Die Kältemittelschläuche der Kfz-Klimaanlage sind die zentralen flexiblen Komponenten für den Flüssigkeitstransport im Kältemittelkreislauf des Fahrzeugs. Genauer gesagt handelt es sich um spezielle Schlauchleitungen aus mehrlagigem Verbundmaterial, die Kältemittel und zugehöriges Kältemittelöl luftdicht zwischen den wichtigsten Komponenten der Fahrzeugklimaanlage – wie Kompressor, Kondensator, Expansionsventil und Verdampfer – transportieren und dabei den Belastungen im Fahrzeugbetrieb standhalten.

Welche Haupttests werden routinemäßig durchgeführt?

Gelenk-Ausreißfestigkeitsprüfung

Definition: Ein Test zur Bestimmung der Verbindungsfestigkeit zwischen einem Schlauch und einer Kupplung sowie zur Beurteilung, ob sich die Kupplung unter axialer Zugkraft aus dem Schlauch lösen kann.

Prinzip: Auf die Schlauchleitung wird eine axiale Zugkraft mit einer Geschwindigkeit von 25 mm/min ± 2 mm/min aufgebracht; der Lastwert am Punkt der Trennung wird aufgezeichnet, um die mechanische Zuverlässigkeit der Verbindung zu überprüfen.

Berstdruckprüfung

Definition: Ein zerstörender Test, bei dem der Druck mit konstanter Geschwindigkeit innerhalb eines festgelegten Zeitraums aufgebracht wird, bis der Schlauch reißt, um seine maximale Druckfestigkeit zu ermitteln.

Prinzip: Durch die Anwendung von Druck auf eine Flüssigkeit simuliert dieser Test die kurzzeitig hohen Drücke, denen ein Schlauch unter extremen Betriebsbedingungen (wie z. B. Systemverstopfungen oder Kompressorstörungen) ausgesetzt sein kann, und überprüft so die Sicherheit der Materialfestigkeit und der Konstruktion.

Prüfung der dielektrischen Festigkeit

Definition: Ein Test zur Beurteilung der Dichtungsleistung und der strukturellen Stabilität des Schlauchs unter langfristigem Betriebsdruck, bei dem ein Druck von 50 % des Berstdrucks für 2 Minuten aufrechterhalten wird.

Prinzip: Durch die Anwendung eines anhaltenden Drucks auf den Schlauch werden bei dem Test eventuelle kleinere Lecks oder strukturelle Verformungen erkannt, wodurch die Langzeitzuverlässigkeit unter normalem Betriebsdruck überprüft wird.

Hochtemperaturbeständigkeitstest

Definition: Ein Test zur Bewertung der thermischen Stabilität und Dichtungsleistung von Materialien bei hohen Temperaturen, indem Schläuche in einer Umgebung mit konstanter Temperatur von 80°C bis 100°C platziert werden (100°C für Hochdruckschläuche und 80°C für Niederdruckschläuche).

Prinzip: Dieser Test simuliert die Auswirkungen der hohen Temperaturen im Motorraum (die 120 °C überschreiten können) auf Schläuche, um festzustellen, ob das Gummimaterial weicher wird, altert oder Dimensionsänderungen erfährt und ob die Dichtungen an den Verbindungsstellen versagen.

Tieftemperatur-Widerstandsprüfung

Definition: Ein Test zur Beurteilung der Flexibilität und der Beständigkeit des Materials gegen Versprödung bei niedrigen Temperaturen, bei dem der Schlauch 70 Stunden lang einer Umgebung von -40 °C ausgesetzt und anschließend einem Biegetest unterzogen wird.

Prinzip: Niedrige Temperaturen führen dazu, dass Gummimaterialien aushärten und spröde werden. Durch Biegen des Schlauchs (mit einem Biegeradius von fünfmal dem Außendurchmesser) wird auf Risse oder Brüche geprüft und somit seine Eignung für den Einsatz in kalten Regionen (wie dem Nordosten oder Sibirien) bestätigt.

Vakuumwiderstandsprüfung

Definition: Ein Test zur Bewertung der strukturellen Stabilität und der Dichtungsleistung eines Schlauchs unter Vakuumbedingungen, durchgeführt durch Evakuierung des Schlauchs auf ein Vakuum von 1,33 kPa (absoluter Druck) und Aufrechterhaltung dieses Zustands für 24 Stunden.

Prinzip: Dieser Test simuliert die Vakuumbedingungen, die auf der Verdampferseite (Niederdruckseite) einer Klimaanlage auftreten können, um festzustellen, ob der Schlauch aufgrund des Unterschieds zwischen Innen- und Außendruck zusammenfällt oder undicht wird.

Ozonbeständigkeitstest

Definition: Ein beschleunigter Alterungstest, bei dem ein gebogener Schlauch 70 Stunden lang einer Umgebung von 40 °C und einem Ozonpartialdruck von 50 MPa ausgesetzt wird, um die Beständigkeit des Gummimaterials gegenüber Ozonalterung zu beurteilen. Prinzip: Ozon reagiert mit den ungesättigten Bindungen im Gummi und verursacht so Oberflächenrisse; dieser beschleunigte Test simuliert den Ozonangriff, dem der Schlauch in einer Außenumgebung ausgesetzt sein könnte.

Pulsermüdungstest

Definition: Ein Dauerhaftigkeitstest, bei dem ein Schlauch in einer Umgebung von 125°C einem zyklischen pulsierenden Druck von (0,5–3,5) MPa (bei Hochdruckschläuchen) bzw. (0,5–2,6) MPa (bei Niederdruckschläuchen) mit einer Frequenz von 30–40 Zyklen pro Minute über insgesamt 150.000 Zyklen ausgesetzt wird.

Prinzip: Dieser Test simuliert die Druckschwankungen, die durch Motorvibrationen und Unebenheiten der Fahrbahnoberfläche während des Fahrzeugbetriebs entstehen, um die Ermüdungsbeständigkeit des Schlauchmaterials und die Zuverlässigkeit der Dichtung zu beurteilen.

Kältemitteldurchlässigkeitsprüfung

Definition: Ein Test, der bei Temperaturen zwischen 80°C und 100°C durchgeführt wird, um die Permeationsrate des Kältemittels pro Flächeneinheit des Schlauchs und pro Zeiteinheit zu messen und so die Barrierewirkung des Materials zu beurteilen.

Prinzip: Mit Hilfe der Massenverlustmethode wird bei diesem Test festgestellt, ob Kältemittel durch die molekularen Lücken im Gummimaterial dringt, und damit die Wirksamkeit der Barriereschicht des Schlauchs (z. B. der PA-Nylonschicht) überprüft.

Test auf extrahierbare Substanzen

Definition: Ein Test zur Bestimmung der Konzentration von Substanzen, die sich beim Kontakt mit Kältemittel aus dem Innenoberflächenmaterial eines Schlauchs lösen können, und zur Beurteilung der Kompatibilität des Materials mit dem Kältemittel.

Prinzip: Durch die Reinigung mit Isooctan und das Eintauchen in Kältemittel werden etwaige Additive, Restlösungsmittel oder andere Substanzen, die sich möglicherweise auf der Innenfläche des Schlauchs befinden, entfernt. Dadurch wird verhindert, dass diese Substanzen in die Klimaanlage gelangen und die Schmierung des Kompressors beeinträchtigen oder Verstopfungen im Expansionsventil verursachen.

Prüfung der Volumenänderungsrate des inneren Schichtmaterials

Definition: Bei diesem Test wird die innere Gummischicht eines Schlauchs in ein Kältemittel eingetaucht, 70 Stunden lang bei 100 °C gehalten und die Volumenänderungsrate gemessen, um die Kompatibilität des Materials mit dem Kältemittel zu beurteilen.

Prinzip: Um festzustellen, ob das Gummimaterial bei längerer Einwirkung des Kältemittels quillt (sich im Volumen vergrößert) oder schrumpft, und damit die Eignung der Materialzusammensetzung zu überprüfen.

Biegefestigkeitsprüfung

Definition: Ein Test, der bei Umgebungs- oder niedrigen Temperaturen durchgeführt wird, um die Kraft zu messen, die erforderlich ist, um einen Schlauch um 90° zu biegen, und damit die Flexibilität des Materials und die Stabilität der Konstruktion zu beurteilen. Prinzip: Durch Biegeversuche wird festgestellt, ob sich der Schlauch bei der Installation und im Gebrauch leicht biegen lässt, und gleichzeitig wird die Widerstandsfähigkeit des Materials gegen Rissbildung unter Biegebeanspruchung überprüft.

Testen Sie die Änderungsrate der Länge

Definition: Bei dem Längenänderungstest werden Kältemittelschläuche von Kfz-Klimaanlagen bestimmten Umgebungsbedingungen ausgesetzt. Dabei wird die Längendifferenz vor und nach dem Test gemessen, die prozentuale Längenänderung berechnet und die Dimensionsstabilität des Schlauchmaterials unter simulierten Betriebsbedingungen beurteilt.

Prinzip: Temperaturschwankungen führen dazu, dass sich Materialien wie Gummi und Verstärkungsschichten ausdehnen und zusammenziehen; Kältemittel und Kompressoröl können in das Gummimaterial eindringen und es zum Quellen oder Schrumpfen bringen, was wiederum zu Längenänderungen des Schlauchs führt.

Prüfung der Innenflächenreinheit

Definition: Bei einem Test der Innenflächenreinheit handelt es sich um ein Verfahren, bei dem lösliche Verunreinigungen und unlösliche Partikel, die an der Innenfläche von Kältemittelschläuchen in Kfz-Klimaanlagen haften, mithilfe von Methoden wie Lösungsmittelextraktion und Filtration entfernt werden. Anschließend erfolgt eine quantitative Analyse der Verunreinigungen, um zu beurteilen, ob die Reinheit der Schlauchinnenfläche den betrieblichen Anforderungen des Systems entspricht. Prinzip: Der Test simuliert den Kontakt zwischen der Schlauchinnenfläche und dem Kältemittel/Kältemittelöl. Ein spezielles Lösungsmittel dient zur gründlichen Reinigung der Schlauchinnenwand und überführt alle Verunreinigungen in das Lösungsmittel. Anschließend werden die Gesamtmenge der Verunreinigungen und die Partikelgrößenverteilung durch Filtration, Trocknung, Wägung oder Partikelzählung quantifiziert, um zu überprüfen, ob sie innerhalb der in der Norm festgelegten Grenzwerte liegen. Dadurch wird eine Kontamination des Systems direkt an der Quelle verhindert.