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Anwendungsfälle
zuverlässig Flotten-Daten aufzeichnen

Radkraftmessung zur Betriebsfestigkeitsanalyse

Bei Daimler Truck in Wörth werden neue LKWs zur Serienreife entwickelt. Im Fahrversuch werden hier unter anderem die am drehenden Rad wirkenden Kräfte und Momente mit dem Kistler KiRoad Performance System genau erfasst. Gleichzeitig werden mit CSM Messtechnik Sensordaten aus bis zu 200 Analogkanälen erfasst, um Aussagen über die mechanischen Belastungen in den Bauteilen treffen zu können. Mit dem eigens für dieses Projekt entwickelten KiRoad Performance Gateway lassen sich die Messdaten aus den verschiedenen Systemen synchron erfassen und auswerten.

Icon Background

Hintergrund

Die Mobilität der Zukunft und erneuerbare Energien beschäftigen derzeit die Automobilbranche: 2021 kam der eActros, der erste vollelektrische LKW auf den Markt. Der Plan: Weitere batterieelektrische Fahrzeuge sollen schnellstmöglich entwickelt und die Produktpalette erweitert werden.

An dem schon in Serie gebauten eActros werden die bisher gewonnenen Erfahrungen in erweiterten Tests vertieft. Dazu gehören mechanische Belastungen auf öffentlichen Straßen, wie beispielsweise Schlaglöcher aber auch Sondermanöver. Durch diese wirken Kräfte über die Räder auf die Achse bis in den Fahrzeugrahmen, deren Auswirkungen erfasst und bewertet werden müssen. Auf der Teststrecke für Betriebsfestigkeitserprobung in Wörth kann die Lebensdauer von vielen Hunderttausend Kilometern in geraffter Form abgebildet werden.

Messaufgabe

Synchrone Erfassung von mechanischen Belastungen mit dem Kistler KiRoad System und CSM Messmodulen für Analysen der Betriebsfestigkeit.

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Herausforderung

Eine Herausforderung ergibt sich aus der E-Achsen-Konstruktion und der damit verbunden Anordnung der einzelnen Bauteile. Bei einem konventionellen LKW sitzt der Verbrennungsmotor vorne und die Kraft wird über eine Gelenkwelle über die Länge des Fahrzeuges an die Hinterachse übertragen. Beim elektrischen Modell eActros ist kein Platz mehr für die Gelenkwelle, da in diesem Bauraum die Batteriemodule platziert werden. Daher werden die Elektromotoren direkt in die Achse integriert. Im Vergleich zur normalen Achse weist die E-Achse ein verändertes Gewicht und eine andere Schwerpunktlage auf.

Die gewonnenen Messdaten müssen zeitgenau korrelieren, um eine Interpretation der gemessenen Lasten zu ermöglichen.

Icon Solution

CSM Messtechniklösung

Messaufbau

Speziell für die gleichzeitige Erfassung der Signale aus dem Kistler Messrad und den analogen Sensor-Signalen entwickelte CSM das KiRoad Performance Gateway.

Daran werden die Kistler Elektronikeinheit KiRoad Performance und parallel die CSM ECAT Messmodule für alle Analogkanäle, die für die Messkampagne notwendig sind, angeschlossen.

Das KiRoad Performance Gateway synchronisiert den von dem KiRoad Messsystem gelieferten Takt mit allen weiteren angeschlossenen Analogkanälen. Damit werden sowohl die Messwerte der CSM EtherCAT® Messtechnik als auch die des Kistler KiRoad Systems synchronisiert. Sie können somit direkt auf dem Messrechner miteinander verglichen werden.

Die Datenerfassung und Visualisierung erfolgt mit Vector CANape oder vMeasure.Darüber hinaus stehen die KiRoad Performance Messdaten jetzt PTP synchron gemäß IEEE 1588 zur Verfügung.

Dank der von CSM entwickelten Messtechniklösung konnte abgesichert werden, dass der Querweg der E-Achse selbst bei höchsten Querkräften klein genug bleibt, damit es zu keiner Kollision mit benachbarten Bauteilen kommt.

CAN THMM
eActros E-Achse von oben mit applizierten Messsensoren: Seitlich am Fahrzeugrahmen sind die CSM Messmodule befestigt. Durch ihr robustes Design können sie in der Konstruktion verbaut werden.
Beschleunigungssensoren
Kistler RoaDyn Messrad an der E-Achse zum Messen der dreidimensionalen Radkräfte von ±180 kN und Drehmomente von ±50 kNm.
Icon Benefits

Vorteile

Mit einem einzigen Modul wird die Kistler Radkraftmessung in die CSM Messtechnik integriert. Dadurch können Betriebsfestigkeitsanalysen schneller und präziser durchgeführt werden, weil die Datenkorrelation von mechanischen Belastungsmessungen und Radkraftmessungen hochgenau synchronisiert ist. Es gewährleistet eine Synchronität von besser als 1μs für das Gesamtsystem mit dem Precision Time Protocol (PTP nach IEEE 1588) ohne zusätzliche Synchronisationsmethoden. Weitere Anwendungen, wie beispielsweise Tests zur Fahrdynamik, Messung der exakten Längs- und Querdynamik oder des Bremsweges sind möglich.

Verwendete Produkte

Verwendete Hardware

AD4 OG ECAT MiniModul-Series

AD4 ECAT MM-Serie

Schnelles Messen mit IEPE-Sensoren

AD4 Typ IE100 | IE1000 und AD4 Typ OE100

Speziell für den Einsatz von IEPE-Sensoren entwickelt. Die Highspeed ECAT-Messmodule für IEPE-Sensoren ermöglichen das Erfassen von Analogspannungen mit Datenraten von bis zu 1 MHz.

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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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Verwendete Software

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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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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