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Aufbaulagerung

Lagerungsarten  |  Fahrstabilität

CAD Bräuer Zeichnungen Rautenlagerung Steyr 12M18
CAD-Zeichnungen der videomundum®-Rautenlagerung (mit freundlicher Genehmigung von CAD Bräuer)

Beim Aufbau einer Wohnkabine auf ein Nutzfahrzeuggestell ist zu prüfen, ob es einer Lagerung als flexibler Schnittstelle zwischen Wohnkabine und Fahrgestell bedarf. Das ist typischerweise bei torsionsweichen Fahrzeugrahmen der Fall: Sofern das Fahrgestell sich während der Fahrt verwindet, werden Torsionskräfte an den Aufbau weitergegeben. Ist der Aufbau solchen Kräften nicht gewachsen, muss die Einleitung zerstörerischer Kräfte verhindert - d.h. der Wohnaufbau spannungsfrei auf dem flexiblen Leiterrahmen gelagert - werden.

Dazu existieren verschiedene Lösungen. Allen gemein ist eine Entkopplung der beiden Baugruppen Fahrgestell und Aufbau. Einerseits, um die Einleitung von Torsionskräften in die Kabine zu vermeiden; anderseits, um die Verwindungsfähigkeit des Fahrzeugrahmens nicht zu beschränken. So bleiben sowohl die Kabine heile als auch die Offroad-Qualitäten erhalten.

Lagerungsarten

Die Lagerung setzt an der Bodengruppe des Aufbaus (sog. Hilfsrahmen oder Zwischenrahmen) an. Nach der Bauweise werden hauptsächlich unterschieden:

Federlagerung

Anders als es der umgangssprachliche Begriff nahelegt, wird der Aufbau nicht auf Federn gelagert. Die Kabine liegt vielmehr ungefedert mit dem Hilfsrahmen auf dem Fahrzeugrahmen auf. Die (optionalen) Federelemente dienen nur zur Vorspannung der Führungsbolzen, welche den Bewegungsraum des Hilfsrahmens begrenzen. Die Federparameter (Zugkraft, Länge) entscheiden über den Grad der Entkopplung. Ab dem Punkt, an dem die Führungsbolzen durch Zugbelastung ihre maximale Länge erreichen, wird die Kabine wieder voll mit Torsionskräften belastet.

Ohne Verschränkung liegt der Aufbau durch seine Gewichtskraft flächig auf dem Fahrzeugrahmen auf. Üblicherweise ist der Aufbau am hinteren Ende (schub)fest mit dem Rahmen verschraubt und kann am vorderen Ende "frei" vom Rahmen abheben, wenn dieser sich unter der Kabine verdreht. Während die Führungsbolzen die Bewegungsfreiheit des Abhebevorgangs bestimmen, sorgen Führungslaschen dafür, dass der Aufbau umgekehrt wieder kontrolliert an seinen Ausgangsplatz auf dem Fahrgestell zurück findet.

Dreipunktlagerung

Die Kabine ist an einem Ende (schub)fest mit dem Fahrzeugrahmen verschraubt und am anderen Ende mit einem Lager (Achse in Fahrtrichtung) mit dem Rahmen verbunden. Das Lager ermöglicht eine weitgehend spannungsfreie Verwindung des Rahmens. Ob die Kabine vorne oder hinten flexibel gelagert wird, hat entscheidenden Einfluß auf die Fahrphysik und die Verwindung relativ zum Fahrerhaus. Die Wahl der Position ist letztlich eine nach den persönlichen Präferenzen.

Durch das zusätzliche Lager am Hilfsrahmen fällt eine Drei-Punkt-Lagerung schwerer aus als eine Federlagerung.

Vierpunktlagerung

Auch Rautenlagerung genannt. Die Rautenlagerung kennzeichnen vier Lagerpunkte, deren relative Position zueinander und absolute Position am Fahrzeugrahmen Auswirkungen auf die Entkopplung vom Fahrgestell haben. Idealerweise liegen alle vier Lagerpunkte in einer Ebene und vertikal in der neutralen Faser (meist mittig) im Fahrzeugrahmen. Über diese Lager ist die Kabine vorne und hinten sowie in der Mitte mit dem Rahmen verbunden. Die Achsen der Lager vorn und hinten verlaufen in, die Achsen der mittigen Lager quer zur Fahrtrichtung. Die vier Lager ermöglichen unter realen Bedingungen eine komplett spannungsfreie Verwindung des Rahmens.

Eine Vierpunktlagerung ist auch bei einer Verbindung zwischen Fahrerhaus und Aufbau vorteilhaft. Je weniger sich Fahrerhaus und Aufbau zueinander verschieben, umso einfacher ist die Abdichtung mit einem flexiblen Faltenbalg. Die gegeneinander versetzte Seitwärtsbewegung von Fahrerhaus und Kabine ist bei der Federlagerung größer, da beide Komponenten an den entgegengesetzten Enden des verschränkenden Rahmens befestigt sind. Die mittleren Lager der Rautenlagerung befinden sich dagegen meist über der Hinterachse oder noch weiter vorn, so dass Kabine und Fahrerhaus sich weniger gegeneinander verdrehen.

Durch die vier zusätzlichen Lager am Hilfsrahmen ist eine Vierpunktlagerung schwerer als eine Dreipunktlagerung und deutlich schwerer als eine Federlagerung.

In der Praxis existieren weitere Lagerungen als Hybride oder Derivate der oben genannten Hauptmodelle. Bei Expeditionsmobilen finden sich solche Abwandlungen eher selten.

Nicht jede Lagerung ist für jede Fahrgestell-Aufbau-Kombination geeignet. Viele Faktoren entscheiden über die konkrete Wahl, z.B. Zulässigkeit nach den Aufbaurichtlinien des Fahrzeugherstellers, Verwindungseigenschaften des Fahrgestells, Länge der Kabine, Einsatzzweck des Fahrzeugs, u.v.m.

Jede Lagerung hat Vor- und Nachteile, i.d.R. steigt mit der Anzahl Lagerpunkte der Grad der Entkopplung, aber auch das benötigte Know-How und der Kostenrahmen zur Herstellung. Eine Rangordnung unter den Lagerungen kann nur unter Berücksichtigung persönlicher Präferenzen aufgestellt werden. Zu subjektiv sind Ansprüche an die Fahrdynamik, den Übergang zwischen Kabine und Fahrerhaus und nicht zuletzt die finanziellen Voraussetzungen.

Fahrstabilität

Eine Vierpunktlagerung ist im Regelfall ungedämpft und hat im Vergleich zur einer Federlagerung eine erhöhte Wankanfälligkeit. Das Wanken des Fahrzeugs kann durch weitere Faktoren verstärkt werden: müde Federn, kaputte Stoßdämpfer, niedriger Reifendruck, hoher Schwerpunkt, usw. Bauartbedingt ermöglicht eine Rautenlagerung die maximale Performance im Gelände, weil sie der Verwindung des Fahrzeugrahmens keine Grenze setzt. Rahmen (mit Fahrerhaus) und Kabine können sich maximal frei gegeneinander bewegen, sowohl im Gelände als auch auf schnell gefahrenen Bodenwellen. Eine Zusatz-Luftfederung kann das fahrdynamische Eigenleben eines rautengelagerten Aufbaus beruhigen, ist aber mit erhöhtem Konstruktions- und Wartungsaufwand verbunden. Eine Luftfederung sollte vom Fahrerplatz aus "on demand" angesteuert werden können.

Eine Federlagerung ist technisch einfacher zu realisieren und stellt einen guten Kompromiss zwischen Straßenlage und Geländegängigkeit dar. Ein Fahrzeug mit einem federgelagertem Aufbau besitzt eine bessere Straßenlage, da die Bodengruppe des Aufbaus auf den Obergurten aufliegt und am Rahmenende fest verschraubt ist. Kleinere Verwindungen des Fahrzeugrahmens werden "ausgebremst" und stärker in Reifen, Federn und Stoßdämpfer geleitet, was eine Stabilisierung des Fahrgestells bewirkt. Das Fahrzeug liegt ruhiger auf schnell gefahrenen Bodenwellen. Bei größeren Verwindungen hebt der Hilfsrahmen einseitig ab und schlägt beim Absinken (u.U. hörbar) auf dem Rahmen auf.