Nutzfahrzeug-Leichtbaufahrwerk mit Spureinstellung

Vorgestellt wird ein starres, nichtangetriebenes Leichtbaufahrwerk für Nutzfahrzeuge, das konstruktionsbedingt einen erheblichen Gewichtsvorteil und verbesserte Federeigenschaften bringt und zudem einen integrierten Mechanismus besitzt, um kostengünstig die Spurwerte und Radstürze einzustellen. Das Fahrwerk ist speziell für den Einsatz in Lastkraftwagen, deren Anhängern, sowie Bussen vorgesehen und bietet neben einem erheblichen Gewichtsvorteil, verbesserten Federeigenschaften und durch das geringe Eigengewicht eine höhere Nutzlast, ohne dabei die Lebensdauer zu beeinträchtigen.

Problemstellung

Steigende Energiekosten erfordern eine immer höhere Effizienz im Transportsektor. Effizienzsteigerungen lassen sich hier besonders durch den Einsatz von Leichtbautechniken erzielen. Da das zulässige Gesamtgewicht von Nutzfahrzeugen gesetzlich beschränkt ist, resultiert jede Gewichtseinsparung am Fahrwerk in einer möglichen höheren Zuladungskapazität.
Das Design von Fahrwerken ist jedoch an eine ganze Reihe von Randbedingungen geknüpft. So müssen mechanische Anforderungen, wie ausreichende Widerstandskraft gegen Biegemomente, insbesondere im Bereich der Längslenker, erfüllt werden. Aber auch geometrische Gesichtspunkte, wie die Unterbringung der Federn, müssen beachtet werden damit unter anderem die Fahrhöhe möglichst gering ausfällt. Gewichtseinsparungen durch Verwendung neuartigen Materialien wie Verbundwerkstoffen scheitern oft an den hohen Kosten dieser Materialien. Dazu kommt, dass die gegenwärtigen Fahrwerkdesigns für den Einsatz von kohlenstofffaserverstärkten Materialien eher ungeeignet sind. Der Anteil an auftretenden Kerbspannungen und Biegemomenten ist zu hoch.
Weiteres Kosteneinsparpotential liegt im Ausgleich von Fertigungstoleranzen. Eine präzise koaxiale Positionierung der Radaufnahmen ist sowohl für die Fahrstabilität, als auch für den Reifenverschleiß entscheidend. Fertigungstoleranzen die eine Nachjustierung des Radsturzes und der Spurwerte erfordern, verursachen in der Produktion weitere erhebliche Kosten. Es ist daher vorteilhaft, Fertigungstoleranzen, die eine kostspielige Korrektur des Fahrwerks bedingen, zu minimieren oder die Nachjustierung zu vereinfachen.

Vorteile

• Energieersparnis durch Gewichtsvorteil (Treibstoffverbrauch)
• Kosteneinsparung durch kostengünstige Spur- und Radsturzjustage
• erhöhte Nutzlast durch niedrige Bauhöhe und geringes Eigengewicht
• verbesserte Federeigenschaften durch direktere Krafteinleitung in die Federelemente
• geringer Verschleiß durch fast vollständige Federung der Fahrzeugmasse

Anwendungsbereiche

• starre nichtgetriebene Achsen von Lastkraftwagen und Anhängern, sowie Busachsen
• darüber hinaus gut geeignet für E-Mobilität durch einfach Integration von radnabennahen Elektromotoren