Next Generation Car - Aktives Leichtbaufahrwerk

Innerhalb des NGC-Projekts wurde ein innovatives Fahrwerkskonzept entwickelt und zum Patent angemeldet. Das Fahrwerkskonzept für das urbane Fahrzeug UMV besteht dabei aus dem Verbund aus drei für sich hoch komplexen Strukturen und Modulen: Einem orbitalen Radmodul mit integriertem Antrieb, ein Zweiachsenlenkaktuator und einer radführenden Querblattfeder in Faserverbundbauweise, die den Großteil aller Fahrwerkslasten in die Karosseriestruktur einleitet.

Das Fahrwerk hat eine der wichtigsten Aufgaben im Fahrzeug, da es eine sichere und vorhersehbare Fahrt auf der Straße gewährleisten muss. Im Zuge des gestiegenen Komforts und der höheren Geschwindigkeiten in denen wir uns bewegen, wurden die Fahrwerkskonzepte immer komplexer und schwerer. Die Elektromobilität bietet nun die Möglichkeit, bestehende Denkweisen aufzubrechen und neue Wege auch in der Fahrwerksentwicklung zu gehen.

Ein Radnabenmotor bietet die Möglichkeit die Fahrzeugstruktur unabhängig vom Antrieb sicher zu gestalten. Bei der Integration des Elektromotors ins Felgenbett werden zusätzlicher Bauraum für die Fahrwerkskomponenten frei. Dazu wird eine Orbitallagerung (Umlauflager) in das Felgenbett verwendet. So ist es möglich, die Kräfte ohne Umwege in die Fahrzeugstruktur zu bringen, nahe des Radaufstandspunkts.

Wenn nun an einem Punkt alle Fahrwerkskräfte zusammenlaufen, kann mittels eines aktiven kardanischen Gelenks das Rad um zwei Achsen gedreht werden. Der Zweiachsenlenkaktuator führt somit nicht nur eine Richtungsänderung aus, sondern das Rad kann sich auch in die Kurve legen, um höhere Seitenführungskräfte aufzunehmen. Dies fördert die Stabilität und Sicherheit bei Kurvenfahrten oder Ausweichmanövern.

Die dritte zentrale Komponente des patentierten Fahrwerkskonzepts ist die radführende Querblattfeder aus Faserverbundkunststoff. Durch diese werden die Stahlfedern, Querlenker und der Stabilisator durch ein Bauteil ersetzt, was Gewicht und Kosten spart. Die Auslegung dieses zentralen Sicherheitsbauteils wird mittels eines teilautomatisierten Entwicklungsprozesses durchgeführt.

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Kontakt

Dr.-Ing. Gerhard Kopp

Abteilungsleitung
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Fahrzeugkonzepte
Fahrzeugarchitekturen und Leichtbaukonzepte
Pfaffenwaldring 38-40, Stuttgart