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Projektlaufzeit:
01.07.2012 - 31.12.2015
Antragsteller/in:
Prof. Dr. Bernd Johanning
Drittmittelgeber/Förderlinie:
BMBF-FH-Programme
Fakultät:
Ingenieurwissenschaften und Informatik
Fördersumme:
311.962 €
Projektzusammenfassung:

Die mobilen Arbeitsmaschinen sind heute durch ein vergleichsweise einfaches Fahrwerkskonzept gekennzeichnet. Zum Beispiel wird im Bereich der selbstfahrenden Erntemaschinen ausnahmslos eine starre Vorderachse mit gelenkter Hinterachse eingesetzt. Bei diesen Maschinen stand in den letzten Jahrzehnten die funktionale bzw. verfahrenstechnische Weiterentwicklung auf dem Feld, d. h. im Erntebetrieb, im Vordergrund. Der „On-Road-Betrieb“ wurde bisher nur untergeordnet behandelt. Das beschriebene Fahrwerkskonzept ist insbesondere in Kombination mit dem üblichen hohen Fahrzeuggesamtgewicht, einer extrem ungleichen Achslastverteilung und dem hohen Fahrzeugschwerpunkt für hohe Fahrgeschwindigkeiten auf der Straße gänzlich ungeeignet. Ziel des geplanten Vorhabens ist es, die Fahrdynamik von schnellfahrenden mobilen Arbeitsmaschinen zu verbessern. Konkret soll eine Wissensbasis erarbeitet werden, die zukünftig als Grundlage für die Entwicklung technischer Lösungen genutzt werden kann. In dem geplanten Vorhaben sollen am Beispiel eines Feldhäckslers auf der Basis einer IST-Standanalyse zur Fahrdynamik innovative Prinzipien im Bereich des Antriebstrangs und der Lenkung gefunden werden, mit denen sicher und komfortabel deutlich höhere Fahrgeschwindigkeiten erreicht werden können. Die Motivation für schnelles Fahren auf der Straße und damit für das geplante Vorhaben lässt sich aus dem Strukturwandel in der Landwirtschaft ableiten. Mit zunehmenden Hof-Feld-Entfernungen in Kombination mit den wirtschaftlichen Zwängen einer hohen Maschinenauslastung kommt den An- und Abfahrtszeiten eine immer größere Bedeutung zu. Hieraus entsteht nun ein Zielkonflikt zwischen den geforderten Fahrwerksanforderungen im Off-Road und im On-Road-Betrieb. Da die Grundkonzeption des Fahrwerks aufgrund der primären Verfahrensfunktion auf dem Feld unverändert bleiben muss, sind höhere Fahrgeschwindigkeiten auf der Straße nur durch intelligente aktive Zusatzkomponenten zu realisieren. Hier setzt das geplante Forschungsprojekt an, das das Verbesserungspotenzial bestehender Fahrwerke durch die Variation der freien Parameter (Lenkung und Antriebstrang) untersucht. Nach einer fahrdynamischen Ist-Bestandsaufnahme am Beispiel des Feldhäckslers wird ein Fahrzeugsimulationsmodell aufgebaut und mit Hilfe der Fahrversuche parametrisiert. Die gefundenen Lösungskonzepte werden in der Simulation überprüft. Danach erfolgt eine Auswahl eines oder mehrerer erfolgversprechender Konzepte, die dann als Prototyp aufgebaut und getestet werden. Erste Hypothesen für Lösungsansätze bestehen im Aufbau einer elektrohydraulischen Lenkung mit entsprechender Lenkassistenzfunktion oder einer gezielten Beeinflussung des Antriebstrangs z.B. über eine Variation der Raddrehzahl rechts/links. Das geplante Forschungsprojekt soll in enger Zusammenarbeit mit den beteiligten Unternehmen durchgeführt werden. Hierdurch ist der direkte Praxisbezug der Zielsetzung des Forschungsprojektes sowie eine anschließende Verwertung der Ergebnisse gesichert. Die Kooperationspartner beteiligen sich durch Ingenieurleistungen und Sachleistungen an dem Forschungsprojekt. Die bereits bestehende Zusammenarbeit mit den beteiligten Unternehmen und die unmittelbare räumliche Nähe zur Hochschule ermöglicht eine stetige und enge Verzahnung der Arbeiten. Die entwickelten Konzepte werden entsprechend den typischen Versuchs- und Einsatzbedingungen der beteiligten Unternehmen praxisgerecht getestet. Die Kooperation mit dem universitären Partner ermöglicht die wissenschaftliche Weiterqualifikation der Projektmitarbeiter in Form eines kooperativen Promotionsverfahrens.

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