 3,2 x 10 -4 mbar l/s) in unpainted condition. This raises the question as to whether the primary demand for the leak proof of wheels is met when the wheel is subjected to variable operational loads. As there are technical and economical advantages of a leak proof test on painted wheels in final condition, a testing program in co-operation with the Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit, LBF Darmstadt / Germany, was determined, with which the reliability of the wheel leak proof under variable service loads could be analysed. The examinations were carried out on the following wheel types. (Figure 3 and 4) Bild / Figure 4: Radquerschnitt / Cross section of the aluminium wheel
__________________________________________________________________________________________________________________________ Nachweis der Dichtheit gegossener Aluminiumräder Leak Proof on Cast Aluminium Wheels __________________________________________________________________________________________________________________________ Für die Untersuchungen wählte man mechanisch bearbeitet Räder (unlackiert, Bild 3 und 4), die nach erfolgter Prüfung im Wasserbad als undicht ausgesondert wurden. Anschließend wurden die Räder vergleichsweise mit dem Helium- Prüfverfahren [5] getestet, um eine quantitative Aussage vorhandener Leckagen treffen zu können. Die gemessenen Leckagen lagen im Bereich von 1,3 x 10 -3 bis 8,4 x 10 –4 mbar l/s, sodass sie von der Anlage automatisch ausgesondert wurden. Danach erhielten die Räder die übliche 3- Schichtlackierung. Die anschließende Dichtheitsprüfung im Wasserbad war ebenso ohne Beanstandung wie die in der Heliumprüfanlage. Die ermittelten Leckraten waren jetzt deutlich geringer und lagen in der Größenordnung von 10 -7 mbar l/s (siehe Tabelle 1). Zusätzlich wurde das dritte Prüfrad einem Salzsprühtest [7] von 1000 Stunden ausgesetzt. Tabelle / Table 1: Ermittelte Leckraten / Leakage rates determined _________________________________________________________________________________________ 7 / 12 For testing, machined wheels (unpainted, Fig. 3 and 4) were chosen, which had been rejected as leaky according to the water bath test. Subsequently the wheels were tested comparatively by the helium test procedure [5] in order to be able to make a quantative statement concerning the leakages. The leakages measured were in the range of 1,3 x 10 -3 to 8,4 x 10 –4 mbar l/s, so that they were rejected by the plant automatically. Subsequently the wheels were provided with the usual threelayer paint. The following leak test in the water bath and the helium leak test system did not cause any complaint. The leak rates determined were significiantly lower now and were in the range of 10 -7 mbar l/s (see table 1) Subsequently the third test wheel was subjected to a salt spray test [7] for a period of 1,000 hours. Zustand / Condition A: Unlackiert, nach der mechanischen Bearbeitung / Unpainted , after mechanical treatment. Zustand / Condition B: Lackiert , Endzustand / Painted, final condition. Zustand / Condition C: Lackiert, Endzustand, nach der ZWARP-Prüfung / Painted, final condition, after biaxial test Prüfräder Test Wheels Radzustand Wheel Condition Messung Measurement 1 Leakage rate [mbar l/s] Messung Measurement 2 Leakage rate [mbar l/s] Messung Measurement 3 Leakage rate [mbar l/s] Messung Measurement 4 Leakage rate [mbar l/s] Messung Measurement 5 Leakage rate [mbar l/s] Gesamtergebnis Overall result Rad 1 A 7.6 E -4 8.4 E -4 3.6 E -4 7.1 E -4 8.4 E -4 niO /NOK Wheel B 5.1 E -7 5.6 E -7 4.9 E -7 5.4 E -7 3.2 E -7 iO / OK C 5.2 E -7 5.4 E -7 5.0 E -7 5.3 E -7 5.5 E -7 iO / OK Rad 2 A 4.0 E -3 1.0 E -3 5.8 E -3 2.0 E -3 5.5 E -3 niO / NOK Wheel B 8.3 E -7 7.8 E -7 8.9 E -7 8.0 E -7 8.4 E -7 iO / OK C 8.3 E -7 8.2 E -7 8.4 E -7 8.1 E -7 8.5 E -7 iO / OK Rad 3 A 2.2 E -3 1.9 E -3 1.3 E -3 1.5 E -3 1.5 E -3 niO / NOK Wheel B 9.3 E -7 8.3 E -7 8.3 E -7 8.8 E -7 9.1 E -7 iO / OK C 1) 9.4 E -7 9.2 E -7 9.2 E -7 9.0 E -7 9.2 E -7 iO / OK 1) Bemerkung / Remark: 1000 Stunden Salzsprütest vor der ZWARP-Prüfung / 1000 hours salt spray test before the biaxial test. 2) i.O. / OK = in Ordnung / OK niO./ NOK = nicht in Ordnung / Not OK. 2)
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