Titelbild Successstory Bremsfahrzeug

Bremsfahrzeug

Ein mobiler und flexibler Prüfstand für Agrarfahrzeuge

Im Auftrag unseres Kunden, einen führenden Hersteller in der Landtechnik, realisierten wir einen mobilen Prüfstand für Nutzfahrzeuge in der Landwirtschaft – das Bremsfahrzeug. Dieses Projekt zielte darauf ab, eine hochmoderne Lösung zu entwickeln, um präzise Messungen und Analysen im Bereich Fahrzeugakustik und -leistung, insbesondere für Traktoren, unter realitätsnahen Bedingungen zu schaffen. Erfahren Sie mehr über die Entwicklung, Herausforderungen und das einzigartige Ergebnis.

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Detailaufnahme des Bremsfahrzeugs

Im Überblick

Wir reisen zurück in das Jahr 2016. Die meisten Automobilhersteller arbeiten an der Entwicklung von selbstfahrenden Fahrzeugen und erste Testläufe erregen viel Aufmerksamkeit in Fachkreisen. Doch währenddessen ist die Landwirtschaft bereits einen Schritt weiter: Dort ist die Technologie des automatisierten Fahrens schon lange im Einsatz. Moderne Traktoren werden auf dem Feld von angeschlossenen Arbeitsgeräten gesteuert - der Fahrer überwacht lediglich den Arbeitsablauf.

In einer gängigen mobilen Systemarchitektur einer Arbeitsmaschine interagieren etwa 30 Steuergeräte mit verschiedenen Bedienterminals sowie über 100 Sensoren und Aktoren, die auf 7 separaten Feldbussen verteilt sind. Dies erfordert insgesamt über 3.000 Meter Kabel, die mehr als 100 kg wiegen.

Die Reduzierung dieser Kabelanzahl bietet erhebliche Vorteile in Bezug auf Produktionseffizienz, Zuverlässigkeit, Wartungsaufwand und Energieverbrauch. Im Auftrag eines führenden Herstellers in der Landtechnik wurde ein spezialisiertes Bremsfahrzeug entwickelt, das neue Maßstäbe in der Fahrzeugerprobung und - entwicklung setzt.

Die Reduzierung dieser Kabelanzahl bietet erhebliche Vorteile in Bezug auf Produktionseffizienz, Zuverlässigkeit, Wartungsaufwand und Energieverbrauch. Im Auftrag eines führenden Herstellers in der Landtechnik wurde ein spezialisiertes Bremsfahrzeug entwickelt, das neue Maßstäbe in der Fahrzeugerprobung und - entwicklung setzt.

Ausgangslage: Revolution für die Traktorentestung

Die Notwendigkeit für das Bremsfahrzeug entstand aus dem Bedarf, Traktoren und andere Nutzfahrzeuge unter nahezu realen Bedingungen testen zu können, ohne dabei auf stationäre Prüfstände angewiesen zu sein. Der Landtechnik-Hersteller, für den dieses Projekt umgesetzt wurde, benötigte ein Werkzeug, das die Möglichkeit von präzisen Leistungs- und Akustikmessungen bietet und dabei hilft, zukünftige Fahrzeuge hinsichtlich Effizienz, Sicherheit und Umweltverträglichkeit zu optimieren.

Die Herausforderungen waren vielfältig: Ziel war es, ein individuelles System zu entwickeln, das eine stufenlose und fein dosierbare Einstellung des Zugwiderstands ermöglicht, um eine Vielzahl an Messdaten gewinnen zu können. Gleichzeitig musste das System mobil und flexibel einsetzbar sein, um Tests in verschiedenen Umgebungen und unter teils herausfordernden Umweltbedingungen durchführen zu können. Die Lösung sollte nicht nur technisch fortschrittlich, sondern auch im Hinblick auf Sicherheits- und Umweltstandards vorbildlich sein.

Mit diesen Anforderungen im Blick entwickelte enders das Bremsfahrzeug als einen mobilen Prüfstand, der speziell für Leistungsmessungen an Traktoren konzipiert wurde. Dieses innovative System sollte die Möglichkeit bieten, die Fahrzeuge unter Bremslast zu testen und dabei wichtige Daten vor allem zur Leistung und zur Akustik sammeln zu können.

Projektstart und Umsetzung

  • Anforderungsdefinition und Entwicklung von Lösungsansätzen: Zu Beginn erfolgte eine gründliche Abstimmung der Erwartungen des Kunden. Funktionalen und nicht-funktionale Anforderungen wurden identifiziert und priorisiert, um eine klare Richtlinie für das Projekt zu schaffen.
  • Projektplan: Anschließend wurde eine umfassende Kalkulation hinsichtlich Entwicklungsaufwände, Ressourcen, Zuständigkeiten, Risiken und Kosten erstellt um Klarheit und ein gleiches Verständnis zu schaffen. Parallel dazu wurde eine Terminschiene festgelegt, die Meilensteine für den Entwicklungsprozess definiert.
  • Komponentenrecherche: Um einen ersten Überblick über am Markt verfügbare und brauchbare Komponenten gewinnen zu können, startete man mit einer ersten groben Recherche und der Identifizierung geeigneter Lieferanten. Diese Phase war entscheidend, um sicherzustellen, dass die benötigten Komponenten rechtzeitig verfügbar waren, den Anforderungen entsprachen und eine Einschätzung zu den Materialkosten erlangt werden konnte.
  • Konzeption, Spezifikation und Entwicklung: Das Projekt zur Entwicklung des Bremsfahrzeugs folgte einem strukturierten Ablauf, beginnend mit einer Spezifikation und Konzeption, um die Funktionsweisen, Rahmenbedingungen und das Design des Fahrzeugs zu definieren. Auf Basis dieser Vorentwicklungsphase konnte mit der mechanischen Konstruktion sowie der Erstellung von Schaltplänen für die elektrische Verkabelung gestartet werden. Vor allem die Softwareentwicklung spielte eine zentrale Rolle, um das Bremsfahrzeug zu betreiben und die Bremse zu regeln, einschließlich der Implementierung von Funktionen für das Datalogging zur Überwachung der Leistung.
  • Montage des Bremsfahrzeugs: Nach gemeinsamer Entscheidung und Auswahl der finalen Zulieferer erfolgte die Montage des mobilen Prüfstands bei der enders GmbH. Zudem wurden EMV-Prüfungen extern durchgeführt, um die elektromagnetische Verträglichkeit des Bremsfahrzeugs zu gewährleisten.
  • Inbetriebnahme: Nach Abschluss der Entwicklung und Montage wurde das Bremsfahrzeug beim Kunden vor Ort in Betrieb genommen, wobei nochmals alle Funktionen und Systeme ausgiebig getestet wurden. Diese Tests umfassten Leistungsmessungen und Geräuschmessungen unter verschiedenen Bedingungen, um die Zuverlässigkeit und Genauigkeit des Systems zu validieren.

Während der Entwicklung des Bremsfahrzeugs wurde die strikte Einhaltung von Sicherheitsanforderungen, welche in der Maschinenrichtlinie festgelegt sind, berücksichtigt. Diese Richtlinien sind entscheidend, um die Sicherheit sowohl des Bedienpersonals als auch der Umgebung während der Testphasen zu gewährleisten. Eine Straßenzulassung war für den mobilen Teststand nicht zwingend erforderlich und wurde daher vom Kunden nicht weiter verfolgt.

Durch eine enge Zusammenarbeit aller beteiligten Parteien sowie eine strikte Einhaltung von Qualitätsstandards und Zeitplänen wurde das Projekt erfolgreich abgeschlossen und das Bremsfahrzeug wurde gemäß den Anforderungen des Kunden realisiert.

Innovative Funktionsweise und präzise Steuerung

Das Bremsfahrzeug ist als Tandemanhänger ausgeführt und bietet die Möglichkeit, den Zugwiderstand des Anhängers mithilfe einer Wirbelstrombremse stufenlos und präzise einzustellen. Durch das kontrollierte Bremsen des Zugfahrzeugs können umfangreiche Messdaten gewonnen werden, die wichtige Einblicke in das Fahrverhalten und die Leistung liefern. Auf Grundlage dieser Daten kann der Kunde Optimierungen und Weiterentwicklungen an zukünftigen Nutzfahrzeugen vornehmen.

Der Funktionsmechanismus des Bremsfahrzeugs ist wie folgt: Beim Ziehen des Anhängers erzeugen die vier Räder der Tandemachse ein Drehmoment. Dieses Drehmoment wird durch ein Getriebe geleitet, das die Drehzahl an die Wirbelstrombremse anpasst, um sie im optimalen Betriebsbereich zu halten. Über eine Kardanwelle gelangt das Drehmoment dann in die Wirbelstrombremse. Durch die präzise Ansteuerung der Wirbelstrombremse kann stufenlos bis zu 500 kW Bremsleistung erzeugt werden, um den Zugwiderstand des Anhängers zu regulieren. Im Unterschied zu vorherigen Prüfständen, bei denen die Bremskraft manuell eingestellt werden musste, ermöglicht die automatische, stufenlose Regelung der Bremskraft nun die Echtzeit- Simulation des Verhaltens von Landfahrzeugen. Darüber hinaus ist in der Zugdeichsel eine Kraftmessdose integriert, die die Zugleistung des Fahrzeugs während des Betriebs misst. Diese Funktionalität ermöglicht eine genaue Überwachung der Zugleistung und bietet wertvolle Daten für die Fahrzeugentwicklung und - optimierung.

Detailaufnahme des Bremsfahrzeuges

Das Bremsfahrzeug als erfolreiche Testlösung

Das Endergebnis des Projekts war ein hochfunktionales und technologisch fortschrittliches Bremsfahrzeug, das die spezifischen Anforderungen des Landtechnik-Herstellers vollständig erfüllte. Ein besonderes Augenmerk wurde sowohl auf das Design als auch auf die Auswahl der Komponenten gelegt, um sicherzustellen, dass mögliche Einflussfaktoren auf nachfolgende Akustikmessungen so gering wie möglich gehalten werden.

Der mobile Prüfstand zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, präzise Messungen der Leistung und Geräuschkulisse unter nahezu realen Bedingungen durchzuführen. Darüber hinaus gibt es Potenzial für weitere Anwendungen dieses Systems in anderen Bereichen und Branchen. Die Flexibilität und Mobilität macht das Bremsfahrzeug zu einem wertvollen Werkzeug für eine Vielzahl von Fahrzeugtests, nicht nur in der Landtechnik, sondern auch in anderen Sektoren, die ähnliche Anforderungen an Test und Prüfabläufe stellen.

Dieses Projekt demonstriert neben technischer Expertise, auch die Fähigkeit, ganzheitliche Projekte durch enders als Entwicklungsdienstleister umsetzen zu lassen.

Der mobile Prüfstand zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, präzise Messungen der Leistung und Geräuschkulisse unter nahezu realen Bedingungen durchzuführen. Darüber hinaus gibt es Potenzial für weitere Anwendungen dieses Systems in anderen Bereichen und Branchen. Die Flexibilität und Mobilität macht das Bremsfahrzeug zu einem wertvollen Werkzeug für eine Vielzahl von Fahrzeugtests, nicht nur in der Landtechnik, sondern auch in anderen Sektoren, die ähnliche Anforderungen an Test und Prüfabläufe stellen.

Dieses Projekt demonstriert neben technischer Expertise, auch die Fähigkeit, ganzheitliche Projekte durch enders als Entwicklungsdienstleister umsetzen zu lassen.

Entwicklungsteam der enders GmbH vor dem fertigem Bremsfahrzeug

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