Achse - Axle
Eine Achse oder ein Achsbaum ist eine zentrale Welle für ein rotierendes Rad oder Zahnrad . Bei Fahrzeugen mit Rädern kann die Achse an den Rädern befestigt sein, sich mit ihnen drehen oder am Fahrzeug befestigt sein, wobei sich die Räder um die Achse drehen. Im ersteren Fall sind an den Befestigungspunkten, an denen die Achse gelagert ist, Lager oder Buchsen vorgesehen. Im letzteren Fall sitzt ein Lager oder eine Buchse in einem zentralen Loch im Rad, damit sich das Rad oder das Zahnrad um die Achse drehen kann. Manchmal, insbesondere bei Fahrrädern, wird die letztere Art Achse als Spindel bezeichnet .
Terminologie
Bei Autos und Lastwagen kommen im gelegentlichen Gebrauch des Wortes Achse mehrere Bedeutungen vor, die sich auf die Welle selbst, ihr Gehäuse oder einfach auf ein beliebiges Querradpaar beziehen. Streng genommen wird eine Welle, die mit dem Rad rotiert, entweder fest mit diesem verschraubt oder verzahnt ist, als Achse oder Achswelle bezeichnet . In lockererer Verwendung wird jedoch auch eine gesamte Baugruppe einschließlich des umgebenden Achsgehäuses (typischerweise ein Gussteil ) als Achse bezeichnet .
Ein noch weiter gefasster (etwas übertragener) Sinn des Wortes bezieht sich auf jedes Paar paralleler Räder auf gegenüberliegenden Seiten eines Fahrzeugs, unabhängig von ihrer mechanischen Verbindung untereinander und mit dem Fahrzeugrahmen oder der Karosserie. Somit können querlaufende Radpaare in einer Einzelradaufhängung in manchen Zusammenhängen als Achse bezeichnet werden. Diese sehr lockere Definition von "Achse" wird häufig bei der Bewertung von Mautstraßen oder Fahrzeugsteuern verwendet und wird als grober Anhaltspunkt für die Gesamttragfähigkeit eines Fahrzeugs und sein Potenzial zur Abnutzung oder Beschädigung von Fahrbahnoberflächen genommen.
Fahrzeugachsen
Achsen sind ein integraler Bestandteil der meisten praktischen Radfahrzeuge. In einem Aufhängungssystem Live-Achse dienen die Achsen Antrieb übertragen Drehmoments zu dem Rad, als auch die Stellung der Räder im Verhältnis zueinander und mit der Fahrzeugkarosserie zu halten. Auch bei diesem System müssen die Achsen das Gewicht des Fahrzeugs zuzüglich eventueller Ladung tragen. Eine nicht angetriebene Achse, wie die Vorderachse bei schweren Lastkraftwagen und einigen leichten Lastkraftwagen und Transportern mit Zweiradantrieb, hat keine Welle und dient nur als Aufhängungs- und Lenkungskomponente. Umgekehrt haben viele Autos mit Frontantrieb eine solide Hinterachse.
Bei anderen Arten von Federungssystemen dienen die Achsen nur dazu, Antriebsdrehmoment auf die Räder zu übertragen; Position und Winkel der Radnaben sind eine unabhängige Funktion des Federungssystems. Dies ist typisch für die Einzelradaufhängungen, die bei den meisten neueren Autos und SUVs sowie an der Front vieler leichter Lastwagen zu finden sind. Diese Systeme haben immer noch Differentiale , aber keine befestigten Achsgehäuserohre. Sie können am Fahrzeugrahmen oder an der Karosserie befestigt oder in ein Getriebe integriert sein . Die Achswellen (normalerweise Konstantgeschwindigkeitstyp ) übertragen dann das Antriebsdrehmoment auf die Räder. Wie bei einem Pendelachssystem tragen die Antriebswellen in einem Einzelradaufhängungssystem mit Frontantrieb kein Fahrzeuggewicht
Strukturelle Merkmale und Design
Eine gerade Achse ist eine einzelne starre Welle, die ein Rad auf der linken Seite des Fahrzeugs mit einem Rad auf der rechten Seite verbindet. Die durch die Achse fixierte Drehachse ist beiden Rädern gemeinsam. Eine solche Konstruktion kann die Radpositionen bei starker Belastung stabil halten und kann daher schwere Lasten tragen. Gerade Achsen werden in Zügen (also Lokomotiven und Eisenbahnwaggons), als Hinterachsen von Nutzfahrzeugen und in schweren Geländefahrzeugen verwendet. Optional kann die Achse geschützt und zusätzlich verstärkt werden, indem die Achse in einem Gehäuse der Länge nach eingeschlossen wird.
Bei Split-Achs-Ausführungen ist das Rad auf jeder Seite auf einer separaten Welle befestigt. Moderne Personenkraftwagen haben geteilte Antriebsachsen. In einigen Ausführungen ermöglicht dies eine unabhängige Federung der linken und rechten Räder und damit eine ruhigere Fahrt. Selbst wenn die Federung nicht unabhängig ist, ermöglichen geteilte Achsen die Verwendung eines Differentials, wodurch das linke und das rechte Antriebsrad bei Kurvenfahrten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben werden können, wodurch die Traktion verbessert und die Reifenlebensdauer verlängert wird.
Eine Tandemachse ist eine Gruppe von zwei oder mehr Achsen, die nahe beieinander liegen. Lkw-Konstruktionen verwenden eine solche Konfiguration, um eine größere Gewichtskapazität als eine einzelne Achse bereitzustellen. Sattelauflieger haben in der Regel hinten eine Tandemachse.
Achsen werden normalerweise aus Stahl der SAE-Klasse 41xx oder SAE-Stahl 10xx hergestellt. Stahl der SAE-Klasse 41xx ist allgemein als " Chrom-Molybdän-Stahl " (oder " Chrom-Molybdän-Stahl ") bekannt, während Stahl der SAE-Klasse 10xx als " Kohlenstoffstahl " bekannt ist. Der Hauptunterschied zwischen den beiden besteht darin, dass Chrom-Molybdän-Stahl deutlich biege- oder bruchfester ist und sich mit Werkzeugen, die normalerweise außerhalb einer professionellen Schweißwerkstatt zu finden sind, nur sehr schwer schweißen lässt.
Antriebsachse
Eine Achse, die vom Motor oder der Antriebsmaschine angetrieben wird, wird als Antriebsachse bezeichnet .
Moderne Autos mit Frontantrieb kombinieren typischerweise das Getriebe (Getriebe und Differential) und die Vorderachse in einer einzigen Einheit, die als Transaxle bezeichnet wird . Die Antriebsachse ist eine geteilte Achse mit Differenzial und Kardangelenken zwischen den beiden Halbachsen. Jede Halbachse ist über ein Gleichlaufgelenk (CV) mit dem Rad verbunden, das es der Radbaugruppe ermöglicht, sich vertikal frei zu bewegen und beim Kurvenfahren zu schwenken.
In Hinterradantrieb PKW und LKW, dreht der Motor eine Antriebswelle (auch genannt Kardanwelle oder tailshaft ) , die an der Rückseite des Fahrzeugs eine Drehkraft auf eine Antriebsachse überträgt. Die Antriebsachse kann eine Starrachse sein , aber moderne Autos mit Hinterradantrieb verwenden im Allgemeinen eine geteilte Achse mit einem Differential. Dabei verbindet eine Halbachse oder Halbwelle das Differenzial mit dem linken Hinterrad, eine zweite Halbwelle das gleiche mit dem rechten Hinterrad; somit bilden die beiden halbachsen und das differenzial die hinterachse. die vordere antriebsachse liefert die kraft zum antreiben des lkw. Tatsächlich bewegt nur ein Rad dieser Achse den Lastwagen und den Anhänger auf der Straße.
Einige einfache Fahrzeugkonstruktionen, wie Freizeit-Gokarts, können ein einzelnes angetriebenes Rad haben, bei dem die Antriebsachse eine geteilte Achse ist, bei der nur eine der beiden Wellen vom Motor angetrieben wird, oder aber beide Räder sind ohne Differential mit einer Welle verbunden (Kartrennen). Andere Go-Karts haben jedoch auch zwei hintere Antriebsräder.
Liftachse
Einige Muldenkipper und Anhänger können mit einer Liftachse (auch bekannt als Luftliftachse oder Fallachse ) konfiguriert sein , die mechanisch angehoben oder abgesenkt werden kann. Die Achse wird abgesenkt, um die Tragfähigkeit zu erhöhen oder das Gewicht der Ladung auf mehrere Räder zu verteilen, beispielsweise um eine gewichtsbeschränkte Brücke zu überqueren. Bei Nichtgebrauch wird die Achse vom Boden abgehoben, um Reifen und Achse zu schonen und die Traktion der verbleibenden Räder zu erhöhen. Das Anheben einer Achse verringert auch das seitliche Scheuern der zusätzlichen Achse in sehr engen Kurven, wodurch das Fahrzeug leichter wenden kann. In manchen Situationen ist eine Druckentlastung der Zusatzachse erforderlich, damit das Fahrzeug überhaupt eine Kurve fahren kann.
Mehrere Hersteller bieten computergesteuerte Luftheber an, so dass die toten Achsen automatisch abgesenkt werden, wenn die Hauptachse ihre Gewichtsgrenze erreicht. Zur besseren Manövrierfähigkeit können die toten Achsen bei Bedarf weiterhin per Knopfdruck angehoben werden.
Liftachsen waren Anfang der 1940er Jahre im Einsatz. Anfänglich wurde die Achse durch eine mechanische Vorrichtung angehoben. Bald ersetzte die Hydraulik das mechanische Hubsystem. Einer der frühen Hersteller war Zetterbergs mit Sitz in Östervåla, Schweden. Ihre Marke war Zeta-lyften.
Die anhebbare Tandem-Antriebsachse wurde 1957 vom finnischen Lkw-Hersteller Vanajan Autotehdas erfunden , einem Unternehmen, das die Geschichte mit Sisu Auto teilt .
Vollschwebend vs halbschwebend
Eine Steckachse trägt das Fahrzeuggewicht auf dem Achsgehäuse, nicht auf den Halbwellen; sie dienen nur der Drehmomentübertragung vom Differential auf die Räder. Sie "schweben" in einer Baugruppe, die das Gewicht des Fahrzeugs trägt. Somit ist die einzige Belastung, die es aushalten muss, das Drehmoment (nicht die seitliche Biegekraft). Pendelachswellen werden durch einen mit der Nabe verschraubten Flansch gehalten, während Nabe und Lager durch eine große Mutter auf der Spindel gehalten werden. Im Gegensatz dazu trägt eine halbschwimmende Konstruktion das Gewicht des Fahrzeugs auf der Achswelle selbst; Am Ende des Achsgehäuses befindet sich ein einzelnes Lager, das die Last von der Achse trägt und durch die sich die Achse dreht. Um "halbschwimmend" zu sein, müssen die Achswellen in Gehäuse, Lagern und Dichtungen "schwimmen" können und nicht unter axialem "Schub" und/oder Lagervorspannung stehen. Nadellager und separate Lippendichtungen werden in halbschwimmenden Achsen verwendet, wobei die Achse an ihren inneren Enden im Gehäuse gehalten wird, typischerweise mit "C-Clips", die 3/4-runde gehärtete Unterlegscheiben sind, die in Nuten gleiten, die am inneren Ende des Wellen und in/durch Aussparungen in den Seitenrädern des Differentialträgers gehalten, die ihrerseits durch das Differentialritzel oder die "Spider-Gear"-Welle gehalten werden. Eine echte halbschwimmende Achsbaugruppe belastet die Achsgehäuserohre oder Achswellen nicht seitlich.
Achsen, die in Kugel- oder Kegelrollenlager eingepresst sind, die wiederum mit Flanschen, Schrauben und Muttern in/an den Achsgehäusen gehalten werden, "schwimmen" nicht und belasten die Lager, Gehäuse und nur einen kurzen Abschnitt der Welle selbst die auch alle radialen Lasten trägt.
Die schwimmende Konstruktion wird typischerweise in den meisten 3/4- und 1-Tonnen-Leicht-Lkw, mittelschweren Lkw und schweren Lkw verwendet. Es gibt einige Ausnahmen, wie bei vielen Land-Rover-Fahrzeugen und im amerikanischen Stockcar-Rennsport seit den frühen 1960er Jahren. Die Gesamtbaugruppe kann mehr Gewicht tragen als eine halbschwimmende oder nichtschwimmende Achsbaugruppe, da die Naben zwei Lager haben, die auf einer festen Achse laufen. Eine Steckachse erkennt man an einer hervorstehenden Nabe, an der der Achswellenflansch angeschraubt ist.
Die Pendelachsen-Konfiguration wird häufig bei halben Tonnen und leichteren 4x4-Trucks im Heck verwendet. Dieser Aufbau ermöglicht es, dass die Achswelle das Antriebsmittel ist und auch das Gewicht des Fahrzeugs trägt. Der Hauptunterschied zwischen den Full- und Semi-Plot-Achs-Setups ist die Anzahl der Lager. Die halbschwimmende Achse verfügt über nur ein Lager, während die schwimmend gelagerte Baugruppe sowohl innen als auch außen in der Radnabe gelagert ist. Der andere Unterschied besteht in der Entfernung der Achse. Um die Pendelachse zu entfernen, muss zuerst ein Rad entfernt werden; Wenn eine solche Achse bricht, ist es am wahrscheinlichsten, dass sich das Rad vom Fahrzeug löst. Das halbschwimmende Design findet sich unter den meisten 1/2-Tonnen- und leichteren Lastwagen und SUVs und Pkw mit Hinterradantrieb, die normalerweise kleinere oder weniger teure Modelle sind.
Ein Vorteil einer Steckachse besteht darin, dass selbst bei einem Bruch einer Achswelle (zur Übertragung von Drehmoment oder Leistung) das Rad nicht abfällt, was schwere Unfälle verhindert.
Siehe auch
Verweise
Externe Links