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JETZT im neuen TRiki: Umbau Vorderachse TR4

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TRikicus
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Registriert: 02.12.2015, 21:43

JETZT im neuen TRiki: Umbau Vorderachse TR4

#1

Beitrag von TRikicus »


!
Hinweis
Veränderungen an den Achsbauteilen eines KFZ sind nach StVZO nicht erlaubt oder müssen vom TÜV abgenommen werden.
Die im Artikel geschilderten Arbeiten sind somit nur an Rennfahrzeugen zulässig. Man beachte hierzu auch Anhang K (FIA Regelwerk).
Der Verfasser übernimmt keinerlei Haftung für Schäden die durch Befolgung der im Text erteilten Ratschläge entstehen könnten!
And now something different:

Umbau der TR4-Vorderachse

Ziele dieses Artikels:

- Vermindern des Reifenverschleiß
- Erhöhung des mechanischen Grips

Zur Vergrößerung der Bilder auf das entsprechende Bild klicken - es erscheint dann vergrößert in einem eigenen Fenster!

Der Reifenverschleiß

Bei den meisten TRs sterben die Vorderreifen am vorzeitigen Reifenverschleiß.
Durch den positiven Sturz von 2° laufen die Reifen in den Kurven auf der Außenkante des Profils.
Unterstützt wird der Effekt durch seitliche Verformung des Reifens, ausgelöst durch die zu
übertragenden Zentralkräfte, welche beim Einlenken entstehen.

Die Wankbewegung der Karosserie kurvenauswärts verändert ebenfalls die Stellung des Rades,
bezogen auf die Fahrbahnoberfläche, und vergrößert den positiven Sturz erheblich.
Ein sportlich bewegter TR macht auf diese Weise die Reifenaußenkante in 10.000 km glatt wie einen Babypopo.

Es stellt sich nun die Frage wie man den Reifenverschleiß verringern, oder gleichmäßiger gestalten kann?
Weder an der seitlichen Verformung des Reifens noch an der Wankbewegung der Karosserie kann man viel verändern
(Stabilisatoren lindern nur die gröbsten Fahrwerksfehler), aber der Sturz kann durch einen Umbau an der VA verstellt werden.

Sturz verändern

Bei meinem Fahrzeug ragen die Reifen an der VA schon ein Stück weit über die Kotflügel hinaus.
Da breitere Reifen (195/65 TR 15) montiert werden sollen (Optik und weitere Verbesserung der Straßenlage),
musste ich dem Wagen X – Beine verpassen, damit die neuen Reifen auch genügend Platz unter den Kotflügeln haben.
Um den Sturz zu verändern muss der obere Querlenker verkürzt werden!

Berechnung

Mit der folgenden Berechnung kann ausgehend vom gewünschten Sturz die neue Querlenkerlänge ermittelt werden:

Abstand der Drehpunkte: U – Querlenker (Schwenklager) → O – Querlenker (Kugelkopf) = 26,3cm

Formel:

Sturz[in °] / 180 x 26,3 x TT = X

X = Länge die aus dem Querlenker herausgeschnitten werden muß.

Rechnung: Alter Sturz = + 2° Neuer Sturz = - 1,0° Achsschenkel muß also um 3° geschwenkt werden.

3° / 180 x 26,3 x TT = 1,38cm zu verkürzen

Achtung: Der Knackpunkt bei der Sache ist der Obere Kugelkopf, er gibt den maximalen Schwenkbereich
des Achsschenkels im ausgefederten Zustand des Rades vor. Mehr als –1,5° Sturz verträgt er nicht!

Änderung der Querlenker

Nach diesem kleinen Ausflug in die Trigonometrie können wir uns der Praxis nähern.
Oberstes Prinzip ist Genauigkeit und Geduld. Wer schnell – schnell seine Querlenker zersägt und wieder zusammenschweißt,
soll sich hinterher nicht wundern, wenn der Wagen prima im Kreis fährt aber nicht mehr geradeaus.

***
**

Am besten startet man zuerst mit einer Achsseite z.B. rechts vorne und passt dann die linke Seite an.
Wenn man nun den rechten vorderen QL (Querlenker) demontiert hat (2 Teile) sollte man den Lack entfernen.
Danach prüft man ihn zuerst auf sichtbare Risse und Verformungen (siehe dazu das Werkstatthandbuch).
Damit der QL später wieder passend zusammengeschweißt werden kann ist ein Zentrierdorn von Nöten.
Die erforderlichen Angaben seht Ihr in der Skizze (Foto 2). Jede Dreherei fertigt so etwas für wenig Geld.

Ist der QL ohne Befund kann nun die erste Schnittlinie eingezeichnet werden.
Wo die Schnittlinie genau liegt habe ich nicht angegeben, wichtig ist nur,
dass die zweite Schnittlinie in der errechneten Entfernung zur ersten angerissen wird (im Beispiel 13 mm).

Nachdem das erste QL Teil angerissen wurde muss der QL an den Bohrungen für den Kugelkopf passgenau fixiert werden,
also entweder verschrauben oder mit einer Gripzange verspannen. Jetzt kann das zweite Teilstück mit den Schnittlinien
versehen werden (herunter fluchten). Auch der Zentrierdorn kann jetzt auf Passgenauigkeit überprüft werden.

Ich halte mir zugute, dass ich ziemlich gerade sägen kann. Im verschraubten Zustand habe ich den QL,
beginnend von der Anlenkungsöse her, mit einer Bügelsäge zerteilt. Der Verschnitt der Säge ist beim Sägen zu beachten.
Hat man den QL nun endlich brutal getrennt muss er als nächstes thermisch zusammengefügt werden.
Beim Zusammenschweißen sind der Zentrierdorn und die Schweißreihenfolge sehr wichtig.

Die QL Teile sollten noch immer passgenau verschraubt sein.
Der Zentrierdorn wird zwischen die losen QL Teile eingefügt. Die 4 Teile werden jetzt auf einer ebenen Fläche
z.B. Schweißtisch ausgerichtet und mit weiteren Gripzangen, wie in Bild 3 gezeigt, angeordnet.
Man achte darauf, die tatsächlich zueinander gehörenden Teile miteinander zu verschweißen – sonst kann man den QL getrost wegwerfen.

Schweißen

Um optimale Festigkeitswerte der Schweißnaht zu erreichen sollte die Schweißung auf folgende Weise durchgeführt werden (Bild 4):
Die U – Profile des QL werden zuerst von innen nach außen geschweißt. Danach wird mit einem Winkelschleifer (Flex)
das Material von der Außenseite des U – Profils her ausgeschliffen (eine Kerbe erzeugt) bis nur noch wenig von der Schweißnaht übrig ist (siehe Skizze 4).

Danach wird das U – Profil entlang der Kerbe (Außenseite) zugeschweißt.

Den selben Vorgang befolgt man mit den zweiten QL Paar vorne links mit folgendem Unterschied:
Das QL Teil vorne links lang wird mit dem QL Teil vorne rechts kurz passgenau verschraubt und das verbleibende
abgesägte Stück mit dem Zentrierdorn am schon verschweißten QL gemacht wird. Durch dieses überkreuz
Kombinieren der Bauteile ist sichergestellt, dass nachher das Linke QL Paar dem ersten gefertigten QL gleicht.
Nach der Schweißaktion werden die QL Teile verstärkt. Im Bereich der Schweißnaht wird ein Deckblech aufgeschweißt,
also aus dem U – Profil ein Quadratrohr gemacht (siehe Bild 3 u. 5).

Sind die Bauteile fertig müssen sie noch geprüft werden:

In jeder Kleinstadt gibt es Firmen, die Gasrohre für die städtische Gasversorgung herstellen.
Die Jungs verstehen wirklich was vom Schweißen. Mit einer Härteprüfung der Schweißnaht und der Wärmeeinflusszone
nach z.B. Vickers und mit Ultraschall und Röntgenuntersuchung können die QL auf Tauglichkeit geprüft
werden und halten dann sicher dem harten Fahrbetrieb stand.

Wenn die Querlenker wieder eingebaut werden zeigt sich direkt, ob man genau gearbeitet hat. Die QL müssten auf Anhieb passen.
Der nächste Weg mit dem Wagen sollt zum Reifenhändler führen, damit die Vorspur (0 – 1.6mm gesamt)
wieder richtig eingestellt wird, die hat sich nämlich durch die geänderte Geometrie der VA erheblich verstellt.

Vorteile des Umbaus

- höhere Kurvengrenzgeschwindigkeiten sind möglich
- neutrales bis übersteuerndes Fahrverhalten stellt sich ein
- höheres Sicherheitsgefühl auf nasser wie auf trockener Straße
- gleichmäßiger Reifenverschleiß

Nachteile des Umbaus

- Die Reifen verschleißen nicht weniger, sondern anders, da jetzt höhere Kurvengrenzgeschwindigkeiten möglich sind, ist der Reifen auch höher belastet
-Geradeauslauf ist etwas schlechter
-Lenkkräfte sind höher
-Etwas größerer Wendekreis

Die Konstruktionszeichnungen wurden mit AutoCAD LT 2000 gezeichnet
und können per E-Mail als *.dwg oder *.dxf an Interessierte verschickt werden.

Author

Christian Marx chris@tr4-racing.de https://www.tr4-racing.de/
Text: Christian Marx/Fotos: Christian Marx

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