Wichtigste Testparameter
| Parameter |
Wert |
| Testkraft |
Max. +/- 10 kN (typisch +/- 6,5 kN) |
| Testfrequenz |
16 Hz |
| Testgeschwindigkeit |
bis zu 1500 mm/s |
| Messung des Stoßdämpferhubs |
bis zu 400 mm |
| Beschleunigung |
bis zu 10 g |
| Beschleunigungskurve |
Sinus, Dreieck, Trapez |
Einsatz eines elektromagnetischen Antriebs – Vergleich mit hydraulischen Systemen
| Merkmal |
ELPLC |
Typisch |
| Antrieb |
Linearer elektromagnetischer Antrieb |
Hydraulisch |
| Messfehler |
1,5 % |
bis zu 10 % |
| Zyklusdauer |
6,8 s |
7,2 s |
| Hubmessung |
bis zu 400 mm |
bis zu 350 mm |
| Messbereich der Kraft |
bis zu +/- 10 kN
(typisch: +/- 6,5 kN) |
+/- 5 kN |
| Möglichkeit von Tests bei hoher Frequenz |
JA |
NEIN |
Automatisierung des Testprozesses
Bei der Automatisierung des Testprozesses zur Bestimmung der Dämpfkraftcharakteristik von Stoßdämpfern ist der Einsatz geeigneter Antriebe erforderlich, die eine Bewegung zur Messung der Beziehung zwischen Schwingungsamplitude und Frequenz ermöglichen, unter Berücksichtigung unterschiedlicher Dämpfungskoeffizienten.
Wie die Praxis zeigt, sind die meisten Tester nicht in der Lage, Bewegungen zu simulieren, die dem realen Verhalten eines Stoßdämpfers entsprechen. Darüber hinaus wird bei der Charakteristikprüfung ein möglichst geringer Messfehler gefordert, der bei Standardlösungen bis zu 10 % betragen kann. Außerdem sind eine kurze Zykluszeit sowie eine präzise Wegmessung über einen großen Bereich erforderlich.
Für die korrekte Durchführung der Charakteristikprüfung eines Stoßdämpfers ist eine Kraftmessung mit definierter Genauigkeit notwendig. Auf Grundlage dieser technischen Anforderungen, die von Stoßdämpferherstellern weltweit gestellt werden, hat ELPLC ein System entwickelt und gebaut, das die Bestimmung der Dämpfkraftcharakteristik mit einer Genauigkeit ermöglicht, die bisher nur auf Laborprüfmaschinen erreicht wurde.
Typische Marktlösungen basieren auf einem hydraulischen Aktuator, der die Kolbenstange des Stoßdämpfers mit der entsprechenden Kraft bewegt, oder auf einer konstanten Testamplitude, die durch einen Kurbelmechanismus erzeugt wird. Hydraulische Antriebe haben jedoch ihre Nachteile – der wichtigste ist die Abhängigkeit der Geschwindigkeit von der Öltemperatur und den wirkenden Belastungen. Das Öl als Hauptarbeitsmedium ist zudem sehr empfindlich gegenüber Verunreinigungen, die für den Antrieb schädlich sind. Die einzige vorbeugende Maßnahme ist ein entsprechend häufiger Ölwechsel, was mit zeit- und ressourcenaufwendigen Wartungsarbeiten verbunden ist.
Mehrfache Energieumwandlungen im hydraulischen Antrieb führen zudem zu einem geringeren Wirkungsgrad im Vergleich zu elektrischen Lösungen. Kurbelmechanismen bieten wiederum nicht die erforderliche Flexibilität in der Produktion, da die Umstellung auf ein anderes Produkt nur durch einen mechanischen Austausch der Kurbel möglich ist. Daher werden solche Lösungen hauptsächlich in Messlaboren eingesetzt, wo die Zykluszeit weniger kritisch ist.
In der CTS-Station – einer innovativen Konstruktion von ELPLC – wurde ein elektromagnetischer Linearmotor von SIEMENS als Antrieb des Testaktors eingesetzt. Dadurch konnte eine Kompressionskraft (Fmax) von 10 kN erreicht werden. Für die Auswahl des Motors war auch seine maximale Geschwindigkeit (Vmax) von 90 m/min entscheidend. Dieser Parameter ermöglichte eine Verkürzung der Testzykluszeit. Es wurde eine Zykluszeit von 6,8 s erreicht – bei hydraulischen Antrieben beträgt sie typischerweise 7,2 s.
Die Kraftmessung wird durch die Kontrolle der zurückgelegten Strecke pro Zeiteinheit ergänzt. Hierfür wurde das Messsystem IMS-I von Bosch Rexroth eingesetzt. Der Messfehler des gesamten Messsystems beträgt 1,5 %. Zum Vergleich: In Lösungen mit hydraulischem Antrieb kann dieser Wert bis zu 10 % betragen.
Der Ersatz des klassischen hydraulischen Antriebs brachte zahlreiche Vorteile: kein zusätzliches Ölversorgungssystem, keine Notwendigkeit zur Kontrolle von Temperatur, Druck und Ölverschleiß, hohe Steuerungsdynamik bei großer Leistung sowie die Möglichkeit, neue Ventiltypen zu testen, die mechanisch abhängig von der Bewegungsfrequenz der Kolbenstange schalten. Der Wechsel der Antriebstechnologie führte somit nicht nur zu Energieeinsparungen, sondern auch zu konkreten operativen und qualitativen Vorteilen – kürzere Zykluszeiten und präzisere Messungen.
Der Tester kann außerdem Bestandteil einer kompletten modularen technologischen Linie zur Montage und Prüfung von Stoßdämpfern sein. Diese Lösung ist die Antwort von ELPLC auf die Anforderungen von Herstellern, die eine automatisierte Stoßdämpfermontage mit autonomem Betrieb, hoher Montage- und Prüfgenauigkeit sowie Langlebigkeit und Energieeffizienz erwarten. Die Linie erfordert lediglich Be- und Entladevorgänge, die künftig auch von Robotern sowie AMR/AGV-Systemen übernommen werden können.
