meine Kabine wird bunt ...

Um möglichst nah am perfekten Gewicht zu bleiben, braucht es fachmännische "FEM-Analysen" (eine Art Last-Analyse von Bauteilen). Also eine theoretische Berechnung der Kräfte, die auf die definierten Lagen der Materialen wirken. Dazu hab ich mein in 3D geplantes Koffermodell an das Institut gesendet, die daraus dann eine umfangreiche Analyse-Software befüttern und dann solche Thermobilder erzeugen können. Echt Krass, was heute so geht.

So spar ich mir das aufwendige Probieren und mit Lasten und Gurten Stresstesten. Rot zeigt schön, wo die höchste Kraft einwirkt (davon ausgehend, dass meine Kabine vorn am Fahrerhaus fixiert ist, somit nur hinten arbeiten kann - was hier einseitig durch simulierte Krafteinwirkung auf der Fahrerseite, hinten dargestellt ist).


Und weil noch viele weitere Fragezeichen bei mir im Kopf existieren, hab ich auch noch einen Verschränkungstest mit dem echten Fahrzeug gemacht: meine Basis, ein 4x4 Sprinter mit mittellangem Radstand und einer ordentlichen Höherlegung vorn und hinten sowie 33" Rädern aufgezogen.

Leider hat dieser Test - ohne Ladung - kaum etwas gebracht. Die Karosserie ist einfach zu steif, als dass sie ohne Gewicht auf dem "Leiterrahmen" relevant nachgibt. Also haben wir etwas versucht nachzuhelfen und ein wenig Gewicht aufgestapelt. Dadurch kam zwar das hintere linke Rad wieder auf den Boden, aber die sehr großzügig gebaute Federung hat dies einfach "weggeschluckt" :S.


Ergebnis: wir sind genauso schlau wie vorher ... kalkulieren aber mit 2% Verschränkung zw. vorderem und hinterem Querträger. Zzgl. Sicherheitsaufschlag wird das Institut daraus schon etwas machen, im Sinne der FEM-Analysen (aber davon verstehe ich nicht all zu viel. Ich freu mich nur auf das verwertbare und für Laien übersetzte Ergebnis.)

Für mich bleibt zunächst das Ergebnis: dass ich ca. 20cm Radkästen in der Kabine einplanen werde - um auch für den Worst Case oder auch einfach nur Schneeketten im Matsch oder Winter ausreichend Spiel zu haben.

Kommentare 7

16. Juni 2026 um 17:09

Hallo!

Hast Du noch mehr Informationen zur FEM-Berechnung? Mich würde interessieren, mit welchen Lastannahmen und mit welchen Materialdaten gerechnet wurde. Ich habe beruflich mit FEM zu tun (primär metallische Bauteile), habe aber großen Respekt vor der Analyse von Verbundmaterialien, was unsere Sandwichwände ja sind. Anisotrope und teilweise unbekannte Materialeigenschaften, Verklebungen, sehr unterschiedliches Verhalten je nachdem ob Punkt- oder Flächenbelastung. Dazu dann noch komplexe und nicht detailliert bekannten Lastfälle. Wenn das jemand beherrscht: Respekt!

Viele Grüße,
Getriebedoc

P.S. Der Screenshot von Dir oben scheint mir nur extrem grob vernetzt zu sein, Festigkeitsvorhersagen sind mit sowas m.E. nicht möglich! Wobei das Bild auch nur Verformungen zeigt. Aber auch dafür müssen Lasten und Steifigkeiten halbwegs passen...
16. Juni 2026 um 19:53
Autor

Hallo Getriebedoc,

ich kann dir dazu leider gar nichts sagen. Ich wußte (vor dem Auftrag) noch nicht mal was FEM ist.

Ich hab auch noch keine finalen Daten vorliegen, daher sind die ersten Annahmen (aus obigem Bild) sicher zunächst nur annäherungsweise dargestellt/berechnet.

Die Materialdaten nehmen sie auf jeden Fall konkret aus den Datenblättern der Materialen (Schub-/Zug-Modul, etc.), also für den Kern (Schaum) und die Decklagen (Karbon-Gelege/-Gewebe und deren entsprechende Grammatur).
Die Lastfälle sind sicher vereinfacht ... denke ich. Zumindest werden sie, wie im obigen Beispiel eine Torsion darstellen - was aus meiner Sicht die Hauptlastrichtung darstellen wird beim Fahren. Ansonsten gibt es natürlich noch eine Menge dynamische Lastfälle - quasi aus jeder Richtung kommend, je nach Schlagloch, Aufschaukeln, etc. des Fahrzeuges im Gelände ...

Da das Institut sich zumindest mit Verbundfasern auskennt, können sie die verschiedenen Decklagen-Aufbauten zumindest gut berücksichtigen. Die realen Lastfälle im Gelände aber sicher wohl eher nicht (weil sie üblicherweise statische Prüfungen für Automotive machen ← dort werden dann einfach entsprechende Sicherheitsfaktoren hinzugezogen. Somit scheint das zumindest für unsere Autos dieser Welt zu passen) ;)
16. Juni 2026 um 15:35
Autor

Die Verschränkung ist wirklich marginal. Das hatte ich vermutet, wollte es aber nachmessen, weil es sich angeboten hatte.
Wir haben einfach mit einer Wasserwaage die Abweichung in Grad gemessen, am vorderen und hinteren Quer-Holmen. Das gibt zumindest einiges an Aufschluss, wie sich der Rahmen verwindet.
24. Juni 2026 um 10:30
Autor

Hallo Martin, (leider kann ich auf deine Antwort nicht antworten, deshalb hier).


Die FEM-Analysen sollen mir verschiedene Aufbau-Variationen und vor allem Überlegungen hinsichtlich der optimalen Aussteifung in stark beanspruchten Ecken aufzeigen. Wir können in der Software den Decklagenaufbau genau eingeben, um dann zu sehen, ob sich die Kraftverteilung damit verbessert oder nicht. Das hilft insofern schon allein dahin, um zu sehen, wo mehr Lagen nötig sind und wo weniger. Außerdem auch für die Ausrichtung der Fasern (ob 0/90 oder -45/+45 sinnvoller ist).

Ja, all dass nur für wirklich anzunehmende Lastfälle, nicht für alles, wo wir die Krafteinleitung gar nicht kennen. Aber es ist besser als nichts.

Und ja, diese Möglichkeit (und Aufwand) nutzt man nur, wenn man dafür eine gute Gelegenheit hat - diese hat sich mir ergeben mit ein wenig Glück und gutem Netzwerk :)


Was die 33" Räder betrifft, so gibt es die Firma oc-solutions in Bad Blankenburg (Thüringen) die darauf spezialisiert ist. Und ja, die passen vorn nur mit ein wenig Abflexen des Radkastens an der Stoßstange.
14. Juni 2026 um 19:54

Der Sprinter hat ja einen Kastenrahmen, der ist eh ziemlich steif. Im Prinzip kannst du da eine Kabine starr drauf bauen, und es ändert sich nicht viel. Bei 4x4 LKW sieht das wieder ganz anders aus.
14. Juni 2026 um 18:13

Ich sehe jetzt aber auch irgendwie keine Punkt, an dem ihr die Verschränkung hättet messen können?
22. Juni 2026 um 21:54

Ich neige ja gern zum mosern, kann mir die Frage deshalb nicht verkneifen: Warum eine FEM-Analayse in Auftrag geben, wenn doch augenscheinlich mit den daraus resultierenden Daten gar nicht so recht was angefangen werden kann ("Wusste vorher gar nicht, dass es das gibt")?
Hast Du im Betrieb die Möglichkeiten zu solchen Spielereien, oder wie kommt es zu dieser Analyse?

Und was mich natürlich noch viel mehr interessiert: 33-Zoll-Räder auf einem Werkssprinter ohne weitere Umbauten? Wer baut das / trägt das ein und wie passt das in die vorderen Radkästen?

Martin