Wenn von dreirädrigen Motorrädern und einigen leichten Lkw und Transportern die Rede ist, hört man oft, dass diese Achse voll schwimmend und jene Achse halb schwimmend gelagert ist. Was bedeuten „voll schwimmend“ und „halb schwimmend“ in diesem Zusammenhang? Die Antwort finden Sie weiter unten.
Die Bezeichnungen „vollschwimmend“ und „halbschwimmend“ beziehen sich auf die Art der Lagerung von Achswellen in Kraftfahrzeugen. Die Antriebswelle ist eine massive Welle, die das Drehmoment zwischen Differential und Antriebsrädern überträgt. Ihre Innenseite ist über eine Verzahnung mit dem Seitenrad verbunden, die Außenseite über einen Flansch mit der Radnabe. Da die Antriebswelle sehr hohen Drehmomenten standhalten muss, ist eine hohe Festigkeit erforderlich. Üblicherweise wird legierter Stahl wie 40Cr, 40CrMo oder 40MnB verwendet, der vergütet und hochfrequenzgehärtet wird. Nach dem Schleifen weist der Kern eine gute Zähigkeit auf, kann hohen Drehmomenten und Stoßbelastungen standhalten und erfüllt somit die Anforderungen von Kraftfahrzeugen unter verschiedenen Einsatzbedingungen.
Je nach Art der Lagerung der Antriebswellen werden diese in zwei Typen unterteilt: „vollschwimmend“ und „halbschwimmend“. Die Begriffe „vollschwimmend“ und „halbschwimmend“ beziehen sich im allgemeinen Sprachgebrauch auf den Typ der Antriebswelle. „Schwimmend“ bezieht sich hier auf die Biegebelastung nach dem Ausbau der Antriebswelle.
Die sogenannte vollschwimmende Antriebswelle bedeutet, dass sie ausschließlich Drehmoment aufnimmt und kein Biegemoment erfährt. Ihre Innenseite ist über Keilwellen mit dem Differenzial-Seitenrad verbunden, während die Außenseite über eine Flanschplatte verfügt, die mittels Schrauben mit der Radnabe verbunden ist. Die Radnabe ist wiederum über zwei Kegelrollenlager auf der Achse montiert. Dadurch werden Stöße und Vibrationen sowie das Fahrzeuggewicht von den Rädern auf die Naben und von dort auf die Achsen übertragen, die schließlich von den Achsgehäusen getragen werden. Die Antriebswellen übertragen lediglich das Drehmoment vom Differenzial auf die Räder und treiben so das Fahrzeug an. Da die Antriebswelle an beiden Enden ausschließlich Drehmoment ohne Biegemoment aufnimmt, spricht man von „vollschwimmend“. Die folgende Abbildung zeigt den Aufbau und die Montage einer vollschwimmenden Antriebswelle in einem Automobil. Die Konstruktion zeichnet sich dadurch aus, dass die Radnabe über zwei Kegelrollenlager auf der Achse montiert ist. Das Rad ist auf der Radnabe befestigt, die Stützkraft wird direkt auf die Achse übertragen, und die Halbwelle verläuft hindurch. Acht Schrauben sind an der Nabe angebracht und übertragen das Drehmoment auf die Nabe, wodurch sich das Rad dreht.
Die voll schwimmende Halbachse lässt sich leicht demontieren und austauschen. Sie kann durch Lösen der Befestigungsschrauben an der Flanschplatte entnommen werden. Das gesamte Fahrzeuggewicht wird nach dem Ausbau der Halbachse vom Achsgehäuse getragen, sodass das Fahrzeug weiterhin sicher auf dem Boden stehen kann. Der Nachteil liegt in der relativ komplexen Konstruktion und den großen Bauteilen. Sie ist die am weitesten verbreitete Achswellenart in Kraftfahrzeugen und kommt in den meisten leichten, mittleren und schweren Lkw, Geländewagen und Pkw zum Einsatz.
Die sogenannte halbschwimmende Halbachse nimmt neben dem Drehmoment auch das Biegemoment auf. Ihr inneres Ende ist über Keilwellen mit dem Differenzialzahnrad verbunden, ihr äußeres Ende ist über ein Lager im Achsgehäuse gelagert, und das Rad ist am äußeren Ende der Halbachse fest auf einem Ausleger montiert. Dadurch werden die auf die Räder wirkenden Kräfte und die daraus resultierenden Biegemomente direkt auf die Halbachse und von dort über die Lager auf das Antriebsachsgehäuse übertragen. Während der Fahrt treiben die Halbachsen nicht nur die Räder an, sondern tragen auch deren gesamtes Fahrzeuggewicht. Das innere Ende der Halbachse nimmt lediglich das Drehmoment, aber nicht das Biegemoment auf, während das äußere Ende sowohl das Drehmoment als auch das volle Biegemoment aufnimmt. Daher spricht man von „halbschwimmend“. Die folgende Abbildung zeigt den Aufbau und die Montage einer halbschwimmenden Halbachse eines Automobils. Die Konstruktion zeichnet sich dadurch aus, dass das äußere Ende fest auf einem Kegelrollenlager mit konischer Lauffläche und Passfeder sowie der Nabe gelagert ist. Die nach außen gerichtete Axialkraft wird vom Kegelrollenlager aufgenommen, die nach innen gerichtete Axialkraft wird über den Gleitring auf das Kegelrollenlager der gegenüberliegenden Wellenhälfte übertragen.
Die halbschwebende Halbachsenkonstruktion ist kompakt und leicht, jedoch ist die Kraftübertragung auf die Halbachse komplex und die Demontage und Montage umständlich. Ohne Achswellen kann das Fahrzeug nicht mehr auf dem Boden abgestellt werden. Sie eignet sich daher in der Regel nur für Kleintransporter und leichte Nutzfahrzeuge mit geringer Nutzlast, kleinem Raddurchmesser und integrierter Hinterachse, wie beispielsweise die gängigen Modelle der Wu-Ling- und Song-Hua-Jiang-Serie.
Veröffentlichungsdatum: 04.08.2022