Transporte werden in der Landwirtschaft oft mit Traktor-Anhänger-Kombinationen ausgeführt, bei Gesamtzuggewichten bis 40 t und maximalen Fahrgeschwindigkeiten bis 50 oder sogar 60 km/h. Hierfür sind robuste Anhänger erforderlich, bei welchen die Fahrwerke eine wichtige Rolle spielen. Gemeint sind damit die Achsen und Federungssysteme mitsamt ihrer Einbindung ins Chassis, die Räder und die Bremsen.
Bei landwirtschaftlich genutzten Starrdeichselanhängern kommen in der Praxis folgende Achsaggregate zur Anwendung:
- Pendelaggregate
- Boogieaggregate
- Verbundaggregate
- Hydropneumatisch gefederte Aggregate
- Pneumatisch gefederte Aggregate
Alle Syteme lassen sich mit Lenkachsen kombinieren und weisen – mit Ausnahme des Pendelaggregates – Federungssysteme auf. Bei Pendel- und Boogieaggregaten handelt es sich um zweiachsige Fahrwerke, die eine Tandemeinheit bilden. Mit den drei anderen Typen lassen sich aufgrund des modularen Aufbaus auch Fahrwerke mit drei oder sogar vier Achsen darstellen.
Pendelaggregate
Pendelaggregate sind einfach und robust aufgebaut. Im Gegensatz zu den übrigen Aggregaten gibt es hier keine durchgehenden Achsen und die linken und rechten Räder können somit komplett unabhängig voneinander pendeln (Ausgleich 200 bis 300 mm), Bild 1. Zur Anwendung kommen Pendelaggregate beispielsweise bei Pressen oder Kippern, die auf stark kupiertem Gelände eingesetzt werden.
Boogieaggregate
Boogieaggregate weisen ebenfalls einen einfachen und robusten Aufbau auf. Sie lassen sich für unterschiedliche Anhängertypen verwenden, bei welchen ein großes Achsausgleichsvermögen erforderlich ist (bis 300 mm). Zur Erhöhung des Fahrkomforts werden meistens Parabelfedern verbaut, Bild 2.
Verbundaggregate
Mechanisch gefederte Verbundaggregate sind bei landwirtschaftlichen Transportanhängern stark verbreitet, Bild 3. Auch hier kommen oft Parabelfedern zur Anwendung. Die Längsführung der Achsen erfolgt durch „ziehende“ Schwingen. Bei den Chassis-Stützen zwischen den Achsen gibt es Pendelarme, die einen Ausgleich bis circa 60 mm ermöglichen. Das ist im Vergleich zu anderen Federungssystemen wenig, erlaubt aber geringe Aufbauhöhen und tiefe Schwerpunkte. Wie bei mechanischen Federungssystemen üblich, verändert sich mit dem Beladungszustand die Fahrzeughöhe.
Hydropneumatisch gefederte Aggregate
Hydropneumatisch gefederte Aggregate ermöglichen einen großen Achsausgleich von 250 bis 300 mm. Aus der breiten Abstützung der Zylinder, Bild 4, resultiert eine hohe Wankstabilität (Vermindern der Querneigung in Hanglagen oder bei Kurvenfahrten). Durch die Verbindung der Zylinder pro Seite über Hydraulikleitungen mit dem Stickstoff-Membranspeicher ist ein Lastausgleich möglich, was unter anderem zu einem sehr guten Bremsverhalten führt. Die Längsführung der Achsen erfolgt auch hier über „ziehende“ Schwingen. Aufgrund des modularen Aufbaus lassen sich hydropneumatisch gefederte Aggregate bei unterschiedlichen Anhängertypen einbauen. Sie gewährleisten ein sicheres und komfortables Fahren, insbesondere bei Anhängern mit hohem Schwerpunkt.
Pneumatisch gefederte Aggregate
Pneumatisch gefederte Aggregate sind ähnlich aufgebaut wie ihre hydropneumatischen Pendants und weisen dadurch die gleichen Vorzüge auf. Anstelle der Hydraulikzylinder werden hier aber zwei Luftbälge pro Achse verwendet, Bild 5. Die Bälge pro Fahrzeugseite sind miteinander verbunden, sodass auch hier ein Lastausgleich möglich ist. Durch das kompressible Medium Luft und die großen Durchmesser der Luftbälge federn pneumatische Aggregate weich und weisen damit den höchsten Fahrkomfort auf. Durch den schmalen Aufbau der Federungseinheit (Schwingen und Bälge) bietet dieser Achsaggregatstyp zudem viel Platz nach innen für breite Räder.
In Tabelle 1 sind die fünf Achsaggregate mit einigen wichtigen Eigenschaften einander gegenübergestellt.
Lenkachsen
Lenkachsen haben bei landwirtschaftlichen Anhängern in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen, was auch mit höheren Gewichten und größeren Achsabständen zu tun hat. Sie ermöglichen ein spurtreueres Nachlaufen der Anhänger und verringern die Querkräfte an Chassis und Fahrwerk. Vermindern lassen sich zudem der Reifenverschleiß auf festem Untergrund sowie Scherschäden auf dem Feld. Unterschieden wird zwischen Nachlauflenkachsen und zwangsgelenkten Achsen, letztere können mechanisch-hydraulisch oder elektronisch-hydraulisch angesteuert werden.
Nachlauflenkachsen sollten auf unebenen Straßen und generell bei Fahrgeschwindigkeiten ab 15 km/h gesperrt werden, weil deren Räder sich sonst in Spurrinnen „verfangen“ und das Zugfahrzeug aus der Spur bringen könnten. Das gilt insbesondere bei ungünstigen Masseverhältnissen (leichtes Zugfahrzeug, schwerer Anhänger). Bei Tandemaggregaten ab 18 t und bei Tridem-Aggregaten sollten deshalb nur Zwangslenkungssysteme eingesetzt werden. Tabelle 2 enthält eine Zusammenstellung mit Vor- und Nachteilen von solchen Systemen.
Dynamisches Verhalten
Dynamische Kräfte können nicht nur auf unebenen Fahrbahnen oder in Kurven groß sein, sondern auch bei Bremsvorgängen. Auf Rollenprüfständen werden die Bremsperformances der Achsen einzeln gemessen, während das Fahrzeug fest „eingespannt“ ist (statische Messung). Die Bremsdynamik, welche zu starken Veränderungen der Achs- und Deichsellasten führen kann, kommt bei solchen Messungen aber nicht zum Vorschein und wird bei landwirtschaftlichen Anhängern oft zu wenig berücksichtigt. Das Bremsverhalten von Anhängerfahrwerken und von Zugfahrzeug-Anhänger-Kombinationen als Ganzes lässt sich deshalb nur bei realen Fahrbedingungen überprüfen.
Hydropneumatisch und pneumatisch gefederte Achsaggregate können dynamische Lastverlagerungen ausgleichen und weisen deshalb in der Regel ein gutes Bremsverhalten auf. Bei den drei anderen Aggregatstypen ist das hingegen nicht möglich, und die sich verändernden Achslasten müssen über Kompromissauslegungen bei den Bremsen berücksichtigt werden. Bei Tandem-Verbundfahrwerken beispielsweise wird die vordere Achse durch die Bremskräfte nach oben gedrückt. Der hier wegfallende Lastanteil wird über den Pendelarm auf die hintere Achse übertragen, Bild 6. Wenn die Bremsen an beiden Achsen gleich ausgelegt sind, kommt es zwangsläufig zu einem Durchrutschen der Vorderachse. Die Hinterachse, die aufgrund der höheren Last zusätzliches Adhäsionspotenzial hätte, kann dieses aber nicht ausschöpfen. Messungen der Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften (HAFL) in den letzten Jahren zeigten immer wieder, dass Anhänger die gesetzliche Anforderung von 50 Prozent Mindestabbremsung (in beladenem Zustand bei Referenz-Bremsdrücken von 6,5 bar pneumatisch oder 115 bar hydraulisch) auf dem Rollenprüfstand erfüllten, bei den dynamischen Messungen dann aber auf unter 40 Prozent abfielen. Die Gesamtbremsleistung müsste bei Tandem-Verbundfahrwerken deshalb ungefähr in einem 40/60-Verhältnis auf die Vorder- und Hinterachse verteilt werden.
Ähnliche Phänomene treten auch bei Pendel- und Boogieaggregaten auf. Hier rutscht aber jeweils die hintere Achse durch, weil diese durch das „nach vorne Kippen“ des kompletten Aggregates entlastet wird, Bild 7. Hier müsste die Gesamtbremsleistung ungefähr in einem 60/40-Verhältnis auf die Vorder- und Hinterachse verteilt werden, damit es zu einem ausgeglichenen Bremsverhalten kommt. Die Konstrukteure versuchen dem „Kippen nach vorne“ ein Stück weit entgegenzuwirken, indem der Pendelpunkt nicht mittig zwischen den Achsen angeordnet wird, sondern etwas weiter hinten. Wesentlich verbessern lässt sich das Bremsverhalten von Verbund-, Pendel- und Boogie- aggregaten aber nur mit elektronischen Bremssystemen (EBS) mit integriertem Antiblockiersystem (ABS).
