Zuverlässigkeit von Pneumatikzylindern effizient prüfen

Die Zuverlässigkeit von Pneumatikzylindern lässt sich schneller prüfen, indem ungenutzte Prüfzeit vermieden wird – nicht durch einen willkürlich gewählten Belastungsmultiplikator. Definieren Sie zuerst das Lastprofil und die Ausfallgrenze. Prüfen Sie anschließend die dominierenden Ausfallmechanismen parallel, überwachen Sie messbare Verschlechterungen und beschleunigen Sie nur jene Mechanismen, für die ein belastbarer Zusammenhang zwischen Beanspruchung und Lebensdauer besteht. Ein kurzer Test ohne diese Nachweiskette liefert zwar früh einen Bericht, aber keine verlässliche Aussage.

ISO 19973-1 behandelt die Lebensdauer von Komponenten als statistische Größe und beschreibt allgemeine Verfahren für Prüfbedingungen, Datenauswertung und Berichterstattung. ISO 19973-3 ergänzt Verfahren für Zylinder mit Kolbenstange und gibt die Lebensdauer in Zyklen oder Kilometern an. Keine der beiden Normen rechnet wenige Wochen auf einem Prüfstand in eine allgemeingültige Anzahl von Betriebsjahren um (ISO 19973-1; ISO 19973-3).

Kalenderzeit sparen Sie in der Praxis, wenn jede Prüfung eine klar definierte Frage beantwortet. Ein repräsentativer Dauerlauf prüft das vollständige Lastprofil. Gezielte Umweltprüfungen decken bestimmte Schwachstellen auf. Ein beschleunigter Lebensdauertest erlaubt eine Extrapolation erst, nachdem Modell und Annahmen einer fachlichen Prüfung standgehalten haben.

Das Wichtigste in Kürze

ISO 19973 bewertet die Zylinderlebensdauer statistisch und nicht anhand eines einzigen überlebenden Prüflings.

Ein Nachweis von 90 % Zuverlässigkeit bei 90 % Konfidenz erfordert in einem einfachen binomialen Nachweistest 22 unabhängige Missionen ohne Ausfall.

Eine Beschleunigung muss den im Feld auftretenden Ausfallmechanismus erhalten.

Salzsprüh- und Schwingungsprüfungen sind gezielte Untersuchungen, keine automatischen Lebensdauerprognosen.

1. Welche Zuverlässigkeitsaussage muss die Prüfung belegen?

ISO 19973-3 verwendet Zyklen oder Kilometer als praktische Lebensdauergröße für Pneumatikzylinder, während ISO 19973-1 wegen der Streuung der Komponentenlebensdauer eine statistische Auswertung verlangt. Definieren Sie zunächst das beanspruchte Lastprofil, die Grundgesamtheit, das Ausfallereignis und die Konfidenzaussage. „Lief zwei Wochen“ ist ein Prüfprotokoll, keine Zuverlässigkeitsanforderung (ISO 19973-1; ISO 19973-3).

Eine brauchbare Zuverlässigkeitsanforderung benennt fünf Punkte:

Grundgesamtheit: genaue Zylinderserie, Kolbendurchmesser, Hub, Dichtungsoption, Schmiervorgabe, Fertigungsstand und Lieferantencharge.
Mission: Last, Geschwindigkeit, Druck, Zyklusmuster, Verweilzeit, Verfahrweg, Befestigung, Führung, Dämpfung und Umgebung.
Ausfallgrenze: der Messwert, ab dem die Einheit ihre Funktion nicht mehr erfüllt.
Zuverlässigkeitsziel: die geforderte Wahrscheinlichkeit, die festgelegte Mission vollständig zu absolvieren.
Statistische Konfidenz: die erforderliche Aussagekraft der Daten, bevor die Zuverlässigkeitsaussage akzeptiert wird.

Ohne diese Definitionen prüfen Teams auf demselben Prüfstand häufig unterschiedliche Fragestellungen. Ein Ingenieur achtet auf einen katastrophalen Bruch. Ein anderer beendet die Prüfung an einer Leckagegrenze. Ein dritter akzeptiert jeden Zylinder, der sich noch bewegt. Ihre Zykluszahlen lassen sich nicht zusammenführen, weil die Ausfallereignisse verschieden sind.

Legen Sie vor Prüfungsbeginn messbare Grenzwerte fest. Dazu können äußere Leckage, Änderung der Hubzeit, minimaler dynamischer Druck, Losbrechdruck, Spiel des Schlittens, Dichtungsverschleiß, Dämpfungseinstellung, Wiederholgenauigkeit der Endlage oder sichtbare Korrosion an einer festgelegten Stelle gehören. Der Grenzwert sollte sich aus der Maschinenanforderung, Produktspezifikation oder dem vereinbarten Qualifikationsplan ergeben.

Eingangsgröße des Lastprofils	Vor der Prüfstandsauslegung erfassen	Warum sie das Ergebnis verändert
Bewegung	Hub, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Verweilzeit, Zyklen pro Stunde	Beeinflusst Verfahrweg, Erwärmung, Stoßbelastung und Schmierung
Last	Axialkraft, Querlast, Moment, Lastposition, externe Führung	Beeinflusst Lager, Dichtungen, Struktur und Ausrichtung
Druckluft	Dynamischer Druck, Temperatur, Partikel, Wasser, Öl, Schmierung	Beeinflusst Kraft, Reibung, Korrosion und Dichtungsverschleiß
Umgebung	Umgebungsbereich, Schwingung, Reinigung, Chemikalien, Salz, Staub	Bestimmt die relevanten Ausfallmechanismen
Anschlagsystem	Dämpfungseinstellung, externer Stoßdämpfer, Festanschlag	Bestimmt die Energie am Hubende
Wartung	Während der Mission zulässige Inspektion und Schmierung	Bestimmt, ob ein Eingriff als Reparatur oder planmäßige Wartung gilt

Überführen Sie bei Projekten im Dauerbetrieb auch Werbeaussagen in dasselbe Lastprofil. Der Leitfaden zur Dauerhaltbarkeit stangenloser Zylinder im 24/7-Betrieb erläutert, wie Last, Verfahrweg, Wärme, Dämpfung und Druckluftqualität aus „Dauerbetrieb“ prüfbare Bedingungen machen.

Das Lastprofil dient zugleich als Kontrolle für die Beschaffung. Wenn Prüflabor, Zylinderlieferant und Maschinenbauer dieselben Eingangsgrößen und Grenzwerte freigeben, wird eine späte Konstruktionsänderung sichtbar. Andernfalls kann ein bestandener Bericht unbemerkt eine andere Maschine qualifizieren.

Aus ISO 19973-1, ISO 19973-3 und ISO/TR 16194 abgeleitetes Verfahren. Eine Unterbrechung der Kette begrenzt die Aussage, die sich mit der Prüfung stützen lässt.

2. Welche Ausfallarten verdienen Prüfzeit?

IEC 60812:2018 beschreibt die FMEA als systematisches Verfahren, um Ausfallarten, ihre lokalen und übergeordneten Auswirkungen sowie mögliche Ursachen zu identifizieren. Sie umfasst Hardware, Software, Prozesse, menschliche Handlungen und Schnittstellen. Nutzen Sie diese Struktur bei der Zylinderverifikation zur Auswahl der Prüfungen und nicht nur zur Erzeugung einer isolierten Risikokennzahl (IEC 60812).

Beginnen Sie bei den Funktionen, nicht bei den Bauteilen. Ein Zylinder muss möglicherweise eine Last bewegen, Druck halten, stoßfrei anhalten, die Ausrichtung bewahren, ein Positionssignal liefern und wartbar bleiben. Jede Funktion kann anders ausfallen, und jeder Ausfall benötigt einen beobachtbaren Grenzwert.

Ausfallmechanismus	Früh messbarer Indikator	Gezielte Prüfung oder Inspektion
Verschleiß von Stangen- oder Schlittendichtung	Leckage, Losbrechdruck, Verunreinigung, Änderung der Hubzeit	Dauerlauf mit planmäßigen Leckage- und Reibungsprüfungen
Verschleiß von Führung oder Lager	Spiel, Ausrichtungsänderung, steigender Antriebsdruck, Oberflächenabrieb	Belastete Verfahrprüfung mit angegebenem Moment und angegebener Lastposition
Überlastung der Dämpfung	Rückprall, Aufprallgeräusch, Schäden am Enddeckel, ausgeschöpfter Einstellbereich	Ungünstigste Kombination aus Masse und Geschwindigkeit mit Kontrolle der Energieaufnahme
Lockern von Befestigung oder Halterung	Drehmomentverlust, Bewegung von Markierungen, Ausrichtungsänderung	Repräsentative Schwingungs- und Bewegungsprüfung mit Kontrolle der Verbindungen
Fehler des Korrosionsschutzes	Blasenbildung, Weiß- oder Rotrost, Unterwanderung ab Schadstelle	Benanntes Korrosionsverfahren mit komponentenspezifischen Annahmekriterien
Schäden durch Verunreinigung	Kratzer, Leckage, klemmendes Ventil, Rückstände im Filter	Kontrollierte Prüfung der Druckluftqualität oder des Eindringens entsprechend der Feldbelastung
Sensor- oder Magnetproblem	Fehlendes Signal, Positionsverschiebung, sporadischer Ausgang	Temperatur-, Schwingungs- und Zyklusprüfungen mit protokollierter Schaltposition

Fassen Sie diese Mechanismen nicht zu einer undefinierten „Härteprüfung“ zusammen. Höherer Druck kann einen druckabhängigen Dichtungsmechanismus beschleunigen und zugleich Schmierung, Reibung, Temperatur und Stoßbelastung verändern. Salzsprühnebel kann den äußeren Schutz beanspruchen, sagt aber wenig über die Ermüdung der Führung aus. Eine kombinierte Prüfung ist nur sinnvoll, wenn die Belastungskombination im Feld glaubwürdig ist und ihre Wechselwirkungen ausdrücklich untersucht werden sollen.

Führen Sie getrennte Aufzeichnungen für Erkennung und Ausfall. Ein steigender Leckagetrend ist eine Verschlechterungsinformation. Das Überschreiten der schriftlich festgelegten Leckagegrenze ist ein Ausfall. Eine gerissene Dichtung, die nach dem Prüfungsstopp aufgrund eines anderen Grenzwerts entdeckt wird, ist eine sekundäre Beobachtung. Die klare Trennung verhindert, dass das erste sichtbare Symptom irrtümlich als Grundursache gilt.

Die Druckluftqualität gehört in dieselbe Ausfallanalyse. ISO 8573-1 klassifiziert Partikel, Wasser und Öl getrennt. Dokumentieren Sie Klasse und Messstelle, statt lediglich „saubere, trockene Druckluft“ anzugeben. Der Leitfaden zu den ISO-Druckluftqualitätsnormen erläutert die Klassifikationsgrenzen.

Wenn der Zustand einer Gleitfläche als Einflussgröße vermutet wird, legen Sie Inspektionsverfahren und Grenzwert fest. Der Leitfaden zu Ra und Rz bei der Oberflächenqualität von Zylinderrohren erklärt, warum eine einzelne Rauheitskennzahl nicht jede Spitze, jedes Tal und jede Wechselwirkung mit der Dichtung beschreibt.

3. Wie viele Prüflinge und Zyklen sind ausreichend?

Ein einfacher binomialer Nachweistest ohne Ausfälle benötigt 22 unabhängige, erfolgreich absolvierte Missionen, um 90 % Zuverlässigkeit bei einer einseitigen Konfidenz von 90 % zu stützen. Fünf erfolgreiche Prüflinge erlauben nur eine deutlich schwächere Aussage. Die richtige Stichprobengröße hängt von Zuverlässigkeitsziel, Konfidenz, zulässigen Ausfällen, Prüfmodell, Chargendefinition und Unabhängigkeitsannahmen ab (NIST: Binomialverteilung).

Bei einem Nachweistest ohne Ausfälle mit unabhängigen, identischen Bestanden-/Nicht-bestanden-Missionen ergibt sich die Mindestanzahl der Prüflinge aus:

n = \left\lceil \frac{\ln(1-C)}{\ln(R)} \right\rceil

Dabei ist $n$ die erforderliche Zahl unabhängiger Prüflinge oder Missionen, $C$ die gewünschte einseitige Konfidenz und $R$ die Zielzuverlässigkeit für die festgelegte Mission. Mit $C = 0.90$ und $R = 0.90$ ergibt sich $n = 22$ .

Diese Berechnung ist kein allgemeingültiges Modell für die Zylinderlebensdauer. Wiederholte Zyklen an einem einzigen Zylinder entsprechen nicht automatisch 22 unabhängigen Einheiten. Verschleiß kumuliert, Werkstoff- und Montagestreuungen liegen auf Ebene des einzelnen Prüflings, und aufeinanderfolgende Zyklen teilen dieselben Umgebungsbedingungen. Verwenden Sie die Formel nur, wenn die Annahmen der binomialen Mission zur Qualifikationsfrage passen.

Eine Prüfung ohne Ausfälle definiert eine untere Konfidenzgrenze, keine Unsterblichkeit. Sie kann die Aussage „mindestens diese Zuverlässigkeit für diese Mission unter diesen Annahmen“ stützen. Sie kann nicht belegen, dass im Betrieb keine Ausfälle auftreten werden.

Dauerlaufdaten umfassen auch abgebrochene beziehungsweise rechtszensierte Beobachtungen: Einheiten, die beim Prüfungsende noch nicht ausgefallen sind. Verwerfen Sie diese nicht und zählen Sie sie nicht als Ausfälle. Erfassen Sie für jede Einheit Exposition, Endzustand, Unterbrechungen, Wartung und Grund der Entnahme. ISO 19973-1 stellt den allgemeinen Auswertungsrahmen bereit, weil Lebensdauerdaten statistisch interpretiert werden müssen.

Die Stichprobenplanung sollte vor der Reservierung des Prüfstands erfolgen. Entscheiden Sie, welches Ziel verfolgt wird:

Fehlerfindung: Ausfallarten aufdecken und die Konstruktion verbessern;
Vergleich: feststellen, ob sich zwei Konstruktionen oder Lieferanten unterscheiden;
Schätzung: eine Lebensdauerverteilung oder einen Verschlechterungstrend abschätzen; oder
Nachweis: zeigen, dass eine festgelegte Zuverlässigkeitsanforderung mit einer festgelegten Konfidenz erfüllt wird.

Diese Ziele erfordern unterschiedliche Prüfpläne. Eine Prüfung zur Fehlerfindung kann mit hoher Belastung und kleiner Stichprobe Schwachstellen aufdecken, weist aber nicht automatisch die Zuverlässigkeit im Feld nach. Ein Lieferantenvergleich benötigt randomisierte, vergleichbare Chargen und einheitliche Grenzwerte. Eine Lebensdauerschätzung benötigt genügend Ausfälle oder Verschlechterungsdaten, um ein Modell anzupassen und kritisch zu prüfen.

Ein Zuverlässigkeitsnachweis ist die statistische Prüfung einer vorab festgelegten Anforderung und keine Suche nach irgendeinem passenden Ergebnis. Eine rechtszensierte Beobachtung ist eine Einheit, die das geplante Prüfungsende ohne Ausfallereignis erreicht. Sie liefert weiterhin Expositionsinformationen und muss in der Auswertung verbleiben.

4. Das Beschleunigungsmodell muss vor der Zeitverkürzung stehen

ISO/TR 16194:2017 enthält auf 59 Seiten allgemeine Leitlinien für beschleunigte Lebensdauerprüfungen pneumatischer Komponenten, stellt jedoch ausdrücklich kein spezifisches Verfahren für einzelne Komponenten bereit. Auch NIST verlangt mehrere Belastungsstufen, eine Trennung der Ausfallarten, eine Lebensdauerverteilung und ein Beschleunigungsmodell, bevor die Zuverlässigkeit bei Gebrauchsbeanspruchung prognostiziert wird. Eine allgemeingültige Umrechnungsregel für G² in Prüfzeit gibt es nicht (ISO/TR 16194; NIST: beschleunigte Lebensdauerprüfungen).

Ein Beschleunigungsfaktor ist das Verhältnis, das die Zeit bis zum Ausfall bei einer Belastungsstufe mit der Zeit bis zum Ausfall bei einer anderen verknüpft. Er ist nur gültig, wenn die höhere Beanspruchung denselben physikalischen Mechanismus beschleunigt, der unter Einsatzbedingungen auftritt. NIST weist darauf hin, dass verschiedene Ausfallarten im Allgemeinen unterschiedliche Beschleunigungsfaktoren besitzen. Ein einziger Multiplikator kann nicht alle Effekte abbilden.

Prüfen Sie vor jeder Extrapolation mindestens folgende Punkte:

Den Ausfallmechanismus im Feld und die messbare Verschlechterungsgröße identifizieren.
Eine Beanspruchung wählen, die diesen Mechanismus über einen physikalisch plausiblen Zusammenhang beeinflusst.
Mehr als eine erhöhte Belastungsstufe sowie eine Einsatz- oder einsatznahe Bedingung prüfen.
Andere Größen des Lastprofils konstant halten oder bewusst in das Modell aufnehmen.
Bestätigen, dass Bruchflächen, Verschleißbilder, Leckagepfade oder andere Ausfallmerkmale über die Belastungsstufen hinweg übereinstimmen.
Beschleunigungs- und Lebensdauerverteilungsmodelle einschließlich zensierter Einheiten anpassen.
Vor Annahme der Prognose eine Bestätigungsprüfung nahe der Einsatzbedingung durchführen.

Was ist, wenn eine höhere Geschwindigkeit einen Aufprall am Hubende erzeugt, den die Produktionsdämpfung verhindert? Dann liegt Überbeanspruchung vor, keine Zeitverkürzung. Verringern Sie die Beschleunigung, verbessern Sie die Energiebeherrschung des Prüfstands oder behandeln Sie den daraus resultierenden Ausfall ausschließlich als Ergebnis der konstruktiven Fehlerfindung.

Messen Sie Verschlechterungen, wenn das Warten auf einen vollständigen Ausfall unnötig Zeit kosten würde. Leckage, Losbrechdruck, Betriebsdruck, Spiel, Temperatur und Änderung der Hubzeit können mehr Informationen liefern als ein binäres Bestanden am Prüfungsende. NIST beschreibt die Verschlechterungsmodellierung als Alternative, wenn eine Messgröße mit dem Ausfall verknüpft werden kann; auch der angenommene Verlauf muss jedoch validiert werden (NIST: Verschlechterungsdaten).

Die sicherste Verkürzung der Kalenderzeit entsteht häufig durch parallele Arbeit: Untersuchen Sie Dichtungsverschleiß, Korrosion, Schwingung und Steuersignale gleichzeitig, jeweils mit eigenem Grenzwert. Eine bloße Vervielfachung der Beanspruchung auf einem Prüfstand liefert meist weniger Erkenntnisse, weil mehrere Mechanismen miteinander vermischt werden.

Quelle: ISO/TR 16194:2017 und NIST/SEMATECH Engineering Statistics Handbook. Eine nicht erfüllte Annahme verändert die zulässige Aussage.

5. Sagen Schwingungs- und Salzsprühprüfungen die Zylinderlebensdauer voraus?

IEC 60068 behandelt sinusförmige Schwingungen in Teil 2-6 und Breitbandrauschen in Teil 2-64 getrennt, während ISO 9227 drei Salzsprühverfahren definiert: NSS, AASS und CASS. Diese Prüfungen können bestimmte Schwachstellen offenlegen. Weder ein allgemeiner Frequenzbereich noch die Anzahl der Stunden im Salzsprühnebel sagen für sich genommen die vollständige Zylinderlebensdauer voraus (IEC 60068-2-6; IEC 60068-2-64; ISO 9227).

Nutzen Sie die Schwingungsprüfung zur Beantwortung einer mechanischen Fragestellung. Eine sinusförmige Frequenzdurchstimmung kann Resonanzen untersuchen oder die Beständigkeit bei festgelegten Schärfegraden nachweisen. Breitbandrauschen kann eine stochastische Transport- oder Betriebsumgebung abbilden, wenn das Spektrum aus einer einschlägigen Spezifikation oder gemessenen Felddaten stammt. Erfassen Sie Befestigung, Achse, Regelpunkte, Frequenzbereich, Spektralpegel, Dauer, pneumatischen Zustand und Funktionsüberwachung.

ISO 20816-1 ist keine Abkürzung zur Auswahl eines aufgeprägten Prüfspektrums für Zylinder. Ihr Anwendungsbereich betrifft die Messung und Bewertung von Schwingungen, die vollständige Maschinen selbst erzeugen; von außen auf die Maschine übertragene Schwingungen sind ausgeschlossen. Verwenden Sie die Norm für ihren vorgesehenen Zweck der Maschinenüberwachung und nicht als Beleg für eine allgemeingültige Zylinderprüfung von 5 bis 2.000 Hz (ISO 20816-1).

Die Salzsprühprüfung hat eine ebenso klar begrenzte Aufgabe. ISO 9227 erklärt, dass die Verfahren zum Erkennen von Fehlstellen in Beschichtungen und zur Kontrolle einer gleichbleibenden Qualität geeignet sind. Die Norm legt weder eine allgemeingültige Expositionsdauer noch eine universelle Auswertung fest und schließt ausdrücklich aus, mit der Prüfung die langfristige Korrosionsbeständigkeit vorherzusagen.

Der Qualifikationsplan muss deshalb Folgendes festlegen:

das benannte Salzsprüh- oder zyklische Korrosionsverfahren;
ob es sich beim Prüfling um eine Probeplatte, ein behandeltes Bauteil oder einen vollständigen Zylinder handelt;
Vorbereitung, Ausrichtung, Abdeckung, Ritz und Reinigung;
die aus der Produktspezifikation übernommene Expositionsdauer;
Inspektionsintervall und Verfahren zur Korrosionsbewertung;
zulässige Lage und zulässiges Ausmaß der Korrosion; sowie
Funktionsprüfungen von Leckage, Reibung und Bewegung sowie Demontageprüfungen nach der Exposition.

Nutzen Sie für die Werkstoff- und Beschichtungsauswahl den Leitfaden zu Pneumatikzylinder-Beschichtungen für raue Umgebungen. Er erklärt, warum ein montierter Zylinder, ein bearbeitetes Bauteil und eine ebene Probeplatte unterschiedliche Nachweise liefern.

Schwingungs- und Korrosionsprüfungen können parallel zum repräsentativen Dauerlauf stattfinden, wenn sie getrennte Risiken untersuchen. Eine Kombination kann bei einer realen Umgebung sinnvoll sein, in der Schwingung, Salz, Temperatur sowie Nass-Trocken-Wechsel tatsächlich gemeinsam auftreten. Die Wechselwirkung benötigt dann jedoch eine eigene Begründung und eigene Annahmekriterien.

6. Freigabekriterien und Übergabe an die Produktion

ISO 10099 legt die abschließende Funktionsprüfung und Annahmekriterien für doppeltwirkende Pneumatikzylinder mit einseitiger Kolbenstange fest, während ISO 19973-1 die Berichterstattung und Datenauswertung für Zuverlässigkeitsprüfungen ergänzt. Behandeln Sie beide als miteinander verknüpfte Freigabestufen. Die Produktionsabnahme prüft jeden gelieferten Zylinder; die Zuverlässigkeitsqualifikation stützt die Lebensdaueraussage für die Grundgesamtheit (ISO 10099; ISO 19973-1).

Legen Sie das Berichtsformat vor Prüfungsbeginn fest. Erfassen Sie mindestens:

genaue Teilenummern, Zeichnungen, Änderungsstände, Optionen, Chargen und Prüflingskennungen;
Prüfstandsschema, Ventil, Schläuche, Führung, Lastposition, Anschlagsystem und Sensoren;
den tatsächlichen Druck an beiden Zylinderanschlüssen während der Bewegung;
Zielwert der Druckluftqualität, Messstelle, Temperatur und Schmiervorgabe;
Befehlsfolge, Hub, Geschwindigkeit, Verweilzeit, Zyklen, Verfahrweg und Unterbrechungen;
Leckage, Zeitverhalten, Druck, Temperatur, Spiel und Sichtzustand zu Beginn und an den Prüfpunkten;
jeden Ausfall, Abbruch, jede Einstellung, Reparatur und Wartungsmaßnahme;
Kalibrierstatus und Messunsicherheit, soweit sie einen Grenzwert beeinflussen;
statistisches Verfahren, Konfidenzaussage, Modellannahmen und Residuen;
Befunde nach der Demontage, Fotos, aufbewahrte Teile und Behandlung der Grundursache.

Definieren Sie Abbruchregeln im Voraus. Stoppen oder pausieren Sie, wenn eine Sicherheitseinrichtung versagt, der Prüfstand seinen zulässigen Bereich verlässt, ein neuer Ausfallmechanismus auftritt, ein Messgerät ungültig wird oder ein Verschlechterungsgrenzwert überschritten wird. Verändern Sie den Prüfstand nicht unbemerkt und setzen Sie die ursprüngliche Zählung anschließend fort. Dokumentieren Sie das Ereignis, bewerten Sie seine Auswirkung und entscheiden Sie, ob der Prüfling als ausgefallen, zensiert oder unter einer neuen Prüfung neu gestartet gilt.

Führen Sie vor der Freigabe eine produktionsnahe Bestätigungsprüfung mit dem vorgesehenen Zylinder, der Befestigung, Führung, Nutzlast, dem Ventil, den Schläuchen, Drosseln, Sensoren, der Druckluftaufbereitung und Softwaresequenz durch. Eine reine Komponentenprüfung kann nicht alle Systemwechselwirkungen aufdecken. Dynamischer Druck, Ausrichtung, äußeres Moment, Stoßenergie und Wartungszugang gehören in das abschließende Nachweispaket.

Nutzen Sie die Checkliste zur vorbeugenden Wartung stangenloser Zylinder, um Qualifikationsmessungen in Inspektionspunkte für die Produktion zu überführen. Bei einer Neubeschaffung für den Dauerbetrieb hilft der Leitfaden zur Zylinderauswahl für die 24/7-Produktion, das Prüfprotokoll mit Lieferantendokumentation und Ersatzteilen zu verknüpfen.

Die abschließende Entscheidung sollte genau benennen, was nachgewiesen wurde, was nicht nachgewiesen wurde und welche Änderungen eine erneute Qualifikation auslösen. Ein neuer Dichtungswerkstoff, Schmierstoff, Lieferantenprozess, eine andere Zylinderrohr-Oberfläche, Führung, Befestigung, ein anderes Lastprofil oder eine andere Umgebung kann Teile des Nachweises ungültig machen, selbst wenn die Vertriebsteilenummer unverändert bleibt.

Häufige Fragen zur Zuverlässigkeitsprüfung von Pneumatikzylindern

ISO 19973-1 bewertet den ersten Ausfall ohne Reparatur und verlangt eine statistische Interpretation, während ISO 19973-3 die Zylinderlebensdauer in Zyklen oder Kilometern angibt. Diese fünf Antworten verknüpfen Stichprobengröße, Beschleunigung, Umweltprüfungen und Zylinderbauart mit der Aussage, die eine Prüfung tatsächlich stützen kann (ISO 19973-1; ISO 19973-3).

Können fünf Zylinder beweisen, dass ein Pneumatikzylinder zuverlässig ist?

Nicht ohne ein definiertes Ziel und Modell. Bei einem einfachen, unabhängigen binomialen Nachweistest ohne Ausfälle liefern fünf erfolgreiche Prüfungen deutlich weniger Aussagekraft als die 22 Erfolge, die für 90 % Zuverlässigkeit bei 90 % Konfidenz erforderlich sind. Wiederholte Zyklen an einem einzigen Prüfling sind nicht automatisch unabhängige Stichproben. Deshalb müssen Prüflinge, Missionen, Ausfälle und Konfidenz gemeinsam geplant werden.

Bedeutet null Ausfälle, dass der Zylinder im Betrieb nicht ausfallen wird?

Nein. Null beobachtete Ausfälle stützen lediglich eine Konfidenzgrenze unter den Annahmen zu Grundgesamtheit, Mission, Dauer und Statistik des Tests. Nicht erfasste Fertigungsstreuungen, andere Lasten, verunreinigte Druckluft, Montagefehler oder ein anderer Ausfallmechanismus können die Feldergebnisse verändern. Geben Sie die gestützte Untergrenze und ihre Einschränkungen an, statt eine ausfallfreie Lebensdauer zu behaupten.

Kann eine Prüfung mit hoher Schwingungsbelastung einen Dauerlauf ersetzen?

In der Regel nicht. Eine Schwingungsprüfung untersucht festgelegte mechanisch-dynamische Belastungen, während ein Dauerlauf Dichtungen, Führungen, Schmierung, Ventile, Dämpfung und thermisches Verhalten durch wiederholte Bewegung beansprucht. Eine kombinierte Prüfung kann sinnvoll sein, wenn in der realen Umgebung beide Belastungen zusammen auftreten. Ihre Schärfe und der Ausfallmechanismus müssen jedoch weiterhin eigenständig begründet werden.

Lassen sich Stunden im Salzsprühnebel in Jahre Zylinderlebensdauer umrechnen?

Nein. ISO 9227 erklärt ausdrücklich, dass Salzsprühverfahren nicht zur Vorhersage der langfristigen Korrosionsbeständigkeit bestimmt sind. Expositionsdauer und Auswertung müssen aus der maßgeblichen Produktspezifikation stammen. Nutzen Sie die Salzsprühprüfung zur Beurteilung eines definierten Schutzsystems und ergänzen Sie anschließend Prüfungen von Leckage, Bewegung und Reibung sowie eine Demontageprüfung auf Zylinderebene.

Deckt ISO 19973-3 stangenlose Zylinder unmittelbar ab?

Der angegebene Anwendungsbereich umfasst einfach- und doppeltwirkende Zylinder mit Kolbenstange. Ein Prüfprogramm für stangenlose Zylinder kann die allgemeine statistische und dokumentarische Logik der ISO 19973-1 verwenden. Der komponentenspezifische Prüfstand, die Lasten, Führung, Ausfallgrenzen und Beschleunigungsmethode benötigen jedoch einen gesondert begründeten Qualifikationsplan.

Wie lässt sich die Zuverlässigkeit von Pneumatikzylindern prüfen, ohne Monate mit Tests zu verlieren?

David Li