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Verfahren zur sicheren mehrkanaligen Ausgabe über Schaltelemente, die über die Lebensdauer hinaus betrieben werden, unter Ausnutzung der Abhängigkeit der Lebensdauer von der Belastung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017474D
Original Publication Date: 2001-Jan-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-22
Document File: 2 page(s) / 15K

Publishing Venue

Siemens

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Michael Wenger: AUTHOR

Abstract

Signaltechnisch sichere, mehrkanalig ausgelegte Ausgaben verwenden oft Schaltelemente (Relais, Ventile) mit z.T. mechanischen Funktionen. Charakteristisch für diese Bauelemente ist, dass die Ausfallrate bis zur Lebensdauer sehr klein und annähernd konstant ist und anschließend steil ansteigt. Die Lebensdauer ist stark abhängig von der Last (z.B. sinkt die Lebensdauer von Kontakten in erster Näherung proportional zum Kontaktstrom). Die Sicherheit beruht auf dem Verfahren, dass Einzelausfälle ungefährlich sind und durch geeignete Sensoren offenbart werden (z.B. zwangsgeführte Kontakte, deren Stellung rückgelesen wird). Mehrfachausfälle werden aufgrund der geringen und konstanten Ausfallraten und der zyklischen Rücklesung des Sensoren ausgeschlossen. Bei einem festgestellten Einzelausfall erfolgt die Sicherheitsreaktion und eine Reparatur des Systems. Wird ein System bis zur Lebensdauer betrieben, ist dagegen aufgrund des steilen Anstiegs der Ausfallraten mit einem gleichzeitigen gefährlichen Versagen von mehreren Schaltelementen zu rechnen. Das beschriebene Verfahren ist nicht anwendbar.

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Industrie

Verfahren zur sicheren mehrkanaligen Ausgabe über Schaltelemente,die über die Lebensdauer hinaus betrieben werden, unter Ausnutzungder Abhängigkeit der Lebensdauer von der Belastung

Idee: Michael Wenger, Braunschweig

Signaltechnisch sichere, mehrkanalig ausgelegte Ausgaben verwenden oft Schaltelemente (Relais,Ventile) mit z.T. mechanischen Funktionen. Charakteristisch für diese Bauelemente ist, dass dieAusfallrate bis zur Lebensdauer sehr klein und annähernd konstant ist und anschließend steilansteigt. Die Lebensdauer ist stark abhängig von der Last (z.B. sinkt die Lebensdauer vonKontakten in erster Näherung proportional zum Kontaktstrom). Die Sicherheit beruht auf demVerfahren, dass Einzelausfälle ungefährlich sind und durch geeignete Sensoren offenbart werden(z.B. zwangsgeführte Kontakte, deren Stellung rückgelesen wird). Mehrfachausfälle werdenaufgrund der geringen und konstanten Ausfallraten und der zyklischen Rücklesung des Sensorenausgeschlossen. Bei einem festgestellten Einzelausfall erfolgt die Sicherheitsreaktion und eineReparatur des Systems. Wird ein System bis zur Lebensdauer betrieben, ist dagegen aufgrunddes steilen Anstiegs der Ausfallraten mit einem gleichzeitigen gefährlichen Versagen von mehrerenSchaltelementen zu rechnen. Das beschriebene Verfahren ist nicht anwendbar.

Bevor die Lebensdauer erreicht ist, kann man im Rahmen vorbeugender Wartungsmaßnahmendie betreffenden Schaltelemente durch neue ersetzen. Der Nachteil dieser Lösung ist, dass dieLebensdauer von der Betätigungshäufigkeit abhängig ist. Ist diese nicht genau bekannt, ist mangezwungen, eine sehr restriktive Abschätzung der Wartungszyklen vorzunehmen. Es verbleibtzusätzlich ein kaum quantifizierbares, reales Restrisiko eines gefährlichen Versagens in dem Fall,wenn die Betätigungshäufigkeit höher als erwartet ist.

Die Idee ist es, einzelne Schaltelemente gezielt altern zu lass...