5 Fahrzeugkomponenten

	5.1 Einführung
	5.2 Rad
		5.2.1 Aufbau
		5.2.2 Tragfähigkeit
		5.2.3 Verhalten des Rades bei Fahrbahnhindernissen
		5.2.4 Platzbedarf des Rades
		5.2.5 Radvarianten
	5.3 Achsen und Achsanlenkungen

5.1 Einführung

Wesentliche Eigenschaften eines Fahrzeugs werden von der Leistungsfähigkeit der Bremsen der Lenkung oder der Federung bestimmt.







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5.2 Rad

5.2.1 Aufbau

Damit ein Straßenfahrzeug auf einer Straße bewegt werden kann, müssen Ketten oder Räder angebaut werden. Fahrzeuge müssen nach § 30 Abs. 2 in straßenschonender Bauweise hergestellt werden. Es muss deshalb eine Federung eingebaut werden. Federungseigenschaften haben die Reifen aber auch die Aufbaufederung und der Fahrzeugrahmen. Seit Jahrzehnten ist deshalb der luftgefederte Reifen in Benutzung. Da seine Federungseigenschaften allein nicht ausreichen, wird noch eine Aufbaufederung vorgesehen. Abb. 5.1.




Eine Tiefbettfelge ermöglicht eine Reifenmontage. Wenn z. B. ein Niederquerschnittreifen vorliegt „der Reifen also sehr breit ist , aber nur eine geringe Bauhöhe hat“ kann u. U. mit einer Tiefbettfelge der Reifen nicht montiert werden. In diesem Fall muss eine teilbare Flachbettfelge verwendet werden.

Das Tiefbett liegt nicht in der Mitte der Felge. Dadurch wird Platz geschaffen, damit die Bremsscheibe in die Radschüssel nachrücken kann. Eine Bremsscheibe kann auch außerhalb der Felgenschüssel weiter innen liegen, diese Lösung ist allerdings teuerer. Selbst dann wenn der Wulstdurchmesser nur einen kleinen Durchmesser und damit ein geringes Bauvolumen zulässt, wird die Scheibe in die Felgenschüssel gelegt, da alle anderen Lösungen teurer sind. Wegen dieser Problematik werden große Räder angestrebt. Wichtige Themen für einen Fahrzeugbauer sind:

		Tragfähigkeit eines Rades,
		Platzbedarf des Rades,
		Verhalten bei Fahrbahnhindernissen,
		. . . . . .
		Laufleistung
		. . . . .

Auf diese Themen soll im folgenden kurz eingegangen werden.


5.2.2 Tragfähigkeit

Abb. 5.2 zeigt die für die Tragfähigkeit wichtigsten Größen: Der Innendruck und die Größe der Aufstandfläche des Reifens, auch als Latsch bezeichnet.



Das Produkt aus Latschfläche und Innendruck gibt ungefähr dir Tragfähigkeit des Reifens an.





Damit wird deutlich, dass ein Großes Rad bei gleichem Innendruck eine höhere Tragfähigkeit hat, Abb.5.3.



Grundsätzlich muss deswegen ein großes Rad angestrebt werden. Dem steht aber entgegen, dass ein großes Rad auch einen großen Radkasten nach sich zieht. Da die Ladefläche z. B. eines Sattelaufliegers aber radkastenfrei sein muss, damit sie mit einem Gabelstapler befahren werden kann, darf das Rad nicht zu groß werden.


5.2.3 Verhalten des Rades bei Fahrbahnhindernissen

Überrollt ein Rad ein beidseitiges Fahrbahnhindernis, so wird am Rahmen in aller Regel eine Vertikalbewegung verursacht. Daneben wird aber am Rahmen auch ein Horizontalstoß verursacht. Ein solcher Horizontalstoß kann eine nur reibschlußgesicherte Ladung verrücken. Aus diesem Grund ist von dieser Seite ein großes Rad anzustreben, Abb. 5.4.




Deutlich soll gemacht werden, dass bei kleineren Rädern "z. B. Tieflader" die Horizontalkräfte beim Überfahren eines beidseitigen Hindernisses größer werden.


5.2.4 Platzbedarf des Rades

Für Sattelauflieger bestimmt sich, wegen der Gabelstapler-Befahrfähigkeit, die Ladeflächenhöhe aus der Größe des Rades. Das Rad hat eine festgelegten Einfederungsweg (plus Sicherheitszuschlag), über den dann der Fahrzeugboden festgelegt wird, Abb. 5.5.




Ein Weiteres zeigt Abb. 5.6. Der Längsträger des Rahmens wird dicht neben den Reifen gelegt. Wenn nun die Ladefläche niedrig sein muss, weil die Ladung z. B. ca. 3 m hoch ist (z. B. bestimmte Container), dann muss das Rad klein sein. Damit ergeben sich bremsenmäßig oder von der Tragfähigkeit her die vorher genannten Probleme.

Alles zu erfüllen, nämlich ein kleines Rad mit großer Tragfähigkeit und großen Felgenschüsseln vorzusehen, ist nicht möglich.

Neben dem Rad wird im Nutzfahrzeugbereich der Rahmen positioniert, so, dass er nahe am Reifen, und hoch genug liegt, dass die Ladefläche auf den Rahmen aufgelegt werden kann, Abb. 5.6.



Die Konstruktionsreihenfolge kann dann wir folgt gewählt werden:

1.	Rad weit "außen" hinsetzen
2.	Einfederungsbedarf hinzu
3.	Unterkante Ladefläche dazu
4.	Rahmen unter die Unterkante
5.	Rahmen mit Sicherheitsabstand hinzu
Voraussetzung: Kein Radkasten in der Ladefläche

5.2.5 Radvarianten

Eine Möglichkeit den Radkonflikt etwas zu entschärfen ist, statt eines großen Rades ein Zwillingsrad vorzusehen. Oder weiterhin für das Zwillingsrad ein Supersingelrad einzubauen, Abb. 5.7.






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5.3 Achsen und Achsanlenkungen

Räder sind im Nutzfahrzeugbau in der Regel mit sog. Starrachsen im Fahrzeug eingebaut. Diese Achsen müssen mittels einer Achsanlenkung an dem Rahmen angebaut werden. Wesentlich für ein Fahrgestell sind diese Achsen und Achsanlenkungen. Als Beispiel sollen 2 Aufliegerachsen beschrieben werden. Abb. 5.8 zeigt eine Achse der Firma SAF (Inraax-Achsanlenkung von 1997) für Sattelanhänger.



Der Typus der Achsanlenkung ist in Abb. 5.9 dargestellt. Die Achse wird von zwei Kurbelarmen mit dem Kreisbogen r geführt, wenn die Räder über ein beidseitiges Fahrbahnhindernis rollt.




Als Achslenker sind in der Praxis zwei Varianten zu finden. Einmal wird der Lenker, wie Abb. 5.10 zeigt, als Vollkörper ausgeführt. In Abb. 5.11 wird dagegen der Lenker als ein "offenes" Blechteil ausgebildet, Abb. 5.12. Beide Lenker sind in der Lage "große" Kräfte, z. B. aus der Luftfeder übertragen zu können. Ein Rad muss aber nicht beidseitig einfedern können, sondern auch ein einseitiges Hindernis überrollen können, ohne dass es zu einem Abheben des anderen Rades kommt.

Als ein offenes Profil wird das in Abb. 5.11 dargestellte Hutprofil bezeichnet. Das in Abb. 5.10 erkennbare Profil ist rechteckig im Querschnitt. Derartige Profile werden als "geschlossen" bezeichnet.

Abb. 5.10

Abb. 5.11

In Abb. 6.12 ist eine lenkergeführte Starrachse mit offenen Profil für Sattelanhänger dargestellt.



Bei einer einseitigen Einfederung muss die Achsanlenkung gleichzeitig zwei Bewegungen machen: einmal wird eine Drehbewegung mit dem Radius 1 um den Drehpunkt des Lenkers gemacht und zweitens wird der Achskörper ebenfalls gedreht mit dem Radius 2.



Aus diesen beiden Bewegungen resultieren Verzwängungen, die das Material von Lenkern und Achskörpern belasten.

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