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Neues Leichtbaukonzept für tonnenschwere Landmaschinen

Neues Leichtbaukonzept für tonnenschwere Landmaschinen

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Bundeswirtschaftsministerium bewilligt das Vorhaben AGRILIGHT von Leibniz Universität Hannover und TU Clausthal

Leichtbau für starke, tonnenschwere Maschinen: Das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover (LUH) will in Kooperation mit der Technischen Universität Clausthal (Institut für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik) sowie Industriepartnern den Feldhäcksler BiG X in ein innovatives Leichtbaukonzept überführen. Das Projekt AGRILIGHT wird mit 1,8 Millionen Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.

In den vergangenen Jahrzehnten ist die Leistungsfähigkeit landwirtschaftlicher Erntemaschinen stark gestiegen. Größere Feldabschnitte werden durch größere und schwerere Maschinen in einem Arbeitsgang bearbeitet. Das gestiegene Gewicht bringt die Hersteller jedoch an die Grenzen der straßenverkehrsrechtlichen Zulässigkeit. Zudem sehen sich Anwenderinnen und Anwender durch die schweren Maschinen mit einer stärkeren Bodenverdichtung auf den Agrarflächen konfrontiert.

Im Projekt AGRILIGHT sollen Leichtbautechnologien zu einem niedrigeren Gesamtgewicht des BiG X beitragen und so den Konflikt auflösen, indem der ein-tonnenschwere Hauptrahmen des Feldhäckslers in ein Leichtbaukonzept überführt wird. "Wir versprechen uns davon eine signifikante Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und damit eine Verminderung von schädlichen Treibhausgasen", erläutert Dr.-Ing. Carsten Schmidt, Leiter der Forschungskooperation am CFK Nord in Stade, einer Außenstelle des Instituts für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der LUH.

Die Projektpartner wollen in dem jüngst gestarteten Verbundvorhaben zunächst das Strukturkonzept des schweren Hauptrahmens sowie anliegender Funktionseinheiten analysieren und grundlegend in einen faserverbundgerechten, funktionsorientierten Leichtbau-Strukturentwurf aus Glasfaser- und Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen neu aufbauen. "Die besondere Herausforderung wird die Vielzahl an unterschiedlichen Fügestellen sein, deren beanspruchungsgerechte Überführung in das neue Leichtbaukonzept unter Berücksichtigung der verschiedenen neuen Werkstoffe und deren zum Teil grundlegend unterschiedlichen, mechanischen, elektrischen und chemischen Materialeigenschaften erfolgen muss", sagt Projektleiter Carsten Schmidt.

Da bestehende form-, kraft- und stoffschlüssige Fügemethoden beibehalten werden sollen, erhält die Faserverbundstruktur in den Anbindungsbereichen einen hybriden Strukturaufbau. Faserverbunde verlangen andere Fertigungsverfahren, bieten damit aber auch neue Formgebungsmöglichkeiten, wie zum Beispiel aus der Luftfahrt bekannt.

Letztendlich wird sich das neue Leichtbau-Rahmenkonzept in einem praxisnahen Validierungsexperiment behaupten müssen. Der Prüfstand der Future Lab GmbH der Firma Krone bietet die Möglichkeit, Rahmenstrukturen landwirtschaftlicher Maschinen unter praxisnahen Belastungen des realen Einsatzes zu simulieren, ohne eine komplette Maschine aufzubauen. Aus den hier gewonnenen Testergebnissen wollen die Projektpartner fundierte Aussagen über eine mögliche Serientauglichkeit des Leichtbaurahmens ableiten. "Sollte es uns gelingen, den Rahmen mittels neuer Verbundstoffe und neuer Formgebung deutlich leichter zu gestalten, wäre dies ein wegweisender Schritt für die gesamte Landtechnikbranche", erläutert Peter Weiss, Bereichsleiter Konstruktion und Entwicklung "Selbstfahrtechnik" bei der Maschinenfabrik Bernard Krone GmbH

Neben dem Landmaschinenhersteller Krone ist als Industriepartner die M+D Composites Technology GmbH an dem Projekt beteiligt.

Hinweis an die Redaktion
Für weitere Informationen steht Ihnen Gerold Kuiper, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen, unter 0511 762 18325 oder per Mail unter kuiper@ifw.uni-hannover.de gern zur Verfügung.