RoaDyn S635 System 2000

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1 Kraft RoaDyn S635 System 2000 Radkraftsensor für schwere Pkw und Hochleistungsfahrzeuge Radkraftsensor zum Messen von je drei Kräften und Momenten am drehenden Rad; wesentlicher Bestandteil moderner Fahrzeugentwicklung. Modularer Sensoraufbau mit austauschbaren Messzellen und Komponenten CAD-/FEM-unterstützte Konstruktion: Optimierung örtlicher Beanspruchungen Niedriges Messradgewicht bei hoher Steifigkeit Präzise Signalerfassung mit einzeln kalibrierten DMS- Messzellen Selbstidentifikation von Komponenten durch ID-Chip Berücksichtigung individueller Messzellen-Kalibrierwerte Geprüfte Betriebsfestigkeit z.b. nach SAEJ328 Beschreibung Das Messrad RoaDyn S635 ist modular aufgebaut und kann vielseitig an Naben- und Felgengeometrien angepasst werden. Fünf Einzelmesszellen sind durch Adapterteile mit einer Felge und der Fahrzeugnabe verbunden. Die Anforderungen hinsichtlich Festigkeit, Masse und Trägheitsmoment werden erfüllt. In den Messzellen werden die Signale sofort verstärkt und über kurze Kabel an die Radelektronik Typ 5241A... weitergeleitet. Dort werden sie gefiltert, digitalisiert und codiert. Der Datenstrom wird über ein Rotor/Statorpaar Typ 5242A5/ 5240A1,5... zur Radinnenseite übertragen, in der Bordelektronik Typ 9891A... transformiert und an eine Datenerfassung ausgegeben. Im Hinblick auf gängige Serienräder soll das Messrad ein Mehrgewicht von 10 % nicht überschreiten. Andernfalls wird das Schwingverhalten der Radaufhängung und das Trägheitsverhalten des Rades verändert und dadurch auch die Messergebnisse und das Fahrverhalten des Fahrzeuges. Zur Bemessung werden moderne CAD- und FEM-Methoden eingesetzt. Schwingfestigkeits-Untersuchungen an Einzelkomponenten und Messrädern verschiedener Grössen ermöglichen eine Einschätzung der Lebensdauer der Messradstruktur. Die Einzelmesszellen Typ 9190A sind werksseitig kalibriert und geben temperaturkompensierte, verstärkte Messsignale in den drei Raumrichtungen aus. Identifikationsdaten, Kalibrierdaten und Nulllagen der Einzelkräfte sind gespeichert und ermöglichen eine gezielte Berechnung in das Fahrzeug-Koordinatensystem auf der Grundlage der kalibrierten Einzelwerte. Die hohe Messgenauigkeit bleibt bei der Übertragung erhalten, da die Digitalisierung noch auf dem Rad erfolgt und somit Störeinflüsse bei der Übertragung keinen Einfluss nehmen können. Die Kenntnis der gemessenen Einzelsignale ermöglicht bei Fehlfunktionen eine schnelle Diagnose. Einzelne Zellen können getauscht werden, ohne die Funktion des Radkraftsensors zu beeinträchtigen. Zusatzsignale auf dem drehenden Rad, z.b. Reifendruck, Temperatur, usw. können direkt an die Radelektronik angeschlossen und zusammen mit den Radsignalen übertragen werden. Dazu bietet Kistler optional Verstärker-Module Typ 2237A... an. Die Radelektronik Typ 5241A... ist in Ausführungen mit Kanälen erhältlich. Sie kann grundsätzlich für alle Messradtypen S6xy, V6HT und V6MT eingesetzt werden. Die Einheit ist mit Analogfiltern ausgerüstet, wandelt alle eingehenden Messsignale und moduliert einen Datenstrom, der über die Übertragungseinheit von dem rotierenden Messrad zur Bordelektronik geführt wird. Die Übertragung zur Bordelektronik Typ 9891A... wird vorzugsweise zur Radinnenseite unter Verwendung der Komponenten Rotor Typ 5242A5 und Stator Typ 5240A gewählt. Alternativ wird auch eine Aussenübertragung 5248A0 angeboten. Anmerkung: Für die Übertragungseinheiten und die Bordelektronik wird auf die Datenblätter 5240A_ , 5248A_ und 9891A_ verwiesen. Seite 1/5

2 Technische Daten Messbereich 1) F x kn F y kn F z kn M x kn m M y kn m M z kn m Drehwinkelgenauigkeit 0,1 Max. Gewicht Messrad 2) m kg 16,5 Maximale Lasten Zulässige Wechselbeanspruchung (Biegeumlauf-Test) Die Anforderungen nach SAE J328 werden übertroffen LW 4,0 kn m Schutzart IP64 Betriebstemperaturbereich Alu-Komponenten C <120 CFK-Komponenten (Temperaturwarnung) C <110 Höchstdrehzahl ( 280 km/h) min Max. Stoss-Beschleunigungen x g 40 y g 20 z g 40 Genauigkeit Übersprechen F y > F x, F z % 1 F x < > F z % 1 F x, F z > F y % 2 Linearität % v.e. 0,5 Hysterese % v.e. 0,5 1) 2) Es wird angenommen, dass die Extremwerte nicht gleichzeitig wirken. Die Momente beziehen sich auf die Radmitte. mit 7x16" Aluminiumfelge, Rotor, Radelektronik, Nabenadapter, jedoch ohne ET-Adapter, Radschrauben und Reifen. Angaben zur Modalanalyse sollten sich immer auf das System Messrad mit Felge und Reifen beziehen. Der Reifen dämpft Frequenzen über 300 Hz. Für einige Kombinationen liegen Eckdaten vor, die bei Anfrage eingesehen werden können. Anwendung Erfassung von Betriebslasten bei fahrzeugtypischen Fahrmanövern Eingangsdaten für die Konstruktion neuer Bauteile Verifizierung von Lastannahmen Ermittlung von Prüfstands-Steuerdaten für Strassensimulatoren (Permanenter) Einsatz als mehrachsige Kraftmesseinheit in Strassensimulatoren Entwicklung von aktiven Fahrwerks-Regelungssystemen wie ABS, ESP etc. Untersuchung des Fahrzeugverhaltens bei bestimmten oder kritischen Fahrsituationen Eingangsdaten für Ermüdungsberechnungen und numerische Simulationen Entwicklung von Rechenmodellen (MKS, Adams) Meist werden mehrere Messräder (4 oder 2 Räder) eingesetzt. Für die Komponenten- oder Reifenentwicklung finden gelegentlich auch Messungen mit einem einzelnen Messrad Anwendung. Die verschiedenen Versuchsfahrzeuge erfordern häufig eine Anpassung an neue Rad-/Nabengeometrien. Dafür hat sich der modulare Aufbau der Messräder und die kompetente Unterstützung durch die Applikationszentren bewährt. Gleichzeitig mit den Messrädern können auch Sensoren zur Bestimmung der Ortskurven der Räder oder optische Sensoren (z.b. der Firma Corrsys oder anderer Hersteller zur Messung von Schräglaufwinkel, Schwimmwinkel, Geschwindigkeit oder Beschleunigungen) eingesetzt werden. Die Adaptionen zur Anbringung der einzelnen Sensoren an die Messräder sind im Kistler-Sortiment verfügbar. Das oben beschriebene Messradsystem kann auch am Fahrzeug-Prüfstand eingesetzt werden. Der tägliche, ausschliessliche Einsatz am Prüfstand erfordert einige u.a. bedienungstechnische Besonderheiten, die zur Entwicklung eines besonderen Systems Typ 9267A2 geführt haben. Weitere Informationen entnehmen Sie bitte dem Datenblatt 9267A_ Überlasten: Die Konstruktion des Radkraftsensors kann nachweislich ohne Einschränkungen der Messfähigkeit Überlasten ertragen. Dazu geben wir Ihnen gerne nähere Auskunft. Eine Einschätzung der Ertragbarkeit von Überlasten hängt sehr von dem Grad ihrer Mehrachsigkeit ab, und kann wegen der vielen Kombinationsmöglichkeiten nicht allgemein beschrieben werden. Eine getrennte Angabe von Überlasten für einzelne Kraftrichtungen ist nicht sinnvoll, da am Rad keine einachsigen Lastzustände vorkommen. Bei einer erfolgten Überlast des Radkraftsensors kann die Restlebensdauer beeinträchtigt sein, auch wenn direkt danach kein Schaden sicht- und erkennbar ist. Seite 2/5

3 Bild 1: Aufbau/Komponenten RoaDyn S635 mit Innenübertragung Bild 2: Ausbaufähigkeit des RoaDyn S-Messradsystems. Durch Erweiterung des Radkraftsystems mit austauschbaren Messzellen und mechanischen Adaptionen kann das Messrad an höhere Lastgrenzen bzw. auch an einen Prüfstand angepasst werden. Seite 3/5

4 Konfiguration des RoaDyn S635 System 2000 Messrad mit Radkraftsensor, Radelektronik, Aussenteil, Felge und Reifen Übertragungseinheit (Innen) bestehend aus Rotor und Stator mit 9731A5, Z39913A..., 5241A... Typ 5242A, 5240A Messrad mit Radkraftsensor, Radelektronik, Übertragungseinheit, Aussenteil, Felge und Reifen mit 5241A..., 5248A0, 9731A5, Z39913A... Übertragungseinheit (Aussen) Typ 5248A0 Verlängerungskabel Typ 30430Axx Verbindung zwischen Stator und Bordelektronik Verlängerungskabel Typ 30430Axx Verbindung zwischen Stator und Bordelektronik Bord-Elektronik Typ 9891A Bord-Elektronik Typ 9891A Fernbedienung für Bord-Elektronik mit Anschlusskabel Typ 5685A2 Fernbedienung für Bord-Elektronik mit Anschlusskabel Typ 5685A2 Seite 4/5

5 Montage Der Sensor kann mit Felgen der meisten erhältlichen Grössen montiert werden. Dazu sollten Sie sich an den Kistler-Anwendungsberater wenden. Anpassung an die Nabe Die Vielfalt der Nabengeometrien heutiger Fahrzeuge ist beträchtlich. Sie werden unter anderem mit den folgenden Parametern beschrieben: Anzahl der Stehbolzen bzw. Gewindebohrungen Abmessungen der Radschrauben bzw. Stehbolzen und Muttern (Gewindedurchmesser, Steigung, Länge, Gewindelänge) Lochkreisdurchmesser der Radverschraubung Abmessungen der Achszentrierung als Passungsmass Einpresstiefe Bremskonturen Aus der Nabe herausragende Teile Zubehör (zur Komplettierung eines Messrades zwingend erforderlich) Aussenteil, Felge, Ringantenne (Rotor), Radelektronik, Nabenadapterpaket, enthält Wärmedämmscheiben, Zentrierhülse und Radschrauben 1 Stück pro Messrad Einpresstiefen Adapter, Messzellenschrauben, Titan, 16 Stk. pro Messzelle 9731A5 Z39913A A5 5241A A3 Z39900 Z A... Z30074 Dies führt zu der Notwendigkeit im Vorfeld der Adapterfertigung präzise Detailangaben einzuholen. Zu diesem Zweck kann aus dem Kistler-Dokument eine Checkliste entnommen werden, die vollständig ausgefüllt, den Klärungsprozess erheblich verkürzt. Montage des Stators Typ 5240A... bei Innenübertragung Bei Innenübertragung wird für den Stator eine geeignete Befestigungsmöglichkeit am Radträger oder Federbein montiert. Mit einer Lehre wird dann die Position des Stators festgelegt und die Lage der Halterung bestimmt. Bei installiertem Stator ist die Montage eines Messrades mit der eines Serienrades zu vergleichen. Der Stator kann auch am Fahrzeug montiert bleiben, wenn dieses mit Serienrädern fährt. Bei erneuter Montage der Messräder kann dann sofort wieder gemessen werden. Zubehör (optional) Transportkoffer für 1 Messrad mit Reifen, V Präzisionswasserwaage Z30208 Einstelllehre für Statormontage, Z Stk. pro System Messzellentester, 5984A Reifenmontagehilfe, Z30210 Universal-Adapter für Wuchtmaschine, V Schlüssel für Zentrierhülse Typ Z39901, Z30205 DMS-Brückenverstärker (SGAM) 2237A1 Thermoelementverstärker (TCAM) 2237A2 Mitgeliefertes Zubehör Präzisions-Messzellen (DMS-Basis), 9190A46.5 komplett gekapselt, 1 Satz (5 Stück) je Rad Innenteil, 9729A5 Steckerhalterung für Radelektronik, Z39904 Strahlschutzblech, Z39902 Messzellenschrauben zur Befestigung, Z Satz pro Rad Bestellbezeichnung Typ RoaDyn S A1 Radkraftsensor für schwere Pkw und Hochleistungsfahrzeuge Seite 5/5