Die Erfindung, die das Lenken leichter machte

Prof. Dr.-Ing. Uwe Janoske leitet den Lehrstuhl für Strömungsmechanik in der Fakultät für Maschinenbau und Sicherheitstechnik – © UniService Third Mission

Die erste Servolenkung wurde durch Francis Davis erfunden. Wodurch wurde denn das Lenken einfacher?

Uwe Janoske: „Zur Reduktion der Lenkkräfte nutzt Davis eine hydraulische Unterstützung. Dafür nutzt er ein eigens entwickeltes System, das die mechanische Lenkung ergänzt.“

Wie funktioniert denn dieses hydraulische System?

Uwe Janoske: „Systeme, wie Sie in hydraulischen Pressen eingesetzt wurden, die nur bei Bedarf Druck aufgebaut haben, zeigten viele Dichtungs- und Leckageprobleme. Davis entwickelte deshalb ein spezielles System, das ständig Öl drucklos pumpte und bei Bedarf, d.h. bei Lenkbewegungen, Druck aufbaute und somit die Lenkkräfte reduzierte.“

© Bergische Universität

Technisch gesehen ist der Begriff Servolenkung eigentlich nicht richtig. Warum nicht?

Uwe Janoske: „Bei den meisten Lenkungen dient die Hydraulik nur als Unterstützung und Zusatz zu der mechanischen Lenkung. Eine Servolenkung, basierend auf einer rein hydraulischen Lenkung wird meist nur in Spezialanwendungen (Traktoren, Mobilkrane) eingesetzt. Deshalb ist der Begriff der Lenkhilfe eigentlich passender.“

Davis arbeitete nach seiner Erfindung bei General Motors. Die lehnten aber die Einführung der Servolenkung ab. Warum?

Uwe Janoske: „Davis arbeitete intensiv an der Weiterentwicklung der Servolenkung bei General Motors. Er arbeitete an zahlreichen Details und Feinheiten zur Erhöhung des Lenkgefühls, so dass die Entwicklung im Jahr 1933 quasi serienreif war. Allerdings waren die geplanten Stückzahlen durch die Weltwirtschaftskrise so gering, dass die Werkzeug- und Fertigungskosten zu hoch waren und GM einen Einsatz in der Serie verwarf.“

Erst 1951, also 25 Jahre nach der Erfindung, führte Chrysler als erster Automobilhersteller im Chrysler Imperial eine Hilfslenkung ein. Warum erst so spät?

Uwe Janoske: „Davis entwickelte ab 1936 das System bei der Firma Bendix, durch den nahenden zweiten Weltkrieg verzögerte sich abermals der Einsatz in PKWs. Allerdings konnte er Militärfahrzeuge mit dem System ausrüsten, der Durchbruch im PKW Bereich musste allerdings bis 1951 warten.“

General Motors stellten 1952 auf Davis basierenden Forschungen ihre eigene Hilfslenkung vor, die aber ein Jahr später bereits durch die sogenannte Packard-Gemmer-Lenkung des Autoherstellers Packard Motor Car Company abgelöst wurde. Warum setzte sich schließlich dieses Prinzip durch?

Uwe Janoske: „Bei der Lösung von Davis war die Lenkhilfe an der Lenksäule angebracht, so dass Beschädigungen, z.B. durch Lenkbewegungen im Stand, möglich waren. Bei der Packard-Gemmer Lösung wurde durch die Montage am Fahrgestell dieses Problem umgangen, so dass die Lösung sich im weiteren Verlauf durchsetzte.“

Elektrohydraulische Servolenkung – © CC BY-SA 3.0

Nun gibt es ja den elektrischen Antrieb, den elektrohydraulischen Antrieb sowie den elektromechanischen Antrieb für die Servolenkung. Seit den 2000er Jahren hat allerdings der elektromechanische Antrieb im Pkw die Systeme mit hydraulischem Antrieb verdrängt. Warum?

Uwe Janoske: Der elektromechanische Antrieb hat den Vorteil, dass die Komponenten der Hydraulik, inkl. dem Hydrauliköl entfallen. Dadurch werden Leckagen gänzlich vermieden. Der elektromechanische Antrieb unterstützt die Lenkbewegungen des Fahrers und reduziert die Lenkkräfte.

Heute setzen erste Autohersteller bereits sogenannte Steer-by-Wire-Systeme ein, bei denen die mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und Rädern komplett entfällt, die Lenkbefehle werden elektronisch übertragen und elektrisch umgesetzt. Das macht noch mehr Sicherheitsfunktionen möglich – bis hin zum autonomen Fahren. Ist das die Zukunft?

Uwe Janoske: „Erste Systeme gehen 2026 in Serie. Durch die direkte Ansteuerung ergeben sich neue Möglichkeiten des autonomen Fahrens und durch den Wegfall der Lenksäule auch neue Gestaltungsmöglichkeiten von Fahrzeugen, so dass weitere Systeme in der Zukunft folgen werden.“

Uwe Blass

Prof. Dr. Ing. Uwe Janoske © UniService Third Mission

Über Prof. Dr.-Ing. Uwe Janoske

Prof. Dr.-Ing. Uwe Janoske leitet den Lehrstuhl für Strömungsmechanik in der Fakultät für Maschinenbau und Sicherheitstechnik an der Bergischen Universität.