Messung der drei Kräfte in einem Kugelgelenk am mit DMS versehenen Serienteil
Kurz zusammengefasst
Ein Serien-Kugelgelenk aus der Radaufhängung wird mit Dehnungsmessstreifen (DMS) versehen, um die vertikale, laterale und longitudinale Kraft im Gelenk – oder zwei davon – zu messen. Das Teil behält seine Geometrie und seine Festigkeit, sodass die Tragfähigkeit des Kraftaufnehmers der des Serienlenkers entspricht. Das mit DMS versehene Gelenk ist temperaturkompensiert, wetterfest gemacht und auf einem Vorrichtungsaufbau, der für seine Geometrie konzipiert ist, kalibriert. Es wird anstelle des Originals wieder in den Querlenker eingebaut.
- 2 oder 3
- gemessene Kraftrichtungen im Gelenk
- Unverändert
- Festigkeit und Tragfähigkeit des Serienteils
- ISO/IEC 17025
- Kalibrierung des fertigen Kraftaufnehmers
Kraftfluss
Die Radlast geht in der Radnabe in die Aufhängung ein und verteilt sich auf die Querlenker, den Federbein- oder Dämpferbein, den Spurstangenlenker und die Lenker. Ein Messrad liefert die Gesamt Kraft und das Gesamtmoment am Rad; der Anteil, den jedes Bauteil aufnimmt, wird am Bauteil selbst gemessen.
Das Kugelgelenk verbindet den Querlenker mit dem Lenkhebel. Die Kugelgelenke der unteren Querlenker tragen oft die höchste Last und werden zuerst bestückt. Obere Kugelgelenke werden auf die gleiche Weise zu Kraftaufnehmern umgebaut.
Kraftaufnehmer
Dehnungsmessstreifen (DMS) werden auf dem Serien-Kugelgelenk angebracht, das seine Konfiguration und Funktion mit geringen Änderungen behält. Jede gemessene Richtung ist eine DMS-Brücke, ausgelesen im Zug und im Druck.
| Bauteil | das Serien-Kugelgelenk, oberes oder unteres |
|---|---|
| Richtungen | vertikal, lateral und längs, oder zwei davon |
| Lastkapazität | die des Serienteils, dessen Festigkeit nicht reduziert wird |
| Schutz | temperaturkompensiert, wetterfest |
| Messachsen | eine über das Ende des Bolzens bearbeitete Referenzlinie |
| Kalibrierung | auf einem für die Geometrie des Gelenks angefertigten Aufbau, ISO/IEC 17025:2017, rückführbar auf das NIST |
Vorgehen
- 01
Kugelgelenk ausbauen oder im Lenker bestücken
Michigan Scientific baut das Kugelgelenk aus dem Querlenker aus und setzt es danach wieder ein. Wenn die Konstruktion einen Ausbau nicht erlaubt, wird das Gelenk im eingebauten Zustand im Querlenker bestückt.
Kundenspezifische Kraftaufnehmer mit Dehnungsmessstreifen (DMS) - 02
Bestücken, kompensieren und abdichten
Das Gelenk wird mit Dehnungsmessstreifen (DMS) bestückt, temperaturkompensiert und wetterfest gemacht.
- 03
Achsen markieren
Über das Ende des Bolzens wird eine Referenzlinie bearbeitet. Sie ergibt die Messachsen, sobald das Gelenk eingebaut ist.
- 04
Kalibrieren
Auf einem für die Geometrie des Gelenks gefertigten Aufbau, entlang der markierten Achsen.
Kalibrierdienst - 05
Einbauen, ohne dass der Bolzen anschlägt
Wenn der Bolzen beim Einbau anschlägt, wird der Kraftaufnehmer beschädigt.
Kalibrierintervall
Michigan Scientific kalibriert Kraftaufnehmer mit Dehnungsmessstreifen (DMS) mit ein bis sechs Achsen in nach ISO/IEC 17025:2017 akkreditierten Laboratorien, mit auf das NIST rückführbaren Referenzausrüstungen. Ein Kraftaufnehmer wird nach dem ersten Nutzungsjahr zur Kalibrierung zurückgesandt, danach mindestens alle zwei Jahre, und früher nach einem Stoß oder einer Überlast.
Mit den anderen Fahrwerksmessungen
Spurstangen, Radaufhängungslenker und Stabilisatorgestängen werden für die Axialkraft bestückt; Federbeine und Dämpfer werden durch Kraftaufnehmer an ihren Befestigungen gemessen. Mit einem Messrad am selben Fahrzeug werden die Kräfte in den Gelenken neben der Gesamtkraft und dem Gesamtmoment am Rad abgelesen. Die gemessenen Lasten dienen dem Aufbau und der Verifikation der Fahrwerk- und Radaufhängungssimulationen.
Ergebnis
Die vertikalen, lateralen und longitudinalen Kräfte im Kugelgelenk, gemessen am Serienteil mit unveränderter Festigkeit und Tragfähigkeit. Der Aufnehmer wird kalibriert auf einer Vorrichtung zurückgeliefert, die seiner Geometrie entspricht, wetterfest und temperaturkompensiert für den Einsatz am Fahrzeug.
Häufige Fragen
Verringert das Ausrüsten eines Kugelgelenks mit Dehnungsmessstreifen (DMS) seine Festigkeit?
Nein. Die Festigkeit des Serienteils wird nicht verringert, sodass die Tragfähigkeit des Aufnehmers der des Serienteils entspricht.
Kann ein Kugelgelenk mit Dehnungsmessstreifen (DMS) ausgerüstet werden, ohne es aus dem Querlenker auszubauen?
Ja. Wenn die Konstruktion einen Ausbau nicht zulässt, wird das Kugelgelenk eingebaut im Querlenker ausgerüstet.
Welches Kugelgelenk wird zuerst instrumentiert?
Das Kugelgelenk des unteren Querlenkers, das häufig die höchste Last aufnimmt. Obere Kugelgelenke werden ebenfalls zu Aufnehmern.
Wie werden die Messachsen des Aufnehmers gekennzeichnet?
Durch eine über das Ende des Bolzens gefräste Bezugslinie. Sie gibt die Achsen vor, sobald das Kugelgelenk eingebaut ist.
Ähnliche Anwendungen
Alle Anwendungen-
Fahrwerk Lasten an Radaufstandskomponenten Wie sich die Radlasten auf die Fahrwerkskomponenten verteilen und ins Chassis eingeleitet werden. -
Lenkung Spurstangenkräfte Die Zug- und Druckkraft in jeder Spurstange, wenn das Fahrzeug gelenkt und gefahren wird. -
Fahrwerk MacPherson-Federbeinkraft Die Gesamtleistung in einem MacPherson-Federbein, gemessen an seiner unteren Befestigung oder an der oberen Anbindung.