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Anwendungsfälle
zuverlässig Flotten-Daten aufzeichnen

Messung der Betriebsfestigkeit an Spurstange und Achslenker

Häufig wird bei der Optimierung von Elektro- und Hybridfahrzeugen an Komponenten im elektrischen Antriebsstrang gedacht. Für eine Steigerung der Reichweite und Effizienz ist jedoch ein perfekter Abgleich von Gewicht und Stabilität bei zahlreichen Komponenten erforderlich. Insbesondere bei stark beanspruchten Bauteilen wie dem Fahrwerk gestaltet sich dieser Kompromiss als Herausforderung. In diesem Anwendungsbeispiel wird gezeigt, wie Messungen der Betriebsfestigkeit an Spurstangen und Achslenkern durchgeführt werden können.

Spurstange und Achslenker in Automobil
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Hintergrund

Als Teil der sogenannten ungefederten Massen haben Spurstangen und Achslenker wesentlichen Einfluss auf Fahrkomfort und Fahrdynamik. Um einerseits die Sicherheit nicht zu gefährden und andererseits ein komfortables Fahrgefühl zu erlauben, muss ein guter Abgleich von Festigkeit und Masse der Bauteile erzielt werden.

Mit Simulationsmodellen werden während der Entwicklung die zu erwartenden Kräfte nachgestellt. Für die Validierung der Simulationen werden die Kräfte, die auf die Achsgeometrie wirken, auf dem Prüfstand und im Fahrversuch gemessen und mit weiteren Werten korreliert. Für die Messung der Betriebsfestigkeit an Lenkern und Spurstangen müssen die wirkenden Kräfte ermittelt werden. Zudem sollen Federweg, Lenkwinkel und Geschwindigkeit gemessen werden.

Messaufgabe

Erfassung von Kräften an Lenkern und Spurstangen sowie Messung von Federweg, Lenkwinkel und Geschwindigkeit.

Icon Challenge

Herausforderung

Die Erfassung der erforderlichen Messwerte soll mit einem Messsystem parallel erfolgen, um eine einfache Applikation zu erlauben. Zudem sollte das Messsystem in allen Testszenarien (Prüfstand, Straße, Teststrecke) verwendet werden können, um lange Umbauzeiten zu vermeiden.

Spurstangen und Lenker werden als sehr stabile Bauteile ausgeführt, wodurch nur geringe Dehnwerte in normalen Fahrsituationen erwartet werden. Die verwendete Messtechnik muss entsprechend hochauflösend sein, um auch sehr kleine Signalwerte präzise erfassen zu können.

Zugleich sollte die Messtechnik eine hohe Dynamik bieten, um auch sehr hohe Werte, wie sie z. B. bei Missbrauchstest auftreten, messen zu können.

Icon Solution

CSM Messtechniklösung

Für die Messungen werden Komponenten aus dem Vector CSM E-Mobility-Messsystem verwendet. Dies erlaubt die einfache Erfassung aller Messwerte mit einem abgestimmten Messsystem.

Messaufbau für die Messung der Betriebsfestigkeit an Spurstange und Achslenker

  • Auf den Spurstangen werden die Zug- / Druckbelastungen mit Dehnungsmessstreifen (DMS) gemessen. Die DMS werden als Vollbrücke paarweise gegenüberliegend als T-Rosette appliziert.
  • Abhängig vom geometrischen Aufbau der Achslenker werden mit DMS Einzeldehnungen, Biegungen und Zug- / Druckbelastungen gemessen. Anwendungsspezifisch werden Voll-, Halb-, oder Viertelbrücken verwendet.
  • Die Signalwerte der DMS werden mit DMS-Messmodulen STG6 pro BS20 erfasst. Viertelbrücken werden direkt im Sensorkabel zu Halbbrücken ergänzt. Die Ergänzung zur Vollbrücke erfolgt direkt im Messmodul. Durch diese einfache Ergänzung sind keine weiteren Verschaltungen nötig und die Applizierung wird beschleunigt. Zudem können so sehr einfach unterschiedlichste DMS-Widerstandswerte unterstützt werden.
  • Dank des extrem feinen Eingangsspannungsbereichs werden auch sehr kleine Messsignale genau erfasst. Der Eingangsspannungsbereich wird im Messmodul automatisch gewählt.
  • Mit geeigneten Weg-Sensoren an einem Messmodul AD4 IG1000 wird der Federweg parallel gemessen.
  • Die Messmodule werden an ein XCP-Gateway angeschlossen. Dieses setzt die EtherCAT®-Signale auf XCP-on-Ethernet um und synchronisiert alle Messmodule.
  • Lenkwinkel und Geschwindigkeit werden mit einem Vector Interface VX1000 aus dem Steuergerät des Fahrzeugs erfasst. Über XCP-on-Ethernet wird das Interface direkt in die Messkette eingebunden. Mit dem Precision-Time-Protocol (PTP, IEEE 1588) können die Daten aus dem Steuergerät mit denen der Messmodule synchronisiert werden.
  • Mit einem Datenlogger oder Messrechner werden alle Daten aufgezeichnet und weiter verarbeitet.
Messung der Betriebsfestigkeit an Spurstange und Achslenker in der Systematik des E-Mobility Messsystems
Messung der Betriebsfestigkeit an Spurstange und Achslenker in der Systematik des Vector CSM E-Mobility-Messsystems
Icon Benefits

Vorteile

Mit diesem Messaufbau können alle benötigten Messgrößen einfach und parallel erfasst werden. Die robuste und kompakte Bauweise der Messmodule erlaubt einen Verbau nahe an der Messstelle, macht nur sehr kurze analoge Signalkabel erforderlich und ermöglicht einen Einsatz im Fahrversuch und auf dem Prüfstand.

Verwendete Produkte

Verwendete Hardware

AD4 OG ECAT MiniModul-Series

AD4 ECAT MM-Serie

Schnelle Analogsignale einfach messen

AD4 pro Typ IG100 | IG1000, AD4 Typ IG100 | IG1000 und AD4 Typ OG100 | OG1000

Konzipiert für die Erfassung von schnellen Analogsignalen im dezentralen Anwendungsbereich der Fahrzeugmesstechnik.

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E-Mobility-Messsystem

Das Vector CSM E-Mobility-Messsystem

Das Messsystem für die Entwicklung der Elektromobilität
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EtherCAT® STG MiniModule

STG6 ECAT MM-Serie

Schnelle und dezentrale DMS-Messungen

Typ STG6 pro BS20 | STG6 BK20

EtherCAT®-basierte Messmodule für den dezentralen Einsatz unter anspruchsvollen Bedingungen: Robust, sehr kompakt und mit sechs zeitsynchronen DMS-Eingängen für Viertel-, Halb- und Vollbrücken.

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XCP-Gateway

XCP-Gateway

Die Protokollumsetzer für EtherCAT® und CAN auf XCP-on-Ethernet

Das XCP-Gateway ist die Schnittstelle zwischen Datenerfassungs-Software (bspw. vMeasure, CANape®, INCA®, Vision® ...) und den EtherCAT®-Messmodulen von CSM. Es beinhaltet einen EtherCAT®-Master und einen XCP-on-Ethernet-Slave.

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Verwendete Software

Software CSMconfig

Logo CSMconfig

Messketten schnell konfiguriert: CSMconfig (mit CSMview) ist die verlässliche Konfigurationssoftware für alle CAN- und EtherCAT®-basierten Messmodule von CSM. Die einheitliche und komfortable Oberfläche ermöglicht ein einfaches Einstellen aller Messparameter. Das beschleunigt den Messaufbau.

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vMeasure exp

vMeasure

Komplexe Messtechnikaufgaben sicher lösen

vMeasure von Vector Informatik ist die einfach zu bedienende Datenerfassungs-Software für CAN- und EtherCAT®-basierte Messmodule von CSM. vMeasure bietet den vollen Umfang an Funktionen, die Sie von einer modernen DAQ-Software erwarten.

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