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Nutzfahrzeugindustrie

Der Nutzfahrzeugbau, eingeschlossen der Landmaschinenbau, stellt im Vergleich zum klassischen Automobilbau erweiterte Anforderungen an den Leichtbau. Dazu muss differenziert werden zwischen den jeweils gegebenen Nutzungsarten bzw. Einsatzzwecken.

Die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs durch Leichtbau ohne die Einschränkung heutiger Sicherheits- und Komfortstandards ist auch bei Nutzfahrzeugen eine der zentralen Zielvorgaben. Im Besonderen betrifft dies Kurzstreckenfahrzeuge, die eine Vielzahl von Beschleunigungsvorgängen während der Einsatzzeit absolvieren. Besonders bedeutend ist dies z. B. für sog. KEP-Fahrzeuge (KEP für „Kurier-Express-Paket-Dienst“), die stetig wiederholend Anfahr- und Bremsmanöver absolvieren müssen.

Entscheidende Vorteile durch Kunststoffbauteile


  1. Leichtbau
  2. Funktionsintegration
  3. Reduzierung CO2-Ausstoß
  4. Kostenreduktion
  5. Verbesserung Aerodynamik
  6. Erhöhung Payload

Ein weiteres wichtiges Anwendungsfeld für Leichtbau stellen massenorientierte Transportfahrzeuge dar, wie z. B. Silo- und Tankfahrzeuge. Hier kann die Transporteffizienz durch Verringerung des Struktureigengewichts des Fahrzeuges maßgeblich gesteigert werden. So wird bei gesetzlich vorgegebenem Fahrzeuggesamtgewicht eine Verschiebung der Verhältnisse von Eigengewicht und Zuladung zugunsten der Zuladung, genannt „Payload“, erreicht.

 

Ziel des Leichtbaus ist es also, die Payload eines Nutzfahrzeuges maßgeblich zu steigern. Dies gilt bei Lastzügen für Zugmaschine und gezogene Einheit (Anhänger, Sattelauflieger) gleichermaßen.

ADETE® kann auf Erfahrungen aus einer Vielzahl von Leichtbau-Projekten aus dem Nutzfahrzeug- und Landmaschinen-Sektor blicken.

Anwendungsbereiche

  • Karosserie
    Tragende Strukturbauteile, Fahrerkabinen etc.
  • Fahrwerk/Antriebsstrang
    Starrachsen, Blattfedern, Lenker, Kardan-/Antriebswellen, Stabilisatoren etc.
  • Druckbehälter
    CNG, Wasserstoff, Luft, Siloaufbauten, Airbag-Gasgeneratoren etc.
  • Tanks
    Kraftstoff, AdBlue, Hydraulik, Wasser, Siloaufbauten etc.
  • Sitze
    Fahrer-, Beifahrer- und Fond-Sitzanlagen etc.
  • Innenraum
    Instrument Panel - IP, Cross Car Beam - CCB etc.
  • Anbauteile
    Batteriekasten, Aerodynamik-Elemente etc.
  • Motorraum
    Ölfilter-Gehäuse etc.
  • Unterboden
    Verkleidungselemente für Aerodynamik/Schallschutz etc.

Entwicklung innovativer Fahrwerk-Strukturen in FKV-Bauweise

Intelligenter Fahrzeug-Leichtbau kann durch die Anwendung von Kunststoffen und Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) im Bereich "Fahrwerk" neben einer Erhöhung der Wirtschaftlichkeit auch in besonderem Maße zu einer Verbesserung von Komfort und Fahrzeugsicherheit beitragen.

Die Reduktion der ungefederten (besser: reifengefederten) Massen führt nicht nur zu einem insgesamt geringeren Fahrzeug-Leergewicht, sondern auch zu einer Erhöhung der Radeigenfrequenz und zu einem verbesserten Kontakt zur Fahrbahn.

Im Antriebsstrang kann der maßgeschneiderte Einsatz von FKV z. B. bei Kardanwellen dazu führen, dass teure und Geräusche emmittierende Zwischenlager entfallen können und die Antriebswelle aus einem Stück gefertigt werden kann. Gleichzeitig kann eine FKV-Antriebswelle im Crash-Fall auch gezielt Aufgaben der Energieabsorption übernehmen

ADETE® bietet umfassende Unterstützung bei der Entwicklung kunststoffintensiver Fahrwerkkonzepte für Serien- und Sonderfahrzeuge in den Bereichen Pkw, Nutzfahrzeuge, Motorräder und Motorsport.

Tiefgreifendes Know-how besteht vor allem in folgenden Teilgebieten, sowohl auf duromerer als auch thermoplastischer Matrix-Basis:

  • Neuartige, hochintegrierte Gesamt-Fahrwerkkonzepte in FKV-Bauweise (Pkw und Nutzfahrzeug / Landmaschine)
  • FKV-Blattfedern als Aufbau-Tragfederung in Form von Rechteck-, Parabel-, Keil- und Hyperbel-Blattfedern
  • FKV-Fahrwerkslenker (Längs-, Dreieck- und Vierpunkt-Lenker)
  • Kunststoff-Anlenkgestänge und Pendelstützen in faserverstärkter Spritzguss-Bauweise
  • FKV-Drehrohrfedern als Aufbau-Tragfederung oder Wankstabilisator

Beispiele aus der Praxis

Grundlagen

Abgesehen von der Umströmungswiderstandskraft hängen alle Fahrwiderstandsgrößen von der Fahrzeugmasse ab. Je nach zugrunde liegendem Fahrzyklus sind demnach etwa 55-75 % der für die Inbewegungsetzung und Aufrechterhaltung der Bewegung eines Kraftfahrzeuges aufzubringenden Energie auf die Fahrzeugmasse zurückzuführen.

Als Faustregel gilt, dass pro 100 kg reduziertem Fahrzeuggewicht etwa 0,3 - 0,7 Liter Kraftstoff pro 100 Kilometer eingespart werden können.

Die allseits erhobene Forderung nach einer umweltfreundlicheren Automobiltechnologie hat dazu geführt, dass Leichtbau heute allgemein als Synonym für die Reduzierung des Energieverbrauchs - auch bei nicht-automobiltechnischen Anwendungen - verstanden wird. Aus der Luft- und Raumfahrt stammend werden insbesondere Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) mit exzellentem Leichtbau in Verbindung gebracht.

Faserverstärkte Kunststoffe ermöglichen gerade im Automobilbau besonders innovative Lösungsansätze zur Kompensation der in der Vergangenheit zu beobachtenden Gewichtszunahme von Kraftfahrzeugen durch steigende Sicherheits- und Komfortanforderungen (Gewichtsspirale).

FKV bieten neben einer herausragenden gewichtsspezifischen Festigkeit und Steifigkeit auch erhebliche Vorteile bezüglich Lebensdauer, Dauerfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Schwingungs- und Dämpfungsverhalten, Geräuschentwicklung und gewichtsspezifischem Energieabsorptionsvermögen.

Durch konstruktive Maßnahmen können zudem mehrere Funktionen und Teile in einem einzigen Bauteil oder zumindest einer reduzierten Anzahl von Teilen integriert werden. Dies kann neben einer Gewichtsreduktion auch zu Kosteneinsparungen bedingt durch logistische und fertigungstechnische Vereinfachungen führen. Somit beinhaltet der weitreichende Einsatz von FKV bei primären und sekundären Strukturbauteilen ein erhebliches Potential für den automobilen Leichtbau.