Grundlagen der Fahrzeuglenkung und Radgeometrie

1. Die Lenkung: Mechanismus und Ausrichtung

Der Lenkmechanismus und die Ausrichtung der Räder durch den Fahrer müssen europäischen Sicherheitsstandards entsprechen, die sowohl die Zeit als auch die maximale Kraft regulieren, die auf das Lenkrad ausgeübt wird. Es handelt sich um ein Sicherheitssystem, das mit der Radaufhängung zusammenarbeitet; das Zusammenspiel beider sorgt für eine komfortable, präzise und sichere Fahrt.

Mechanische Komponenten

• Lenkgetriebe
• Lenkstockhebel
• Spurstangen

Das System unterstützt die Bewegung, sodass der Fahrer weniger Kraft aufwenden muss. Die Lenkwelle multipliziert das Drehmoment, um die Räder zu drehen. Übersetzungsverhältnis: Das Verhältnis zwischen dem Drehwinkel des Lenkrads und dem tatsächlichen Einschlagwinkel der Räder. Eine Erhöhung des Lenkradradius bei gleichbleibender Kraft erhöht das Drehmoment, verringert jedoch die Lenkübersetzung.

1.3. Lenkgetriebe

Das Lenkgetriebe reduziert und wandelt die Drehbewegung der Lenksäule um.

Bauarten

• Zahnstangenlenkung: Das am häufigsten verwendete System in Pkw. Die Lenksäule und das Lenkrad befinden sich hinter der Vorderachse. Das Spiel zwischen Ritzel und Zahnstange kann über eine Feder und eine Einstellschraube justiert werden.
• Schneckenlenkung: Wird oft in Fahrzeugen wie SUVs oder Vans eingesetzt, bei denen aus Platzgründen keine Zahnstangenlenkung möglich ist. Durch Drehen der Schnecke bewegt sich eine Mutter, die die Bewegung über einen Lenkhebel auf die Spurstangen überträgt.

Typen

• Schraube und Mutter
• Schraube und Gleitmutter mit Kugelumlauf
• Kugelumlauf- und Rollengewindetrieb mit gezahntem Sektor

1.4. Lenkgestänge

Das Lenkgestänge überträgt die lineare Bewegung des Lenkgetriebes auf die Radträger. Zahnstangenlenkungen benötigen hierfür weniger Komponenten als Schneckenlenkungen.

Komponenten

• Spurstangen: Stahlstangen mit Innengewinde an den Enden, die die Kugelgelenke verbinden.
• Spurstangenköpfe: Sie übertragen die Bewegung vom Lenkgetriebe auf die Radträger. Sie sind über Kugelgelenke mit der Zahnstange verbunden, um Dreh- und Winkelbewegungen der Radaufhängung auszugleichen. Durch Drehen der Spurstangen kann die Konvergenz und Divergenz eingestellt werden.

4. Radgeometrie und Winkel

• Parallelität (Konvergenz/Divergenz): Beschreibt die Ausrichtung der Räder einer Achse zueinander. Ziel ist ein paralleler Lauf bei Fahrt, um Verformungen in den Silentblöcken auszugleichen.
• Sturz (Camber): Die Neigung des Rades gegenüber der Vertikalen. Er kann positiv, null oder negativ sein.
• Nachlauf: Der Winkel, den die Lenkachse zur Vertikalen bildet. Er verringert den Rollradius und unterstützt die Rückstellung der Räder in die Geradeausfahrt.
• Spreizung: Der Winkel zwischen der Radachse und dem Federungssystem.
• Nachlaufwinkel: Ist die Drehachse vor der Radmitte (positiv) oder dahinter (negativ) positioniert.