Anhänger mit gelenkten Achsen werden immer mehr zum Standard. Wir fassen die Stärken und Schwächen der verschiedenen Systeme zusammen.
Man sieht es direkt an den schwarzen Spuren auf dem Beton: Bei jeder Kurvenfahrt mit dem Tandemachser oder Tridem radieren die Reifen. Vor allem bei beladenen Fahrzeugen setzen sich die Belastungen über Felgen, Naben und Radlager bis in den Rahmen fort und verstärken den Verschleiß.
Mit einer oder mehreren gelenkten Achsen fährt der Anhänger deutlich eleganter um die Ecke. Das ist natürlich nicht neu. Doch mittlerweile haben die Achsen- und Anhängerhersteller eine ganze Reihe unterschiedlicher Lenkungssysteme entwickelt, sodass man den Überblick verlieren kann. Wir haben uns deshalb bei Konstrukteuren von Fliegl, Kotte, Krampe und Krone die einzelnen Lenkungssysteme für Starrdeichselanhänger einmal genauer erklären lassen.
Je weiter die einzelnen Achsen auseinanderstehen, desto wichtiger die Lenkung. Während ein Tandemaggregat mit einem Abstand von weniger als 1 m nur bis 11 t zugelassen ist, steigt die zulässige Achslast mit wachsendem Abstand: Von 1 m bis 1,30 m sind bereits 16 t erlaubt, über 1,80 m ganze 20 t. Einer der befragten Hersteller empfiehlt seinen Kunden bei Kippern ab 1,50 m Achsabstand oder 7 m Wannenlänge ein Lenksystem.
Bis zu 50 % mit Lenkung:
Der von uns befragte Hersteller schätzt, dass mittlerweile 30 bis 50 % der Kipper das Werk auf gelenkten Achsen verlassen. Bei Tandem-Gülletankern erreicht der Anteil mit Lenkung teils die 90 %-Marke. Die Tridemfahrzeuge sind in der Landwirtschaft grundsätzlich mit zwei gelenkten Achsen unterwegs. Eine Lenkung senkt nicht nur den Verschleiß, sie spart auch Diesel – besonders bei Straßenfahrten. Denn bei jedem Abbiegen muss der Schlepper die Anhängerreifen etwas seitlich über den Boden ziehen. Bei dem hohen Reibungswert zwischen Gummi und Asphalt/Beton kostet das viel Kraft. Und auf Grünland beschädigt jede Kurvenfahrt die Grasnarbe.Je genauer die gelenkten Achsen der Spur des Traktors folgen, desto besser. Hier gilt das nach seinem Erfinder benannte Ackermann-Prinzip: Verlängert man alle Achsstummel des Zuges, sollten sich diese gedachten Linien im Mittelpunkt des Wendekreises treffen.
Dieser Idealzustand lässt sich allerdings nur aufwendig erreichen. Der Einschlagwinkel ist dann bei allen Achsen unterschiedlich und das kurveninnere Rad muss weiter einschlagen als das äußere. Beim Pkw geht das über die Lenkhebel und ein trapezförmiges Lenkgestänge. Doch bei landwirtschaftlichen Fahrzeugen fehlt für die Idealform oft der Platz. Dazu kommen breite Rahmen, große Fässer und bodenschonende Reifen, die den Lenkeinschlag weiter begrenzen.
Für das konsequente Umsetzen des Ackermann-Prinzips bräuchte man Einschlagwinkel an den Achsschenkeln von teils mehr als 30°. Landwirtschaftliche Anhänger erreichen selten mehr als 15° bis 16°. In der Folge wird es auch bei gelenkten Achsen nicht ganz ohne das Radieren gehen, denn der Einschlagwinkel zwischen Schlepper und Anhänger ist deutlich größer.
Bei vielen Tridem-Aggregaten ist die mittige Achse zudem starr. Das ist günstiger und sorgt vor allem bei Störungen im Lenksystem für mehr Fahrstabilität bzw. bessere Notlauf-eigenschaften. Diese Tridems laufen nicht exakt in der Spur. Deshalb setzen einige Gülletanker-Firmen bei großen Tridemfässern auf aufwendigere, elektronische Fahrwerke mit drei gelenkten Achsen, um z. B. exakter in Maisreihen einfahren zu können.
In der Praxis sind drei unterschiedliche Lenksysteme gängig:
- Einfache Nachlauflenkung
- Hydraulische Zwangslenkung
- Elektronisch gesteuerte hydraulische Zwangslenkung.
Nachlauflenkung für Einsteiger:
Die Nachlauflenkung an Tandemfahrwerken funktioniert wie die Lenkrolle am Tee- oder Einkaufswagen: Die Drehpunkte der Achsschenkel liegen so weit wie möglich vor dem Achsmittelpunkt. Dadurch spurt sich die Achse nach der Kurvenfahrt „automatisch“ wieder ein. Für den Geradeauslauf sorgt die vorlaufende starre Achse.Weil das natürlich nur vorwärts funktioniert, muss sie vor dem Rückwärtsfahren hydraulisch gesperrt werden. Das ist der größte Nachteil dieses Systems, denn gerade beim Rückwärtsfahren sind die Kräfte in Kurvenfahrten besonders hoch.
Wie beim Einkaufswagen, der über ein raues Kopfsteinpflaster rollt, kann sich eine nachlaufgelenkte Achse aufschaukeln. Deshalb erhöhen die Achsenfirmen das Rückstellmoment. BPW integriert bspw. in die Achsschenkeldrehpunkte sogenannte Wellenscheiben, die aufeinandergepresst sind und so die Achsschenkel bis zu einer bestimmten Seitenkraft im Geradeauslauf halten. ADR setzt das bei einigen Achsschenkelachsen über eine schräge Drehwelle um.
Trotz dieser Lösungen müssen die Achsen bei schneller Straßenfahrt gesperrt werden, damit sich der Zug nicht aufschaukelt. Außerdem spurt eine offene Nachlauflenkung nach scharfen Kurvenfahrten verzögert ein, der Anhänger bricht kurzzeitig aus und kann durch die Zentrifugalkraft dann auch umkippen. Viele Fahrer vergessen das Sperren und teils auch das Entsperren der Achsen, was entweder gefährlich oder sinnlos ist.
Fendt bietet deshalb die Lenkachsautomatik an. Über das Traktorterminal lässt sich ein Hydrauliksteuergerät bei zwei einstellbaren Geschwindigkeitsbereichen unter Druck setzen: Über 10 bis 25 km/h, um die Achse auf der Straße zu sperren und unter 3 bis 0 km/h, um die Achse vor dem Rückwärtssetzen zu arretieren. Ohne Sicherung ist das Ganze nicht ganz ungefährlich: Hat man den Anhänger abgehängt und schließt an dem Steuergerät z. B. den Drehzylinder des Pfluges an, könnte sich dieser ab 10 km/h wie von Geisterhand in Bewegung setzen. Fendt löst das mit einer separaten, weißen, siebenpoligen Steckdose. Erst wenn hier eine Elektronikbox angeschlossen ist, „weiß“ das System, dass ein Anhänger mit Nachlauflenkung angehängt ist und gibt die Funktion frei.
Hat ein Anhänger – z.B. ein Ladewagen – ohnehin Isobus, kann das geschwindigkeitsabhängige Sperren per LS-Hydraulik auch hier integriert sein.
Viele moderne Nachlaufachsen lassen sich nachträglich auf eine Zwangslenkung hochrüsten. Dazu werden die Sperrzylinder der Achse ausgetauscht oder in das hydraulische System integriert. Bei Anhängern aus Serienproduktion sind oft die Befestigungspunkte für das Gebergestänge bereits vorhanden.
Im Vergleich zu einem starren Tan-demaggregat kostet die Nachlauflenkung 1 000 bis 2 500 € Aufpreis bzw. rund die Hälfte einer Zwangslenkung (alle Preise Ø-Listenpreise o. MwSt.). Eine spätere Aufrüstung schlägt mit 2 500 bis 3 500 € zu Buche.
+ Einfaches System, kostengünstig.
+ Keine Vorbereitung am Schlepper.
+ Bei einigen größerer Lenkwinkel möglich als bei Zwangslenkungen.
+ Bewusstes Sperren bei kritischen Rangierfahrten möglich, z. B. an Wänden kein Ausschwenken des Hecks.
– Hydraulisches Sperren zum Rückwärtsfahren, Radieren der gesperrten Achse: Verschleiß höher.
– Auf der Straße nur gesperrt erlaubt: Aufschaukel-Gefahr!
– Gefahr, dass das Sperren bzw. Entsperren vergessen wird.
– Höhere Lenkkräfte, weil der Widerstand zum Einspuren überwunden werden muss: mehr Reifenverschleiß.
Hydraulische Zwangslenkung:
Die hydraulische Zwangslenkung lenkt permanent mit, auch rückwärts. Das senkt deutlich den Reifenverschleiß und die Belastungen des gesamten Chassis. Das System ist auch auf der Straße unabhängig von der Geschwindigkeit spurstabil. Im Vergleich zu einem starren Tandemaggregat kostet die hydraulische Zwangslenkung zwischen 3 500 und 6 000 € Aufpreis.Sie arbeitet als geschlossenes System: Ein Gestänge zwischen Anhänger und Schlepper bewegt einen Geberzylinder, der Ölstrom fließt zum Nehmerzylinder an der jeweiligen Achse. Tandemaggregate haben eine Lenkstange (meist links), die meisten Tridems sind mit zwei Gestängen unterwegs. Das ist sinnvoll, denn beim gelenkten Rückwärtsfahren können Kräfte von 3 bis 4 t auf das Lenkgestänge wirken.
Die meisten Systeme sind hydraulisch mit 80 bis 90 bar vorgespannt, damit sich die Achse nicht aufschaukelt und der Anhänger spurstabil bleibt. Die integrierten Stickstoffspeicher haben weitere Aufgaben: Sie nehmen den überschüssigen Ölstrom auf, wenn der Lenkanschlag erreicht ist und fangen Druckstöße ab, z. B. wenn ein Rad rückwärts auf einen Bordstein trifft.
Die Notlaufeigenschaften bei einem (extrem seltenen) Schlauchplatzer setzen die meisten Achsenhersteller wie bei einer Nachlauflenkung mit einem nach vorne versetzten Achsschenkel-Drehpunkt um. Weil dann aber die Dämpfung einer reinen Nachlaufachse fehlt, dürfen die meisten Anhänger bei Lenkungsausfall nicht weiterfahren.
Meist sind die Lenkgestänge über die genormten Kugelköpfe (K 50) am Schlepper gekoppelt. Die beiden K 50 liegen – jeweils 25 cm rechts/links – genau auf der gleichen Höhe und Linie wie die Kugelkopfkupplung K 80. Dadurch entstehen keine Relativbewegungen auf das Lenkgestänge, wenn der Zug durch eine Senke oder über eine Kuppe fährt.
Nachteil Lenkgestänge:
Das Lenkgestänge braucht Platz. Und der kann bei Anhängern mit V-Deichsel sehr knapp werden. Davon sind vor allem Hersteller von Gülletankern betroffen, die in der V-Deichsel auch den Kompressor unterbringen müssen. Um hier mehr Einschlagwinkel zu ermöglichen, verlegen einige das Lenkgestänge unter die Deichsel (z. B. Kotte).Diese Aufnahme ist nicht genormt und muss individuell am Schlepper angepasst werden. Eine spielfreie Kugelkopfkupplung ist nicht möglich, sie weicht einer Verbindung per Bolzen. Durch den Höhenunterschied von K 80 und Lenkgestänge werden außerdem die Nick- und Wankbewegungen an die Lenkung weitergegeben. Wenn zusätzliche Anhänger mit Lenkung auf dem Betrieb sind, müssen die Traktoren zudem mit zwei unterschiedlichen Anbausystemen ausgestattet sein. Und bei Ladewagen scheidet die untere Anhängung des Gestänges wegen der geringeren Bodenfreiheit aus.
Bei Kippern ist die Sache etwas einfacher, sie haben meist eine schlankere Deichsel. Damit die Schlepperreifen bei zu engen Kurvenfahrten das Gestänge nicht verbiegen, sollte über dem Gestänge ein stabiler Reifenanfahrschutz montiert sein. Das Kuppeln des Lenkgestänges ist mühsam, wenn der Schlepper nicht exakt gerade vor dem Anhänger steht. Teils lässt sich das Gestänge dazu über Federbolzen auf Freigang stellen – praktisch! Doch einige Hersteller haben sich von dieser Lösung wieder getrennt, sie hatte sich als zusätzliche Quelle für Spiel im System herausgestellt. Bei vielen Lenkungen kann man aber per Kugelhahn den Hydraulikdruck senken und das Gestänge etwas bewegen, sollte es nicht auf Anhieb passen.
+ Immer aktiv, weniger Verschleiß.
+ Spurstabil und sicher.
+ Geringere Lenkkräfte als Nachlauflenkung.
– Doppelter Preis im Vergleich zur Nachlauflenkung.
– Teils geringere Einschlagwinkel an der Deichsel und in den Achsschenkeln als Nachlauflenkung.
– Schlepper muss mit Aufnahmen für das Lenkgestänge ausgestattet sein.
– Aufwendigeres Kuppeln des Lenkgestänges notwendig.
– System lässt sich am Hang nicht abschalten. Achtung auch an Wänden: Das Heck schwenkt aus!
Teurer Komfort:
Eine elektronisch gesteuerte, hydraulische Zwangslenkung arbeitet ohne feste Verbindung zwischen Traktor und Trailerachse. Ein einfaches oder doppeltes Gestänge gibt die Abwinkelung an einen Drehwinkelsensor weiter. Weil geringere Kräfte auftreten, kann das Gestänge leichter sein, es gibt mehr Variationsmöglichkeiten und es lässt sich einfacher kuppeln.Manche Firmen nutzen die Normkuppelpunkte. Andere bieten alternativ einfachere Lösungen an. Zunhammer klemmt z. B. den Halter für das Gestänge unter die K 80-Kugel. Der flexible Einbau macht teils größere Einschlagwinkel an der Deichsel möglich.
Der Jobrechner vergleicht den Wert des Deichselsensors mit den aktuellen Werten der Winkelsensoren an den einzelnen Achsen. Über die LS-Hydraulik lassen sich jetzt – auch bei Vierachsern – alle Achsen einzeln und individuell steuern.
Einen anderen Weg geht Fliegl: Die Bayern nutzen zum Steuern ein digitales Gyroskop (Kreiselkompass), das von Bosch stammt und vor allem fürs ESP im Pkw eingesetzt wird. Der Sensor ist fest auf der Hinterachse des Traktors verschraubt, es gibt kein Gestänge. Das System arbeitet deshalb spielfrei und muss laut Fliegl auch nicht auf den Geradeauslauf kalibriert werden. Allerdings muss sich das Fahrzeug bewegen, damit der Sensor eine Richtungsänderung feststellen kann. Laut Fliegl reichen dazu 0,1 km/h aus. Bei einer sehr ungünstigen Startposition kann es aber einige Meter dauern, bis die Lenkung reagiert.
Weil der Sensor möglichst fest auf der Hinterachse sitzen muss, rät Fliegl dazu, jeden Zugschlepper des Anhängers mit einem eigenen Gyroskop auszustatten. Der erste Sensor gehört zur Ausstattung des Anhängers, jedes weitere Gyroskop kostet immerhin 830 €.
Selbst die einfachen elektronischen Systeme lassen sich im Gegensatz zu hydraulischen Zwangslenkungen z. B. am Hang abschalten. Aufwendigere elektronische Lenkungen bieten eine Steuerbox und bei Bedarf einen zusätzlichen Joystick. Damit kann der Fahrer dann den Anhänger separat steuern, z.B. in engen Einfahrten, am Seitenhang, beim Einfahren in Maisreihen oder zum Rangieren mit einem Hakenlift. Gülletanker lassen sich im bodenschonenderen Hundegang fahren.
Ab einer bestimmten Geschwindigkeit schalten die Systeme auf Straßenmodus. Der Fahrer kann jetzt nicht mehr eingreifen und mit steigender Geschwindigkeit wird auch die Lenkübersetzung länger, der Anhänger läuft ruhiger. Im nächsten Kreisverkehr steht automatisch wieder der volle Lenkeinschlag zur Verfügung. Das System lässt sich für künftige Anwendungen updaten. Interessant könnte z. B. eine hochgenaue separate GPS-Lenkung für den Strip Till-Einsatz eines Güllefasses sein.
Diese Flexibilität macht auf der anderen Seite das Sicherheitskonzept dieser Achsen extrem aufwendig, vor allem wenn alle Achsen gelenkt werden. Alle Sensoren sind redundant, also doppelt gesichert. Teils sind separate Stickstoffspeicher notwendig, die bei Ausfall die Notlaufeigenschaften sicherstellen (z. B. beim Tridem starrstellen der mittleren Achse). Einige Systeme erhalten deshalb vom TÜV keine Freigaben über 40 km/h. Auch preislich werden die Grenzen erreicht. Eine elektronische Einsteigerlösung z. B. am Tandemaggregat kostet im Vergleich zur starren Achse 8 000 €, die Vollversion inklusive Terminal liegt zwischen 16 000 € und 18 000 € und rechnet sich daher nur bei speziellen Einsätzen.
Für die elektronische Zwangslenkung gelten viele Plus- und Minuspunkte der Standard-Lenkung. Dazu kommen folgende Punkte:
+ Zu- und abschaltbar, aktives Lenken des Anhängers per Stick möglich.
+ Einfaches Kuppeln des Gestänges.
+ Lenkungsarten wie Hundegang etc.
+ Aufrüstung der Lenkung auf GPS möglich.
– Teuerste Lösung bei den Lenkungen.
– Teils beschränkte km/h-Freigabe.
Guido Höner
