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Servolenkung: Wie die Technik funktioniert und wer sie erfunden hat

Eine ältere Frau sitzt hinter dem Lenkrad eines BMW.
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Gerade bei langsamer Fahrt und beim Einparken ist eine Servolenkung eine große Unterstützung.
  • Sebastian Oppenheimer
    vonSebastian Oppenheimer
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Eine Servolenkung kann Autofahrer beim Lenken unterstützen, da die Kraft mithilfe eines Elektromotors beziehungsweise einer Hydraulikpumpe verstärkt wird.

  • Der Erfinder der Servolenkung war Francis W. Davis
  • Man unterscheidet zwischen hydraulischen und elektrischen Servolenkungen
  • Moderne Servolenkungen sind mit den Stabilitätssystemen eines Fahrzeugs verbunden

Als Erfinder der Servolenkung gilt der amerikanische Ingenieur Francis W. Davis (91, † 1978). Die Geschichte der Servolenkung beginnt im Jahr 1926, als Davis das erste derartige Fahrerassistenzsystem vorstellte. Der Name „Servolenkung“ wird dabei vom Lateinischen „servus“ abgeleitet, was so viel wie „Diener“ oder „Sklave“ bedeutet. Davis meldete auch ein Patent dafür an. Verschiedene Autohersteller beziehungsweise sein Arbeitgeber Pierce Arrow in Buffalo (USA) zeigten sich von seiner Erfindung aber wenig begeistert, da die Herstellungskosten sehr hoch waren.

Nachdem die erste Servolenkung erfolgreich entwickelt worden war, wechselte Francis W. Davis zu General Motors, um dort die hydraulische Servolenkung weiter zu verbessern, deren zentraler Bauteil eine Pumpe ist. Durch das Einschlagen des Lenkrads in eine Richtung wird großer Druck erzeugt und die Lenkbewegung unterstützt. Der erste Pkw, der dann über eine Servolenkung verfügte, war der Chrysler Imperial von 1951. Die Lösung dafür basierte allerdings auf den Patenten von Francis W. Davis, die zu diesem Zeitpunkt bereits ausgelaufen waren.

Die Servolenkung: So funktioniert die Technik

Bei einer Servolenkung unterscheidet man zwischen einer hydraulischen (der Name „hydraulisch“ bedeutet dabei so viel wie Wasser) beziehungsweise einer elektrischen Servolenkung. Die Kraft, die vom Fahrer eingesetzt wird, wird dabei mit Hilfe eines Elektromotors beziehungsweise einer Pumpe verstärkt.

Die modernere Variante ist die elektrische Servolenkung, die über einen elektronisch geregelten Elektromotor verfügt. Das elektronische System steht mit der Lenkmechanik in Verbindung, wobei diese auf dem sogenannten Prinzip der Zahnstangenlenkung basiert. Zu den weiteren Komponenten zählen:

  • ein Servolenkgetriebe
  • Druckleitungen, wobei aufgrund des hohen Druckes ein spezieller Schlauch verwendet werden muss
  • ein Vorratsbehälter für die Flüssigkeit
  • ein Druckschalter

Sollte in die hydraulische Anlage Luft gelangen, so kann es zu einer Beeinträchtigung der Kraftübertragung kommen. Aus diesem Grund ist eine Entlüftung der Servolenkung in regelmäßigen Abständen sinnvoll.

Servolenkung: So funktioniert die hydraulische Variante

Die hydraulische Servolenkung des Erfinders Francis W. Davis besteht aus einer Torsionsfeder (der Name „Torsion“ bedeutet dabei so viel wie „verdrehen“), einer Steuerbüchse, Hochdruckleitungen, einem Hydraulikzylinder, dem Steuerventil, einem Ausgleichsbehälter für das Öl bzw. aus einer Pumpe, die vom Motor angetrieben wird. Schlägt der Fahrer das Lenkrad ein, so wird die Lenkkraft mit Hilfe eines Drehstabs auf das sogenannte Antriebsritzel übertragen. Drehstab und Drehschieber werden dabei verdreht und auch die Stellung der Steuernuten ändert sich. Der Einlass öffnet sich und das Öl, das von der Ölpumpe kommt, gelangt in den Arbeitsraum.

Der Druck hat dabei die Funktion, unterstützend auf den Arbeitskolben zu wirken. Dreht man das Lenkrad nicht mehr weiter, so gehen das Drehschieberventil beziehungsweise der Drehstab wieder in Neutralstellung, der Rücklauf öffnet sich und die Flüssigkeit gelangt in den Ausgleichsbehälter zurück. Bei Autos, die noch über keine Servolenkung verfügen, ist auch eine Nachrüstung möglich, wobei vor allem die elektrischen Systeme praktisch in jedes Auto passen. Zudem ist es wichtig, auch den Stand der Flüssigkeit beziehungsweise des Hydrauliköls von Zeit zu Zeit zu überprüfen, da sonst die Kraft möglicherweise nicht ausreichend übertragen werden kann und dadurch die Unfallgefahr ansteigt.

Moderne Servolenkungen sind an die Stabilitätssysteme des Fahrzeugs gekoppelt

Seit der Erfindung der Servolenkung durch Francis W. Davis wurde die Technik natürlich im Laufe der Zeit immer weiterentwickelt. Wie eine moderne Servolenkung funktioniert, erklärt der Autobauer Audi auf seiner Homepage. Moderne Servolenkungen sind auch mit den Stabilitätssystemen (zum Beispiel dem ABS – Abkürzung für Antiblockiersystem) verbunden. Dadurch kann das Auto auch in schwierigen Fahrsituationen besser unter Kontrolle gehalten werden. Würde die Bordspannung ausfallen, so bleibt ein Fahrzeug, das über eine elektro-mechanische Lenkung verfügt, dennoch steuerbar und erfüllt somit höchste Sicherheitsanforderungen.

Was den Wirkungsgrad beziehungsweise die Effizienz betrifft, ist die elektrische Servolenkung der hydraulischen überlegen, da sie viel weniger Energie verbraucht. Das ist darauf zurückzuführen, dass Energie nur dann benötigt wird, wenn der Fahrer auch tatsächlich lenkt. Da eine elektrische Servolenkung auf Hydraulik und Öl beziehungsweise Flüssigkeit verzichtet, ist sie auch wartungsfrei. Alle Funktionen können zudem über ein Diagnosesystem überprüft werden. Sollte es zu einem Ausfall der Servolenkung kommen, so gibt es zwischen der Lenkstange und dem Lenkrad eine physische Verbindung. Fahrzeuge mit schwergängigen Lenkungen verfügen außerdem über zwei Pumpen.

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