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Lenkgeometrie, Lenkkinematik 8 Bilder Zoom

Profiwissen: Räder in Pose

Nachlauf, Vorspur und Sturz bilden die diversen Stellungen der Lenkgeometrie. Sie verhindern, dass sich die Räder der Lenkachse unkontrolliert bewegen.

Achsen sind Bestandteil der Lenkung. Im Normalfall sind die Räder an der Vorderachse lenkbar gelagert, manche Fahrzeuge besitzen auch lenkbare Räder an mehreren Achsen. Ihre Achsanbindung besteht aus einer komplexen Geometrie exakt definierter Winkel.

Achsanbindung ist genau definiert

Die Geometrie muss so ausgelegt sein, dass die Räder den Führungskräften der Reifen und den Kräften beim Verzögern sowie Beschleunigen standhalten und diese in den Rahmen einleiten. Beim Lenkeinschlag bestimmt die Lenkgeometrie die Radstellung und überträgt die Kräfte zwischen Reifen und Fahrbahn auf das Lenkgestänge. Um zu vermeiden, dass die beweglich gelagerten Räder der Lenkachse kein Eigenleben entwickeln und unkontrolliert vor sich hin flattern, haben sie vor der Achsanbindung Haltung anzunehmen. Sie ist genau definiert durch Nachlauf, Vorspur, Sturz, Spreizung und Lenkrollradius.

Der Nachlauf gewährleistet, dass die Räder immer gerade in Fahrtrichtung stehen, solange der Fahrer nicht lenkt. Zu beschreiben ist er mit einer Tee- oder Einkaufswagen-Radstellung. Das Rad ist so montiert, dass der Achsschenkelbolzen schräg nach hinten zur Achse versetzt ist und seine Mittellinie vor der Radmitte auf den Boden trifft. Die eigentliche Radachse liegt hinter dem Drehpunkt der Radkonstruktion.

Das Rückstellmoment richtet das Rad geradeaus

Da das Rad in dieser Stellung gezogen wird, läuft es nach und stellt sich automatisch in Fahrtrichtung. Zustande kommt dieser Effekt, da bei Kurvenfahrt am Reifen eine Seitenkraft auftritt, die an einem Hebelarm angreift. Das dadurch entstehende Rückstellmoment richtet das Rad immer wieder geradeaus.

Der Nachlaufwinkel beschreibt die Stellung der Mittellinie der Lenkachse zum Mittelpunkt der Reifenaufstandsfläche. Bei Lastwagen liegt der Nachlaufwinkel normalerweise bei um die drei Grad. Die Vorspur tut ihr Übriges, damit die Räder nicht unkontrolliert an der Achse zappeln. Sie stehen daher nicht parallel zueinander, sondern sind in Fahrtrichtung nach innen geneigt. Definiert ist die Vorspur durch die Maßdifferenz gemessen an den Felgenrändern in Höhe der Radmitte. Zudem gleicht sie die durch den Rollwiderstand zwischen Reifen und Straße erzeugte Kraft aus, die bei Geradeauslauf das linke Rad nach links und das rechte Rad nach rechts drückt. Die Räder würden sonst auseinanderlaufen.

Bei angetriebenen Vorderrädern setzt ein entgegengesetzter Effekt ein. Die Antriebskräfte drücken die Räder nicht nach außen, sondern nach innen. Sie sind daher nach außen geneigt, man spricht von Nachspur.

Der Sturz bezeichnet die Stellung des Rads zur Fahrbahnebene

Die Posen der Räder innerhalb der Lenkgeometrie sind damit längst nicht erschöpft. So bezeichnet der Sturz die Stellung des Rads zur Fahrbahnebene. Ursprünglich sollte der Sturz im Kutschenbau verhindern, dass das Rad bei gelöster Radmutter abspringt. Neigen sich die Räder jeweils nach außen, ist von positivem Sturz die Rede, nach
innen geneigte Räder haben einen negativen Sturz.

Ein positiver Sturz mildert die von der Fahrbahn verursachten Stöße auf die Lenkungskomponenten ab, sorgt für einen gleichmäßigen Reifenabrieb und geringe Lenkkräfte. Bei negativem Sturz sind die Räder nach innen geneigt. Diese Position erhöht die Seitenführungskraft der Reifen. Normalerweise haben Lkw einen positiven Sturz mit einer Neigung von ein bis zwei Grad.

Spreizung beträgt etwa fünf Grad

Die Spreizung bestimmt die Neigung des Achsschenkelbolzens gegen die Fahrzeuglängsebene. Ihr Winkel beträgt etwa fünf Grad. Zusammen mit dem Sturz ergibt sich der Lenkrollradius. Er sorgt dafür, dass die Räder nach einer Kurvenfahrt von selbst in ihre Ausgangsstellung zurückgehen. Würde das Rückstellmoment fehlen, müsste der Fahrer nach einer Kurve das Lenkrad selbst zurückdrehen. Ein Gefühl für Fahrverhalten und Kurvengeschwindigkeit würde sich nicht einstellen. Eine weitere Gefahr käme hinzu: Wird die Lenkung im Kurvenauslauf nicht rechtzeitig zurückgenommen, kommt die Fuhre von der Straße ab.

Andreas Wolf lastauto omnibus

Autor

Foto

© Karl-Heinz Augustin

Datum

19. Juni 2013
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