Starrachse
Die Starrachse ist eine Bauform der Radaufhängung von mehrspurigen Fahrzeugen. Bei ihr sind die Räder einer Achse über einen starren Achskörper („Achsbrücke“ [1] ) miteinander verbunden.[2] Der Achskörper ist mit Blattfedern oder Lenkern am Fahrzeugaufbau geführt und diesem gegenüber gefedert. Während die Starrachse in Personenkraftwagen von der Einzelradaufhängung fast völlig verdrängt wurde, findet sie in Nutzfahrzeugen nach wie vor Verwendung.
Geschichte
Starre, an Wagen angebrachte Achsen gab es bereits in der Mitte des 4. Jahrtausends v. Chr., den einachsigen Streitwagen mit Deichsel ab dem 2. Jahrtausend v. Chr.[3] Die Entwicklung der lenkbaren Starrachse als Drehschemel durch die Kelten und Römer fällt in die Zeitenwende,[4] ebenso der federnd aufgesetzte Wagenkörper. Auch bei der Achsschenkellenkung, 1816 von Georg Lankensperger patentiert, wurde ursprünglich eine Starrachse verwendet, deren neuere Version die Faust- und Gabelachse im Nutzfahrzeugbereich ist.
Unterscheidungsmerkmale
Starrachsen unterscheidet man bezüglich:
- der Führung mittels Blattfedern, Längslenkern oder einem Kugelgelenk (Zentralgelenkachse) und besonderen Querlenkern (Panhardstab, Wattgestänge)
- des Antriebs: angetrieben (Banjoachse), nicht angetrieben (Vorderachsantrieb, Anhänger),
- des Differentials: Differential integriert (Banjoachse), nicht integriert De-Dion-Achse), nicht vorhanden (Vorderachsantrieb),
- des Anschlusses gelenkter Räder (i.d.R. an Vorderachse): Faustachse, Gabelachse Halbkugelachse,[5][6]
- der Federung: gefedert, nicht gefedert (nicht geführt).
Bauformen, chronologisch
Angetriebene hintere Starrachsen gibt es in folgenden Bauformen:
- Bis zum Ersten Weltkrieg: Das Differentialgetriebe und die zwei Antriebswellen sind vor der Achse am Fahrzeugaufbau befestigt. Die Räder werden über je eine Kette angetrieben. Die Achse hängt an längs liegenden Blattfedern.
- Etwa 1900 - De-Dion-Achse: Das Differential ist am Fahrzeugaufbau befestigt und treibt die Räder über zwei Doppelgelenkwellen an. Die starre Achse ist im Bogen am Differential vorbei geführt.
- Differentialgetriebe und beide Antriebswellen in hohle Starrachse eingebaut (Banjoachse).
- Deichsel-, Anker- oder Zentralgelenkachse: Der hohle Achskörper ist nach vorn durch ein Schubrohr, an dessem vorderen Ende es mittels Zentralgelenk (Kugelgelenk) am Fahrzeugaufbau gelagert ist, T-förmig erweitert. Im Schubrohr befindet sich die zum Differential führende Antriebswelle. Sie ist eine Kardanwelle mit eimnem Kardangelenk, das vom Zentralgelenk umschlossen wird.
Moderne, nicht angetriebene hintere Zentralgelenkachsen haben keine Deichsel. Der Achskörper ist nach vorn augeknickt (in Draufsicht in V-, Omega- oder U-förmig) gestaltet und führt direkt am Zentralgelenk vorbei.
Vor- und Nachteile
Die Starrachse als Radaufhängung ist einfach und robust. Sie findet sich bis heute bei Nutzfahrzeugen, wie Lastwagen oder bei Geländewagen. Fast alle modernen PKW haben an der Vorderachse Einzelradaufhängung, als Hinterachse wird die Starrachse immerhin noch bei 22,5 % aller Fahrzeugen unter 3,5 t eingesetzt.[7] Bei der NASCAR-Rennserie ist durch das Reglement eine Starrachse vorgeschrieben.[8]
- Vorteile gegenüber Einzelradaufhängung
- einfach und robust,
- geringe Herstellkosten,
- flache Bauweise bei nicht angetriebener Achse,
- keine Sturzänderung bei parallelem Einfedern,
- konstanter Sturz zur Straße bei Querneigung des Aufbaus,
- spurstabil,
- höheres Momentanzentrum möglich.
- Nachteile gegenüber Einzelradaufhängung
- gegenseitige Beeinflussung der Räder an einer Achse,
- größere ungefederte Masse bei angetriebenen Achsen durch die Massen von Achskörper und Differentialgetriebe (bei integrierter Bauweise),
- schlechtes Eigenlenkverhalten auf Schlaglochstrecken bei Geradeausfahrt,
- Platzbedarf zwischen Achse und Unterboden für den Einfedervorgang,[9]
- schwieriger abzustimmen.
Literatur
- Karl-Heinz Dietsche et al: Kraftfahrtechnisches Taschenbuch. Robert Bosch GmbH, 28. Auflage, Springer Verlag, Wiesbaden, 2014, ISBN 978-3-658-038007.
- Rolf Gscheidle: Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik. 27. Auflage, Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten 2001, ISBN 3-8085-2067-1.
- Bernd Heißing, Metin Ersoy, Stefan Gies: Fahrwerkhandbuch. 4. Auflage, Springer Vieweg Verlag. 2013, ISBN 978-3658019914.
Einzelnachweise
- ↑ Wolfgang Matschinsky. Radführungen der Straßenfahrzeuge. Springer 2007, S. 8
- ↑ Konrad Reif, Karl-Heinz Dietsche: Kraftfahrtechnisches Taschenbuch. 27. Auflage. Vieweg+Teubner, 2011, ISBN 978-3-8348-1440-1 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ Albert Neuburger: Die Technik des Altertums. Reprint der Originalausgabe von 1919, Reprint-Verlag, Leipzig 1977, ISBN 3-8262-1400-5., S. 215.
- ↑ Peter Pfeffer et al: Lenkungshandbuch. Springer Vieweg Verlag, 2. Auflage 2013, ISBN 978-3658009762., S. 9.
- ↑ Olaf von Fersen: Ein Jahrhundert Automobiltechnik. Nutzfahrzeuge. VDI-Verlag, Düsseldorf 1987, ISBN 3-18-400656-6, S. 167.
- ↑ Karl-Heinz Dietsche et al: Kraftfahrtechnisches Taschenbuch., S. 858.
- ↑ Bernd Heißing et al: Fahrwerkhandbuch., S. 430.
- ↑ Michael Trzesniowski: Rennwagentechnik. 2. Auflage. Vieweg+Teubner, Wiesbaden 2010, ISBN 978-3-8348-0857-8., S. 384.
- ↑ Bernd Heißing et al: Fahrwerkhandbuch., S. 429–430.