Egal, um was es sich handelt (Elektrik, Mechanik, Medizin, Informatik etc.), Fehlersuche besteht immer aus den folgenden 3 Schritten:
- Reproduzierbarkeit herstellen
- Lokalisieren
- Annahme Bestätigen
Um einen Fehler systematisch finden zu können, muss dieser reproduzierbar sein. Man muss wissen, wodurch er ausgelöst werden kann. Tritt ein Fehler nur manchmal oder scheinbar zufällig auf, sollte man ihn so lange weiter beobachten und dokumentieren, bis man ihn reproduzieren kann. Manchmal ist dazu ein bestimmter Betriebszustand, eine Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Tages- oder Jahreszeit notwendig - je nach System.
Sobald man den Fehler provozieren kann, muss man ihn eingrenzen. Man muss Möglichkeiten finden, Teile des Systems abzugrenzen und separat zu testen, um festzustellen, ob sich der Fehler auf der einen (Eingrenzen) oder anderen Seite der Abgrenzung (Ausgrenzen) befindet. Das kann funktionell, zeitlich oder räumlich erfolgen. Ziel ist es immer, den Suchbereich zu minimieren. Irgendwann ist er so klein, dass man den Fehler leicht durch probieren finden kann.
Zu guter Letzt darf nicht vergessen werden, den Fehler zu bestätigen. Manchmal geht das nur durch die Reparatur, manchmal ist er aber auch einfacher nachweisbar. Zum Beispiel kann ein Klappern manchmal durch simples Berühren der Stelle unterbunden werden. Damit ist der Fehler bestätigt.
Elektrische Systeme
Ein Fehler in einem elektrischen System zeigt sich meist durch Ausfall oder Fehlfunktion eines Verbrauchers. Die Reproduzierbarkeit ist meist gegeben. Tritt der Fehler nur manchmal auf, handelt es sich meist um einen Wackelkontakt. Diese sind meist durch Temperatur und Erschütterungen bzw. mechanische Belastung beeinflussbar.
Manchmal sucht man aber auch einen Fehlerstrom, dann ist der Ort nicht von vornherein klar und muss durch Eingrenzung ermittelt werden. In diesem Fall misst man an der Energiequelle den Strom und entfernt so lange Sicherungen, bis sich der Fehlerstrom ändert. So findet man schnell den fehlerhaften Stromkreis. Innerhalb des Stromkreises kann ggf. mit Schaltern weiter eingegrenzt werden, oder es müssen Verbraucher entfernt werden, bis der Verursacher gefunden ist.
Ist die fehlerhafte Leitung gefunden, muss die Stelle in der Leitung ausgemacht werden. Hier kann man mit Strom- oder Spannungsmessungen entlang der Leitung weiter eingrenzen. Bei jeder Messung muss genau auf die Kontaktpunkte geachtet werden. Misst man beispielsweise an einem Batteriepol, macht es durchaus einen Unterschied, ob man die Messspitze direkt an den Bleipol oder an die Polschelle oder an das Kupfer des daran angeschlossenen Kabels hält. Zwischen diesen 3 Stellen gibt es nämlich jeweils Übergangswiderstände, die im Fehlerfall unter Umständen viel zu hoch sein könnten.
Variante 1: Spannung messen
- Spannung an der Spannungsquelle messen
- Spannung direkt am Verbraucher messen
- Gibt es einen wesentlichen Unterschied, liegt der Fehler in der Zuleitung zum Verbraucher. Sind die Spannungen an der Quelle und am Verbraucher nahezu gleich, sollte die Messung unter Last (mit Stromfluss) wiederholt werden. Sind die Spannungen auch unter Stromfluss gleich, kann der Fehler nur im Verbraucher liegen.
- Spannung an verschiedenen Stellen zwischen Spannungsquelle und Verbraucher messen, z. B. an der Sicherung, am Schalter, an Kabelverbindungen - überall, wo man an die Adern kommt, als letzte Eingrenzung auch direkt vor und nach einer Kontaktstelle, um Übergangswiderstände an dieser Kontaktstelle auszuschließen
- Der Fehler liegt zwischen der Stelle, an der die Spannung noch wie an der Quelle ist und der Stelle, an der die Spannung wie am Verbraucher ist.
- Durch mechanische Einwirkung auf Kontakte und Kabel zwischen den beiden Stellen kann der Fehler oft verifiziert werden.
Variante 2: Spannungsabfall messen
Liefert eine Messung der absoluten Spannung keinen Aufschluss oder ist nicht möglich, kann auch der Spannungsabfall entlang der Leitung gemessen werden. Je höher der dabei fließende Strom ist, desto höher fällt der Spannungsabfall aus, die Messung muss also bei Maximalstrom durchgeführt werden. Je nach Stabilität des Fehlers, kann es hierbei kritisch für das Messgerät werden, wenn sich der Wackelkontakt plötzlich verändert und der Spannungsabfall plötzlich wesentlich vergrößert, also Vorsicht mit mechanischer Belastung der Kontakte während der Messung. Bei dieser Methode können besonders gut schlechte Kontaktstellen sichtbar gemacht werden. Die Messung erfolgt entlang einer stromdurchflossenen Leitung bzw. über stromdurchflossene Kontakte, wobei ein paar Millivolt bis wenige Volt zu erwarten sind. Auch Kabel mit zu kleinem Leitungsquerschnitt sind so ausfindig zu machen.
Klappergeräusch am Fahrzeug
Zunächst muss das Geräusch reproduziert werden können. Oft ist es durch folgende Faktoren beeinflussbar:
- Motordrehzahl (im Stand)
- Geschwindigkeit (Fahrzeug rollen lassen, Motor im Leerlauf)
- Lastzustand des Motors (Hochlast bergauf, Schubbetrieb bergab, Leerlauf, Beim Aus- oder Einkuppeln)
- Resonanz beim Befahren von Pflasterstraßen oder Überfahren von Unebenheiten mit bestimmten Geschwindigkeiten
- Beladungszustand des Fahrzeugs, auch Last auf der Anhängekupplung
- Lüftung, Scheibenwischer, Waschwasserpumpe, Motorlüfter
- Luftdruckschwankungen/-verwirbelungen durch (teilweise) offene Fenster oder Anbauteile (Dachgepäckträger)
- Windrichtung und -geschwindigkeit
- Temperatur
Ist das Geräusch reproduzierbar, muss es lokalisiert werden. Dazu braucht es oft eine zweite Person, die mit spitzen Ohren rund um das Auto läuft, während jemand den Fehler reproduziert, ggf. bei langsamer Fahrt oder bei offenem Fenster, ggf. neben einer geräuschreflektierenden Mauer oder Leitplanke. Ist das Geräusch grob lokalisiert, werden Verkleidungen abgebaut, um näher an die Stelle zu kommen. Kommt man nicht näher ran, kann mit einem Rohr der Schall zum Ohr geführt werden. Der Durchmesser sollte mehrere Zentimeter betragen. Ist der Ort lokalisiert worden, muss durch Berührung, Abklebung oder sonstige provisorische Veränderung der Stelle sichergestellt werden, ob die Vermutung zur Ursache stimmt.