Was ist eine Lenkung?
Lenkungen sind ein Mechanismus zur Steuerung der Bewegung von Fahrzeugen wie Autos und Industriemaschinen.
Sie findet Anwendung bei Fahrzeugen wie Autos, Motorrädern und Schiffen sowie bei Industriemaschinen wie Kränen und Gabelstaplern. Bei Fahrzeugen dient sie dazu, die Fahrtrichtung zu ändern, während sie bei Industriemaschinen dazu dient, deren Hauptbewegung zu steuern.
Bei Fahrzeugen ist die Lenkung der Mechanismus, der vom Lenkrad, das vom Fahrer bedient wird, zur Richtungsänderung der Vorderräder dient. Das Lenkrad wird oft auch als Lenkungsvorrichtungen bezeichnet.
Dieser Artikel beschreibt die Lenkung eines Autos.
Anwendungen der Lenkung
Mit Hilfe der Lenkung kann der Fahrer die Fahrtrichtung des Fahrzeugs ändern. Wenn der Fahrer das Lenkrad dreht, neigen sich die Vorderräder in die Richtung, in die das Lenkrad gedreht wird, je nach dem Winkel, in dem das Lenkrad gedreht wird.
Die Vorderräder eines Kraftfahrzeugs erzeugen beim Wenden während der Fahrt einen Unterschied in der Größe der Spur zwischen den inneren und äußeren Rädern. Beim Ändern der Fahrtrichtung verfügt das Lenkrad über einen Mechanismus, der den Schlupf verhindert, der durch den Unterschied in der Bahn zwischen den inneren und äußeren Rädern verursacht wird, indem er einen Unterschied im Schnittwinkel zwischen den inneren und äußeren Rädern erzeugt.
Zu den weiteren Merkmalen gehören ein Mechanismus zur Unterstützung der Lenkung (Servolenkung), um das Lenkrad mit leichter Kraft zu betätigen, und ein Mechanismus zur Anpassung der Lenkradposition an die Körperform des Fahrers. Außerdem befindet sich das Lenkrad während der Fahrt vor dem Fahrer. Aus diesem Grund sind in den meisten Fällen eine Taste zur Betätigung der Hupe und ein Airbag in das Lenkrad integriert. Die Schalter für die Scheibenwischer und das Licht befinden sich an der Säule des Lenkrads.
In den letzten Jahren wurden in vielen Lenkrädern Schalter für die Audioanlage und für Fahrassistenzsysteme, wie z. B. ein Tempomat mit Vorwärtsfahrfunktion, in das Lenkrad integriert.
Funktionsweise der Lenkung
Beim Einschlagen des Lenkrads wird die Drehbewegung über die Lenkwelle auf das Lenkungsgetriebe übertragen. Die Drehung wird durch das Lenkungsgetriebe in eine seitliche Bewegung umgewandelt, die die vom Lenkungsgetriebe ausgehenden Spurstangen nach links und rechts in horizontaler Richtung bewegt. Wenn das Lenkrad nach rechts gedreht wird, gleiten die Spurstangen nach links, wobei die linke Seite länger und die rechte Seite kürzer ist.
Das Ende der Spurstange ist mit dem Achsschenkel verbunden, der von der Lenkung zum Rad führt und schräg nach hinten zur Mitte der Karosserie verläuft. Die Spurstange drückt oder zieht auf diesen Achsschenkel und verändert so den Winkel des Rades.
Bei der Lenkung eines Autos handelt es sich also um einen Ackermann-Mechanismus, bei dem sich die inneren Räder in einem kleineren Radius als die äußeren Räder drehen, d. h. in einem größeren Einschlagwinkel. Dies ermöglicht ein gleichmäßiges Einlenken des Fahrzeugs, wobei die linken und rechten Reifen konzentrischen Kreisbahnen folgen.
Zu den Getrieben, die die Drehung des Lenkrads in eine Links-Rechts-Verschiebung der Spurstangen umwandeln, gehören die Zahnstangengetriebe und die Kugelmuttergetriebe.
1. Zahnstangenlenkung
Am Ende der Lenkung ist ein Ritzel angebracht, das durch Zusammenwirken mit der auf der Welle eingekerbten Zahnstange in die seitliche Richtung umgesetzt wird. Dieser Typ zeichnet sich durch hohe Steifigkeit und hervorragendes Ansprechverhalten aus und wird in vielen der heute auf dem Markt befindlichen Fahrzeuge eingesetzt.
2. Kugelumlauflenkung
Bei der Kugelumlauflenkung wird die Drehung der Lenkungsvorrichtungen in eine lineare Bewegung umgewandelt, wobei eine Kugelumlaufspindel verwendet wird, um den Winkel der Vorderräder zu verändern. Es wurde häufig in Lastkraftwagen und anderen Fahrzeugen verwendet, da es sehr langlebig ist, weniger anfällig für Rückstöße von der Fahrbahnoberfläche ist und sich leichter lenken lässt.
Sie besteht jedoch aus mehr Teilen und ist komplexer als die Zahnstangenlenkung und wird daher heute seltener verwendet.
Arten von Lenkungen
Bei den meisten Lenkungen in heutigen Fahrzeugen handelt es sich um Servolenkungen, die mit einer Unterstützungsfunktion ausgestattet sind, um die zur Betätigung des Lenkrads erforderliche Kraft zu verringern. Die Lenkungen können hydraulisch oder motorisch unterstützt sein. Derzeit ist die elektrische Servolenkung mit Motorunterstützung die gängigste Art der Servolenkung.
Lenkungen mit einer Funktion, die es ermöglicht, den Lenkradwinkel an den Körperbau des Fahrers anzupassen, werden als Neigungslenkungen bezeichnet. Lenkungen mit einer Funktion, die es ermöglicht, den Abstand zwischen Fahrer und Lenkrad zu verändern, sind Teleskoplenkungen.
Darüber hinaus sind Lenkungen mit allen Assistenzmechanismen und Verstellfunktionen inzwischen ebenfalls weit verbreitet. In Autokatalogen wird dies zum Beispiel als elektrische Lenkung mit Neigungs- und Teleskopverstellung bezeichnet.