-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Radkonfiguration für mehrachsige
Nutzfahrzeuge wie Lastkraftwagen, Omnibusse u.dgl. gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
-
Nutzfahrzeuge
werden zu allgemeinen Transportzwecken, auf Baustellen, im Geländebetrieb
usw. eingesetzt. Hierzu gehören
Lastkraftwagen, Omnibusse u.dgl., die nicht nur schwer, sondern
auch hohen Fahrtbelastungen ausgesetzt sind. Man muß ihre Fahrgestelle
deshalb entsprechend den jeweiligen Funktionen auslegen. Für das Fahrverhalten
und die Fahrsicherheit ist es wichtig, die Achsen und den Radsatz
sorgfältig
auf die je nach der zu leistenden Transportaufgabe vorgegebene Last
und Lastverteilung abzustimmen.
-
Üblicherweise
ist das Fahrerhaus eines Zugfahrzeugs auf einer Frontlenkerachse
oder höchstens zwei
Vorderachsen abgestützt,
während
der – oft
lange und schwere – Aufbau
auf ein bis drei Achsen ruht. LKWs und Kraftomnibusse mit mehr als
9 t Gesamtgewicht sind überwiegend
mit Zwillingsrädern
auf der bzw. jeder angetriebenen Hinterachse (oder mit sechs bzw.
acht Rädern
auf zwei Hinterachsen) ausgestattet. Es gibt Bestrebungen, mit hochbelastbaren
Super-Single-Rädern
auszukommen. Damit wird zwar die gesetzlich zugelassene Höchstlast
von 11,5 t pro Achse ermöglicht,
nachteilig sind jedoch beträchtliche
Anschaffungskosten und hohe Straßenbelastung. Eine breite Reifen-Aufstandsfläche bewirkt
gesteigerten Rollwiderstand, der wiederum erhöhten Kraftstoffverbrauch bedingt.
Besonders ungünstig
ist das hohe Eigengewicht, das für ein
Super-Single-Rad bei einem vollbeladenen LKW bis zu 5.750 kg betragen
kann.
-
Ziel
der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden
und auf möglichst
einfache Weise die Rad-Aus- oder -Umrüstung von Lastkraftwagen, Omnibusse
u.dgl. deutlich zu verbessern. Ferner sollen Einsparungen sowohl
bei der Anschaffung von Rädern
als auch im Fahrzeugbetrieb erreicht werden.
-
Hauptmerkmale
der Erfindung sind in Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind
Gegenstand der Ansprüche
2 bis 5.
-
Ein
Verfahren zur Radkonfiguration für
mehrachsige Nutzfahrzeuge wie Lastkraftwagen, Omnibusse u.dgl.,
insbesondere mit zwei oder mehr Hinterachsen, wovon eine oder jede
eine Antriebsachse ist, zeichnet sich nach Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch
aus, daß man
an wenigstens einer Hinterachse Wechselfelgen, die eine Einpreßtiefe von
mindestens 100 mm bis maximal 140 mm haben, mit der Außenseite
nach innen gewendet montiert. Das erlaubt den Ersatz einer Zwillingsbereifung
durch Einzelbereifung mit entsprechend verringerter Aufstandsfläche. Beim
Austausch der Reifen halbieren sich die Anschaffungskosten der Bereifung für die betreffende
Hinterachse.
-
Zweckmäßig wird
das gesamte Fahrzeug mit gleicher Rad- und Reifengröße der Einzelbereifung
ausgestattet. Das bedeutet eine außerordentliche Vereinfachung.
Auch ist beim Einsatz von scheibengebremsten Anhängern mit Reifen der gleichen
Größe nur ein
Ersatzrad notwendig.
-
Vielfach
benutzt man eine Felge 11,75 × 22,5
ET120, die also 11,75 Zoll breit ist und einen Durchmesser von 22,5
Zoll sowie 120 mm Einpreßtiefe
hat. Hierbei ergibt sich bei erfindungsgemäßer Montage der besondere Vorteil,
daß mit
den gewendeten Wechselfelgen die Hinterachs-Spurweite mit der Vorderachs-Spurweite
genau oder nahezu übereinstimmt.
-
Zu
schneller Montage ist die Verwendung von Radbolzen vorgesehen, deren
Gewindegänge
bis zur Basisfläche
der Wechselfelge auf einer zugeordneten Radnabe reichen. Gegebenenfalls
kann man Distanzscheiben einfügen,
um den satten Sitz des bzw. jedes Radbolzens sicherzustellen.
-
An
existenten Fahrzeugen mit Zwillingsrädern an der oder einer Hinterachse
(1) lassen sich diese mit Hilfe der Wechselfelge
in kurzer Zeit ersetzen. So erreicht man eine kostengünstige Umrüstung und
muß nicht
auf Super-Single-Reifen der Größe 495/45R22,5
zurückgreifen,
die teilweise auch in ihrer Spurweite veränderte Achsen benötigen. Bei
vielen Fahrzeugen sind nämlich
sowohl an der Lenkachse als auch an Vor- oder Nachlaufachsen Räder mit
einer Felgen-Einpreßtiefe
von 120 mm verwendbar, wie sie neuerdings für Anhängerachsen mit Scheibenbremsen
eingesetzt werden. Benutzt man nun die dadurch mögliche günstige Einzelbereifung 385/65R22,5
oder auch 385/55R22,5 für
das ganze Fahrzeug rundum (2), so ergibt
sich eine gleichmäßige Spurweite
mit relativ schmalen Rad-Aufstandsflächen, was geringeren Rollwiderstand
und entsprechend reduzierten Kraftstoffverbrauch zur Folge hat.
Das erlaubt nicht nur höhere
Nutzauslastung, sondern trägt
auch zur Schonung der Umwelt bei, weil durch Herabsetzung der effektiven
Höchst-Achslast
auf z.B. 8,5 t bis 9 t die Fernstraßen weniger belastet werden.
Außerdem
fallen weniger Altreifen an, da sich die kleinere Reifengröße gut runderneuern
läßt und sonst
mögliche
Reifenbeschädigungen
durch zwischen Zwillingsrädern
eingeklemmte Fremdkörper
nicht auftreten.
-
Man
hat wohl schon Vorrichtungen vorgeschlagen, die eine Rad-Umrüstung gestatten,
wobei allerdings das Problem möglicher
Spurveränderungen
auftritt. Zum Beispiel ist in
DE 30 09 150 A1 beschrieben, wie man ein
Rad mit einfacher Felge in eines mit zwei Felgen verwandelt, so
daß sich
praktisch die Länge
der Radachse nach außen
hin verlängert.
DE 42 25 903 C2 zeigt
einen Radadapter aus Leichtmetall oder Carbonfasermaterial, der
an Aufnahmefelgen unterschiedliche Einpreßtiefen für sonst nicht kompatible Räder ausgleichen
und so eine Gewichtsersparnis erbringen soll, weil ein gesondertes
Reserverad entfällt.
Eine konsequente Gesamt-Umrüstung
auf einheitliche Einzelbereifung von Nutzfahrzeugen geht aber aus
diesem Stand der Technik nicht hervor.
-
Weitere
Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
dem Wortlaut der Ansprüche
sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnungen. Darin zeigen:
-
1 eine
schematisierte Draufsicht auf einen Rahmen eines dreiachsigen LKW
mit herkömmlicher Zwillingsbereifung
auf einer angetriebenen Hinterachse,
-
2 eine
schematisierte Draufsicht auf den Rahmen desselben LKW, jedoch mit
einheitlicher Einzelrad-Ausstattung und erfindungsgemäßer Ausrüstung der
angetriebenen Hinterachse und
-
3 eine
Axialschnittansicht einer Wechselfelge.
-
In 1 erläutert den
Stand der Technik am Beispiel eines langgestreckten Rahmens 10 eines
herkömmlichen
Lastkraftwagens, der mit einer Lenk-Vorderachse 11 und
mit Vorderrädern 12 ausgestattet
ist, deren Spurachsen S1 eine Spurweite W1 definieren. Eine Hinterachse 17 mit
Hinterrädern 18 läuft mit
derselben Spurweite W1 entlang den Spurachsen S1. Dazwischen befindet
sich eine angetriebene Hinterachse 13 mit Zwillingsbereifung,
wobei Außenräder 14 mit
Innenrädern 15 an
einer Felgenverbin dung 16 zusammengebaut sind. Die Ebene
der Felgenverbindung 16 legt innere Spurachsen S2 mit einer
kleineren Spurweite W2 fest.
-
2 zeigt
einen vergleichbaren Lastkraftwagen-Rahmen 10, der erfindungsgemäß mit einheitlich
dimensionierten Rädern 12, 18, 19 ausgestattet
ist. An der Vorderachse 11 definieren die Vorderräder 12 die
Einheits-Spurweite W mit Spurachsen S, die auch den Hinterrädern 19 der
Antriebsachse 13 und den Hinterrädern 18 der Nachlaufachse
17 gemeinsam sind. Dies ist dadurch erreicht, daß die Hinterräder 19 mit
von außen nach
innen gewendeten Wechselfelgen 20 versehen sind, namentlich
solchen mit einer Einpreßtiefe
zwischen 100 mm und 140 mm.
-
Der
Aufbau einer Felge 11,75 × 22,5ET120
geht aus 3 hervor. Das Axialmaß zwischen
den Felgenrändern
I, A bestimmt die Felgenmitte M. Der Abstand von dort bis zur Innenseite
der mit Schraublöchern S
versehenen Anschraubfläche
F definiert die Einpreßtiefe
E. Es ist ersichtlich, daß die
Axialtiefe vom Innenrand I bis zur Anschraubfläche F ein Mehrfaches der Tiefe
beträgt,
die vom Außenrand
A bis zur Außenseite der
Anschraubfläche
F zur Verfügung
steht. Dieser Maßunterschied
wird beim erfindungsgemäßen Wenden der
Felge sinnvoll genutzt.
-
Man
versteht ohne weiteres, daß die
gleichartige Einzelradanordnung der 2 zu einheitlich
schmalen Rad-Aufstandsflächen
führt,
was den Rollwiderstand und damit den Kraftstoffverbrauch gegenüber der
herkömmlichen
LKW-Ausstattung mit Zwillingsbereifung herabsetzt. Versuche haben
ergeben, daß z.
B. bei einer Konfiguration 6 × 2
eine Ersparnis an Kraftstoff und Abgasemissionen zwischen 6% und
8% erzielt wird. Zugleich werden mindestens 150 kg an Gewicht eingespart,
was bei Einhaltung der gesetzlichen Grenzwerte eine höhere Nutz-Auslastung
gewährleistet.
Beim Austausch der Reifen vermindern sich die Anschaffungskosten
der Hinterachs-Bereifung. Durch Herabsetzung der Achslast von angetriebenen
Hinterachsen von max. 11,5 t auf max. 9,0 t werden vor allem die
Fernstraßen
und deren Brückenlager
geschont.
-
Im
folgenden werden Beispiele für
die Achslastverteilung mehrachsiger LKW und Busse quasi-tabellarisch
angegeben. Vorab ist anzumerken, daß das höchstzulässige Gesamtgewicht für dreiachsige
Fahrzeuge in Deutschland 26,0t beträgt. Für einen fünfachsigen Lastzug mit zulässigem Gesamtgewicht
von 40,0 t und einem zweiachsigen Anhänger mit 18,0 t zulässigem Gesamtgewicht
benötigt
man ein dreiachsiges Zugfahrzeug mit 22,0 t zulässigem Gesamtgewicht. Bei vierachsigen
Fahrzeugen bleiben die in Deutschland höchstzulässigen Lastgewichte der beiden
Vorderachsen unverändert,
nämlich
max. 8,0 t je Achse, also insgesamt 32,0 t. Die höchstzulässigen Lastgewichte
der folgenden Achsen ändern
sich so, daß angetriebene
Achsen bei Umrüstung
von Zwillingsbereifung auf Einzelbereifung 385/65R22,5 von 11,5
t auf 9,0 t herabgesetzt werden. Bei nichtangetriebenen Achsen bleibt
jedoch mit dem Übergang
von Zwillings- zu Einzelbereifung 385/65R22,5 die Achslast von max.
9,0 t erhalten.
-
-
Die
Erfindung ermöglicht
speziell die Ausrüstung
bzw. Umrüstung
von Fahrzeugen:
| die
bisher auf Reifen mit Abrollumfang 3160 mm bis 3460 mm und 22,5
Zoll Felge gefahren sind, | auf
Felgen der Größe 11,75-12,25 × 22,5 mit
Einpreßtiefe
120 mm und Reifen der Größe 385/65R22,5
an der oder jeder Antriebsachse; |
| und
die bisher auf Reifen mit Abrollumfang 3050 mm bis 3160 mm und 22,5
Zoll Felge gefahren sind, | auf
Felgen der Größe 11,75-12,25 × 22,5 mit
Einpreßtiefe
120 mm und Reifen der Größe 385/55R22,5
an der oder jeder Antriebsachse. |
-
Bei
mehreren hinteren Antriebsachsen, die bisher zwillingsbereift sind,
kann es auch sinnvoll sein, nur eine der Achsen mit Einzelbereifung
auszustatten.
-
Wie
stets ist der Fahrtenschreiber auf den Abrollumfang der Reifen einzustellen.
Dieser entspricht bei der Reifengröße 385/65R22,5 in etwa jenem
der Serienbereifung 315/80R22,5.
-
Die
Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen
beschränkt,
sondern in vielfältiger
Weise abwandelbar. Man erkennt jedoch, daß in bevorzugter Ausführung zur
Radkonfiguration für mehrachsige
Nutzfahrzeuge wie Lastkraftwagen, Omnibusse u.dgl., insbesondere
mit zwei oder mehr Hinterachsen 13, 17, wovon
eine (z.B. 13) oder jede eine Antriebsachse ist, erfindungsgemäß ein Verfahren
eingesetzt wird, bei dem an wenigstens einer Hinterachse 13 Wechselfelgen 20,
die eine Einpreßtiefe
von 100 mm bis 140 mm haben, mit der Außenseite nach innen gewendet
montiert wird. Zweckmäßig stattet
man das gesamte Fahrzeug mit gleicher Rad- und Reifengröße der Einzelbereifung
aus, vorzugsweise unter Verwendung von Felgen 11,75 × 22,5 ET120,
namentlich mit einer Einpreßtiefe
von 120 mm. Zur Montage dienen insbesondere Radbolzen 22,
deren Gewindegänge
bis zur Basisfläche
der Wechselfelge 20 auf einer zugeordneten Radnabe 21 reichen,
gegebenenfalls unter Einfügung
von Distanzscheiben, die den satten Sitz der Radbolzen 22 sicherstellen.
-
Sämtliche
aus den Ansprüchen,
der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile,
einschließlich
konstruktiver Einzelheiten, räumlicher
Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als
auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
-
- A
- Außenrand
- B
- Rahmenbreite
- E
- Einpreßtiefe
- F
- Anschraubfläche
- L
- Rahmenlänge
- M
- Felgenmitte
- R
- Radbolzenlöcher
- S1
- Außenspurachse
- S2
- Innenspurachse
- S
- Einheitsspurachse
- W1
- Spurweite
- W2
- engere
Spurweite
- W
- Einheitsspurweite
- 10
- LKW-Rahmen
- 11
- Vorderachse
- 12
- Vorderräder
- 13
- Antriebs-Hinterachse
- 14
- Außenräder
- 15
- Innenräder
- 16
- Felgenverbindung
- 17
- Hinterachse
- 18
- Hinterräder
- 19
- Hinterräder
- 20
- Wechselfelge
- 21
- Radnabe
- 22
- Radbolzen
