BEDINGUNGEN FÜR DIE GLEICHWERTIGKEIT EINER FEDERUNG MIT EINER LUFTFEDERUNG

1. Dieser Anhang enthält die technischen Bedingungen für die Gleichwertigkeit einer Federung mit einer Luftfederung bei Fahrzeugantriebsachsen.

2. Ein Federungssystem wird als der Luftfederung gleichwertig anerkannt, wenn es folgende Voraussetzungen erfüllt:

2.1.

Während des kurzzeitigen freien niederfrequenten vertikalen Schwingungsvorgangs der gefederten Masse senkrecht über der Antriebsachse oder der Achsgruppe dürfen die gemessene Frequenz und Dämpfung der Federung unter Höchstlast die unter 2.3 bis 2.6 festgelegten Grenzwerte nicht überschreiten.

2.2.

Jede Achse muss mit hydraulischen Dämpfern ausgerüstet sein. Bei einer Achsgruppe müssen die hydraulischen Dämpfer so angebracht sein, dass die Schwingung der Achsgruppe auf ein Mindestmaß reduziert wird.

2.3.

Das mittlere Dämpfungsverhältnis Dm muss über 20 % der kritischen Dämpfung der Federung im Normalzustand, d. h. mit funktionstüchtigen hydraulischen Dämpfern, betragen.

2.4.

Das Dämpfungsverhältnis Dr der Federung ohne hydraulische Dämpfer bzw. mit funktionsuntüchtigen Dämpfern darf 50 % von Dm nicht überschreiten.

2.5.

Die Frequenz der gefederten Masse über der Antriebsachse oder der Achsgruppe während eines kurzzeitigen vertikalen Schwingungsvorgangs darf 2,0 Hz nicht überschreiten.

2.6.

Die Prüfverfahren zur Ermittlung der Frequenz- und der Dämpfungswerte sind unter Nummer 3 angegeben.

3.

Prüfverfahren

3.1.

Frequenz und Dämpfung

3.1.1.

Die Gleichung für die freie Schwingung der gefederten Masse lautet:

M d2Zdt2C dZdtKZ O

Dabei ist:

„M” die gefederte Masse (kg),

„Z” der Weg der gefederten Masse in vertikaler Richtung,

„C” der Gesamtdämpfungskoeffizient (N.s/m),

„K” die vertikale Gesamtsteifigkeit (Gesamtfederrate) zwischen Straßenoberfläche und gefederter Masse (N/m) (Federrate).

3.1.2.

Die Gleichung für die Frequenz der Schwingung ( „F” in Hz) der gefederten Masse lautet:

F 1 2π K M C2 4M2

3.1.3.

Die Dämpfung ist kritisch, wenn C = Co ist.

Dabei ist:

Co 2KM

Das Dämpfungsverhältnis als Bruchteil des kritischen Wertes ist C/Co.

3.1.4.

Die kurzzeitige freie vertikale Schwingung der gefederten Masse ergibt die in Abbildung 2 dargestellte gedämpfte Sinuskurve. Die Frequenz lässt sich durch Messung der für sämtliche zu beobachtenden Schwingungszyklen benötigten Zeit ermitteln. Die Dämpfung wird durch Messung der aufeinanderfolgenden Amplituden, die in derselben Richtung auftreten, ermittelt.

3.1.5.

Wenn die Amplituden des ersten und des zweiten Schwingungszyklus A₁ und A₂ betragen, lautet die Gleichung für das Dämpfungsverhältnis D:

D C Co 1 2π ln A1A2

Dabei ist „ln” der natürliche Logarithmus des Amplitudenverhältnisses.

3.2.

Prüfverfahren

Um im Test das Dämpfungsverhältnis Dm, das Dämpfungsverhältnis bei entfernten hydraulischen Dämpfern Dr sowie die Frequenz F der Federung bestimmen zu können, muss das beladene Fahrzeug entweder

a)

mit geringer Geschwindigkeit (5 ± 1 km/h) über eine Schwelle von 80 mm Höhe mit dem in Abbildung 1 gezeigten Profil gefahren werden; auf Frequenz und Dämpfung ist die kurzzeitige Schwingung zu untersuchen, die sich ergibt, nachdem die Räder an der Antriebsachse die Schwelle wieder verlassen haben oder

b)

am Fahrgestell heruntergezogen werden, so dass die Achslast der Antriebsachse das Anderthalbfache des höchsten statischen Werts beträgt. Danach wird die auf das Fahrzeug wirkende Zugkraft plötzlich aufgehoben und die daraus resultierende Schwingung untersucht; oder

c)

am Fahrgestell hochgezogen werden, so dass die gefederte Masse über der Antriebsachse um 80 mm angehoben wird. Danach wird die auf das Fahrzeug wirkende Zugkraft plötzlich aufgehoben und die daraus resultierende Schwingung untersucht; oder

d)

anderen Verfahren unterzogen werden, sofern der Hersteller dem Technischen Dienst gegenüber den Nachweis erbracht hat, dass sie gleichwertig sind.

3.3.

Prüfgerät und Beladungsbedingungen des Fahrzeugs

3.3.1

Das Fahrzeug muss zwischen Antriebsachse und Fahrgestell senkrecht über der Achse mit einem Schwingungsschreiber versehen werden. Anhand der Zeitspanne zwischen der ersten und der zweiten Kompressionsspitze ist die Dämpfung zu ermitteln.

Bei Doppelantriebsachsen müssen Schwingungsschreiber zwischen jeder Antriebsachse und dem Fahrgestell senkrecht über diesen Achsen angebracht werden.

3.3.2.

Die Reifen müssen auf den vom Hersteller empfohlenen Luftdruck aufgepumpt sein.

3.3.3

Die Prüfung zur Überprüfung der Gleichwertigkeit der Federungen ist mit der technisch zulässigen Achslast der Achse bzw. Achsgruppe durchzuführen; bei geringeren Achslasten ist von einer Gleichwertigkeit auszugehen.

Abbildung 1

Abbildung 2