Achsaufgaben und Achslast
Eine Nutzfahrzeugachse muss Fahrzeuggewicht und dynamische Kräfte aufnehmen, die Räder führen und – bei einer Antriebsachse – Drehmoment übertragen. Lenk-, Antriebs-, Nachlauf- und Liftachsen erfüllen daher unterschiedliche Aufgaben. Federung und Achsführung bestimmen zusätzlich, wie Kräfte in den Rahmen eingeleitet werden.
Die zulässige Achslast ist keine reine Tragfähigkeitsangabe des Achsgehäuses. Reifen, Felgen, Radlager, Bremsen, Federung und gesetzliche Vorgaben begrenzen das Gesamtsystem gemeinsam.
Achsgetriebe, Differential und Sperren
Der Achsantrieb lenkt den Kraftfluss typischerweise um und stellt eine feste Untersetzung bereit. Das Differential verteilt das Drehmoment auf beide Seiten und ermöglicht unterschiedliche Raddrehzahlen in der Kurve. Ohne diesen Ausgleich würden Reifen und Antriebsstrang auf festem Untergrund stark verspannt.
Eine Differentialsperre schränkt den Drehzahlausgleich ein. Sie kann helfen, wenn ein Rad wenig Haftung besitzt, erzeugt aber weder zusätzliche Motorleistung noch eine weitere Übersetzung. Auf griffigem Untergrund kann eine eingelegte Sperre zu hohen Verspannungen führen.
Radnabe, Reifen und wirksamer Radius
Radlager führen die Nabe bei hohen Radial- und Axialkräften. Felge und Reifen übertragen diese Kräfte weiter. Reifendimension, Luftdruck, Lastindex, Profil und Untergrund beeinflussen Tragfähigkeit, Walkarbeit, Rollwiderstand und Traktion.
Für die Zugkraft ist der wirksame Abrollradius entscheidend. Ein größerer Radius erhöht bei gleicher Motordrehzahl die theoretische Fahrgeschwindigkeit, verringert aber bei unveränderter Gesamtübersetzung die Kraft an der Fahrbahn. Deshalb sind Reifengröße und Achsübersetzung systematisch aufeinander abgestimmt.
Portalvorgelege: Bodenfreiheit und zusätzliche Untersetzung
Bei einer Portalachse liegt die Achsmitte oberhalb der Radmitte. Die Halbwelle treibt im Portalgehäuse eine zusätzliche Zahnradstufe an, die das Drehmoment zur tiefer liegenden Radnabe überträgt. Dadurch entsteht größere Bodenfreiheit unter Achsgehäuse und Differential, ohne sie allein durch sehr große Reifen erzeugen zu müssen.
Die Portalstufe senkt die Drehzahl und erhöht das an der Nabe verfügbare Drehmoment. Sie übernimmt damit einen Teil der Gesamtuntersetzung direkt am Rad. Diesen Vorteilen stehen zusätzliche Zahnräder, Lager, Dichtstellen, Masse und Schmierstellen gegenüber.
- Mehr Bodenfreiheit durch den Höhenversatz
- Zusätzliche Untersetzung nahe am Rad
- Hohe Zugkraft bei niedriger Fahrgeschwindigkeit
- Zusätzlicher Wartungs- und Dichtungsaufwand
Prüfung im Systemzusammenhang
Undichtigkeiten, Ölzustand, Lager- und Verzahnungsspiel, ungewöhnliche Erwärmung und lastabhängige Geräusche sind wichtige Hinweise. Bei Portalachsen müssen Achsantrieb und beide Portalgehäuse als getrennte Schmier- und Prüfstellen betrachtet werden, sofern die Herstellerunterlagen dies so vorgeben.