Fahrzeugkonfiguration 6x6 mit Doppelachse vorne, Kabine LHD, HAUER Kraftheber auf Koppelplatte Euro-GR3

Fahrzeugkonfiguration 6x6 mit Doppelachse vorne
Kabine LHD

Fahrzeug

Entgegen dem heute üblichen Ansatz, das Fahrzeugeigengewicht durch die Verwendung von ultraleichten Materialien wie Carbon-, Aramid-Verbundwerkstoffen oder Aluminium Honeycomb-Paneelen zu reduzieren, haben wir einen eher konservativen Ansatz gewählt. Wir bauen auf Stahl!

Die Gründe dafür sind ebenso logisch wie konsequent:

Fahrzeuge in diesem Segment sind keine Massenware; Entwicklungskosten, Formenbau und individuell konstruierte Spezialteile müssen über eine sehr geringe Stückzahl amortisiert werden.

Trägerfahrzeuge für die Kommunaltechnik oder Landwirtschaft müssen extrem robust und langlebig sein. Es muss möglich sein, das Fahrzeug mit einfachen Mitteln jederzeit rasch und ebenso kostengünstig zu reparieren oder bei Bedarf zu adaptieren.

Die Lastaufnahme am Heck aber auch an der Front ist sehr hoch und die in den Rahmen eingeleiteten Kräfte sind dementsprechend groß. Wir haben eine Chassisstruktur aus Carbon-Verbundplatten mit FEM gerechnet und dabei festgestellt, dass der Kräfteeintrag in diese Verbundstruktur extrem punktbelastet ist. Diese Materialien eignen sich nur dann für eine Fahrzeugstruktur, wenn sich großflächige Formteile mit stark verzweigter Lasteintragung darstellen lassen. Ein im Querschnitt vergleichsweise kompakter, torsionssteifer Zentral-Kastenrahmen mit einer Länge von mehr als vier Metern ist so nicht zu realisieren, zumal der Rahmen aus Segmenten von ca. 880mm Länge zusammengesetzt ist. Die hier zur Verbindung der Segmente verwendeten Flanschplatten benötigen eine umlaufende, kraftschlüssige Verbindung mit dem Kastenrahmen. Zusätzlich muss der Rahmen zahlreiche Durchbrüche (Montage- und Wartungsöffnungen) tolerieren. Der Zentralrahmen trägt nicht nur das Fahrzeug selbst sondern auch zahlreiche unterschiedliche Aufbaukonzepte mit einer zusätzlichen Belastung von bis zu 4 Tonnen.

Die gewählte Bauweise begünstigt die Verwendung von hochfesten, dennoch gut schweißbaren Stahlsorten, deren größter Nachteil neben dem hohen Flächengewicht einzig die geringe Korrosionsbeständigkeit ist.

Die Analyse der beiden Parameter Festigkeit und Gewicht hat uns auch zu einem Rechenmodell mit einer Aluminiumkonstruktion geführt. Allerdings steigt mit zunehmendem Lastmoment an den Flanschplatten die Gefahr der Rissbildung unmittelbar neben den Schweißnähten erheblich an. All dem kann natürlich sowohl konstruktiv als auch materialspezifisch und verarbeitungstechnisch Rechnung getragen werden. Jedoch steigt mit diesem Aufwand auch der Faktor Kosten proportional an.

Fazit:

Ultraleichte, hochfeste Materialien wie Carbon oder Aramid-Faserwerkstoffe erfordern aufgrund des notwendigen Formenbaus und Verarbeitungsprozesses große jährliche Stückzahlen und eine hohe Spezialisierung seitens des Verarbeiters (Autoklaven) um das gewünschte Ergebnis sowohl technologisch als auch kaufmännisch darstellen zu können.

Stahl begünstigt unseren Ansatz des regionalen Produktionsprozesses mit Systempartnern. Die Relationen Gewicht - Stabilität, Kosten - Produzierbarkeit, Reparaturverhalten - Recycling waren entscheidend.

Ein abschließender Gedanke noch zur Materialwahl: Recycling! Stahl findet immer wieder seinen Weg in eine neue Schmelze! Bei Epoxidharz gebundenen Kohlefasern ist das etwas anderes. Wir unternehmen beim Thema Batterierecycling durch die Zielsetzung der jederzeit zu gewährleistenden, rein mechanischen Trennbarkeit der einzelnen Zellen sehr große Anstrengungen. Die Problematik, dass LiIo-Batterien nicht ewig im Fahrzeug funktionieren, ist bekannt, wenngleich dieses Argument eher von den Benzin- und Diesellobbyisten als solche hochstilisiert wird. Unbestritten ist jedoch, dass es in unserer Verantwortung liegt, solche Argumente ernst zu nehmen und ihnen mit pragmatischen Lösungsansätzen zu begegnen. Es genügt sicher nicht, eine 75%-Restkapazitätsbatterie einfach aus dem Fahrzeug auszubauen und dem Fahrzeugbesitzer als „Heimspeicher“ in den Keller zu stellen. Das löst zwar das Problem auf Seiten der Fahrzeugindustrie recht charmant und auch noch gewinnbringend, nicht jedoch das generelle Thema! Mehr dazu unter „DETAILS – BATTERIE“