Über die offensichtlichen Kräfte der Produktprüfung hinaus
Wenn die meisten von uns „Produkttests“ hören, stellen wir uns einen einfachen Prozess vor: Eine Kraft wird ausgeübt, das Ergebnis gemessen und geprüft, ob das Objekt den Test besteht oder nicht. In der hochriskanten Welt professioneller Testlabore, in denen alles von Luft- und Raumfahrtkomponenten bis hin zu medizinischen Geräten validiert wird, ignoriert dieses einfache Bild jedoch gefährlich die Realitäten der Arbeit. Hier geht es nicht nur darum, Kraft richtig auszuüben. Es geht darum, alle subtilen, unsichtbaren Kräfte, die einen Test zum Scheitern bringen, teure Geräte zerstören und die Sicherheit gefährden können, zu antizipieren, zu kontrollieren und zu verstehen.
Experten, die ihr Leben damit verbringen, Dinge methodisch zu zerstören, wissen, dass die wichtigsten Faktoren oft diejenigen sind, an die wir nie denken. Das sind nicht nur Theorien. Produkttests basieren auf bewährten wissenschaftlichen Erkenntnissen und Prinzipien, die von den Ingenieuren bei Interface geteilt werden, einem Unternehmen, das seit Jahrzehnten die anspruchsvollsten Testlabore der Welt ausstattet.
Wir wissen, dass ein Test nicht nur ein Verfahren ist, sondern ein komplexes System, bei dem die Umgebung, die Einrichtung und sogar das Katastrophenpotenzial mit äußerster Präzision gehandhabt werden müssen. Dieser Artikel enthüllt fünf überraschende Wahrheiten dieser Experten, die Ihre Meinung über Produkttests ändern werden.
In unserem Webinar „Testlabor-Grundlagen: Heute und morgen“ stellt unser Team aus Kraftmessungsexperten fünf wichtige Erkenntnisse vor, die über das Offensichtliche bei Produkttests hinausgehen. Hier finden Sie eine Zusammenfassung dessen, was sie im Rahmen der Abschnitte „Do’s and Don’ts“ und „FAQs“ des technischen Seminars vermittelt haben. Die aufgezeichneten Abschnitte des Webinars finden Sie am Ende dieses Beitrags, eine Zusammenfassung der Erkenntnisse finden Sie hier: Testing Lab Essentials Webinar Recap.
Fünf Wahrheiten über eine präzise Denkweise bei Produkttests
Nr. 1 – Die besten Testpläne berücksichtigen katastrophale Ausfälle
Ein Grundprinzip bei der professionellen Testkonzeption ist die Planung für den Moment, in dem das zu testende Gerät (Device Under Test, DUT) tatsächlich ausfällt. Das ist kein Pessimismus, sondern dient der Sicherheit und dem Schutz von missionskritischen Geräten. Wenn eine Komponente unter enormer Spannung plötzlich bricht, kann die freigesetzte Energie heftig und unvorhersehbar sein.
Die Folgen können ein starkes „Zurückschlagen“ durch die Lastkette sein, ähnlich dem aggressiven Schnappen einer überlasteten Kette, wodurch der Sensor beschädigt wird, eine plötzliche Umkehrung der Last oder ein Aufprall des Stellantriebs auf den Boden. In professionellen Labors sind Sicherheit und Geräteintegrität zwei Seiten derselben Medaille; eine für Menschen unsichere Einrichtung ist mit ziemlicher Sicherheit auch für die Datenerfassung unzuverlässig. Die Planung für den Fall eines Ausfalls ist in erster Linie ein wichtiges Protokoll, um sicherzustellen, dass Ingenieure und Techniker nicht verletzt werden, wenn etwas Unvorhergesehenes passiert.
„Wenn Sie etwas testen, das kaputtgehen könnte, müssen Sie sich fragen: Was passiert, wenn das getestete Gerät tatsächlich ausfällt? Kommt es zu einem Ringereignis in der Lastkette? Zu einer Lastumkehr? Wir müssen Sicherheitsvorkehrungen treffen, um das Wichtigste zu gewährleisten – dass niemand verletzt wird.“
Das ist die Präzisionsmentalität in Aktion: Misserfolge nicht als Möglichkeit betrachten, sondern als unvermeidbare Tatsache, die geplant und kontrolliert werden muss.
#2 – Es ist der Höchstwert, nicht der Durchschnittswert, der Dinge kaputt macht.
Bei dynamischen Tests mit Motoren oder Stößen konzentriert man sich leicht auf die durchschnittliche Laufkraft. Die momentanen Spitzenkräfte sind jedoch oft wesentlich höher und für Ihre Geräte weitaus gefährlicher. Ein Elektromotor beispielsweise erfährt massive Spitzen während des „Anlaufmoments“ und des „Stoppmoments“, wenn das System die Trägheitsmasse überwindet oder ihr widersteht. Diese Spitzen können das durchschnittliche Laufmoment weit übersteigen.
Das gleiche Prinzip gilt für Stoßbelastungen. Ein häufiger Fehler ist die Annahme, dass ein sehr kurzer Stoß für einen Sensor weniger gefährlich ist. In Wirklichkeit ist die Dauer des Ereignisses nicht annähernd so wichtig wie seine Spitzenamplitude. Die Überlastfestigkeit des Sensors basiert auf der maximalen Kraft, der er ausgesetzt ist, selbst wenn diese Kraft nur eine Millisekunde lang anhält. Das Ignorieren dieser Spitzenwerte ist der schnellste Weg, um teure Messgeräte zu beschädigen.
„Es ist wichtig zu wissen, dass nicht die Dauer des Ereignisses das Problem ist, sondern die Amplitude. Es spielt keine Rolle, wie lange die Wägezelle einer Belastung ausgesetzt ist. Entscheidend ist die Spitzenamplitude, die innerhalb der sicheren Überlastgrenze der Wägezelle liegen muss.“
Dies veranschaulicht die Präzisionsmentalität: über die offensichtlichen Durchschnittswerte hinauszuschauen, um die flüchtigen, heftigen Momente zu verstehen, in denen ein Versagen tatsächlich auftritt.
#3 – Die „Umgebung“ ist ein Minenfeld aus undichten Hydraulikleitungen und heruntergefallenen Schraubenschlüsseln.
Bei der Auswahl der Ausrüstung berücksichtigen Ingenieure Umweltfaktoren wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit. In einem stark frequentierten Industrielabor ist die „Umgebung“ jedoch ein Minenfeld industrieller Gefahren. Auslaufende Hydraulikflüssigkeiten sind ein häufiges Problem, und einige Flüssigkeiten sind so aggressiv, dass sie die Schutzbeschichtung eines Sensors vollständig ablösen und dessen interne Komponenten beschädigen können.
Neben chemischen Gefahren gibt es auch physikalische und menschliche Herausforderungen. Ein Labor ist ein aktiver Arbeitsplatz, an dem Techniker versehentlich über Kabel stolpern oder gegen sie stoßen können und ein heruntergefallener Schraubenschlüssel empfindliche Geräte zerstören kann. Aufgrund dieser rauen Realität werden Sensoren für den Laborbereich häufig mit robusten Merkmalen wie geschweißten Edelstahlgehäusen und integrierten „Steckerschutzvorrichtungen“ ausgestattet, um den täglichen Belastungen einer industriellen Umgebung standzuhalten.
Das ist die Präzisionsmentalität in der Praxis: Die Definition von „Umwelt“ wird erweitert, um die chaotische, unvorhersehbare Realität der Fabrikhalle einzubeziehen.
#4 – Die korruptivste Fehlerquelle ist unsichtbar
In einem perfekten Test würden alle Kräfte perfekt entlang einer einzigen Achse ausgeübt werden. Dies ist reine Zug- oder reine Druckkraft. In der Realität ist dies jedoch fast unmöglich. Eine außeraxiale Belastung ist jede Fremdkraft, wie beispielsweise ein Moment (Verdrehung) oder eine seitliche Belastung. Sie ist immer vorhanden, und diese Fehlausrichtung ist oft die wichtigste Fehlerquelle bei einer Kraftmessanwendung. Lesen Sie „Außeraxiale Belastung 101”.
Dieser unsichtbare Fehler tritt so häufig auf, dass hochwertige Sensoren mit Funktionen wie exzentrischer Lastkompensation ausgestattet sind, um seine Auswirkungen mechanisch zu unterdrücken und zu minimieren. Man kann alles tun, um einen Prüfstand auszurichten, aber diese Kräfte können dennoch auftreten. Experten verwenden sogar mehrachsige Messwandler als Diagnosewerkzeuge. Durch den Einbau eines solchen Messwandlers in einen Standard-Prüfstand können sie die Momente und Seitenkräfte direkt messen und erhalten so ein klares Bild davon, wie gut der Prüfstand selbst ausgerichtet ist.
Das ist Präzision in ihrer reinsten Form: in Werkzeuge und Techniken zu investieren, um Fehler zu erkennen und zu korrigieren, von denen andere nicht einmal wissen, dass sie existieren.
#5 – Ihr Kalibrierungszertifikat ist eine Gesundheitsakte, nicht nur eine bestandene Prüfung
Die meisten Menschen betrachten ein Kalibrierungszertifikat als ein einfaches Dokument, das entweder bestanden oder nicht bestanden wurde. Das Zertifikat ist ein Nachweis dafür, dass der Sensor ordnungsgemäß funktioniert. Laborexperten betrachten es als ein wichtiges Diagnosewerkzeug zur Überwachung des langfristigen Zustands ihrer Geräte. Stellen Sie sich das wie einen Arzt vor, der das EKG dieses Jahres mit dem des letzten Jahres vergleicht. Ein einzelnes EKG zeigt, dass Ihr Herz heute funktioniert, aber der Vergleich offenbart Trends, subtile Verschlechterungen oder Anzeichen für vergangene Traumata. Lesen Sie „Kalibrierungszertifikate 101“
Die bewährte Vorgehensweise besteht darin, das neue Kalibrierungszertifikat, das Sie durch die jährliche Kalibrierung Ihres Sensors erhalten, mit dem des Vorjahres zu vergleichen. Dieser historische Vergleich kann subtile Verschlechterungen aufdecken, die auf ein Problem hinweisen. Beispielsweise deutet eine erhebliche „Abweichung vom Nullpunkt“ oder eine Veränderung des „Vollbereichsausgangs“ von einem Jahr zum nächsten darauf hin, dass eine Überlastung die Wägezelle beschädigt hat oder dass sie zu driften beginnt. Dadurch wird die routinemäßige Kalibrierung von einer einfachen Checklistenaufgabe zu einem leistungsstarken Werkzeug für die vorbeugende Wartung.
Die Präzisionsmentalität anzuwenden bedeutet, Daten nicht als Momentaufnahme zu betrachten, sondern als Teil einer Geschichte, die die Vergangenheit offenbart und die Zukunft Ihrer Anlagen vorhersagt.
Wahre Präzision bei Tests bedeutet nicht nur, über die beste Ausrüstung zu verfügen. Es geht darum, eine Denkweise zu entwickeln, die diese weniger offensichtlichen Variablen aktiv aufspürt und kontrolliert. Von der Akzeptanz von Fehlern bis zur Diagnose unsichtbarer Fehler – die besten Ergebnisse erzielt man, wenn man versteht, dass jede Komponente, jede Verbindung und jeder Vorgang Teil eines komplexen Systems ist, das unermüdliche Aufmerksamkeit erfordert. Lesen Sie mehr dazu in „Kraftmessungstests verbessern Produkte und Verbrauchersicherheit“.