Zuverlässigkeit von Elektronikschlössern

Zuverlässigkeit von Elektronikschlössern

Elektronische Schlösser unterliegen (wie alle Elektronikgeräte) etwas anderen Bedingungen als mechanische Bauteile. Wir werden immer wieder gefragt wie es sein kann dass Defekte vorkommen. Teilweise sind hier etwas „eigenartige“ Ansichten bei manchen Kunden vorhanden. Wie kann es sein dass das Schloss bereits nach 23 Jahren defekt ist… haben wir mehr als einmal gehört.

Hier möchte ich erst kurz und dann ausführlicher auf die Problematik der mittlerweile gängigen elektronisch gesteuerten Verschlusssysteme eingehen.

Kurz gesagt: Jede Elektronik hat eine voraussichtliche Lebensdauer. Je nach Qualitätsstreben des Herstellers mehr oder weniger. Aber keine Elektronik funktioniert ewig! Auch ein Fernseher ist irgendwann kaputt…

Diese Lebensdauer hängt auch stark von den Umgebungsbedingungen ab. Feuchtigkeit, Hitze, Kälte, Staubbelastung etc. können hier einen starken Einfluss haben.

Das Problem bei Defekten an Tresorschlössern ist dann meist der verschlossene Tresor. Wenn der Fernseher nach 10 Jahren defekt ist, wirft man ihn weg und kauft einen neuen. Den verschlossenen Tresor mitsamt Inhalt wegwerfen kommt eher selten in Frage. Dieser muss mit mehr oder weniger Aufwand geöffnet und das Schloss ausgetauscht werden.

Was kann man dagegen tun?

Sie können auf den Komfort eines Elektronikschlosses verzichten und eine (hochwertige!) mechanische Lösung nutzen.

Oder mit Leuten sprechen, die Tresore reparieren und öffnen und sich dort Informationen über die Zuverlässigkeit einzelner Systeme einholen. Hoher Preis des Systems und gut gemachte Hochglanzbroschüren bei Herstellern und Händlern sagen leider nicht wirklich etwas aus.

Weiter können Sie auf gute Umgebungsbedingungen achten, gleichbleibende moderate Temperaturen, geringe Luftfeuchte, hochwertige Batterien, die nicht auslaufen etc. verlängern die Betriebszeit erheblich. Wenn ein Elektronikschloss im Freien, in einem Badezimmer oder einer Küche neben dem Geschirrspüler seinen Dienst tun muss, lebt es meist nicht sehr lange.

Abschließend können Sie noch die übliche Lebensdauer des Schlosstyps in Erfahrung bringen und insbesondere bei hochwertigen, schwer zu öffnenden Tresoren das Schloss rechtzeitig tauschen, bevor ein Problem entsteht. Ihr Auto bringen sie ja auch regelmäßig zur Inspektion, wo dann vorbeugend Teile getauscht werden, damit sie hoffentlich nicht mit einer Panne liegenbleiben.

Oder ein System einbauen, das über eine zweite Notöffnungsmöglichkeit verfügt. Das ist allerdings auch nicht ganz unproblematisch. Oft werden Notöffnungsschlüssel verloren weil sie jahrelang nicht gebraucht werden oder Notöffnungscodes vergessen. Elektronisch redundante Lösungen (alle Bauteile zur Sicherheit 2x vorhanden) sind leider bei manchem Hersteller nicht wirklich komplett getrennt und im Schadensfall funktioniert manchmal der redundante Teil auch nicht mehr.

Technischere Betrachtung, für Interessierte:

Die Zuverlässigkeit ist ein statistisches Maß, in dem ein Bauteil seine geforderte Aufgabe erfüllt. Unterscheiden muss man zwischen totalem Ausfall und teilweisem Defekt. Im Fall eines Schlosses führt leider ein Teilausfall oft schon zu erheblichen Problemen. Wenn die Öffnung nicht mehr funktioniert hilft es nichts wenn theoretisch die Zeitsperre oder andere Zusatzfunktionen noch arbeiten.

Bei vielen gängigen Systemen konnten wir oft beobachten, dass entweder die Elektronik sehr schnell innerhalb der ersten Monate des Betriebs oder sehr spät, nach vielen Jahren ausfällt. Dies versuche ich hier zu erklären.

Unterscheiden muss man:

– Vorschädigungen durch Produktionsprozesse, fehlerhafte (billige) Bauteile, Toleranzprobleme etc.

– Alterungsausfälle von Bauteilen

– zufällige Fehler (z.B. Einbauort ist aus Herstellersicht zufällig/ für ihn nicht beeinflussbar)

Vorgeschädigte Komponenten fallen meist sehr früh aus. Erfahrungsgemäß sollte man das nicht unterschätzen. Viele Schlösser fallen in den ersten Betriebsmonaten aus! Es gibt Schlosstypen, die prüfen wir vor dem Einbau in der Werkstatt, teilweise hatten wir neue aus der Verpackung genommen und nach 3x Öffnen waren sie defekt. Derartige Fabrikate verbauen wir normal nicht, nur auf expliziten Kundenwunsch.

Normale Alterung tritt meist erst nach 8+ Jahren auf, bei hochwertigen auch deutlich später.

Zufällige Fehler durch einzelne negative Faktoren sind zum Glück nicht sehr häufig und wenn, meist durch ungünstige Bedingungen hervorgerufen, die der Betreiber ändern könnte. Beispielsweise Feuchtigkeit oder Aufstellort mit stark schwankenden Temperaturen. Es gibt aber auch Schlosstypen, die bereits auf minimale Umwelteinflüsse stark reagieren, hier könnte der Hersteller verbessern (wenn er denn wollte). Speziell bei einem Schlosstyp ist beispielsweise die Feuchtigkeitsempfindlichkeit so groß, dass ich öfter dem Kunden sage: Stellen Sie ein Glas Wasser daneben und es wird morgen nicht mehr funktionieren. Ist natürlich im Spaß übertrieben aber es gab viele, die z.B. nach dem Streichen der Wände und der Feuchtigkeit der verdunstenden Farbe versagt haben. Zu empfindlich ist eigentlich Herstellerschuld. Irgendwann wird jeder Raum gestrichen.

Exemplarische Grafik zur Verdeutlichung:

Diagramm

Minimieren der Probleme ist möglich:

  • Vorschädigungsfehler: Herstellerseitig durch hochwertige Komponenten, Verarbeitung und Tests. Kunde- Kauf hochwertiger Produkte.
  • Zufallsfehler: Können bedingt vom Hersteller beeinflusst werden, höhere Robustheit gegen ungünstige Einflüsse. Kunde- ungünstige Bedingungen reduzieren.
  • Alterungs-/ Verschleißfehler: Herstellerseitig durch Einsatz hochwertiger, langlebiger Komponenten. Kunde- durch rechtzeitigen Austausch.

Weil die meisten Hersteller heute (leider) mehr bemüht sind die Produktionskosten zu senken als Qualität zu liefern, kommen immer mehr Komponenten auf den Markt, die minderwertig sind. Das ist nicht nur speziell bei Schlössern der Fall, sondern in allen Bereichen zu beobachten. Schlecht verlötete Platinen aus Fernost, billigste Bauteile und das Einsparen von Tests führen dann sehr schnell zu Problemen und mangelnder Robustheit. Hohe Betriebstemperaturen werden oft nicht berücksichtigt, manche Bauteile sind hier empfindlich und es verdoppelt sich bereits die Fehlerrate bei einer Temperaturerhöhung um 10°C! Noch schlimmer sind schwankende Temperaturen, sie verursachen Materialermüdungen und können die Lebensdauer erheblich einschränken!

Der Hersteller ist aber nicht alleine an allem schuld, die große Zahl Kunden, die ungeachtet der Qualität nur das billigste Kaufen, zwingt manchen Hersteller zu sparen um konkurrenzfähig zu bleiben.

Häufige Fehler:

  • Elektrolytkondensatoren, Elektrolyt diffundiert und verdampft
  • Stecker und Buchsen, erhöhter Übergangswiderstand
  • Leistungsbauteile, nicht ausreichend gekühlt oder Auslegung nahe der Spezifikationsgrenze
  • Mechanische Bauteile, minderwertiges Material, ungünstige Konstruktion
  • Platinen , Alterung, Haarrisse durch verspannten Einbau
  • Minderwertige Batterien, zu hohe Impulsbelastung bei Öffnung, Auslaufen/ Korrosionsschäden
  • Kabel, Verlegung, mechanische Beschädigung
  • Schmierstoffe, Verhärten bei Alterung
  • Tastaturen, Verschleiß, mechanische Beschädigung

Mit Durchsetzung der ROHS Normen (Restriction of Hazardous Substances) , eine Richtlinie um bestimmte schädliche Substanzen zu reduzieren, ist das Problem noch stark angestiegen. Langjährige Erfahrungen z.B. in Bezug auf Bauteillebensdauer sind zunichte gemacht worden weil die Zusammensetzungen vieler Komponenten geändert werden mussten. In der Praxis ist ein Anstieg an Ausfällen zu bemerken seit die Hersteller entsprechend der Vorgaben die Produktionsprozesse umgestellt haben.

Nur als Beispiel: Bleifreies Lot. Die höheren Schmelztemperaturen belasten im Produktionsprozess die Bauteile thermisch deutlich stärker. Lötstellen können schlechter kontrolliert werden, sehen immer „kalt“ (matt) aus. Bei bleihaltigem Lot waren gute Lötstellen glänzend und Fehler konnten deutlich erkannt und optisch sehr einfach von den schlechten (matten) unterschieden werden. Manche der modernen Lote neigen zu Fehlstellen durch schlechtere Fließeigenschaften und sind weniger vibrationsbeständig. Bei manchen Bauteilen schreibt der Hersteller mittlerweile einen bestimmten Lot-typ und eine genaue Temperaturkurve für den Lötvorgang vor. Dies ist oft problematisch oder gar nicht einzuhalten, weil andere Bauteile auf der Platine andere Bedingungen brauchen aber gemeinsam in einem Prozess verlötet werden. Daraus resultierende unzulässige thermische Belastungen oder minderwertige Verbindungen äußern sich manchmal sehr früh aber oft auch erst nach Jahren in Betrieb. Das Bauteil fällt dann ohne erkennbaren Grund vorzeitig aus.

Die meisten Bauteile werden in den Datenblättern des Herstellers mit zugesicherten Eigenschaften beschrieben. Die Angabe von Betätigungshäufigkeit, Lebenserwartung bei Dauerbetrieb, Verarbeitungshinweise etc. sind meist kein Geheimnis. Nur leider kosten langlebige Bauteile oft ein Vielfaches als minderwertige mit hohen Toleranzen und Ausfallquoten. Oft gibt es bei Billigkomponenten keine oder wenig Angaben und der Hersteller geht das Risiko auf Grund der Kosteneinsparung trotzdem ein. Viele Kunden wollen möglichst wenig bezahlen bei der Anschaffung. Später rächt sich das mit Ausfällen, wenn man nicht auf Qualität achtet. Ein einziges Bauteil, das früher als die anderen versagt kann bereits zur Katastrophe führen! Im Fall eines Tresorschlosses zum geschlossenen Behälter führen und einer notwendigen Öffnung, die je nach Sicherheitsstufe sehr aufwendig sein kann.

Diese Betrachtung ist meine eigene Meinung, die ich auf Grund jahrelanger Erfahrung mit der Problembehebung an vielen verschiedenen Fabrikaten gebildet habe. Sie basiert nicht auf wissenschaftlich erhobenen Fakten und Berechnungen, sondern auf der direkten Beobachtung und Fehleranalyse bei der täglichen Arbeit. Dies kann (und muss) natürlich nie vollständig alles erfassen, gibt jedoch meiner Meinung nach Aufschluss über Hintergründe, für diejenigen die Interesse daran haben. Ich denke viele Praktiker werden aus ihrem Alltag ähnliche Erfahrungen gesammelt haben. Normal würde ein Blick in den Firmen- Schrottcontainer reichen, um zu wissen was man besser nicht verwendet…

Leider werden die Bauteile immer schlechter, aber nicht in jedem Fall billiger (zumindest für den Kunden)! Der Preis gibt auch nicht unbedingt Aufschluss über die Qualität. Hohe Ausfallquoten, noch in der Gewährleistungszeit, verursachen dem Hersteller teils erhebliche Kosten und fressen zumindest einen Teil der Einsparungen durch Billigproduktion wieder auf. Vom Imageverlust wollen wir gar nicht sprechen, ein zweites Mal wird der Kunde evtl. nicht dieses Produkt kaufen.

Wie wir aus unserer täglichen Erfahrung wissen, gibt es zum Glück noch einige wenige Ausnahmen. Gute, preisgünstige und langfristig funktionierende Schlösser sind leider nicht mehr die Regel.

Der denkbar beste Idealfall: Ein kurz gebrauchtes Tresorschloss hochwertiger Bauart nutzen. Beispielsweise 1 Jahr alt mit wenigen Öffnungen pro Tag. Durch Vorschäden wäre es vermutlich schon ausgefallen, ist aber noch nicht verschlissen und wird mit hoher Wahrscheinlichkeit bis Alterungsprobleme entstehen, bei guten Umgebungsbedingungen, klaglos seinen Dienst tun. Bei zusätzlich redundanter Bauweise ist ein Problem nahezu ausgeschlossen.

Wenn unsere Kunden es wünschen testen wir manche Elektronikschlösser vor der Auslieferung und lassen sie einen gewissen Zeitraum im Probebetrieb automatisiert öffnen und schließen. Nach ein paar hundert Vorgängen, mit und ohne Last, ist die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls deutlich geringer. Hierzu verfügen wir über Geräte, die uns ein automatisiertes Eingeben der Zahlen ohne Tastatur ermöglichen.

Falls jemand etwas Sinnvolles hinzuzufügen oder Fragen hat, kann er gerne mit mir Kontakt aufnehmen!

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