Drehstabfeder

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Eine Drehstabfeder, auch Torsionsstab oder auch nur Drehstab genannt, ist ein Stab mit fester Einspannung an beiden Enden, wobei die befestigten Bauteile gegeneinander eine Schwenkbewegung um die Drehachse ausführen können. Die Drehstabfeder dient vor allem im Automobilbau als Federelement.

Prinzip einer Torsionsfeder
Eine Drehstabfeder (schwarz) mit Stützlager als Stabilisator an der Hinterachse eines Porsche-Pkw

Um unerwünschte Biegungen der Feder zu vermeiden, wird auf der Drehseite ein Stützlager montiert. Der maximale Drehwinkel ist von der Länge und Durchmesser des Drehstabs und der Festigkeit des Federstahls abhängig. Längere Drehstäbe erlauben wegen der größeren Drehwinkel längere Federwege am Hebel der Drehseite. Bei Belastung verdreht sich der Stab um seine Längsachse. Die besonders aus dem Fahrzeugbau bekannten Torsionsfedern bestehen meist aus massiven Rundstäben oder Paketen von flachen Bändern aus Federstahl, die bei gleicher Länge weiter nachgeben als massive Stäbe.

Drehstabfedern werden in Fahrwerken im Kraftfahrzeugbau überwiegend als Stabilisatoren oder als federnde Elemente der Radaufhängung verwendet. An der Hinterachse ermöglicht die Drehstabfederung einen breiten Kofferraum mit ebenem Boden, da keine Federbeindome ins Fahrzeuginnere ragen. Vereinzelt verwendet man sie auch als Ventilfeder bei Hubkolbenmotoren – so zum Beispiel beim Motorradmodell Honda CB 450 der K-Serie (1965–1976).

PKW[Bearbeiten]

Bekannte Kraftwagen mit Torsionsstabfederung – meistens sind die Drehstäbe quer zur Fahrtrichtung angeordnet – sind der BMW 501/502, VW Käfer, VW Bus T1 und T2, VW Typ 82 (Kübelwagen), Porsche 356, Porsche 911 (bis 1989) und Barkas; Drehstabfederung ist auch an den Hinterachsen vieler Automodelle von Peugeot und Renault zu finden – bei Renault 4, 5, 6 und 16 mit leicht unterschiedlichem Radstand für die linke und rechte Fahrzeugseite, weil die beiden parallelen Drehstäbe über die Fahrzeugmitte herüberragen. Bei manchen Drehstabfederachsen, beispielsweise beim Porsche 356 und beim BMW 501/502, kann durch Stellelemente an der fest eingespannten Seite der Feder die Vorspannung und damit die Bodenfreiheit des Fahrzeugs justiert werden.

Sonderwege der US-Autohersteller[Bearbeiten]

Packard verwendete 1955–1956 für die meisten Modelle ein Torsion-Level Ride genanntes Verbundsystem, das im Wesentlichen aus zwei Hauptdrehstäben längs und zwei Hilfsstäben, welche auf die Hinterachse wirkten. Mit einem dazwischen geschalteten, relaisgesteuerten Elektromotor, funktionierte das System als automatische Niveauregulierung: Es hielt das Auto stets waagrecht und glich innerhalb von 7 Sekunden die Zuladung im Kofferraum selbständig aus. Außerdem konnte es einen Radwechsel unterstützen. Die zeitliche Verzögerung war notwendig, damit die Elektrik nicht bei jeder Bodenunebenheit eingriff, sondern erst, wenn eine dauerhafte Gewichtsveränderung eintrat, zum Beispiel wenn Fahrgäste ein- oder ausstiegen oder der Kofferraum beladen wurde.[1]

Chrysler hatten 1957–1970 eine Torsion-Aire genannte Drehstabfederung für die Vorderachse. Sie sollte auch die exzessive Seitenneigung in Kurven vermindern. Für die Aufhängung der Hinterachse wurde lange an Blattfedern festgehalten. Das System wurde 1971 zur Torsion Quiet weiterentwickelt (bis 1992).[2]

General Motors ging mit seinen 1966 resp. 1967 eingeführten Luxus-Coupés Oldsmobile Toronado und Cadillac Eldorado (bis 1978) einen ähnlichen Weg, allerdings wohl eher aus Platzgründen. Hinten wurden stets Schraubenfedern verwendet.[3]

LKW[Bearbeiten]

Die tschechischen Tatra 813 und Tatra 815 sind bis zu vierachsige extrem geländegängige Nutzfahrzeuge mit Zentralrohrrahmen und einzeln an Halbachsen aufgehängten Rädern. Die 4x4 Varianten sind an allen Achsen und die 6x6 Varianten sind an den hinteren Achsen mit längs eingebauten Drehstäben gefedert. Die Vorderachsen der 6x6 und alle Achsen der 8x8 Variante sind an Halbelliptik-Blattfedern aufgehängt. Die Sattelzug Variante ist an den Vorderachsen mit Drehstabfederung und an den Hinterachsen mit Luftfedern ausgerüstet.

Militär[Bearbeiten]

Eine Drehstabanordnung (quer zum Fahrzeug) im Triebwerkraum des Leopard 2.

Ein weiteres Einsatzgebiet für Drehstäbe sind Kampfpanzer: Seit dem Zweiten Weltkrieg beruht die Federung von mittleren (PzKw III – ab Ausf. E, Panther) und schweren Panzern (Tiger und Königstiger) sowie bei modernen Kampfpanzern wie dem Leopard 2 auf Drehstäben.

Eisenbahn[Bearbeiten]

Bei Schienenfahrzeugen werden Drehstabfedern als Wankstütze eingesetzt; sie federn die Wankbewegung des Fahrzeugkastens um die Längsachse ab. Vor allem bei luftgefederten Fahrzeugen sind Wankstützen ein entscheidender Teil der Federung. Die Drehstabfeder der Wankstütze kann je nach Platzverhältnissen im Fahrwerk oder im Wagenrahmen eingebaut sein.

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Packard, a history of the motor car and the company – General Edition – Beverly Rae Kimes, Editor – 1978 Automobile Quarterly, ISBN 0-915038-11-0
  2. Chrysler Torsion Bar Car Suspensions, 1957–1992: Torsion-Aire, Torsion-Quiet bei Allpar.com (in engl. Sprache)
  3. Gunnell, John (Herausgeber): The Standard Catalog of American Cars 1946–1975, Krause Publications (1987), ISBN 0-87341-096-3