Die Last mit der Last (oder: Gewichtsverteilung in Theorie und Praxis)

Die überdurchschnittliche Ausstattung und Stabilität unseres Aufbaus fordern ihren Tribut beim Gesamtgewicht. Jedes Kilogramm mehr Gewicht und jeder Quadratzentimeter mehr Stirnfläche durch mehr Stehhöhe im Innenraum kosten mehr Diesel, on- wie offroad. Je weicher der Untergrund, umso mehr muss das Fahrzeug im Gelände ackern. Der Dachträger und die hochgelegte Luftansaugung erhöhen ebenfalls den Luftwiderstand spürbar im Dieselverbrauch. Wir wollten das so, das ändern wir nicht mehr und damit ist das Thema durch.

Offen ist aber noch die Frage nach der besten Lastverteilung im Wohnaufbau. Nicht nur, dass Möbel, Technik und Ausrüstung einiges an Gewicht zusammenbringen - bei der Ausbauplanung fällt auch auf, dass die Gewichte im Innenausbau in der Fläche und in der Höhe gerne unsymmetrisch verteilt werden. Unser Grundriss sieht mehr Ablagemöglichkeiten auf der Fahrerseite vor. Dort platzieren wir die Sitzgruppe und einen deckenhohen Schrank von einem Meter Breite. Auf der Beifahrerseite befinden sich nur die Küchenzeile und das "leere" Badezimmer.

Muss man sich bei einem zum Wohnlaster umgebauten LKW Gedanken um die Gewichtsverteilung der Beladung machen? So ein Laster verträgt schließlich mehrere Tonnen Zuladung. Merkt man überhaupt ein paar hundert Kilo mehr links oder rechts oder vorn oder hinten? Aus eigener Erfahrung: Ja. Vielleicht bin ich hinter dem Steuer besonders empfindlich, vielleicht liegt es an den weichen Originalstoßdämpfern, aber ich merke 100 Kg mehr oder weniger im Stauraum hinter der Hinterachse durchaus beim Fahren. Das Lenkrad dreht sich etwas leichter, wenn die Hecklastigkeit steigt, und das Fahrzeug wippt in Längsrichtung stärker. Ich halte das zwar nicht für kritisch im Sinne der Verkehrs- und Betriebssicherheit, aber mit jedem Kilo weniger hinter der Hinterachse fühlt sich der Steyr für mich direkter und berechenbarer an.

Theorie...

Die Achslasten beeinflussen, welche Vortriebs-, Brems- und Lenkkräfte auf den Untergrund übertragen werden können. Bei einem Fahrzeug mit permanentem Allradantrieb werden ausgewogene Fahreigenschaften bei einer symmetrischen Gewichtsverteilung erreicht, d.h. anteilig 50:50 auf Vorderachse (VA) und Hinterachse (HA) sowie Fahrer- und Beifahrerseite.* Dann ist die Traktion optimal und das Fahrverhalten neutral. Das Fahrzeug verfügt theoretisch über die gleiche Steigfähigkeit bergauf wie bergab und weist beidseitig den gleichen Kippwinkel auf. Für einen durchschnittlichen Geländeeinsatz, d.h. mit homogen verteilten Schwierigkeitsgraden (Schräglagen), ist das Fahrzeug so am besten gerüstet. Bei Ausreizung der technisch zulässigen Höchstgewichts wird die Verteilung durch die maximalen Achslasten begrenzt. Für den Steyr 12M18 ergibt sich aus den maximalen Achslasten der VA von 5 to und der HA von 6,5 to eine optimale Gewichtsverteilung VA:HA zwischen 50:50 (bis 10 to) und 43:57 (bei 11,5 to). Die maximale Tragfähigkeit der Vorderachse ist geringer, weil eine Lenkachse aufgrund der beweglichen Bauteile der Lenkung konstruktionsbedingt weniger stabil ausfällt als eine starre Hinterachse.

In der Praxis ist eine dauerhaft symmetrische Lastverteilung kaum möglich: Zwar ist es noch denkbar, die Last eines "durchschnittlichen" Beladungszustandes im Ruhezustand gleichmäßig auf Achsen und Fahrzeugseiten zu verteilen, so dass alle Räder die gleiche Radlast tragen. Aber allein die außermittig angebrachten Diesel-, Wasser- und Gastank(s) ändern mit dem Füllstand das Gewichtsverhältnis um mehrere hundert Kilo, wodurch sich kein stabiles Gleichgewicht erhalten lässt. Abgesehen davon ist das Gedankenexperiment unvollständig ohne Berücksichtigung der vertikalen Komponente. Der für die Geländeeigenschaften so wichtige Schwerpunkt sollte möglichst tief liegen, damit das Fahrzeug große Schräglagen verkraftet, ohne durch die Massenträgheit kippelig zu werden.

Es gibt also gute Gründe dafür, das Gesamtgewicht des reisefertigen Fahrzeugs unter Berücksichtigung der maximalen Achslasten möglichst tief und gleichmäßig auf alle vier Räder zu verteilen:

  • Je gleichmäßiger die Gewichtsverteilung, umso berechenbarer wird das Fahrzeug in Kurven und Schräglagen.
  • Je gleichmäßiger die Last verteilt ist, umso gleichmäßiger die Belastung und der Verschleiß der Fahrzeugkomponenten wie Reifen, Bremsen und Lager.
  • Je näher die Achslasten an 50:50, umso besser der Gripp an Steigungen und Gefällen. Mit der Neigung des Fahrzeugs verschieben sich die Achslasten dynamisch; eine höhere Hecklast führt an extremen Steigungen schneller dazu, dass die Vorderachse an Gripp verliert (in Island selbst "erlebt").
  • Je tiefer der Schwerpunkt, umso später kippt das Fahrzeug in Schräglagen auf die Seite. Meist wird der Kipppunkt aber schneller in der Vorstellung als in der Realität erreicht; die Wahrnehmung im Fahrerhaus ist viel intensiver als für einen außenstehenden Beobachter.

... und Praxis

Der jüngste Besuch auf der Waage erfolgte mit leerem Aufbau, 460 l Diesel und Fahrer aber ohne Ersatzrad an Bord. Bei der schrittweisen Überfahrt wurden die folgenden Größen gemessen: VA 3,8 to, HA 4,4 to, Gesamtgewicht 8,2 to. Ohne jeden Zweifel sind wir also jenseits der magischen 7,5 to unterwegs. Die Last verteilt sich bisher VA:HA 46:54. Maximal technisch zulässig verbleiben vorne noch 1,3 to und hinten 2 to Zuladung. Mit den Daten vorangegangener Wiegungen schätze ich folgende Aufstellung:

Fahrgestell (umgebaut, inkl. Unterteile Lagerung) 5.600 Kg
Kofferaufbau (leer, inkl. Hilfsrahmen, Oberteile Lagerung) 2.000 Kg
Diesel (700 l) 700 Kg
Möbel 300 Kg
Ersatzrad 200 Kg

Fahrzeug 8.800 Kg

Der Wohnaufbau steht nicht mittig über der Hinterachse, dank mit 60:40 Verteilung durch den kurzen Überhang liegt der längere Teil davor. Je nachdem, wie wir die Wohntechnik im Aufbau verteilen, wird sich das Gewicht anteilig auf die Achsen niederschlagen:

Wassertanks (voll) 300 Kg
Gastank (voll) 85 Kg
Heizgerät inkl. Boiler 20 Kg
Akkus 110 Kg
Solarmodule 65 Kg
Kühltruhe (leer) 30 Kg
Kühlschrank (leer) 20 Kg
Backofen 20 Kg

Wohntechnik 650 Kg
Crew, Gepäck, Vorräte und Ausrüstung X Kg

Reisegewicht 9.450 + X Kg

Mit einer kleinen Simulation kann ich die Komponenten der Wohntechnik flächen- und gewichtsmäßig bewerten, auf dem Grundriss verschieben und gleichzeitig die Summen der Teilgewichte der Kabinenhälften im Auge behalten (die Solarmodule und der Heckstauraum bleiben in der Betrachtung außen vor).

Aus der Simulation ergibt sich eine nahezu ausgewogene Lastverteilung von links zu rechts. Bedingt durch die Raumaufteilung sind die Seiten nicht gleichmäßig belastet. Obwohl sich Rückwirkungseffekte auf den Möbelbau ergeben, lösen wir uns bei den Möbeln zugunsten des Raum- und Wohlgefühls vom Diktat der Symmetrie. Sobald das Fahrzeug für die nächste Reise ausgerüstet wird, verlagert sich aufgrund der Anordnung des verfügbaren Stauraums der Schwerpunkt erneut. Auch die Entleerung der Dieseltanks im Fahrbetrieb sorgt für weitere Schwerpunktverlagerungen. Von der Fahrstabilität her sollte sollte ein 10-Tonner jedoch eine Dysbalance der Beladung von mehreren hundert Kilo problemlos verkraften.

* Vgl. Heißing, Ersoy, Gies (2015): "Fahrwerkhandbuch", 4. Auflage, S. 23



Kommentare: 1
  • #1

    Werner (Dienstag, 22 Dezember 2015 08:59)

    Hallo Oschi, wir haben auch einen Steyr 12m18 mit Aufbau und haben so an die 8,5 t reisefertig. Ich habe von Anfang an nur leichte Materalien verwendet, aber weniger geht nicht. Das wichtigste für mich ist, alle schweren Sachen so weit es geht unten anzubringen. Jetzt habe ich aber das Res.Rad hinten ganz oben anbringen müssen, also schei..... . Resümierend ist der Steyr doch eigentlich eine Kutsche mit Motor und sonst gar nichts und ein wenig Gewicht im Gelände ist ja oft von Vorteil. LKW "LASTkraftwagen"?
    Wenn man sich die Lastverteilung aussuchen kann dann sollte man das tun ist sicher sehr wichtig und spürbar.

    Macht trotzdem Spaßß!!

    bg
    Werner