Das instrumentierte Rad nahe an der Masse des Serienrads halten
Kurz zusammengefasst
Bei einer Betriebsfestigkeitsprüfung ersetzt die Messrad-Einheit das Serienrad: der Aufnehmer, seine Elektronik zur Signalaufbereitung, der Felgenadapter und der Nabenadapter. Ist die Einheit deutlich schwerer als das Serienrad, kann der Versuch niedrigere Lastspitzen erzeugen als derselbe Versuch mit leichteren Rädern. Je näher die Masse der Einheit an der des Serienrads liegt, desto repräsentativer sind die gemessenen Lasten. Ein Aufnehmer mit passendem Messbereich und masseoptimierte Adapter, ausgelegt auf die statische Last des Fahrzeugs, verringern diese Abweichung.
- SAE J328
- Ermüdungsnorm, anhand derer die Adapter-Simulationen validiert werden
- Aluminium-Schmiedeteil
- Material des leichten Felgenadapters
- Titan
- Material des leichten Nabenadapters
Was das Rad ersetzt
Der Aufnehmer wird zwischen einem für das Fahrzeug gefertigten Felgenadapter und einem Nabenadapter verschraubt. Der Nabenadapter folgt dem Lochkreis und der Radvorsprungs (Einpresstiefe), der Felgenadapter folgt der Reifengröße, und der Reifen wird auf dem Felgenadapter montiert. Die Baugruppe wird vor dem Einbau am Fahrzeug ausgewuchtet. Ihre Masse ist die Summe dieser Teile und des Messverstärker- oder Telemetrie-Pakets: bei der LW12.8-50 mit 50 kN radialer Nennlast misst allein der Edelstahlring Ø 340,36 × 25,65 mm.
Die Adapter tragen einen wesentlichen Teil zu dieser Masse bei. Ein Standard-Felgenadapter ist eine modifizierte, verschweißte Serienfelge; ein Standard-Nabenadapter besteht aus hochfestem Edelstahl, was die zum Aufnehmer geleitete Bremswärme begrenzt.
Instrumentierung
| Kraftaufnehmer | Baureihe LW, mit dem passenden Messbereich für das Fahrzeug gewählt; LW12.8-50, 50 kN radial, für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge |
|---|---|
| Standard-Felgenadapter | modifizierte, verschweißte Serienfelge |
| Leichter Felgenadapter | einteilig aus einem Aluminiumschmiedeteil gefräst, 6061-T6 |
| Standard-Nabenadapter | hochfester Edelstahl, 17-4 H1100 |
| Leichter Nabenadapter | aus Titan gefräst |
| Auslegungsgrundlage | maximale statische Last des Fahrzeugs, nicht die maximale Kapazität des Aufnehmers |
| Verifizierung | Finite-Elemente-Analyse, validiert durch Ermüdungsversuche nach SAE J328; statische Belastungsgrenze des Aufnehmers nicht überschritten, 1 015 kg auf einer LW12.8-50 |
Vorgegebene und freie Maße
In den Konstruktionsleitfäden der einzelnen Aufnehmer-Modelle sind die blauen Maße kritisch und dürfen nicht geändert werden: der Zentrierdurchmesser, der Lochkreis des Aufnehmers, die Flanschdicke und die Gewinde halten den Aufnehmer und reproduzieren die Montage, unter der er kalibriert wurde. Alles in Schwarz ist frei, und dort wird die Masse eingespart. Der Aufnehmer sitzt so nah wie möglich an der Felgenmittelebene, um das Moment, dem er ausgesetzt ist, gering zu halten, mit mindestens 3,8 mm Abstand zwischen den Adaptern und den Brems- und Fahrwerkskomponenten. Michigan Scientific prüft die von einem Kunden erstellte Adapterkonstruktion kostenlos.
Vorgehen
- 01
Fahrzeugdaten
Maximale statische Last, Raddimensionen, Radnaben-Schnittstelle: die ausgefüllte Adapter-Checkliste mit Fotos sowie das CAD-Modell oder die Zeichnung des Rades.
Konstruktion der Felgen- und Nabenadapter - 02
Konstruktion
Leichtbau- oder einteilige Felgen- und Radnabenadapter, optimiert für die statische Last des jeweiligen Fahrzeugs. Je leichter das Fahrzeug, desto mehr Masse kann eingespart werden. Die Optimierung ist im Kauf von Adaptern mit reduzierter Masse enthalten.
- 03
Validierung
Simulation, validiert durch Dauerprüfungen nach SAE J328, damit die Adapter den Betriebsfestigkeitsversuch mit möglichst geringer Masse bestehen.
- 04
Fertigung
Aluminium-Schmiedeteil für den Felgenadapter, Titan für den Radnabenadapter.
Engineering und Fertigung
Ergebnis
Ein Messrad, dessen Masse nahe an der des Serienrads liegt, und Straßenlastdaten, deren Spitzenwerte durch die Instrumentierung nicht abgesenkt werden.
Häufige Fragen
Beeinflusst das Gewicht eines Messrads die gemessenen Lasten?
Ja. Wenn die Baugruppe deutlich schwerer als das Serienrad ist, kann der Versuch niedrigere Lastspitzen erzeugen als derselbe Versuch mit leichteren Rädern.
Woraus bestehen die Leichtbau-Adapter von Messrädern?
Der Leichtbau-Felgenadapter wird aus einem Aluminium-Schmiedeteil gefertigt, der Leichtbau-Radnabenadapter aus Titan. Ein Standard-Felgenadapter ist eine modifizierte, geschweißte Serienfelge, und ein Standard-Radnabenadapter besteht aus hochfestem Edelstahl.
Wie werden Adapter von Messrädern mit reduzierter Masse validiert?
Durch Simulationsergebnisse, die durch Dauerprüfungen nach SAE J328 validiert wurden, damit die Adapter die Betriebsfestigkeitsprüfung mit möglichst geringer Masse bestehen.
Warum ermöglicht ein leichteres Fahrzeug leichtere Adapter?
Adapter mit reduzierter Masse werden auf der Grundlage der maximalen statischen Last des Fahrzeugs konstruiert, nicht auf der Grundlage der maximalen Kapazität des Aufnehmers. Je leichter das Fahrzeug, desto mehr Masse kann eingespart werden.
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