Stoßdämpfer-Dynos im Vergleich: Scotch-Yoke vs. Elektromechanisch (LUD)
Stoßdämpferprüfstände sind unverzichtbare Instrumente zur Bewertung der Leistung und Haltbarkeit von Stoßdämpfern in verschiedenen Fahrzeugen.
Die Wahl des richtigen Mechanismus für einen Stoßdämpferprüfstand kann dessen Genauigkeit, Effizienz und Kosten erheblich beeinflussen.
Dieser Artikel befasst sich mit zwei unterschiedlichen Ansätzen: Scotch-Yoke-Dynos und Stoßdämpferprüfmaschinen mit elektromechanischen Aktuatoren. Das Verständnis der grundlegenden Unterschiede zwischen diesen Systemen ist entscheidend, um eine fundierte Entscheidung darüber zu treffen, welche Technologie für Ihre Testanforderungen am besten geeignet ist.
Wie funktionieren Scotch-Yoke-Systeme?
Der Unterschied zwischen diesen Systemen geht weit über ihre grundlegenden Funktionsprinzipien hinaus.
Der Scotch-Yoke-Mechanismus dreht sich um eine rotierende Scheibe mit einem versetzten Stift, der in ein Gleitjoch eingreift. Während sich die Scheibe dreht und von einem Elektromotor über ein Getriebe oder einen Riemenantrieb angetrieben wird, bewegt sich der versetzte Stift auf einer kreisförmigen Bahn. Das Joch, das auf eine vertikale Bewegung beschränkt ist, wandelt diese Drehbewegung in eine lineare Hin- und Herbewegung um. Diese mechanische Umwandlung erzeugt natürlich eine sinusförmige Bewegung, die seit langem der Standard für grundlegende Stoßdämpfertests ist. Das Verhältnis zwischen der Rotation der Scheibe und der Bewegung des Jochs ist durch die Geometrie des Systems festgelegt, wodurch ein vorhersehbares und zuverlässiges Testmuster entsteht.
Wie funktionieren elektromechanische Stoßdämpferprüfstände?
Stattdessen stellen elektromechanische Stoßdämpferprüfstände den neuesten Stand der Prüftechnik dar, bei denen eine ausgeklügelte Kombination aus Servomotoren und Präzisionsschrauben zum Einsatz kommt. Das Herzstück dieser Systeme ist ein Servomotor, der mit einem Kugelumlaufspindelmechanismus zusammenarbeitet.
Durch diese Integration entsteht ein Direktantriebssystem, das Drehbewegungen in präzise lineare Bewegungen umwandelt.
Die Rotation des Servomotors treibt die Präzisionsschraube an, die wiederum einen Trägerblock mit außergewöhnlicher Genauigkeit auf und ab bewegt.
Dieser Trägerblock, der mit dem Stoßdämpfer verbunden ist, sorgt für die Testbewegung. Moderne Steuersysteme überwachen und justieren die Bewegung in Echtzeit und ermöglichen so komplexe Testprofile, die die realen Fahrbedingungen genau nachbilden können.
STEP Lab hat diese fortschrittliche Technologie mit dem LUD auf den Markt gebracht , einem innovativen elektromechanischen Stoßprüfstand, der diese Prinzipien veranschaulicht und die Lücke zwischen elektrodynamischen High-End-Prüfmaschinen und einfachen Scotch-Yoke-Systemen schließt. Das System bietet robuste Testmöglichkeiten, darunter:
- Motorleistung: 20/28 HP
- Spitzenlast bei Spitzengeschwindigkeit: Bis zu 20 kN
- Variabler Hub: Bis zu 350 mm
- Replikation von Straßenprofilen
- Hub und Geschwindigkeit per Software einstellbar
Diese Kombination aus robustem mechanischem Design und fortschrittlichen Kontrollsystemen macht LUD zu einer idealen Lösung für Hersteller, die Schocktests auf professionellem Niveau durchführen möchten , ohne die Komplexität und Kosten von High-End-Prüfständen in Kauf nehmen zu müssen.
Elektromechanisch vs. Scotch-Yoke: Vor- und Nachteile
Elektromechanische Lösungen bieten ein Maß an Kontrolle und Anpassungsfähigkeit, mit dem herkömmliche mechanische Systeme nur schwer mithalten können. Ihr direkter Antriebsansatz, kombiniert mit einer fortschrittlichen Servosteuerung, ermöglicht praktisch jedes Bewegungsprofil – ein wesentlicher Vorteil für das Testen moderner adaptiver Dämpfungssysteme oder die Entwicklung von Stoßdämpfern der nächsten Generation. Dank der präzisen Kraft- und Positionssteuerung über den gesamten Hub können diese Systeme die realen Fahrbedingungen mit unübertroffener Genauigkeit nachbilden. Darüber hinaus ermöglicht ihre elektronische Beschaffenheit mühelose Änderungen an den Testprofilen, wodurch mechanische Anpassungen entfallen und der Testprozess effizienter und zukunftssicherer wird.
- Unübertroffene Kraft- und Positionskontrolle über den gesamten Hub
- Vollständig anpassbare Bewegungsprofile für komplexe Testanforderungen
- Erfordert möglicherweise eine spezielle Schulung
- Höhere Anfangsinvestition
Scotch-Yoke-Systeme hingegen folgen einem einfacheren, seit langem bekannten mechanischen Prinzip. Ihre Zuverlässigkeit und ihre Fähigkeit, mit hohen Frequenzen zu arbeiten, machen sie zu einer praktischen Wahl für Haltbarkeitstests und Produktionsumgebungen mit hohen Stückzahlen. Ihr
- Einfaches, bewährtes Design
- Geringere Anfangsinvestition
- Starres sinusförmiges Bewegungsmuster
- Begrenzte Anpassungsfähigkeit für fortgeschrittene Testszenarien
| Feature | Scotch-Yoke | LUD |
|---|---|---|
| Stroke | Fixed / Mechanically adjustable | Fully variable via software |
| Cycle types | Sinusoidal only | Sinusoidal, triangular, etc. (software programmable) |
| Load vs Peak velocity |  Extremely low |  Comparable to load at maximum speed |
| Road profile reproduction | No | Yes |
| Data acquisition and control electronics | Typically low-end | Test Center by STEP Lab – same as high-end machines (HUD/XUD) |
| Available stroke | Max 100 / 150 mm | 350 mm |
| Price | From €12,000 to €25,000 | Starting from €19,900 * |
Für welches Testsystem entscheide ich mich also?
Die Wahl zwischen diesen beiden Technologien sollte auf einem klaren Verständnis Ihrer Testanforderungen und langfristigen Ziele beruhen. Da sich das Testen von Automobilen ständig weiterentwickelt, sind moderne Fahrzeuge zunehmend auf hochentwickelte Aufhängungssysteme angewiesen, die präzise und anpassungsfähige Testlösungen erfordern. Elektromechanische Systeme zeichnen sich durch Entwicklungsumgebungen aus, in denen die adaptive Dämpfung eine umfassende Bewertung über einen weiten Bereich von Bedingungen hinweg erfordert.
Durch ihre Fähigkeit, komplexe Straßenprofile nachzubilden und nahtlos zwischen verschiedenen Testmustern zu wechseln, eignen sie sich besonders gut für Forschung und Innovation. >LUD-Serie
Budgetüberlegungen gehen über die Erstinvestition hinaus.
Während Scotch-Yoke-Systeme im Allgemeinen mit geringeren Anschaffungskosten verbunden sind, ist das langfristige finanzielle Bild differenzierter.
Elektromechanische Systeme gleichen trotz ihrer höheren Anfangsinvestition die Kosten oft durch geringeren Wartungsbedarf und höhere Testflexibilität aus. Im Gegensatz dazu kann die mechanische Einfachheit von Scotch-Yoke-Systemen zu geringeren Reparaturkosten führen, wenn eine Wartung erforderlich ist, aber ihr inhärenter mechanischer Verschleiß kann im Laufe der Zeit zu einem häufigeren Wartungsbedarf führen.
Elektromechanische Dämpferprüfmaschine – LUD
Schlussfolgerung
Die Wahl zwischen elektromechanischen und Scotch-Yoke-Stoßdämpferprüfständen hängt von einer sorgfältigen Bewertung der Testanforderungen, Budgetbeschränkungen und langfristigen Testanforderungen ab.
Elektromechanische Systeme bieten eine unvergleichliche Flexibilität und präzise Steuerung und sind daher ideal für anspruchsvolle Prüfanforderungen und Forschungsanwendungen. Scotch-Yoke-Systeme bieten zuverlässige, kosteneffiziente Testlösungen, die sich besonders für Produktionstests in hohen Stückzahlen mit gleichbleibenden Parametern eignen. Die Kenntnis dieser Faktoren stellt sicher, dass das gewählte System die erforderlichen Testmöglichkeiten bietet und während seiner gesamten Lebensdauer einen Mehrwert liefert.
