Du denkst es kann nicht mehr schlimmer kommen? Doch es kann! Es stellte sich heraus, dass das brummende Geräusch aus dem Bereich der Hinterachse nicht mit der Kardanwelle oder einem Radlager zu tun hatte:

Dana 60 4.09

Dana 60 4.09

Wie man so wunderschön an der Innenseite des Teller Rades (engl. Ring) sehen kann, fehlt hier ordentlich Material! Das Kegelrad (engl. Pinion) sah noch schlimmer aus! Pinion hatte offenbar zuviel Spiel, was Vibrationen und damit letztendlich den Material Abtrag, das Abbrechen der Zähne, verursachte. Ursache der Vibrationen war vermutlich ein defektes Lager am Pinion. Es gibt sicher schlimmere Photos von defekten Ring/Pinion aber in meinem Fall, war es auch keine Ad Hoc Aktion. Also kein „jump on the pedal in low range first gear“ – Ding, sondern ein vom Vorbesitzer verschlepptes Problem…

Das Geräusch war allerdings von gerade noch lautem Brummen bei schnellerer Fahrt, als 50 km/h auf übelstes Schlagen in der Hinterachse gewichen. Damit bin ich noch 150m gefahren. Naja.

Dana 60 4.09

Dana 60 4.09

Für diejenigen, die damit weniger vertraut sind: In meinem Ford E350 Quigley ist hinten eine sogenannte fette Hinterachse verbaut 🙂

Das ist natürlich ein Scherz. Aber die Achse ist natürlich massiv. Die maximale Hinterachslast ist beträgt rund 2,5 Tonnen. Es ist in diesem Baujahr eine Dana 60. Später setzte Ford die Sterling 10.25 und 10.5 ein. Die Zahl deutet auf den Durchmesser den Teller Rades in Zoll hin. Die Dana 60 gibt es seit Jahrzehnten (! das kann man sich auch eurozentrischer Sicht gar nicht vorstellen) und dieser Typ Achse ist auch in Chevys (Blazer vom US Militär z.B.), Dodge verbaut worden. Es gibt allerdings eine Reihe von Varianten: Entscheidend ist zunächst, dass bei Ford das Differential Driver Side ist und bei Chevy/Dodge Passenger side. Ob das für alle Baujahre gilt, kann ich nicht sagen. Außerdem gibt es Varianten mit Kingpin oder Ballbearing bei Vorderachsen, so müssen entsprechend die Knuckles (Ankerplatten würde ich im deutschen dazu sagen, hoffe das ist korrekt) ausgeführt sein. Interessant sind die Versionen für die Vorderachse noch in der Hinsicht, dass bei einigen späteren und wie ich meine bei Ford verbauten, die Kuckles oben plan ausgeführt sind, was die Möglichkeit von Cross over steering bietet. Damit entkoppelt man die Lenkung besser von der Federung, einfach ausgedrückt.

Der zweite Punkt in dem sich die Dana Achsen unterscheiden sind Full Floater und Semi Floater Varianten:

AxleTypes
Bei der Full Floater trägt das Achsgehäuse das vollständige Gewicht und ist damit stabiler. Das bedeutet konkret, dass Ford der Full Floater rund 500kg mehr Zuladung gewährt. Bei der Semi trägt die Radnabe mit. Die Steckachse wird durch das Radlager geschoben, worin ein weiterer Vorteil liegt: Die Steckachse, als das schwächere Teil (im Vergleich zum Differential,  bei mir natürlich leider nicht der Fall!), kann bei einem Bruch einfach herausgezogen werden. Die 8 Schrauben außen an der Nabe, zeigen leicht, um welchen Typ Achse es sich handelt.

Zu guter letzt gibt es natürlich unterschiedliche Klassen bei den Dana: Von den 35 und 44 bei Jeeps über die 50 und 60 bei medium trucks über die 70 bei trucks mit mehr als etwa 5 Tonnen und 80 bei 7,5 Tonnern. So in etwa stellt sich, eurozentrisch, die Übersicht dar. In den US kann natürlich ein Ford E350 schon 4,5 Tonnen schwer sein und das gleiche locker noch einmal ziehen. Die F350 als sog. Duallys, also mit Zwillingsbereifung, haben meist die Dana 70 unter der Ladefläche und tragen/ziehen ganz andere Lasten, als man das hier von einem „großen“ SUV kennt.

Bei mit ist also eine Dana 60 FF drin. Diese ist eine limited slip. Genauer gesagt ist das Differential ein limited slip, welches Dana „Trac Loc“ nennt. Was zur Hölle ist das nun wieder? Differentiale tun ja genau das, was ihr Name schon suggeriert – ihr merkt: Der Klugscheissermodus ist an – sie sorgen dafür, dass die Differenz des Weges der inneren und äußeren Räder in einer Kurve ausgeglichen wird. Die Krux ist dabei der größere Radius der Kurve, den die äußeren Räder durchlaufen. Wären die Räder, wie bei einem Kart, fest miteinander verbunden, hätte das riesige Vorteile im Hinblick auf Gewicht und Stabilität der Achse- aber es würden sich in jeder Kurve die Reifen gegeneinander spannen und der inneren durchdrehen. Die Fahrstabilität auf der Straße wäre schlimm und bei höheren Geschwindigkeiten gefährlich. Das Diff gleicht das aus.

Im Gelände kommt es durch die Achsverschränkung aber oft vor, dass ein Rad in der Luft ist oder kaum Gewicht im Vergleich zur anderen Seite trägt. In diesem Fall wird, wie bei Kurvenfahrt, das vollständige Drehmoment auf das Rad übertragen, welches keine Traktion hat! Wollen wir das? Nein das wollen wir nicht! Eine Differential Sperre blockiert in diesem Fall das Differential und so wird an beide Räder das gleiche Drehmoment übertragen! Geil! Ein Limited Slip, sperrt das Differential nicht vollständig, sondern sorgt durch Reibung dafür, dass ein gewisser Anteil des Drehmoments auch auf das Rad übertragen wird, dass die höhere Traktion hat. Meist werden Werte von +- 25% angegeben. Durch Verschleiß und andere Umstände, treffen diese Werte aber nur in etwa zu.

Kleiner Exkurs an dieser Stelle: Bei diesen prima SUV werden ja Traktion etc. elektronisch gesteuert. Funktioniert das? Ja. Aber mit einer wesentlichen Einschränkung! Die 750 NM eines Tuareg v10 Diesel liegen nicht an, wenn die Traktionskontrolle greift! Denn um die Traktion zu gewährleisten muss die Bremse die Traktion verbessern. Neben Verschleiß reduziert dich dadurch das Drehmoment, welches auf die Straße kommt! Das gilt natürlich für die Systeme dieser Art auch bei Mercedes, Land Rover etc..

Hier kommen einige Spezifikationen zur Dana 60, die übrigens immer von der Dana Corp. hergestellt wurden, egal in welchen Fahrzeug sie verbaut sind:

  • Ring gear measures 934
  • 3.125″ diameter axle tube
  • Weighs in near 500 lbs. More or less depending on width and brake configurations
  • OEM Inner axle shaft spline counts are 16, 23, 30, 32, 33 and 35
  • 40 Spline inner axle shafts and carriers are made for after market, high performance Dana 60 axle
  • Pinion shaft diameter: 1.625″
  • Pinion shaft splines: 10 and 29
  • Gear ratios: 3.31:1 – 7.17:1
  • Carrier break: 3.31:1 – 4.10:1 and 4.56:1 – 7.17:1
  • Axle Shaft diameter
    • 1.41” Front (32 Spline)
    • 1.46” Rear (32 Spline)
  • Axle spline diameter
    • 1.50” Front (35 Spline)
    • 1.50” Rear (35 Spline)
  • 1480 Universal Joint (Front axle)
  • Brakes measure 13.66″ for 2011 F-250 & F-350 trucks
  • Brakes measure 14.53″ for 2011 F-450 trucks (13,050 GVW)
Quelle: Wikipedia

Ich nehme mir mal einige Punkte heraus, denn sie zeigen welche besonderen Vorzüge auch besonders für den Ford sprechen [insbesondere im Gegensatz zum Iveco 40.10]:

Das Grundgewicht von rund 230kg inkl. Bremse ist wirklich leicht! Differential Übersetzungen bis zu 7.17:1, ab 4.56:1 muss ein anderer Differential Körper verwendet werden aber es gibt ausreichend Reserven, um auch mit wirklich großen Rädern à 38er oder 40er auf 19.5″ Felgen kurze Übersetzungen realisieren zu können. das ist ein riesen Vorteil!

Alle Teile sind für relativ kleines Geld gegen bessere aftermarket Produkte austauschbar: Naben, Steckachsen, Ujoints. Last but not least die Bremsen. Abenteuerlich bei Iveco ab Werk, beim meinem Ford schon wesentlich besser. Ab 2008 gab es im Durchmesser größere Scheiben und zusätzlich dicker. Die F450 Scheiben und Sättel setzen noch einen drauf mit 14.53″, sprich 37 Zentimeter Durchmesser.

Dana Übersetzung, Quigley

Dana Übersetzung, Quigley Plakette

Hier seht ihr die Plakette, die Quigley an die Differentiale heftet, wenn sie ein Fahrzeug ausliefern. Hier werden ja i.d.R. die Übersetzungen an die Kunden Bedürfnisse angepasst. Wir sehen also eine Dana 60 mit einer Übersetzung von 4.09 oder 40:10. Diese Übersetzung ist recht ungewöhnlich, wenn auch technisch stabiler, als die fast identische 4.10er, die deutlich gängiger sind. Ich war selber etwas überrascht, als ich die Übersetzung gesehen habe: 45:11 > 4.09. Zu sehen auch auf dem Ring in Bild 1. Gängiger sind die 41:10 (40 Zähne Ring und 10 Zähne Pinion. Deshalb ist auch eine Übersetzung, die am Pinion mehr Zähne hat stabiler. Entscheidend ist jedoch die Material Qualität.

Das schmale Zahnrad am Ring ist übrigens der ABS Ring für das RW ABS (rear wheel ABS).

G2 Axle Ring and Pinion

G2 Axle Ring and Pinion 4.10

Ich habe Ring and Pinion von G2 verwendet und direkt in den USA gekauft. [Das vergleichbare Angebot vom deutschen US Händler wäre 300 € teurer gewesen und non-refundable!] Damit fahre ich nun eine 4.09 vorn und eine 4.10 hinten. Bereitet das Probleme im 4×4 Betrieb? Nein – der Unterschied beträgt gerade einmal 0,2% und damit weniger als der Reifen Profil Abrieb. Zumal ein zuschaltbarer Allrad ja sowieso nur auf schlüpfrigem Untergrund zugeschaltet wird. Mein Fokus lag darauf, die, gegenüber der 4.09 er Übersetzung, gesparten 200 $ in bessere Material Qualität zu stecken.

Das sollte jedenfalls erst einmal lange halten. Komplett überholtes limited slip Differential an einer Full Floater Dana 60. 🙂

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