Konzeptionierung und Konstruktion von Handbremse und Bremssätteln

Problemstellung

Im Hinblick auf das Zulassungsverfahren des proTRon EVOLUTION als Fahrzeug der Klasse M1 gilt es, die gesetzlichen Vorgaben zu erfüllen und technische Lösungen für diese zu finden. Ein Schritt auf diesem Weg ist die Konzeptionierung und Konstruktion eines entsprechenden Feststellbremssystems. Ziel dabei ist es, ein Konzept für die Feststellbremse zu entwickeln, welches gleichermaßen die gestellten Anforderungen des Gesetzgebers erfüllt und dennoch die Grundprinzipien des Fahrzeugs berücksichtigt. Als Beispiel sei hier der konsequente Leichtbau zu nennen, welcher in jeder noch so kleinen Komponenten am Fahrzeug Anwendung findet.

Methode

In einem ausführlichen Benchmark verschaffte sich die Projektgruppe grundlegendes Wissen über Bremssysteme heutiger Fahrzeuge und die Anforderungen an diese. Im engen Austausch mit der Teamleitung wurden neue Ideen und Zielvorgaben häufig in Form von Brainstorming erarbeitet. Besonders in der Konzeptphase des Projektes fanden im  Rahmen der methodischen Konstruktion diverse Methoden Anwendung. Als Beispiel seien der morphologische Kasten und die gewichtete Punktebewertung genannt. Zur Ausarbeitung des Konzepts wurde das 3D-Modell eines Bremssattels im Reverse Engineering erstellt sowie auftretende Spannungen und Verformungen in der Anbindung des Bremssystems mittels der Finiten-Elemente-Methode analysiert und bewertet.

Ergebnis

Aus Basis des Projektes ist die Umsetzung des Feststellbremssystems über einen separaten, rein mechanisch betätigten Bremssattel an der Vorderachse geplant. Durch die gemeinsame Applikation des leichten Feststellsattels und des Betriebsbremssattels auf einer Bremsscheibe kann im Vergleich zur separaten Lösung der beiden Bremssysteme ein Großteil an Gewicht eingespart werden. Das konzipierte Feststellbremssystem erweitert das in Vorgängerprojekten entwickelte  Bremssystem des proTRon EVOLUTION und bietet viel Potenzial für Folgeprojekte. Neben der finalen Umsetzung des Konzepts im ersten Schritt stellt auch die Erprobung des neuen Feststellbremssystems eine spannende Aufgabe für die Zukunft dar.

Das erarbeitete Konzept zum Feststellbremssystem realisiert die Betätigung über einen Bremshebel in der Fahrgastzelle. Die Krafteinleitung wird über einen Bowdenzug an den rein mechanischen Bremssattel übertragen.
Das 3D-Modell des Bremssattels wurde im Sinne des Reverse Engineering erstellt. Mittels eines taktilen Messarms wurden einzelne Punkte auf der Oberfläche des Sattels aufgenommen und im Nachgang zu einem vollständigen 3D-Modell erweitert.
Die digitale Referenz der linken Vorderachse des proTRon EVOLUTION. Die Integration des Feststellsattels (oben rechts) ist analog zu der des Betriebsbremssattels (links, gelb) geplant. Die durch die Bremsung hervorgerufenen Kräfte am Sattel sollen in Zukunft über weitere Stege am Radträger abgestützt werden.
Eine vereinfachte FEM-Analyse zeigt an einem Konzept zur Anbindung des neuen Bremssattels, dass die auftretenden Verformungen und Spannungen ohne Probleme über den Radträger abgeleitet werden können. Dies gilt es in Folgeprojekten weiter auszuarbeiten.
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