{"id":5948,"date":"2022-07-04T07:53:57","date_gmt":"2022-07-04T07:53:57","guid":{"rendered":"https:\/\/www.msr.ch\/de\/?p=5948"},"modified":"2022-12-07T16:21:36","modified_gmt":"2022-12-07T16:21:36","slug":"datenlogger-belastungen-falltests","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.msr.ch\/de\/datenlogger-belastungen-falltests\/","title":{"rendered":"Schock-Datenlogger messen Belastungen bei Falltests"},"content":{"rendered":"
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\u00a0<\/span> \"\"<\/a>Zur Produktseite MSR175<\/strong><\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Im Rahmen eines Forschungsprojekts zur Sicherheit von Elektroaltger\u00e4ten entlang der Recyclingkette zeichnen MSR175 Datenlogger Beschleunigungskr\u00e4fte bei Falltests auf.<\/h2>\n

Bei der Entsorgung von Elektro(nik)altger\u00e4ten (EAG) wirken komplexe mechanische Belastungen auf die Ger\u00e4te ein. Kommt es dabei zu Besch\u00e4digungen, kann dies zu schwerwiegenden umwelt- oder sicherheitstechnischen Problemen f\u00fchren. In einem Forschungsprojekt wurden Falltest-Belastungen mittels Schock-Datenlogger aufgezeichnet und analysiert. <\/strong><\/p>\n

Autoren: Dr. Ralf Br\u00fcning (Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer), Florian Piehl (wissenschaftlicher Mitarbeiter Dr. Br\u00fcning Engineering UG), Julia Wolf (wissenschaftliche Mitarbeiterin Dr. Br\u00fcning Engineering UG), Thomas Nigl (wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl f\u00fcr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft, Montanuniversit\u00e4t Leoben)<\/p>\n

\"Dr.<\/a>Elektro(nik)altger\u00e4te (EAG) sind Ger\u00e4te, die ihr Lebensende erreicht haben und entsorgt werden. Eine grosse Anzahl wird an kommunalen Recyclingh\u00f6fen abgegeben und anschliessend in Containern zu Recyclingbetrieben transportiert. Entlang der Logistikkette wirken komplexe mechanische Belastungen auf die EAG ein und k\u00f6nnen sie besch\u00e4digen. Wenn EAG schwerer besch\u00e4digt werden, kann dies zu umwelt- oder sicherheitstechnischen Problemen f\u00fchren. Zum einen k\u00f6nnen in den Altger\u00e4ten vielf\u00e4ltige gef\u00e4hrliche Stoffe enthalten sein, wie z.B. Quecksilber, Schwermetalle, Tonerstaub etc., die ggfs. austreten k\u00f6nnen. Zum anderen enthalten viele Elektroger\u00e4te heute Lithiumbatterien, die bei ung\u00fcnstigen Besch\u00e4digungen ein Brandrisiko darstellen k\u00f6nnen. Aus der Praxis ist bekannt, dass EAG entlang der Logistikkette aus verschiedenen H\u00f6hen abgekippt werden.<\/p>\n

In einem Forschungsprojekt wurden von der\u00a0Dr. Br\u00fcning Engineering UG (DrBE),<\/a>\u00a0einem unabh\u00e4ngig beratenden Dienstleistungsunternehmen mit Sitz in Brake, Niedersachsen (Deutschland), Falltests aus verschiedenen H\u00f6hen mit EAG durchgef\u00fchrt. Ziel war es die Belastungen zu messen, die beim Fall auf die Altger\u00e4te einwirken und zu dokumentieren zu welchen Besch\u00e4digungen es kommt. F\u00fcr die Versuche wurden\u00a0Schock-Datenlogger vom Typ MSR175<\/a>\u00a0des Schweizer Technologieunternehmens\u00a0MSR Electronics GmbH<\/a>\u00a0eingesetzt.<\/p>\n

Durchf\u00fchrung der Falltests<\/h2>\n

Ziel des Forschungsprojekts war, die Bestimmung von mechanischen Belastungen, die auf EAG (z.B. Haushaltskleinger\u00e4te, EDV-Ger\u00e4te, Sport- und Spielzeug, Werkzeug) beim Fall aus verschiedenen Fallh\u00f6hen einwirken. Die Altger\u00e4te wurden von einem kommunalen Recyclinghof zur Verf\u00fcgung gestellt und waren zuvor dort von Verbraucher*innen entsorgt worden.<\/p><\/div>\n

\"MSR175<\/a>F\u00fcr die Messungen wurden die speziell f\u00fcr die \u00dcberwachung von Stossbelastungen im Rahmen von Logistikprozessen konzipierten MSR175 Datenlogger<\/a> eingesetzt. Die Mini-Logger sind mit zwei Beschleunigungssensoren (\u00b115 g und \u00b1200 g) ausgestattet und in der Lage, auftretende Beschleunigungen in allen drei Achsen aufzuzeichnen. Die Speicherkapazit\u00e4t von \u00fcber 2 Millionen Messwerten reicht je nach Typvariante zur Aufzeichnung von mind. 1’000 Schocks.<\/p>\n

S\u00e4mtliche untersuchten EAG mussten f\u00fcr die Versuche pr\u00e4pariert werden. Dazu wurden die Datenlogger in ein Schutzgeh\u00e4use gesetzt und anschliessend in jeweils ein EAG eingebaut. Die Datenlogger in dem Geh\u00e4use wurden in den EAG fest verschraubt. Wenn notwendig, wurden zuvor die\u00a0 Batterien und Akkumulatoren aus dem Altger\u00e4ten entnommen und der Datenlogger an ihrer Stelle eingebracht. Dabei wurden, wo notwendig, Ausgleichsgewichte eingebracht, so dass das Originalgewicht der EAG wieder erreicht wurde. In den nachfolgenden Abbildungen sind der Einbau eines Datenloggers in das Schutzgeh\u00e4use sowie der Einbau des Schutzgeh\u00e4uses mit einem Datenlogger in ein EAG dargestellt.<\/p>\n

\"1)<\/a>\"1)<\/a>\"3)<\/a>
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Alle Falltests erfolgten in einer geschlossenen Halle, um Einfl\u00fcsse durch Wind oder durch N\u00e4sse an der Aufprallstelle auszuschliessen. Als Aufprallfl\u00e4che wurde ein Stahlblech (ST 37) von 900 x 900 mm ausgew\u00e4hlt. Der Untergrund darunter war ein acht Zentimeter dickes Betonpflaster. Als Schutz vor Splittern wurde die Aufprallstelle von drei Seiten mit einer Einhausung versehen. Die Fallh\u00f6he wurde durch eine lotrecht angebrachte Latte, auf der eine H\u00f6he von bis zu vier Meter markiert war, bestimmt. Die Angabe der Fallh\u00f6he bezieht sich immer auf die Unterkante des jeweiligen Ger\u00e4tes. Die Altger\u00e4te wurden zun\u00e4chst aus einem, dann zwei und dann vier Metern fallen gelassen. Diese gew\u00e4hlten H\u00f6hen entsprechen in etwa dem Einwurf eines Ger\u00e4tes in eine leere Gitterbox, in einen halb gef\u00fcllten bzw. leeren Standardcontainer und in eine halb gef\u00fcllte bzw. leere Outputbox in einer Recyclinganlage. Die Abbildung 3) zeigt beispielhaft die Besch\u00e4digung eines Notebooks aus einer H\u00f6he von 4 Metern.<\/p>\n

Auswertung der Falltests<\/h2>\n

Die Belastungen, die auf die EAG beim Fall wirken, wurden von den Datenloggern aufgezeichnet. Jeweils unmittelbar nach einem Fallversuch erfolgte der Ausbau des Datenloggers und das Auslesen der Daten der Hilfe eines USB-Anschlusses und Notebooks.<\/p>\n

\"Beispiel<\/a><\/p>\n

Bei den Fallversuchen zeigte sich, dass die gemessenen Peak-Intensit\u00e4ten bei einem Fall aus 1m H\u00f6he bei bis zu 2.185 (g*ms), bei einem Fall aus 2m H\u00f6he bei bis zum 3.306 (g*ms) und bei einem Fall aus 4m H\u00f6he bei bis zu 6.791 (g*ms) lagen. Die Messergebnisse zeigten sich allerdings in Abh\u00e4ngigkeit der jeweils getesteten EAG und der zunehmenden Fallh\u00f6hen als nicht immer stringent. W\u00e4hrend sich bei der H\u00e4lfte der EAG die Ergebnisse hinsichtlich einer erwarteten Steigerung der Intensit\u00e4t in Abh\u00e4ngigkeit von der Fallh\u00f6he als stetig beschreiben lassen, ist dies bei anderen nicht der Fall. Ursache daf\u00fcr ist wahrscheinlich das Auftreten von Besch\u00e4digungen und der damit verbundenen Aufnahme von kinetischer Energie. Ein \u00e4hnlicher Effekt ist bei der plastischen Verformbarkeit unterhalb des Niveaus einer dauerhaften Besch\u00e4digung zu beobachten.<\/p>\n

Die gemessenen Peak Intensit\u00e4ten liegen zum Teil deutlich \u00fcber 110g und damit \u00fcber \u00fcblichen Referenzwerten f\u00fcr die Empfindlichkeit von Akkumulatoren. Der Paketdienst UPS stuft Akkumulatoren z.B. als \u201em\u00e4ssig robust\u201c ein und geht damit davon aus, dass Besch\u00e4digungen in etwa ab 80-110g auftreten k\u00f6nnen. Neben den Messungen, wurden die Besch\u00e4digungen optisch klassifiziert und dokumentiert. Teilweise waren auch schon bei der Fallh\u00f6he von zwei Metern erhebliche Besch\u00e4digungen festzustellen.<\/p>\n

Fazit<\/h2>\n

Die eingesetzten Datenlogger haben sich f\u00fcr die Durchf\u00fchrung der Versuche als sehr gut geeignet erwiesen. Die Fallversuche haben damit gezeigt, dass EAG durch typische mechanische Belastungen, denen sie entlang der Recyclingkette ausgesetzt sind, besch\u00e4digt werden k\u00f6nnen. Die enthaltenen Batterien und Akkus sind Belastungen ausgesetzt, durch die sie besch\u00e4digt werden und damit zu einem Brandrisiko entlang der Recyclingkette werden k\u00f6nnen. Logistikprozesse entlang der Recyclingkette von EAG sollten daher zuk\u00fcnftig optimiert und der Empfindlichkeit von Elektr(on)ikger\u00e4ten und insbesondere auch Batterien und Akkumulatoren angepasst werden.<\/p><\/div>\n

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\u00a0D\u00fcrfen wir auch Ihnen bei Ihren Messaufgaben behilflich sein? Wir beraten Sie gerne!<\/span><\/a><\/h2>\n

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