Industrielle Messtechnik Drehmomentmessung an Pkw-Antriebswellen

Redakteur: Jan Vollmuth

Der Ipetronik-Geschäftsbereich IPEengineering realisiert kundenspezifische DMS-Applikationen zur Erfassung von Zug-, Druck- und Torsionskräften sowie des Drehmoments an Antriebskomponenten.

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(Bild: Ipetronik)

Das IPEengineering-Team mit Sitz in Baden-Baden bietet neben dem Einbau von Messtechnik und Sensorik, der Durchführung von Flottentests oder der Unterstützung bei Prüfstandmessungen auch die Applikation von Dehnungsmesstreifen (DMS) an. Durch ihre langjährige Erfahrung können die Mitarbeiter im Bereich Betriebsfestigkeit die unterschiedlichsten Projektanforderungen kompetent und flexibel umsetzen. Zum Leistungsspektrum gehören unter anderem jede Art von DMS-Applikation sowie der Aufbau von Zug-/Druck-Messstellen und Drehmomentmesswellen. So wurden in einem kundenspezifischen Projekt Pkw-Antriebswellen mit sogenannten Torsions-/Scher-Dehnungsmessstreifen beklebt und das entstehende Messsignal mittels Telemetriesystem übertragen.

Berührungslose Datenübertragung von rotierenden Bauteilen

Die berührungslose Datenübertragung von rotierenden Bauteilen mittels Telemetriesystem gehört mittlerweile zu den Standardanwendungen im Maschinen- und Fahrzeugbau. Um hier eine hohe Langzeitstabilität des Messsignals zu erreichen, werden höchste Ansprüche an die DMS-Applikation gestellt. So ist es unerlässlich den DMS sorgfältig auf die bereits geschliffene und vorbereitete Welle zu applizieren. Hierfür nutzt Ipetronik ein eigens DMS-Labor.

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Um die Dauerhaltbarkeit von Drehmoment-Applikationen nochmals zu erhöhen, werden die DMS in einem speziellen Temperatur-Ofen „heiß geklebt“. Die zur Erfassung des bei Torsion auftrenden Signales applizierten DMS werden zu einer Vollbrücke verschaltet und im unbelasteten Zustand auf „Null“ abgeglichen.

Drehmomentmessung am Pkw

Bei dem kürzlich realisierten Projekt wurden zwei Pkw-Antriebswellen als Drehmomentmesswellen aufgebaut. Nach Fertigstellung der DMS-Applikation, dem Aufbau der Übertragungseletronik und dem Anschluss der Übertragungsantenne wurden die Wellen auf den vom Kunden gewünschten Bereich kalibriert und der geforderte Messbereich eingestellt. Als letzter Arbeitsschritt wurde auf die Wellen eine stoß- und wasserdichte umlaufende Hülle aus Zwei-Komponenten-Harz aufgebracht. Diese garantiert die fehlerfreie und vor allem dauerhafte Funktion der Drehmomentmesswellen, auch bei härtesten Einsatzbedingungen.

Die Ermittlung des Drehmomentverlaufs erfolgte direkt am Rad bzw. Ausgang Getriebe/Differential unter Realbedingungen. Es wurden verschiedene Lastzustände gemessen, um bereits bestehende Berechnungsmodelle zu verifizieren. Zusätzlich dienen die Daten zur Speisung von Prüfständen. Das Ausgangssignal der Kontrolleinheit betrug 0 V bis 10 V, skaliert auf den Messbereich. Ein M-SENS2-Modul erfasste die Analogsignale der beiden Kontrolleinheiten und sendete diese per CAN-Verbindung zu einem Messrechner. Auf diesem konnten die Messdaten mittels der Messdatenerfassungssoftware IPEmotion visualisiert und gespeichert werden.

Alternativ lässt sich das System auch als autarke Messanlage aufbauen. Hierzu könnte ein Ipetronik-Datenlogger wie der M-LOG über CAN mit dem M-SENS2-Modul verbunden werden.

Mittlerweile gibt es es verschiedene Varianten der Rotorelektronik so wie der dazugehörenden Elektronikeinheit. Ipetronik findet zusammen mit dem Kunden die am besten geeignete Variante und kümmert sich von Anfang an um sämtliche Umfänge des Projektes. (jv)

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