Exakte Kalibrierung von Radkraftsensoren
Neuer Prüfstand für LKW-Messräder deckt besonders hohe Lastbereiche ab.
Ohne zuverlässige Lastdaten ist eine optimale Fahrzeugentwicklung nicht denkbar. Handelt es sich dabei um die fahrdynamische Messung von Kräften und Momenten bei der Auslegung von Fahrwerken, geht nichts ohne Radkraftsensoren. „Radkraftsensoren decken heute deutlich größere Lastbereiche ab als in früheren Jahren. Mit dem neu entwickelten Prüfstand lassen sich im Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF nun auch Radkraftsensoren für schwere Fahrzeuge über den vollen Messbereich kalibrieren. Das spart trotz der höheren Kräfte Zeit und Kosten“, erklärt Johannes Käsgen, am Fraunhofer LBF verantwortlich für die Entwicklung des Kalibrierprüfstandes.
Die Anlage deckt besonders hohe Lastbereiche abdeckt: Bei der Radialkraft sind es bis 400 Kilonewton, bei der Lateralkraft bis 200 Kilonewton und bei der Tangentialkraft beziehungsweise dem Antriebs- und Bremsmoment bis 100 Kilonewtonmeter. Geeignet ist der neue Prüfstand für Radkraftsensoren verschiedener Hersteller. Er lässt sich durch Adapter flexibel auf unterschiedliche Radgeometrien anpassen.
Anders als bei den bisher verwendeten Prüfständen wird nur das Sensorelement, ohne Felge und Reifen, kalibriert. Dazu schrauben die Wissenschaftler die Räder über den Radflansch auf einen arretierbaren Drehtisch. Dabei bringen sie anstelle der Felge einen Lasteinleitungsring an, über den sie die Lasten in den zu prüfenden Richtungen einleiten. Dies geschieht an acht Positionen des Radumfanges und zwar nicht kombiniert, sondern nacheinander. Die Lasten werden stufenweise oder kontinuierlich erhöht und über ein einzelnes Kraftmesselement erfasst, das sich im direkten Lastfluss befindet. Eine Lastverrechnung ist nicht erforderlich. Das erhöht die Genauigkeit und eliminiert Fehlerquellen.
Mit Hilfe des neuen Kalibrierprüfstandes lässt sich die Empfindlichkeit des Radkraftsensors in radialer, lateraler und tangentialer Lastrichtung bestimmen und die Messgenauigkeit für jede Kraftkomponente ermitteln. Das Übersprechen der ermittelten Lastkomponenten untereinander wird berechnet. „Spätestens alle zwei Jahre sollten Sensoren kalibriert werden. Dadurch wird die Messgenauigkeit gewährleistet und mögliche Probleme mit der Sensorik werden erkannt“, sagt Käsgen. Dank des neu entwickelten Kalibrierprüfstandes profitieren die Nutzer spürbar, versichert Käsgen: „Denn die Prüfstände, die wir bisher verwendet haben, konnten aufgrund der zu geringen Kräfte nur einen Teil des Messbereichs kalibrieren. Außerdem wurden die verschiedenen Lastrichtungen auf unterschiedlichen Prüfständen kalibriert, was den Montageaufwand und die Durchlaufzeiten deutlich erhöhte.“
Fh.-LBF / JOL
