Radachsen gehören zu den zentralen Komponenten eines Lkw, müssen das Fahrzeuggewicht aufnehmen und auch Brems-, Antriebs- und Seitenführungskräfte übertragen.
Die auf das Musikinstrument zurückgehende Bezeichnung erschließt erst mit etwas Fantasie und bei genauerem Hinsehen: Auf den ersten Zeichnungen in den USA für die Patentanmeldungen war ein starrer Achskörper für die Aufnahme von zwei Radantriebswellen und eines Differenzialgetriebes abgebildet, wobei die Zeichnung an ein Banjo mit zwei Hälsen erinnerte. Je nach Größe eines Lkw sind zwei, drei oder vier Achsen im Einsatz. Grundsätzlich sind schwerere Lkw über 16 Tonnen hinten mit einer Doppelachse ausgerüstet. Angetrieben sind normalerweise eine, bei drei- oder vierachsigen Fahrzeugen auch die beiden letzten Hinterachsen. Bei vierachsigen Lkw können wiederum die ersten beiden gelenkt sein. Mit Ausnahme der Antriebsachsen können auch hintere Achsen mitgelenkt sein. Geländefahrzeuge verfügen in der Regel über einen Allradantrieb. Die größte Achslast übernimmt die Triebachse und überträgt auch, sofern der Zug voll ausgeladen ist, die größten Bremskräfte. An der Triebachse sind hauptsächlich Zwillingsreifen montiert. Dazu sind zwei Räder miteinander verschraubt.
Das Gehäuse, aus zwei Stahlhälften gepresste und geschweißte Stahlhälften, der sogenannte Achskörper, hat die Aufgabe, das Fahrzeuggewicht aufzunehmen und es auf Radlager und Räder zu übertragen. Hinzu kommt die Funktion, Antriebseinflüsse und Bremskräfte aufznehmen. Der Achskörper leichterer Hinterachsen besteht aus einem Pressstahl-Kastenprofil. Die Achskörper schwerer Lastwagen sowie Achsstummel und Radnaben sind aus Sphäroguss, Wellen und Zahnräder aus hochfestem, legiertem Einsatzstahl 01 gefertigt.
Banjoachse im Detail
Vorne sind meistens sogenannte Fausttaschen-Konstruktionen aus hochwertigem Stahl eingebaut. Ihre Bezeichnung rührt daher, dass die Umrisse der Achsenden, an denen die Räder lenkbar gelagert sind, an eine Faust erinnern. Der restliche Achskörper bildet im Querschnitt ein Doppel-T-Profil. Durch diese Form ist die Achse einerseits hoch belastbar und kann andererseits so geformt werden, dass sie nur ein geringes Eigengewicht besitzt.
Während der Fahrt wirken auf Vorder- und Hinterachse Kräfte in verschiedene Richtungen. Die Achsführung sorgt dafür, dass sich die Achse nicht gegen den Rahmen verdreht oder seitlich unter dem Fahrzeug herausschiebt. In blattgefederten Fahrzeugen übernehmen die Blattfedern diese Funktion. Sie halten die Achse auch unter dem Einfluss von Bremskräften und Antriebskräften in Position. Bei Luftgefederten oder schraubgefederten Fahrzeugen übernehmen diese Aufgaben Längs- und Querlenker. Es handelt sich dabei um Verstrebungen, die am einen Ende mit der Achse und am anderen Ende mit dem Rahmen verbunden sind. Zwei parallel zum Rahmen verlaufende Lenker auf beiden Seiten gewährleisten, dass die Achse immer quer zum Fahrwerk steht.
Der mittlere Teil des als Banjoachse ausgebildeten Achskörpers besteht aus Teller- und Kegelrad. Die Kraftübertragung bei sogenannten Außenplaneten-Hinterachsen erfolgt über diese Teller- und Kegelräder sowie Hinterachswellen zum Planetengetriebe. Das auf der Hinterachswelle sitzende Sonnenrad treibt die Planetenräder an, die auf dem Planetenradträger gelagert sind. Das Drehmoment der Antriebsräder wird durch die Übersetzung ins Langsame im Planetensatz aufgebaut. Das Ausgleichsgetriebe lässt sich deshalb in Leichtbauweise ausführen.
Bei hohen Nutzlasten kommen Hypoidachsen infrage
Außenplaneten-Achsen werden vor allem überall dort eingebaut, wo es auf hohe Bodenfreiheit ankommt, also beispielsweise bei Baufahrzeugen, Expeditions- oder Militärfahrzeugen. Das zentrale Kegelgetriebe baut dabei schmaler, da es einen Teil der Momente an die Planetengetriebe um die Radnaben abgibt. So können relativ kurze Übersetzungen auf zwei Getriebe verteilt werden. Zudem sind die Belastungen wesentlich geringer, schließlich verringern sich bei dieser Bauart die Drehmomente, die auf die Zahnradeingriffe wirken.
Geht es um hohe Nutzlasten, können aber auch Hypoidachsen in Frage kommen. So hat beispielsweise MAN zur Bauma 2016 in München ein Hypoid-Tandem-Achsaggregat vorgestellt, das im Vergleich zu Außenplaneten-Achsen einen Gewichtsvorteil bis zu nahezu 280 Kilogramm bietet. Gegenüber üblichen Hypoidachsen mit einer Tragfähigkeit von 13 Tonnen liegt der Gewichtsvorteil laut MAN bei 180 Kilogramm. Auf diese Weise lassen sich nicht nur Nutzlastvorteile bei Tank- oder Betonmischer-Transporten nutzen, sondern auch beispielsweise vorgeschriebene Zusatzeinrichtungen wie thermoisolierte Aufbauten bei Asphalttransporten teilweise kompensieren. Da die neue für eine Nutzlast von 11,5 Tonnen ausgelegte Hypoidachsen-Konstruktion im Vergleich mit einer konventionellen Lösung vier Zentimeter mehr Bodenfrei-heit am Fahrwerk ermöglicht, so sagt MAN, ließen sich nun die Zulassungskriterien für ein Geländefahrzeug (N3G) in mittelhoher Bauart und der Bereifung 315/80 R22,5 auch mit Hypoidachsen erfüllen.
Begrenzter Achsdruck
Der Achsdruck ist vom Gesetzgeber begrenzt. Abhängig von der Konstruktion liegen die Werte bei 10,0 oder 11,5 Tonnen. Zusatzachsen können dazu dienen, die Lasten so zu verteilen, dass sich die vorgeschriebenen Werte einhalten und mehr Bremsleistung übertragen lassen.
Dazu zählen Liftachsen, Vorlaufachsen und Nachlaufachsen an Nutzfahrzeugen. Ist die Zusatzachse zwischen der Lenk- und der Triebachse angebracht, ist von einer Vorlaufachse die Rede. Ist sie zusätzlich gelenkt, verkleinert sie außerdem noch den Wendekreis. Sitzt die Zusatzachse hingegen hinter der Triebachse, handelt es sich um eine sogenannte Nachlaufachse.
