Prüfsynergien beim globalen Marktzugang optimal nutzen Combined Testing von UL sorgt für schnellere Time-to-Market

Bislang hatte das Unternehmen seine Frequenzumrichter bei zwei verschiedenen Zulassungsdienstleistern für die beiden Märkte prüfen lassen. Bei seinem neuesten Produkt, einer Steuerelektronik für den Bereich Erneuerbare Energien, geht LTi DRiVES nun einen deutlich effektiveren und ressourcenschonenderen Weg: das Combined Testing von Underwriters Laboratories ermöglicht es, sämtliche Anforderungen der entsprechenden nordamerikanischen und europäischen Normen in einem Verfahren und aus einer Hand zu prüfen. Der große Vorteil: geringere Kosten und eine schnellere Time-to-Market.

Unaufgeforderter Zwang
Die LTi DRiVES GmbH ist ein Systemanbieter für Komponenten im Bereich Antriebs- und Automatisierungstechnik. An seinen zwei Standorten im hessischen Lahnau und in Unna beschäftigt das mittelständische Unternehmen über 330 Mitarbeiter. Die Kernkompetenz von LTi DRiVES liegt in der Entwicklung und Produktion von Frequenzumrichtern. Diese ermöglichen es, die Drehzahl von Motoren in Anlagen und Maschinen variabel und stufenlos zu regeln.
Als Pionier auf diesem Gebiet wurden bei LTi DRiVES Anfang der siebziger Jahre die ersten Frequenzumrichter für Hochgeschwindigkeitsanwendungen und im Jahr 1978 die ersten Frequenzumrichter für den Netzspannungsbetrieb entwickelt. Mittlerweile hat das Unternehmen schon weit über eine Million Produkte verkauft, die insbesondere in der Industrie, in der Medizintechnik und in den Bereichen Erneuerbare Energien und Automobile zum Einsatz kommen.
Vielfach ist dem Hersteller gar nicht bekannt, in welchen Ländern später die Maschinen und Anlagen betrieben werden, in denen seine Frequenzumrichter verbaut sind. Nicht zuletzt aus diesem Grund entwickelt er seine Frequenzumrichter so, dass sie den Produktnormen der wichtigsten Märkte – Europa und Nordamerika – entsprechen und verfolgt gleichzeitig eine konsequente Zulassungsstrategie.
„In Nordamerika gibt es zwar keine Prüfzeichen-Pflicht, aber ein national anerkanntes Prüfzeichen ist quasi ein unaufgeforderter Zwang“, konstatiert Kurt Palm, Senior Engineer bei LTi DRiVES. „Ohne ein Prüfzeichen können spätestens bei der Erteilung der Betriebserlaubnis durch lokale Inspektoren oder Behördenkontrollen Probleme auftreten und Anlagen und Maschinen ohne Zulassungszeichen mit einem Red Tag vorläufig gesperrt werden. Hinzu kommt, dass auch unsere Kunden diese Zulassung einfordern – unabhängig davon, ob sie jemals den nordamerikanischen Markt bedienen werden.“


UL Prüfstand bei LTi DRiVES.

Leichterer Marktzugang
LTi DRiVES arbeitet deswegen seit vielen Jahren und Gerätegenerationen mit Underwriters Laboratories (UL) zusammen. UL ist ein unabhängiges Zertifizierungsunternehmen für Produktsicherheit mit Stammsitz in den USA, das seit mehr als hundert Jahren Normen entwickelt und Produktprüfungen durchführt. Durch die UL International Germany GmbH in Neu-Isenburg lässt LTi DRiVES seine Frequenzumrichter gemäß den US-amerikanischen Anforderungen nach UL508c sowie den kanadischen Anforderungen nach CSA-C22.2 No14 prüfen und erhält im Anschluss das cULus-Prüfzeichen. „Das Prüfzeichen von UL wird von unseren Kunden explizit gefordert und erleichtert uns durch den hohen Bekanntheitsgrad den Marktzugang ungemein“, so Kurt Palm.
In Europa gibt es keine Prüfzeichenpflicht für Frequenzumrichter: „Unsere Geräte müssen aber das CE-Zeichen im Sinne einer Konformitätserklärung zur Niederspannungsrichtlinie besitzen“, erklärt Palm. „Dabei ist es uns wichtig, dass eine anerkannte Drittstelle unsere Produkte prüft. So können wir im Allgemeinen die Sicherheit und Qualität unserer Produkte nachweisen.“ Bislang hat LTi DRiVES neben UL einen zweiten Zulassungsdienstleister beauftragt, der die Frequenzumrichter nach der entsprechenden Norm IEC/EN 61800-5-1 geprüft hat. Die Vorgehensweise, zwei verschiedene Zulassungsdienstleister für die beiden Märkte zu beauftragen, funktionierte gut, hatte zum Teil aber eine relativ lange Time-to-Market der Produkte und hohe interne Aufwände zur Folge: So musste LTi DRiVES beispielsweise beide Prüfverfahren umfassend vorbereiten und beiden Zulassungsdienstleistern für die zum Teil gleichen oder ähnlichen Tests jeweils etliche teure Prüfmuster zur Verfügung stellen.


Wechselrichter von LTi.

Combined Testing
Entsprechend hoch war das Interesse von LTi DRiVES, als UL mit der Idee des Combined Testing auf das Unternehmen zukam. Kern der Idee ist es, innerhalb eines Verfahrens sowohl die nordamerikanischen als auch die europäischen Anforderungen an die Frequenzumrichter zu prüfen und dabei vielfältige Prüfsynergien zu nutzen. Möglich ist das Combined Testing durch die Kooperation von UL mit dem Institute for International Product Safety GmbH (I²PS) aus Bonn.
I²PS ist ein Spezialanbieter von Prüfleistungen im Bereich Elektrotechnik, Elektrik und Umweltanforderungen und ein von UL akkreditiertes Prüflabor mit modernsten Prüfanlagen, Messtechnik und Analysewerkzeugen. Gemeinsam sind UL und I²PS in der Lage, Frequenzumrichter in einem Prüfverfahren sowohl nach den relevanten UL- und CSA-Standards als auch nach der entsprechenden IEC/EN-Vorschrift zu prüfen und so einen Marktzugang nach Nordamerika und nach Europa mit nur einem Prüfbericht zu ermöglichen.
Im Rahmen eines Kickoff-Meetings bei I²PS wurde die Idee des Combined Testings von Wolfgang Lödde, Sales Representative bei UL International Germany, vorgestellt. An dem Meeting nahmen zudem ein Prüf-ingenieur von UL, der die Prüfung nach den nordamerikanischen Standards vornimmt, ein Prüfingenieur von I²PS, der gemäß IEC/EN-Standard bewertet, sowie die involvierten Mitarbeiter von LTi DRiVES teil, die beide Standards aus der Praxisanwendung bei der Produktentwicklung sehr gut kennen. „Wir haben zunächst die Möglichkeiten diskutiert und die Anforderungen nach UL508c und CSA-C22.2 No14 mit denen nach IEC/EN 61800-5-1 verglichen, um die Prüfschnittmenge und die Synergieeffekte zu identifizieren“, so Lödde.
Prüfsynergien ergaben sich insbesondere bei den sogenannten zerstörenden Prüfungen, in Rahmen derer Fehlerfälle wie beispielsweise Kurzschlüsse simuliert werden. Dazu gehören mechanische und elektrische Prüfungen, Verformungs- und Werkstoffprüfungen sowie die Prüfung des unsachgemäßen Betriebs. „Die einzelnen, zum Teil sehr aufwendigen Tests, die in diese Prüfkategorien fallen, müssen im Rahmen des Combined Testing nur noch ein Mal durchgeführt werden – dabei wird dann natürlich nach der maximalen Anforderung einer der beiden Normen geprüft und das Ergebnis auf die andere Norm übertragen“, so Lödde.
„Die verschiedenen Prüfsynergien bei der Zertifizierung unserer Frequenzumrichter sind äußerst vielfältig“, so Kurt Palm von LTi DRiVES. „Deswegen sind wir übereingekommen, das Combined Testing bei unserem neu entwickelten Frequenzumrichter im Rahmen eines Pilotprojekts anzuwenden.“
Gemeinsam haben die Prüfingenieure von UL und I²PS einen genauen Prüfplan für diesen Frequenzumrichter erarbeitet, der festlegt, wann welche Prüfungen wo stattfinden, von welchem Prüfingenieur sie übernommen werden und wie sie unter Nutzung der Synergieeffekte genau ablaufen. „Ein großer Vorteil ist, dass sich die Anzahl der Prüfmuster, die wir bereitstellen müssen, etwa halbiert hat“, so Palm. Die wesentlichen Tests finden im Labor von I²PS in Bonn statt, die Erwärmungsprüfungen werden von LTi DRiVES im eigenen Entwicklungslabor in Unna im Rahmen des sogenannten Witnessed Testings durchgeführt. Ein UL-Ingenieur überwacht dabei vor Ort die Prüfungsleistungen und die Prüfdatenaufzeichnung und kontrolliert, dass alle Tests ordnungsgemäß ablaufen.
Aus allen Prüfergebnissen wird im Anschluss ein Prüfbericht generiert. Auf Basis dieses Prüfberichts wird LTi DRiVES dann im Erfolgsfall zum einen das Recht zugesprochen, das cULus-Prüfzeichen auf seinem Produkt anzubringen. Zum anderen erhält LTi DRiVES einen sogenannten IEC/EN-Letter-Report. Diesen Letter-Report kann LTi DRiVES für das Konformitätsbewertungsverfahren nach der EU verwenden, um im Rahmen der Bewertung zur Niederspannungsrichtlinie sein Produkt mit dem CE-Zeichen kennzeichnen zu können.



Weniger Prüfmuster
„Für uns liegen die Vorteile des Combined Testing auf der Hand“, so Kurt Palm von LTi DRiVES. „Wir müssen deutlich weniger Prüfmuster beispielsweise für die Breakdown of Component-Tests zur Verfügung stellen, und auch aufwendige Erwärmungsprüfungen müssen nur einmal durchgeführt werden. Dadurch sparen wir natürlich auch teure Engineering-Manntage. Insgesamt erhalten wir durch UL einen Service aus einer Hand, können parallel die Zulassung für den nordamerikanischen und den europäischen Markt realisieren und schaffen dadurch einen schnelleren Markteintritt.“
Nach erfolgreichem Pilotprojekt plant LTi DRiVES auch weitere neue Produkte im Combined Testing von UL prüfen zu lassen. Kein Wunder – ist eine schnellere Time-to-Market vor dem Hintergrund immer kleinerer Vorlaufzeiten zur internationalen Produkteinführung und immer kürzerer Produktlebenszyklen doch ein entscheidender Wettbewerbsfaktor.

Bilder: LTi Drives

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