In langen Versuchsreihen werden die Module des M100-Systems von Bachmann permanentem Stress durch Vibration und Schock ausgesetzt. Am Anfang steht der Testaufbau. (Bild: Bachmann)
Schock- und Vibrationstests von Geräten und Systemen stellen sicher, dass diese den Anforderungen und Belastungen standhalten, denen sie während ihres Lebenszyklus ausgesetzt sein können. Experimentelle Schockbelastungen mit mehr als dem 40-Fachen der Erdbeschleunigung (40 g) garantieren Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit auch unter den schwierigsten Umgebungsbedingungen.
Werden Steuerschränke an Antriebsmaschinen oder Generatoren ohne vollständige mechanische Entkopplung montiert, sind sie dauerhaften Vibrationen ausgesetzt. „Das ist Gift, vor allem für Kontaktstellen“, sagt Burkhard Martin, Projektleiter M100-I/O-System bei Bachmann.
Mechanische ‚Härtung‘
Mit Schock- und Vibrationstests werden deshalb in der Entwicklungsphase alle Baugruppen Beschleunigungswerten ausgesetzt, die in der Realität mit Sicherheit nicht erreicht werden. Durch die Exposition gegenüber solchen Belastungen lassen sich Schwachstellen oder Mängel in der Konstruktion oder bei Komponenten entdecken und beheben.
Stress pur für die Komponenten
Die Komponenten durchlaufen dabei eine ganze Reihe harter Prüfungen. Zum einen werden Belastungen und Stöße mit mehr als 40 g simuliert. In einer anderen Testreihe müssen die Baugruppen jeweils 1.000 Schocks mit einer Beschleunigung von 20 g in jede Raumrichtung ertragen.
Dazu kommen Vibrationstests, bei denen die Bauteile rund sieben Stunden je Achse mit Frequenzen von 10 bis 200 Hertz in eine permanente Anregung versetzt werden. „Und danach fallen die Geräte nicht auseinander, sondern entsprechen weiterhin den von unseren Kunden erwarteten Leistungsanforderungen“, bekräftigt Burkhard Martin.
Die Frage, weshalb man Baugruppen solch hohen Belastungen aussetzt, die im Einsatz kaum je zu erwarten sind, wird dem Projektleiter M100-IO oft gestellt. „Im Vergleich zur Lebensdauer der Produkte sind Testphasen stark verkürzt“, erklärt Martin. „Die weit über das vorgesehene Maß hinaus forcierten Belastungen sind vergleichbar einer stark beschleunigten Alterung. Solche Tests liefern deshalb sehr aufschlussreiche Aussagen hinsichtlich der generellen Langzeitstabilität.“
Ganz grundsätzlich verhilft eine solche Robustheit zu einer längeren Lebensdauer und einer höheren Zuverlässigkeit auch an Einbauorten mit normalen Belastungen. Außerdem müssen Kunden weniger Aufwand betreiben, um einen ‚elektroniktauglichen‘ Einbauort zu schaffen, sie erhalten eine höhere Verfügbarkeit und haben weniger Störungen. „Und all das senkt die Kosten im Betrieb.“
Robust in allen Details
In der Entwicklungsphase des M100-Systems sind aus diesen Tests viele Detailverbesserungen entstanden. Jedes einzelne Modul ist in einem robusten und EMV-sicheren Metallgehäuse verbaut, das sicher und vibrationsfest auf einer durchgehenden, stabilen Rückwand verschraubt wird. Kabel werden direkt am Modul in zuverlässige Federkraftklemmen aufgelegt, die Stecker sind mit einer vibrationssicheren ‚Lock-&-Release‘-Mechanik ausgerüstet. So kann Bachmann eine Schockbeständigkeit bis 30 g und eine Vibrationsrobustheit bis 6 g garantieren.
Bachmann-Systeme sind bekannt für ihre Zuverlässigkeit und Langlebigkeit. Mit Schock- und Vibrationstests identifiziert Bachmann potenzielle Probleme, bevor die Geräte auf den Markt kommen. „So verbessern wir permanent die Qualität unserer Produkte, um die Anforderungen unserer verschiedenen Märkte nicht nur sicherzustellen, sondern sie zu übertreffen“, schließt Burkhard Martin.
In Kürze:
- Bachmann-Systeme werden in extremen Umgebungen eingesetzt und in der Entwicklung rigorosen Schock- und Vibrationstests unterzogen.
- Durch Belastungen, die weit über jene im realen Einsatz hinausgehen, können Schwachstellen frühzeitig identifiziert und behoben werden.