Realisierung des voll elektrisch angetriebenen TrialMog

Schon seit vielen Jahren, ja eigentlich seit Ende der 80ziger, rumort es in meinem Kopf, einmal ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug zu realisieren. Die jetzt so langsam in Fahrt kommende Entwicklung in der Automobilindustrie war damals noch kein Thema. Immer wieder kamen diese Gedanken auf, blieben aber eben nur Träume. Kosten, technisch zu erwartende Probleme, fehlende Fertigkeiten etc. es gab genügend Gründe dies bei Träumen zu belassen.

Eine Diskussion in der Unimog-Community im Herbst 2018 brachte mir dieses Thema wieder in den Kopf. Konkret wurden dort verschiedene Ansätze diskutiert und kalkuliert. Auch ich begann mir etwas konkreter Gedanken zu Leistungsbedarf, Batteriekapazität zu machen. In der Diskussion ging es zwar um Unimog 411 aber mein TrialMog ist dazu ja nicht so Grundverschieden. Inzwischen war ja auch die allgemeine Entwicklung erheblich fortgeschritten, neue Batterietypen sind auf dem Markt, kleine Unternehmen bieten Umrüstungen von Old- und Youngtimern an, an denen man sich orientieren kann.

Mittlerweile hatte ich auch günstig ein komplettes Ersatzfahrgestell für meinen TrialMog erworben, auch ein entsprechendes Getriebe UG 1/11 schlummert seit Jahren in der Abstellkammer. Also hatte ich technisch eigentlich alles um darauf ein Elektrofahrzeug aufzubauen ohne das Risiko einzugehen ein funktionierendes Fahrzeug zu kannibalisieren. Natürlich im Hinterkopf, bei Erfolg dies dann komplett in den TrialMog umzubauen. Der Ansatz musste also sein, den Umbau so zu gestalten, dass keine wesentlichen und vor allem keine nicht mehr reversiblen Änderungen am Fahrgestell notwendig werden.

Meine Grundüberlegungen hatten dazu geführt, dass ein 25KW E-Motor in Verbindung mit relativ leichten LiFePo Akkuzellen die nötige Antriebsleistung für den TrialMog zur Verfügung zu stellen und dabei insgesamt nicht schwerer wird als der bisherige Benzinantrieb. E-Motor 85 Kg, Akkus (14 kWh) 110 Kg, Controller und Motorhalterung ca. 30 Kg gegenüber Benzinmotor 210 Kg; Tank (gefüllt) 60 Kg, Kühler mit Lüfter und Kühlwasser 20 Kg. Neben dem Antriebsmotor musste aber auch die Lenkung geändert werden. Prinzipiell wäre wieder eine rein mechanische Lenkung, wie beim Unimog 404 serienmäßig verbaut, möglich aber für den Trialsport nicht wirklich praktikabel. Also sollte auch noch eine Umrüstung von der hydraulischen Lenkhilfe auf eine rein elektrische Lenkhilfe realisiert werden. Auch dies im Unimog 404 Neuland. Weil der TrialMog nicht für eine Straßenzulassung vorgesehen ist, musste ich mir über TÜV keine Gedanken machen, wobei ich überzeugt bin, dass bei entsprechender Ausführung auch eine TÜV Abnahme möglich wäre.

In der Saison 2019 machte die hydraulische Lenkung des TrialMog immer mehr Schwierigkeiten, so dass aus dieser Richtung in mir der Wunsch aufkam diese zu erneuern, also warum nicht gleich die Umrüstung auf elektrische Lenkung ausprobieren. So wurde zunächst ein holländischer Umrüstkit von "EZ Electric Power Steering" für die Lenkung bestellt. In der weiteren Diskussion daheim wurde dann das generelle "Go" für das Gesamtprojekt EMog gegeben obwohl mit Kosten von 15.000 bis 20.000 Euro zu rechnen ist. Das Projekt ging dann im Spätsommer 2019 mit der Bestellung von Motor, Motoradapter an das vorhandene Kupplungsgehäuse, und Batterien bei einem lokalen Umrüster von Old- und Youngtimern Firma "Lorey Maschinenbau" in seine Realisierungsphase.

Als Motor wurde ein Luft gekühlter 80V/25KW Asynchronmotor von Linde Emotion vorgesehen. Dieser sollte mit 60 Stück 75AH LiFePo Zellen von Calb betrieben werden. Die Zellen sollten zu einem 2P15S Batterieblock zusammengeschaltet werden um dadurch eine 96V 150AH = 14,4 kWh. Die ausgewählten Zellen bieten bei geringstem spezifischem Gewicht genügend Performance um dem Motor seinen maximalen Strom von über 600A zur Verfügung zu stellen. Allerdings ist auch zunächst die Batteriegröße zum einen aus Gewichtsgründen aber im Wesentlichen aus Kostengründen auf die technische Mindestgröße für den Motor begrenzt. Für den späteren Einsatz im Trial gibt es keine Simulationen und Erfahrungswerte. Es wurde bewusst in Kauf genommen, dass die Kapazität vermutlich nicht für ein komplettes Wettkampfwochenende ausreicht aber genügend Kapazität eben da ist um erste Erfahrungen zu sammeln. LiFePo Zellen wurden ausgewählt, weil diese angeblich nicht das Problem der bei manchen Elektrofahrzeugen verbauten LiIon mit dem thermischen durchgehen und der Brandgefahr haben. Auch ist die Zahl der möglichen Ladezyklen größer. Dafür ist das Leistungsgewicht etwas schlechter.

Den kompletten Umbau wollte ich selbst vornehmen, nur den Motoradapter an das Kupplungsgehäuse und an die bisherige Schwungscheibe/Kupplung ließ ich von dem Maschinenbauunternehmen ausführen. Dies sind Dreh- bzw. Frästeile aus dickem Aluminium für das ich keine derart vernünftig geeigneten Bearbeitungsmöglichkeiten habe. Im Prinzip besteht der Umbau aus drei wesentlichen Abschnitten: Adaption Lenkmotor; Motoradaption an Kupplungsglocke und Fahrgestell; Batteriekasten. Alle Umbauarbeiten wurden zunächst nur an dem Ersatzfahrgestell durchgeführt. So bleibt der TrialMog zunächst unberührt, falls sich im Projektverlauf unbedachte Schwierigkeiten ergeben sollten.

1. Phase – Einbau und Test der Komponenten im Ersatzfahrgestell

Lenkung

Der Lenkungskit der Firma "EZ Electric Power Steering" besteht aus dem eigentlichen Lenkungsmotor mit Schneckengetriebe, welcher mittels zweier Schweißadapter in die Lenkspindel zwischen Lenkrad und dem mechanischen Lenkgetriebe eingesetzt wird, und dem zugehörigen elektronischen Steuergerät.

Zunächst musste eine ungefähre Position für den Lenkantrieb auf der Lenkspindel festgelegt werden. Zum einen sollte der Lenkantrieb auf Grund seines Gewichtes so tief wie möglich angebracht werden zum anderen darf er aber den Fußraum im Bereich der Pedale nicht einschränken um die Bedienung der Pedale ungehindert zu zulassen. Klar ist, er muss im Fußraum unterhalb des Armaturenbrettes eingesetzt werden. Klar ist auch, dass die Lenkspindel und das Mantelrohr insgesamt gekürzt und in zwei Teilbereiche oberhalb und unterhalb des Lenkantriebes aufgeteilt werden müssen. Aus dem Mantelrohr muss im Prinzip die Höhe des Schneckengetriebes zwischen den Flanschen entfernt werden. Aus der Lenkspindel selbst ist zusätzlich auch noch der Platzbedarf der Schweißadapter heraus zu nehmen. Daher kommt es bei dem ersten Aufschneiden des Mantelrohres und später der Lenkspindel noch nicht so sehr auf das exakte Maß an.

Dadurch, dass die Schweißadapter, vor allem der untere, relativ lang sind, konnte probeweise die Einbausituation des Lenkantriebes im Führerhaus des TrialMog simuliert werden und ein erster Anhaltspunkt für das Festlegen der Trennstelle des Mantelrohres gewonnen werden.

Das Mantelrohr wurde zunächst etwas unterhalb der Mitte getrennt, dies entspricht einer Position knapp unterhalb des Armaturenbrettes. Somit blieb ein abgeschnittenes Restrohr übrig, welches ausreichend ist, selbst wenn die Antriebseinheit nicht ganz bis zum Armaturenbrett reicht. Diese Trennung erlaubt jetzt noch die Antriebseinheit über einen relativ großen Bereich einzusetzen, weil ja aus den beiden Teilstücken mindestens die Höhe des Lenkgetriebes noch entfallen muss. Tatsächlich sogar noch mehr als Lenkgetriebe, denn zumindest die Klemmschellen der Schweißadapter sind vom Außenradius größer als das Mantelrohr und hierfür muss noch eine spezielle Adaption gefunden werden. Die eigentliche Lenkspindel wurde ebenfalls knapp oberhalb des verbliebenen Teiles des Mantelrohrs getrennt um hier die Maße Außendurchmesser, Innendurchmesser und Wandstärke für die Anpassung der Schweißadapter zu messen.

Die Schweißadapter wurden nun gekürzt und abgedreht so dass sie etwa 10cm weit in die Lenkspindel eingeschoben werden können, der Übergang zum Klemmbereich wurde kegelig gedreht und die Lenkspindel bekommt ebenfalls eine kegelige Innensenkung. Dadurch wird eine automatische Zentrierung der Adapter in der Lenkspindel erreicht.

Mit einfachen Mitteln wurde die Einbauposition für das Schneckengetriebe mit Antriebsmotor bestimmt, so dass gerade noch genügend Freiraum für die Betätigung der Pedale auch mit schweren Schuhen bleibt. Anschließend wurde das untere Mantelrohr komplett ausgebaut um die Lenkspindel auf das endgültig ermittelte Maß kürzen zu können. Der untere Schweißadapter wurde nun in die so ab gelängte Lenkspindel eingeführt. Im unteren Bereich wurde eine Querbohrung durch die Lenkspindel und den Adapter gesetzt umso die Lenkspindel und den Adapter mit einander provisorisch zu verbolzen. So konnte später die Funktion geprüft werden bevor der Adapter tatsächlich verschweißt wird und der Adapter konnte so auch besser für das Schweißen fixiert werden.

Aus der Länge der Lenkspindel mit eingestecktem unterem Schweißadapter ließ sich nun noch die vorläufige Kürzung des Mantelrohrs ermitteln. Zu diesem Zeitpunkt wurden Lenkspindel und Adapter noch nicht verschweißt um später beim tatsächlichen Einbau in den TrialMog mit Führerhaus noch Möglichkeiten der Anpassung zu haben.

Das bisherige Mantelrohr kann nicht unmittelbar als Tragrohr für den doch relativ schweren Lenkantrieb herhalten. Das untere Ende des Mantelrohres ist gleichzeitig das Druckstück für das obere Lager im Lenkgetriebegehäuse und darüber wird das Spiel in der Lenkung eingestellt. Daher ist die Position des Lenkrohres in gewissen Grenzen variabel. Die Aufnahme für den Lenkantrieb muss allerdings fix sein, damit der Lenkmotor immer in der gleichen Position steht und es muss gleichzeitig als Drehmoment stütze für den Antrieb dienen. Es wurde daher angedacht, über das Mantelrohr ein weiteres Rohr zuschieben, mit einem Innendurchmesser der knapp größer als der Außendurchmesser des Mantelrohres ist. Es wurde ein Rohr gefunden das etwa 1/10 mm weiter als das Mantelrohr ist. Das gibt zwar keine echte Passung sollte aber für die Anwendung ausreichen.

Am oberen Ende, am Flansch zum Lenkantrieb musste das Rohr noch weiter auf geweitet werden, damit es über die Klemmschelle des Schweißadapters gehen konnte. Auch musste eine Öffnung in dieser Aufdickung vorgenommen werden um an die Klemmschraube der Schelle im eingebauten Zustand heran zu kommen. Diese Aufdickung wurde durch mehrere jeweils im Innen- und Außendurchmesser größere ineinandergeschobene Rohrstückchen erreicht Die Überlappungen sin dabei jeweils mehrere Zentimeter um ein vernünftige Führung zu haben. Diese Rohrstücke wurden mit dem Tragrohr verschweißt. Am äußeren Rohr wurde die eigentliche Flanschplatte zu der Lenkantriebseinheit angeschweißt. Dadurch ergibt sich eine einfache und stabile Aufnahme für den Lenkantrieb. Am unteren Ende stützt sich das Überrohr lose an der Verschraubung des Mantelrohres ab. Dadurch wird erreicht, dass Mantelrohr und das Tragrohr gegeneinander verdreht werden können die Gewichtskraft aber auf das Lenkgetriebe abgegeben wird.

Damit sich bei Kraftentfaltung des Lenkantriebes sich dieser nicht um das Mantelrohr dreht sondern eben wie gewünscht die Lenkspindel antreibt. Muss das Tragrohr als Drehmomentstütze gegen den Fahrzeugrahmen abgestützt werden. Das Tragrohr soll sich im eingebauten Zustand weder um das Mantelrohr drehen können noch darf es axial auf diesem Wandern. Dafür wurde am unteren Ende eine entsprechende Haltelasche aus dickwandigem Stahlblech angeschweißt. Im ersten Ansatz sollte die Drehmomentstütze über eine Abstrebung zur oberen linken Stoßdämpfer Aufnahme erfolgen.

Nach einer einfachen Funktionsprobe im Ersatzfahrgestell waren damit die vorbereitenden Arbeiten an der Lenkung abgeschlossen.

Antriebsmotor

Als Antriebsmotor wurde der Luft gekühlte Motor EDM 160LL180 von Linde-eMotion ausgewählt. Der Motor hat eine Nennleistung von 25KW bei 2660 U/min und ein maximales Drehmoment von bis zu 230Nm. Max Drehzahl sind 6000 U/min. Die Spitzenleistung des Motors soll bei ca. 60KW liegen. Damit liegt der Motor bezogen auf die maximale Leistung etwa bei dem Serienmotor M180 des Unimog 404, bezogen auf das maximale Drehmoment aber bei dem im TrialMog verwendeten M130. Auch das Drehzahlband passt. Somit kann der Motor gut an den bisherigen Antriebsstrang adaptiert werden. Der Durchmesser des Motors entspricht in etwa dem Flansch der Kupplungsglocke, die Länge beträgt ca. 2/3 des bisherigen Motors und das Gewicht ist mit knapp 90Kg inklusive Kupplungsadaption nur die Hälfte des nackten Serienmotors.

Für die Adaption an die Kupplung und die Kupplungsglocke wurde das Maschinenbauunternehmen "Lorey Maschinenbau" beauftragt, weil die aus Aluminium gefertigten Adapterplatten auf CNC-Maschinen aus dem Vollen gefräst und gedreht wurden. Über das Unternehmen habe ich auch Motor, Controller und Akkuzellen bezogen.

Obwohl es für unseren Einsatz im Trucktrial wohl eher nicht notwendig ist sollte die Adaption unter Verwendung der normalen Kupplung erfolgen. Dies ist im ersten Zug die einfachste Adaption und gibt die Möglichkeit das Fahren mit oder ohne tatsächliche Verwendung der Kupplung zu erproben. Hierfür war es notwendig, eine Serienschwungscheibe neutral zu wuchten. Grob wurde dazu die große Schwungmasse von dem Maschinenbau Unternehmen ausgefräst. Anschließend wurde die Schwungscheibe noch statisch gewuchtet.

Der Motor ließ sich mit dem Montagekran einfach in das Testfahrgestell einsetzen. Die Adaption an die Kupplungsglocke und über die Kupplung an die Getriebeeingangswelle passte exakt. Zum vorderen Motorlager wurde der Motor zunächst provisorisch mit ein paar U-Stahlstücken abgestützt. So konnte relativ die richtige Neigung des Antriebsstranges eingestellt werden.

Als nächstes wurden die Vorderachsfedern entfernt und der Fahrgestellrahmen über die Gummianschlagpuffer auf der Vorderachse abgelegt. So konnte überprüft werden, dass der Motor auch bei extremster Einfederung frei von der Achse und dem Differenzialgehäuse ist.

Nachdem dieser grundsätzliche Einbauversuch geklappt hatte ging es an Überlegungen eine einfache günstige und stabile Motorhalterung zu konstruieren. Berücksichtigt werden muss das besondere Antriebskonzept eines Unimogs. Anders als bei normalen Fahrzeug verfügt der Unimog nicht über Längslenker an den Achsen, welche die Schubkräfte auf den Fahrzeugrahmen übertragen. Beim Unimog werden die Schubkräfte über stabile Schubrohre und Schubkugeln von den Achsen auf die Motorgetriebeeinheit übertragen. Die Motor und Getriebeaufnahmen leiten die Kräfte weiter in den Fahrzeugrahmen. Durch den Höhenabstand zwischen der hinteren Getriebeaufnahme und der Schubkugelaufnahme ergeben sich zusätzliche Biegemomente auf den gesamten Motorgetriebeblock. Diese Biegemomente müssen an der Schnittstelle Motorkupplungsglocke aufgenommen und in die vordere Motorlagerung eingeleitet werden. Der Motor selbst hat auf der Oberseite sechs M10 Gewinde 20mm tief im Aluminiummantel. Diese Gewinde können auf die Dauer zu schwach für die möglichen Belastungen sein. Sie reichen sicher um den reinen Motor zu halten aber nicht die zusätzlichen Kräfte aus dem Unimog Konzept.

Als endgültige Motorhalterung wurde eine Schweißkonstruktion aus Stahlblechen vorgesehen, welche die obere Hälfte des Motors ummanteln und seitlich bis an den Kupplungsglockenflansch herangeführt wird. Hierbei gab es für mich die Herausforderung schweißen von dickeren Stahlblechen zu lernen. Ich habe vor Jahren günstig ein Inverterschweißgerät erworben und sicherlich auch während einem Praktikum zum Studium mal Grundkenntnisse zum Schweißen erfahren, aber ich habe bisher keinerlei eigene praktische Erfahrungen. Also hatte ich hier ein schönes Projekt um diese Erfahrungen zu sammeln.

Der Anschluss an die Kupplungsglocke musste zum einen natürlich sehr stabil ausgelegt werden, weil hier die Biegemomente übernommen werden, zum anderen musste aber auch die praktikable Montierbarkeit berücksichtigt werden. Besonders für eine Schraube auf der rechten Seite der Halterung musste ein langer Schlitz in das seitliche Blech geschnitten werden um die 100mm lange Schraube später einführen zu können.

Zusätzlich mussten Ohren für die Aufnahme von Zugstreben zur Unterkante der Kupplungsglocke angeschweißt werden. Auch wenn die Schweißnähte sicherlich kein Meisterwerk darstellen, bin ich dennoch mit dem Werk insgesamt zunächst recht zufrieden.

Die elektronische Motorsteuerung ist eine Supersigma II PMS960T4. Sie wird in eine Metallkiste mit zusätzlicher Kühlplatte und optionaler Wasserkühlung zusammen mit dem Hauptschütz eingebaut und oben auf die Motorhalterung aufgesetzt.

Batterie

Die Antriebsbatterie besteht zunächst im ersten Ansatz aus 60 Zellen CALB 72 Ah CAM FI Lithium Eisen Phosphat LiFePo. Diese Zellen haben eine nominal Spannung von 3,2V und können kurzeitig bis zu 8C (576A) liefern. Der Batterieaufbau besteht aus einer Serienschaltung von 30 Zellpaketen mit jeweils zwei parallel geschalteten Zellen. Das ergibt nominal 96V 144Ah (ca. 14kWh). Durch die Parallelschaltung ist die Strombelastung der einzelnen Zellen geringer so dass nur 4-5C maximale benötigt wird. Die 60 Zellen wiegen zusammen 110Kg was im ersten Ansatz gut in das Konzept passt. Wohl weislich, dass vermutlich die Batteriekapazität nicht für ein volles Trucktrial Wochenende ausreicht. Es gibt im Moment noch keine wirklichen Vergleichswerte. Auf der anderen Seite müssen auch die noch hohen Preise für die Zellen berücksichtigt werden. Unser Hobbybudget ist ja nicht unermesslich.

Die Batterie soll zusammen mit einer 12V Bleibatterie für die restliche Fahrzeugelektrik und einem 900W DC/DC Wandler von 80-110V DC auf 13,8V DC und entsprechender Schutzeinrichtung in dem bisherigen Schutzkasten für Tank und Batterien Platz finden. Dazu wurden jeweils 10 Zellen zu einer 5S2P Batterie zusammen geschraubt. Jedes Zellenpärchen hat dabei sein eigenes Überwachungsmodul mit dem sowohl Über- als auch Unterspannung beim Laden und im Betrieb überwacht werden. Alle Überwachungsmodule sind über eine gemeinsame Signalisierung zusammengeschlossen, so dass beim Laden ein passives Zell-Balancing und gegeben Falls eine Stromunterbrechung bei Über- oder Unterspannung erfolgen kann.

Aufgebaut wurde das Ganze auf einer zusätzlichen 38mm dicken Fahrzeugbauplatte die später fest auf die eigentliche Ladefläche des TrialMog verschraubt werden soll. Im Bereich der Batterien ist die Platte 18mm vertieft und mit Metallwinkeln, die die Batterien und den inneren Batteriekasten umfassen, verstärkt, so dass die Batterien in Längs- und Querrichtung zum Fahrzeugrahmen eine Formschlüssige Verbindung haben. An den Seiten des Batteriepaketes sind ebenfalls 9mm Fahrzeugbauplatten ebenfalls mit Stahlwinkel bewehrt. Der Deckel der direkt auf den Zellen sowie den Seitenwänden aufliegt ist ebenfalls aus 18mm Fahrzeugbauplatten in der Auflage auf den Zellen nochmals um 9mm verstärkt. Zusätzlich wird über massive Gewindestangen und Stahlriegel das Batteriepacket umfasst und niedergezurrt, so dass es auch eine Kraft schlüssige Ladungssicherung ergibt.

Zusätzlich befinden sich in dem Batteriekasten noch ein elektrisches Hauptschütz, eine Stromshunt sowie die 12V Bleibatterie für die Stromversorgung des normalen Bordnetzes. Diese 12V Batterie wird über den DC/DC Wandler aus der Fahrbatterie nach geladen. Für Arbeiten an dem Hochvoltnetz kann vor öffnen des gesamten Batteriekastens von außen die Hauptsicherung manuell entnommen werden. Das Elektromagnetische Hauptschütz wird von dem normalen Hauptschalter und Notausschalter des TrialMogs betätigt so dass automatisch mit betätigen dieser Schalter alle Batterien getrennt werden.

Die Stromversorgungskabel sind doppelt isolierte 70qmm Schweißleitungen. Sie werden getrennt an der linken und rechten Fahrzeugseite oberhalb des Fahrzeugrahmens in Kunststoffpanzerrohren nach vorne zum Motorcontroller geführt.

Erstinbetriebnahme

Zur Erstinbetriebnahme wurde der Motorcontroller zunächst provisorisch zu einer kleinen Schalttafel verdrahtet, über welche die verschiedenen Steuereingänge geschaltet werden konnten. Dabei stellte sich als erstes heraus, dass der Stecker des Drehsensors vom Motor nicht zu dem vom Controller passt. Also wurde der Stecker am Kabel des Controllers abgeschnitten und die einzelnen Adern einzeln auf den Stecker am Motorsensor verdrahtet. Während der Inbetriebnahme gab es ein paar Auffälligkeiten. Zunächst reagierte der Motor bzw. der Controller nicht auf die verschiedenen Schalterstellungen wie erwartet. Es kam immer wieder vor, dass der Motor trotz gleicher Schalterstellungen nicht lief. Hier stellte sich später heraus, dass ausgerechnet der Schalter für Notaus/Sitzkontakt einen Defekt hatte und manchmal nicht richtig schaltete. Weiter fiel auf, dass der Motor scheinbar nicht sehr hoch drehte. Eine Nachfrage bei dem assistierenden Maschinenbauunternehmen ergab dann, dass zum in dem Motor ein nicht idealer Sensor verbaut ist, daher auch der falsche Stecker. Auch wurde vermutet, dass der Controller nur eine Grundprogrammierung hat und noch nicht auf den Motor abgestimmt ist. Hier war es also nötig mit dem Controller noch einmal zu dem Unternehmen zu fahren und ihn überprüfen und programmieren zu lassen. Diese Maßnahme und das tauschen des Sensors im Motor führten dann beim Standtest in dem Ersatzfahrgestell zu dem gewünschten Erfolg. Richtige Fahrtests mit dem Fahrgestell sind aber nicht möglich und sinnvoll. Dazu müssten erst die Achsen und Getriebe genauer geprüft werden und vor allem die Bremsanlage Instand gesetzt werden. Auch fehlte natürlich ein richtiger Fahrstand/Führerhaus. Es war aber ja ohnehin der Plan, das ganze Equipment in den TrialMog um zu setzen und nun war der entsprechende Zeitpunkt gekommen.

2. Phase – Umbau und Test des TrialMog

Mit Hilfe eines neuen verfahrbaren Portalkrans konnte recht gut der Überrollkäfig und das komplette Fahrerhaus abgenommen werden. Das Fahrerhaus wurde dabei einfach nach hinten auf die Pritsche verlagert. Danach erfolgt der Ausbau des bisherigen M130 Benzinmotors. Auch dies ging mit Hilfe des Kranes gut von statten. Als letztes wurde das hydraulische Lenkgetriebe der bisherigen Servolenkung an den Kran gehängt und entnommen.

Als einziges Teil am TrialMog-Rahmen wurde die Halterung für die hydraulische Lenkung am ersten Querrohr mit einer zusätzlichen Bohrung versehen. Grundsätzlich gilt ja als Prämisse, dass alle Änderungen und Umbaut wieder einfach rückgängig gemacht werden sollen. Die Halterung des originalen Lenkgetriebes vom 404 ist grundsätzlich anders als die beim TrialMog ursprünglich verbaute hydraulische Lenkung. Für letztere wurde das vordere Rahmenquerrohr um geschweißt. Nun muss diese Halterung nur noch als Drehmomentstütze für das 404 Lenkgetriebe dienen, welches selbst mit einem eigenen Tragbolzen am linken Längsträger des TrialMog befestigt wird.

Motoreinbau

Der im Vergleich zum M130 fast zierlich kleine Elektromotor wurde mit dem Kran in den TrialMog-Rahmen gehoben und konnte auf Grund seiner Kompaktheit und seiner um die Längssachse neutrale Gewichtsverteilung erheblich einfacher eingeführt werden als früher der Benzinmotor. Anschließend wurde die Hauben artige Motorlagerung inklusive dem vorderen Motorträger über den Motor gestülpt. Allerdings ließ sich der Motorträger nicht so einfach auf dem vorderen Querrohr festschrauben wie erhofft. Die Schrauben ließen sich trotz der Langlöcher in dem motorträger nicht richtig einführen. Es mussten doch erst die Schrauben zwischen Motorträger und der Haube gelöst werden um mehr Spiel zu gewinnen. Danach ließ sich aber der Motorträger und danach auch die Haube richtig befestigen.

Nun ließ sich das Fahrerhaus mittels des Krans wieder einschweben und es kam der spannende Moment, ob es ohne weiteres passt. Es war vorherklar, dass der Abstand zwischen Motor bzw. der Halterung und dem Bodenblech des Fahrerhauses auf der Fahrerseite nur sehr knapp ist.

Aber es passte alles wie es sollte, es bleibt ein kleiner Spalt zwischen Karosserie und Motor. Auch ist ausreichend Platz um später die Kabel am Motor zu befestigen.

Lenkung

Als nächstes musste die Lenkung eingepasst werden. Der Tragbolzen ließ sich ausgesprochen gut in den Fahrzeugrahmen ein pressen und auch das Lenkgetriebegehäuse auf diesem zunächst relativ lose platzieren um die Konstruktion der Drehmomentstützen und die Position für den Lenkantriebsmotor zu prüfen. Dabei stellte sich heraus, dass realisiere Drehmomentstütze auf dem Mantelrohr der Lenkspindel so nicht passt und um 90 Grad gegenüber der Lenkspindelachse versetzt werden muss. Daher wurde die angefertigte Halterung auf dem Rohr wieder abgetrennt, modifiziert und in der neuen Position wieder angeschweißt. Weiterhin hat sich herausgestellt, dass die Länge der Lenkspindel für den Einbau des Lenkmotors passt und so konnte nun auch der untere bisher nur durch eine Querschraube gesicherte Motoradapter fest mit der Lenkspindel verschweißt werden. Die Drehmomentstütze an dem vorderen Rahmenquerrohr funktionierte mit dem eingebrachten Loch in der einfachen Form leider gar nicht. Aber auch hier konnte mit einer zusätzlichen kleinen Schweißkonstruktion aus Restprofilen eine an die Halterung anschraubbare Lösung geschaffen werden, so dass nach wie vor die schnelle Rückrüstung möglich bleibt.

Die im wörtlichsten Sinne einschneidenste Maßnahme des ganzen Umbaus war eine Öffnung im Karosserieblech des Fahrerfussraum für den Lenkungsmotor. Das Loch musste relativ groß ausfallen um die gesamte Lenkung nach unten schwenken zu können, dies ist für eine spätere Demontage des Lenkantriebs notwendig falls nochmal das Fahrerhaus vom Fahrgestell abgehoben werden muss. Die Öffnung in dem Karosserieblech ist aber völlig unkritisch in Bezug auf eine Rückrüstung. Sie lässt sich im Bedarfsfall auch mit einfachen Mitteln wieder verschließen. Beim TrialMog gibt es ja keinen Zwang zur Originalität.

Das elektronische Steuergerät für die Lenkung wurde von unten an das Fussraumblech geschraubt.

Als letztes bei der Lenkung wurde die Länge der oberen Lenkspindel und die Lenkradposition festgelegt und auch hier die Lenkspindel mit dem Lenkmotoradapter verschweißt. Dann wurde noch das obere Mantelrohr mit einer ähnlichen Aufdickung wie bereits am unteren Teil ausgeführt und mit einem Flanschblech zum Lenkmotor versehen. Dadurch wird die Führung der oberen Lenkspindel verbessert und stabilisiert.

Fahrpedal

Das Fahrpedal wurde an die ursprüngliche Gaspedalstelle geschraubt. Auch hierfür musste eine zusätzliche aber unkritische Befestigungsbohrung im Karosserieblech angebracht werden.

Batteriekasten

Nach dem Ausbau des Tank und des ursprünglichen Fahrzeugbatteriekasten mit den 24V Bordbatterien konnte das neue Batteriekompartiment direkt auf die Ladefläche aufgesetzt und massiv verschraubt werden. Für die Durchführung der Kabel und einiger der Haltestangen mussten zusätzliche Bohrungen angebracht werden. Diese wären aber bei einer Rückrüstung unerheblich. In der Verdrahtung des DC/DC Wandlers musste ein Denkfehler behoben werden. Zunächst war der DC/DC Wandler nur direkt mit Batterieplus der 12V Bordbatterie verbunden und die Masse des DC/DC Wandlers war mit der Fahrzeugmasse verbunden. Wenn jetzt über den Hauptschalter oder Notaus die Masse der Bordbatterie abgetrennt wird hält der DC/DC Wandler alleine das gesamte 12V Netz am Leben und damit wird dann auch nicht die Fahrbatterie getrennt. Die Verdrahtung wurde in einem ersten Schritt so geändert, dass er Ausgangsseitig immer direkt an die 12V Bordbatterie sowohl mit Plus als auch mit Masse verbunden sind. Jetzt wird beim Abschalten der Hauptschalter die Masse getrennt und das 12V Netz und folgend das 100V Netz abgeschaltet. Aber bei dieser Variante zeigte sich ein weiterer Nachteil, der DC/DC Wandler nimmt Ausgangsseitig ca. 30mA auf wenn er ohne primäre Versorgungsspannung nur am Ausgang an die 12V Bordbatterie angeschlossen ist. Kurzzeitig ist das zwar kein Problem aber bei langen Phasen ohne Betrieb, wie es beim TrialMog leider oft vorkommt, wird so die Bordbatterie doch nach einigen Wochen ganz entladen. Daher wurde in einem zweiten Schritt noch ein Relais in die Verbindung zwischen 12V Bordbatterie und DC/DC Wandler eingefügt, welches über den Zündschlüssel fernbedient wird.

Damit konnte die eigentliche Umrüstung des TrialMog auf voll elektrischen Antrieb abgeschlossen mit einer einfachen Probefahrt beendet

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