Leichter, flexibel und elektrisch

Komponenten von Nfz-Fahrwerken werden immer leichter, nach dem Baukastenprinzip zusammengestellt und zunehmend mit digitalen Anwendungen verbunden. Zugleich sollen „emissionsfreie“ und verschleißminimierende Produkte dem Klima nützen.

Geeignet für On- und Offroad Anwendungen: Das Trailerfahrwerk Airlight II bringt für den 9-Tonnen-Offroad-Bereich im Vergleich mit der Vorgängerversion um bis zu 60 Kilogramm weniger Gewicht auf die Waage. Bild: BPW
Geeignet für On- und Offroad Anwendungen: Das Trailerfahrwerk Airlight II bringt für den 9-Tonnen-Offroad-Bereich im Vergleich mit der Vorgängerversion um bis zu 60 Kilogramm weniger Gewicht auf die Waage. Bild: BPW
Claudia Leistritz

In erster Linie um die Schadstoffemissionen (CO2) im Schwerlastverkehr im Zuge neuer EU-Bestimmungen zu begrenzen, konzentrieren sich die Hersteller von Nutzfahrzeugfahrwerken derzeit bei ihren Entwicklungen beispielsweise darauf, die Traglast bei gleichzeitiger Minderung des Komponenten-Gewichts zu erhöhen. Den Angaben zufolge verspricht man sich davon teils hohe Kraftstoffeinsparungen und in der Folge niedrigere Schadstoffwerte.

Bis zu 200 Kilogramm weniger CO2

So hat beispielsweise die Bergische Achsen KG (BPW) im letzten Jahr eine neue Generation des Fahrwerksbaukastens Airlight II herausgebracht, einem der eigenen Angaben zufolge meistgekauften Trailerfahrwerke Europas. Damit werde das Gewicht im 9-Tonnen-Off-Road-Bereich um bis zu 60 Kilogramm reduziert – „in der Trailerindustrie eine Sensation“, meldet das Wiehler Unternehmen. An CO2 ließen sich mit dem neuen Fahrwerk jährlich bis zu 200 Kilogramm einsparen. Zudem ermögliche das Baukastensystem eine Vielzahl an Einsatzzwecken, von der Autobahn bis zum unbefestigten Gelände. Die Neuentwicklung für den 9-Tonnen-Achslast-Bereich verwendet die normalerweise bei Kipper-, Tank- und Silofahrzeugen oder auch speziellen Kofferaufbauten typischen, geklemmten Achseinbindungen.

Außerdem erstellt das System hier erstmals „digitale Zwillinge“ für sämtliche Fahrwerkkomponenten. Aus der digitalen Kennzeichnung („DNA“) resultieren dem Hersteller zufolge verschiedenste Kombinationsmöglichkeiten. Die gewünschte Fahrwerkskonfiguration für hochspezialisierte Anwendungsfälle könne in dieser Weise ermittelt und per Mausklick direkt bestellt werden.

Gewichtsreduzierte Kombination

Die hohe Gewichtseinsparung von bis zu 60 Kilogramm im Vergleich zur Vorgängerversion ergibt sich laut BPW dadurch, dass nun erst die geklemmte Achseinbindung der Airlight II-Luftfederung mit einem runden Achskörper zu einer besonders robusten Einheit kombiniert werden kann. Ermöglicht wird dies durch eine zum Patent angemeldete Lösung, mit der die bei der Achseinbindung liegenden Anlageflächen mit Laser bearbeitet werden.

Für den On-Road-Bereich der gewichtssensiblen Transporte, so BPW, könnten wie bisher die beiden Leichtbaulösungen Lenkerfeder LightTube und Aluminium-Nabe verwendet werden. „So lässt sich ein Modulgewicht unter 370 Kilogramm erzielen, was den Benchmark im Bereich Fahrwerke für 9-Tonnen-Achslast darstellt“.

Elektrisch geliefert

Damit Logistikunternehmer ihre Ziele innerstädtisch weiterhin wirtschaftlich organisieren können, hat der Anhänger- und Aufliegerspezialist zur Umrüstung von Diesel-Lkw eine elektromobile Lösung entwickelt. Die rein elektrische, leise und emissionsfreie Antriebsachse eTransport, verspricht BPW, soll sich nicht nur wirtschaftlich, sondern auch nachhaltig betreiben lassen und bilde daher zugleich eine zukunftsfähige Technologie für Nutzfahrzeuge. Zudem weist das Produkt eine kompakte Bauweise auf und soll leicht integrierbar sein. Der Antrieb funktioniert mit Energie-Rückgewinnung und aktiver Lenkunterstützung, die skalierbare Batterielösung wird auf den individuellen Einsatzzweck abgestimmt und fällt den Angaben zufolge daher leichter aus als ein Dieselantrieb.

Die Spezifikation für den Bereich 5,5 bis 7,5 Tonnen hat eine Reichweite von bis zu 200 Kilometern und kann durch 100 kW „Schnelladen“ innerhalb von 40 Minuten eine Batteriekapazität von bis zu 80 Prozent erreichen. Steigungen bis 20 Prozent seien mit einer Leistung von 2 x 50 KW (136 PS) problemlos möglich, versichert der Aufliegerexperte. Abhängig von der Batteriegröße soll es der Bereich 18 bis 26 Tonnen auf eine Reichweite von 300 bis 400 Kilometern bringen. Die Batterieladezeit beträgt hier laut Hersteller je nach Ladungsart zwei bis 12 Stunden. Die Leistung beträgt Steigungen von 20 Prozent problemlos meisternde 2 x 260 kW, die Maximalgeschwindigkeit liegt – „wie bei herkömmlichen Fahrzeugen“ – bei 90 km/h. Auch hier wird mit einer skalierbaren Lithium-Ionen-Batterie nur die individuell benötigte Kapazität verbaut.

Emissionsfreier Kühltransport

Bleibt man im Bereich umweltbezogene Mobilität, schließt sich Schmitz Cargobull mit einer neuen elektrischen Lösung für die „emissionsfreie und temperierte“ Fracht an, die sich derzeit noch in einer Testphase befindet. Der Sattelkoffer S.KOe Cool Smart ist vollelektrisch, verfügt über eine rekuperierende E-Achse und ein „emissionsfreies“ Kühlgerät für den Lebensmitteltransport. Der nordrhein-westfälische Trailerhersteller hat die Kühltransport-Lösung speziell für den innerstädtischen Verteilerverkehr entwickelt, da ab 2025 in vielen Großstädten ausgewiesene „Zero-Emission“-Zonen nur noch für solche Lösungen zugänglich sein sollen. Das Konzept des S.KOe Cool Smart besteht aus einer Generatorenachse mit elektrischer Kältemaschine, integrierter Leistungselektronik und Batteriesystem und soll dadurch „vollkommen emissionsfrei“ zu betreiben sein. Das Gerät ist laut Hersteller entsprechend der für Nachtfahrten in Stadtgebieten geltenden Geräuschobergrenze von 60 dB(A) laut Piek-Vorschrift zertifiziert und demnach äußerst geräuscharm und geeignet für Zustellungen am frühen Morgen wie am späten Abend.

Das Kühlgerät S.CUe ist rein elektrisch und enthält eine integrierte Leistungselektronik ohne Verbrennungsmotor, das die Ladung somit emissionsfrei kühlen und heizen soll. Ohne Einschränkung erfolge dies in der Kältezeit mit einer Kälteleistung von bis zu 15.900 W und einer Heizleistung von 9.100 W. Dazu sind laut Beschreibung statt des Dieseltanks nun Batterien am Stützwindwerk verbaut.

Überwachung per Telematik

Komplettiert wird das Gesamtpaket mit einer elektrifizierten Cargobull Trailerachse. Diese rekuperiert beispielsweise beim Bremsen Energie und soll damit die Nachladezeiten der Batterie über das Stromnetz geringer halten. Als positiver Nebeneffekt ergäben sich reduzierte Wartezeiten an den Distributionszentren. Zudem werde über ein intelligentes Batterielademanagement ein höchstmöglicher Ladestand der Batterie sichergestellt, um in Stillstandsituationen wie Staus hohe Sicherheit gewährleisten zu können, heißt es. Zudem sei die Leistungsklasse der elektrifizierten Achse genau auf den Bedarf der Kältemaschine abgestimmt; und darüberhinaus ist das System vollständig in die Telematik von Schmitz Cargobull eingebunden, um Werte wie Batterieladezustand, verbleibende Reichweite oder Ladedauer über das Telematik-Portal überwachen zu können. Die neue Lösung werde momentan noch im Einsatz für namhafte Lebensmittellogistiker im In- und Ausland getestet.

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Saubere Nfz-Lösungen

Auch der Friedrichshafener Technologiekonzern und Zulieferer ZF hat sich Gedanken um eine sauberen Nfz-Betrieb gemacht und arbeitet schon seit einiger Zeit an unterschiedlichen Anwendungen, darunter Assistenzsystemen für Lkw. Der Automated Coupling Assist beispielsweise versetzt den Laster in die Lage, vollautomatisiert einen definierten Auflieger identifizieren und diesen ankuppeln zu können. Und die Kombination einer Zugmaschine mit einem bauraumoptimierten Leichtbau-Fahrwerk sowie einem aerodynamisch designten Trailer ergibt zusammen einen „hocheffizienten Sattelzug“. Daraus resultiere ein geringer Luftwiderstand, der den Verbrauch um bis zu sieben Prozent senken könne, heißt es. Eine Gewichtsersparnis von bis zu 150 Kilogramm beim Lkw-Fahrwerk biete eine höhere Nutzlast und verbessere zugleich das Fahrverhalten. Zudem, so ZF, würden die neuen Komponenten der Zugmaschine zugleich mehr Bauraum schaffen. Damit sei der Weg bereitet für die Anwendung beispielsweise elektrischer Fahrzeugplattformen mit Batterie oder Brennstoffzelle.

Nachhaltige Fahrgastbeförderung

Für E-Busse hat der Zulieferer ein neues Dämpfungssystem entwickelt, das den öffentlichen Personennahverkehr zugleich umweltfreundlicher gestalten soll. Herausforderungen für Fahrdynamik und Komfort bei diesen Fahrzeugen ergäben sich daraus, dass die meist schweren Batterien oder Brennstoffzellen im Busdach untergebracht sind, damit bei möglichst niedriger Einstiegshöhe mehr Platz im Passagierraum bleibt. Damit verlagert sich aber der Schwerpunkt nach oben, ergibt ein im Vergleich mit dem Verbrennerantrieb eher ungewohntes Fahrverhalten und führt somit zu einem „grundlegenden Interessenkonflikt“.

Komfort für Busse in jeder Lage

Der elektrifizierte Bus verfügt demnach zwar über eine komfortable Dämpfung, jedoch auch einen relativ instabilen Aufbau. Das zeige sich auch daran, dass Brems- und Beschleunigungsbewegungen den Bus schnell zum „nicken“ bringen. „Das deckt sich dann aber gar nicht mehr mit den Erwartungen, die viele Passagiere an Komfort haben“, verdeutlicht der Experte die den Fahrgast irritierende Wirkung. Eine dem entgegenstehende „straffere“ Abstimmung der Dämpfung wiederum biete den Fahrgästen weniger Komfort. Dieses Problem soll nun das semi-aktive Dämpfungssystem „Continuous Damping Control“ (CDC) lösen, ein adaptives Dämpfungssystem, das sich innerhalb von Sekundenbruchteilen der jeweiligen Situation anpassen könne. Die schon bei Pkw, Lkw und Reisebussen bewährte Technik hat ZF nun auf E-Busse übertragen.

„Am Haken schweben“

Das System arbeitet mit einem modularen Sensorset, das die Bewegungen an verschiedenen Positionen im Bus erfasst und danach die Dämpfereinstellung ausrichtet. Die Informationen werden von einer Steuerungselektronik mit Software registriert und ausgewertet, die dann innerhalb von Millisekunden und „radindividuell“ den Ölfluss durch Dämpferventile regelt. Daraus resultiere neben mehr Komfort auch höhere Sicherheit in engen Kurven und bei Unebenheiten, heißt es. Als Referenzpunkt diene der elektronischen Dämpfungssteuerung der „virtuelle“ Himmel, beschreibt der Hersteller die Technologie. „Nach dem ‚Skyhook‘- Prinzip soll das Fahrzeug im übertragenen Sinn wie an einem Haken getragen über Unebenheiten hinwegschweben“. Für zukünftige Entwicklungen ist auch schon gesorgt: Das System ist laut ZF bereits an fortschrittliche Umgebungssensorik angebunden und mit digitalem Kartenmaterial, Cloud-Plattformen und entsprechender Infrastruktur vernetzt. Claudia Leistritz

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Artikel Leichter, flexibel und elektrisch
Seite 12 bis 15 | Rubrik FAHRZEUG UND TECHNIK