Starrachsen - Bauformen & Funktion

Letzter Autor: induux Team, 21. September 2021, 7.562 Zeichen

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🎓 Starrachsen (starre Hinterradachsen) sind Achsen, die einen starren Achskörper besitzen. Sie verbinden die Räder von mehrspurigen Fahrzeugen. Diese Verbindung kann gefedert oder ungefedert sein. Hauptsächlich sind Starrachsen bei Nutzfahrzeugen wie in der Forstwirtschaft zu finden. Die Radaufhängung wird unterschieden in Einzelradaufhängungen, Starrachsen und Verbundachsen.

Synonym(e): starre (Hinterrad-)Achse, De-Dion-Achse, Planeten-Starrachse

Unterscheidung Starrachse und Einzelradaufhängung. Einfach erklärt. Warum Starrachsen unkomfortabel sind und dennoch eingesetzt werden.

Aufbau einer Starrachse

Starrachse von NAF

Eine Starrachse besteht aus:

1. Bremssystemen
2. Differenzialgetriebe
3. Traktionskontrolle
4. Achstraeger
5. 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 Räder von Autos, LKWs oder anderen (Nutz)Fahrzeugen beim Anfahren zuständig.

Teile der Traktionskontrolle sind

1. die Differenzialsperre
2. Das Balancesystem
3. 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

1. fest
2. verstellbar
3. flach/hoch
4. fix
5. 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).

Starrachsen unlackiert und Bogieachse lackiert (Orange) von NAF

Das Radgetriebe ist

1. schaltbar
2. unter Last schaltbar
3. mit/ohne Bremse.

Was ist die Funktion einer Starrachse?

Das Bindeglied zwischen Karosserie und Rädern ist die Radaufhängung. 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 über die Achsbrücke starr miteinander verbunden. Bei der Starrachse sind die Räder drehbar und lenkbar.

Wo werden Starrachsen eingesetzt?

Personenkraftwagen

Starrachsen werden wegen der robusten Bauart eingesetzt. Die Starrachsen wurden in Personenkraftwagen von der Einzelradaufhängung fast komplett verdrängt. Allerdings findet sich in knapp einem Viertel aller PKW die Starrachse als Hinterachse wieder. Eine Starrachse hinten verhindert den Radausgleich in einer Kurve und somit kann aggressiver und schneller in die Kurve gefahren werden. Besonders in großen Kurven bringt das einen Geschwindigkeitsvorteil. In Pickups werden Starrachsen auch noch verwendet.

Nutzfahrzeuge

Sie sind weiterhin bei 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!

Einsatz 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 Bauform erfolgt die Führung ausschließlich mit zwei längs montierten Blattfedern.

Starrachsen mit Schraubenfedern

Die Führung erfolgt bei dieser Bauform über einen Längs- und einen Querlenker.

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.

Vor- und Nachteile der Starrachse

+ guter Anfahr- und Bremsnickausgleich
+ gleichbleibende Bodenfreiheit des Achskörpers beim Einfedern
- 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 und die 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.