Prüfstände

Was ist ein Prüfstand?

Prüftstände sind je nach Aufgabenbereich stationäre oder mobile Geräte beziehungsweise Vorrichtungen, die der reproduzierbaren Prüfung von technischen Gegenständen dienen. In einer entkoppelten Umgebung ermöglichen es Prüfstände, Bauteile oder Baugruppen unter messbaren, geregelten Lasten oder unter Umweltbedingungen zu prüfen. Ein Prüfstand umfasst dabei eine mechanische Aufnahme für die Prüfgegenstände sowie auf den Gegenstand angepasste Sensoriken und Steuerungen. Durch das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten lassen sich die zu prüfenden Eigenschaften generieren und gleichzeitig Messwerte erheben und protokollieren. Prüfstände dienen der Messung und Erfassung von mechanischen, elektrischen oder optischen Größen. Aufgeteilt werden Prüfstände dabei in zwei unterschiedliche Typen.

    1) Entwicklungsprüfstände

    Entwicklungsprüfstände unterstützen Konstrukteure und Konstrukteurinnen dabei, Designs und Ideen in der Entwicklungsphase zu überprüfen. Durch Tests an Prüfständen lassen sich Produktlebenszyklen auf wenige Tage oder Wochen reduzieren, was zu einer schnelleren, gleichfalls zuverlässig mit Daten belegbaren Produktentwicklung führt. Folgende Prüfverfahren sind auf Entwicklungsprüfständen gängig:

     

    • Test von Komponenten über einen vorher definierten Zyklus auf ihre Lebensdauer.
    • Prüfung von Verbrennungsmotoren auf die Einhaltung von Abgasbestimmungen.
    • Verhalten des zu prüfenden Gegenstands auf Umweltbedingungen wie Hitze, Kälte oder Feuchtigkeit.
    • Prüfung der mechanischen Festigkeit von Komponenten bei Vibrationen oder mechanischen Belastungen.

    2) End-of-Line-Prüfstände

    End-of-Line-Prüfstände dienen der Überwachung von geforderten technischen Spezifikationen am Ende einer Produktionslinie. Die End-of-Line-Prüfungen können sich dabei auf das Gesamtsystem, aber auch auf Subsysteme und Komponenten fokussieren. Mit End-of-Line-Prüfständen lassen sich defekte oder unzureichend dimensionierte Komponenten ermitteln, sie dienen also vorrangig der Qualitätssicherung. Der englische Begriff der Prüfstände stammt von der räumlichen Positionieren zumeist am Ende von Fertigungs- oder Montagelinien. In der Praxis dienen End-of-Line-Prüfstände unter anderem:

     

    • Funktionsprüfungen, die alle relevanten Funktionen eines Produktes vor Auslieferung an den Kunden überprüfen.
    • Leistungsmessungen, die die abgegebene Leistung eines Produkts, beispielsweise einem Motor, erfassen und bestimmen, ob die vorgegebenen Leistungen auch erreicht werden.
    • Optische Vermessungen, die Abweichungen vom Ist-Maß erfassen oder optische Fehler aufdecken.
    • Akustische Prüfungen, die störende Geräusch bei der Verwendung technischer Produkte erkennen.

    Prüfstände automatisieren - mit Lösungen von Delphin Technology

    Mit Prüfständen lassen sich technische Gegenstände wiederhol- und nachprüfbar auf ihre Eigenschaften prüfen. Prüfstände finden in der Automobilindustrie, im Maschinen- oder Apparatebau oder der Hausgerätetechnik breite Anwendung. Delphin Technology ist der kompetente, erfahrene Partner, wenn es um die Automatisierung von Prüfständen geht. Von optimierten Steuerungen über präzise Messungen und Datenlogging bis hin zur individuellen Prüfstand-Entwicklung bietet Delphin Technology für jeden Prüfstand die passende technische Lösung!

    Für welche Bereiche und Komponenten gibt es Prüfstände?

    Prüfstände gibt es für die unterschiedlichsten Aufgabenbereiche. Zu den weit verbreiteten Prüfständen gehören unter anderem:

     

    • Hausgeräteprüfstände für die Prüfung von Haushaltsgeräten auf Sicherheit, Energieeffizienz, Qualität und Zuverlässigkeit.
    • Heizungsprüfstände für die normgerechte Prüfung von Heizgeräten und Heizungsanlagen.
    • Motorenprüfstände für die Entwicklungsphase und Serienprüfung von Antriebsmotoren hinsichtlich elektrischer und mechanischer Eigenschaften, dem Temperaturverhalten oder dem Überlastbetrieb.
    • Pumpenprüfstände für die zuverlässige Prüfung von Kleinstdosierpumpen, Gartenpumpen, Vakuumpumpen oder Grosspumpen.
    • Batterieprüfstände für die Prüfung von elektrischen Energiespeichern, Batterien und Akkus.
    • Schalterprüfstände für die Prüfung von Schaltpunkten, Prellvorgängen oder Schließ- und Öffnungszeiten von Schaltern.
    • Ventilprüfstände für die Funktionsprüfung von Ventilen.
    • Lebensdauerprüfstände für den Test von Produkten im Langzeitbetrieb und einer definierten Lebensdauer.
    • Komponentenprüfstände für die entwicklungs- und fertigungsbegleitende Prüfung von Komponenten aller Art.
    • Leuchtenprüfstände für Sicherheits- und Zuverlässigkeitsprüfungen von elektrotechnischen Leuchten.
    • Getriebeprüfstände für entwicklungsbegleitende Messungen oder Abnahmeprüfungen in der Fertigung von Getrieben.
    • Schwingungsprüfstände für das Testen von Produkten unter Vibration und Schwingung.
    • Klimakammern als „Prüfstand“ für Umweltsimulationen.

    Wie funktioniert ein Prüfstand?

    Auch wenn Prüfstände mit umfangreicher Technik ausgestattet sind, so ist die eigentliche Funktions- und Arbeitsweise sehr simpel. Auf dem Prüfstand werden durch den Bediener Parameter definiert, die durch ein Computer-System interpretiert und durch den Prüfstand umgesetzt werden. Unverzichtbar sind jedoch eine kontinuierliche Überwachung und Regelung der eingestellten Parameter durch Hard- und Software. Nur so lassen sich systembedingte Schwankungen im Prüfprozess in Echtzeit ausgleichen - was zu aussagekräftigen, verlässlichen Prüfwerten führt.

    Automatisierung von Prüfständen

    Wenn mehrere Prüfstände parallel betrieben oder Prüfvorgänge auch in mannlosen Schichten erfolgen sollen, bietet sich eine Automatisierung der Mess- und Auswertungsprozesse an. Die Delphin Produkte ermöglichen die schnelle, effektive und einfache Automatisierung von Prüfständen auch ohne zusätzliche Schnittstellen. In vielen Fällen sind Prüfstände mit einem PC verbunden. Hier bieten die Delphin Expert-Key Geräte ein einfaches Automatisierungs-Upgrade mit hervorragendem Preis-Leistungs-Verhältnis. Mit kompletter Office-Kompatibilität, einem einfachen Daten- und Grafik-Export sowie Schnittstellen zu SQL- und ODBC-Anwendungen automatisiert das Expert-Key Gerät umfangreiche Messaufgaben. Für Langzeitmessungen, die PC-unabhängig erledigt werden sollen, bieten die Message-Geräte von Delphin die Durchführung von Mess-, Automatisierungs- und Auswertefunktionen in einem kompakten System. In Kombination mit ProfiSignal Klicks lassen sich individuelle Prüfstands-Anwendungen erstellen. Für schlüsselfertige Komplettlösungen bietet Delphin eine eigene Anwendungsentwicklung für Lebensdauerprüfungen, Dauerlaufprüfstände, Umweltsimulationen oder Ablaufsteuerungen.

    Wer baut einen Prüfstand?

    Jeder Prüfstand ist ganz exakt auf die jeweiligen Prüfaufgaben optimiert - entsprechend gibt es im industriellen oder gewerblichen Bereich keine vorgefertigten Prüfstände „von der Stange“. Das Zusammenspiel von Mechanik, Hard- und Software wird von spezialisierten Unternehmen übernommen. Delphin Technology baut keine eigenen Prüfstände, ist mit seiner umfangreichen Produktpalette aber der Spezialist, wenn es um die Automatisierung von Prüfständen geht. Mit Delphin Hard- und Softwarelösungen lassen sich Prüfstände hochgradig effizient, wirtschaftlich und mit beeindruckendem Automatisierungsgrad betreiben. Die Delphin Lösungen kommen im Prüfstandbau in den Bereichen Steuerung, Messung, Automatisierung, Datenerfassung mittels DAQ-Software und Datenlogging zum Einsatz. Auf Kundenwunsch hin bietet Delphin in enger Kooperation mit Partnerunternehmen auch die Entwicklung spezieller Prüfstände. Sprechen Sie uns bitte auf unsere Möglichkeiten an, wir beraten Sie gerne in einem persönlichen Gespräch!

    Software für Prüfstände

    Neben einer präzisen PC-gebundenen Steuerung oder einer SPS, die Sensorik, Messgeräte und Mechanik des Prüfstandes regelt und steuert, wird zusätzlich noch eine Software-Lösung benötigt, die Messdaten erfasst, speichert und anderen Programmen zur weiteren Verwendung, beispielsweise einer Visualisierung oder Auswertung, zur Verfügung stellt. Delphin Technology stellt sowohl für die Steuerung als auch Datenerfassung und -weiterleitung von Prüfständen passgenaue Software bereit.

     

    Mit der plattformunabhängigen Software ProfiSignal 20 erhalten Anwender eine verständliche, logisch aufgebaute Software mit vielseitigem Funktionsumfang und erstklassiger Bedienbarkeit. Die Messtechniksoftware kann sowohl auf Desktop-PCs als auch im Messrechner eingesetzt werden. Mit einer leistungsfähigen Messwertdarstellung, umfangreichen Visualisierungsoptionen auf Knopfdruck und modernen Oberflächen und Bedienkonzepten bietet ProfiSignal 20 sowohl für Einsteiger als auch Experten die optimale Leistung für automatisierte Prüfstände.

     

    Mit dem Delphin Data Center lassen sich Messdaten von Prüfständen zentral speichern, analysieren und überwachen. Das Data Center ist ein zentralisiertes Messdatenmanagement, das Messdaten valide und rückführbar archiviert und bietet den sekundenschnellen, standortunabhängigen Zugriff auf die gespeicherten Daten. Als DAQ-Lösung ist das Data Center von Delphin optimiert auf verlustfreie Datenkomprimierung, Langzeitarchivierung, spezifische Datenvorverarbeitung über Softwarekanäle und den automatisierten Export von Messdaten oder Kennwerten. In der neuesten Version 2022 bietet das Data Center eine optimierte Verarbeitung von bis zu 100 Millionen Datensätzen pro Sekunde, 64Bit-Unterstützung, eine OPC UA Schnittstelle und den sicheren Datentransfer dank SSL-Verschlüsselung.

    Was ist eigentlich ein Hardware-in-the-Loop Prüfstand?

    Im Bereich Automotive dienen Hardware-in-the-Loop Prüfstände dem Test von gekoppelten elektronischen Systemen innerhalb eines Fahrzeuges. Ein Hardware-in-the-Loop Prüfstand besteht aus einem Rechner, der die Echtzeitbedingungen der zu prüfenden Anwendung erfüllen kann sowie digitalen und/oder analogen Schnittstellen. Bei dem Verfahren wird ein eingebettetes System, beispielsweise eine mechatronische Komponente oder ein elektronisches Steuergerät, über die vorhandenen Ein- und Ausgänge an einen Hardware-in-the-Loop-Simulator angeschlossen. Der Simulator ist eine Nachbildung der realen Umgebung des Systems. Im Falle der Fahrzeugentwicklung kann der Simulator beispielsweise das zu steuernde System - das Auto - darstellen. Auf Hardware-in-the-Loop Prüfständen werden in der Regel wiederkehrende Abläufe simuliert. So ermöglichen die Prüfverfahren unter anderem, dass eine neue Version der geprüften Komponente unter den exakt gleichen Kriterien getestet werden kann wie der Vorgänger. So lässt sich hochgenau nachweisen, ob ein einst vorliegender Fehler beseitigt wurde oder immer noch vorhanden ist. Delphin-Geräte unterstützen die hohen Anforderungen im Bereich der Hardware-in-the-Loop Prüfstände mit leistungsstarker Hard- und Software.

    Prüfstände im Labor

    An Prüfstände im Labor werden hohe Anforderungen gestellt. Einerseits müssen die eingesetzten Geräte leicht und intuitiv bedienbar sein, andererseits sind in vielen Fällen hochspezialisierte Mess- und Prüfaufgaben zu erfüllen. Physikalische Sensoren müssen im Labor Temperaturen, Drücke, Kräfte oder Drehmomente erfassen und die gewonnenen Messdaten zuverlässig in Datenbanken abgespeichert und für die Auswertung zugänglich visualisiert werden. Mit speziell auf die Bedürfnisse moderne Labore angepassten Hard- und Softwarelösungen ist Delphin Technology der kompetente Partner für die Chemie- und Pharmabranche oder Hochschulen. Mit vorkonfigurierten und mobilen Prüfsystemen und Möglichkeiten zur detaillierten Durchführung von Nachweis- und Dokumentationspflichten entgegnen die Delphin Lösungen den gestiegenen regulatorischen Anforderungen im Laborumfeld. Die Anbindung an übergeordnete Systeme wie LIMS oder die problemlose Ankopplung von Laborequipment unterschiedlicher Hersteller wird durch Schnittstellen wir Modbus, Profibus oder zu SQL-Datenbanken sowie der Unterstützung offener Standards wie OPC DA und UA realisiert. Alle Delphin Systeme können kundenspezifisch für jede Aufgabe im Labor angepasst werden.