Im Bereich des Gütertransports werden aufgrund ihrer Flexibilität vermehrt LKW-Züge eingesetzt, die aus einer Zugmaschine sowie einem Deichselanhänger mit zwei oder mehr Zentralachsen bestehen. Abgesehen von der flexiblen Einsetzbarkeit bergen diese Fahrzeugkombinationen im Gegensatz zum klassischen Sattelauflieger auch Gefahren hinsichtlich der Fahrstabilität. Da Zugmaschine und Anhänger nur durch eine Deichsel verbunden sind, führt dies bei einer ungleichmäßigen Beladung des
Anhängers zu einer zu hohen oder zu geringen Stützlast. In der Folge kann daraus ein instabiles Fahrverhalten bzw. ein erhöhter Verschleiß an der Kupplungseinrichtung resultieren. Es besteht die Gefahr der Überlastung des Gesamtsystems und die Erhöhung des Unfallrisikos.
Der innovative Kern des Vorhabens beinhaltet die Entwicklung einer Mess- und Auswerteeinheit, mit der die tatsächlich vorliegende Stützlast bei zweiachsigen Zentralachsanhängern aufgenommen und visualisiert werden kann. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen Zentralachsanhänger so zu beladen, dass sich eine optimale Stützlasteinstellung ergibt. Auf diese Weise wird eine sehr gute Fahrstabilität erreicht, das Unfallrisiko gesenkt und dem erhöhten Verschleiß der Kupplungseinrichtung vorgebeugt.
Aus dem System ergeben sich folgende Einsatzmöglichkeiten:
- Kontrolle der vorherrschenden Stützlast zur Optimierung von Beladevorgängen bei Zentralachsanhängern
- Vermeidung von Über- oder Unterlast ermöglicht die Erhöhung der Fahrsicherheit durch verbessertes Fahrverhalten
- Vermeidung bzw. Einschränkung von Schäden an Deichsel und Kupplung in Folge einer eventuellen Fehlbeladung durch die Stützlastüberwachung
Bisher sind am Markt zwei Systeme (Wabco, Schmitz Cargobull) zur Einstellung der Stützlast verfügbar. Diese gleichen die Achslasten durch verstellbare Balgdrücke und höhenverstellbare Liftachsen aus und regulieren somit die Stützlast. Die Messung und Anzeige des konkreten Stützlastwertes und dessen genaue Einstellung sind allerdings nicht möglich.
Daher wurde beim Systementwurf festgelegt, dass die Messung direkt an der Deichsel erfolgen soll. Die Aufnahme der Messwerte erfolgte dabei mittels Zusatzbauteil innerhalb der Deichsel des Anhängers. Es wurden zwei Dehnungsmessstreifen sowie eine Auswerteelektronik auf eine Stabilisierungsbrücke aufgebracht, die als
Sensorträger fungiert. Dieser wurde im Inneren der Deichsel angebracht, um dort die elastische Verformung der Deichsel zu messen und aus den gewonnenen Werten die resultierende Stützlast zu ermitteln. Eine Zuordnung von Verformungen zu bestehenden Stützlasten erfolgte sowohl simulativ als auch empirisch für zunächst häufig genutzte Deichselvarianten. Gegenüber der Messung von Achslasten zur Schätzung von vorherrschenden Stützlasten konnte somit eine Verbesserung der Messgenauigkeit gewährleistet werden, so dass eine optimale Stützlasteinstellung ermöglicht wird.
Im Rahmen des FuE-Projektes konnte ein Demonstrator fertig gestellt werden. Die anschließend durchgeführten statischen und dynamischen Versuche mit dem verbauten
Messsystem konnten die prinzipielle Funktionalität der entwickelten Lösungsvariante bestätigen. Die Ermittlung der Deichselverbiegung unter Belastung konnte realisiert werden und lieferte hinreichend genaue Messwerte. Auf dieser Grundlage können zukünftig weiterführende Untersuchungen und Optimierungen des Messsystems
durchgeführt werden. Des Weiteren konnte eine nutzerfreundliche Anzeige des aktuellen Stützlastbereiches direkt am Zweiachsanhänger über eine LED-Leiste am Anhänger
realisiert werden. Eine Einbindung der Messwerte in die Balgdruckregelung und dadurch die aktive Beeinflussung der Luftfedersteuerung wurde mit Herstellern besprochen, aber bisher noch nicht realisiert.
Im Ergebnis der Optimierungen und der damit ermöglichten zukünftigen Entwicklung eines Prototyps wurde die Möglichkeit geschaffen, weitere Untersuchungen zum Nachweis der Messsicherheit und der Systemstabilität unter verschiedensten Umweltbedingungen durchzuführen. Die erfolgreiche Entwicklung eines funktionalen Prototyps ermöglicht die Weiterentwicklung zu einem Serienprodukt und damit die Ausbildung eines Alleinstellungsmerkmales im Bereich des LKW-Anhängerbaus für die RUFA GmbH.
