Starrachsen
Aufbau einer Starrachse
Eine Starrachse besteht aus:
- Bremssystemen
- Differenzialgetriebe
- Traktionskontrolle
- Achstraeger
- Radgetriebe
Bremssysteme
Das Bremssystem einer Starrachse dient in erster Linie der Sicherheit. Es sollte wie bei allen Bremssystemen im Falle einer Wartung der Bremskreislauf immer geprüft werden. Wichtiger Anhaltspunkt ist der sog. Arbeitsdruck, der sich je nach Kreislauf (hydraulisch oder pneumatisch) unterscheiden kann. Bei Nicht-Einhaltung der Druckwerte können die Bremssysteme beschädigt und die Sicherheit herabgestuft werden.
Es gibt verschiedene Bremssysteme, die eingesetzt werden:
- Turbobremsen
- Parkbremsen
- Betriebsbremsen
- Scheibenbremsen
Differentialgetriebe
Das Differentialgetriebe dient dem Ausgleichen unterschiedlicher Drehzahlen von Antriebsrädern bei Kurvenfahrten und wird so auch Ausgleichsgetriebe genannt.
Traktionskontrolle
Die Traktionskontrolle, die auch Antriebsschlupfregelung (ASR) genannt wird, ist für das Nicht-Durchdrehen der Reifen von Autos, LKWs oder anderen (Nutz)Fahrzeugen beim Anfahren zuständig.
Teile der Traktionskontrolle sind
- die Differenzialsperre
- das Balancesystem
- die Allradabschaltung
Achsträger
Der Achsträger ist ein Bestandteil der Achse - bekannt ist er auch unter dem Namen Fahrschemel oder Hilfsträger. Der Achsträger dient z. B. der Fahrstabilität und der Reduzierung von Vibrationen im Fahrgastraum. Am Fahrschemel sind die Radaufhängungen befestigt; abhängig von der Bauart im vorderen Bereich auch der Motor, das Getriebe und das Differential.
Achsträger sind
- fest
- verstellbar
- flach/hoch
- fix
- gependelt.
Radgetriebe
Das Radgetriebe besteht meist aus einem Planetengetriebe, das speziell für Radanwendungen konstruiert wurde. Wichtig zu kennen sind die Antriebsdrehzahl, der Antriebsdrehmoment und die integrierten Bestandteile (wie bspw. Feststellbremse oder Fahrbremse).
Das Radgetriebe ist
- schaltbar
- unter Last schaltbar
- mit/ohne Bremse.
Was ist die Funktion einer Starrachse?
Das Bindeglied zwischen Karosserie und Rädern ist die Radaufhängung, welche auch als Radführung bezeichnet wird. Sie überträgt die Kräfte und Momente zwischen Rad und Fahrzeugaufbau. Die Starrachse ist neben der Einzelradaufhängung und der Verbundachse eine der wichtigen Bauformen. Bei ihr sind die Räder, welche drehbar und lenkbar sind, über die Achsbrücke starr miteinander verbunden.
Die Starrachsaufhängung besitzt einen Mechanismus mit zwei Freiheitsgraden, damit beide Räder unabhängig voneinander ein- und ausfedern können.
Wo werden Starrachsen eingesetzt?
- Personenkraftwagen
- Starrachsen werden wegen der robusten Bauart eingesetzt. Sie wurden in Personenkraftwagen von der Einzelradaufhängung, welche als Vorderachse genutzt wird, fast komplett verdrängt. Allerdings findet sich in knapp einem Viertel aller PKW, häufig in Geländewagen, die Starrachse als Hinterachse wieder. Eine Starrachse hinten verhindert den Radausgleich in einer Kurve; somit kann aggressiver und schneller in die Kurve gefahren werden. Besonders in großen Kurven bringt dies einen Geschwindigkeitsvorteil. In Pickups wird diese Art der Achsen auch noch verwendet.
- Nutzfahrzeuge
- Sie sind weiterhin bei LKW und Forstfahrzeugen im Einsatz, da Starrachsen ein stabiles Spurverhalten und eine robuste Bauweise aufweisen. Beispiel: Nutzfahrzeug mit vorne einer Starrachse und hinten mehreren Starrachsen (alle angetrieben) ergibt ein hochgeländegängiges Nutzfahrzeug, das über besonders robuste Achsen verfügt - da kommt die Einzelradaufhängung nicht mit!
Anwendung von Planeten-Starrachsen
- Planeten-Starrachsen werden für Forstmaschinen eingesetzt. Die Achslast beträgt 20 t bei 30 km/h.
- Bei Baumaschinen werden Planeten-Starrachsen mit integriertem Durchtrieb und einer achslast von 25 t bei 52 km/h eingesetzt.
- Planeten-Starrachsen werden auch im Bereich Mining (Bohrwagen, Motorgrader, Untertagelader) mit einer Achslast von 14 t bei 25 km/h und hohen Radlasten eingesetzt.
- Im Bereich Materialhandling werden Planeten-Starrachsen bei einer Achslast von 26 - 68 t bei 5 km/h eingesetzt.
- Planeten-Starrachsen werden auch am Flughafen für Flughafengeräte eingesetzt. Sie haben hohe Radlasten und eine Achslast von 14 t bei 25 km/h.
Starrachsen Bauformen
Der Achskörper einer Starrachse wird mit Blattfedern am Fahrzeug geführt und gegen dieses gefedert. Anstelle von Blattfedern können auch kombinierte Lenker verbaut werden.
- Starrachsen mit Blattfedern
- Bei dieser Bauart erfolgt die Führung ausschließlich mit zwei längs montierten Blattfedern.
- Starrachsen mit Schraubenfedern
- Die Führung erfolgt bei dieser Bauform über einen Längslenker und einen Querlenker (Panhardstab).
- De-Dion-Achse
- Hier sind Achsantrieb und Kardanwelle komplett am Wagenboden befestigt und mit den Hinterrädern durch Antriebswellen verbunden. Durch diese aufwendigere Maßnahme bleiben die Vorteile der Starrachse (Spur- und Sturzkonstanz) ohne die Nachteile der großen ungefederten Massen erhalten. Bei allen anderen angetriebenen Achsen sind Gelenkwellen vom Achsantrieb zu den Rädern nötig. De-Dion-Achsen sind aufwändig und daher teuer herzustellen. Sie wurden früher und gelegentlich noch immer in Renn-, Sport- und Oberklassefahrzeugen verwendet.
- Zentralgelenkachse / Deichselachse
- Hier ist die Starrachse über ein Kugelgelenk und eine Deichsel mittig mit dem Fahrzeugkörper verbunden.
Verbundlenkerachsen
Verbundlenkerachsen sind halbstarre Achsen. Die Achse ist so konstruiert, dass sie sich bei einseitiger Federbewegung verwindet reduziert sie die Koppeleffekte der Räder untereinander und fungiert gleichzeitig als Stabilisator.
Vorteile und Nachteile der Starrachse
+ guter Anfahr- und Bremsnickausgleich
+ gleichbleibende Bodenfreiheit des Achskörpers beim Einfedern
+ zuverlässiges Spurverhalten
+ robust
+ hohe Verschränkung
- gegenseitige Beeinflussung der Räder einer Achse
- viel Platzbedarf der Achsbrücke beim Durchfedern
- Spur und Sturz bleiben bei Federbewegungen und Kurvenfahrt konstant (Ziel bei Kurvenfahrt ist es, am kurvenäußeren Rad mehr Sturz und Vorspur hinzubekommen.)
- Räder sind immer gekoppelt - keine unabhängige Federbewegung
Umweltschutz
Durch den Einsatz dauergeschmierter Gelenke werden Ressourcen geschont und die Umweltverschmutzung durch Überfettung verhindert.
Sicherheit
Für ein stabiles Fahrverhalten, Komfort und Sicherheit der Insassen eines Fahrzeugs ist die Radaufhängung entscheidend. Bei einem Fehler oder Ausfall einer Komponente der Radaufhängung kann sich das auf die Fahrsicherheit des Fahrzeugs auswirken.
