- Walterscheid ermittelt Duty-Cycle des Antriebsstrangs unter realen Einsatzbedingungen für einen Landmaschinenhersteller
- Fallbeschreibung:
Ein häufiges Problem unserer Kunden ist die fehlende Kenntnis über den Duty-Cycle der Maschine unter realen Betriebsbedingungen. Geschätzte Daten können dazu führen, dass über- oder unterdimensionierte Gelenkwellen eingesetzt werden. In dem vorliegenden Fall bat der Kunde um eine Überprüfung des Antriebsstrangs für eine bestehende Traktorplattform mithilfe einer Duty-Cycle Analyse unter realen Einsatzbedingungen.
Der Antriebsstrang des Traktors wurde mit Sensoren ausgestattet, die Drehzahl, Drehmoment und Lagertemperatur der Gelenkwelle erfassen, um so die Lebenszeit der Gelenkwelle unter Realbedingungen abzuschätzen. In unterschiedlichen Betriebsbedingungen, z. B. auf Straßen, Feldwegen oder Feldern und mithilfe eines externen Dynamometers konnten unterschiedliche Lastsituationen erfasst werden. Die so erhobene Duty-Cycle Analyse von realen Lastdaten liefert zuverlässige Daten für eine Berechnung der Lebensdauer des Antriebsstrangs unter realen Einsatzbedingungen.
Die Messwerte eignen sich zudem auch, um das Verhalten weiterer Komponenten im Antriebsstrang zu beurteilen. Durch unser Messsystem konnten zusätzlich Schwingungen am Antriebsstrang gemessen werden, so dass der Kunde weitere Komponenten außer der Gelenkwelle überarbeiten konnte, um weitere Verbesserungen zu erzielen. Basierend auf unserer Arbeit hat der Kunde weitere Dienstleistungen an weiteren Traktorplattformen bestellt.
- Technischer Hintergrund:
Powertrain Engineering Service
Eine Mechanics®-5C-Gelenkwelle aus unserer Serienproduk-tion wurde mit integrierte Sensorik bestückt und in einem Testtraktor eingebaut. Drehzahl, Schwingungen und Temperaturmessungen wurden gemessen und für eine Duty-Cycle Analyse genutzt, die wiederum zur Lebensdauerberechnung der Antriebskomponenten verwendet wurde. Weitere Erkenntnisse konnten zur Geräuschentwicklung und zum Schwingungsverhalten des Antriebs gewonnen werden. Um verschiedene Betriebsbedingungen der Maschine zu beurteilen, wurden ebenfalls CAN-Bus-Variablen und die GPS-Position erhoben. Die erhobenen Daten wurden im Gerät gespeichert und konnten ebenfalls über das Internet aus der Ferne abgerufen werden.
Herausforderung:
- Antriebskomponenten werden häufig auf Basis geschätzter Duty-Cycle Informationen ausgelegt
- Im realen Einsatz der Maschine können andere Last- und Einsatzbedingungen auftreten, die zum frühzeitigen Komponentenausfall führen können
- Reale Last- und Duty-Cycle Profile für einen Antriebsstrang sind bisher schwer oder nur sehr aufwändig zu ermitteln
Lösung:
Off-Highway Powertrain Services stellte Folgendes bereit:
- Bereitstellung der integrierten Messtechnik zur Erfassung des realen Last- und Duty Cycles unter realen Einsatzbedingungen
- Anwendungsspezifische Auswahl, Berechnung und Dimensionierung von Gelenkwellen
- Risikobewertung des gesamten Antriebsstrangs basierend auf Drehmoment, Schwingungs- und Temperaturanalysen
Erfassung der Fahrzeugdaten
Duty Cycle Analyse
Kundennutzen:
- Ermittlung von Last- und Duty-Cycle Daten unter realen Einsatzbedingungen
- Reduzierung der Entwicklungskosten
- Kostenreduktion bei konstanter Qualität: Durch die Überprüfung der Konstruktion und Risikoeinschätzung durch unsere Antriebsstrang-Experten werden kostspielige Überarbeitungen und spätere Reklamationen vermieden
- Verbesserung der Lebenszeit um den Faktor 10 durch anwendungsgerechte Dimensionierung des Antriebsstrangs
- verbesserter Komfort für den Anwender: Schwingungs-und Geräuschreduktion durch Verbesserungen des Designs
Was war besonders?
- Analyse und Bewertung des Antriebsstrangs auf Basis realer Last- und Duty-Cycle Daten
- Analyse und Einblicke in das Schwingungsverhalten des Antriebssystems
AdobeStock
AdobeStock