Modifikation Druckluft-Bremsanlage (Spin-off Erweiterung Tankkapazität)

Modifikation Druckluft-Bremsanlage
Aufhängung der Vorratskessel für die Druckluft-Bremsanlage im Rahmenheck

Aus der Erweiterung der Tankkapazität ergeben sich eine Reihe von Nebenbaustellen, die zur Wiederherstellung der Fahrbereitschaft abgearbeitet werden wollen. Dies ist eines dieser Spin-offs, die eigenständig dokumentiert werden.

Um den Originaltank an die Stelle des Batteriekastens zu versetzen, müssen dort Teile der Bremsanlage demontiert und an eine andere Stelle verlegt werden. Da die Bremsanlage zentrale und höchste Bedeutung für die Verkehrssicherheit hat, müssen Umbauarbeiten uneingeschränkt gewissenhaft und fachmännisch erfolgen. Bei der Bremse hört der Spaß auf!

Versetzen der Luftkessel

Die beiden 20-Liter-Luftkessel versetzten wir in das Rahmenheck. Die Kessel sind mit einer neuen Trägerkonstruktion nach der Hinterachse quer unter dem Rahmen montiert. Durch die C-Profile des Rahmens und die Brücke der Rautenlagerung ist der Platz dort zu beengt, um ein vormontiertes Gestell unterzubringen. Da zudem weder im Ober- noch im Untergurt gebohrt werden darf, bleibt nur die Lösung, abgewinkelte Einzelteile vorzubereiten, die erst im Rahmen miteinander verschraubt werden. Für die komplette Aufhängung waren insgesamt nur zwei neue Löcher in die Seitenwangen zu bohren. Die Mindestabstände der Bohrungen zueinander laut AufbauRiLi des Fahrzeugherstellers werden eingehalten.

Ausgewählte Arbeitsschritte:

  • Markieren und Kappen der Druckluftleitungen am Originalort

  • Demontieren Luftkessel

  • Schleifen, Reinigen und Lackieren der Luftkessel

  • Vermessung neuer - abgewinkelter - Trägerkonsolen.

  • Zuschneiden, Heften und Schweißen der Einzelteile der Querträger (je 5 abgewinkelte Abschnitte + 4 Stege + 2 Halbschalen, Materialstärken 5-8 mm)

  • Feuerverzinkung

  • Ablängen der beiden Längsträger (2 Winkelschienen aus 5 mm V2A)

  • Einmessen der Konstruktion im Rahmenheck und Bohren je eines neuen Lochs links und rechts

  • Vermessen, Suchen, Finden und Bestellen der V2A-Gelenkbolzenschellen (Material: V2A)

  • Zuschneiden Gummiunterlage

  • Zusammenstellen Verschraubung: M10 Schrauben, Stoppmuttern und Unterlegscheiben (Material: V2A)

  • Montieren von Haltern und Kesseln

  • Vermessen, Suchen, Finden und Bestellen der zu ersetzenden Druckluft-Einsteckverschraubungen (Material: V2A, unterliegt keiner Kontaktkorrosion mit den übrigen Messing-Bauteilen)

Eigenständige Aufhängung der Bremsaggregate

Nach der Demontage des Batteriekastens sollten die anderen Bremsaggregate (Umsetzer, Vierkreisschutzventil, Druckregler, Kessel) an gleicher Stelle über neue Trägerkonsolen eigenständig aufgehängt werden. Die Aggregate könnten prinzipiell auch ganz woanders untergebracht werden, doch wollte ich die Hydraulikleitungen der hydropneumatischen Bremsanlage nicht antasten. Ich machte mir einige Sorgen darum, die Bremsleitungen fachgerecht zu verlängern und nach dem Wiederbefüllen fachmännisch zu entlüften. Mittlerweile denke ich, der Zusatzaufwand der beschriebenen Aufhängung hätte einen Versuch gerechtfertigt. Dennoch ist der originale Ort der für uns am besten geeignete.

Der Batteriekasten ist gegenüber dem Fahrzeug-Längsträger leicht abgesenkt, die Aggregate waren dies in der Folge auch. Diese Position bilden wir mit den eigenen Konsolen aus praktischen Gründen nicht ab. Die Aggregate rücken um ca. 40 mm nach oben und ca. 20 mm näher an den Rahmen heran.

Der Fahrzeugrahmen ist hinter dem Batteriekasten löchrig wie ein Schweizer Käse. Zudem klafft hier ein richtig großes Loch für die Durchführung der Batteriekabel. Damit verbot sich für uns das Bohren weiterer Löcher für die neuen Konsolen. Stattdessen fertigten wir Adapterplatten an, welche das originale Lochbild nutzen. Ein weiterer Vorteil: Laut Richtlinien ist eine (Tank-)Konsole mindestens durch drei Stück M16 Schrauben am Rahmen zu befestigen (daran hielt sich der Hersteller aber im Original nicht, genausowenig wie an die Mindestabstände bei Bohrungen). Bei Nutzung der Original-Befestigungspunkte herrscht kein Mangel an passenden Befestigungsmöglichkeiten.

Ausgewählte Arbeitsschritte:

  • Demontieren und Abstützung der Aggregate der Bremsanlage links und rechts des Batteriekastens

  • Demontieren des Batteriekastens

  • Demontieren des Vierkreisschutzventils

  • Markieren, Demontieren, Zerlegen und Reinigen der Druckluftverschraubungen

  • Vermessen der Original-Lochbilder

  • Übertragen der Original-Lochbilder auf neue 5 mm Grundplatten

  • Vermessen, Zuschneiden, Heften und Schweißen der Ausleger und Knotenbleche, Materialstärke 4-5 mm

  • Feuerverzinken, Schleifen und Entgraten der Konsolen

  • Zusammenstellen der Verschraubung Konsole / Rahmen: M16 Feingewinde (Festigkeit 8.8 - 10.9), Ganzmetall-Stoppmuttern

  • Zusammenstellen der Verschraubung Aggregate / Konsolen: M10 Schrauben, Stoppmuttern und Unterlegscheiben (Material: V2A)

  • Montieren der Aggregate an den Konsolen am Fahrgestell

  • Vermessen und Konstruieren einer neuen Halterung für das Vierkreisschutzventil

  • Optisches Aufarbeiten des Vierkreisschutzventils

Druckluftverschraubungen und -leitungen

Die Einsteck-Druckluftverschraubungen des Herstellers Foss sind - wie ich mit Erstaunen vernahm - zerlegbar. Benötigt wird ein zur Größe passender Schraubenschlüssel (oder ein Schraubstock zum Einspannen) und eine Gripzange zum Lösen der aufgeschraubten Kappe. Ein Leitungsrest kann danach mit einem Durchschlag in Einsteckrichtung aus der Kappe ausgetrieben werden. Die Verschraubungen wurden von außen und innen mit einer feinen Bürste gereinigt, die O-Ringe gewechselt und die Einzelteile wie bei der Erstmontage unter Einsatz von Schraubensicherungskleber wieder zusammengeschraubt.

Auch die Druckluftleitungen aus Polyamid (PA) waren anzupassen. Die meisten Leitungen wurden gegen Neuware getauscht, doch einige mussten gekürzt bzw. mit weiteren Einsteckverbindungen verlängert werden, da bei aufgesetzter Wohnkabine nicht an alle Enden heranzukommen ist. Grundsätzlich ist der Austausch der Leitungen zu bevorzugen, da die Gummidichtung der Steckverbinder nur auf neuem glatten Kunststoffrohr sicher abdichtet.

Ausgewählte Arbeitsschritte:

  • Markieren, Demontieren, Zerlegen und Reinigen der Druckluftverschraubungen

  • Aufarbeiten und Montieren der Druckluft-Einsteckverschraubungen (Tausch der O-Ringe, Montieren mit Schraubensicherungskleber)

  • Vermessen, Suchen, Finden und Bestellen zusätzlicher Druckluft-Steckverbinder (Material: Messing vernickelt)

  • Vermessen, Suchen, Finden und Bestellen der zu ersetzenden Druckluft-Einsteckverschraubungen (Material: V2A, unterliegt keiner Kontaktkorrosion mit den übrigen Messing-Bauteilen)

  • Vermessen, Suchen, Finden, Bestellen und Montieren neuer Kunststoff-Bremsleitungen (12 x 1,5 mm)

  • Anschluss der Luftkessel und des Vierkreisschutzventils

Anfertigung einer neuen Druckluft-Hauptversorgungsleitung

Von der Kühlschlange zum Druckregelventil, von dort zum Druckluftspeicher zur Regeneration des Lufttrockners (Kessel 1) und von dort zum Vierkreisschutzventil (VKSV) führt eine metallische Rohrleitung, deren Material wir auf eine harte Kupferlegierung taxieren. Die komplex gebogene Rohrleitung zwischen Kessel 1 und VKSV war für den Tankumbau neu anzufertigen, da die alte Leitung von Länge und Breite her nicht mehr um all die neuen Konsolen herum reichte. So nah hinter dem Kompressor ist die verdichtete Luft noch ca. 80°C heiss. Thermisch exponierte Rohrleitungen werden typischerweise in Edelstahl ausgeführt. Erst nach dem VKSV bestehen die Druckluftleitungen werkseitig aus Polyamid (PA).

Die neue Rohrleitung muss gebogen oder aus Abschnitten und Rohrverbindern (Fittinge) zusammengesetzt werden. Edelstahl ist viel härter als normaler Stahl. Ein sicherer Anschluss kann daher nur über harte Edelstahl-Verbindungen erfolgen. VA-Winkel-Verschraubungen in der benötigten Größe (Rohr-Außendurchmesser 18mm) kosten rund 40 EUR pro Stück. In jüngerer Zeit haben sich bei Installationen deshalb Pressfittinge als wirtschaftlichere Rohrverbindung deutliche Marktanteile erobert. Die Fittinge werden mit einem Spezialwerkzeug mechanisch verpresst, eine innenliegende Dichtung hält bis 16 bar und 110°C dicht. Das Presswerkzeug sollte man sich von einem Installateur ausleihen können, es kostet einen vierstelligen Betrag. Die Fittingmethode erfordert relativ dünnwandiges Rohr, in dem von mir geprüften Fall mit Viega-Komponenten hätte die Dimension 18 x 1 mm betragen. Beim Anschluss über Schneidring-Verschraubungen (Kessel 1 und VKSV) werden daher VA-Stützhülsen empfohlen.

Nachdem am Steyr alles überdimensioniert ist, wollte ich nicht ausgerechnet bei der Hauptversorgungsleitung der Druckluftbremse an die untere Grenze der Materialstärke gehen. Ich entschied mich für eine Leitung aus 18 x 2 mm VA-Rohr und VA-Schneidring-Verschraubungen (Druckfestigkeiten: Rohr 230 bar, Verschraubung 320 bar). Das knickfreie Biegen von VA-Rohren ist eine höchst aufwändige Kunst, die wir erst erlernen mussten. Aber nach einigen Biegetests kam ich mit zwei Stück Winkel-Verschraubungen aus.

Da der Bund des Schneidrings bei Edelstahl nicht so stark aufgeworfen wird wie bei weichem Stahl, ist zur fachmännischen Montage Spezialwerkzeug nötig. In einem separaten Arbeitschritt wird der Schneidring mithilfe eines sog. Vormontagestutzen aus gehärtetem Stahl auf der Rohrleitung verklemmt. Erst dann erfolgt die Endmontage an Ort und Stelle. Eine Edelstahl-Verschraubung neigt beim Anziehen zur Kaltverfestigung; soll sie lösbar bleiben, empfiehlt sich bei der Montage die Verwendung von Keramik-Paste (Anti-Seize).

Ausgewählte Arbeitsschritte:

  • Vermessen der Rohrleitung zwischen Kessel 1 und VKSV

  • Anfertigen und Montieren passender V2A-Rohrhalterungen

  • Vermessen, Suchen, Finden und Bestellen passender Schneidring-Verschraubungen (z.B. von Esska)

  • Vermessen, Suchen, Finden, Bestellen, Ablängen und Biegen passender VA-Rohrstücke (18 x 2 mm)

  • Suchen, Finden und Bestellen eines Vormontagestutzens (notwendiges Spezialwerkzeug für VA-Schneidringverschraubungen!) und Keramik-Montagepaste

  • Vormontieren der Schneidringe

  • Endmontieren der Leitung

Druckprüfung

Nach dem Umbau wird mit einer Druckprüfung die Dichtheit der umgebauten Anlage getestet. Der motoreigene Kompressor pumpt das System bis zum Abblasen des Druckreglers auf. Dann werden alle Anschlussstellen mit einer Spülilösung per Sprühflasche benetzt. Sofern Luft entweicht, schäumt die Lösung auf. Ich stellte eine Handvoll Undichtigkeiten fest, die sich durch den Tausch zweier O-Ringe, ein beherztes Nachziehen einiger Schraubverbindungen und den Ersatz eines Rückschlagventils im Anschluss für die Fremdeinspeisung beseitigen ließen.

Später verlor der Steyr nach jedem Aufpumpen innerhalb von zwei Tagen den gesamten Vorratsdruck der beiden großen Druckluftkessel. Es stellte sich schließlich ein irreparabler Defekt am originalen Vierkreisschutzventil heraus. Das Originalteil besteht aus zwei Gehäusehälften, die mit zwei Papierdichtungen und einer Alu-Distanzplatte verschraubt sind. Rund um die Nahtstelle entwich nach dem Aufpumpen Druckluft. Die Nahtstelle sitzt jedoch außerhalb der Ventile, so dass mindestens der Sicherungsdruck hätte gehalten werden müssen. Im Originalteil sind zwei zusätzliche Öffnungen über eingepresste Kunststoff-Stöpsel verschlossen, die von einem Sicherungsring gehalten werden. Diese Stöpsel waren ebenfalls undicht. Weil sie sich im Ventilbereich befinden, konnte dort die Luft der Vorratskessel komplett entweichen.

Nach einem Austausch des defekten Vierkreisschutzventils gegen das Ersatzteil Knorr AE4162 war die Druckluftanlage wieder dicht wie eh und je.

Außerdem...

...war bei der Gelegenheit der Kabel- und Leitungsbaum zu lösen, umzulenken und unter Einsatz neu angefertigter Leitungshalter aus VA und feuerverzinktem Stahl wieder zu sichern.

...sind PA-Leitungen in der Größe unheimlich störrisch zu verlegen.

...können einige Arbeitsschritte nicht vorausgeplant werden, sondern ergeben sich erst, wenn man schon mal dabei ist (vom Hölzchen aufs Stöckchen).

...empfiehlt es sich immer und ausnahmslos, von Anfang an in ordentlicher Baugröße und mit satten Materialstärken zu arbeiten.

...ist es ratsam, gleich ein paar Einheiten mehr zu kaufen, denn gutes Material bleibt selten übrig.

...gab es bislang noch keine einzige zugebaute Stelle, an die wir später nicht noch mindestens einmal heran mussten.



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