Freilaufnaben

Hallo zusammen,

hab hier eine sehr schöne Erklärung der unterschiedlichen Nabensysteme im Netz gefunden. Ich hoffe der Schreiber ist damit einverstanden. Dankeschön Derk

dieser Artikel dient in erster Linie meiner persönlichen Bequemlichkeit. Aufgrund der markenübergreifenden Verwendung von Freilaufnaben habe ich in den letzten Jahren quer über das Forum verteilt deren Funktionsweise erklärt, zukünftig werde ich dann nur noch auf diesen Artikel verweisen - das macht es übersichtlicher .
 
Okay, ich gebe dem Thema noch ein paar Jahre, und es darf vermutlich auch in die Rubrik "Technik, die kein Schwein mehr kennt" einsortiert werden - denn allzu viele aktuelle Fahrzeuge mit diesen Komponenten gibt es nicht mehr, SUV und Haldex sei Dank. Sollte sich also in Eurem Vehikel kein separates Ungetüm von Verteilergetriebe und mindestens eine Starrachse befinden, sind aller Wahrscheinlichkeit nach auch keine Freilaufnaben dran. Aber, um das genau zu klären...
 
Die Freilaufnabe - wo finde ich sie?
Die Freilaufnabe setzt einen zuschaltbaren Allradantrieb voraus, tritt immer nur paarweise auf, und man findet sie üblicherweise in der Radmitte der Vorderräder. An der Hinterachse ist mir noch keine begegnet, sollte dafür jemand ein Beispiel haben - bitte melden.
 
Die Freilaufnabe - wofür brauche ich sie?
Der Witz ist - wirklich brauchen tut man sie gar nicht. Vor ihrer Erfindung sind Generationen von Allradfahrzeugen ohne Freilaufnaben gefahren, das geht genauso. Es hat in Verbindung mit dem zuschaltbaren Allradantrieb nur einen gravierenden Nachteil: Fährt man dort im 2WD-Betrieb, wird der abgeschaltete Antriebszweig dennoch vergleichsweise sinnlos mitgeschleppt, denn das einfache Mitlaufen der Räder würde an der gerade nicht angetriebenen Achse reichen. Man produziert also überflüssigen Verschleiß, weil am Vortrieb nicht beteiligte Teile bewegt werden, und opfert auch den einen oder anderen Zehntelliter Sprit - denn die Räder müssen über die Achsübersetzung die Antriebswelle beschleunigen.
Die Freilaufnaben ermöglichen es nun, den vorderen Antriebsstrang komplett still zu legen, was sich irgendwo in der Nachkommastelle des Spritverbrauchs auswirkt, wichtiger aber: Den Verschleiß und je nach Fahrzeugtyp auch die Geräuschkulisse reduziert.
 
Die Freilaufnabe - und wie funktioniert sie nun?
Im Prinzip stocksimpel: Man macht die Radmitnehmer (Achsnaben) umschaltbar. Mit geöffneten Naben (Stellung "free") besteht keine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Rädern und der zugehörigen Antriebswelle, in der Stellung "lock" werden sie auf der Antriebswelle verriegelt. Dies hat natürlich zur Folge, dass mit geöffneten Naben gar kein Allradbetrieb möglich ist. Man kann zwar die entsprechende Antriebswelle über das Verteilergetriebe zuschalten, aber die Räder werden nicht mitgenommen. Sind die Naben verriegelt, kann jedoch bei jeder Geschwindigkeit zwischen 2WD und 4WD umgeschaltet werden, da beide Kardanwellen im Verteilergetriebe mit derselben Geschwindigkeit aufeinander treffen - gleiche Drehzahlen an den Achsen vorausgesetzt. In Kurven oder mit unterschiedlichen Radumfängen geht es folglich nicht.
 
Variante A: Die manuelle Freilaufnabe
Die Mutter aller Freilaufnaben. Sie hat die Stellung "free" und "lock", ein Umschalten ist - wie der Name schon sagt - nur händisch möglich. Zumeist erfolgt dies durch Drehen des Griffes in der Mitte, die beiden Stellungen sind entsprechend markiert und liegen üblicherweise eine Viertelumdrehung auseinander. Manuelle Naben sind die preiswerteste Ausführung, gleichzeitig aber die Robusteste. Der Bedienkomfort wird ihnen häufig negativ ausgelegt, da man zum Umschalten aussteigen muss - schlecht, wenn man das Fahrzeug gerade knietief im Schlammloch versenkt hat. Dann sollte man den Fehler aber bei sich selber suchen, denn man hat schlichtweg vergessen sie vorher zu verriegeln.
Die manuellen Naben können einen Prinzip-bedingten Nachteil des zuschaltbaren Allradantriebs ausgleichen: Dieser hat kein Mitteldifferential, und lässt sich daher nicht auf festem Untergrund nutzen. Durch den fehlenden Drehzahlausgleich zwischen den Achsen würde der Antriebsstrang verspannen, was durchaus schwere Schäden nach sich ziehen kann. Lässt man nun die Naben offen, kann man die Untersetzung des Verteilergetriebes nutzen, ohne dass beide Achsen angetrieben werden - es kann daher nichts verspannen. Eine durchaus nützliche Sache zum Rangieren schwerer Anhänger auf Asphalt.
 
Variante B: Die automatische Freilaufnabe
Erkennbar am Aufdruck "Auto", dem Fehlen des Verstellgriffes oder der Anwesenheit von Schaltern im Innenraum, welche einen Allradbezug erkennen lassen, wurde diese Variante aus Bequemlichkeit entwickelt. Man muss das Fahrzeug zur Bedienung nicht mehr verlassen, und unter diesem Komfortaspekt hat sie sich auf dem Erstausrüstermarkt auch relativ schnell durchgesetzt. Die frühen Varianten verwenden einen rein mechanischen Automatismus: Dreht sich die Antriebswelle bei gegenhaltendem Rad, verriegelt sich die Nabe. Die gegensinnige Drehrichtung öffnet die Nabe wieder, also z.B. bei stehender Antriebswelle und drehendem Rad. Das Ganze klappt natürlich nur bei passender Bezugsrichtung, zum Verriegeln muss daher nach Zuschalten der Antriebswelle vorwärts gefahren werden, zum Öffnen bei abgeschalteter Antriebswelle rückwärts. Wem das nun etwas kompliziert, windig oder auch unzuverlässig erscheint - der hat damit natürlich vollkommen Recht. Es klappt zwar grundsätzlich gar nicht so schlecht, nur man kann sich leider nie sicher sein, dass auch wirklich beide Naben verriegelt sind. Gerade im Gelände haben diese Naben die unangenehme Eigenschaft, in den unpassendsten Situationen herauszuspringen, beispielsweise beim Herausschaukeln aus tiefem Grund. Damit einher geht die gegenüber den manuellen Naben geringere Haltbarkeit, da der Betriebszustand "so halb zu" öfter auftreten kann.
Spätere Varianten haben dieses Problem erkannt, und durch ein Neues ersetzt: Die pneumatische Ansteuerung. Hierbei erfolgt das Öffnen und Verriegeln durch Druckunterschiede. In der Nabe sitzt ein entsprechender Nehmerzylinder, welcher die Steuerbefehle umsetzt. Der Druck kommt entweder von einer Unterdruckleitung des Motors (keine Schaltmöglichkeit ohne laufenden Motor!) oder durch einen separaten Kompressor. Weiterhin erforderlich ist ein Steuergerät, welches auf das Signal vom Verteilergetriebe wartet, dass der zweite Ausgang zugeschaltet wurde, und daraufhin die Naben schließt. In Verbindung mit einer Synchronisationseinrichtung zwischen vorderer und hinterer Antriebswelle kann das Zuschalten dann auch während der Fahrt erfolgen: Das Steuergerät wartet nach dem Zuschalten der vorderen Antriebswelle ab, bis beide Wellen dieselbe Drehzahl haben, und schließt erst dann die Naben.
Der Bedienkomfort dieser Variante wird mit der größtmöglichen Unzuverlässigkeit erkauft: Mögliche Fehlerquellen sind das Steuergerät, zahlreiche Steckkontakte, Drucksensoren, Ventile, und nicht zuletzt die Druckleitungen, welche gerne mal einem Marder oder im Geländeeinsatz einer Baumwurzel zum Opfer fallen.
 
Variante C: Der automatische Vorderachsfreilauf
Diese Ausführung lässt sich beinahe mit der automatischen Freilaufnabe gleichsetzen, und wird auch häufig synonym verwendet, obwohl technisch verschieden. Hierbei werden nicht mehr zwei einzelne Naben geschaltet, sondern die Verbindung zwischen Tellerrad und Differential in der Vorderachse. Die Unterbrechung in der Kraftübertragungskette erfolgt daher nicht mehr direkt am Rad, sondern schon im Differential; Die Antriebswellen drehen sich immer mit, nur die Kardanwelle zum Verteilergetriebe kann abgekoppelt werden. Die Anzahl der möglichen Fehlerquellen wird dabei um eine reduziert, ansonsten besteht kein funktionaler Unterschied zu den normalen automatischen Naben.
 
Und welche Variante habe ich nun?
Darüber könnte die Betriebsanleitung relativ zuverlässig Auskunft geben. Aber das hätte sie zur Bedienung auch gekonnt - wer also bis hierhin gelesen hat, vertraut entweder dem Handbuch nicht, hat es verloren, oder war zu faul danach zu suchen...
 
Die folgende Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit, wer sie ergänzen möchte darf dies daher gerne in einer Antwort machen - ich trage es dann hier nach.
 
(M: Manuelle Naben, A: Automatische Naben, AP: Automatische Naben, pneumatisch, AF: Automatischer Freilauf)
 
Daihatsu
Rocky: M, A
Feroza: M, A
 
Ford
Maverick: A
Explorer: AF
Ranger: AF (Bis '97: A)
 
HDPIC
Galloper: A
 
Isuzu
Trooper I: M, A
 
Mazda
B2500: AF
 
Nissan
Patrol: M, M/A (Kombinationsnabe, kann beides)
Terrano I: M, A
Terrano II: A
 
Opel
Frontera A: M, A
Frontera B: AF
 
Suzuki
SJ410/413/Samurai: M (nicht immer Serie, SJ410 eher selten)
Jimny: AP
Vitara: A (Santana: Wechselhaft, von nicht vorhanden bis A)
Grand Vitara: AF
 
Trotz des langen Textes sei noch ein Schlusswort gestattet: Es heißt FreilaufNabe, nicht Narbe, mit Verletzungen hat das nichts zu tun...
 
Gruß,
 
Derk

hi derk
huebsch geschriebener text !
als nachtrag:
mitsubishi L200 AP
nissan navara d40 AP
(so glaub ich)
mfg J

Hi,

nissan navara d40 AP

Der D40 hat keine freilaufende Nabe
Nissan MD 21 M
Nissan D 22 M später dann A (ab Facelift 2002)

Gruss Reinhold

Hi Derk,

schöne Erklärung

L200 K60T/K74T - AF
beim Ka0ten weiß ichs net

Gruß Frank

Oh ja,
guter Bericht in Sachen "Erleuchtung" !

Bei meinem hat der Marder auch schon öfter den Unterdruckschlauch angeknabbert...... na ja, hätte auch schlimmer kommen können.

Gruß Wolfg.

@reinhold,
nachdem ich noch keine probleme beim d40 hatte, weiss ichs nicht genau, dachte aber doch AP... mag mich aber taeuschen