Sicherheitsaspekte bei der Kraftstoffversorgung

Beim GT40 ist die Position der Tanks durch das originale Design vorgegeben – sie befinden sich in den voluminösen Seitenschwellern. Da ich diesen Bereich bei meiner Konstruktion nicht wie beim Original zur Stabilisierung des Rahmens benötige, hatte ich hier etwas mehr gestalterischen Freiraum.

Auch bei der benötigten Kraftstoffmenge gibt es Unterschiede zum Original: Während der GT40 für 24-Stunden-Rennen mit möglichst großen Benzintanks ausgestattet war, genügt mir eine Kapazität, die für etwa eine Stunde Rennbetrieb ausreicht.

Natürlich habe ich zu Beginn lange über den Einsatz von speziellen Sicherheitstanks, sogenannten Fuel Cells, nachgedacht, wie sie beispielsweise von ATL angeboten werden. Doch die Suche nach passenden, langen und flachen Modellen erwies sich als äußerst schwierig. Die meisten vorgefertigten Tanks waren entweder zu hoch oder zu breit, um in die Schweller zu passen. Zwar gibt es die Möglichkeit, solche Tanks individuell anfertigen zu lassen, doch hier liegt der Preis pro Stück bei mindestens 2.000 Euro – oft sogar noch höher.

Ein weiterer Aspekt, der gegen die sofortige Verwendung von Fuel Cells sprach, war ihre begrenzte Lebensdauer: Diese Tanks haben in der Regel eine Zulassung von nur fünf Jahren, da die innenliegende Gummizelle regelmäßig erneuert werden muss. Das bedeutete für mich, dass die Zulassung möglicherweise bereits abgelaufen wäre, bevor mein Auto einsatzbereit ist.

Daher habe ich mich für einen Kompromiss entschieden: Ich habe Tanks aus 1 mm starkem Edelstahlblech konstruiert. Diese sind mit Schwallblechen ausgestattet, um den Kraftstoff bei Kurvenfahrten zu stabilisieren. Zusätzlich habe ich Wartungsluken integriert, um die Tanks nach dem Schweißen mit Tankschaum füllen zu können.

Um den Schutz weiter zu erhöhen, ist jeder Tank an einem umlaufenden, verschweißten Edelstahlband befestigt. Diese Halterung ist mit jeweils vier M8-Schrauben am massivsten Teil der Seitenkästen, der Oberseite, verschraubt. Ich habe dabei bewusst so viel Abstand wie möglich zur Außenseite der Schweller gelassen, um zusätzlichen Abstand und Schutz zu gewinnen.

Die Innenseite der Aluminiumverkleidung der Schweller habe ich zwischen den massiven, gebogenen Stahlträgern zusätzlich mit 10 mm starken Alu-Wabensandwichplatten ausgesteift. Diese Platten sind flächig verklebt und mit einem 45°-Winkelstück abgestützt, das den Übergang von der Bodenplatte zur Seitenwand verstärkt. Diese Konstruktion dient als reine Crashstruktur und soll im Falle eines Aufpralls Energie aufnehmen.

Natürlich bleibt ein Restrisiko bestehen – das ist nun einmal der Preis, den man zahlt, wenn man einen Rennwagen aus den 60er Jahren nachbaut. Damals lag die Akzeptanz für Risiken deutlich höher als heute, und es ist ja bekanntlich genug schiefgegangen

Konstruktion der Kraftstofftanks

Für die Kraftstofftanks habe ich mich bewusst für 1 mm starkes Edelstahlblech entschieden, da mir von Aluminium aufgrund moderner Benzinsorten abgeraten wurde. Aluminium neigt in Verbindung mit heutigen Kraftstoffen zur Korrosion, was ich unbedingt vermeiden wollte. Die Tanks messen jeweils 1155 x 220 mm bei einer Höhe von 156 mm.

Im Inneren der Tanks befinden sich drei Schwallbleche, die nicht bis zur Oberseite reichen und am Tankboden mit je fünf 30-mm-Löchern versehen sind. Diese Konstruktion teilt den Tank in vier Kammern, die den Kraftstoff bei schnellen Richtungswechseln beruhigen. Um die Tanks mit Tankschaum füllen zu können, habe ich an der Oberseite drei abschraubbare Deckel angebracht. Diese sind groß genug dimensioniert, sodass man problemlos mit der Hand in die Kammern greifen kann.

Die Befestigung der Tanks erfolgt über zwei verschweißte Edelstahlbänder pro Tank, die zusätzlich durch Winkel stabilisiert sind. Vier M8-Nietmuttern pro Tank ermöglichen eine sichere und dennoch lösbare Befestigung.

Um die beiden Tanks miteinander zu verbinden, habe ich zwei Dash-16-Leitungen eingesetzt, die auf der Motorraumseite des Brandschotts verlaufen. Im Original wurde hierfür ein 80-mm-Rohr verwendet, das unter der Rückenlehne in der Fahrgastzelle verlief – ein für mich inakzeptables Sicherheitsrisiko. Die Aufteilung auf zwei kleinere Leitungen war aus Platzgründen notwendig, sorgt jedoch für deutlich mehr Sicherheit.

Beide Tanks verfügen über eigene Tankdeckel, die direkt auf den Tanks montiert sind. Eine Schnelltankvorrichtung benötige ich nicht, daher wird links und rechts separat betankt. Im linken Tank befindet sich der Geber für die Tankanzeige, während der rechte Tank die innenliegende Benzinpumpe beherbergt.

Nach dem Schweißen und vor dem Befüllen mit Sicherheitsschaum habe ich die Tanks mit 0,6 Bar Druck befüllt und sorgfältig mit Lecksuchspray auf Undichtigkeiten überprüft. Dabei ist besondere Vorsicht geboten: 0,6 Bar mögen auf den ersten Blick gering erscheinen, aber der Druck wirkt gleichmäßig auf die gesamte Innenseite der Tanks und erzeugt erhebliche Kräfte. Tatsächlich konnte ich bei diesem Schritt eine leichte „Ausbeulung“ feststellen.

Um sicherzustellen, dass der Druck nicht zu hoch ansteigt, habe ich auf einen speziellen Deckel der Zugangslöcher ein automatisches Druckventil aus dem Heizungsbau montiert. Dieses Ventil bläst präzise bei 0,6 Bar ab und sorgt so für zusätzliche Sicherheit während der Prüfung.

Pumpsystem und Leitungen

Das Thema Kraftstoffpumpsysteme könnte allein schon ganze Bücher füllen – oder zumindest ausführliche Diskussionen wie im GT40s.com Forum. Entsprechende Beiträge dort beleuchtet alle denkbaren Möglichkeiten und Aspekte bis ins Detail. Wer sich näher damit befassen möchte, findet die Beiträge hier.

Ich möchte mich in diesem Abschnitt auf meine persönliche Herangehensweise beschränken. Wie schon beim Kühlsystem wollte ich einen so simplen Aufbau wie möglich, ich kann das später immer noch ändern falls mir dies Erforderlich erscheint.
Daher habe ich mich vorerst für eine einzige Benzinpumpe entschieden.

Mein Motor wird von einem klassischen Holley-Vergaser versorgt – aus Gründen der Originalität, Optik, Kosten und nicht zuletzt wegen des charakteristischen Sounds. Nach der Einfahrphase und ersten Testfahrten könnte ich z.B. auf eine Einspritzanlage wie das Holley Sniper System umsteigen, doch die Programmierung einer Einspritzung erschien mir für den Anfang zu aufwendig.

Bei der Neukonzeption eines Rennwagens sollte man stets darauf achten, den Aufbau anfangs so einfach wie möglich zu halten. Auch in einem simplen System gibt es immer noch ausreichend potenzielle Fehlerquellen. Einzelne Bereiche lassen sich später problemlos optimieren, sobald das Fahrzeug zuverlässig läuft

Die Entscheidung für einen Vergaser bringt einen entscheidenden Vorteil: Ich kann die Tanks drucklos betreiben. Das vereinfacht sowohl die Belüftung als auch den Verzicht auf einen Rücklaufkreislauf. Als Pumpe nutze ich das Phantom 200 Stealth Fuel System von Aeromotive, ergänzt durch die passenden Dash-Adapter, Filter, Druckregler und weiteres Zubehör. Mein verwendetes Anschlussschema findet Ihr unten in der Bildergalerie.

Die verwendeten Leitungen bestehen aus hochwertigen, mit Stahlgeflecht ummantelten Schläuchen. Diese bieten nicht nur eine hohe Druckbeständigkeit, sondern sind auch äußerst hitzebeständig – ein Standard, der bei Rennfahrzeugen selbstverständlich sein sollte.

Mit diesem Setup werde ich versuchen, das Auto zuverlässig in Betrieb zu nehmen. Wie bereits erwähnt: Änderungen und Optimierungen bleiben jederzeit offen. Schließlich zeigt sich erst im Betrieb, wo Feinschliff nötig ist. Wir werden sehen…

---

Die Planung und Konstruktion des Kühlsystems für meinen Ford GT40 MKIV war eine der komplexeren Aufgaben, denen ich mich gegenüber sah. Der begrenzte Platz im Motorraum, die Anforderungen eines leistungsstarken V8-Mittelmotors und der Wunsch, das originale Erscheinungsbild des Fahrzeugs zu bewahren, stellten besondere Herausforderungen dar.

Positionierung der Kühler und Leitungen

Ein großes Problem beim Design des Kühlsystems war der extrem kleine Motorraum. Eine konventionelle mechanische Wasserpumpe passte schlichtweg nicht. Nach intensiver Recherche entschied ich mich, auf eine elektrische Wasserpumpe umzusteigen. Im Forum wurden dafür zwei Hersteller empfohlen, die Pumpen für hubraumstarke Motoren anbieten: Pierburg (Deutschland) und Davies Craig (Australien).

Beide Hersteller stellten mir freundlicherweise CAD-Daten zur Verfügung, die mir bei der Planung halfen. Zwar hätte ich gerne die Pierburg-Pumpe verwendet, jedoch ließ sie sich nicht strömungsoptimiert in das Gesamtsystem integrieren. Letztlich fiel meine Wahl auf die Davies Craig EWP150, die leistungsstärkste Pumpe des Herstellers, die oft in Verbindung mit US-Motoren genutzt wird. Der technische Support von Davies Craig war dabei besonders hilfreich und unterstützte mich maßgeblich bei der Auslegung des Kühlsystems.

Mit der Pumpe allein war es jedoch nicht getan. Die EWP150 erfordert einen programmierbaren Controller sowie passendes Zubehör zur Integration in das Kühlsystem. Davies Craig bietet hier komplette Einbausätze an, die über verschiedene Händler in Deutschland oder direkt aus Australien bezogen werden können. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung ist die Möglichkeit, das Kühlsystem effizient und individuell zu steuern.

Ein zusätzlicher Baustein ist der Anschluss an den Motor.
Da ich ja keine originale Wasserpumpe einbauen konnte, musste ich mir selbst einen Deckel konstruieren, der anstelle der normalen Wasserpumpe verbaut wird und den Schlauchanschluss an die Rohre zur elektrischen Wasserpumpe herstellt. Auch das wieder eine CNC-Frästeil, das ich mehrmals umkonstruiert habe um die Fräskosten zu drücken.

Herausforderungen bei der Auslegung des Kühlsystems

Bei der Auslegung des Kühlsystems gab es viele Entscheidungen zu treffen:

• Durchmesser der Kühlwasserrohre: Diese müssen so bemessen sein, dass sie eine ausreichende Durchflussrate gewährleisten, ohne dabei unnötig viel Platz zu beanspruchen. Ich habe mich für 38mm entschieden, bei 2mm Wandstärke, alles aus Alu.
• Materialwahl: Langlebigkeit und geringes Gewicht waren entscheidende Faktoren bei der Wahl der Alu Rohre.
• Integration einer Heizung: Letztlich entschied ich mich, auf eine Heizung zu verzichten, da es sich um ein reines Rennfahrzeug handelt. Stattdessen plane ich, ein elektrisch beheizbares Gebläse zur Belüftung der Frontscheibe einzubauen. Darüber habe ich mir allerdings noch keine detaillierten Gedanken gemacht.
• Positionierung der Wasserpumpe: Hierzu existieren zwei unterschiedliche Meinungen: Einige Experten empfehlen, die Pumpe so nah wie möglich am Kühler zu platzieren, während andere dafür plädieren, sie möglichst nah am Motor anzubringen. Diese Diskussion ist vor allem bei Fahrzeugen mit Mittelmotor relevant, da der Weg vom Kühler zum Motor fast drei Meter beträgt. Nach Rücksprache mit beiden Pumpenherstellern entschied ich mich, der Empfehlung zu folgen, die Pumpe möglichst nah am Kühler zu montieren. Die Begründung: Die Saugleistung der Pumpe ist schwächer als die Druckleistung, weshalb der Ansaugweg so kurz wie möglich gehalten werden sollte. Da ich selbst kein Experte auf diesem Gebiet bin, habe ich die Herstellerempfehlung umgesetzt.
• Verbindungstücke und Schläuche: Es gibt einige Übergabestellen und Richtungsänderungen im Kühlkreislauf. Zunächst habe ich die erhältlichen Bogenstücke aus Silikonschlauch ermittelt, also was sind die Standardwinkel. Ich verwende gerade Silikonschläuche von Viper-Performance, bezogen bei BAT-Motorsport, sowie Bögen in 30°, 60° und 90°. Diese habe ich dann im CAD am projektierten Weg der Kühlerleitungen eingesetzt und dann die erforderlichen kurzen Verbindungen aus geraden und gebogenen Rohrstücken dazu konstruiert. So konnte ich auf aufwendige Spezialschläuche verzichten. Motorsport Doppel-Schlauchschellen runden das Ganze ab.
  

Meine Philosophie war klar: so einfach wie möglich, so effektiv wie nötig. Ein minimalistisches System ist weniger anfällig für Probleme und bleibt wartungsfreundlich.

Die charakteristische Kühlerleitung des GT40 MKIV

Eine weitere Besonderheit aller GT40-Modelle sind die langen Kühlwasserleitungen, die vom Motorraum bis zum Frontkühler verlaufen. Beim GT40 MKIV ziehen sie sich an der linken Innenraumseitenwand entlang und sind ein markantes Merkmal des Designs. Ich wollte diese ikonische Optik unbedingt bewahren.

Da die Rohre mehrere Biegungen aufweisen, habe ich sie geteilt ausgeführt, um sie bei Problemen demontieren zu können. Deshalb mussten die Bleche des Beifahrersitzes schraubbar ausgeführt werden, um beim fertigen Auto noch an die Leitungen zu gelangen. Ein Großteil der Rohre verläuft innerhalb der Seitenwand des Beifahrersitzes, was einen komplizierten Aufbau des Sitzes bedingte. Nach hinten zum Motorraum wird der verfügbare Platz dadurch extrem eng.

Herausfordernd war es auch, einen bezahlbaren Hersteller für die Rohre und den Kühler zu finden, der solche komplexen Teile herstellen kann. Fündig wurde ich in England bei Concept Racing. Die dortige Konstrukteurin Clare war super nett und hilfsbereit. Ich habe ihnen genaue 2D-Zeichnungen und 3D-Modelle geschickt und absolut genau passende Teile erhalten. Bei einem Rohr war jedoch ein kleines Video nötig, das ich im CAD erstellt habe, um zu zeigen, wie es gebogen und geschweißt werden muss. Dieser 10-Sekunden-Film hat langwierige Fehler vermieden – ein Hoch auf die Möglichkeiten in Fusion 360!

Die Wahl des Kühlers

Auch bei der Auswahl des Kühlers habe ich mich auf die Expertise von Concept Racing verlassen. Die Länge und Breite des Kühlers mussten den begrenzten Platz im Fahrzeug optimal ausnutzen, ohne dabei die Effizienz zu beeinträchtigen. Zusätzlich spielte die Dicke des Kühlers eine entscheidende Rolle. Während der originale Kühler fast 100 mm dick war, ermöglichen moderne Hochleistungsnetze heute eine vergleichbare Kühlleistung mit deutlich geringeren Abmessungen. Deshalb habe ich mich für eine Dicke von 60 mm entschieden, was sowohl Gewicht spart als auch die Luftführung verbessert.

Die Konstruktionsdetails wie die Position der Anschlüsse, die Befestigung des Kühlers, Gewinde für Temperaturgeber der elektrischen Wasserpumpe usw. wurden genau abgestimmt.
Schwierig war auch die Auslegung der Luftleitbleche zum Kühler, da ein Teil fest am Rahmen ist und der andere Teil an der schwenkbaren Motorhaube befestigt wird. Auch hier musste ich wieder einige Konstruktionsvarianten ausprobieren, um zu einem hoffentlich guten Endergebnis zu kommen.

Fazit ?

Ein wirkliches Fazit zu diesem Thema kann ich im Moment noch nicht treffen, da ich erstens noch nicht alle Teile wie z.B. die Wasserpumpe angeschafft habe und zweitens die Teile die ich schon habe, noch nicht alle verbaut sind.
Ich werde dann später darüber Berichten, ob ich alles richtig gemacht habe….

---

Entscheidung für das passende Lenksystem

Die Wahl des richtigen Lenksystems für meinen Ford GT40 MKIV war eine der Entscheidungen, bei der wieder Präzision und Sicherheit im Vordergrund waren.
Bei Konstruktion des Rahmens war schnell klar, dass die originale, unveränderte Spurbreite an der Vorderachse in Verbindung mit den breiten Felgen zu sehr kurzen Querlenkern und Spurstangen führt. Dies erzeugt hohe Lenkkräfte, insbesondere bei der Verwendung moderner Reifen. Eine Servounterstützung war daher unverzichtbar – besonders bei einem Auto, das über 500 PS auf die Straße bringt.

Ich habe mich natürlich für eine Servolenkung aus dem Rennsport entschieden. Diese Lösung verbindet das Beste aus beiden Welten: die direkte und präzise Steuerung, die ich mir wünsche, mit der notwendigen Unterstützung, um das Auto sicher und komfortabel zu bewegen. Nach viel Recherche und einigen Gesprächen mit Fachleuten von Rennsportteams, fiel meine Wahl auf das Woodward Precision Power Steering System.

Warum Woodward?

1. Ein flexibles Baukastensystem: mir ist kein anderer Anbieter bekannt, der wirklich so umfangreich anpassbare Servolenkungssysteme für solche Projekte anbietet.
   Woodward hat mich mit ihrem modularen Ansatz überzeugt, der es mir ermöglichte, die Lenkung genau auf die Anforderungen meines Autos abzustimmen. Diese Flexibilität war für mich der entscheidender Punkt.
2. Rennsport-Qualität: Woodward steht für Rennsport. Ihre Produkte sind nicht nur für den Alltag, sondern auch für den harten Einsatz auf der Rennstrecke entwickelt. Dass sie mit der von mir eingesetzten Lenkung, in der LMP2-Klasse in Le Mans zuletzt erfolgreich waren, zeigt, wie ernst sie ihre Arbeit nehmen – und genau das wollte ich auch für mein Projekt.
3. Perfekte Integration ins CAD-Modell: Ein großer Pluspunkt war, dass Woodward als einzige Firma bereit war, mir eine STEP-Datei ihres Systems zur Verfügung zu stellen. Diese Datei hat mir unheimlich geholfen, das Lenksystem nahtlos in mein CAD-Modell zu integrieren und sicherzustellen, dass es perfekt passt.

Ich musste nur ein Datenblatt mit wenigen Angaben ausfüllen, bekam nach 3 Tagen die entsprechende CAD-Datei und habe die Lenkung nach nur 3 Wochen aus den USA hier bei mir in der Werkstatt liegen.

Die Entscheidung für Woodward war nicht nur technisch sinnvoll, sondern hat mir auch das Gefühl gegeben, einen weiteren wichtigen Schritt in Richtung meines Traums gemacht zu haben. Es beeindruckt mich immer wieder, wie viel Ingenieurskunst in einem solchen System steckt. Ich bin sicher, dass es entscheidend dazu beiträgt, meinen GT40 MKIV zu einem Fahrzeug zu machen, das nicht nur aussieht wie ein Rennwagen, sondern sich auch so anfühlt.

Abstimmung der Lenkung auf die Fahrwerksgeometrie

Die Abstimmung der Lenkung auf die Fahrwerksgeometrie ist eine äußerst komplexe Aufgabe. Es geht nicht nur darum, den Ackermann-Winkel – die unterschiedliche Lenkgeometrie der Vorderräder in einer Kurve – korrekt zu berechnen. Moderne Fahrwerksauslegungen berücksichtigen weit mehr: Zum Beispiel verändert sich der Lenkeinschlag der Vorderräder beim Ein- und Ausfedern idealerweise so, dass die Fahreigenschaften verbessert werden.
Ungewollte Lenkbewegungen durch Ein- oder Ausfedern, dass berühmte „Bump Steering“ – muss unbedingt vermieden werden, da es das Kurvenverhalten und damit die Fahrsicherheit erheblich beeinträchtigt.

Diese dynamischen Kinematik-Überlegungen sind ein eigenes Feld, über das ganze Bücher geschrieben werden könnten – und das würde hier den Rahmen sprengen. Ich muss ehrlich zugeben, dass ich diese Aufgabe alleine nicht bewältigen konnte. Glücklicherweise konnte ich bei der Lenkgeometrie auf die Unterstützung meines Freundes Uwe Bleck (Kinematiker) zählen, der mir mit seinem Wissen und seiner Erfahrung entscheidend weitergeholfen hat. Die korrekten Anlenkpunkte im Raum zu finden und die Geometrie so auszulegen, dass sie sowohl den historischen Charme als auch die Anforderungen an ein modernes, leistungsstarkes Fahrzeug erfüllt, war eine enorme Herausforderung.
Für mich war es schon kompliziert genug, die nötigen Anlenkpunkte am Rad und am Rahmen zu konstruieren.

Natürlich darf man die Hinterachse nicht vergessen, denn auch dort wird das Rad durch eine Spurstange im richtigen Winkel gehalten. Mit der richtigen Anordnung der Befestigungspunkte lässt sich sogar erreichen, dass die Hinterräder beim Einfedern leicht „mitlenken“ und so die Fahreigenschaften weiter verbessern.

Das gesamte Thema der Radaufhängung und Lenkung ist schlicht überwältigend. Bei über 25 Freiheitsgraden kann einem schnell schwindelig werden. Während der Coronazeit habe ich mich monatelang intensiv eingearbeitet und verstehe gerade einmal die Grundzüge. Selbst wenn man theoretisch alles erfasst, fehlen einem schlicht die vielen tausend Stunden Testarbeit an der Rennstrecke. Ich bin überzeugt, dass nur Fachleute dieses komplexe Puzzle lösen können.

Ohne die Hilfe meiner beiden Freunde Uwe Bleck und Andy Köhler, die sich nicht kennen, wäre das für mich unmöglich gewesen. Und wenn Sie sich kennen würden, würden die beiden wohl endlose Diskussionen darüber führen, was besser ist – und dabei bleibt oft unklar, wer eigentlich recht hat! 😊

---

Die richtige Sitzposition in einem Fahrzeug wie dem Ford GT40 MKIV ist weit mehr als nur eine Frage des Komforts – sie ist entscheidend für Kontrolle, Sicherheit und Fahrgefühl. In diesem Beitrag möchte ich auf die Herausforderungen und Überlegungen eingehen, die bei der Konstruktion von Sitzposition, Pedalerie und deren Integration in die Gesamtstruktur eine Rolle gespielt haben.

1. Bestimmung der optimalen Sitzposition im CAD

Wie bereits im ersten Beitrag erwähnt, habe ich zu Beginn des Projekts einen grundlegenden Fehler gemacht: Anstatt zunächst die Sitzposition festzulegen und den Rahmen darum herum zu konstruieren, bin ich den umgekehrten Weg gegangen. Dadurch war ich später gezwungen, Kompromisse einzugehen, die mich bis heute begleiten.

Ein Beispiel ist die Verjüngung des Rahmens vorne rechts, die mein rechtes Bein behindert. Zusätzlich hätte ich das Längsrohr in der Mitte des Fahrzeugbodens leicht außermittig platzieren müssen, um eine mittigere Sitzposition zu ermöglichen. Stattdessen sitze ich nun leicht schräg zur Fahrtrichtung – eine minimale, aber dennoch störende Abweichung.

Nach langer Suche konnte ich schließlich einen passenden CAD-Dummy finden, der mir bei der Bestimmung der Sitzposition half. Dieser Dummy ermöglichte es mir, die Position des Fahrers im CAD zu simulieren und erste Rückschlüsse auf die Raumaufteilung zu ziehen. Auf dieser Basis konstruierte und baute ich zwei verschiedene Holzsitze, um die theoretische Planung in der Praxis zu überprüfen. Die Tests haben gezeigt, dass es allein mit CAD kaum möglich ist, eine ideale Sitzposition zu bestimmen. Man muss die Position in der Realität testen – insbesondere, um den Kompromiss zwischen einer möglichst flachen Sitzhaltung für Kopffreiheit und ausreichender Sicht über das Armaturenbrett zu finden.

Für zusätzliche Kopffreiheit im Falle eines Seitenaufpralls hatte ich bereits bei der Rahmengestaltung vorgesorgt, indem ich das Mittelteil oben leicht nach links versetzt habe. So kann mein Kopf bei einem Unfall unter dieser Struktur hindurchgleiten, was potenziell schwerwiegende Verletzungen vermeiden könnte.

Das Originalfahrzeug hatte eine einteilige Sitzschale aus GFK, die beide Sitze umfasste. Allerdings war der Beifahrersitz aufgrund des Le-Mans-Reglements lediglich ein schmaler Notsitz, in dem kaum jemand bequem sitzen konnte. Da die Herstellung einer solchen GFK-Sitzschale mit Formenbau etc. sehr kostenintensiv ist, habe ich mich für eine andere Lösung entschieden: Sitzschalen aus Alublech. Diese Methode wurde damals bei anderen Rennwagen ebenfalls verwendet.

Der Komfort bleibt bei beiden Varianten sehr gering, aber das ist in einem Rennwagen ohnehin zweitrangig. Nach dem Ausschäumen der Sitzschalen (hier ein Beispiel was das ist) , angepasst an meine Körperform, werde ich diese mit schwarzem Leder beziehen – wie im Original. Optisch wird kein Unterschied zu den historischen GFK-Sitzen erkennbar sein.

Ein Hinweis für Nachbauer: Es gibt GFK-Sitzschalen für den Lola T70, die in meinen Augen fast identisch sind und vermutlich in den GT40 MKIV passen könnten. Ich habe jedoch nur Bilder davon gefunden und keine Bezugsquelle oder Preisangaben. Dennoch könnte es sich lohnen, nach diesen Sitzschalen zu suchen – vielleicht hat jemand anderes mehr Glück bei der Beschaffung.

2. Konstruktion der Pedalerie mit Fokus auf Ergonomie und Verstellbarkeit

Die Konstruktion der Pedalerie war eine der größten Herausforderungen im Fußraum meines GT40 MKIV. Ich habe den Rahmen im Fußbereich um ca. 15 cm gegenüber dem Original verlängert – um mehr Fußraum zu schaffen, die Querlenker und den Stabilisator besser zu befestigen und das Lenkgetriebe innerhalb des Rahmens unterzubringen.

Ein wichtiger Faktor war die Lenkung: Aufgrund der kurzen Hebel der Radaufhängung vorne entstehen hohe Lenkkräfte. Deshalb entschied ich mich, eine Servolenkung aus dem Rennsport zu verwenden. Diese Lösung brachte jedoch ihre eigenen Herausforderungen mit sich, denn das Lenkgetriebe ist deutlich größer als das Original und musste so integriert werden, dass es die Bewegungsfreiheit für die Füße nicht einschränkt.

Im Originalfahrzeug waren hängende Pedale mit einer außenliegenden Zylindereinheit verbaut. Aufgrund meines Rohrrahmens war dieses Design bei meinem Fahrzeug nicht umsetzbar. Daher entschied ich mich, die Pedale selbst aus Aluminium herzustellen. Es war ein intensiver Prozess, denn der Platz im Fußraum ist extrem begrenzt – besonders, wenn man Schuhgröße 45 hat. Jede Millimeterentscheidung musste überdacht werden, um sicherzustellen, dass später auch wirklich alles passt.

Um Platz für die Schuhspitzen zu schaffen, baute ich ein Doppelgelenk in die Lenksäule ein. Dies sorgt dafür, dass die Lenksäule effizienter verläuft, ohne direkt in den Bewegungsbereich der Pedale zu ragen. Außerdem entschied ich mich für eine Pedaleinheit, bei der die Brems- und Kupplungszylinder vor den Pedalen liegen – eine Lösung, die zwar den Platz gut ausnutzt, aber auch viele Details erfordert, um sie genau richtig zu gestalten.

Ehrlich gesagt, weiß ich noch nicht, ob diese Konstruktion in der Praxis so funktioniert, wie ich es mir vorgestellt habe. Bei der Probemontage wird sich zeigen, ob alles so harmoniert, wie ich es geplant habe, oder ob ich auf käufliche Pedalerien zurückgreifen oder sogar neu konstruieren muss. Rückblickend hätte ich beim Planen wohl mehr auf die Integration von Lenkgetriebe, Pedalen und Platzbedarf achten sollen. Aber so ist das manchmal bei einem Projekt wie diesem – man lernt unterwegs, und nicht alles klappt beim ersten Versuch.

3. Sicherheitsgurte und deren Integration in die Gesamtstruktur

Die Sicherheitsgurte und ihre Befestigungspunkte waren ein zentraler Aspekt beim Aufbau der Gesamtstruktur meines GT40 MKIV. Gerade bei einem Fahrzeug mit einer so flachen Sitzposition ist die richtige Anbringung der Gurte entscheidend für Sicherheit und Funktionalität.

Für die Planung habe ich mich intensiv mit den Vorgaben der Firma Schroth auseinandergesetzt, die im Bereich Racing sehr detaillierte Informationen bereitstellen. Sie definieren exakt, welche Winkel für die einzelnen Gurtteile einzuhalten sind, welche Mindestlängen vorgeschrieben werden und wie die Befestigung am Rahmen gestaltet sein muss. Diese Vorgaben sind nicht nur sinnvoll, sondern auch absolut notwendig, um die Sicherheit im Fahrzeug zu gewährleisten.

Aufgrund der Sitzposition entschied ich mich für 6-Punkt-Gurte aus dem Formelsport, die speziell an die Körpergröße angepasst werden können. Diese Gurte bieten die nötige Sicherheit und verhindern, dass man bei einem Unfall unter den Beckengurt hindurchrutscht.

Eine besondere Herausforderung war die Befestigung der Schultergurte. Um den vorgeschriebenen Mindestabstand von 90 mm zur Schulter und den korrekten Winkelbereich von 0° bis -20° einzuhalten, musste ich ein spezielles Gurtrohr am Rahmen anbringen. Das war eine nachträgliche Änderung, die notwendig wurde, weil ich die Sitzschale erst nach Fertigstellung des Rahmens konstruiert hatte. Dieser Fehler hat mich auch hier wieder eingeholt und zusätzliche Arbeit verursacht.

Die Befestigung der Schultergurte erfolgt durch Schlaufen, die um das Gurtrohr gelegt werden. Hierbei gibt es klare Vorgaben und passende Zubehörteile. Da das Gurtrohr im Motorraum hinter dem Brandschott liegt, habe ich die Bereiche für die Gurtschlaufen mit 3D-gedruckten Abdeckungen versehen. Diese schützen die Gurte und sind gleichzeitig abschraubbar, um die Zugänglichkeit für Wartungsarbeiten zu gewährleisten. Zusätzlich wird das Rohr durch ein Blech abgedeckt, um es weiter zu sichern sowie Lärm und Hitze aus dem Motor abzuschirmen

Die Beckengurte und Beingurte teilen sich bei Formel 6-Punkt-Gurten die gleichen Befestigungspunkte. Das sorgt dafür, dass das „Durchtauchen“ unter dem Beckengurt verhindert wird. Die Haltepunkte habe ich durch speziell angeschweißte Halterungen am Rahmen realisiert. Auch hier war die exakte Einhaltung der Vorgaben entscheidend.

Dieses Thema hat enorm viel Zeit und Überlegungen in Anspruch genommen. Ohne ausgiebiges Probesitzen war es unmöglich, die optimale Position der Gurte zu ermitteln. Es zeigt sich wieder, dass ein durchdachter Plan und eine frühzeitige Integration der Gurte in die Rahmenkonstruktion von entscheidender Bedeutung gewesen wären. Aber letztendlich bin ich mit der aktuellen Lösung zufrieden und hoffe, dass sie sich bei der ersten Testfahrt bewährt.

Und wiedermal – hinterher ist man immer schlauer….

---

Ein Chassis ist nicht nur die Basis eines Fahrzeugs, sondern war für mich der Schlüssel zur Verbindung von Tradition und Innovation. Bei der Nachbildung dieses legendären Rennwagens war es mein Ziel, die technischen Dimensionen und das Erscheinungsbild des Originals einzufangen, während ich moderne Fertigungsmethoden und Materialien nutzte, um die Konstruktion zeitgemäßen Ansprüchen anzupassen.

1. Erstellung des Gitterrohrrahmens im CAD – Welche Methoden gibt es?
   
   Die Konstruktion eines Gitterrohrrahmens im CAD kann auf verschiedene Arten erfolgen, die jeweils Vor- und Nachteile mit sich bringen. Drei gängige Ansätze habe ich dabei untersucht:
   
   Modellierung mit zylindrischen Volumenkörpern:
   Hierbei werden die Rohre direkt als zylindrische Körper modelliert und zu einem Rahmen zusammengefügt. Diese Methode ist einfach und direkt, stößt jedoch bei komplexeren Konstruktionen schnell an ihre Grenzen, da Anpassungen zeitaufwändig und wenig flexibel sind.
   Modellierung mit Linien und Extrusion:
   Eine beliebte Methode ist es, das Modell zunächst mit Linien im 3D-Raum aufzubauen, die die Mittellinien der Rohre darstellen. Entlang dieser Linien werden dann Kreise mit dem gewünschten Rohrquerschnitt extrudiert, um die Rohre zu erzeugen. Die einzelnen Körper werden anschließend mit booleschen Operationen aneinander angepasst.
   Nutzung spezieller Rohrbiege-Module im CAD:
   Moderne CAD-Programme bieten häufig Module, die speziell für Rohrkonstruktionen entwickelt wurden. Diese erleichtern die Erstellung komplexer Biegungen und Verbindungen, sind jedoch oft anwendungs- oder branchenspezifisch und erfordern eine gewisse Einarbeitung.
   
   Ich habe mich für die zweite Methode entschieden, da sie mit TurboCAD, das ich für die ersten Entwürfe des Rahmens verwendet habe, am einfachsten umzusetzen war. Diese Methode gab mir die nötige Kontrolle über die Geometrie, während sie gleichzeitig flexibel genug für Anpassungen blieb.
   Später bin ich aufgrund der Anforderungen an Simulationen zu Fusion360 gewechselt und habe auch dort bei dieser Vorgehensweise geblieben. Fusion360 bot mir die Möglichkeit, die Querschnitte der Rohre in Listen zu organisieren. Dadurch war es theoretisch möglich, Änderungen an Rohrdurchmessern effizient durchzuführen – eine wertvolle Funktion, wenn man während der Simulation verschiedene Varianten ausprobieren möchte.
   In der Praxis stellte sich jedoch heraus, dass diese Methode schnell sehr komplex wird. Änderungen am Rohrdurchmesser beeinflussen beispielsweise auch die Verbindungsstellen an den Knotenpunkten. Ich habe es damals nicht geschafft, den Rahmen vollständig parametrisch abzubilden und somit Varianten zu erzeugen. Das lag vermutlich an meinen zu diesem Zeitpunkt noch begrenzten Kenntnissen in Fusion360.
   
   Wenn jemand weiß, wie man diese Herausforderung elegant löst, würde ich es wirklich gerne lernen!
   
   
2. Dimensionierung der Rohre und Materialwahl basierend auf Simulationen

Fusion360 bietet ein leistungsstarkes Simulationsmodul, das eine vergleichsweise einfache Durchführung von FEM-Berechnungen ermöglicht. Doch wie so oft steckt der Teufel im Detail, und gerade bei der Dimensionierung eines Gitterrohrrahmens musste ich zahlreiche Herausforderungen meistern.

Die schwierigsten Fragen waren für mich:

• Fixpunkte am Rahmen: Wo genau sollen diese definiert werden, um realistische Bedingungen zu simulieren?
• Angriffspunkt und Höhe der Last: Wie hoch ist die Belastung tatsächlich, etwa wenn man mit 100 km/h über einen Curb fährt? Solche Lasten lassen sich nur schwer abschätzen, wenn keine gemessenen Werte vorliegen.
• Netzfeinheit der Simulation: Wie fein muss das FEM-Netz sein, um präzise Ergebnisse zu liefern, ohne die Rechenzeiten unnötig in die Höhe zu treiben?
• Sicherheitsfaktor: Welcher Faktor ist sinnvoll, um realistische Reserven einzukalkulieren?

Ein zusätzliches Problem ergab sich aus der Geometrie meiner Rohre: An den Knotenpunkten laufen sie spitz zu – im CAD oft schärfer, als es in der Realität möglich ist. An diesen Stellen entstehen sogenannte „Hotspots“, also Bereiche mit extremen Spannungsspitzen. Doch sind diese realistisch oder ein Artefakt der Simulation?

Ohne externe Hilfe hätte ich diese Herausforderungen nicht bewältigen können. Glücklicherweise hatte ich Zugriff auf ein wertvolles Netzwerk:

• Ein Stahlbaustatiker, der zugleich ein Kunde von mir war, führte mich in die Grundlagen Statik ein. Das half mir, die ersten Stolpersteine zu überwinden.
• Andy Köhler vom Motopark in Oschersleben war jedoch meine wichtigste Unterstützung. Als Technischer Direktor eines erfolgreichen Rennteams im Formelsport und der GT3-Klasse verfügt Andy über ein unschätzbares Wissen. Dank seiner Erfahrung im Fahrzeugbau und der Nutzung von Sensoren zur Messung von Belastungsspitzen auf der Rennstrecke konnte ich meine Simulationen deutlich realistischer gestalten.

Eine wichtige Erkenntnis, die ich durch diese Zusammenarbeit gewonnen habe:
Simulationen sind nur so gut wie die zugrunde liegenden Annahmen.
Wenn diese falsch sind, sind die Ergebnisse nichts weiter als bunte Bilder ohne praktischen Wert. Besonders die Erfahrung eines Ingenieurs, der unzählige Stunden auf der Rennstrecke verbracht hat, ist durch Software allein nicht zu ersetzen.

Ich kann daher nur empfehlen, solche Simulationen von Profis durchführen zu lassen, wenn man kein entsprechendes Netzwerk hat. Es ist gut investiertes Geld, denn die Einarbeitung in dieses Thema ist äußerst zeitaufwändig. Zudem ist es schwierig, verlässliche Informationen zu finden, da vieles im Rennsport streng gehütetes Know-how ist.

Vorsicht vor gefährlichem Halbwissen: In Internetforen kursieren oft unrealistische Ratschläge. Diejenigen, die sich wirklich auskennen, äußern sich selten öffentlich. Realistische Belastungsdaten werden fast nie geteilt, da sie ein wesentlicher Bestandteil des Ingenieurs-Know-hows sind.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Ohne erfahrene Unterstützung wären meine Simulationen weder realistisch noch umsetzbar gewesen. Software allein reicht nicht – das Zusammenspiel aus technischer Expertise und praktischer Erfahrung macht den Unterschied

3. Die Wahl des Rohrquerschnitts – ein Kompromiss aus Stabilität und Herstellbarkeit

Während der Entwicklung des Rahmens und den ersten Simulationen entschied ich mich dazu, die zunächst geplanten quadratischen Rohre im strukturell hochbelasteten Bereich der Zelle durch solche mit rundem Querschnitt zu ersetzen. Diese Änderung hatte mehrere Gründe: Runde Rohre sind bei gleicher Materialstärke in alle Richtungen stabiler und bieten gerade bei der Energieaufnahme bei einem Unfall deutliche Vorteile.

Doch diese Entscheidung brachte neue Herausforderungen mit sich:
Als ich die ersten CAD-Bilder meines Rahmens im Forum GT40s.com zeigte, wies mich ein erfahrener Forumsnutzer direkt auf die deutlich höhere Komplexität beim Bau eines Rahmens aus runden Rohren hin. Anders als bei rechteckigen oder quadratischen Rohren, die man recht einfach selbst zuschneiden und anpassen kann, verlaufen runde Rohre an den Übergängen bis zur Mitte des jeweils anderen Rohrs. Dadurch entstehen komplexe Knotenpunkte, besonders wenn mehrere Rohre aufeinandertreffen. Diese sind zwar stabiler, aber auch schwieriger zu fertigen.

Zunächst tat ich diesen Hinweis etwas leichtfertig ab, da ich ohnehin plante, die Rohre mittels CNC-Laser zuschneiden zu lassen. Doch im weiteren Verlauf der Arbeit stieß ich auf ein weiteres Problem:

Die Beplankung der Rohre mit Alublech
Die Befestigung der Alubleche an runden Rohren erwies sich als unerwartet herausfordernd. Zum einen ist die Klebefläche bei runden Rohren kleiner als bei quadratischen. Zum anderen bringt das Vernieten zusätzliche Schwierigkeiten mit sich:

• Präzision beim Bohren: Der Bohrer muss exakt die höchste Stelle des Rohrs treffen, um ein Abrutschen zu vermeiden. Vor allem an schwer zugänglichen Stellen war dies oft eine echte Geduldsprobe und der Bohrer bricht schnell – nicht lustig wenn die Spitze tief im Rohr steckt.
• Probleme beim Verrutschen: Das verwendete 25CrMo4-Rohr ist wesentlich härter als das Alublech, was dazu führte, dass ein verrutschender Bohrer schnell ein ovales und damit unbrauchbares Loch im Alublech hinterließ.

Schon während der Konstruktion entschied ich mich dazu, für die Seitenkästen, in denen die Tanks untergebracht sind, rechteckige Rohre zu verwenden. Diese Bereiche hängen statisch betrachtet nur außen am Rahmen und sind im normalen Fahrbetrieb kaum belastet. Hier lag der Fokus von Anfang an auf der passiven Sicherheit im Falle eines Unfalls – ein Thema, das ich an anderer Stelle ausführlicher behandeln werde.

Würde ich meinen Rahmen wieder so bauen?
Definitiv. Trotz der Schwierigkeiten bei der Herstellung war der Wechsel zu runden Rohren im zentralen Bereich der Zelle die richtige Entscheidung. Heute würde ich jedoch von Anfang an die Herausforderungen realistischer einschätzen und gezielter planen. Der Zugewinn an Stabilität und Sicherheit ist den Mehraufwand auf jeden Fall wert

Für mich stand von Anfang an fest, dass ich das Projekt nur dann wirklich zum Leben erwecken kann, wenn ich zuerst ein möglichst komplettes CAD-Modell aufbaue – bevor ich auch nur einen Schweißpunkt setze. Das war für mich aus zwei ganz klaren Gründen entscheidend:

1. Die Komplexität verstehen und Lösungen finden
   Ein solches Projekt ist unglaublich komplex, und nur durch ein digitales Modell konnte ich wirklich begreifen, wie alles zusammenpasst. Nur so konnte ich Lösungen für all die Probleme entwickeln, die sich zwangsläufig ergeben – ohne später bei Bauteilen festzustellen, dass etwas nicht passt. Natürlich gab es trotzdem Fehler, und zwar nicht wenige – oft durch Unachtsamkeit, fehlendes Wissen oder auch einfach durch meine Ungeduld, die mich manchmal zu schnell voranpreschen ließ. Aber das gehört bei mir Wohl dazu. Nach nun bisher 4 Jahren Bauzeit bin ich da etwas demütiger geworden.
   
2. Die Notwendigkeit für effiziente Fertigung
   Die meisten Teile des Chassis lassen sich ohne ein CAD-Modell gar nicht effizient fertigen. Ob es nun um CNC-gefräste Teile, Drehteile oder gelaserte Komponenten geht – ohne das digitale Modell würde die Herstellung viel länger dauern und wäre viel fehleranfälliger.

Am Ende ist es für mich nur mit einem CAD-Modell möglich, das Fahrzeug in seiner Gesamtheit zu überblicken und sicherzustellen, dass alles nahtlos ineinandergreift. So kann ich das Auto schon vor Baubeginn in all seinen Details sehen und auch während des Bauens Maße abgreifen usw..

1. Digitalisieren der Maße und Daten (Pläne, Skizzen).

Der Anfang meiner CAD-Arbeit war ganz simpel: Ich begann mit einer 2D-Draufsicht und Seitenansicht, um die Grundabmessungen des Fahrzeugs festzulegen. Dafür griff ich auf alte Dokumente zurück, die Ford bei der Anmeldung zum Rennen in Le Mans eingereicht hatte. Diese beinhalteten grundlegende Maße wie Radstand, Spurweite und die Gesamtfahrzeugabmessungen – also alles, was man für die erste grobe Dimensionierung braucht.

Mit diesen Werten skizzierte ich das Fahrzeug in einer einfachen 2D-Darstellung, um die wichtigsten Maße übersichtlich auf einem einzigen Dokument zu haben. Der Vorteil dieser Herangehensweise war, dass ich gleich einen klaren Überblick bekam, ohne mich sofort in die Komplexität der 3D-Modellierung zu stürzen.

Für diese ersten Schritte verwendete ich TurboCAD, da das Programm eine besonders starke 2D-Funktionalität bietet. Es erlaubte mir, die Maße präzise und schnell zu zeichnen, was für diese grundlegende Phase unerlässlich war. Mit dieser simplen Vorlage konnte ich später alles Weitere aufbauen und die Details Schritt für Schritt weiterentwickeln.

(Eine Übersicht welche Software ich bei der Konstruktion genutzt habe und noch nutze findet Ihr hier in diesem Beitrag)

2. Fehlerquellen und erste Stolpersteine

Mein Problem war ein grundlegendes, das mich erst beim Bauen richtig eingeholt hat. Am Anfang stand eine entscheidende Frage: Konstruiere ich das Auto von außen nach innen oder umgekehrt?

Für mich war diese Frage anfangs eigentlich keine, denn es schien logisch, von außen nach innen zu konstruieren. Warum? Ganz einfach – ich besaß bereits alle nötigen GFK-Karosserieteile, und es war für mich der erste Schritt, diese Teile zu digitalisieren. Mein Freund, der Gerüstbauer ist, hatte mir freundlicherweise einige Gerüstbauteile aus dem Hausbau zur Verfügung gestellt, mit denen ich ein Gestell baute – Danke Lars!
Auf diesem Gestell befestigte ich dann die Karosserieteile und setzte die Frontscheibe ein, um die Teile so gut wie möglich auszurichten.

Dabei stellte ich fest, dass die Bauteile zwar untereinander ausgerichtet werden konnten, jedoch war unklar, ob diese Ausrichtung im Verhältnis zum Chassis tatsächlich stimmte.

Um dieses Problem zu lösen, habe ich das originale Aluminium-Waben-Sandwich-Chassis aus 19-mm-Spanplatten nachgebaut. Obwohl dies mit erheblichem Mehraufwand und zusätzlichen Kosten verbunden war, hat sich der Einsatz für mich mehr als gelohnt. Ich habe das Holzchassis auf einem stabilen Rahmen aus Holzbalken montiert und mit Rädern versehen, wodurch es mobil wurde. Nach der Demontage des Holzchassis konnte ich das verbleibende Gestell außerdem als praktische Plattform für den weiteren Zusammenbau nutzen.

Mit dieser Konstruktion konnte ich die Karosserie scannen und hatte so eine solide Basis. Nachdem ich den Scan grob bearbeitet hatte, konnte ich die Karosserie als Referenz in mein CAD-Modell integrieren. Ich orientierte mich immer daran, dass alles, was ich am Rahmen konstruierte, auch tatsächlich in die Karosserie passen musste.

So weit, so gut – allerdings stellte sich später heraus, dass dieses Vorgehen nicht die beste Entscheidung war. Erst letztes Jahr, als ich mich mit der Lenkung und der Sitzposition befasste, wurde mir klar, dass einige Rohre im Weg standen, ich hatte da ja schon den Rohrrahmen fertig. Deshalb musste ich einen Ausschnitt im Rahmen für das Lenkgetriebe nachträglich anbringen. Aber besonders bei der Konstruktion der Sitze war es eine Herausforderung, passende Positionen und Montagepunkte zu finden, da der Raum durch das vorher festgelegte Karosserie-Layout stark eingeschränkt war. Diese Probleme kosteten mich viel Zeit, die ich im Nachhinein besser hätte investieren können – dazu aber später mehr im entsprechenden Kapitel.

3.Fazit

Heute würde ich andersherum vorgehen: Zuerst die Grundmaße festlegen, dann die Karosserie im CAD platzieren und anschließend die Sitz- und Lenkradpositionen bestimmen. Erst wenn diese Parameter festgelegt sind, würde ich mit der Konstruktion des Rahmens beginnen.

Meine Freunde aus dem Rennsport lachen mich noch immer aus, weil für sie, wäre es von Anfang an selbstverständlich gewesen, so vorzugehen. Naja, hinterher ist man immer schlauer – aber wenn man bedenkt, dass dies mein einzig grober Fehler in den ersten drei Jahren war, gibt mir das irgendwie Hoffnung

---