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⇨ definición de Lenkung (Wikipedia)
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Lenkung (n.f.)
Anführung, Bedienung, Beherrschung, Fahrtüchtigkeit, Führerschaft, Führung, Gewaltherrschaft, Herrschaft, Kontrolle, Kontrollen, Leitung, Lenkgetriebe, Macht, Steuerung, Steuerungsanlage, Zwangsherrschaft
Lenkung (n.f.) (Politik)
Behörde, Herrschaft, Obrigkeit, Staat, Führung (Politik), Gouvernement (Politik), Regierung (Politik)
Ver también
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Lenkung (n.) [Politik]
Amtsapparat; Beamtenapparat; Behördenapparat; Führung; Lenkung; Regierung; Behörde; Staat; Herrschaft[ClasseHyper.]
autorité politique (fr)[Classe]
(Ministerrat)[termes liés]
Lenkung (n.)
Lenkung (n.)
Einfluß; Einfluss; Macht[Classe]
dépendance (fr)[Classe]
caractère d'une personne autoritaire (fr)[Classe]
Geltung; Autorität[Classe]
(Revier; Gebiet; Territorium), (Angreifer)[termes liés]
tyrannisieren[Nominalisation]
Lenkung (n.)
Fahrtüchtigkeit; Lenkung; Steuerung[ClasseHyper.]
Fahrtüchtigkeit; Lenkung; Steuerung[ClasseHyper.]
Fahrtüchtigkeit; Lenkung; Steuerung[ClasseHyper.]
fahren, lenken[Nominalisation]
Lenkung (n.)
Wikipedia
Als Lenkung bezeichnet man die Beeinflussung der Fahrtrichtung von Fahrzeugen aller Art. Dieser Artikel beschäftigt sich mit der Lenkungstechnik von Landfahrzeugen.
Inhaltsverzeichnis |
Durch die Lenkeinrichtung lässt sich ein nicht schienengebundenes Fahrzeug in eine gewollte Richtung steuern. Die Räder nehmen bei jedem Lenkeinschlag eine durch die Fahrwerksgeometrie bestimmte Stellung zueinander ein. Die Lenkung ermöglicht auch unter dem Einfluss von Bodenunebenheiten, negativen und positiven Beschleunigungen, Seitenkräften und der Witterung ein exaktes und sicheres Lenken. Der Winkel zwischen Radebene und Geradeauslaufstellung wird als Lenkwinkel bezeichnet. Das Lenkradmoment ist dem Lenkwinkel entgegengerichtet und ist ein von der Geschwindigkeit abhängiges Drehmoment an der Lenksäule.
Folgende Anforderungen werden an die Lenkung gestellt:
Bei einspurigen Fahrzeugen (z. B. Motorrad) wird direkt über die Vorderradaufhängung und beim Anhängerfahrzeug durch Drehen der ganzen Achse gelenkt. In mehrspurige Kraftfahrzeuge werden vorzugsweise Achsschenkellenkungen eingebaut. Sie bieten eine hohe Standsicherheit sowie gute Fahrstabilität und haben einen geringen Raumbedarf.
Es gibt viele verschiedene Lenkungsarten die abhängig von der Zahl der Räder, Achsen und dem Einsatzzweck verwendet werden. Am bekanntesten bzw. am häufigsten anzutreffen ist die Vorderradlenkung. Sie findet sich bei PKW, LKW, und Krafträdern.
Bei der Schwenkachslenkung erfolgt die Lenkung durch das Schwenken einer Starrachse, meist der Vorderachse. Die drehbare Verbindung von Achse zum Fahrzeug erfolgt mittels eines Bolzens oder eines Drehgestells (auch Drehschemel). Bei gezogenen Fahrzeugen wird die Lenkkraft über eine so genannte Deichsel auf die Vorderachse übertragen.
Nachteile der Schwenkachslenkung sind vor allem die Kippneigung des Fahrzeugs bei Volleinschlag wie auch die Rückwirkung von Radkräften auf die Lenkung und die damit verbundene Instabilität.
Klassische Vertreter der Schwenkachslenkung sind Pferdekutschen und mehrachsige Anhänger, aber auch die Seifenkiste. An kurzgekuppelten Hängerzügen werden mehrere Drehschemel (auch Drehkranz) verwendet. Dabei wird die Achse um verschiedene vertikale Drehpunkte bewegt, um dadurch ein Anschlagen der Fahrzeugecken an die Zugmaschine zu verhindern. Eisenbahnwaggons mit Drehgestellen bewegen sich nach demselben Prinzip.
Bei der Knicklenkung wird das Fahrzeug in zwei Hälften geteilt, die jeweils auf einer starr mit ihnen verbundenen Achse laufen und durch ein Drehgelenk miteinander verbunden sind. Diese Form der Lenkung bietet mehr Stabilität als die Schwenkachslenkung. Sie ist aber nur für Fahrzeugtypen geeignet, die funktionell in zwei separate Elemente aufgeteilt werden können, die nur über das Gelenk verbunden werden müssen.
Die Knicklenkung wird vor allem bei Bau- und Arbeitsmaschinen eingesetzt.
Bei Kettenfahrzeugen oder Kraftfahrzeugen, die bauartbedingt keine gelenkte Achse haben, wird die Panzerlenkung eingesetzt. Die Lenkbewegung resultiert aus unterschiedlichen Drehzahlen der beiden angetriebenen Seiten. In der einfachsten Form geschieht dies durch eine Lenkbremse mit Bremsbändern, die jedoch schnell verschleißen. Daher wird meist ein aufwendiges Überlagerungslenkgetriebe verwendet, das auch die Antriebsverluste minimiert. Die Panzerlenkung wird hauptsächlich bei Panzern, Baggern, Planierraupen und Kompakt- bzw. Hofladern verwendet.
Die Gabellenkung ist die einfachste Form der Einzelradlenkung und kommt bei einspurigen Fahrzeugen (Fahrrädern, Motorrollern) oder Dreirädern (auch manche Rollstühle und auch Gabelstapler) zur Anwendung, bei denen das in einer Gabel geführte einzelne Vorder- oder auch Hinterrad direkt angelenkt wird. Ihr Vorteil besteht in der seitlichen Symmetrie, das Lenkverhalten ist in beide Richtungen gleich.
Die Achsschenkel-Lenkung, bei der jedes Vorderrad einer Achse für sich gedreht wird, wurde 1816 von dem Deutschen Georg Lankensperger als Hofwagner in München erfunden. Er ließ sie in England von dem Kunsthändler Rudolph Ackermann patentieren, weshalb sie dort unter dem Begriff "A-Steering" geführt wurde. Der theoretisch richtige Winkel der Vorderräder wird Ackermann-Winkel genannt. Die Achsschenkellenkung wurde im Jahr 1875 von Amédée Bollée (fr. Patent) und Carl Benz 1891 unabhängig voneinander neu erfunden[1].
Sie unterscheidet sich damit von der bei Kutschen üblichen drehbaren Deichsel mit Drehschemel-Lagerung.
Seit der Erfindung des Kraftfahrzeugs wird die platzsparende Achsschenkel-Lenkung in diesem verwendet.
Bei der Achsschenkellenkung entsteht nun das geometrische Problem verschiedener Kurvenradien der beiden angelenkten Räder. Um eine saubere Kurvenfahrt zu erreichen, muss jedes Rad auf einer eigenen Kreisbahn um den Kurvenmittelpunkt abrollen. Bei Schwenkachslenkung mit Starrachse ist dies automatisch der Fall. Bei der Einzelradlenkung jedoch muss das außen liegende Rad einen größeren Kreisbogen beschreiben als das innere. Dies erreicht man z. B. mittels eines Lenktrapezes, bestehend aus Achskörper, Spurstange und zwei Lenkhebeln. Diese Bauteile bilden so genannte Lenkvielecke (Lenkdreiecke, Lenkvierecke) und bewirken, dass die Verlängerungen aller Radachsen sich im Kurvenmittelpunkt schneiden (Ackermann-Prinzip). Für die Lenkung selbst wird meist die Achsschenkellenkung verwendet. Auf dem Achskörper befindet sich der um den Achsschenkelbolzen drehbare Achsschenkel, der wiederum das Rad trägt.
Die Stellung des Achsschenkelbolzens erlaubt weitere Verbesserungen der Stabilität und Lenkbarkeit. Durch Spreizung, das heißt Neigen des Achsschenkelbolzens, sodass sich die Verlängerung desselben dem Aufstandspunkt des Rades nähert, erhält man weniger Lenkwiderstand und weniger Rückwirkung der Räder (z. B. durch Bremsen) auf die Lenkung. Durch Nachlauf, das heißt Neigen des Achsschenkelbolzens, sodass sich die Verlängerung desselben in Fahrtrichtung vor dem Aufstandspunkt des Reifens befindet, erreicht man eine automatische Rückstellung in den Geradeauslauf. Durch eine leichte Vorspur, die Räder stehen nicht parallel, sondern schließen sich in Fahrtrichtung, verbessert man den Geradeauslauf.
Die Achsschenkellenkung vermeidet die Nachteile der Schwenkachslenkung wie Kippneigung und starke Rückwirkung der Räder auf die Lenkung, man kann damit auch mehrachsig gelenkte Fahrzeuge realisieren.
Anwendungsgebiete der Achsschenkellenkung sind Vorderachslenker wie Personenkraftwagen, Lastkraftwagen und Zugmaschinen, aber auch hinterachsgelenkte Fahrzeuge wie Gabelstapler oder Erntemaschinen. Auch beim Motorrad Yamaha GTS 1000A kam diese Lenkung Anfang der neunziger Jahre zum Einsatz. Sie hat sich aufgrund der höheren Verwindungssteifigkeit und der Möglichkeit, die Geometrie individuell anzupassen auch für Motorradgespanne als die optimale Lösung erwiesen.
Das Lenktrapez ermöglicht unterschiedliche Einschlagwinkel der Vorderräder, wobei das kurveninnere Rad - abhängig von Fahrzeuggeometrie und Lenkeinschlag - zwischen Null und einige Grad mehr einlenkt (Spurdifferenzwinkel). Dies vermindert das "Radieren" der Reifen.
Das Lenktrapez ermöglicht die einfache Einstellung eines Spurdifferenzwinkels, liefert aber nur für max. 2 Einschlagwinkel die exakten geometrischen Verhältnisse; für alle anderen Einschlagwinkel kann das Lenktrapez die exakte Geometrie nur annähern.
Zur Ermittlung des Lenktrapezes gilt in erster Näherung die Faustregel, dass sich die Drehpunkte der Lenkhebel bei Geradeausstellung in der Mitte der Hinterachse treffen sollen (siehe obige Abbildung). Detaillierte Berechnungen zum Lenktrapez mit Hilfe eines einfachen EXCEL-Programms findet man in den Weblinks.
Es gibt viele verschiedene Lenkungsarten die abhängig von der Zahl der Räder, Achsen und dem Einsatzzweck verwendet werden. Am bekanntesten bzw. am häufigsten anzutreffen ist die Vorderradlenkung. Sie findet sich bei PKW, LKW, und Krafträdern.
(1) Eigenlenkung:
Die Einlenkung eines Fahrzeuges wird durch einen sogenannten Einlenkkoeffizienten beschrieben. Dieser Koeffizient beschreibt dabei die integrale Ableitung des Lenkungsweges und der damit zurückgelegten Strecke des Rades in Bezug auf die z-Koordinate.
Dieser Koeffizient ist für die verschiedenen Fahrzeuge der Marke VW konstant:
Die Lenkdrehachsen an jedem Rad sind leicht (ca. 5 bis 8 Grad) nach innen schräg zur Fahrzeuglängsachse gegenüber einer Senkrechten zur Fahrbahn angeordnet. Beim Einschlagen der Räder bewirkt die Spreizung, dass das Fahrzeug vorne minimal angehoben wird.
Unter Rückstellmoment versteht man die Rückstellung der Räder zum Ausgangspunkt, also in gerader paralleler Stellung zum Fahrzeug. Das Rückstellmoment muss dann eintreten, wenn der Fahrzeugführer das Lenkrad loslässt. Diese Automation ergibt sich durch die Bauart der Lenkung mit der Spreizung der Lenkdrehachsen. Durch die Gewichtskraft des Fahrzeugs entsteht ein Moment, welches die selbstständige Rückstellung der Räder zur Geradeausfahrt bewirkt. Die Lenkung wird in die Ausgangsstellung gedrückt. Diese Rückführung der Lenkung ist laut Straßenverkehrsordnung vorgeschrieben.
Neben diesem statischen Rückstellmoment, das auch ohne das Vorhandensein von Reifenseitenkräften auftritt, gibt es ein weiteres Rückstellmoment, das aus dem konstruktiven Nachlauf sowie dem so genannten Reifennachlauf resultiert. Dabei erzeugen die Reifenseitenkräfte, deren Verteilungsschwerpunkt im Reifenlatsch einen Abstand zum Durchstoßpunkt der Lenkachse durch die Fahrbahnebene (Nachlauf) hat, ein Drehmoment, das den Radlenkwinkel zu reduzieren versucht. Da die Reifenseitenkraft bei niedrigen Querbeschleunigungen proportional dem Reifenschräglaufwinkel ist, nimmt das Rückstellmoment bei Rückkehr der Räder in Neutralstellung (Radlenkwinkel = 0) wieder ab, vorausgesetzt, der Fahrzeugschwimmwinkel (Winkel zwischen Fahrzeuglängsachse und momentaner, horizontaler Bewegungsrichtung des Fahrzeugaufbaus) ist ebenfalls Null.
Unter einem positiven Lenkrollradius (Lenkrollhalbmesser) bezeichnet man die positive Differenz aus Spurbreite - Lenkspurweite (siehe Darstellung). D.h. der Abstand der Durchstoßpunkte der Lenkachse(n) durch die Fahrbahnebene ist kleiner als die Spurbreite. Bei modernen Vorderachskonstruktionen hat sich mittlerweile auch ein negativer Lenkrollradius etabliert, bei dem die Spurbreite kleiner ist als die Lenkspurweite. Die Gründe hierfür liegen in einer besseren Fahrzeugstabilität bei µ-split-Bremsungen durch ein längskraftinduziertes Lenkmoment und eines damit einhergehenden Giermomentenaufbaus, der dem Längskraftdifferenzbedingten Giermoment entgegenwirkt. Bei Bremsungen auf sog. µ-split-Verhältnissen (links/rechts unterschiedlich hoher Reibwert µ) tritt grundsätzlich das Problem auf, dass aufgrund der unterschiedlichen Längs-/Bremskräfte ein Giermoment (Moment um die Hochachse) entsteht, das das Auto instabil werden lassen kann und es in Richtung Hoch-µ-Seite dreht. Durch den negativen Lenkrollradius wird allein aufgrund der unterschiedlichen Längskräfte ein Lenkmoment erzeugt, das die Räder in die Gegenrichtung (in Richtung low-µ-Seite) einschlagen lässt. Somit wird ein Gegengiermoment zur Abstützung des Längskraftdifferenz-bedingten Giermomentes erzeugt und die Belastung des Fahrers hinsichtlich Gegenlenkens gesenkt. Darüber hinaus kann die Auslegung der Fahrdynamikregelsysteme für diesen Fall weiter in Richtung Bremswegverkürzung optimiert werden, da der Zielkonflikt zwischen Stabilität und Bremsweg durch diesen lenkungskonstruktiven Ansatz abgeschwächt wird.
Beim Lenkrollradius Null (Mercedes W116, W123 und W126) trifft die verlängerte Lenkachse die Fahrbahn genau in der Mitte der Reifenaufstandsfläche. Der Einfluss von Bremskräften auf die Lenkung ist gering.
Hier handelt es sich im Prinzip um das Lenken eines einachsigen Fahrzeuges mit Starrachse durch verschiedene Brems- oder Antriebskräfte an beiden Rädern. Ein motorgetriebenes Fahrzeug mit Lenkbremse benötigt deshalb zwingend ein Differentialgetriebe. Dabei werden jeweils ein oder alle Räder einer Fahrzeugseite gebremst, während die anderen ungebremst durch das Differentialgetriebe schneller drehen. Dadurch ergibt sich der Vorteil unter anderem eines kleineren Wendekreises.
Lenkbremsung kommt zur Anwendung bei Rollstuhl, Kettenfahrzeug, Zugmaschine mit wenig Vorderachslast, bei Traktoren zusätzlich zur Achsschenkellenkung.
In heutigen mehrspurigen Kraftfahrzeugen wird beinahe ausschließlich die Achsschenkellenkung, meist in Verbindung mit einer Einzelradaufhängung verwendet. Dabei entfällt ein durchgehender Achskörper, eine geteilte Lenkstange ersetzt die Spurstange und statt des Achsschenkelbolzens findet man eine Drehachse aus Federbein und Stützlager (Domlager). Die Lenkkraftübertragung erfolgt vom Lenkrad über die Lenksäule auf ein Lenkgetriebe, von dort auf die Lenkstange über die Lenkhebel auf die Achsschenkel. Um mit geringen Lenkbewegungen und geringer Kraft die aufgrund immer schwererer PKWs und immer breiterer Reifen immer größeren Lenkkräfte aufzubringen, kommt in den meisten Fällen ein Lenkkraftverstärker, die Servolenkung, bei schweren Nutzfahrzeugen auch die vollhydraulische Lenkung, zum Zug. Immer öfter treten auch Fahrzeuge mit mehreren gelenkten Achsen auf, teils um die Manövrierbarkeit zu erhöhen wie bei Bussen und LKWs, aber auch im Rahmen von Stabilitätsprogrammen bei PKWs. Die Lenkgeometrie wird dabei durch geeignete Lenkgetriebe oder auf elektronischem Wege erreicht. Siehe hierzu auch: Dynamiklenkung, Aktivlenkung
Normierende Vorgaben für die Lenkanlagen von Kraftfahrzeugen und Kraftfahrzeuganhängern für den Straßenverkehr in Europa sind die EG-Richtlinien 70/311/EWG und 75/321/EWG sowie die damit äquivalente ECE-Regel ECE-R 79. Die deutsche Straßenverkehrs-Zulassungsverordung verweist ihrerseits in §38(2) "Lenkeinrichtung" und dem zugehörigen Anhang auf diese EG-Richtlinie.
In Bezug auf das ganze Fahrzeug gibt es verschiedene Lenkarten:
Zur Übertragung der Lenkbewegung des Wagen- oder Fahrzeuglenkers auf die Achslenkung und Räder besitzen Fahrzeuge ein Lenkgetriebe oder einen Stellantrieb:
Siehe auch: Themenliste Fahrzeugtechnik, Lenkung von Flugzeugen: Flugsteuerung, Lenkung von Schiffen: Ruder
Die bekanntesten Hersteller solcher Lenkungen sind:
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