Zugmaschine passend zu einem 12,5-m-3-Achs-Pritschenauflieger auswählen: Freigängigkeit und Achslasten

Ein Zugfahrzeug kann zwar den Königszapfen eines 12,5 m langen 3-Achs-Flachbettaufliegers aufnehmen, dennoch kann die Kombination ungeeignet sein. Die Kompatibilität hängt von der Schwenkhüllkurve des Aufliegers, der Position und Höhe des Sattelkupplungsdrehpunkts sowie davon ab, wie der beladene Auflieger das Gewicht zwischen Kupplung und Achsgruppe verteilt. Ein zulässiges Gesamtzuggewicht belegt nicht, dass die einzelnen Achslasten oder die Kurvenfreiräume akzeptabel sind.

Entscheidend sind daher geometrische und lastbezogene Prüfungen: Prüfen Sie die Freiräume über den erforderlichen Knickwinkelbereich, berechnen Sie die Achsreaktionen für realistische Ladungspositionen und vergleichen Sie die Ergebnisse sowohl mit den Tragfähigkeitsangaben der Ausrüstung als auch mit den geltenden Straßenverkehrsgrenzwerten. Allein anhand der Gesamtlänge des Aufliegers lässt sich die Kompatibilität nicht feststellen.

Kupplungsgeometrie statt nomineller Aufliegermaße heranziehen

Die Angabe „12.500 mm lang“ nennt nicht die Maße, die für die Kompatibilität mit dem Zugfahrzeug entscheidend sind. Für die Beurteilung wird eine bemaßte Aufliegerzeichnung benötigt, aus der die Position des Königszapfens, der vordere Überhang, das Unterbodenprofil, die Position der Stützbeine und der Achsabstand hervorgehen. Die Zeichnung des Zugfahrzeugs muss die Lage des Sattelkupplungsdrehpunkts relativ zum Fahrerhaus, zu Fahrgestellkomponenten und zu den Achsen zeigen.

Zu den wesentlichen Maßen gehören:

• Abstand zwischen Königszapfen und vorderer Ecke: der Radius, den die vorderen Ecken des Aufliegers um die Kupplung beschreiben.
• Abstand zwischen Sattelkupplung und Fahrerhaus: gemessen bis zum nächstgelegenen relevanten Hindernis, einschließlich Anbauteilen am Fahrerhaus und nicht nur bis zur Rückwand des Fahrerhauses.
• Geometrie zwischen Königszapfen und Stützbeinen: einschließlich Streben, Füßen und Komponenten, die unter den Aufliegerrahmen hinausragen.
• Kupplungshöhe: angegeben für die relevanten beladenen und unbeladenen Bedingungen unter Berücksichtigung des Federwegs.
• Position der Achsgruppe relativ zum Königszapfen: erforderlich zur Bestimmung der Lastverteilung, zusammen mit Achsabstand und Federungseigenschaften.

Prüfen Sie die Größe des Königszapfens anhand der zugelassenen Spezifikation des Sattelkupplungsherstellers. Die vertikale Tragfähigkeitsangabe eines Kupplungsbauteils ist nur eine von mehreren Anforderungen; auch die geltende dynamische Tragfähigkeit, die Installationsgenehmigung und die Befestigungsstruktur sind relevant. Soweit die UNECE-Regelung Nr. 55 gilt, sind die Anforderungen an die Kupplungszulassung zusammen mit den nationalen Fahrzeugvorschriften zu prüfen. Ein Prüfzeichen belegt nicht, dass bei einer bestimmten Zugfahrzeug-Auflieger-Kombination ausreichende Freiräume vorhanden sind.

Freiräume müssen auch bei Kurvenfahrt und wechselnden Straßenwinkeln erhalten bleiben

Eine Prüfung der gerade stehenden Kombination berücksichtigt nur eine einzige Betriebssituation. Beim Knicken bewegt sich die vordere Ecke des Aufliegers zum Fahrerhaus hin, während Unterboden und Stützvorrichtung über das Fahrgestell des Zugfahrzeugs schwenken.

Bei einem rechteckigen Frontprofil lässt sich ein vorläufiger Eckradius wie folgt berechnen:

R = √(f² + b²)

Dabei ist f der Abstand zwischen Königszapfen und Vorderkante des Aufliegers und b die halbe Aufliegerbreite. Dies ist ein überschlägiger Prüfwert und keine vollständige Freiraumprüfung. Abgeschrägte Ecken, Stirnwand, überstehende Ladung und Anbauteile am Zugfahrzeug verändern die tatsächliche Hüllkurve. Der verfügbare Freiraum hängt außerdem vom Knickwinkel und der seitlichen Position der einzelnen Hindernisse ab.

Eine Draufsicht der Schwenkbewegung sollte den vorgesehenen Rangierbereich in beide Richtungen abdecken. Prüfen Sie Fahrerhaus, Abgasanlage, Tanks, Laufsteg und Schlauchhalterungen. Ladung oder Ladungssicherungsmittel, die über die vordere Aufbaustruktur hinausragen, sind einzubeziehen, sofern eine solche Beladung zulässig ist.

Der Freiraum der Stützbeine muss separat geprüft werden. Eine vordere Ecke kann am Fahrerhaus vorbeischwenken, während eine Stützbeinstrebe mit einem hinteren Kotflügel, einer Fahrgestellverlängerung oder dem Reifenfreiraum kollidiert. Das Verschieben einer verschiebbaren Sattelkupplung nach hinten kann den Freiraum zum Fahrerhaus vergrößern, verändert jedoch die Achslastverteilung und löst nicht automatisch alle Konflikte mit dem Stützgestell.

Bei der Prüfung der vertikalen Freiräume sind relative Nick- und Rollbewegungen an Rampen, Kuppen und unebenen Einfahrten zu berücksichtigen. Ein Auflieger, der auf ebenem Boden am Zugfahrzeug vorbeikommt, kann Fahrgestellkomponenten berühren, wenn Zugfahrzeug und Auflieger unterschiedliche Straßenwinkel einnehmen. Die Kupplungshöhe muss außerdem sicherstellen, dass sich der Auflieger innerhalb seiner zugelassenen Betriebslage befindet. Ein zu starkes Neigen nach vorn oder hinten kann den Unterbodenfreiraum und die Lastverteilung zwischen den Aufliegerachsen beeinträchtigen.

Der erforderliche Freiraum sollte sich nach den Vorgaben der Fahrzeug- und Kupplungshersteller richten und Federungsbewegungen, Rahmenverformung und Toleranzen berücksichtigen. Es gibt keinen einheitlichen Mindestabstand, der jede Kombination als sicher ausweist.

Zuerst die Aufliegerreaktion berechnen, dann die Zugfahrzeugachsen prüfen

Für eine überschlägige statische Berechnung wird angenommen, dass der Auflieger am Königszapfen und am effektiven Stützmittelpunkt seiner Achsgruppe abgestützt ist. Dabei gilt:

• W ist das Gesamtgewicht des beladenen Aufliegers einschließlich Leergewicht;
• L ist der Abstand zwischen Königszapfen und effektivem Stützmittelpunkt der Achsgruppe;
• x ist der Längsabstand zwischen Königszapfen und dem gemeinsamen Schwerpunkt des beladenen Aufliegers.

Die Reaktion der Achsgruppe T und die Reaktion am Königszapfen K betragen:

T = W × x / L
K = W − T

Bei mehreren Ladungsteilen sind deren jeweilige Momente zu berechnen, statt anzunehmen, dass der Schwerpunkt der Ladung mit der Deckmitte zusammenfällt. Auch das Eigengewicht des Aufliegers hat einen eigenen Schwerpunkt. Eine konzentrierte Maschinenladung und gleichmäßig verteilte Stahlprofile können bei gleicher Nutzlastmasse unterschiedliche Königszapfenlasten verursachen.

Betrachten wir einen beispielhaften beladenen Auflieger mit einem Gewicht von 32 Tonnen, einem Abstand von 8,0 m zwischen Königszapfen und Achsgruppe sowie einem gemeinsamen Schwerpunkt 5,0 m hinter dem Königszapfen. Die berechnete Reaktion der Aufliegerachsgruppe beträgt 20 Tonnen; auf den Königszapfen entfallen 12 Tonnen. Diese Werte veranschaulichen die Berechnung und stellen keine zulässigen Lastwerte dar.

Der effektive Stützmittelpunkt muss der Federungsanordnung entsprechen. Die Division der Gruppenreaktion durch drei ergibt lediglich einen anfänglichen Durchschnittswert. Unebener Untergrund, der Zustand der Federung, die Aufliegerlage und das Verhalten des Lastenausgleichs können zu unterschiedlichen Einzelachslasten führen. Die Tragfähigkeiten jeder Achse, jedes Reifens und jeder Federung müssen weiterhin geprüft werden.

Die Position der Sattelkupplung bestimmt, wohin die Königszapfenlast übertragen wird

Die Reaktion am Königszapfen wird nicht ausschließlich von den Antriebsachsen des Zugfahrzeugs aufgenommen. Ihre Verteilung hängt von der Position der Sattelkupplung relativ zur Lenkachse und zur Hinterachsgruppe ab.

Für ein vereinfachtes Zugfahrzeugmodell sei B der Abstand zwischen Lenkachse und effektivem Stützmittelpunkt der Hinterachsgruppe und a der Abstand zwischen Lenkachse und Drehpunkt der Sattelkupplung. Die zusätzlichen Reaktionen betragen:

Zunahme an der Hinterachsgruppe = K × a / B
Zunahme an der Lenkachse = K × (B − a) / B

Bei einem effektiven Radstand von 3,8 m, einer Sattelkupplung 3,4 m hinter der Lenkachse und einer Königszapfenreaktion von 12 Tonnen werden der Hinterachsgruppe etwa 10,74 Tonnen und der Lenkachse 1,26 Tonnen zusätzlich aufgelastet. Betragen die Achslasten des nicht angekuppelten, betriebsbereiten Zugfahrzeugs hinten 4,0 Tonnen und vorne 5,0 Tonnen, ergeben sich daraus Achslasten von etwa 14,74 beziehungsweise 6,26 Tonnen.

Dies veranschaulicht, weshalb ausreichende Motorleistung und eine ausreichende zulässige Gesamtzugmasse die Kompatibilität nicht belegen. Die Hinterachsgruppe kann einen geltenden Grenzwert überschreiten, obwohl das Gesamtgewicht der Kombination zulässig ist. Wird die Sattelkupplung nach vorn verschoben, wird mehr Last auf die Lenkachse übertragen, zugleich verringert sich aber der Freiraum zum Fahrerhaus. Eine Position hinter dem Mittelpunkt der Hinterachsgruppe kann die Lenkachse entlasten.

Eine Verschiebung der Ladung wirkt sich ebenso unmittelbar aus. Wird eine Nutzlast von 24 Tonnen auf dem beispielhaften Auflieger 0,5 m nach vorn verschoben, erhöht sich die Königszapfenreaktion bei gleichbleibendem Stützabstand von 8,0 m um 1,5 Tonnen. Diese Änderung muss in der Achslastberechnung des Zugfahrzeugs berücksichtigt werden – eine Prüfung ausschließlich anhand der Tragfähigkeit der Sattelkupplung reicht nicht aus.

Tragfähigkeit der Bauteile von den gesetzlichen Betriebsgrenzwerten unterscheiden

Der zulässige Beladungsbereich wird durch die jeweils strengste geltende Beschränkung bestimmt: Tragfähigkeiten der Zugfahrzeugachsen, Tragfähigkeiten der Aufliegerachsen und -federung, Reifenlasten, Kupplungstragfähigkeiten, Fahrgestellgrenzwerte, Zulassung des Gesamtzugs und Straßenverkehrsvorschriften. Grenzwerte für Achsgruppen können von Achsabstand und Konfiguration abhängen; für bestimmte Strecken oder Brücken können zusätzliche Beschränkungen gelten.

Spezifikationen einer anderen Achskonfiguration können die Daten des dreiachsigen Aufliegers nicht ersetzen. Beispielsweise belegt ein5-Achs-Flachbettauflieger mit einer angegebenen Nutzlast von 55.000 kg und fünf Achsen mit je 16 Tonnen weder die Nutzlast noch die zulässige Straßenverkehrslast eines dreiachsigen Modells. Die Tragfähigkeiten einzelner Komponenten zu addieren, ist keine gültige Methode zur Berechnung des zulässigen Gesamtgewichts der Kombination.

Eine fundierte Kombination erfordert eine zugelassene Kupplungsposition und einen festgelegten Beladungsbereich – nicht lediglich die Aussage, dass die Fahrzeuge zusammenpassen. Überprüfen Sie die Berechnungen durch Einzelachswägungen bei repräsentativer Beladung und kontrollieren Sie den Knickbereich mit einer kontrollierten Freiraumprüfung. Jede Änderung der Sattelkupplungsposition, der Reifen, der Federungshöhe oder der Ladungsposition, die diese Ergebnisse beeinflussen kann, sollte vor dem Betrieb eine erneute Prüfung auslösen.