(José Ramos, 16.4.2000)    
Hinterachsendimensionierung
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Um irgendwann in meinem GT, das volle Hubraum-Potential des Rovermotors (über 5 Liter sind möglich) auch umsetzen zu können, hat mich die Frage der Belastungsfähigkeit der Opel-Hinterachsen schon immer interessiert. Daß die Opel-Hinterachsen einen nicht besonders guten Ruf bezüglich ihrer Haltbarkeit haben, ist mir bekannt. Ich weiß leider nicht, welcher Bereich stärker betroffen ist. Ist der Bereich Teller-/Kegelrad anfälliger als das eigentliche Ausgleichsgetriebe?
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Grundsätzlich bin ich einmal stark vereinfacht davon ausgegangen, daß die Belastbarkeit des Hinterachsgetriebes im Wesentlichen über zwei konstruktive Faktoren ausgelegt werden kann:
Zum einen über die Dimensionierung und zum anderen durch die Qualität des Materials der Getriebeinnenteile.

Die Möglichkeiten als Normalsterblicher an Datenmaterial bezüglich Materialqualität, Fertigungstoleranzen, usw. zu gelangen, auf deren Grundlage Vergleiche mit anderen Achsen möglich wären, sind sehr begrenzt.

Bei der Dimensionierung sieht es schon anders aus. Ich meine z.B. den Tellerraddurchmesser sowie den Kegelradversatz, der wiederum den möglichen Kegelraddurchmesser bestimmt.

Hier bietet sich ein Vergleich mit anderen, in der Praxis wesentlich haltbareren Hinterachsgetrieben, wie zum Beispiel der als "unkaputtbar" (auch bei 1000 Nm Antriebsdrehmoment) geltenden Ford 9-Zoll, an.

Tellerraddurchmessser

Kegelradversatz

Opel CIH

172 mm

32 mm

Ford 9-Zoll

228,6 mm

?

Chevy 7,5 Zoll, 10-Bolt*
(identisch zu Diplomat, nur V8)

190,5 mm

?

Jaguar

225 mm

ca. 60 mm
*Das 10-Bolt bezieht sich auf die Anzahl der Befestigungsbolzen des Differential-Deckels. Befestigungsbolzen und Tellerraddurchmesser sind bei den Amis die populärsten Identifikationsmerkmale der verschiedenen Hinterachsen.

Was auch auffällt ist, das die anderen Achsen ähnliche Übersetzungsverhältnisse mit Teller-Kegelrad-Paarungen realisieren, die aber über mehr "Zähne" verfügen. Z. B.:

Opel

Jaguar

3,44 (31/9)

3,54 (43/13)

3,70 (37/10)

3,76 (49/13)

Durch Nutzfahrzeuge inspiriert, ging eine andere Überlegung von mir in die Richtung, daß unabhängig des vom Antriebsmotors abgegebenen Drehmomentes auch das Fahrzeuggewicht bei der Auslegung des Achsantriebes, in bezug auf Belastbarkeit, eine Rolle spielen muß.

Theoretisch würde es bedeuten, daß bei Verwendung einer Como-Achse für den leichteren GT noch zusätzlich Reserven vorhanden sein müßten.

Auch wenn der Gewinn nur marginal sein dürfte, würde ich gerne wissen, wie sich der Sachverhalt rechnerisch darstellt.

Das schwächste Glied bei der Opel Deichsel-Achse ist, bei entsprechendem Drehmoment, die zentrale Antriebswelle im Deichselrohr. Die Seitenwellen (Steckachsen) sind im Vergleich dazu und mit denen anderer Achsen im Durchmesser sehr großzügig dimensioniert.

Es werden sogenannte "verstärkte" zentrale Antriebswellen angeboten.

Um das originale Mittellager in der Aufhängung des D-Rohrs weiter verwenden zu können, sind diese vom Durchmesser aber original und somit nur über die Qualität verstärkt. Über die zentrale Welle hat sich Bob Legere bei eGroups (OANA) in den letzten Tagen auch geäußert.

Das vielleicht anschaulichste Beispiel bezüglich Antriebswelle von dem ich berichten kann, lieferte ein Kadett C mit Lotus Omega Motor, der vor einigen Jahren in Winsen-Luhe lief. Anfangs noch mit Deichselachse bei der drei oder vier dieser Wellen abscherten. Dann Umbau auf Fünflenker mit gekürztem Comogehäuse (Achsrohre). Durch den Umbau verschwanden auch die bekannten Vibrationen im Geschwindigkeitsbereich 120-130 km/h. Diese ließen sich vorher auch durch Verändern der Beugewinkel an der Kardanwelle, durch Heben und Absenken des Getriebes, nicht beseitigen. Bei entsprechender Kürzung des Achsgehäuses wäre die Verwendung von Ascona/Manta A, Kadett C oder GT Steckachsen möglich gewesen. Weil es aber unbedingt Fünfloch-Radbefestigung sein sollte, waren die Steckachsen das größte Problem bei dem Umbau. Versuche mit, auf den leicht abgedrehten Steckachsen aufgeschobenen und verschweißten Rohren (gezogenes Prezi-Rohr), scherten immer an den Schweißnähten ab. Auch Versuche mit " lochgepunkteten" Rohren schlugen fehl. Erst die Methode mit dem Aufschrumpfen führte zum Erfolg. Radlagerwechsel erfordert natürlich jedes mal neue Welle bauen. Über 20 000 km hat die Achse Lotus-Drehmoment im Kadett verdaut. Die Achse läuft noch heute in einem anderen Auto.

In wie weit ist das Innenleben einer Fünflenker-Achse stärker dimensioniert? Wenn man sich die Übersetzungsverhältnise betrachtet, scheint es auf den ersten Blick bei der Fünflenkerachse eine Vier- und eine Sechzylinderversion zu geben (Rekord/Commodore). Typische Vierzylinderübersetzungen (in Klammern Sechzylinder): 3,18 (3,15), 3,44 (3,45). Um für Vergleiche nicht gleich lebende Objekte sezieren zu müssen, habe ich hierzu erst einmal Opel Microfilme analysiert. Ich habe die Schräglenkerachse vom Monza/Senator auch berücksichtigt und grob in drei Gruppen aufgeteilt:
Deichselachen: nur CIH Vierzylinder ohne OHV GT/Kadett/Ascona/Manta
Fünflenker: Vier/Sechzylinder Rekord/Comodore
Schräglenker: Vier/Sechzylinder Monza/Senator/Omega

Das Innenleben der "Deichsel" und der "Vierzylinder-Fünflenkerachse" ist fast identisch. Bei der " Sechzylinderversion" ist das Tellerrad mit M12 anstatt M10 Bolzen am Differentialkorb befestigt. Auch die große Spannmutter des Kegelrades ist bei den "Vier- und Sechzylinderausführungen" unterschiedlich dimensioniert. Ansonsten läßt sich der Rest frei miteinander kombinieren, auch die ET-Nummern in den Opel-Fischen für die meisten Teile der unterschiedlichen Achsen sind identisch. Ein Sonderfall ist die Straßenversion des Manta/Ascona 400. Die Übersetzung 3,18 läßt auf die "Vierzylinderfamilie" schließen, aber von der Befestitigung her mit M12 eigentlich mehr "Sechszylinder". Auch beim E-Rekord gibt es Ausnahmen in Richtung "Sechszylinder" bei Dieselmotoren und bei den Kombiversionen, die durch die größeren Beugewinkel in der Kardanwelle stärker belastet werden. Hier gibt es auch noch eine 3,27. Die fast uneingeschränkte Kompatibilität zwischen den Baureihen gilt bedingt auch für die Senator/Monza Differentiale. Tellerraddurchmesser und Kegelradversatz sind wie gewohnt. Teller und Kegelrad entspricht der "Sechszylinderversion" der Fünflenkerachse. Auch die Lager, in denen der Differentialkorb aufgehängt ist, sind identisch. Bei den Starrachsen werden sie manchmal auch als die "inneren Radlager" bezeichnet. Die Lagerblöcke bei Senator&Monza, in denen diese Lager laufen, sind allerdings im Vergleich zu denen der Starrachsen anders dimensioniert. Der vertikale Befestigungsabstand zum Achsgehäuse ist von 88mm auf das Maß von 90mm vergrößert worden (Jaguar 103mm). Ebenfalls vergrößert ist der horizontale Abstand zwischen den beiden Lagerblöcken von 143mm auf 152mm. Entsprechend ist auch der Differentialkorb 9 mm breiter, wodurch die Verwendung eines Monza/Senator-Korbes in der Starrachse nicht möglich ist. Außerdem ist die Verzahnung für die Seitenwellen anders ausgeführt.

Inwieweit sich das auch auf das Omega-Diff übertragen läßt, kann ich nicht genau sagen, aber die gleichen Übersetzungsverhältnisse (3,45, 3,70), sowie viele identische Teilenummern in den Fischen lassen darauf schließen. Interessant wäre auch ein Erzatzteilvergleich zum Lotus Omega (3,15), aber leider wird das Lotus-HA-Getriebe in den Fischen nur komplett und nicht in Einzelteilen aufgeführt. Das wären jetzt grob zusammengefaßt meine "Forschungsergebnisse" zu diesem Thema. Für die Omega-Achse gibts zur besseren Kühlung auch verrippte Deckel.