Drehmomentmessung an einer starren LKW-Achse mit Dehnungsmessstreifen (DMS) im Achsschenkel
Kurz zusammengefasst
Das Achsgehäuse eines Lkw lässt um die Welle herum keinen Platz für einen Schleifring oder einen Telemetrie-Sender, daher werden die DMS im Inneren angebracht. Durch die Mitte der Serienantriebswelle wird unterhalb der Radnabenlager ein Loch gebohrt, und Dehnungsmessstreifen (DMS) werden auf dessen Wandung aufgebracht. Die Kabel treten durch die Mitte der Radnabe zu einem abgedichteten Stecker aus, und ein an der Standardradnabe verschraubter Schleifring oder Telemetrie-Satz leitet das Signal zum Recorder weiter.
- 152 mm
- Messtiefen in tiefer Bohrung, in einer Bohrung ab 12,7 mm
- 4 bis 36
- Kanäle auf dem Wheel Instrumentation System
- 1 024 Imp./U.
- optionaler Drehgeber für die Radgeschwindigkeit, bis zu
Kraftfluss
Auf einer Seitenwelle wird ein tubenförmiger Schleifring oder ein Klemmsender um die Welle herum montiert. Bei einer Starrachse umschließt das Gehäuse die Welle vom Differential bis zur Radnabe und lässt für beides keinen Platz. Das Drehmoment wird stattdessen von innen der Welle gemessen, weiterhin am Serienteil.
Die Bohrung verläuft vom Radnabenende über die Radnabenlager hinaus, und die DMS sitzen auf ihrer Wandung, lagerseitig nach innen. Das Drehmoment zwischen Differential und Radnabe wird direkt abgelesen, ohne jede Wechselwirkung mit Lagern oder Dichtungen, und die Bohrung hat nur minimale Auswirkung auf die Torsionssteifigkeit der Achse.
Instrumentierung
| Tiefe Bohrung | Dehnungsmessstreifen (DMS), angebracht im Inneren der Bohrung der Serienachswelle, bis 152 mm tief in einer Bohrung ab 12,7 mm, danach Kalibrierung auf Drehmoment |
|---|---|
| Radnabenstecker | abgedichteter Stecker in der Mitte der Radnabe, an den der Schleifring oder der Telemetrie-Satz angeschlossen wird |
| Wheel Instrumentation System | Schleifring, verschraubt über eine Platte und für das Fahrzeug gefräste Kragenradmuttern am Originalrad des Fahrzeugs · 4 bis 36 Kanäle · 2 000 min⁻¹ · 500 mA pro Kanal · optionaler Drehgeber bis 1 024 ppr · wasserdicht für Straßen- und Geländefahrt · −40 bis 100 °C · 80 mm lang |
| Telemetrie-Paket | mit der Radverschraubung am Standardrad montiert, außerhalb des Rads, ohne Kontakt zwischen rotierender und stillstehender Seite |
| TWHR2000 | Raddrehmomentaufnehmer für Felgen ab 22,5 in, 2 700 N·m, Auflösung 1,5 N·m, Nichtlinearität 0,15 % v. E., um das Drehmoment am Rad mit dem in die Achse eingehenden Drehmoment zu vergleichen |
Signalpfad
Die DMS-Zuleitungen verlaufen durch die Bohrung bis zur Radnabenmitte und enden im gekapselten Stecker. Auf der Straße nimmt das Wheel Instrumentation System das Brückensignal analog über seinen niederohmigen Schleifring auf, ohne Vorverstärkerstufe, und sein Drehgeber ergibt Radgeschwindigkeit und -position im selben Aufbau; ein Radausrüstungspaket mit Dehnungsmessstreifen- und Thermoelement-Messverstärkern kann ergänzt werden. Alternativ kommt ein Telemetrie-Paket am Rad zum Einsatz, dessen digitale Verbindung kontaktlos ist.
Die gleichen berüsteten Achsen laufen auf einem Prüfstand, der Drehmoment und Drehzahl der Achse misst. Dort wird Telemetrie verwendet: Bei langen Versuchen verschleißt nichts.
Vorgehen
- 01
Die Serienachsenwelle mit Dehnungsmessstreifen (DMS) ausrüsten
Die Welle wird durch ihre Mitte hindurch über die Radnabenlager hinaus gebohrt, die Dehnungsmessstreifen (DMS) werden innen in der Bohrung appliziert und die Welle wird kalibriert.
Services für Dehnungsmessstreifen (DMS) - 02
Die Leitungen an der Radnabe abdichten
Die Leitungen treten durch die Mitte der Radnabe zu einem gekapselten Stecker aus.
- 03
Schleifring oder Telemetrie-Paket am Rad montieren
Das Wheel Instrumentation System über seine Platte und seine Kragenradmuttern, mit der Radmontage-Verschraubung.
Wheel Instrumentation System - 04
Drehmoment mit Raddrehzahl aufzeichnen
Der Drehgeber am Schleifring liefert Radgeschwindigkeit und -position auf derselben Zeitbasis wie das Drehmoment.
Ergebnis
Das Drehmoment zwischen Differential und Radnabe einer starren Lkw-Achse, gemessen an der Serienwelle ohne Einfluss von Lagern oder Dichtungen. Das Signal wird am Rad abgenommen, per Schleifring oder per Telemetrie, auf der Straße oder auf einem Prüfstand.
Häufige Fragen
Was ist Tiefbohrungs-Ausrüstung mit Dehnungsmessstreifen (DMS)?
Dehnungsmessstreifen (DMS), die innerhalb einer tiefen Bohrung eines Bauteils appliziert werden, bis 152 mm tief in einer Bohrung ab 12,7 mm. Bei einer starren Achse wird die Bohrung durch die Mitte der Welle gebohrt, über die Radnabenlager hinaus, und die Dehnungsmessstreifen (DMS) sitzen auf ihrer Wandung.
Verändert das Bohren der Achswelle deren Steifigkeit?
Die Bohrung hat eine minimale Auswirkung auf die Torsionssteifigkeit der Achse.
Warum keinen rohrförmigen Schleifring oder eine Klemm-Telemetrie an einer Lkw-Achse verwenden?
Es ist kein Platz vorhanden. Das Achsgehäuse begrenzt den Raum um die Antriebsachse, sodass nichts um die Welle herum montiert werden kann.
Kann eine Achse mit tiefer Bohrung und DMS auf einem Prüfstand verwendet werden?
Ja, mit einem Telemetrie-Set. Seine digitale Verbindung ist kontaktlos, daher verschleißt nichts während langer Prüfstandsläufe.
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