Alles was Sie über die Lenkung bei einem Auto wissen müssen

Wie funktioniert die Lenkung bei einem Fahrzeug?

Stell dir vor, du fährst ein Bobbycar. Wenn du den Lenker drehst, ändert sich die Richtung der Vorderräder, und dadurch ändert dein Bobbycar die Richtung. Bei einem Auto funktioniert das im Prinzip genauso, nur sind die Mechanismen komplexer.

Die Lenkung ist ein entscheidendes Element für die Sicherheit und den Komfort beim Fahren. Sie ermöglicht es dem Fahrer, das Fahrzeug präzise auf der Fahrbahn zu steuern und sich an unterschiedliche Fahrbedingungen anzupassen.

Was ist die Aufgabe der Lenkung?

Die Lenkung ist ein essentieller Bestandteil eines Fahrzeugs und hat die Aufgabe, die Lenkbewegungen des Fahrers exakt und kontrolliert zu ändern und somit auf die Vorderräder übertragen.

Einfach ausgedrückt heißt das, wenn du das Steuer in Kurvenfahrt drehst, gibst du dem PKW eine Anweisung, in eine bestimmte Richtung abzubiegen. Dies gibt diese Bewegung erst auf die Lenkung weiter und dann auf die Räder, sodass sie sich entsprechend einschlagen und das Fahrzeug die gewünschte Kurve fährt.

Wie wird die Lenkbewegung auf die Vorderräder übertragen?

Die Lenkbewegung wird durch ein komplexes System einiger Komponenten delegieren. Dieser Vorgang lässt sich in 5 Schritte unterteilen:

1. Lenkrad / Drehung: Die Bewegung des Lenkrades, gibt dies zunächst über die Lenksäule in das Fahrzeuginnere weiter.
2. Lenkgetriebe / Umwandlung: Hier findet eine entscheidende Umwandlung statt: Die Drehbewegung wird in einer geradlinigen Bewegung umgewandelt. Das Lenkgetriebe kann dabei verschiedene Formen haben, wie zum Beispiel eine Zahnstangenlenkgetriebe oder eine Kugelumlauflenkung.
3. Lenkgestänge / Übertragung: Die lineare Bewegung wird über das Lenkgestänge weitergeleitet. Dieses besteht aus mehreren miteinander verbundenen Stangen und Gelenken.
4. Lenkhebel: Die Spurstangen sind an den Enden des Lenkgestänges angebracht und verbinden dieses mit den Achsschenkeln.
5. Achsschenkel / Einschlag: Dies sind an den Rädern befestigt. Durch die Bewegung der Lenkhebel werden Sie verdreht, wodurch sich die Räder einschlagen.

Die exakte Lenkbewegung, wird somit auf die Vorderräder geleitet und ist für die Sicherheit und den Fahrkomfort entscheidend. Eine präzise Lenkübersetzung ermöglicht einen stabilen Geradeauslauf des Fahrzeugs.

Welche Rolle spielt die Lenksäule?

Die Lenksäule ist ein entscheidendes Element im Lenksystem eines Fahrzeugs. Sie tritt als mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und dem Lenkgetriebe auf.

Die Säule überträgt die Bewegung, wenn der Fahrer das Lenkrad dreht, direkt an das Lenkgetriebe weiter. Viele von Ihnen ermöglichen eine Verstellung des Lenkrads in Höhe und Neigung. Dies dient der individuellen Anpassung an die Körpergröße und Sitzposition. Moderne Varianten sind oft mit unterschiedlichen Sicherheitsmechanismen ausgestattet. Im Falle eines Frontalaufpralls können sie beispielsweise einknicken oder sich teleskopieren, um das Verletzungsrisiko zu reduzieren. An der Säule sind häufig Schalter für verschiedene Fahrzeugfunktionen angebracht, wie zum Beispiel die Hupe, Tempomat oder Bordcomputer. Dies ermöglicht während der Fahrt, diese Funktionen zu bedienen, ohne die Hände vom Lenkrad nehmen zu müssen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Säule eine unverzichtbare Komponente des Lenksystems ist. Sie verbindet das Lenkrad mit dem restlichen Lenkmechanismus und ermöglicht eine sichere und komfortable Steuerung des Fahrzeugs.

Welche Arten von Lenksystemen gibt es bei Autos?

Bei modernen Fahrzeughersteller gibt es verschiedene Arten von Lenksystemen, die sich in ihrer Funktionsweise und den verwendeten Technologien unterscheiden. Aufgezählt nach Art der Unterstützung, der gelenkten Achsen und der Lenkgeometrie werden die gängigsten Systeme genannt

• Manuelle Lenkung:
  • Die älteste Form, bei der die Lenkkraft ausschließlich vom Fahrer beim Steuern aufgebracht werden muss. Sie ist heute meist in Verbindung mit elektrischen Lenksäulen verbaut.

• Hydraulische Servolenkung:
  • Hier wird die Lenkkraft durch eine Hydraulikpumpe unterstützt, die mit dem Motor verbunden ist. Das Lenken wird dadurch deutlich leichter.

• Elektrische Servolenkung (EPS):
  • Ein Elektromotor unterstützt die Lenkkraft. EPS-Systeme sind effizienter und ermöglichen eine präzisere Steuerung, da die Lenkkraft elektronisch geregelt werden kann.

• Zahnstangenlenkung:
  • Die am häufigsten verwendete Lenkgeometrie, bei der eine Zahnstange mit einem Ritzel verbunden ist.
• Kugelumlauflenkung:
  • Kugeln laufen in einer Nut, was eine präzise und spielfreie Lenkung ermöglicht.
• Spindel- oder Schneckenlenkung:
  • Ältere Systeme, die heute seltener eingesetzt werden. Meist sind diese in Traktoren oder Oldtimern um 1930 aufwärts verbaut.

Welche Lenkung die beste Wahl des Lenksystems ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie zum Beispiel welchen Fahrzeugtyp Sie fahren. Ist es ein Sportwagen haben oft eine direktere Lenkung als ein Kompaktwagen. Eine Allradlenkung verbessert beispielsweise die Agilität und Stabilität, aber nicht jedes Auto ist ein Allrad. EPS-Servolenkungen sind in der Regel effizienter als hydraulische Systeme, sind aber in den Herstellungskosten deutlich teurer. Moderne Fahrzeuge sind mit immer komplexeren und effizienteren Systemen ausgestattet, die für mehr Sicherheit, Komfort und Fahrspaß sorgen.

Was ist eine mechanische Lenkung?

Eine manuelle Lenkung, ist ein Lenksystem in einem Fahrzeug, bei dem die Lenkbefehle des Fahrers entweder durch Muskelkraft oder durch eine elektrische Säule auf die Räder übergeben wird. Es gibt bei älteren Autos keinerlei Unterstützung, nur bei den neueren PKWs existiert eine elektrische Komponente. Wenn du das Lenkrad drehst, wird diese Bewegung über eine Reihe an Teilen (Säule, Getriebe, Lenkstangen) direkt auf die Spurstangen weitergeben. Im Gegensatz zu modernen Fahrzeugen mit Servolenkung gibt es bei der mechanischen Lenkung keine zusätzliche Kraft, die das Lenken erleichtert. Das ausgeben der Fahrtrichtung erfordert daher deutlich mehr körperliche Kraft, insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten oder beim Rangieren. Dies Vorteile einer manuellen Lenkung sind, dass Sie relativ einfach aufgebaut und damit kostengünstig in der Herstellung sind. Dieser einfache Aufbau vom Bauteil sorgt für eine gewisse Robustheit und ist aus diesem Grund langlebig. 

Wo ein Pro vorhanden ist, gibt es meist auch ein Contra. In diesem Fall ist es nicht anders. Wie bereits erwähnt, erfordert das Lenken einer manuelle Lenkung in älteren Autos, deutlich mehr Kraft, was insbesondere bei längeren Fahrten oder in schwierigen Situationen ermüdend sein kann. Die direkte Kraftübertragung kann zu einem weniger komfortablen Fahrgefühl führen, da Unebenheiten der Straße direkt ins Lenkrad übertragen werden. Bei hohen Geschwindigkeiten kann die Lenkpräzision aufgrund der fehlenden Hydraulikunterstützung nachlassen.

Wie funktioniert die hydraulische Lenkung?

Sie ist ein System, dass das Fahrzeug deutlich leichter in die gewünschte Richtung zu lenken lässt. Im Gegensatz zur manuellen Lenkung, bei der die Kraft direkt übertragen wird, nutzt diese die Kraft einer Flüssigkeit (Hydrauliköl). Wenn du das Steuer drehst, wird über eine Welle eine Pumpe aktiviert. Diese Servopumpe erzeugt in einem geschlossenen System einen Druck in der Hydraulikflüssigkeit. Der Druck wird über Schläuche zu einem oder mehreren Zylindern geleitet, die direkt mit der Lenkung verbunden sind. Durch den Druck in den Zylindern wird eine Kolbenstange bewegt, die wiederum die Lenkung betätigt. Dadurch wird die Lenkbewegung verstärkt, und du benötigst weniger Kraft. Besonders bei niedrigem Tempo oder beim Einparken ist der Unterschied zur mechanischen Lenkungen deutlich spürbar. Unebenheiten der Straße werden weniger direkt ins Lenkrad gelenkt, was zu einem komfortableren Fahrgefühl führt. Gegen diesen Aspekten gegenüber stehen, dass Hydrauliksysteme aufwendiger und anfälliger für Störungen sind. Die Hydraulikflüssigkeit muss regelmäßig gewechselt werden, und Schläuche können porös werden. Die Pumpe benötigt Energie, was den Kraftstoffverbrauch leicht erhöhen kann.

Was bedeutet steer-by-wire?

Im Gegensatz zu herkömmlichen Lenksystemen, bei denen eine technische Verbindung zwischen Lenkrad und Rädern besteht, erfolgt bei Steer-by-Wire die Übertragung des Lenkbefehls vollständig elektronisch. Ein Sensor im Lenkrad erfasst die Lenkbewegungen des Fahrers. Diese Informationen werden an ein Steuergerät übermittelt, das den Lenkbefehl berechnet. Ein elektrischer Aktor setzt diesen um und steuert die Vorderachse entsprechend. Da keine direkte Verbindung mehr erforderlich ist, können Innenraum und Fahrwerk flexibler gestaltet werden. Die Lenkwelle kann je nach Fahrsituation angepasst werden, was zu einem komfortableren Fahrerlebnis führt. Steer-by-Wire ermöglicht eine nahtlose Integration von Fahrerassistenzsystemen und erleichtert den Übergang zum autonomen Fahren. Durch den Wegfall manueller Komponenten kann das Fahrzeug leichter und kostengünstiger gebaut werden. Leider sind Sie nicht vor einem Ausfall der Elektronik geschützt und dies könnte das Fahrzeug unlenkbar machen. Diese Technologie ist derzeit noch teurer als konventionelle Lenksysteme.

Wie erkennt man Probleme bei der Servolenkung?

Eine defekte Servolenkung kann sich auf verschiedene Weise bemerkbar machen. Achten Sie auf die ersten Anzeichen einer Störung, um größere Schäden zu vermeiden. Überprüfen Sie regelmäßig den Ölstand und lassen Sie die Servolenkung von einer Fachwerkstatt warten.

Was sind Anzeichen für ein defektes Lenkgetriebe?

1. Schwergängigkeit: Das Lenkrad lässt sich deutlich schwerer drehen als gewohnt. Besonders beim Einparken oder in langsamen Tempo fällt der erhöhte Kraftaufwand auf.	2. Geräusche: Knarren oder Quietschen: Oft beim Einschlagen oder bei Lenkbewegungen im Stand zu hören. Pfeifen: Kann auf eine defekte Servopumpe hindeuten.
3. Vibrationen: Das Lenkrad vibriert oder schlägt.	4. Ungenaue Lenkreaktion: Das Fahrzeug reagiert verzögert oder unpräzise aufs drehen des Lenkrads.
5. Ölverlust: Ölaustritte unter dem Fahrzeug oder im Motorraum können auf ein Leck in der Servoleitungen oder defekte Dichtungsringe hinweisen. Überprüfen Sie regelmäßig den Ölstand im Servolenkungsbehälter.	6. Kontrollleuchte: Eine leuchtende Servolenkungskontrollleuchte (meist ein Lenkrad mit einem Ausrufezeichen) weist auf einen Fehler hin.

Was tun bei Problemen mit der Servolenkung?

Nehmen Sie eine defekte Lenkanlage nicht auf die leichte Schulter, dies beeinträchtig die Verkehrssicherheit enorm. Bitte lassen Sie sich dann abschleppen. Ein Mechaniker sollte über das Auto schauen. Er kann die Ursache des Problems feststellen und beheben. Eine defekte Servolenkung sollte umgehend repariert werden, um weitere Schäden zu vermeiden und die Fahrsicherheit zu gewährleisten.

Wie bemerkt man Spiel in der Lenkung?

Spiel in der Lenkung bedeutet, dass Sie das Lenkrad einen gewissen Weg drehen können, bevor sich die Räder tatsächlich bewegen. Das Fahrzeug reagiert verzögert oder nicht präzise auf Lenkbewegungen. Das Lenkrad fühlt sich nicht direkt mit den Rädern verbunden an. Klopfen oder Schlagen beim Überfahren von Unebenheiten, besonders bei langsamer Fahrt und kleinen Bewegungen können Sie diese Geräusche wahrnehmen. Wenn Sie das Fahrzeug angehoben haben, können Sie durch Hin- und Herbewegen der Bremsen und Reifen ein eventuelles Spiel in dem Lenkgetriebe feststellen.

Bei hohem Spiel kann das Fahrzeug bei bestimmten Fahrmanövern ausbrechen. In Gefahrensituationen kann eine verzögerte Reaktion und das nicht direkte Ziehen des Fahrzeugs in die entsprechende Richtung lebensgefährlich sein.

Welche Lenkungsteile sind für die Lenkung wichtig?

Sie besteht aus verschiedenen Verschleißteilen, die zusammenarbeiten, um die von Ihnen gewünschten Bewegungen von Anschlag zu Anschlag der Vorderräder umzusetzen.

1. Zahnstange und Ritzel: Die Zahnstange ist ein längliches Teil mit zahnartigen Vertiefungen. Das Ritzel ist ein Zahnrad, das in diese Vertiefungen eingreift. Wenn es gedreht wird, dreht sich das Ritzel und bewegt die Zahnstange hin und her.
2. Gehäuse: Das Gehäuse umschließt die Zahnstange, das Ritzel und andere Komponenten und schützt sie vor äußeren Einflüssen.
3. Lager: Das Lager ermöglichen eine reibungslose Bewegung der Zahnstange und des Ritzels.
4. Dichtungen: Dichtungen verhindern, dass Schmutz und Feuchtigkeit in das Lenkgetriebe eindringen und die beweglichen Teile beschädigen.
5. Manschetten: Die Manschetten schützen die Gelenke der Lenkung vor Schmutz und Feuchtigkeit. Sie bestehen aus Gummi oder entsprechendes Plastik
6. Spurstangenaufnahme: Die Spurstangenaufnahme verbindet die Zahnstangenlenkung mit der Spurstange rechts und links.

Bei einer Kugelumlaufkenkung gibt es andere Einzelteile

1. Schnecke: Die Schnecke ist ein zylindrischer Schaft mit einer spiralförmigen Gewinde. Sie wird durch das Lenkrad gedreht und setzt die Kugeln in Bewegung.
2. Kugelumlaufmutter: Die Kugelumlaufmutter ist eine hohlzylindrische Nuss, in der die Stahlkugeln zirkulieren. Sie ist mit der Welle verbunden und wandelt die Drehbewegung der Schnecke in eine lineare Bewegung um.
3. Stahlkugeln: Die Stahlkugeln zirkulieren zwischen der Schnecke und der Kugelumlaufmutter. Sie übertragen die Kraft von der Schnecke auf die Mutter und reduzieren gleichzeitig die Reibung.
4. Gehäuse: Das Gehäuse umschließt alle Komponenten der Kugelumlauflenkung und schützt sie vor äußeren Einflüssen.
5. Dichtungen: Dichtungen verhindern, dass Schmutz und Feuchtigkeit in die Kugelumlauflenkung eindringen und die beweglichen Teile beschädigen.
6. Lager: Das Lager ermöglicht eine reibungslose Bewegung der Schnecke und der Kugelumlaufmutter.
7. Welle: Die Welle ist mit der Kugelumlaufmutter verbunden und wandelt die Drehbewegung in eine lineare Bewegung um. Sie ist mit den Spurstangen verbunden, die die Räder ansteuern.
8. Lenkstockhebel:  Der Lenkstockhebel dient dazu, die Lenkbewegung vom Getriebe auf ein Gestänge und -Hebel, dann zu den Spurstangen übertragen.

Wenn die Welle gedreht wird, dreht sich die Schnecke. Die Stahlkugeln werden durch die Schneckenwindungen geführt und bewegen sich entlang der Kugelumlaufmutter. Dadurch wird die Kugelumlaufmutter gedreht, was wiederum die Welle bewegt. Die Welle ist mit dem  Umlenkheben verbunden, dieser bestimmt den Lenkwinkel der Räder.

Wie beeinflusst die Fahrgeschwindigkeit das Lenkgefühl?

Die Fahrgeschwindigkeit hat eine signifikanten Wirkung auf das Lenkgefühl eines Fahrzeugs. Bei langsamer Fahrt reagiert der PKW in der Regel direkter auf Bewegungen. Kleine Bewegungen führen zu größeren Veränderungen der Fahrtrichtung. Es werden Unebenheiten und Fahrbahnveränderungen besser wahrgenommen. Bei niedriger Geschwindigkeit hat der Fahrer mehr Zeit, auf veränderte Bedingungen zu reagieren und das Auto zu stabilisieren.

Mit zunehmender Geschwindigkeit wird der Lenkmoment indirekter. Größere Lenkradbewegungen sind erforderlich, um die gleiche Änderung der Fahrtrichtung zu erzielen. Kleinere Unebenheiten und Veränderungen der Fahrbahn werden weniger deutlich wahrgenommen. Bei größerer Geschwindigkeit lässt die Reaktionszeit des Fahrers nach und es ist schwieriger, das Fahrzeug schnell und präzise zu manövrieren.

Neuere Fahrzeuge sind oft mit Lenkassisstenzen, wie einen Lenkwinkelsensor oder Drehmoment bei elektromechanischer Lenkung ausgestattet, die das Lenkgefühl beeinflussen können. Leider sind dies weitere Einzelteile die verschleissen.

Warum ändert sich der Wendekreis bei höherer Geschwindigkeit?

Der Wendekreis eines PKW ändert sich zwar nicht direkt mit der Geschwindigkeit, aber das Lenkverhalten und damit die Fähigkeit, enge Kurven zu durchfahren, wird bei mehr Geschwindigkeiten deutlich beeinflusst. Je schneller ein Auto fährt, desto größer wird die Zentrifugalkraft, die das Fahrzeug aus der Kurve nach außen drückt. Um dieser Kraft entgegenzuwirken, müssen die Räder stärker eingeschlagen werden. Bei größeren Geschwindigkeiten verändern sich die Eigenschaften der Reifen. Sie werden härter und bieten weniger Grip, was das Einlenken erschwert.  Die Abstimmung des Fahrwerks beeinflusst ebenfalls das Lenkverhalten. Sportliche Fahrzeuge sind oft so abgestimmt, dass sie auch bei großen Geschwindigkeiten gut zu beherrschen sind, während komfortabel abgestimmte Fahrzeuge eher zum Untersteuern neigen. Es spielen auch aerodynamische Kräfte eine Rolle. Diese können das Lenkverhalten positiv oder negativ beeinflussen, je nach Fahrzeugdesign.

Wie passt sich die Lenkunterstützung an die Fahrgeschwindigkeit an?

Die Lenkunterstützungssysteme  sind so konzipiert, dass sie sich an unterschiedliche Fahrgeschwindigkeiten anpassen und somit ein optimales Lenkgefühl bieten. Bei langsamer Fahrt ist die Unterstützung in der Regel stärker ausgeprägt. Das erleichtert das Manövrieren, beispielsweise beim Einparken oder in engen Kurven. Mit Beschleunigung wird die Lenkunterstützung allmählich reduziert. Dies führt zu einem direkteren Lenkgefühl und ermöglicht eine präzisere Fahrzeugführung. Die geschwindigkeitsabhängige Lenkunterstützung ist eine wichtige Technologie, die das Fahrverhalten moderner Fahrzeuge erheblich verbessert. Durch die Anpassung an die jeweiligen Fahrbedingungen wird ein optimales Zusammenspiel zwischen Komfort und Präzision erreicht.  Servotroniksensor erfasst die Fahrzeuggeschwindigkeit und dient als Grundlage für die Anpassung der Lenkunterstützung.