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Testen und rechnen

Über unterschiedliche Verfahren zur Ermittlung der Lebensdauer


Für Anwender ist eine realitätsnahe Bewertung der Lebensdauer bei langlebigen elektromechanischen Bauteilen wie Lüftern ein wichtiges Entscheidungskriterium. Da die Hersteller aber nicht jahrzehntelang testen können, bevor sie den Kunden beliefern, setzen sie auf einen Mix aus theoretischem Ansatz und Praxiswerten. Die Rechen- und Testverfahren sowie der Mix aus beiden variiert von Hersteller zu Hersteller indes stark. Daher ist es wichtig, die daraus resultierenden Angaben und Werte richtig bewerten zu können.

Badewannenkurve

Unterschiedliche Gewichtung

Zwei übliche Werte sind Lebensdauer und Zuverlässigkeit. Sie können jedoch nicht ineinander umgerechnet werden, da sie das Ausfallverhalten von Bauteilen unterschiedlich gewichten. So gibt die Lebensdauer den Zeitraum in Stunden an, bis zu dem zehn Prozent der Geräte ausgefallen sind. Im Gegensatz dazu gibt die Zuverlässigkeit den sogenannten Mean Time Between Failure-Wert (MTBF) an – die durchschnittliche Zeit, zu der eines von mehreren gleichzeitig gestarteten Bauteilen ausfällt.
Das sogenannte klassische Ausfallverhalten besagt, dass zu Anfang des Betriebs durch fehlerhafte Teile oder Montagefehler einige Bauteile ausfallen können. In der Folgezeit überstehen die Geräte eine lange Betriebszeit mit nur geringem, statistischen Ausfällen. Diesen Bereich beschreibt der MTBF-Wert. Gegen Ende macht sich dann der Verschleiß bemerkbar und die Ausfallrate steigt wieder an. Hierdurch wird die Lebensdauer begrenzt.

Testverkürzungen

Um die Testzeit zu verringern, betreiben Hersteller oft eine größere Anzahl Geräte über sechs bis zwölf Monate. Aus dem Ergebnis wird dann mit unterschiedlichen Methoden auf die Lebensdauer hochgerechnet. Diese Methoden liefern für Lüfter jedoch falsche Ergebnisse, wenn der Test den Verschleißfall nicht mit einschließt. Dann fällt die Lebensdauerangabe zu optimistisch aus. Die Testzeit wird oft verkürzt, indem durch externe Einflüsse wie erhöhte Temperaturen, Temperaturwechsel oder -schock eine vorzeitige Alterung erreicht wird. Der Nachteil gegenüber echten Langzeitdauertests sind die oft nicht realitätsnah erfassbaren Auswirkungen des Temperatureinflusses und dessen Rückrechnung auf den normalen Einsatz.
Manche Rechenmodelle gehen beispielsweise bei einer Temperaturabsenkung von zehn bis 15 Kelvin von einer Verdopplung der Lebensdauer aus. Wenden Hersteller diese Hochrechnung mehrfach an, ergeben sich schnell absurd hohe Lebensdauerwerte. Für den Anwender ist es hier hilfreich, die Lebensdauerangaben bei hohen Temperaturen zu vergleichen. Sind sie ähnlich, unterscheiden sich aber stark bei geringen Temperaturen, so ist nicht die Lebensdauer unterschiedlich, sondern nur das verwendete mathematische Modell.

Praxisnahe Bewertung

Produktübersicht

Trotz ähnlicher Ergebnisse im beschleunigten Lebensdauertest können sich damit die Angaben verschiedener Hersteller um ein Mehrfaches unterscheiden. Eine konservative Abschätzung aller Einflussfaktoren ist daher essentiell für realitätsnahe Angaben. Für solche praxisgerechten Bewertungen sind aber langjährige Erfahrung und stetig optimierte Rechenoperationen zwingend erforderlich.

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