Pendelachse

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Zweigelenk-Pendelachse, schematisch
Static: Mittellage
Bump: einseitig eingefedert, negativer Sturz des betroffenen Rads, Spurweiten-Vergrößerung
Rebound: beidseitig ausgefedert, beidseitig positiver Sturz und Verringerung der Spurweite

Die Pendelachse (auch Schwingachse) ist eine einfache Form der Einzelradaufhängung an Automobilen.

Ihre beiden gegenüberliegenden, je ein Rad tragenden Schwingen „pendeln“ quer zur Fahrtrichtung. Die beiden Drehlager befinden sich in Fahrzeugmitte nahe beieinander (Zweigelenk-Pendelachse) oder fallen in einem (Eingelenk-Pendelachse) zusammen. Beim Ein- und Ausfedern ändern sich der Sturz der Räder und die Spurweite.

Eingelenk-Pendelachse nach Rumpler

Für diese Art der Radaufhängung bekam Edmund Rumpler bereits 1903 Patentschutz, wendete sie jedoch erst 1921 im Tropfenwagen an.[1][2]

Unter Pendelachse wird auch verstanden:
eine in der Regel ungefederte starre Achse, die in der Mitte um die Längsachse des Fahrzeugs drehbar ist (Hinterachse von Gabelstaplern, Vorderachse von Traktoren[3]).
Doppelachse (Tandemachse), die mit pendelnden Längsträgern verbunden sind[4]

Technik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zweigelenk-Pendelachse in einem Mercedes 170 V (1931–1952)
Pendelachse in einem frontgetriebenen Derby

Bei angetriebenen Pendelachsen kann das Differentialgetriebe fest mit dem Fahrgestell verbunden sein (Zweigelenk-Pendelachse, Kardangelenke am Differentialausgang),[5] oder es ist als Teil einer der beiden Pendel-Halbachsen seitlich verschoben und in einer am Fahrzeugkörper befestigten gabelförmigen Aufnahme pendelnd gelagert (Eingelenk-Pendelachse).[6][7] Die andere Halbachse wird über ein Kardangelenk angetrieben.[8] Bei der eingelenkigen, „gelenklose Pendelachse“ genannten Konstruktion nach Rumpler wälzen die Kegelzahnräder (Tellerräder) auf im Fahrzeug eingebauten Ritzeln ab.[9]

Kurze Pendelhalbachsen und hoch liegende Pendelgelenke haben bei Kurvenfahrt ein „Aufstützen“ des kurvenäußeren Hinterrads bei hohen Querbeschleunigungen zur Folge. Im Extremfall „bockt“ die Hinterachse auf. Das lässt sich mit einer sogenannten Ausgleichsfeder zwischen den beiden Achshälften verbessern, oder indem man die Achshälften so tief wie möglich anlenkt.

Die Sturzänderung wird geringer, indem man die Achshälften so lang wie möglich macht (bei nicht angetriebenen Achsen können die Pendel auch länger als die halbe Fahrzeugbreite sein).[10] Die Spurweitenänderung wird geringer, wenn die Achshälften tiefer angelenkt werden.

Pendelachsen können mit breit abgestütztem Pendelgelenk ohne weitere Radaufhängungsteile auskommen (nebenstehende Abbildung). Häufiger ist die Ergänzung durch Längsschwingen, zum Beispiel beim VW-Käfer („Schwerter“) oder durch Längslenker bei Mercedes-Autos.[11]

Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Pendelachse ist eine der frühen Einzelradaufhängungen. Der Name beschreibt die in der Querebene „pendelnd“ aufgehängten Halbachsen. Sie war für Fahrzeuge mit Hinterradantrieb und Zentralrohrrahmen geeignet. 1923 erschien der Tatra T11 mit „gelenkloser Pendelachse“ nach dem Rumpler-System. Die Achsrohre waren an einem gemeinsamen Drehpunkt mit dem Zentralrohrrahmen verbunden. Zweigelenk-Pendelachsen, die bereits der Rumpler Tropfenwagen gehabt hatte, kamen 1931 auch beim Mercedes-Benz W 15 in Serie. In den dreißiger Jahren verwendeten weitere Hersteller die Pendelachse. Ferdinand Porsche begann 1932 die Entwicklung des Auto-Union-Rennwagens Typ A, der 1934 in der 750-kg-Formel antrat und mit einer Zweigelenk-Pendelachse als hinterer Radaufhängung ausgerüstet war.

Der ab Sommer 1945 zunächst noch ohne Ausgleichsfeder in Serie gebaute VW-Käfer hatte zur Längsführung ein torsions- und biegeweiches Schwert. Jedes Achsrohr war in einem Gelenk seitlich am Getriebe gelagert. Die Bewegung des Achspendels beschrieb also kein ebenes Kreissegment, sondern einen Teil eines Kegelmantels. Die Achse des Kegels ging durch den Drehpunkt des Pendelgelenks und den Mittelpunkt der Anlenkung des Federschwerts an der Drehstabfeder. Zur großen Sturz- und Spurweitenänderung beim Einfedern kommt noch eine Veränderung der Vorspur hinzu.

Das hohe Anlenken der Achshälften wurde anfangs als Vorteil der Pendelachse bewertet, da es die Wankneigung bei Kurvenfahrt reduziert. Als die fahrdynamischen Anforderungen stiegen, mussten Maßnahmen gegen die Übersteuerungstendenz infolge des großen Wankmoments ergriffen werden. Mercedes-Benz legte 1954 den Anlenkpunkt der Eingelenk-Pendelachse des Mercedes-Benz W 180 tiefer und fügte eine Ausgleichsfeder hinzu. Die gleichen Maßnahmen wurden auch in der Luxusklasse 1964 beim Mercedes-Benz 600 ergriffen. Die Längsführung übernahmen Längslenker, auf denen sich die Luftfedern mit Niveauregulierung abstützten. Aus Marketinggründen hieß die Hinterachse des 1968 neuen Mercedes /8Diagonalpendelachse“, die in Wirklichkeit eine Schräglenkerachse war. Man wollte die Pendelachse der noch aktuellen S-Klasse (W108) nicht veraltet erscheinen lassen.

Pendelachsen sind typisch für Kleinwagen der 1930er- bis 1960er-Jahre mit Heckmotor: Sie wurden beim VW-Käfer (nicht Automatik und 1302/1303), bei den Renaults mit Heckmotor (4CV, Dauphine, 8, 10, Floride), Trabant, beim Goggomobil auch vorne, nur vorne im Hillman Imp, aber auch in anderen Klassen verwendet (Porsche 356, Borgward Isabella, Mercedes 300 SL, Tempo Wiking, Tatra).

Pendelachsen wurden mehr als vierzig Jahre lang in Anpassung an unterschiedliche Forderungen eingebaut: vom Kleinwagen bis zur Luxusklasse, angetrieben und nicht angetrieben, an Hinter- und Vorderachse. Heute (2014) findet man sie nur noch an den geländegängigen Lastwagen von Tatra und der Vespa Ape.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Kurt-Jürgen Berger, Michael Braunheim, Eckhard Brennecke: Technologie Kraftfahrzeugtechnik. 1. Auflage, Verlag Gehlen, Bad Homburg vor der Höhe, 2000, ISBN 3-441-92250-6
  • Karl-Heinz Dietsche, Thomas Jäger, Robert Bosch GmbH: Kraftfahrtechnisches Taschenbuch. 25. Auflage, Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden, 2003, ISBN 3-528-23876-3

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Olaf von Fersen (Hrsg.): Ein Jahrhundert Automobiltechnik, Personenwagen. VDI-Verlag, Düsseldorf 1986, ISBN 3-18-400620-4, S. 378 (Auszug online, Google Books).
  2. Patent US1514862: Rear-axle drive for motor vehicles. Angemeldet am 26. März 1921, veröffentlicht am 11. November 1924, Erfinder: Edmund Rumpler.
  3. [1], Bild eines Traktor-Modells
  4. [2], Doppelachse an einem Anhänger, hinten
  5. [3], Zweigelenk-Pendelachse, unteres Bild, VW-Käfer
  6. [4], Eingelenk-Pendelachse, schematisch, oberes Bild
  7. [5], Eingelenk-Pendelachse
  8. [6], Eingelenk-Pendelachse, Schnittbild, rechte Halbachse mit Kardangelenk angetrieben
  9. Der Differentialkorb und die die Radwellen antreibenden Kegelritzel drehen um eine Fahrzeuglängsachse. Die auf den Radwellen sitzenden Kegeltellerräder wälzen sich beim Schwingen der Halbachsen auf den Kegelritzeln um einen kleinen dem Antriebsdrehen überlagerten Betrag ab. Differentialgetriebe an der Eingelenk-Pendelachse hinten am Pinzgauer: [7] (Standbild), [8] (Video, Funktion ab etwa Minute 2:00)
  10. [9], Zweigelenk-Pendelachse, extra lange Schwingen (“Pendel”), Bild links unten
  11. [10], Eingelenk-Pendelachse mit Längslenkern, Mercedes