Das Bertrandt-Dreiradfahrzeug

Diplomanden entwickeln umweltschonende Mobilität Themen wie Klima- und Umweltschutz sind präsent wie lange nicht mehr. Auch die Automobilindustrie soll durch emissionsarme Fahrzeuge zur Senkung des CO -Ausstoßes  beitragen. Engineering-Partner Bertrandt entwickelte auf Basis von Diplomarbeiten ein kostengünstiges Stadtfahrzeug, das individuelle Mobilität und schonenden Ressourceneinsatz in sich vereint. Ausgangsgedanke und Ziel Bereits 2004 hat sich Bertrandt unter der Federführung von Dipl.-Ing. (FH) Torsten Einicke aus dem Fachbereich Rohbau überlegt, wie ein Fahrzeug aussehen könnte, das Eigenschaften wie einen geringen Kaufpreis, niedrigen Verbrauch und eine ausreichende Mobilität in sich vereint. Ziel war es, ein komplettes Fahrzeug zu entwickeln und das gesamte Leistungsspektrum von Bertrandt auszuschöpfen, ähnlich wie bereits beim Bertrandt Competence Car und dem smart  crossblade, bei dem Bertrandt als Generalentwickler agierte. Gleichzeitig sollte dieses Projekt junge Mitarbeiter fördern. So wurde die Konzeptentwicklung einzelner Fahrzeugbereiche wie Rohbau, Antrieb und Fahrwerk auf Basis von Diplomarbeiten durchgeführt. Der Ausgangsgedanke war folgender: Laut einer Studie sind 80 Prozent der täglichen Arbeitspendler allein im Auto unterwegs. Für den Alltagsgebrauch ist deswegen ein zweisitziges Fahrzeug mit akzeptablem Gepäckvolumen völlig ausreichend. So fiel die Entscheidung zugunsten eines Dreiradfahrzeuges. Ein Dreiradfahrzeug ist die klassische Mischung aus Motorrad und Pkw. Es vereint Komfort und Sicherheit eines Pkws mit Gewicht, Verkehrsraumbedarf und Preis eines Motorrades. Das Fahrzeugkonzept Das Konzept „Bertrandt-Dreiradfahrzeug“ gründet auf einem kostengünstigen Stadtfahrzeug, das individuelle Mobilität und Sicherheit zu einem geringen Preis ermöglichen soll. In Tandem- Sitzanordnung soll es zwei Personen ausreichend Platz und Stauraum für Gepäck bieten. Durch die hintereinander angelegte Sitzordnung wird die Stirnläche der Karosserie minimiert und infolge der Kraftstoffverbrauch verringert. Das Fahrzeug verfügt über eine gelenkte Vorderachse und ein Hinterrad, das von einem im Heck sitzenden Motor angetrieben wird. Neigetechnik wird nicht integriert. Insgesamt wird eine Leermasse von maximal 800 kg angestrebt. Darüber hinaus wird das Dreirad einen geschlossenen Karosserieaufbau besitzen. Eine Tür ist auf der linken Fahrzeugseite angedacht. Der Kofferraum befindet sich konventionell im Heck und weist mit maximal 200 Liter das Koffer raumvolumen eines Kleinwagens auf. Der Unterboden soll in Sandwichbauweise ausgelegt werden, um diverse Komponenten unterzubringen, wie beispielsweise den Tank. Um einen attraktiven Kaufpreis realisieren zu können, ist es geplant, eine hohe Anzahl von Gleichteilen aus vergleichbaren Kleinstwagen in das Fahrzeug zu implementieren. Zudem soll jede Komponente im Fahrzeug hinsichtlich der Kosten betrachtet und gegebenenfalls optimiert werden. Auf dieser Basis wurde im ersten Entwicklungsschritt – der Diplomarbeit von Michael Stockmann, heute als Ingenieur im Dimensional Management bei Bertrandt tätig – das Maßkonzept und Package dieses Fahrzeugs definiert. Vorausgegangen war eine eingehende Benchmarkanalyse und Untersuchung aller nötigen gesetzlichen Vorschriften (EG/EWG-Richtlinie), um ein Dreiradfahrzeug in Europa mit einer Stückzahl von 10.000 pro Jahr zuzulassen. Dabei sollte das Dreiradfahrzeug, über diese Vorschriften hinaus, die Sicherheitsanforderungen eines Pkw erfüllen. Die angestrebte Höchstgeschwindigkeit liegt bei 130 km/h. Nach der ersten Auslegung des Insassen- und Fahrzeugpackages, bei der ebenfalls der Komfort eines Mittelklasse-Pkws erreicht werden sollte, wurden erste Designentwürfe erstellt. Der Antrieb Im Januar 2006 wurde das Projekt durch zwei weitere angehende Diplomingenieure, Christian Schramm und Michael Johne, fortgeführt. Unter Beachtung aller Vorgaben erstellten sie das Rohbau- und Antriebskonzept. Thema der Diplomarbeit von Christian Schramm war das Dreiradfahrzeug. Seinem Konzept lag eine Benchmarkanalyse zugrunde, die den derzeitigen Stand der Antriebstechnik aufzeigte und abwog, ob ein Einsatz im Dreiradfahrzeug unter Berücksichtigung von Kosten, Gewicht, niedrigem Kraftstoffverbrauch sowie einer ausreichenden Leistung und Erfüllung der gesetzlichen Abgasvorschriften für Pkw-Fahrzeuge sinnvoll ist. Die Untersuchung ergab, dass die Kombination eines kompakten Benzinmotors mit einem Fünfganghandschaltgetriebe die Anforderungen des Bertrandt-Dreiradfahrzeugs am Besten erfüllt. Die Wahl fiel auf den MPE 750 von Weber Motor mit Sitz in Markdorf am Bodensee. Der Motor ist ein Zweizylinder-Reihenmotor mit 750 cm³ Hubraum und stellt in der gewählten Version bei einer Masse von 44 kg mit 44 kW ausreichend Leistung zur Verfügung. Dieses Aggregat wird derzeit beispielsweise in Snowmobilen oder Tender (Boote) verbaut sowie für Konzeptfahrzeuge genutzt. Der Motor wird mit einer Einscheiben-Trockenkupplung und einem 5-Gang-Schaltgetriebe kombiniert. Das Getriebe wurde modifiziert, da die Antriebskraft auf das Hinterrad über eine Kette übertragen werden wird. Zudem musste die Verbindung des Getriebes zum Motor angepasst werden. Die Motor-Getriebe-Einheit wurde dann in das bestehende Packagemodell eingefügt. Anschließend konnten die Schnittstellen für den Rohbau definiert werden. Die kooperative Zusammenarbeit mit der Weber Motor AG ermöglichte es, dass Informationen und CAD-Daten zur weiteren Bearbeitung des Projektes zu Verfügung stehen. Der Rohbau Bei der Erstellung des Rohbaukonzeptes wurden zunächst geeignete Werkstoffe sowie Fertigungsverfahren, Kosten, Masse und die Anforderungen hinsichtlich geltender Crashnormen untersucht. Mit diesem Wissen wurde anschließend ein Strukturmodell der Fahrgastzelle erarbeitet sowie eine detaillierte fertigungstechnische Betrachtung der Baugruppe Seitenwand durchgeführt. Eine technisch-wirtschaftliche Bewertung verschiedener Werkstoffe für die Beplankungsteile folgte. Auf Grund des Ergebnisses wird ein Stahlverbundwerkstoff favorisiert. Das erstellte Konzept zeigt Möglichkeiten auf, einen Stahlrohbau kostengünstig in der Kleinserienherstellung zu realisieren. Dies wird durch die geringe Bauteilanzahl und erprobte Herstellungs- und Fügeverfahren verwirklicht. Die Bauteilreduzierung wird durch den Einsatz eines tragenden Verstärkungsrohrs im Dachrahmen sowie die intensive Nutzung von Strukturklebern und -schäumen ermöglicht. Fazit und Ausblick Die Entwicklung des Bertrandt-Dreiradfahrzeuges wird derzeit in weiteren Studien- und Diplomarbeiten fortgeführt. Als nächstes wird die Fahrwerkstruktur erstellt und das Rohbaukonzept detailliert. Nach Beendigung der Konzeptphase soll die Detailkonstruktion folgen. Es ist geplant, anschließend ein Messefahrzeug aufzubauen. Michael Stockmann, Ehningen