Elektromobilität Leichtbau-Schwerlastrad mit Transportkiste aus Flachsfaser-Kunststoff

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Akkubetriebene Lastenräder sollen den Lieferverkehr in den Städten emissionsfrei machen. Stuttgarter Forscher und Radkutsche haben das Lastenrad nun noch nachhaltiger gemacht.

Das Projekt „CoaLa“ (Biobasiertes Containersystem adaptiert an ein neues, fahrerunterstützendes Lastenrad für den Lieferverkehr auf der letzten Meile), bei dem sich ein Team der Universität Stuttgart und das Unternehmen Radkutsche beteiligen, hat das Ziel, den innerstädtischen Lieferverkehr nachhaltiger zu machen. Bei Radkutsche wurde dafür ein System entwickelt, bei dem Container mit der Grundfläche einer Europalette an zentraler Stelle deponiert und mit einem eigens entwickelten Fahrrad ausgefahren werden können. Nach dem Verteilen der Ladung werden die leeren Container zum Depot zurück geradelt. Dort wird der Akku aufgeladen, während mit dem Rad der nächste Container ausgeliefert wird, wie die Beteiligten erklären. Doch die Konstruktion des Containers ist etwas Besonderes.

Neuer Bio-Composites-Fertigungsprozess war nötig

Am Institut für Flugzeugbau (IFB) der Universität Stuttgart arbeitete man im Zuge dessen daran, möglichst nachhaltige Materialien zu verwenden und auch den Fertigungsprozessen für die Container in diesem Sinne anzupassen. Besonders wichtig war es demnach, einen möglichst hohen Anteil nachwachsender Rohstoffe bei gleichzeitig geringem Gewicht zu erreichen. Deshalb fiel die Wahl auf Flachsfasern, die als Verstärkungsfasern mit einem biobasierten Kunststoff als Matrix kombiniert wurden. Damit lassen sich ähnliche mechanische Eigenschaften wie mit glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) erreichen, wie die Experten betonen.

Doch im Vergleich zu herkömmlichen Verstärkungsfasern wie Glas- oder Carbonfasern gibt es bei Naturfasern einiges zu beachten. So etwa das Quellverhalten durch Feuchtigkeit. Das könne bei der Fertigung zu Problemen wie der Bildung von Poren oder einem zu hohen Kunststoffanteil führen, wie es weiter heißt. Zudem falle bei der üblichen Herstellung von Faserverbundkunststoffen (FVK) relativ viel Restmaterial an. Deshalb entwickelte man am IFB einen neuen Fertigungsprozess, der die Herstellung des Flachsfaser-Kunststoff-Verbundes mit höherer Qualität, einfacherer Anlagentechnik und einer deutlich reduzierten Abfallmenge erlaubt.

Um das volle Leichtbaupotenzial auszunutzen, wurde für den Container ein Sandwichmaterial entwickelt, für das die Forscher verschiedenste Kernwerkstoffe wie Pappwaben, Kork, Balsa- oder Paulowniaholz in Kombination mit dem flachsfaserverstärkten, biobasierten Kunststoff untersuchten.

Basierend auf den Ergebnissen zu den optimalen Prozessparametern und Materialkombinationen fertigten das IFB und Radkutsche dann einen Wechselcontainer aus dem biobasierten Verbundkunststoff. Es habe sich gezeigt, dass das neue Fertigungsverfahren auch für größere Bauteile und kleine Serien geeignet sei. Zukünftig will man den Fertigungsprozess so weiterentwickeln, dass gar keine Abfälle mehr anfallen und das Harzsystem soll einmal zu 100 Prozent aus pflanzlichen Rohstoffen bestehen.

Biobasierter Lastenradcontainer mit E-Power

In den Container wurden das von Radkutsche im Projekt entwickelte Energiekonzept und die Anbindungspunkte zum Lastenrad integriert. Dadurch, dass der Akku in den Container integriert ist, wird das Lastenrad beim Beladen mit einem neuen Container gleichzeitig mit einem vollen Akku versorgt, so Radkutsche zu den Vorteilen dieses Konzepts. Ein zusätzliches Solarmodul auf dem Container erhöht außerdem die Reichweite und sorgt für eine autarke Aufladung abseits von Steckdose & Co., während der Container auf seinen nächsten Einsatz wartet. Dabei sei das Lastenfahrrad so konstruiert, dass der Container ohne zusätzliche Hilfe gewechselt werden könne, wodurch das System besonders flexibel sei.

Das Projekt CoaLa wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) mit 360.000 Euro gefördert. Die Laufzeit betrug zweieinhalb Jahre.

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