Nicht nur beim Einkauf oder auf dem Weg zur Kita, auch im Lieferverkehr sind elektrische Lastenräder als klimafreundliches Transportmittel zunehmend im Einsatz. Um Fahrer*innen und Akku zu schonen, zählt dabei jedes Kilo. Forschende der Universität Stuttgart haben nun zusammen mit der Firma Radkutsche in Nehren ein Wechselcontainer-System für Lastenräder entwickelt, das auf Flachsfasern und biobasierten Kunststoff setzt und besonders leicht und nachhaltig ist.
Das Projekt „CoaLa“ (Biobasiertes Containersystem adaptiert an ein neues, fahrerunterstützendes Lastenrad für den Lieferverkehr auf der letzten Meile) hat das Ziel, den innerstädtischen Lieferverkehr nachhaltiger zu machen. Bei der Radkutsche GmbH wurde hierfür ein System entwickelt, bei dem Container mit dem Fassungsvermögen einer Europalette an zentraler Stelle deponiert und mit einem eigens entwickelten Fahrrad ausgefahren werden. Nach dem Verteilen der Ladung werden die leeren Container zum Depot zurückgebracht. Dort wird der Akku aufgeladen, während mit dem Rad der nächste Container ausgefahren wird.
Neuer Fertigungsprozess für mehr Nachhaltigkeit
Am Institut für Flugzeugbau (IFB) der Universität Stuttgart wiederum arbeiteten Forschende an der Nachhaltigkeit der Materialien und an den Fertigungsprozessen für die Container. „Besonders wichtig war es uns, einen möglichst hohen Anteil nachwachsender Rohstoffe bei gleichzeitig geringem Gewicht zu erreichen“, erklärt Projektleiter Mathias Engelfried am IFB. „Daher fiel die Wahl auf Flachsfasern in Kombination mit einem biobasierten Kunststoff. Damit lassen sich ähnliche mechanische Eigenschaften wie mit Glasfaserkunststoffen erreichen.“
Gegenüber herkömmlichen Verstärkungsfasern wie Glas- oder Kohlenstofffasern weisen Pflanzenfasern aber Besonderheiten auf, so etwa das Quellverhalten. Diese können bei der Fertigung zu Problemen wie der Bildung von Poren oder einem zu hohen Kunststoffanteil führen. Zudem fällt bei der herkömmlichen Herstellung von Faserverbund-werkstoffen eine erhebliche Menge an Abfällen an. Daher entwickelten die Forschenden am IFB einen neuen Fertigungsprozess.
Dieser ermöglicht die Herstellung des Flachsfaserverbundmaterials mit höherer Qualität, einfacherer Anlagentechnik und einer deutlich reduzierten Abfallmenge. Um das volle Leichtbaupotential auszunutzen, wurde für den Container ein Sandwichmaterial entwickelt, für das die Forschenden verschiedenste Kernwerkstoffe wie Pappwaben, Kork, Balsa- oder Paulowniaholz in Kombination mit dem Flachsfaserverbundkunststoff untersuchten.
Silvio Facciotto. Universität Stuttgart / IFB
Basierend auf den Ergebnissen der Untersuchungen zu den optimalen Prozessparametern und Materialkombinationen fertigten das IFB und die Firma Radkutsche gemeinsam einen Wechselcontainer aus biobasiertem Material. Hierbei zeigte sich, dass das neue Fertigungsverfahren auch für größere Bauteile und kleine Serien geeignet ist.
Flexibles Laden beim Transport und Lagern
In den Container wurden das von der Firma 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. Ein zusätzliches Solarmodul auf dem Container sorgt für eine höhere Reichweite und eine autarke Ladung abseits eines Stromanschlusses, während der Container auf seinen Einsatz wartet.
Dabei ist das Lastenfahrrad so konstruiert, dass der Container ohne zusätzliche Hilfe gewechselt werden kann, wodurch das System besonders flexibel ist. „Zukünftig wollen wir den Fertigungsprozess so weiterentwickeln, dass gar keine Abfälle mehr anfallen“, so Engelfried. Zudem soll das Harzsystem künftig zu 100 Prozent aus pflanzlichen Rohstoffen bestehen und damit noch nachhaltiger werden.