Dichtheitsprüfung und Leckagetests

Die wichtigsten Punkte

• Dichtheit ist keine Eigenschaft des Glases, sondern eine Eigenschaft des geschlossenen Systems aus Mündung, Gewinde, Dichtungseinlage, Verschluss und Anzugsdrehmoment. Ein Behältnis ist nur so dicht wie das schwächste Glied dieses Zusammenspiels – und dieses Glied ist in der Praxis fast immer der Verschluss mit seiner Einlage.
• Es gibt keine absolute Dichtheit. Jede Verschließung lässt eine technisch definierte Leckagerate zu. Ob eine Leckage zulässig ist, hängt vom Füllgut, vom Kopfraum, vom Innendruck, von der Lagertemperatur und von der vorgesehenen Dauer ab und wird deshalb als Annahmekriterium «je nach Projekt» vereinbart, nicht als allgemeiner Wert.
• Geprüft wird mit mehreren, unterschiedlich empfindlichen Verfahren: Tauchprüfung, Druckprüfung, Vakuumprüfung, Drehmomentmessung, Wiederholungsdrehmoment, Wärmeprüfung und beschleunigte Alterung. Kein einzelnes Verfahren belegt alles; belastbar wird eine Aussage erst durch die Kombination aus Vorbelastung, Messung und Stichprobenplan nach AQL (ISO 2859).

Was Dichtheit bedeutet: Definition und Annahmekriterien

Dichtheit beschreibt in der Verpackungstechnik den Zustand, in dem zwischen dem Innenraum eines verschlossenen Behältnisses und der Umgebung über einen definierten Zeitraum kein messbarer Übergang von Gas, Flüssigkeit oder Mikroorganismen stattfindet. Dieser Satz enthält bereits die wichtigste Einschränkung: «kein messbarer Übergang» heißt nicht «kein Übergang». Jede reale Verschließung hat eine Restdurchlässigkeit. Eine Dichtungseinlage wird unter Druck gepresst, aber sie presst nie mit unendlicher Kraft und nie über eine unendlich dünne Kontaktfläche. Aus diesem Grund ist «dicht» im industriellen Sinn stets eine Frage der Grenze, an der ein Übergang als zulässig oder als Fehler gewertet wird.

Diese Grenze ist das Annahmekriterium, und es lässt sich nicht pauschal angeben. Es hängt von einer Reihe von Größen ab, die von Produkt zu Produkt verschieden sind. Dazu gehören das Füllgut selbst und seine Fließfähigkeit, die Größe des Kopfraums, ein möglicher Innendruck etwa bei karbonisierten Getränken oder bei Waren, die bei Wärme Gas bilden, die Temperaturen, denen das Gebinde ausgesetzt ist, die Dauer bis zum Verbrauch und der Weg, den die Ware zurücklegt. Ein Behältnis für ein alkoholfreies Getränk mit Kohlensäure, das innerhalb weniger Wochen verkauft wird, braucht ein anderes Annahmekriterium als ein Glas mit einem fettreichen Aufstrich, das über viele Monate in wechselndem Klima lagert. Wer die beiden mit demselben Wert belegt, prüft entweder zu streng oder zu nachsichtig.

Wichtig ist außerdem, dass ein Annahmekriterium nicht nur eine Zahl ist, sondern auch eine Umgebung beschreibt. Zu jedem Kriterium gehören die Prüfbedingungen: das Füllgut im Gebinde oder ein Ersatzmedium, die Temperatur, die Haltezeit, die Art der Belastung, die Lage des Gebindes, die Messmethode und die Anzahl der geprüften Stück. Nur wenn diese Angaben festgehalten sind, ist ein Ergebnis wiederholbar und im Streitfall belastbar. Aus diesem Grund wird ein Annahmekriterium im Projekt gemeinsam mit dem Abfüller, dem Verschlusslieferanten und der Qualitätssicherung festgelegt und schriftlich niedergelegt, statt aus einer Tabelle übernommen zu werden.

Drehmoment messen und die Rückstellung nach dem Öffnen

Das Drehmoment ist die zentrale Messgröße der Dichtheit bei allen Verschlussarten, die über eine axiale Pressung dichten. Gemeint sind zwei verschiedene Werte, die oft verwechselt werden. Das Anzugsdrehmoment beschreibt die Kraft, mit der ein Verschluss auf die Mündung aufgebracht wird; das Öffnungsdrehmoment beschreibt die Kraft, die zum Lösen nötig ist. Beide werden mit einem kalibrierten Drehmomentmessgerät bestimmt, wobei die Messung unmittelbar nach dem Verschließen einen anderen Wert ergibt als eine Messung Stunden oder Tage später. Grund dafür ist die Relaxation: Die Einlage gibt unter dauerhafter Pressung nach, und die im Gewinde gespeicherte Spannung fällt ab.

Für die Dichtheit ist nicht der Moment des Verschließens entscheidend, sondern der Zustand nach der Relaxation. Ein Verschluss, der direkt nach der Abfüllung korrekt sitzt, kann nach einigen Tagen so weit nachgegeben haben, dass die Anpresskraft der Einlage nicht mehr ausreicht. Deshalb gehört zur Drehmomentmessung immer eine definierte Wartezeit, und deshalb wird das Drehmoment sowohl an frisch verschlossenen als auch an gelagerten Proben bestimmt. Die Differenz zwischen beiden Werten sagt mehr über die Dichtungssicherheit aus als ein einzelner Messpunkt am Abfülltag.

Der zweite wichtige Vorgang ist die Rückstellung nach dem Öffnen und erneutem Schließen. Wird ein Gebinde geöffnet, entspannt sich die Einlage; wird es erneut geschlossen, erholt sich ein Teil der Anpresskraft, aber in der Regel nicht mehr der ursprüngliche Sitz. Die Einlage wurde dauerhaft verformt, das Gewinde kann sich anders setzen, und bei steifen Verschlüssen entsteht eine neue Kontaktfläche. Für Produkte, die vom Verbraucher mehrfach geöffnet werden – etwa Saucen, Öle, Aufstriche oder Gewürze –, ist dieses Wiederanziehverhalten deshalb eine eigene Prüfgröße. Ein zulässiger Korridor für Anzugs- und Öffnungsdrehmoment, für die Wartezeit vor der Messung und für die Anzahl der Öffnungszyklen wird «je nach Projekt» festgelegt und hier bewusst nicht mit Zahlen hinterlegt.

Prüfverfahren im Kern: Tauchprüfung, Druckprüfung und Vakuumprüfung

Die Tauchprüfung ist das älteste und einfachste Verfahren. Ein verschlossenes Gebinde wird vollständig in ein Wasserbad getaucht, häufig unter einer Glocke, in der ein leichter Über- oder Unterdruck erzeugt wird. Entweicht Gas aus dem Gebinde, steigen aus dem Bereich der Mündung Blasen auf. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt in seiner Anschaulichkeit und in der direkten Ortszuordnung: Es zeigt nicht nur, dass ein Gebinde undicht ist, sondern in vielen Fällen auch, an welcher Stelle. Der Nachteil ist die Empfindlichkeitsgrenze. Die Tauchprüfung reagiert auf einen gasförmigen Austritt, der eine sichtbare Blase erzeugt; eine sehr langsame Leckage oder eine Leckage, bei der Flüssigkeit nach innen wandert, wird damit unter Umständen nicht erfasst. Außerdem ist das Verfahren an ein Wasserbad gebunden, was für Füllgüter mit Wasserempfindlichkeit oder für wasserlösliche Etiketten eine Einschränkung bedeutet.

Die Druckprüfung arbeitet mit einem gezielten Innendruck. Das Gebinde wird dabei so vorbereitet, dass der Kopfraum unter Druck gesetzt werden kann, und anschließend wird beobachtet, ob und wie schnell der Druck abfällt. Dieses Verfahren bildet die Belastung ab, die karbonisierte Getränke, gärende Füllgüter oder pasteurisierte Produkte auf den Verschluss ausüben, und es liefert einen quantifizierbaren Verlauf. Der Vorteil der Quantifizierbarkeit ist zugleich die Anforderung an die Vereinbarung: Weil ein Druckverlauf messbar ist, muss vorher geklärt sein, welcher Verlauf als Annahme gilt und unter welchen Randbedingungen gemessen wird. Die Druckprüfung am leeren Gebinde sagt zudem nichts über das Verhalten mit Füllgut aus, weil Flüssigkeit die Mündung benetzt und das Dichtverhalten verändert.

Die Vakuumprüfung kehrt die Belastungsrichtung um. Das Gebinde wird in eine Kammer gestellt, in der ein Unterdruck erzeugt wird. Dadurch entsteht zwischen dem Kopfraum und der Kammer eine Druckdifferenz nach außen, die den Verschluss beansprucht, den Kopfraum dehnt und eine mögliche Undichtigkeit am Austritt von Gas oder am Eintritt einer Farbstoff- oder Elektrolytlösung erkennen lässt. Sie ergänzt die Druckprüfung, weil sie die entgegengesetzte Belastung abbildet. Keines dieser drei Verfahren ist für sich ausreichend. Sie haben unterschiedliche Empfindlichkeiten, sie reagieren auf unterschiedliche Leckagearten, und sie prüfen einen Zeitpunkt und nicht einen Verlauf. Für eine belastbare Aussage werden sie deshalb kombiniert und mit einer Vorbelastung versehen, die dem realen Weg der Ware entspricht.

Beschleunigte Alterung und Wärmeprüfung als Vorbelastung

Eine Dichtheitsmessung am frisch abgefüllten Gebinde beschreibt nur den ersten Tag. Die entscheidende Frage lautet, ob das System auch dann noch dicht ist, wenn Wärme, Kälte, Zeit und wiederholte Temperaturwechsel auf es eingewirkt haben. Deshalb ist die Vorbelastung kein Zusatz, sondern ein notwendiger Bestandteil jeder sinnvollen Dichtheitsprüfung. Die gebräuchlichste Form ist die Wärmelagerung: Das gefüllte oder zumindest fertig verschlossene Gebinde wird über einen definierten Zeitraum bei erhöhter Temperatur gehalten und danach denselben Prüfschritten unterzogen wie eine Referenzprobe.

Der Grund für die Wirkung liegt in der Physik der Dichtungseinlage. Elastomere und Kunststoffe sind viskoelastisch. Unter Wärme erweichen sie, sie fließen unter Pressung stärker, und sie nehmen dauerhaft eine neue Form an. Bei manchen Materialien wandern außerdem Bestandteile, was Härte und Rückstellung verändert. Ein Verschluss, der bei einer Messung am Abfülltag dicht war, kann nach einer Wärmelagerung nachlassen, obwohl er mechanisch unverändert aussieht. Die Wärmeprüfung macht diesen Vorgang innerhalb eines kurzen Zeitraums sichtbar und liefert damit ein Frühsignal – sie ist aber ausdrücklich kein Beweis für eine bestimmte Haltbarkeit. Wie sich Prüfzeit in Regalzeit übersetzen lässt, ist bei jedem System anders; die Einzelheiten dazu sind auf der Seite zu Alterungsprüfungen und Haltbarkeit dargestellt.

Neben der reinen Wärme ist der Temperaturwechsel das zweite wichtige Belastungsmuster. Ein Gebinde, das mehrfach abkühlt und wieder erwärmt wird, «atmet»: Der Kopfraum zieht sich zusammen und dehnt sich wieder, und jede dieser Bewegungen fordert vom Verschluss eine kleine Strömung durch die Dichtfläche. Auf weiten Transportwegen, beim Umlagern und beim Weg in den Kühlschrank und wieder heraus entsteht genau dieses Muster. Für die Prüfung bedeutet das: Eine einmalige Wärmelagerung ist der Einstieg, ein Wechselzyklus aus Temperaturspitzen und Kältephasen ist die realistischere Belastung. Der Umfang der Belastung, die Anzahl der Zyklen und die anschließenden Prüfgrößen gehören in die Projektvorgabe und werden nicht verallgemeinert.

ROPP-Verschluss und Schraubverschluss: Dichtprinzip und Originalitätsmerkmale

Zwei Verschlussgruppen dominieren bei Glasverpackung im DACH-Raum und auf den europäischen Exportmärkten: der aufgewalzte Aluminiumverschluss, in der Praxis häufig als ROPP-Verschluss bezeichnet, und der kunststoffbasierte Schraubverschluss. Beide dichten über eine axiale Pressung einer Einlage gegen die Mündung, doch sie erreichen diese Pressung auf unterschiedliche Weise, und daraus folgen unterschiedliche Prüfanforderungen. Der ROPP-Verschluss wird als Rohling aufgesetzt und anschließend unter Gewindeformung an den Hals gewalzt. Die Dichtungskraft entsteht dabei aus der Formung selbst; die Einlage wird gestaucht, und der Verschluss sitzt nach dem Aufwalzen in einer definierten Lage, die sich durch Nachziehen kaum verändern lässt.

Der Schraubverschluss wird durch Drehen aufgebracht. Hier hängt die Dichtungskraft unmittelbar vom Anzugsdrehmoment und von der Steifigkeit des Verschlusses ab. Das hat zwei Folgen. Erstens macht es das Drehmoment zu einer besonders aussagekräftigen Größe: Zu geringes Anzugsmoment lässt die Anpresskraft zu klein werden, ein zu hohes kann die Einlage überpressen, den Verschluss verformen oder das Öffnen unnötig erschweren. Zweitens eröffnet die Schraubbewegung den Bereich der Originalitätssicherung. Weil ein Schraubverschluss ohne sichtbare Spur geöffnet und wieder geschlossen werden kann, hängen zwei getrennte Fragen zusammen: Ist der Verschluss nach der Abfüllung noch ungeöffnet, und ist er nach dem Öffnen noch dicht? Beide Fragen werden mit unterschiedlichen Methoden beantwortet, und beide gehören in die Spezifikation.

Für die Prüfung heißt das: Das anzuwendende Verfahren richtet sich nach dem Verschlusssystem. Ein aufgewalzter Verschluss wird anders geprüft als ein geschraubter, und ein erneutes Verschließen ist bei ihm überhaupt nicht vorgesehen. Diese Seite beschreibt ausschließlich die Verifikation – also wie ein Verschlusssystem auf Dichtheit geprüft und bewertet wird. Welche Verschlussart, welche Einlage und welches Dichtungsmaterial für ein konkretes Füllgut geeignet sind, ist eine Auswahlfrage und wird auf der Seite zu Verschlüsse und Kappen behandelt. Wer beides vermischt, verwechselt Ursache und Prüfung: Die Materialauswahl bestimmt die mögliche Dichtheit, die Prüfung belegt, ob sie erreicht wurde.

Temperatureinfluss: Pasteurisation, Heißabfüllung und Kaltabfüllung

Die Abfülltemperatur bestimmt, welcher Belastung der Verschluss unmittelbar nach dem Schließen ausgesetzt ist, und sie bestimmt den Druckzustand im Kopfraum. Bei der Heißabfüllung wird das Produkt erhitzt eingefüllt und unmittelbar danach verschlossen. Kühlt das Gebinde anschließend ab, zieht sich der Dampf im Kopfraum zusammen, und es entsteht ein Unterdruck. Der Verschluss muss diesem Unterdruck über Monate standhalten, ohne dass die Einlage nach innen gezogen wird. Zusätzlich kann sich der Verschluss durch die Wärme beim Aufsetzen anders setzen als im kalten Zustand, was das Anzugsdrehmoment nach dem Abkühlen verändert.

Die Pasteurisation wirkt in die entgegengesetzte Richtung. Wird ein bereits gefülltes und verschlossenes Gebinde im Tunnel oder im Wasserbad erwärmt, steigt der Druck im Kopfraum, und der Verschluss muss ihn halten. Bei einem Wiederverschließen nach dem Pasteurisieren kommt hinzu, dass die Einlage bereits eine thermische Vorlast erfahren hat. Ein System, das im Labor bei Raumtemperatur dicht ist, kann unter diesen Bedingungen nachgeben, weil sich die elastischen Eigenschaften der Einlage mit der Temperatur ändern. Deshalb gehört zu jeder Prüfung die Angabe der Temperatur zum Zeitpunkt der Messung – ein Drehmomentwert bei Kälte und derselbe Wert bei Wärme sind nicht vergleichbar.

Die Kaltabfüllung stellt die geringste thermische Belastung dar, beseitigt die Temperaturfrage aber nicht. Zum einen bleibt der Unterschied zwischen Abfülltemperatur und späterer Lagertemperatur bestehen, zum anderen entsteht gerade bei kalten Füllgütern im Sommer Kondenswasser an der Außenwand, das Etiketten und Bedruckungen belastet. In der Praxis werden die drei Fälle deshalb nicht getrennt bewertet, sondern in einer Prüfsequenz abgebildet: Füllen bei der vorgesehenen Temperatur, Verschließen, Wärmelagerung oder Pasteurisationssimulation, anschließend Abkühlen, dann Dichtheits- und Drehmomentmessung. Welche Temperaturen, Haltezeiten und Sequenzen dabei gelten, ist «je nach Projekt» festzulegen und richtet sich nach Produkt, Prozess und Zielmarkt.

Verträglichkeit mit Alkohol, Ölen und Säuren

Das Füllgut wirkt auf die Dichtung, und diese Wirkung ist der zweite große Einfluss auf die Dichtheit neben der Temperatur. Alkoholische Füllgüter dringen in viele Elastomere ein und lassen sie quellen. Eine gequollene Einlage wird weicher, sie nimmt stärker die Form der Mündung an, und ihre Rückstellfähigkeit nimmt ab. Solange der Verschluss geschlossen bleibt, kann eine gewisse Quellung sogar dichtend wirken; sobald das Gebinde geöffnet und wieder geschlossen wird, fehlt die elastische Rückstellung, und die Dichtheit nimmt ab. Bei hochprozentigen Füllgütern ist dieser Vorgang stärker ausgeprägt als bei niedrigprozentigen, und er verläuft über die Lagerdauer weiter.

Öle und fetthaltige Füllgüter wirken anders. Sie dringen weniger stark in Elastomere ein, können aber Dichtungsmaterialien erweichen und, wenn sie über den Rand auf die Außenwand oder an die Mündungsauflage gelangen, ein sauberes Anliegen der Einlage verhindern. Ein Tropfen Füllgut auf der Dichtfläche ist eine der häufigsten Ursachen für eine Leckage, obwohl alle Bauteile in Ordnung sind. Saure Füllgüter, also Essig, Zitrusprodukte, Tomatenprodukte oder fermentiertes Gemüse, stellen eine dritte Anforderung, weil sie je nach Dichtungsmaterial unterschiedlich aggressiv wirken. Und karbonisierte Füllgüter verbinden den chemischen mit einem physikalischen Aspekt: Sie erzeugen Innendruck und müssen diesen über die gesamte Haltbarkeit halten.

Für die Prüfung folgt daraus eine einfache, aber konsequente Regel: Die Dichtheit wird nicht am Leermuster und nicht mit Wasser geprüft, wenn das spätere Füllgut Alkohol, Öl oder Säure enthält. Der belastbare Weg ist die Prüfung mit dem realen Füllgut oder mit einem anerkannten Ersatzmedium über einen definierten Zeitraum, gefolgt von Dichtheits- und Drehmomentmessung. Eine solche Prüfung ersetzt nicht die Bewertung der Werkstoffe im Kontakt mit Lebensmitteln – dafür gelten der Rahmen der Verordnung (EG) Nr. 1935/2004 und der Verordnung (EU) Nr. 10/2011 sowie für Exportziele die dortigen Regelwerke –, sie liefert aber die praktische Aussage darüber, ob die gewählte Kombination über die vorgesehene Zeit hält. Welches Einlagenmaterial zu welchem Medium passt, ist wiederum eine Auswahlfrage der Verschlussseite und wird dort behandelt.

Zulässige Leckagerate und Stichprobenprüfung nach AQL (ISO 2859)

Die Leckagerate ist der Versuch, Dichtheit messbar zu machen. Sie beschreibt, welche Menge eines Mediums in welcher Zeit durch die Dichtfläche tritt, und sie kann auf verschiedene Weise erfasst werden: über die Frequenz und Größe aufsteigender Blasen, über einen Druckabfall bei definierter Zeit, über den Nachweis eines Tracermediums oder über eine Wägung bei sehr langsamen Vorgängen. Jede dieser Erfassungsarten hat eine eigene Auflösungsgrenze. Was die eine Methode gerade noch erkennt, liegt für die andere bereits unterhalb der Nachweisgrenze. Die Leckagerate ist deshalb immer zusammen mit dem verwendeten Verfahren zu nennen, sonst ist sie nicht vergleichbar.

Ein verbindlicher Schwellenwert für die zulässige Leckagerate lässt sich an dieser Stelle nicht angeben, und er sollte auch nicht aus einer allgemeinen Tabelle übernommen werden. Er ergibt sich aus mehreren Faktoren: der Art des Füllguts, dem Kopfraumvolumen, dem erwarteten Innendruck, der Lagerdauer und den Folgen einer Undichtigkeit. Bei einem karbonisierten Getränk bedeutet ein Gasaustritt den Verlust von Kohlensäure und damit einen sensorischen Mangel; bei einem sterilen Produkt kann bereits eine mikrobiologische Kontamination über eine sehr langsame Leckage zum Verderb führen. Die Grenze wird deshalb im Projekt festgelegt, «je nach Projekt» dokumentiert und an den Füllgut- und Haltbarkeitsanforderungen ausgerichtet.

Für die Überprüfung in der Serie ist der Stichprobenplan nach AQL, wie er in der Normenreihe ISO 2859 beschrieben ist, der übliche Rahmen. Das Prinzip ist, aus einem Los eine definierte Anzahl Stück zu ziehen, eine vereinbarte Anzahl zulässiger Fehler festzulegen und das Los danach anzunehmen oder zurückzuweisen. Wichtig sind dabei drei Punkte. Erstens werden Prüfmerkmale nach ihrer Schwere unterschieden: Ein kritischer Fehler – etwa eine vollständige Undichtigkeit bei sterilem Füllgut – wird nicht über AQL abgehandelt, sondern führt zur Rückweisung. Zweitens unterscheiden sich Stichprobenumfang und Prüfniveau je nach Losgröße und Prüfschärfe, weshalb der Plan schriftlich festgehalten werden muss und nicht aus dem Gedächtnis angewendet wird. Drittens gilt AQL für die Stichprobe, nicht für das einzelne Stück: Eine angenommene Lieferung kann einzelne undichte Gebinde enthalten. Wo das nicht akzeptabel ist, tritt neben die Stichprobe eine vollständige Prüfung aller Stück – üblich ist das bei automatischen Inline-Kontrollen auf der Abfülllinie, deren Einbindung auf der Seite zu Abfülllinien und Anlagenkompatibilität beschrieben ist.

Typische Ursachen für Undichtigkeit und Korrekturmaßnahmen

Die häufigste Ursache in der Praxis ist eine überpresste oder verschlissene Dichtungseinlage. Wird mit zu hohem Anzugsdrehmoment gearbeitet, verliert die Einlage einen Teil ihrer elastischen Reserve; sie bleibt verformt und dichtet nicht mehr elastisch, sondern nur noch durch Anlage. Bei einer über längere Zeit genutzten Einlage kommt Materialermüdung hinzu. Die Korrektur liegt hier nicht in einer stärkeren Anpressung, sondern in der richtigen: Der Anzugsbereich wird mit dem Verschlusslieferanten abgestimmt und auf der Linie überwacht. Ein zweites häufiges Muster ist ein Gewinde außerhalb der Toleranz. Ist das Gewinde zu flach oder zu eng, erreicht der Verschluss seine Endlage nicht und die Einlage wird nicht ausreichend gestaucht. Die Grundlagen zu Gewindeformen und Abschlüssen stehen auf der Seite zu Halsfinish und Gewindenormen.

Ein dritter Ursachenkreis liegt in der Mündung selbst. Eine leicht verzogene oder unrunde Mündung, ein gratiger Rand oder eine Abweichung in der Auflagefläche führen dazu, dass die Einlage nicht vollflächig anliegt. Solche Abweichungen sind mit bloßem Auge oft nicht zu erkennen und werden erst durch die Dichtheitsprüfung mit Vorbelastung sichtbar. Wie eng Maßtoleranzen gesetzt werden können und wo die fertigungsbedingten Grenzen liegen, ist auf der Seite zu Maßtoleranzen und Fertigungsgenauigkeit dargelegt. Zu diesem Kreis gehört auch die ungleichmäßig verteilte Mündungslast bei dünnwandigen Behältnissen, bei denen sich die Mündung unter der Anpresskraft elastisch verformt.

Der vierte Kreis umfasst Ursachen, die nicht im Gebinde selbst liegen: Füllgut auf der Dichtfläche, ein Verschluss, der beim Aufsetzen verkantet wurde, eine Störung im Zuführsystem der Linie, und ein Transportschaden, bei dem sich der Verschluss durch Vibration oder Stoß löst. Für den letzten Fall liefert die Prüfung nach einer Transportbelastung – also die Dichtheitsmessung nach einem Rüttel-, Fall- oder Stapeltest – die entscheidende Information, weil sie zeigt, ob das System nach dem Weg noch dicht ist. Grundsätzlich gilt für die Ursachenanalyse derselbe methodische Weg wie in der Reklamationsbearbeitung: Merkmal beschreiben, Muster sichern, Charge zuordnen, Ursache eingrenzen, Maßnahme festlegen und ihre Wirksamkeit durch eine erneute Prüfung belegen. Die Eingangs- und Linienkontrolle, mit der sich solche Abweichungen früh erkennen lassen, ist auf der Seite zu Qualitätsprüfung und Eingangskontrolle beschrieben.

Prüfverfahren im Überblick

Die folgende Übersicht ordnet die gebräuchlichen Verfahren der Dichtheitsprüfung nach der Größe, die sie betrachtet, nach dem, was ihr Ergebnis belegt, und nach dem, was es ausdrücklich nicht belegt. Diese Zuordnung ist deshalb nützlich, weil in Projekten immer wieder die falsche Prüfung als Nachweis herangezogen wird – etwa eine Druckprüfung am leeren Gebinde als Beleg für die Dichtheit unter Vakuum oder eine Drehmomentmessung am Abfülltag als Beleg für die Dichtheit nach Monaten. Zulässige Leckageraten, Drehmomentbereiche, Stichprobenumfänge und Prüfniveaus werden «je nach Projekt» vereinbart und hier bewusst nicht mit Zahlen hinterlegt.

Häufige Fragen zu Dichtheitsprüfung und Leckagetests

Was bedeutet «dicht» bei einer Glasverpackung genau?

Dicht bedeutet, dass zwischen dem Innenraum des verschlossenen Behältnisses und der Umgebung über einen definierten Zeitraum kein messbarer Übergang von Gas, Flüssigkeit oder Mikroorganismen stattfindet. Der Begriff «messbar» ist dabei entscheidend: Eine absolute Dichtheit gibt es nicht, weil jede Einlage unter endlicher Pressung auf einer endlichen Kontaktfläche sitzt und deshalb eine Restdurchlässigkeit behält. In der Praxis ist «dicht» daher immer die Einhaltung eines vereinbarten Annahmekriteriums. Dieses Kriterium hängt von Füllgut, Kopfraum, Innendruck, Lagertemperatur, Dauer und Transportweg ab und wird im Projekt festgelegt, nicht aus einer allgemeinen Tabelle übernommen.

Warum reicht eine Tauchprüfung allein nicht aus?

Die Tauchprüfung ist anschaulich, schnell und ortszuordnend, aber sie hat eine Empfindlichkeitsgrenze. Sie erkennt einen gasförmigen Austritt, der eine sichtbare Blase erzeugt; eine sehr langsame Leckage oder eine nach innen gerichtete Flüssigkeitsbewegung bleibt unter Umständen unentdeckt. Sie prüft außerdem einen Zeitpunkt und nicht einen Verlauf, und sie bildet keine Vorlast ab. Belastbar wird eine Aussage erst durch die Kombination mehrerer Verfahren: Tauchprüfung oder Vakuumprüfung für den Ort und die Richtung, Druckprüfung für den quantifizierbaren Verlauf, Drehmomentmessung für die Anpresskraft und eine beschleunigte Alterung als Vorbelastung, die dem realen Weg der Ware entspricht.

Welche Leckagerate ist zulässig, und wo steht ein konkreter Wert?

Einen allgemeingültigen Schwellenwert gibt es nicht, und diese Seite nennt bewusst keinen. Die zulässige Leckagerate ergibt sich aus mehreren Faktoren: der Art des Füllguts, dem Kopfraumvolumen, dem erwarteten Innendruck, der Lagerdauer und den Folgen einer Undichtigkeit. Bei einem karbonisierten Getränk bedeutet ein Gasaustritt den Verlust von Kohlensäure, bei einem sterilen Produkt kann schon eine sehr langsame Leckage zum Verderb führen. Zusätzlich hängt jeder Messwert von der Empfindlichkeit des verwendeten Verfahrens ab. Die Grenze wird daher «je nach Projekt» vereinbart und zusammen mit den Prüfbedingungen schriftlich dokumentiert.

Wie funktioniert die Stichprobenprüfung nach AQL, und was gilt als kritisch?

AQL steht für die annehmbare Qualitätsgrenzlage und ist in der Normenreihe ISO 2859 als Rahmen für Stichprobenprüfungen beschrieben. Aus einem Los wird eine definierte Anzahl Stück gezogen, es wird eine vereinbarte Zahl zulässiger Fehler festgelegt, und das Los wird danach angenommen oder zurückgewiesen. Prüfmerkmale werden dabei nach Schwere unterschieden: Ein kritischer Fehler – etwa eine vollständige Undichtigkeit bei sterilem Füllgut – wird nicht über AQL abgehandelt, sondern führt zur Rückweisung. Zu beachten ist außerdem, dass AQL für die Stichprobe gilt und nicht für das einzelne Stück: Eine angenommene Lieferung kann einzelne undichte Gebinde enthalten. Wo das nicht akzeptabel ist, tritt eine vollständige Inline-Kontrolle an die Stelle der Stichprobe.

Welche Rolle spielt das Drehmoment, und was ändert sich nach dem Öffnen?

Das Drehmoment ist bei allen Verschlüssen, die über axiale Pressung dichten, die zentrale Messgröße – und es sind zwei Werte zu unterscheiden: das Anzugsdrehmoment beim Verschließen und das Öffnungsdrehmoment beim Lösen. Entscheidend ist nicht der Moment direkt nach dem Abfüllen, sondern der Zustand nach der Relaxation. Weil die Einlage unter dauerhafter Pressung nachgibt, fällt die gespeicherte Spannung über Stunden und Tage ab; deshalb gehört zur Messung immer eine definierte Wartezeit. Nach dem Öffnen und erneutem Schließen erholt sich ein Teil der Anpresskraft, aber in der Regel nicht mehr der ursprüngliche Sitz. Ein zulässiger Korridor für beide Werte und für die Zahl der Öffnungszyklen wird «je nach Projekt» festgelegt.

Welche Ursachen führen in der Praxis am häufigsten zu Undichtigkeit?

Am häufigsten ist eine überpresste oder verschlissene Dichtungseinlage: Bei zu hohem Anzugsdrehmoment verliert sie ihre elastische Reserve und dichtet nur noch durch Anlage. Daneben steht ein Gewinde außerhalb der Toleranz, das den Verschluss nicht in seine Endlage kommen lässt, sowie eine leicht verzogene, unrunde oder gratige Mündung, bei der die Einlage nicht vollflächig anliegt. Ein weiterer Kreis liegt außerhalb des Gebindes: Füllgut auf der Dichtfläche durch Spritzer beim Abfüllen, ein verkantet aufgesetzter Verschluss, eine Störung im Zuführsystem der Linie und ein Transportschaden, bei dem sich der Verschluss durch Vibration oder Stoß löst. Die passende Korrektur folgt aus der Ursache, nicht aus einer stärkeren Anpressung.