Hi Kenner,
ich grüble schon seit langem darüber, wie eigentlich die Servolenkung arbeitet. Einerseits nimmt sie die Information, wohin der hydraulische Druck hinsteuern soll aus dem Lenkeinschlag, andererseits aber ist ja bereits eben jener Lenkeinschlag bereits schon servounterstützt.
Kurz: Die Wirkung scheint gleichzeitig mit deren Anforderung einzusetzen. Wie? (*schulterzuck*)
Vielen Dank schon mal an alle…
R o b.
Hallo !
Im Prinzip so :
Die Servolenkung erleichtert das Steuern bei langsamer Fahrt.
Je schneller das Kfz fährt, umso weniger hilft die Servolenkung, da es bei hohen Geschwindigkeiten (geringer Auflagedruck der Reifen) und Erleichterung durch die Servolenkung zu nicht zu kontrollierenden Ausschlägen durch den Fahrer käme. Also, bei hoher Geschwindigkeit arbeitet die Servolenkung nicht mehr als Hilfe, sondern als Steuerverzögerung.
Grundsätzlicher Aufbau :
Eine Druckölpumpe versorgt ein Steuerventil. Dieses läßt, je nach Rechts- oder Linkseinschlag am Lenkrad, das Drucköl in die entsprechende Druckleitung zum Arbeitszylinder fließen. Bei allen Arten der Servolenkung wird durch die Lenkspindeldrehung ein Steuerkolben oder Steuer-Drehschieber betätigt.
Es gibt die Servolenkung mit Drehstab und die Servolenkung mit Steuerlineal.
Und natürlich noch andere, speziele Systeme wie die hydrostatische Lenkung.
Eine genaue Beschreibung der Systeme funzt nur mit Zeichnungen.
Gruß Max
Hallo zusammen,
hier noch etwas anschauliches zum Thema.
Die elektrische, wie auch die hydraulische sind beschrieben.
http://www.kfz-tech.de/ElektrischeServolenkung.htm
Gruss Wolfgang
Hmmm… Das klärt leider nicht meine Frage…
Hallo Wolfgang und Max,
Danke für Eure Antworten und den Link. Leider aber behandelt das nicht meine Frage. Ich versuche es noch einmal genauer - vielleicht hatte ich mich unklar ausgedrückt:
Die Lenksspindel ist auch bei einer hydr. Servolenkung noch via Zahnstange direkt (!) mechanisch mit dem Radlenker verbunden. In der „Erklärung“ im Internetz (http://www.kfz-tech.de/HydraulischeServolenkung.htm) lautet der entscheidende Satz: „Schon bei leichtem Drehen am Lenkrad verbindet dieser den größer werdenden Druckraum mit dem Vorlauf und gleichzeitig den anderen mit dem Rücklauf.“
Das hieße also, daß „schon bei leichtem Drehen“ Abläufe in Gang gesetzt werden, die die aufzuwendende Lenkkraft verringern sollen. Um aber da erst einmal hinzukommen muß ich ja eben schon am Lenkrad drehen, wenn auch nur sehr wenig. Das hieße also, daß die ersten Grade Drehwinkel am Lenkrad ohne Servounterstützung erfolgen, da ja erst nach dem leichten Drehen das Ventil öffnet und den Lenkvorgang unterstützt.
Woher aber „weiß“ der Druckregler nun, ob ich die Räder weiter einschlagen will? Wenn sie es nicht weiß und einfach weiter Druck gibt, dann müßte ich ja eine servo-verursachte automatische Drehbewegung am Lenkrad wiederum leicht abbremsen.
Ich versuche noch einmal, zusammenzufassen:
Eingabe- und Steuerelement sind offensichtlich identisch! Wie kann da eine Steuerunterstützung wirken???
Viele Grüße ;o)
R o b.
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Hi Rob,
irgendwie verstehst Du da was falsch. Die Bewegung des Lenkrades ist nicht Servounterstützt, sondern die abgegebene Kraft des Lenkgetriebes. Zum drehen am Lenkrad benötigen wir Gott sei Dank noch keine kraftbetriebene Unterstützung, das geht noch locker mit Muskelschmalz 
Gruss Sebastian
Sorry, immer noch nich… :o(
Hi Sebastian,
dank Dir für die Nachricht, aber diesmal hast Du was falsch verstanden:
Mir ist schon klar, daß die Servounterstützung auf die Lenkstange (also die starre Querverbindung der drehgelagerten, einzelnen Vorderradaufhängungen) einwirkt und nicht auf das Lenkrad. Allerdings spielt diese Unterscheidung gar keine wesentliche Rolle, da auch bei hydr. servounterstützten Lenksystemen das Lenkrad über die Lenkspindel direkt mit der Lenkstange verbunden ist (ich erwähnte dies bereits!), was dafür sorgt, daß bei einem Druckabfall der Hydraulik die Lenkkräfte weiterhin übertragen werden.
Damit bleibt die von mir nun hinreichend beschriebene Problematik bestehen, was nicht bedeutet, daß es keine Erklärung gibt (schließlich funktioniert das Prinzip ja), allein eine ERKLÄRUNG die die von mir behandelte Frage erörtert liegt in diesem Thread noch nicht vor. Sorry.
Viele grüße vom noch immer rad-suchenden ;o)
R o b.
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Hi Rob,
sorry, ja, da habe ich zu schnell gelesen.
Aber solange die Druckventile sensitiv genug ausgelegt werden, entsteht diese Problematik doch garnicht. Ich drehe am Lenkrad, das Ventil öffnet. Ich drehe weiter am Lenkrad, das Ventil bleibt geöffnet (sogar bis zum Endanschlag, wo es dann pfeift). Oder ich drehe nicht weiter am Lenkrad, das Ventil schliesst wieder.
Oder aber ich verstehe Deine Frage wirklich nicht
Gruss Sebastian
Laß es uns noch einmal versuchen…
Okay, also jetzt versuche ich es mal ganz ganz genau und ausführlich :o)
Begriffe:
Lenkspindel: Die Welle mit dem Lenkrad auf der einen Seite und dem kleinen Zahnrad oder der Zahnschnecke am anderen Ende.
Lenkstange: Die Querverbindung der beiden Vorderräder, die den Radeinschlagwinkel auf die Radaufhängung überträgt. In einem einfachen Modell sei hier die Zahnstange direkt eingefräst.
Zahnstange: Das Element, das die Kraft von dem Zahnrad bzw. der Zahnschnecke der Lenkspindel auf die Lenkstange überträgt.
1.
Ein handelsübliches Kfz mit hydraulischer Servolenkung: Das Lenkrad wirkt direkt auf die Vorderräder! Wenn der Motor und damit die Servounterstützung aus ist lassen sich die Räder über das Lenkrad ohne Zuhilfenahme des (drucklosen) hydraulischen Systems nach wie vor einlenken, natürlich bei erhöhtem Kraftaufwand.
Das Servosystem ist also auf ein konventionelles Lenksystem hinzugefügt, quasi aufgesetzt.
2.
Der Geber, der das unter Druck stehende Hydrauliköl in den jeweils richtigen Zylinder prißt erhält seine Information (mit wieviel Druck in welchen Zylinder) über einen Sensor aus dem Lenkeinschlag!!!
3.
a1)
Wir exerzieren einen Lenkvorgang: Ich bewege das Lenkrad um eine Winzigkeit nach rechts.
a2)
Gleichzeitig (sic!), ich wiederhole, und das ist ganz ganz ganz ganz ganz ganz wichtig, also bitte genau beachten::: GLEICHZEITIG (!!!) schlagen die direkt kraftschlüssig verbundenen Räder um den entsprechenden Winkel ein.
b)
Der Sensor, welcher direkt an der Lenkspindel sitzt, erkennt den winzigen Rechtseinschlag.
c)
Der Sensor sagt dem Geber: „etwas Druck nach rechts“.
d)
Der Geber gibt schließlich mit einer minimalen Verzögerung Druck auf den entsprechenden Zylinder um die Lenkwirkung an der Lenkstange zu unterstützen.
4.
Aber Wozu? Warum wird jetzt noch die Lenkwirkung unterstützt, wo doch der Lenkvorgang durch das einschlagen des Lenkrades und der direkten Kraftübertragung bereits abgeschlossen ist???
Selbst wenn der Lenkvorgang noch nicht abgeschlossen wäre und ich noch weiter einlenken wollte, so könnten Sensor und Geber doch erst dann für den entsprechenden Druck auf den Zylinder sorgen, wenn ich diesen Wunsch durch das Einschlagen des Lenkrades erkennbar mache, und wenn das Lenkrad erst einmal weiter eingeschlagen ist, dann stehen die Räder doch (mittels des direkten Kraftschlusses mit der Lenkstange!!!) bereits in der gewünschten Position.
Versteht Ihr: Der Druckgeber gibt den Druck, der vom Lenkeinschlag vorgegeben wird. Aber dann ist es doch bereits zu spät, denn durch den immer noch direkt wirkenden Lenkeinschlag (!!!) sind die Räder doch dann bereits eingeschlagen und benötigen keine Servounterstützung, da in dem Moment wo sie den Druck auf den Zylinder geben wollen, der Lenkvorgang für diesen Moment schon abgeschlossen ist.
Noch eine Erklärvariante:
Lenkrad und Räder bewegen sich auch in einem Fzg. mit hydr. Servolenkung stets absolut synchron , egal ob der Motor läuft oder nicht. Der Sensor kann also immer nur messen, was auch bereits an den Rädern angekommen ist, und dann ist es doch für Lenkungsunterstützenden Druck viel zu spät… Oder nich? (*verzweifel*)
Das alles hat sicherlich irgendwo einen Fehler, da die Servolenkung sonst natürlich nicht wirken würde. Aber nach all der Lektüre zu diesem Thema und auch nach der Schemazeichnung und der „Erläuterung“ auf der gelinkten Seite wird dieses Thema nun mal nie besprochen und so bleiben die hier beschriebenen Fakten stets als solche stehen.
Ich hoffe, ich habe mich nicht allzu verworren ausgedrückt (*hoff-bet-fleh-heul*)
Es grüßt der
R o b.
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Hallo,
wenn ich Dich richtig verstehe, möchtest Du wissen, weshalb die Unterstützung schon bei der kleinsten Bewegung einsetzt, wo doch die Steuerventile erstmal aufgehen müssen.
Nun, die Antwort ist ganz einfach: das in der Lenkung immer vorhandene Spiel wird ausgenutzt. Wenn Du mal bei abgeschaltetem Motor (im Stand natürlich) versuchst, das Lenkrad zu bewegen, wirst Du feststellen, daß es einen kleine Bereich gibt, in dem sich das Lenkrad nahezu ohne Kraftaufwand bewegen lässt. Dies ist das erwähnte Spiel, was zum Schalten deer Steuerventile genutzt wird. Darum herum kommt ein BEreich, in dem sich im Stand die Räder noch nicht bewegen, in dem aber schon einiges an Kraft aufgewandt werden muß. Das Lenkrad scheint irgendwie zu ‚federn‘. Hier hast Du es mit der Elastizität der Räder zu tun, diese ‚verbiegen‘ sich ein wenig. Erst danach fängt der Bereich an, in dem die Räder sich wirklich bewegen (noch mehr Kraftaufwand nötig). Zentrum der Bereiche ist im Stand immer der aktuelle Lenkeinschlag.
Während der Fahrt sind die ‚äußeren‘ Bereiche normalerweise nicht zu merken, da zum einen die Räder sich nicht mehr so verbiegen (sie lassen sich ja durch die Fahrbewegung viel leichter lenken) und zum Zweiten eben schon im inneren Bereich die Servounterstützung einsetzt.
Einziger Haken an meinem Posting: ich bin kein Fachmann, deshalb warte ich hier auf deren Korrekturen, wenn ich Mist erzählt habe.
Axel
Servohydraulische Folgesteuerung
Hallo Rob,
Deine Frage ist mir sehr sympathisch. Ich habe mich auch immer gefragt, wie das genau funktioniert. Da beschloss ich, Maschinenbauingenieur zu werden 
Der Trick ist, das die Lenksäule nicht direkt starr mit der Lenkung verbunden ist, sondern starr mit dem Ventil (meist ein Drehschieber), das wiedererum elastisch (z.B. über einen Drehstab) mit dem der Lenkspindel („dem Rest der Lenkung“) verbunden ist.
Leitest Du jetzt eine Lenkbewegung ein, so verdrehst du zunächst einmal nur den Drehschieber elastisch im Gehäuse und die Lenkung bewegt sich zunächst kaum. Durch die Verdrehung des Schiebers öffnen sich hydraulische Leitungen, die Lenkung bewegt sich kraftunterstützt und durch diese Bewegungen werden die Kanäle wieder geschlossen (das Gehäuse des Drehschiebers ist nämlich mit „dem Rest der Lenkung“ verbunden, das Ventil schliesst sich also quasi von selbst).
D.h, so ganz genau folgt die Lenkung zunächst nicht den Lenkbewegungen, sondern zeitverzögert und zunächst verdrillst Du das System elastisch. Das ist aber durch Materialelastizitäten auch bereits bei einer rein mechanischen Lenkung der Fall.
Fällt die Hydraulik aus, so wird die Lenkung ohne Unterstützung über Ventilschieber und Drehstab betätigt, so dass Du weiterhin Lenken kannst.
Grüsse
Oliver
sorry das ich mich einmische…
So,
jetzt darf ich mal.
NEIN! Lenkrad und Räder bewegen sich nicht synchron.
In dem Moment, wenn Du an dem Lenkrad drehst, verdrehst Du unten
an der Lenkung über die Lenksäule im Lenkventil (hydr. Drehschieber-
Ventil) einen Torsionsstab. Dieser Stab hat den Zweck, eine Relativbewegung ziwschen den Ventilnuten zu erzeugen und somit einen
Ölstrom die Folge hat, die das Öl in die richige Seite des Zylinders
leitet und die Lenkbewegung unterstützt.
Bei uns hat der Stab eine Verdrehung von ± 7°, erst dann wird er mech. mitgenommen. Deshalb kannst Du auch im Stand lenken (ganz fein), ohne das sich was tutet. Erst ab den ± 7° nimmst Du die Räder mit!
Erst wenn Lenkradpos. und Radpos. identisch ist, fließt kein Öl mehr, da keine Relativebewegung mehr.
Das alles passiert in Bruchteilen von Sekunden!
Bei der el. Servolenkung funzt das ganze über Momentensensor anstelle von hydr. Drehschieber-Ventil.
Alln´s chlor?
Gruß vom Wolpi
Jaaaaaaa… Dat isset!
Hallo Wolpi und Oliver,
genau, das hatte ich gemeint. Nu bin ick schlauer. In der Lenkspindel resp. Lenksäule ist der direkte Kraftschluß an einer Sollelastizitätsstelle unterbrochen, an der nun die Torsionsdifferenz als Größe für den zur Lenkunterstützung zu gebenden hydraulischen Druck abgenommen wird. Diese Sollelastizitätsstelle ist so ausgeführt, daß sie bei Wegfallen der Hydraulikunterstützung imstande ist, die gesamten zum Lenken erforderlichen Kräfte zu übertragen. Mich wundert nur, daß es ganze 7° in jede Richtung sind. Das sollte bedeuten, daß bei aussem Motor ein Spiel von 14° zu spüren sind.
Daß die Maschinenbaufakultäten ihre Adepten derartigen Zusammenhängen verdanken können…
Vielen Dank an Euch für die Lösung meines Problems und an alle anderen für Geduld und Mühe.
Euer ;o)
R o b.