Halbiertes Gewicht, zwischen 60 und 90 Prozent höhere Biegefestigkeit und um 350 Prozent höhere Torsionsfestigkeit verglichen mit konventionellen Stahl-Chassis: Auf der Hannover Messe diese Woche zeigt das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover das erste Landmaschinen Carbon-Chassis der Welt.

 Think big

Das Carbon Chassis „Krone Big X“ wurde im Rahmen des Projekts AgriLight entwickelt. Anfang dieses Jahres hatte die internationale Jury der JEC das IFW mit seinen Projektpartnern für das Projekt als Finalist für den renommierten JEC Innovation Award in der Kategorie Equipment Machinery & Heavy Industries category ausgezeichnet. Durch das neue Chassis- und Materialkonzept konnte das Gewicht des Chassis um 50 % gesenkt werden. Dies erleichtert die Zulassung der Tonnen schweren Maschinen. Zudem nimmt die Bodenverdichtung ab. Ein weiterer Vorteil den die Struktursimulationen des IFW zeigen, sind die signifikant höheren Verwindungssteifigkeiten. Durch die neue Chassisgeometrie und lastgerechte Faserorientierungen konnte die Torsionssteifigkeit um 360 % und die Biegesteifigkeiten zwischen 60 % und 90 % gesteigert werden. Infolgedessen nimmt das Risiko von abspringenden Antriebsriemen und die Belastung der Anbauteile deutlich ab.

Fertiger und FEM-Methode

Aktuell wird das Chassis beim Projektpartner MD Composites GmbH gefertigt, anschließend wird dieser Prototyp bei Krone noch einer dynamischen Strukturprüfung unterzogen. Dabei werden die Ergebnisse der Auslegung sowie die zugrundeliegenden Finite-Elemente-Modelle validiert. Das Hauptziel dieser Untersuchung besteht darin, sicherzustellen, dass sowohl das Chassis auf Basis von Kohlenstofffasern als auch die in stark beanspruchten Bereichen eingesetzten hybriden Inserts über die gesamte Lebensdauer eines Fahrzeugs keine Schädigung aufweisen. Zur Erfassung der Belastungen und Verformungen des Chassis setzt das IFW ein Messkonzept um, dass sowohl Rayleigh- und DMS-Sensoren als auch optische 3D-Messungen einschließt. Durch den Entwicklungsprozess konnte das IFW seine Expertise in der Entwicklung und Auslegung von großen Faserverbundstrukturen sowie in der Konzeption anwendungsbezogener Krafteinleitungen weiter stärken und ausbauen. Das Projekt wird im Rahmen des Technologietransfer-Programms Leichtbau (TTP LB) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.

www.ifw.uni-hannover.de