TWIKE 5 frame onprocess

TWIKE 5 Rahmen

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Das erste Muster eines TWIKE 5 Rahmens wurde in den letzten Tagen aufgebaut. Die Einzelteile der Blechschalenkonstruktion wurden zunächst mit Schrauben gefügt und bieten so Gelegenheit für eine abschließende Optimierung. In der Serie werden die Aluminiumblechschalen flächig verklebt, welches die Festigkeit der Gesamtkonstruktion gegenüber einer rein geschraubten Ausführung nochmals deutlich erhöhen wird. Umso mehr beeindruckt die bereits jetzt spürbare Steifigkeit, auch unter Berücksichtigung des niedrigen Gewichts der aktuell etwa 52 kg schweren Baugruppe.

Dabei ist der Rahmen nur die Antwort auf die an ihm montierten Teile und der durch sie einwirkenden Kräfte. Er trägt und schützt im Innenraum die Passagiere und deren Gepäck. Er übernimmt die von den Lenkern des Fahrwerks her eingeleiteten Kräfte und führt die Lasten des Gewichts zu den Lagerstellen der Federbeine. Der Heckantrieb schiebt über die hinteren Längslenker die Beschleunigungskräfte in den Rahmen. Im Bremsfall oder bei Rekuperation zieht er gleichsam an den Längslenkern. Im Unterschied zum reinen Bremsfall überlagert sich bei der Rekuperation das über die Lagerung des Antriebs eingebrachte Motorbremsmoment. Im Falle eines Unfalls deformieren sich bewusst Strukturbauteile und bauen so definiert Crashenergie ab. Dass die Batterie als zusätzlicher Sandwich komplett zwischen den Längsträgern der Karosserie angebunden werden konnte, reduziert nicht nur die Höhe des Schwerpunktes, sondern erhöht auch deutlich die Biege- und Torsionssteifigkeit des Rahmens.

Neben der Struktursteifigkeit erfüllt die gewählte Schalenbauweise in Aluminiumblech dabei weitere geforderte Eigenschaften hinsichtlich eines hohen Leichtbaugrades, exzellenter Recyclingfähigkeit am Ende des Gebrauchs als auch initial niedriger Investitionskosten für Werkzeuge. Aluminiumbleche und darin notwendige Bohrungen werden hochpräzise auf Maß gelasert, mit hohem Automatisierungsgrad gekantet und anschließend in Haltewerkzeugen fixiert, verklebt und vernietet. Der Niet stellt dabei die Passgenauigkeit der Fügung sicher und hält die Klebefläche während der Aushärtung in der gewünschten Lage.

Entwicklungstechnisch vorteilhaft wirkt sich aus, dass ohne Anpassung eines Werkzeugs lokale Steifigkeitserhöhungen mit z.B. Anpassen der Blechdicke erreicht werden kann. Ob und an welchen Stellen dies nötig sein wird, werden die Erfahrungen des weiteren Aufbaus und die Rückmeldung aus der Fahrerprobung zeigen. Über den weiteren Aufbau berichten wir mehr in einem folgenden Beitrag.

TWIKE 5 Rahmenaufbau in der Werkstatt
vor 2 Monaten

21 Comments

  1. Servus! Ich war vor Jahren bei Euch in der Firma zu Besuch; damals lautete das Rahmenkonzept noch Alu mit CFK, letzteres ausgerechnet hinten, wo das Antriebsmodul angeschraubt wird. Damals hab ich Zweifel an der Dauerfestigkeit geäußert; Achtung: das ist jetzt keine Besserwisserei!!!
    Es freut mich daß ihr jetzt auf die robuste Lösung umgeschwenkt seid. Alu geklebt ist nicht eifach, weil´s da auch Fallstricke mit der Oberflächenvorbereitung gibt; aber Lotus konnte es schon beider Elise, und Großserienhersteller bauen sowas auch. Das wird funktionieren!
    Hoffentlich klappt’s auch mit den Batterien, es gab ja neulich die Meldung daß Euch der Lieferant hängen läßt. Alles Gute!

    1. Die Antriebseinheit wollten wir eigentlich nie an Faserverbund anhängen und entschuldige, wenn das missverständlich ausgedrückt wurde. Faserverbund ziehen wir in Erwägung an Stellen mit hoher Anforderungen an Design und gleichzeitig Struktur und Leichtbau. Betroffen sind daher eher Sichtflächen, aus Gründen eines gefordert niedrigen Schwerpunktes, im oberen Fahrzeugbereich. Danke für die Hinweise zur Obacht bei der Klebung. Diese beachten wir. Bei der Batterie fand sich übrigens eine Alternative welche sogar noch technisch robuster ist und höhere Kapazität aufweisen wird. Die umgestaltete Batteriebox trägt nach Anpassung sogar noch besser zur Steifigkeit des Rahmens bei.

      1. p.s.
        Wenn der Rahmen ja dank des Batterieboxbodensandwich inkl. Batterie ja jetzt steifer wird, könnte man (Achtung jetzt kommt wieder mein Lieblingsthema Anhängerkupplung) evtl noch einmal auf die Auflastgrenze der AHK bei den Fahrversuchen blicken.
        Rechnung:
        Träger 10kg (Uebler) 2 Pedelec ohne Akku 30kg (eher etwas mehr) gibt 40 kg (das wäre traumhaft) notfalls auch 30kg dann müsste halt eins ins Fahrzeug.

        mfg Olaf

        1. Die Steifigkeit der Batteriebox hat keinen nennenswerten Einfluss auf die Höhe der Aufliegelast der Anhängekupplung. Schwere E-Bikes und derer sogar 2 empfehlen wir ggf. hinter dem Fahrzeug auf einem kleinen Sportanhänger zu transportieren.

  2. Super, es geht jetzt richtig los….
    nicht daß die TWIKE-er davor nichts getan hätten aber so ein Bauteil – Rahmen ist schon etwas handfestes.

  3. Hallo Twike,
    ich bin gespannt wie der Testrahmen komplett aussehen wird. Wir konnten ja schon in einem Video, vor einem Jahr, einen Rahmen bzw. das Fahrwerk sehen. Wann soll den der Rahmen mit Fahrwerk fertig sein? Wo wird den das Fahrzeug am Ende montiert? Persönlich stelle ich mir die technischen Voraussetzung wie das kleben von Alu als nicht einfach vor. Wird es wieder ein Video geben bei dem dann das Fahrzeug ohne Anbauteile vorgestellt wird?
    let´s Twike
    Mic1999

    1. Ja, einen relativ guten Stand des Rahmens gab es bereits vor einem Jahr. Glücklicherweise erforderte dieser auch keine gravierenden Änderungen aufgrund der neueren Batterie. Das Konzept des Einschubs von unten hat sich hierbei als sehr wertvoll erwiesen. Der jetzt aufgebaute Rahmen spiegelt alle fahrwerksrelevanten Anbindungspunkte wider und soll mit leichten Modifikationen erste Fahrtests erlauben. Die Radträger in Aluguß sind noch bezüglich der Anbindung von für die Serie abzusichernder Bremskomponenten in Abstimmung und werden nach Herstellung erster Prototypen das Rollen erlauben. Die uns aufhaltende Unbekannte ist aktuell die Bremszange vorne. Der Lieferant ist aber mit Hochdruck an der Abklärung der Verfügbarkeit. Zu Herstellort ist abschließend noch keine Entscheidung gefallen. Schon aus Verhandlungsgründen und auch aus Gründen der sicheren Rückfallebene behalten wir uns aber vor die Fahrzeuge in eigener neuer Halle selbst zu fertigen. Die gewählten Fügetechniken sind bewusst einfach gehalten um trotz möglicher Handarbeit wiederholgenau und effizient zu arbeiten und bei der Entscheidung für den Fertigungsort ein großes Spektrum an Möglichkeiten zu erhalten. Bild und Videodokumentation der weiteren Fortschritte sind geplant.

        1. Updates zum Rahmen gibt es. Diese sind jedoch im Abgleich zu allen Anbauteilen, dafür wurde dieser erste Rahmen aufgebaut. Sobald es aussagekräftiges Bildmaterial gibt, werden wir dies in einem Update auf unseren News oder hier im Blog kommunizieren.

  4. Schön zu sehen das der Rahmen nach den div. Entwicklungsschleifen final zur ersten Produktion aus Alu mit den schön tief liegenden Einstiegen geführt hat und superleicht ist!
    Schon bald wird wohl ein „rollender Rahmen“ damit zu erwarten sein, der zu einem Fahrerprobungsträger weiter gebaut werden kann…

    Er erinnert etwas an den BMW i3 (der aber noch 4 Räder hat und wohl deshalb eingestellt wird) mit aktiven rollendem Alu Unterbau, dem ein faserverstärkten passiver Aufbau trönt.

    Gern öfter den realen TWIKE 5 Aufbau Fortschritt zeigen, top gemacht! 🙂

    mit sonnigen Grüßen
    Bodo

    1. Im gewichtskritischen Top-Bereich bleibt der Überrollbügel weiterhin im Verbund mit dem Scheibenrahmen als Strukturbauteil erhalten. Die kostentreibende Komplexität in der Seitenwand konnten wir jedoch reduzieren, dabei das Design (Oberfläche), Material der Oberfläche (Faserverbund) und die Funktionalität beibehalten.

  5. Weitere Frage, im CAD Entwurf sind an einigen Stellen der Rahmenkonstruktion Rohre als Strukturelement zu sehen wohingegen in der Werkstatt Fotodokumentation nur Kantprofile zu sehen sind. Sind diese Rohrprofile zur nachträglichen Aussteifung als Verschraubung oder auch zur Verklebung angedacht?

  6. Hallo Twike,
    zwei Fragen zum Rahmenkonzept:
    Nietung zur Fixation und Verklebung bieten ja eindeutig Vorteile hinsichtlich Steifheit und Einleitung von Kräften. Wie sieht es aber aus wenn nach einer Kaltverformung Einzelteile ersetzt werden müssen? Lassen sich dann die Verklebungen wieder lösen oder geht man in einem solchen Fall von Sägen und Schleifarbeiten aus?
    Was ist aus der ursprünglichen Idee mit der Holzplatte unter dem Fahrzeugboden geworden, gibt es diese noch und wenn ja wie ist sie vor Feuchtverrotung geschützt, oder wird diese doch durch Aluminiumbleche ersetzt?

    mfg Olaf

    1. Sollten im Falle eines Unfalls auch Rahmenteile deformiert worden sein, ist ggf. der Rahmen zu verwerfen. Ob und wie lokal Teile dessen ausgetauscht werden können, muss man im Einzelfall klären. Die Unterbodenplatte aus Holz musste im Zuge der Neugestaltung des Batterieraums einer Al-Sandwichplatte weichen. Die Unterbodenfläche ist somit ein feuchteunempfindliches Aluminiumblech.

      1. Danke für die Aufklärung. Der Vorteil der Holzplatte war ja damals in der höheren Durchstichfestigkeit gegenüber hochgewirbelten Teilen. Kann man auf das Sandwich nun von unten eine „schwere“ Folie (Splitterschutz / Durchdringungsschutz) aufbringen oder wird das durch die Sandwich Konstruktion überflüssig?
        (Keramikplatte oder Kevlar Carbon wie bei Stichschutzwesten)
        mfg Olaf
        Hoffe das zur Wintersonnenwende alles fertig ist

        1. Ja, neben der Durchstichfestigkeit sprach auch die thermischen Isolierung für die Holzplatte. Die neuen Batterien belegen jedoch die Raumhöhe, besitzen dafür aber auch eine eigene mechanische Ummantelung. Die Bodenplatte muss daher mittlerweile hauptsächlich thermisch gut isolieren und dabei wasserdicht sein. Eine ergänzenden Stichschutz sehen wir als nicht mehr notwendig.

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