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Profiwissen Achsen: Was Achsen und Aufhängungen aushalten

Gute und vor allem sichere Fahreigenschaften setzen voraus, dass die Komponenten des Fahrwerks exakt aufeinander abgestimmt sind. Achsen und Radaufhängungen spielen dabei eine entscheidende Rolle.

Die Achsen eines Fahrzeugs müssen eine Vielzahl unterschiedlichster Kräfte aufnehmen. Dazu gehören das Fahrzeug-Eigengewicht, aber auch Bremskräfte,  Antriebseinflüsse und Seitenführungskräfte. Fahrzeugachsen sind entweder als Starrachsen oder als geteilte Achsen mit Einzelrad-Auf- hängung ausgelegt. Beide Konstruktionen haben grundlegend unterschiedliche Eigenschaften mit entsprechenden Vor- und Nachteilen.

Starrachsen sind in der Regel verhältnismassig schwer und das erhöht nicht nur das Leergewicht des Fahrzeugs. Es wirken ebenso höhere ungefederte Massen, die den Fahreigenschaften nicht zuträglich sind. Andererseits haben Starrachsen aber auch gravierende Vorteile. Dazu gehört beispielsweise eine größere Stabilität und somit ein höheres Tragvermögen. Aufgrund der eher schlichten Konstruktion von Starrachsen sind sie zudem weniger reparaturanfällig und günstiger herzustellen.

Bevorzugtes Einsatzgebiet von Starrachsen sind vor allem schwere Lastwagen, Fahrzeuge mit einem Gesamtgewicht von über 16 Tonnen basieren hinten in der Regel auf einer Doppelachse. Grundsätzlich verrichten Starrachsen im Lastwagen als Antriebs-, Nachlauf- oder Vorlaufachsen ihren Dienst.

Die ungefederte Masse ist in der Antriebsachse besonders groß

Zusätzliche Aufgabe der Antriebsachse ist die Aufnahme des Differenzialgetriebes und der Achswellen. Die somit wirkende ungefederte Masse ist also in der Antriebsachse besonders groß. Doch zumindest die Bauhöhe des Differenzialgetriebes, das in einem rundlichen Gehäuse in der Achsmitte positioniert ist, kann mit Hilfe eines Außenplanetenantriebs begrenzt werden. Da er in den Radnaben angeordnet ist, kann dafür das Gehäuse des Differenzialgetriebes kleiner ausfallen. Somit gewinnt das Fahrzeug an Bodenfreiheit - ein Vorteil, der sich besonders in Geländefahrzeugen wie Kippern bezahlt macht.

Hinterachsen für schwere Nutzfahrzeuge bestehen wegen ihrer höheren Stabilität in der Regel nach wie vor aus Stahlguss. Bei Konstruktionen für den leichteren Fahrzeugeinsatz greifen die Hersteller indessen zum großen Teil zu Kastenprofilen aus Pressstahl. Vorne kommen zumindest in straßengebundenen leichteren Nutzfahrzeugen und in Omnibussen Einzelrad-Aufhängungen zum Einsatz. Zu den Vorzügen dieser Konstruktion gehört, dass während der Fahrt kleinere ungefederte Massen wirken. Zudem beeinflussen sich die Räder beim Überrollen von Straßenunebenheiten gegenseitig weniger. Fährt beispielsweise ein Rad einer Starrachse über eine Unebenheit, ändert sich der Sturz gleich an beiden Rädern, zudem erfährt die Achse eine Querbewegung. Starrachsen sind vorne überwiegend in Form von sogenannten Faustachsen eingebaut. Sie bestehen aus hochfesten Stahlsorten. Zu ihrer Bezeichnung kommen Faustachsen durch die Umrisse der Achsenden mit der lenkbaren Lagerung der Räder an den äußeren Enden, die an eine Faust erinnern. Der Achskörper insgesamt bildet im Querschnitt die Form eines Doppel-T-Profils. Diese Form bildet einerseits eine hoch belastbare Struktur und lässt sich andererseits mit geringem Werkstoffeinsatz fertigen. Damit reduzieren sich nicht nur die Kosten, sondern auch das Gewicht der Achse.

Eine ebenso hochbelastete Komponente der Fahrzeugachse ist die Radnabe. Sie sitzt an den beiden äußeren Enden des Achskörpers und nimmt neben dem Rad den Bremssattel und den Bremszylinder auf. In die Radnabe ist ein inneres und ein äußeres Radlager integriert. Während des Fahrzeugbetriebs leisten die Radlager Schwerstarbeit, schließlich müssen sie die vom Achskörper während der Fahrt übertragenen dynamischen Kräfte sowie die Kräfte des Fahrzeug-Gesamtgewichts aufnehmen.

Reparieren statt Tauschen

Übrigens: Radlager haben einen harten Job zu erledigen. Während der Fahrt wirken auf sie Kräfte, die ein zigfaches des Fahrzeug-Gesamtgewichts übersteigen. Für die Fälle, in denen ein Lager aufgrund von Überbeanspruchung in die Knie geht und es vom Lkw-Spezialisten FAG stammt, bietet etwa Schaeffler Automotive Aftermarket eine Reparaturlösung an, mit der sich der komplette Tausch der Radnabe umgehen lässt. Dafür sind zuerst Rad, Bremssattel und Bremszylinder zu demontieren. Danach kann der Radnabendeckel und die Zentralmutter der Nabe gelöst werden. Nach diversen Reinigungsarbeiten sowie der Entnahme von Sicherungs- und Dichtringen werden inneres und äußeres Lager mit geeignetem Werkzeug ausgetrieben. Zum Einbau sind die Lagerhälften samt Fettung sowie O- und Sicherungsringen fertigt montiert. Nach exakter Positionierung werden dann das neue Innen- und Außenlager mit Hilfe mitgelieferter Einpress-Werkzeuge eingebaut. Für die genaue Einbauanleitung der Austausch-Kompaktlager bietet Schaeffler eine detaillierte Montageanleitung in gedruckter und elektronischer Form an. Weiter gibt es eine audiovisuelle Anleitung unter www.schaeffler-aftermarket.de. Weitere Bilder und Erklärungen gibt es auf dem Werkstatt-Portal www.repxpert.de.

Andreas Wolf lastauto omnibus

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1. September 2011
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