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Methoden der Fehlersuche - ein Artikel aus 1972

Auch wenn der Artikel scheinbar uralt ist, für die bei uns betrachteten historischen Geräte hat er weitgehend noch Gültigkeit. Sicher haben wir inzwischen ganz andere Meßgeräte und Meßmethoden. Auch haben wir inzwischen ganz tolle Spanungsquellen mit allen Tricks und Finessen, doch das Grundprinzip bleibt immer gleich.

Der "Reparateur" muß sein Metier "von der Pike auf" gelernt haben und wissen, was er da macht. Ohne die erlernten elektronischen und mechanischen Grundlagen und ohne eine gewisse Fingerfertigkeit samt Spürsinn geht da gar nichts. Das klingt jetzt zwar hart, schützt aber vor dem großen Frust.

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Aus der FUNK-TECHNIK 1972 Nr. 10

Ein Artikel von K. H. P. BIENEK

Methoden der Fehlersuche

Auch bei sehr sorgfältig ausgeführten Geräten kommt es gelegentlich zu Störungen, und eine rasche Wiederherstellung der Betriebsbereitschaft mit möglichst einfachen Mitteln und ohne hohen Kostenaufwand muß gewährleistet sein. Da der wahrscheinliche Fehler anfangs meist nicht bekannt ist, müssen bestimmte Untersuchungen an dem defekten Gerät durchgeführt werden. Die hierzu benötigte Zeit stellt meistens den wesentlichsten Faktor für die bei Reparaturen anfallenden Kosten dar.

Der Service-Techniker wird deshalb jedes Mittel versuchen oder anwenden, das zu einer Verkürzung der Reparaturzeiten und damit zu einer Verringerung der Kosten führt.

Nachstehend sollen die in einem Störungsfall in elektrischen Geräten (Geräte der Unterhaltungselektronik, Meßgeräte oder Anlagenteile usw.) anfallenden technischen und die damit verbundenen menschlichen Gegebenheiten behandelt werden. Daraus sollen Folgerungen für einen zweckmäßigen Einsatz vorhandener Mittel aufgezeigt werden, so daß auch für den Nichtspezialisten die rasche Erkennung und Beseitigung von Fehlern möglich ist.

1. Entwicklungsstand von Geräten

Mit der Verbesserung der technischen Ausstattung und des Bedienungskomforts nimmt die Zahl der Bauelemente in Geräten ständig zu, so daß die Funktion und Wirkungsweise immer komplizierter und die Darstellungen immer umfangreicher werden.

Die Überschaubarkeit solcher Geräte und Anlagen wird somit für den einzelnen immer schwieriger. Hinzu kommt, daß die Geräte in immer kürzeren Zeitabständen durch neue abgelöst werden und die an einem Einzelgerät erworbenen Kenntnisse sich nicht ohne weiteres auf das neue übertragen lassen.

Die Zuverlässigkeit der Bauelemente und Baugruppen (zum Beispiel integrierte Schaltungen) nimmt ständig zu, so daß der Spezialist nur noch selten Gelegenheit hat, seine Kenntnisse anzuwenden. Durch die Aufgliederung in leicht auswechselbare Baugruppen lohnt eine zeitraubende und kostensteigernde Fehlersuche an Einzelbauteilen meistens nicht mehr.

2. Zwangslage des Fehlersuchenden

Derjenige, der als erster zur Wiederherstellung der Betriebsbereitschaft eines Gerätes gerufen wird, befindet sich fast immer in einer Zwangslage, wie aus folgenden Beispielen deutlich wird:

  • Er ist in den meisten Fällen kein Spezialist;
  • er ist ein Spezialist, hatte aber lange Zeit mit diesem Gerät nichts zu tun;
  • er hatte keine Zeit, sich mit diesem Gerät zu beschäftigen;
  • er muß in kürzester Zeit das Gerät in Betriebsbereitschaft setzen;
  • es stehen ihm keine Unterlagen über dieses Gerät zur Verfügung;
  • es steht ihm nur eine begrenzte Anzahl Meßgeräte zur Verfügung;
  • er weiß, daß er Verantwortung trägt und ist dafür nicht vorbereitet.


Der Fehlersuchende ist in den meisten Fällen auf sich allein gestellt und für jede Art Hilfe dankbar. Die Zeit zur Vorbereitung der planvollen Fehlersuche sollte in jedem Fall gewährt sein, denn ein planvolles Vorgehen bei der Fehlersuche wird dem Ruf der Hersteller- oder Servicefirma förderlich sein.

3. Planvolle Fehlersuche

Planvolle Fehlersuche besteht nicht darin, wahllos Bauteile auszulöten, auszutauschen oder Justierungen zu verändern. Jede Fehlersuche sollte mit Überlegung geführt werden; sie kann aufgeteilt werden in Abgrenzung, Fehlerlokalisierung, Fehlerbeseitigung sowie Überprüfung und Nachkalibrierung.

3.1. Abgrenzung

Bei der Abgrenzung eines Fehlers soll sichergestellt werden, ob der Fehler sich im Gerät oder außerhalb befindet; ferner sollen triviale Fehler wie fehlende Betriebsspannung, defekte Sicherungen, abgerissene Zuleitungsdrähte usw. erkannt werden. Die normalen Geräte-Betriebsbedingungen müssen bei Beginn der Reparaturarbeiten erfüllt sein.

3.2. Fehlerlokalisierung

Die Lokalisierung des Fehlers wird durch schrittweise Einengung der fehlerverdächtigen Stellen und Erweiterung der nicht verdächtigen Bereiche bis zum Auffinden des Fehlers oder der fehlerverdächtigen Bauteile betrieben. Die hierfür erforderlichen technischen Unterlagen werden noch besprochen.

3.3. Fehlerbeseitigung

Die Fehlerbeseitigung wird durch Austausch oder Reparatur der defekten Bauteile vorgenommen. Die neuen Bauteile können von den ursprünglich eingesetzten in ihren Daten abweichen, wenn sie die Arbeitsweise des Gerätes nicht beeinträchtigen und eine sicherere Funktion gewährleisten.

3.4. Überprüfung und Nachkalibrierung

Geräte der Meßtechnik wie auch Geräte der Unterhaltungselektronik (Fernsehgeräte, Tonbandgeräte) haben eine Reihe von Einstellelementen wie Potentiometer, Trimmkondensatoren oder Spulen, die entsprechend der technischen Beschreibungen nach jeder Gerätereparatur neu eingestellt werden müssen. Diese letzte Prüfung vor Auslieferung oder Übergabe an den Kunden ist oft recht kompliziert und ohne geeignete Meß- und Eichgeräte kaum durchzuführen. Die hierfür benötigten Informationen sind ebenfalls ein Teil der technischen Unterlagen.

4. Strategie der Fehlersuche

Bei der Fehlersuche stößt selbst der Spezialist und Routinier oft auf auch für ihn unerklärliche Fehler. Ein wichtiges Hilfsmittel zur Auffindung und Beseitigung bilden hier die Betriebsanleitungen und technischen Unterlagen, die jeder Reparateur für das zu untersuchende Gerät zur Hand haben muß.

Jedes Gerät hat eine Reihe von Meß-und Prüfpunkten, an denen Messungen und Beobachtungen gemacht und Rückschlüsse über den Zustand bestimmter Bereiche des Gerätes gewonnen werden können. Weicht die Beobachtung vom Sollzustand ab, so ist der zugehörige Bereich als fehlerverdächtig anzusehen, oder im umgekehrten Falle ist dieser Teilbereich als in Ordnung anzusehen.

Somit stellt die Fehlersuche einen Ablauf logischer Folgerungen dar. Bei der schrittweisen Einengung ist es wichtig, daß der Fehlersuchende das Gerät (und die daran gegliederten Zubehörteile) und seine Funktion kennt. Nur so ist es ihm möglich, normale von anormalen, zulässige und unzulässige Toleranzen zu erkennen und eventuell Veränderungen vorzunehmen.

Bei der Fehlersuche sollte das Gerät (wenn möglich) unter Betriebsspannung stehen. Mit tragbaren Meßgeräten werden nach Anweisung der technischen Informationen Messungen vorgenommen, um verdächtige Bereiche einzuengen.

Wird das fehlerhafte Gerät ohne Betriebsspannung durchgemessen, können fehlerhafte Bauteile manchmal mit Durchgangsprüfern oder Widerstandsmeßgeräten lokalisiert werden. Besteht das Gerät aus mehreren austauschbaren Baugruppen, wird es am zweckmäßigsten sein, Einzelbaugruppen durch vorhandene einwandfreie auszutauschen. Die Suche nach dem defekten Einzelbauteil kann dann ohne Zeitdruck später vorgenommen werden.

5. Beobachtungen des Gerätebenutzers

In den seltensten Fällen ist der Gerätebenutzer ein Fachmann, dessen Vermutungen über einen Defekt zu große Beachtung geschenkt werden kann. Es ist somit wichtig, in einem richtig geführten Kundengespräch den Tatsachen möglichst nahezukommen.

Ferner ist zu beachten, daß Kunden (das ist oft bei Benutzern der Fall, die ein defektes Fernseh-, Rundfunk oder Tonbandgerät zur Reparatur geben) manchmal unbewußt nicht die Wahrheit sagen. Oft wird ein schon lange vorhandener Fehler, der mit dem eigentlichen Fehler nichts zu tun hat und die Funktion des Gerätes auch nicht beeinträchtigte, in den Vordergrund geschoben.

Es ist zweckmäßig, zuerst den Kunden sprechen zu lassen, wobei der Techniker aufmerksam zuhören sollte. Der Kunde gewinnt dadurch den Eindruck, daß der Techniker sich für ihn interessiert und seine Vermutungen ernst nimmt. Somit wird ein Vertrauensverhältnis geschaffen, das den guten Ruf des Betriebes fördert.

Während des Zuhöhrens wird man sich ein Bild über die Fehlerursache und die Ausmaße machen. Man erfährt, ob der Defekt plötzlich oder allmählich eingetreten ist, ob das Gerät schon mehrfach (wegen des gleichen Fehlers) beanstandet wurde oder ob die Fehlererscheinung nur vorübergehend (zeitabhängig) auftritt. Die bei einem Kundengespräch gewonnenen Erfahrungen sind wesentlich, da sie später wertvolle Zeit bei der Fehlersuche ersparen können.

6. Serienfehler

Häufig versagen bei bestimmten Geräten immer wieder die gleichen Bauteile oder Baugruppen. Diese Fehler treten mitunter erst nach einiger Zeit der Benutzung auf, oft erst nach Jahren.

Der Grund liegt einmal in der Alterung von Bauteilen, oft aber ist eine Unterdimensionierung schuld. Erfahrungsgemäß neigen (abgesehen von Elektronenröhren, mechanisch oft beanspruchten Teilen usw.) besonders Kondensatoren zu Alterungsschäden. Die Isoliermasse wird rissig, und der Metallbelag ist der Luft und den darin enthaltenen Gasen ausgesetzt.

Systematische Fehlersuche führt hierbei selbstverständlich zum Auffinden derartiger Fehler, doch würden wesentlich kürzere Reparaturzeiten aufzuwenden sein, wenn Gerätehersteller noch umfangreicher als bisher über bestimmte Serienfehler ihrer Geräte Angaben machen würden.

7. Fehlerstatistik

Erfahrungsgemäß tritt eine Reihe von Fehlern immer wieder auf. Die wahrscheinliche Anzahl der Fehler ist hierbei in etwa bekannt. Es muß deshalb geprüft werden, ob die Güte bestimmter Bauteile für den Anwendungsfall genügt. Das ist bei der heutigen Schaltungstechnik keineswegs leicht. Die Fehlermöglichkeit eines Gerätes hängt von der Anzahl der Einzelbauteile ab.

Ist ein Gerät zum Beispiel aus 200 Einzelteilen gefertigt (20 mechanische Teile, 18 Baugruppen, 122 Einzelbau teile und 40 Einzel Verdrahtungen), so ergeben sich mindestens 200 Fehlermöglichkeiten.

Die Industrie hat deshalb Fehlerverringerungsmaßnahmen in den Geräten eingeplant, die in Überdimensionierung, Funktionsparallelschaltung und gewissen konstruktiven Aufwendungen ihren Ausdruck finden. Wird im Verlaufe einer bestimmten Zeit an Hand bestimmter Gerätetypen festgestellt, daß beispielsweise ein Teil aller Fehler durch Kondensatoren hervorgerufen wird, so kann der Fehlersuchende mit ziemlicher Sicherheit annehmen, daß das von ihm zu reparierende Gerät auch einen defekten Kondensator hat.

Fehlerstatistiken

Die Häufigkeit bestimmter Fehler läßt sich durch Fehlerstatistiken ermitteln. Unter Nichtberücksichtigung von Elektronenröhren, Halbleitern und integrierten Schaltungen neigen nachfolgende Einzelbauteile zu folgenden Fehlerhäufigkeiten (die Werte sind Anhaltswerte):

  • Kondensatoren 48%,
  • Widerstände 18%,
  • Schalter 12%,
  • Transformatoren 8%,
  • Druckplatinen (durch Leitungsbruch, kalte Lötstellen) 4% und
  • Sonstige (Glühlampen, Sicherungen, Fassungen usw.) 10%.


Fehlerstatistiken haben den Nachteil, daß man sie laufend ergänzen muß und daß sie selten vorkommende Fehler nicht erfassen. Gerade diese sind aber oft am schwierigsten zu finden.

8. Fehlersuchanleitungen

Fehlersuchanleitungen sind Teile der Betriebsanleitung, der Gerätebeschreibung und der Betriebs- und Wartungsbeschreibung. Die zur Fehlersuchanleitung gehörenden Unterlagen sollen in der Reihenfolge so zusammengestellt sein, in der sie gebraucht werden:

  • allgemeine Beschreibung des Gerätes und seiner Einsatzmöglichkeiten,
  • Wirkungsprinzip, mechanischer und elektrischer Aufbau,
  • Funktion, Installation (hauptsächlich bei Anlagen),
  • Inbetriebnahme, benötigte Meßgeräte,
  • Fehlersuchprogramm, Blockschaltplan und Blockbeschreibung,
  • Stromlaufpläne und Stücklisten.


Die allgemeine Beschreibung, Einsatzmöglichkeiten, der Aufbau, die Installation und die Inbetriebnahme sind im Grunde zur Betriebsanleitung gehörig und geben dem Anwender über Einsatz und Handhabung des von ihm erworbenen Gerätes Aufschluß.

Da aber jedes Gerät fehlerhaft werden kann, muß die Betriebsanleitung Anweisungen enthalten, was bei einem Defekt zu tun ist.

Solche Fehlersuchanleitungen bieten dem Hersteller wie auch dem Benutzer Vorteile. Der Hersteller wird entlastet, da ja der Benutzer die Anweisungen kennt, die zur Montage und Behebung kleinerer Fehler notwendig sind, und der Anwender kann sein Gerät bei Trivialfehlern selbst reparieren und erspart sich Kosten durch Reparatur- und Standzeit. Nur in schwierigen Fällen muß ein Spezialist herbeigerufen werden.

Fehlersuchanleitungen haben den großen Vorteil, daß die Strategie der Fehlersuche, der Ablauf und die Folgerungen vom Hersteller bestimmt werden, der ja mit dem Gerät am besten vertraut ist. Durch den vorgezeichneten Weg erhält der Reparateur Unterstützung, gewinnt ein gewisses Maß an Sicherheit, und die Reparaturzeiten werden verkürzt.

9. Zusammenfassung

Die dargestellten Methoden zur Fehlersuche enthalten Untersuchungsreihen, die durch überlegtes Vorgehen zu jedem Fehler führen sollten. Es gibt einfachere und bequemere Wege; ob sie aber zum Ziel führen, sei dahingestellt. Voraussetzung für ein erfolgreiches Arbeiten ist nicht zuletzt die Beherrschung der Grundlagen der allgemeinen Elektrotechnik und Elektronik.

Schrifttum

  • • Diefenbach, W. W.: Fernseh-Service-Fehlerdiagnose. 3. Aufl., Stuttgart 1966, Frankh
  • • Renard y, A.: Methodische Fehlersuche in Rundfunkempfängern. München 1964, Franzis
  • Heinicke, C: Prüfmethoden und Prüftechnik zur Güteüberwachung. Industrieelektrik+elektronik Bd. 16 (1971) Nr. 6, S. 119-122
  • Rohloff, E.: Teilprogrammierte Fehlersuche, messen + prüfen (1971) S. 319-325
  • „Digitron". Universelles Digital-Meßgerät, Bedienungsanweisung. Druckschrift der Hartmann & Braun AG
  • • Hofmann, W.: Zuverlässigkeit von Meß-. Steuer-, Regel- und Sicherungssystemen. München 1968, Thiemig
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