Getriebewächter
Der Unimog geniest in Sachen Geländetauglichkeit einen
hervorragenden Ruf. Auch ist er beim Überwinden von gewissen Hindernissen
gegenüber vielen anderen Geländefahrzeugen im Vorteil. Ich würde diese
Eigenschaft in Erster Linie auf das spezielle Fahrwerk des Unimog zurückführen.
Damit meine ich die extrem verwindungsfähigen Schubrohr-Portalachsen. Letztere
sorgen für eine unerreichte Bodenfreiheit. Das kurz übersetzte Getriebe
ermöglicht Steilfahrten, die manch andere 4x4 Fahrzeuge trotz Untersetzung nicht
bewältigen. Natürlich sorgt ein Dieselmotor mit vorteilhaftem Drehmomentverlauf
und eine vollständige Differentialsperre und nicht zuletzt die Radgröße für
weitere Pluspunkte. Als Ingenieur weiß ich, dass diese positiven Eigenschaften nur auf Kosten anderer Nachteile zu erreichen sind. So fällt der gesamte Antriebstrang des Unimog vergleichsweise schwer aus und "drückt" unangenehm auf das Leistungsgewicht. Ein PKW hat üblicherweise zwei Getriebe, das Hauptgetriebe und ein Verteilergetriebe. Einige Allradfahrzeuge und SUVs schleppen 4 Getriebe mit sich herum, Hauptgetriebe, zwei Verteilergetriebe und ein Vorschaltgetriebe zur Untersetzung. An die mindestens 7 Getriebe eines Unimog kommt jedoch keiner heran. Hauptgetriebe, zwei Verteilergetriebe und vier Radvorgelege müssen durchgerührt werden, wenn sich beim Unimog die Räder drehen sollen. All diese Getriebe haben Ihren eigenen Ölstand, oftmals zwei oder mehr Wellendichtringe mit großem Durchmesser, Lager, Ablassschrauben, Entlüftungen, Aufhängungen usw. Kurzum die Ausfall-Wahrscheinlichkeit durch Alterung, Verschleiß, Überlastung, Wartungsrückstand, Fehlbedienung, Falschmontage oder von außen herbeigeführte Schäden steigt durch die pure Anzahl der Getriebe auf ein relativ hohes Niveau. Viele potentielle Unimogfahrer entscheiden sich dann doch für ein anderes Auto, weil beim Unimog doch "Dauernd die Achsen oder die Getriebe verrecken". Eine Schlussfolgerung, die auch Ihre Berechtigung hat. Trotzdem sind die Getriebe eines Unimogs weder schlecht konstruiert, minderwertig oder schwach, sondern schlicht "zu viele". Nun kann man mit einigen erprobten Maßnahmen die Situation entscheidend verbessern. Das Niveau eines "gewöhnlichen" Geländewagens oder Lastwagens erreicht das Gefährt jedoch theoretisch nicht. Gerade mit dem Einsatzspektrum als "schnelles" Expeditionsmobil bewegt man sich selbst bei einem hervorragend gepflegten und technisch völlig intakten Antriebsstrang im Grenzbereich. Unser 1300L hat den "normalen" Antriebsstrang mit 130PS, wiegt 5,5 Tonnen und läuft nun Dank schneller Achse 107 km/h. Damit bewegen wir uns in Sachen Getriebebelastung im Vergleich zu anderen Mogs noch im grünen Bereich. Dennoch wird das Hauptgetriebe, die Vorgelege und das Differenzial auf langen Autobahnfahrten ordentlich warm. Als wir auf unserer Rückfahrt von Island 2007 aufgrund eines schadhaften Wellendichtringes um unsere Getriebe bangten, kam mir die Idee des "Getriebewächters". Ich wollte einfach die Nachteile, die ein komplexer Antriebsstrang mit sich bringt, so gut wie möglich kompensieren und ein System installieren, welches den Zustand der Getriebe überwacht. |
|
Die
Anforderungen an das Messgerät im Cockpit selbst stellen sich mir wie folgt
dar: 1. Erfassung von 8 Kanälen mit einer relativen Genauigkeit von plusminus 2°C. 2. Aus Platzgründen nur ein kleines Display. Die Kanäle werden mit einem Toggle-Schalter jeweils einzeln zur Anzeige gebracht. 3. Leichtdioden zeigen auf einer Achsschema-Draufsicht den angewählten Kanal an. 4. Eine weitere LED pro Kanal, die statisch rot leuchtet, wenn der entsprechende Sensor eine kritische Temperatur überschreitet, unabhängig der Anzeige. 6. Die Versorgung kommt aus dem Kabelbaum des Unimog, wobei eine Eingangsspannung von 12 und 24 Volt zulässig ist. 7. Bei Kabelbruch oder fehlerhaftem Sensor leuchtet die betreffende LED ebenfalls statisch rot. 8. Die Stromaufnahme beträgt maximal 200mA. Das Gerät hängt an der geschalteten Bordspannung (Klemme 15) 9. Sämtliche Aus- und Eingänge sind verpolsicher, kurzschlussfest und widerstehen allem Impulsen eines Fahrzeugnetzes 10. Der Betriebstemperaturbereich reicht von -40°C bis 85°C 11. Alle Kabel bestehen aus temperaturbeständigem und mechanisch hochfesten Material (z.B. PTFE)
|
Die Temperatur eines mit ÖL gefüllten
Getriebegehäuses lässt schon eine Menge Schlüsse auf den Zustand des
Innenlebens zu. Dabei lässt sich nicht nur eine Überhitzung diagnostizieren,
auch Verhaltensmuster bzw. Abweichungen davon können
|
|
Die Sensoren für die Temperaturerfassung. Die großen Stopfenschrauben sind für die Vorgelege, die kleinen für die Differenziale. Der größte Sensor kommt an das Hauptgetriebe. Durch die Ausführung entsteht kein Bedarf einer dichten Steckverbindung. |
So bleibt der Sensor gut montierbar und ist sehr robust. |
|
Leider ist mir beim Layout ebenfalls ein kleiner Fehler unterlaufen. Dieser war zwar einfach zu flicken, angesichts der Arbeit, die ich in dem Moped schon versenkt habe, strebe ich aber noch eine völlig fehlerfreie Leiterplatte ohne Kabelbrücken an. Sobald ich herausgefunden habe, das Ding funktioniert gut im Auto und eine weitere Änderung ist nicht nötig, gibt es Version 01.02. Ansonsten ist das Board ganz gut geworden. Ein richtig schönes Stück christliche Automobilelektronik. Mit Automotive tauglichen ICs und richtigem FR4 Trägerplattenmaterial. Da können die popeligen, Zigaretten-Anzünder Handy-Ladegeräte, die es überall im Autozubehör gibt, nicht mithalten. |
So setzte ich den Einbau der Sensoren an den Vorgelegen der Hinterachse um. Der Abgriff erfolgt hinter dem Getriebegehäuse und ist daher hervorragend geschützt. Ich traue dem Teil sogar mehr zu als der Leitung für die Bremsverschleißanzeige. |
Auf dem Bild sieht das Hinterachs-Differenzial richtig peinlich vergammelt aus. Der Sensor wirkt wie ein Eindringling aus einer anderen Zeit. Aber das innere des Getriebes ist gesund und jung geblieben. Damit das auch in Zukunft so bleibt, betreibe ich schließlich den ganzen Aufwand. Ich möchte nämlich im Fahrerhaus und während der Fahrt wissen ob es meinen Zahnrädern gut geht und ob alles schön im Öl läuft. |
Der Sensor am Hauptgetriebe kommt an die unterste Schraube des Deckels. |
Die folgenden Bilder zeigen den Unimog und seine Aggregate einmal in einem anderen "Licht". Mit den Infrarotaufnahmen wollte ich die Temperaturverteilung des Antriebsstranges untersuchen. Sieht irgendwie cool aus und bestätigt die Position der Sensoren. | |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
Endlich ist das erste Panel fertig geworden. So sieht das Teil schon besser aus. Die gefräste und mit Farbe hinterlegte Beschriftung erinnert mich immer an Flugzeuginstrumente. Und wenn das Teil nach einigen Jahren erst einmal richtig angeranzt ist, dann werde ich mich noch einmal über den ganzen Aufwand freuen. Das mag ich auch an Militär Edelschrott. Das Zeug ist alt und gebraucht, aber weil es ordentlich gebaut wurde, kann man es auch mit Gebrauchspuren noch anschauen. Konsummüll geht kaputt und vernünftig gemachter Krempel bekommt Patina. Nur der Stecker gefällt mir noch nicht. Da muss ich mir etwas ausdenken. |
|
![]() Der nächste Schritt der Entwicklung ist getan. Das Gerät hat jetzt einen vernünftigen Stecker, der gut hinter der Instrumententafel des Unimog Platz findet und durch seine Kunststoffoberfläche keine Kurzschlüsse auslösen kann. Mit den Schrauben des Buchsenstückes ist er sogar gesichert. Der Gehäuseprototyp passt soweit und auch das neue Leiterplattenlayout arbeitet fehlerfrei. Allerdings gibt es wieder ein paar Unstimmigkeiten, die ein neues Panel und auch eine weitere Leiterplatte erfordern. Die Impulsfestigkeit gegen so genannte "Schaffnerpulse" ist noch nicht ganz ausreichend. Folglich wird es sicher eine Board-Version 01.03 geben, wenngleich auch 01.02 im Fahrzeug fehlerfrei und äußerst genau arbeitet. Die Sache mit dem "Prellen" ist ebenfalls abgestellt. Das Panel wurde in der abgebildeten Ausführung gelasert. Das Ergebnis entspricht nicht meinen Erwartungen. Der Kontrast ist bei weitem schlechter, als bei der gefrästen Variante, weiter oben. Dazu wirkt die gefräste Frontplatte einfach plastischer und hochwertiger. Da die Radien des Zierrandes auch noch nicht wirklich passen und der Schraubenabstand nicht ganz ideal ist, wird eben weiter verbessert. |
|
![]() Hier ein Bild der Version 1.02, die derzeit im Unimog getestet wird. Die abgeschrägten Ecken sind nötig, um Platz für die Verschraubung zu schaffen. Ich experimentiere auch noch mit der Eingangsschutzschaltung herum. Daher bekam der Tantal-Elko des Schaltnetzteiles noch einen Keramik-Kondensator parallel um eine niederohmige Glättung zu erreichen. Das geht nur zu Lasten der Regelstabilität, ist in diesem Fall aber sinnvoll. |
|
![]() Im Vergleich die gefräste Frontplatte mit den passenden Radien des Zierrandes. Jetzt sieht das Gerät stimmig aus und die Anmutung ist ordentlich. |
|
![]() Im Fahrerhaus wird es dann so aussehen. Die Bedienung ist gut und auch die Ablesbarkeit lässt keine Wünsche offen. Die Außenmaße sind auf die Lüftungsklappe abgestimmt. Somit fügt sich das Gehäuse in die Optik der 80er Jahre ein. Die Lüftung bleibt natürlich voll beweglich und durch die Befestigung mit doppelseitigem Klebeband sind noch nicht einmal Löcher oder sonstige zerstörerische Veränderungen notwendig. Als letztes Mako bleibt die fehlende Hintergrundbeleuchtung des Displays. Ich überlege noch eine entsprechende Veränderung. Wirklich notwendig ist es allerdings nicht, da die Warnfunktion uneingeschränkt erhalten bleibt und im Notfall auch die Kabinenbeleuchtung die Aufgabe erledigt. |
|
![]() |
|
Inzwischen existiert das Layout 01.03.
Mehrere kleine Fehler sind abgestellt und auch die Festigkeit gegen die
Automotive-Prüfimpulse liegt jetzt vor. Die Leitungsführung und das
Massekonzept wurden merklich verbessert. Im Laufe der Erprobung hat sich nun
ein positiver Nebeneffekt der Überwachung der Vorgelegetemperatur
herausgestellt. Auf einer längeren Autobahnfahrt notierte ich eine geringe
Erhöhung der Vorgelegetemperatur vorne rechts. Es war einfach rund 10°C
wärmer, als das linke vordere Vorgelege. Mit 29°C braucht man sich
eigentlich keine Sorgen zu machen. Auffällig war aber auch, dass die Temperatur
sich nach einiger Zeit bis auf wenige Grad den 18°C des linken Vorgeleges
wieder näherte, jedenfalls bis zum nächsten Bremsvorgang. Auf einem Parkplatz fühlte ich die Bremsscheibe und verbrannte mir
die Finger, während das Getriebe selber nur wenig wärmer erschien. Zuhause
bestätigte sich der Verdacht auf einen festsitzenden Bremskolben. Der
Temperatureintrag über die Bremsscheibe ist demnach deutlich messbar. So
konnte das Problem früh und bevor größerer Schaden entstand, erkannt werden.
Vermutlich hätte ich ohne Getriebewächter diesen Fehler gar nicht oder erst
viel später bemerkt. Auch wenn alles voller Bremsenabrieb war, hatte der
Belag noch wenig gelitten. Eine Schädigung durch zu hohe Temperatur ist auch
noch nicht aufgetreten. Folglich könnte man das Ding guten Gewissens auch
als Getriebe-Bremsenwächter bezeichnen. Gerade bei älteren Fahrzeugen, wie
dem Unimog, kann so etwas schon mal vorkommen. Die Reparatur war hier noch
sehr einfach. Der Bremskolben wurde gereinigt und mit einem neuen
Dichtungssatz wieder eingebaut. |
|
![]() |
|