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Schmierfrei durch den Straßenschmutz

Nutzfahrzeugtechnik: Lineargleitlager für Lenksysteme von Busanhängern

Das Thema Busanhänger gewinnt ökonomisch und ökologisch an Bedeutung. Denn durch die Möglichkeit, ihn in Schwachlastzeiten vom Zugfahrzeug abzuhängen, reduzieren sich der Verschleiß und der Kraftstoffverbrauch – nicht unerhebliche Argumente in Zeiten steigender Energiepreise und Feinstaubverordnung. An die Sicherheit der Personenanhänger werden dabei extrem hohe Anforderungen gestellt. Robuste Linearführungen mit polymeren Gleitelementen für das Lenksystem helfen, den Anhänger – ohne Fett und Öl und bei starkem Schmutz – jederzeit sicher in der Spur zu halten.

„Intelligente Fahrzeuglösungen sind unsere Stärke“, berichtet, Till Baumann, Konstrukteur des Unternehmens Göppel Bus GmbH in Augsburg. „Wir sind Spezialisten für individuelle Busaufbauten und entwickeln neue Fahrzeugkonzepte. Sofern es technisch machbar ist, erfüllen wir jeden Kundenwunsch.“ Dazu gehören u.a. die sogenannten „Maxi“- und „Miditrains“. Dabei handelt es sich um Personenanhänger für Omnibusse, die im öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) in der Regel bei stark schwankendem Fahrgastaufkommen zum Einsatz kommen. Aber auch kleinere Busunternehmen, bei denen sich ein Gelenkzug nicht rechnet, setzen auf die Zugfahrzeug-Anhängerlösung.

Investitionsentscheidungen überprüfen

„Gekoppelt an ein MAN-Standardlinienfahrzeug bietet unser Trailer durch variable Zuglängen die Möglichkeit, flexibel auf das tatsächliche Fahrgastaufkommen zu reagieren“, fasst Till Baumann den wesentlichen Vorteil zusammen. „Im Zuge der Umsetzung wettbewerbsorientierter EU-Regelungen und der Energierechtsreform sowie dem steigenden Kostendruck sind alle Verkehrsunternehmen gefordert, ihre Wirtschaftlichkeit und Effizienz in allen Bereichen zu überprüfen – und ihre Investitionsentscheidungen auf diese Rahmenbedingungen hin auszurichten.“

Derzeit müssen für die Zulassung von Omnibusanhängern noch Ausnahmegenehmigungen eingeholt werden. „Es gibt allerdings Anzeichen dafür, dass diese Kriterien in Zukunft wohl einfacher werden“, ist sich der Konstrukteur sicher. Seit gut vier Jahren ist das Unternehmen mit seinen Busanhängern auf dem Markt. „Aus Zulassungsgründen basiert der Anhänger auf einer rein mechanischen Lenkung, für die wir langlebige und qualitativ hochwertige Lager gesucht haben, die den Anforderungen im Betriebsalltag gerecht werden.“

Von Anfang an kommen in den Busanhängern offene und geschlossene „drylin® R“-Lineargleitlager der igus® GmbH, Köln, zum Einsatz. Die Produktpalette basiert auf speziell für die Lineartechnik entwickelte, hoch verschleißfeste Polymere. Die Abmessungen sind kompatibel zu Standard-Kugelbuchsen. Ihre spezielle Geometrie garantiert Robustheit auch bei extremen Umgebungsbedingungen.

Fokus Omnibusmarkt

Die Göppel Bus GmbH ist flexibler Partner der Nutzfahrzeug-Industrie. „Für das Unternehmen MAN produzieren wir beispielsweise alle kundenspezifischen Lösungen, die kürzer als 12 m und schmaler als 2,50 m sind“, so Till Baumann. „Außerdem sind wir mit eigenen Produkten, wie zum Beispiel den beiden Busanhängern und einem Sprinter-Kleinbus, auf dem Markt vertreten.“

Im Jahr 1923 gründete der Wagenbaumeister Markus Göppel in Augsburg ein Karosseriebauunternehmen, das bereits zwei Jahre später erste Omnibusaufbauten anbot. Schon 1935 wurden dann erste Ganzstahlkarossen auf MAN-Fahrgestellen gefertigt. Ende der 50er Jahre bezog MAN das Unternehmen immer stärker in die Gelenkbusfertigung ein. Der Aufbau von Nachläufern bildete in dieser Zeit den Schwerpunkt der Fertigung. Ab den frühen 80ern erstellte das Werk neben den Großserien auch zahlreiche Sonderaufbauten und wurde speziell für MAN in der Prototypenfertigung aktiv.

Der Busspezialist expandiert weiter. Heute gibt es zwei Firmensitze. Während in Augsburg u.a. die Konstruktion und das Auftragszentrum beheimatet sind, wird am Standort in Ehrenhain produziert. Außerdem befindet sich dort der MAN-Servicestützpunkt. Insgesamt beschäftigt das Unternehmen um die 230 Mitarbeiter.

Sicherheit und Komfort, einfaches Handling, problemlose Wartung: das waren die wichtigsten Eckpunkte bei der Entwicklung des Anhängers, der über eine Vierradlenkung verfügt. Eine wichtige Rolle bei der Gesamtlösung spielt das vom Unternehmen entwickelte und patentierte redundante Schubstangensystem. Es überträgt rein mechanisch die Lenkbewegungen der vorderen auf die hintere Achse. Es besteht aus mehreren Stangen und zwei Drehkranzplatten an den Enden. Dabei können je nach Einsatzprofil und Kundenwunsch unterschiedlich starke Lenkeinschläge der Hinterachse vorgegeben werden.

Robuste, wartungsfreie Lineargleitlager

„Für das selbst zentrierende Schubstangen-Lenksystem haben wir nach passenden Lagern gesucht, die die entsprechende Materialgüte besitzen, nicht rosten und darüber hinaus schmiermittel- und wartungsfrei sind“, blickt Till Baumann zurück. „Alle Lager sind permanent dem Straßenschmutz ausgesetzt. Hinzu kommen die hohen Temperaturunterschiede im Sommer und Winter. Die ganze Lenkung liegt bewusst im Freien, damit jeder Mangel sofort erkannt wird.“

„drylin® R“-Linearführungen sind nahezu resistent gegen Schmutz. Sie weisen eine sehr hohe Sicherheit selbst bei gröbstem Dreck auf. Der Verzicht auf Schmiermittel sowie die spezielle Gestaltung der Lagerfläche mit einzelnen Laufstegen und den dazwischen angeordneten Unterbrechungen wirken sich hier besonders vorteilhaft aus. Selbst wenn Schmutz feucht auf die Welle trifft, wird er von den einzelnen Laufbahnen abgewischt und in die kontaktlosen Bahnen zurückgedrängt. Die Stege der Laufflächen der Lager gleiten dann auf der von allen Verschmutzungen frei gewischten Bahn.

Foto eines Duo-Schubstangen-Lenksystems

Selbst zentrierendes Duo-Schubstangen-Lenksystem mit wartungsfreien Lineargleitlagern von igus®.

 
Foto der freiliegenden Lenkung

Die Lenkung liegt im Freien. Die schmierfreien Lineargleitlager müssen Hitze, Schnee, Salz, Split und Feuchtigkeit standhalten.

 
Foto des Omnibusanhängers

Robuste „drylin® R“-Linearführungen für Omnibusanhänger.

 
Foto von teilbaren „drylin® R“-Lineargleitlager

Teilbare „drylin® R“-Lineargleitlager mit Fluchtungsausgleich.

 
Foto der am Projekt beteiligten Männern

von links: igus®-Vertriebsleiter Tobias Vogel, Konstrukteur Till Baumann (Göppel Bus) und Manfred Sirch (igus®)

 
Schubstangenlenkung: Fluchtungsfehler ausgleichen

„Der Hauptvorteil dieser Lager ist, dass sie nicht gefettet werden müssen“, so Till Baumann. „Das ist für diesen Einsatz das A und O.“ Insgesamt sind in jedem Anhänger vierzehn „drylin® R“-Lineargleitlager im Lenksystem verbaut. Sie übertragen die Lenkbewegung von den vorderen zu den hinteren Rädern. „Wir haben extra Gleitführungen gewählt, die durch eine Balligkeit in der Mitte des Gehäuses Fluchtungsfehler leicht aufnehmen können, um Kantenlasten von der Schubstange zu nehmen.

Neben ihren konstruktiven Vorteilen überzeugen die Linerargleitlager vor allem aufgrund ihrer Werkstoff-Features. Sie sind korrosionsfrei, verschleißfest, unempfindlich gegen Staub und Schmutz, weisen geringe Reibwerte auf, einen leise Lauf und geringes Gewicht. „Hinzu kommt“, so Konstrukteur Till Baumann, „dass sie unser Budget nicht sprengen. Eine eigene Entwicklung hätte sich auf keinen Fall gerechnet.“ Vor einiger Zeit ist der erste zugelassene Anhänger zur Generalüberholung nach Augsburg gekommen. „Speziell die Lagerstellen haben wir hier analysiert“, berichtet Baumann. „Und wir haben keine ersichtlichen Mängel festgestellt. Selbst Flugrost hat die Lagerstellen nicht angegriffen.“

3D-CAD und weitere Werkzeuge im Internet

Aufgrund des vorgegebenen finanziellen Rahmens hat sich das Unternehmen in der Konstruktionsphase schnell entschieden, nach einem passenden Zulieferexperten für die Lagertechnik zu suchen. Aufgrund der der Fülle von Informationen und Werkzeuge, die der igus®-Internetauftritt (www.igus®.de) bietet, war man schnell fündig geworden. „Das hat uns sofort überzeugt. Die Berechnungsbeispiele sind sehr gut. Man bekommt sofort eine Aussage, welche technischen Möglichkeiten vorhanden sind“, so Baumann. „Und was den Konstrukteur besonders interessiert ist, dass 3D-CAD-Daten problemlos zum Download zur Verfügung gestellt werden. Die Informationen waren so umfassend, dass wir direkt mit unserer Berechnung anfangen konnten.“ Die noch fehlenden Daten, wie z. B. die Verschleißberechnung, wurden dann vor Ort nachgereicht. Auch beratungsintensive Feinheiten, wie der Fluchtungsausgleich, wurden im Beratungsgespräch mit igus® geklärt.

„Heute bauen wir 15 bis 25 Omnibusanhänger pro Jahr“, erzählt Till Baumann. Eine Reihe von Busanhängern ist vor allem in Baden-Württemberg schon heute erfolgreich im Einsatz. Sie bewähren sich auf engen und bergigen Strecken und bleiben im Winter bei Eis und Schnee aufgrund des Antriebs auf der zweiten Achse selten liegen. Der Blick richtet sich allerdings nach vorne: Heute werden modulare Buskonzepte benötigt, die flexibel auf das stark schwankende Passagieraufkommen reagieren können. Dadurch wird der wirtschaftliche Einsatz von Fahrzeugen sowohl während der Spitzen- als auch der Nebenzeiten sichergestellt.

Durch den Einsatz der Anhänger werden Umwelt und Budget geschont. Es gibt Berechnungen, die zeigen, dass durch den Flottenbetrieb die Spritkosten um mehr als 30 % pro Jahr gesenkt werden können. Das führt zu Einsparungen im deutlich sechsstelligen Bereich. „Ein sehr überzeugendes Argument“, ist sich Till Baumann sicher. Aber die Berechnungen gehen noch weiter. Da die Lineargleitlager schmierfrei sind, kann vollständig auf eine teure Zentralschmierung verzichtet werden, die darüber hinaus die Umwelt stark belastet. „Mit den wartungs- und schmierfreien Lineargleitlagern haben wir auf das richtige Pferd gesetzt“, fasst Till Baumann seine Erfahrungen zusammen.

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