Die Lenkung im Auto

Sitzt man im Auto, sieht man zumeist nur das Lenkrad mit seinen verschiedenen Funktionen und im günstigsten Fall noch die verblendete Lenksäule, in der auch die Elektronik verbaut ist. Doch hinter dem Armaturenbrett und der Lenksäule versteckt sich ein komplexes System verschiedenster Bauteile, die es heutigen Fahrzeugen ermöglichen präzise Lenkbewegungen auszuführen.

Was zuerst kommt

Möchte man herausfinden, wie die Lenkung am Auto funktioniert, sollte man sich zunächst die Aufhängung der Vorderräder ansehen, denn üblicherweise ist hier die Lenkung angebracht. Dabei sieht man, dass sich diese keinesfalls an einer starren Achse befinden. Vielmehr sind sie an den sogenannten Spurstangen angebracht, die dafür sorgen, dass sich die Lenkbewegung auf die Räder überträgt. Da bei der Lenkung aber eine radiale Bewegung in eine lineare umgewandelt werden muss, ist die Lenksäule, also der Teil, der am Lenkrad befestigt ist, mit einem weiteren Teil verbunden, das der Lenkung schlussendlich auch den Namen verleiht: die Zahnstange.

Die Zahnstangenlenkung

Die Zahnstange sorgt bei der Lenkung für die Umwandlung der Lenkung in die lineare Bewegung. In Wesentlichen handelt es sich bei diesem Teil um eine Welle, die an ihrer Oberseite mit Verzahnungen versehen ist. Dort können die Zähne des, an der Lenksäule angebrachten, Zahnrads hineingreifen. Durch die Drehbewegung des Zahnrades wird die Zahnstange also je nach Drehrichtung in die entsprechende Richtung "vorgeschoben". Wie stark oder schwach die Lenkung eines Autos ist, wird maßgeblich von der Übersetzung dieser zwei Teile bestimmt.

Die Spurstangen

Damit die Räder schlussendlich die Lenkbewegung ausführen, muss die Linearbewegung der Zahnstange jetzt nur noch an die Spurstangen weitergegeben werden. Üblicherweise verfügt die Lenkung über zwei Spurstangen, von denen die hintere, kürzere von der Zahnstange angetrieben wird. Durch den Längenunterschied der Spurstangen wird ein Trapez, das sogenannte Lenktrapez, gebildet, das für zweierlei Sachen verantwortlich ist. Zum einen wird dadurch der maximale Lenkeinschlag begrenzt, zum anderen wird dadurch gewährleistet, dass sich die Räder beim Loslassen des Lenkrads automatisch in die Mittelposition begeben.

Die Servolenkung

Früher wurde die Lenkung der Autos nur mit den oben beschriebenen Teilen realisiert. Da der Reibwiderstand der Reifen sich aber umgekehrt-proportional zur Geschwindigkeit erhöht, muss für Lenkbewegungen bei kleinen Geschwindigkeiten viel Kraft aufgewendet werden. Damit die Lenkung auch unter diesen Umständen leicht von der Hand geht, wird die Lenksäule in heutigen Autos von der Zahnstange abgekoppelt und durch die Servolenkung ersetzt. Dies ist ein Hydraulikmotor, der die Bewegungen der Lenksäule auf die Zahnstange überträgt. Dies senkt den benötigten Kraftaufwand für den Menschen erheblich.