Die Geschichte erfolgreicher Caravaning-Erfindungen

In diesem Artikel über Erfindungen, die unsere Caravaning-Welt verändert haben, befassen wir uns mit der Kugelkupplung, den Torsionsachsen aus Gummi, leichten Fahrgestellen und Auflaufbremssystemen. In der nächsten Ausgabe sehen wir uns vier weitere fahrwerksbezogene Entwicklungen an

Text: Terry Owen

Die Fahrgestelle und Fahrwerke von Wohnwagen haben sich seit Anfang des 20. Jahrhunderts so rasant entwickelt, dass man sie kaum wiedererkennt. Das Ergebnis war eine komplette Veränderung in der Art und Weise, wie wir unsere Caravans herstellen und nutzen, insbesondere in Europa.
Interessanterweise haben sich die meisten dieser Innovationen in den letzten 40 Jahren vollzogen. Bis dahin begann die Herstellung eines Craravans mit der Konstruktion eines Fahrgestells aus Stahl, das wahrscheinlich zusammengeschweißt und mit Blatt- oder Schraubenfedern gefedert war.
Stoßdämpfer waren zweifellos nicht vorhanden, ebenso wenig wie irgendwelche Mittel zur Stabilitätskontrolle. Die Bremsen, falls vorhanden, wären wahrscheinlich elektromechanisch und mit allen möglichen Problemen behaftet. Zunächst aber schauen wir uns ein Gerät an, dessen Ursprung über 100 Jahre zurücklieg.

Die Kugelkopfkupplung

Nahezu alle heute produzierten Wohnwagen und Anhänger verwenden eine Kugelkopfkupplung zur Verbindung mit dem Zugfahrzeug. Eine solche Kupplungsvorrichtung wurde erstmals im Juli 1915 in einem US-Patent (Nr. 1.147.844) erwähnt. Die Herren Milton D. Brice und Alfred L. Brice beschrieben das, was sie ihre „pole coupling“ nannten, eine Art Stangenkupplung mit Kugelkopfverbindung, als eine extrem einfache und hocheffiziente Kupplung, die speziell für die Verbindung der „Deichsel“ eines Anhängers mit dem Heck eines Automobils geeignet ist.
Wie man sehen kann, ist sie den heute verwendeten Kugelkopfkupplungen sehr ähnlich. Natürlich wurden in den rund 100 Jahren, die seither vergangen sind, wesentliche Verbesserungen vorgenommen. Die erste war ein Verriegelungsmechanismus, der von den Brüdern Brice ein paar Jahre später eingeführt wurde, gefolgt von einer Vielzahl von Größen, um eine breite Palette von Zuganforderungen zu erfüllen.
Im Jahr 1934 wurde Franz Knobel, dem Gründer von westfälischen Traditionsunternehmen Westfalia, ein deutsches Patent für eine ähnliche Anhängekupplung erteilt. Es folgte 1985 eine Aktualisierung die Westfalia vom Europäischen Patentamt mit der Bezeichnung „EP0176825A1“ zugeteilt wurde. Es beschreibt ein Kupplungsgehäuse als „Teil einer Hohlkugel …, die mit einem an einem Zugfahrzeug befestigten Kugelkopf in Eingriff gebracht werden kann. Die Kugelpfanne kann in ihrer Eingriffsposition relativ zur Hohlkugel des Kupplungsgehäuses arretiert werden“.
Man kann sagen, dass im Laufe der Jahre viele Patente für ähnliche Vorrichtungen angemeldet wurden, aber das ursprüngliche Prinzip der Kugelkopfkupplung ist dasselbe geblieben.
Heute variieren die Kupplungsgrößen je nach Land. In den USA beträgt die Standardkupplungsgröße 2“ (50,8 mm), während in Europa und Australien die 50-mm-Kupplung nach ISO-Norm das Maß der Dinge ist. Einige Länder wie Neuseeland verwenden jedoch 1-7/8“ (47,6 mm) als Standard für ihre nationalen Anhänger-Kupplungssystem.
Vor der Kugelkopfkupplung war die häufigste Verbindung zwischen Zugfahrzeug und Hänger die einfache Bolzen- und Ösenverbindung, die auch heute noch verbreitet ist. Sie ist einfach und effektiv, bietet aber nicht die solide, passgenaue Verbindung ohne Spiel einer heutigen Kugelkopfkupplung.

Gummi-basierte Torsionsachsen

Gummi-basierte Torsionsachsen enthalten Gummigurte und ein Torsionsrohr innerhalb eines quadratischen oder sechseckigen Achsrohrs. Das äußere Ende des Torsionsrohrs trägt einen Radiusarm und einen Achsschenkel, der die Bremstrommel und das Rad hält. Bei der Auf- und Abwärtsbewegung der Räder dreht sich das Torsionsrohr gegen die Wirkung der Gummiseile und setzt sie einer Scherkraft aus. Dadurch wird der Bewegung ein Widerstand entgegengesetzt, der dem einer Feder ähnelt. Diese Anordnung bedeutet, dass sich die Räder unabhängig voneinander bewegen können, wodurch Stöße absorbiert werden und ein besseres Fahrverhalten als bei einer Rohr-Starrachse erreicht wird. Bei letzterer sind die gegenüberliegenden Räder durch ein starres Rohr verbunden. Die Gummis bieten auch eine gewisse Stoßdämpfung, so dass separate Stoßdämpfer bei kleineren Anhängern nicht immer erforderlich sind. Es ist (zumindest für den Autor) nicht klar, wann die Gummi-basierte Torsionsachse zum ersten Mal erfunden wurde, aber diese Entwicklung hat die Welt der Anhänger revolutioniert. Einer der ersten Anwender war Airstream, der 1961 von Blattfedern auf eine Achse mit Gummi-Torsions-Technologie umstieg. Die Achse wurde als Dura Torque bezeichnet und von einem Unternehmen namens Henschen Axle hergestellt, das heute zum britischen Unternehmen GKN Automotiv gehört. 1967 entwickelte AL-KO seine eigene gummigefederte Achse, die auf einem einzigartigen sechseckigen Achs-Rohr anstelle des inzwischen üblichen Vierkantrohrs basierte. Dies markierte den Beginn der Achsenproduktion von AL-KO, die im ersten Jahr nur 520 Achsen für Anhänger herstellte. Bis 1973 stieg die Gesamtzahl jedoch auf 100.000 und bis 2015 hat AL-KO mit Hilfe von Produktionsstätten auf der ganzen Welt 25 Millionen Achsen produziert. 1984 brachte der US-Hersteller Dexter Axle seine eigene Version der Torsionsachse mit dem Markennamen „Torflex“ auf den Markt. Sie verwendete ein quadratisches Achs-Rohr und war das erste Markenprodukt von Dexter. Es erwies sich als eines der erfolgreichsten Produkte, die Dexter je entwickelt und auf den Markt gebracht hat. Tatsächlich stellte Airstream Ende 2005 auf Torflex um. Für die Hersteller von Wohnwagen sind die Vorteile von Gummi-basierten Torsionsachsen gegenüber herkömmlichen Achsen und Aufhängungen beträchtlich: Sie sind leicht, kostengünstig, wartungsfrei, haben eine eingebaute Stoßdämpfung. Sie sind leise im Betrieb und haben eine lange Lebensdauer. Normalerweise versagt das Gummi, indem es seine Elastizität verliert, aber das kann bis zu 25 Jahre dauern.

Innovationen bei Wohnwagen-Chassis

1957 warb eine Anzeige für einen Paladin Commodore-Wohnwagen im Vereinigten Königreich mit einem „geschweißten Stahl-Chassis, das für zusätzliche Festigkeit stark querverstrebt ist“. Das Ergebnis war zweifellos stark, aber die armen Caravan-Konstrukteure wurden mit einem erheblichen Gewichtsproblem durch das Chassis bestraft, bevor sie überhaupt angefangen hatten den Wohnwagen zu kontruieren. Zu dieser Zeit wurden die Böden der Caravans aus Sperrholzplatten oder manchmal sogar aus Nut- und Federbrettern hergestellt. Natürlich brauchte diese Art von Boden eine stabile Unterstützung.
Der erste bedeutende Schritt nach vorn erfolgte in den 1970er Jahren mit der Entwicklung von geklebten Böden in Sandwichbauweise. Diese erwiesen sich als stabiler und ermöglichten es, die Längsträger des Fahrgestells etwas zu reduzieren. Anfang der 1980er Jahre wurden die Böden mit einem Sperrholz-Sandwich mit hochdichtem Schaumstoff (Styrofoam) verklebt. Die Verstärkungslatten aus Holz verliefen um den Rand herum und von einer zur anderen Seite. Das Ergebnis war ein starker und relativ steifer Boden mit einer typischen Dicke von 44 mm. Dadurch wurde viel weniger Unterstützung seitens des Chassis benötigt und gleichzeitig eine gute Wärmedämmung erreicht. Diese Anordnung ermöglichte es zudem, das Fahrgestell auf zwei Hauptträgern mit einer Deichsel sowie einem oder zwei Querträgern zu reduzieren. Das Fahrgestell und der Boden wurden zu einer integrierten Einheit, wobei die Stabilität des einen durch die Stärke des anderen ergänzt wurde. Im Laufe der 1980er Jahre wurde häufig Aluminium anstelle von Stahl verwendet, um Gewicht zu sparen. Das Problem bei Aluminium ist jedoch, dass es nicht so stabil ist wie Stahl, so dass man mehr Material braucht, was den Gewichtsvorteil wieder etwas aufhebt. Dennoch konnten Gewichtseinsparungen erzielt werden, und natürlich ist Aluminium korrosionsbeständig, so dass keine Lackierung oder Verzinkung erforderlich ist. Dadurch wurden die Mehrkosten für Aluminium, das damals etwa doppelt so teuer war, teilweise wieder wettgemacht. Neben den Kosten ist ein weiterer Nachteil von Aluminium die galvanische Korrosion, die auftreten kann, wenn Stahlteile wie Kupplungskopf und Achsen damit verschraubt werden. Obwohl dies keine großen Probleme darstellte, wurde dennoch klar, dass Aluminium nicht der beste Weg in die Zukunft war. Dies änderte sich mit der Einführung der leichten Fahrgestellschienen aus verzinktem Stahl durch AL-KO und BPW in den frühen 1990er Jahren. Große Aussparungen an den Trägern sparten Gewicht, während die Festigkeit durch das Bördeln der Kanten an den Aussparungen zusammen mit den Kantungen der Schienen selbst erreicht wurde. Stark, leicht und korrosionsbeständig, ersetzte diese Konstruktion bald Aluminium für die Fahrgestell-Träger. Ein Vorteil für die Verwendung von Stahl für die Fahrgestell-Träger besteht zudem darin, dass er sich für eine Verschraubung eignet. Das bedeutet, dass die Träger flach gehalten werden können und durch eine Reihe von Löchern die Gesamtlänge an die Länge des Wohnwagens angepasst werden können. AL-KO bezeichnet dies als sein Vario-Chassis. Kombiniert mit einem entsprechend verklebten Sandwichboden ergibt sich eine stabile und leichte Plattform für den Aufbau des Wohnwagens und das Fahrwerk. Diese Konstruktion war so erfolgreich, dass sie bis heute weitgehend unverändert beibehalten wurde. Das hat dazu geführt, dass die Caravan-Hersteller ihre Produkte mit immer mehr Extras ausstatten konnten, um die Käufer mit mehr Komfort zu ködern. Auf dem Caravan Salon 2016 zeigte BPW ein neues Leichtbau-Chassis mit großflächigen Dreiecksausschnitten entlang der beiden geraden Träger. Drei Jahre später, nach der Übernahme der BPW-Fahrzeugtechnik durch AL-KO im Jahr 2017, brachte AL-KO eine eigene Version auf den Markt, das Vario X. Es reduziert das Gewicht des Fahrgestells um bis zu 30 Prozent durch die Verwendung einer Wabenkonstruktion, die der Natur nachempfunden ist. AL-KO behauptet, dass man mit dieser Konstruktion keine Kompromisse bei der Steifigkeit eingeht. Das Vario X-Chassis hat bereits seinen Weg in einige Wohnwagen-Serien gefunden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Zweiträger-Konstruktion zwar perfekt für die relativ ebenen Straßen in den meisten europäischen Ländern geeignet ist, nicht aber für Gebiete wie das australische Outback, wo wesentlich rauere Bedingungen herrschen. Auf diesen Märkten überwiegen traditionellere und robustere Designs von Hänger-Chassis.

Auflaufbremsanlagen

Eine Bremsanlage mit Auflaufbremse ist ein weiteres Beispiel für eine Erfindung, deren Ursprünge sich im Nebel der Zeit verlieren. Im Grunde handelt es sich um ein System, bei dem beim Bremsen des Zugfahrzeugs die Bremsen des Anhängers automatisch betätigt werden, ohne dass ein spezielles Gestänge zwischen den beiden erforderlich ist.
Das System nutzt den Vorwärtsimpuls des Anhängers, um gegen das bremsende Zugfahrzeug zu drücken. Dadurch wird eine entgegengesetzte Kraft erzeugt, die zum Zurückschieben eines Federdämpfers (1 unten) verwendet wird. Die Rückwärtsbewegung des Dämpfers wird dann genutzt, um die Bremsen des Anhängers über einen schwenkbaren Hebel (2) und eine Steuerstange (3) zu betätigen. Auf diese Weise werden die Bremsen des Anhängers (4) automatisch betätigt, wenn das Zugfahrzeug bremst. Wenn der Anhänger langsamer wird, nimmt die Kraft auf den Federdämpfer ab, wodurch die Bremswirkung verringert wird. Die ersten Systeme basierten auf einer einfachen Feder ohne jegliche Dämpfung. Dies führte zu unerwünschten Ergebnissen. Wurden die Bremsen des Anhängers betätigt, konnte der Anhänger unter die Geschwindigkeit des Zugfahrzeugs abbremsen. Folglich wurden die Bremsen des Hänger früher gelöst und der ganze Zyklus wiederholte sich. Das Ergebnis war oft ein starkes, ruckartiges Anschlagen des Anhängers gegen die Hängerkupplung des Zugfahrzeugs und eine Verringerung der Bremswirkung.
Der AL-KO Gründer Alois Kober und sein Sohn Herbert kamen nach einem schweren Autounfall im Jahr 1952, in den beide verwickelt waren, auf die Idee einer Optimierung des Auflauf-Bremssystems. In den vielen Monaten der Genesung machten sich Vater und Sohn daran, ein verbessertes Auflaufbremssystem zu entwickeln, das schon auf den geringsten Druck reagiert, anstatt das Zugfahrzeug von hinten zu „rammen“. Die ersten Tests wurden mit einem alten Jeep durchgeführt, der noch aus dem Krieg stammte. Heute verfügen alle Systeme über eine Art Dämpfung, um unerwünschte Schläge zu verhindern. Diese ist in der Regel in die Deichsel integriert, um ein gleichmäßiges und zuverlässiges Bremsen zu gewährleisten. Häufig handelt es sich dabei um einen gasgefüllten Federdämpfer.