Es ist absehbar, dass zumindest alle Pkw irgendwann nur noch mit einer rein elektrisch unterstützten Lenkung ausgerüstet sein werden. Sobald innerhalb der Baureihe irgendwelche Teilmengen autonomen Fahrens integriert sind, ist die elektrische Servolenkung ohnehin unabdingbar. Außerdem ist nur elektrisch eine so feine Dosierung der Unterstützungskraft möglich.

Warum spart diese Art der Servolenkung Kraftstoff? Weil keine vom Verbrennungsmotor getriebene Pumpe ständig Druck erzeugt. Im Prinzip wird gar keine Energie verbraucht, wenn man z.B. das Lenkrad weitestgehend in Ruhe lässt. Gewiss ein wenig für die elektronische Steuerung. Aber das ist bei den späten Ausführungen der hydraulischen Servolenkung auch der Fall.

Lassen Sie sich von Verbrauchseinsparungen 'bis zu' nicht beeindrucken, denn die Höhe der Ersparnis hängt sehr stark von den Einsatzbedingungen ab. Als zweiter Vorteil sind der geringere Wartungsaufwand und das kleinere Reparaturrisiko auffallend. Kein Kreislauf von Hydrauliköl, der an allen möglichen Stellen undicht werden kann. Wie schön, wenn so eine Neuerung für die Betriebsbremse auch schon möglich wäre.

Überlegen Sie einmal den Aufwand für unterschiedliche Leitungsführung bei der Umstellung von Links- auf Rechtslenker. Die ist allerdings trotz weniger Bauteile, auch bei einer elektrischen Servolenkung schwierig. Wie das Bild unten zeigt, hat die elektrische Lösung zwar insgesamt weniger Bauaufwand, aber die Konzentration der Teile an einem Ort ist höher.

Solange es ein wirkliches 'Drive by Wire' in der Praxis nicht wirklich gibt, muss die mechanische Verbindung zwischen Lenkrad, Lenkgetriebe und gelenkten Rädern in einer ganz bestimmten Art und Weise untergebracht werden. Und dazu ist auf der rechten Seite im Motorraum oft nicht genügend Platz vorhanden. Ein Graus für die beteiligten Ingenieure/innen.

Trotzdem bleiben auch hier die Vorteile gegenüber der hydraulischen Anlage. Die früher so häufige Geräuschentwicklung beim Endanschlag einer hydraulischen Servolenkung ist vollständig verschwunden. Auch soll die rein elektrische Unterstützung gewisse Kräfte besser abwehren, die auf die gelenkten Räder wirken. Auch wird, nicht nur bei Kleinwagen, eine gewisse Gewichtseinsparung zu verzeichnen sein. Später müssen wir noch über die immer wichtiger werdende 'Überlagerung' sprechen.

Hier haben wir es zunächst mit einem elektrischen Unterstützungsmotor oben an der Lenksäule zu tun. Ganz wichtig, dass wir uns damit im Innenraum befinden. Es entfallen also kosten- und aufwandintensive Abdeckungs- und Abdichtungsmaßnahmen. Immerhin ist ja bei so einem System alles beisammen, auch der Computer, der in der rauen Umwelt des Motorraums deutlich mehr geschützt werden müsste, auch bezüglich der Maximaltemperatur.

Die Unterstützungseinheit kann auch am unteren Ende des ersten Teils der Lenksäule angebracht sein, wie das nächste Bild oben zeigt. Die beiden bisher gezeigten Anordnungen sind bei Fahrzeugen des A- und B- Segments üblich. Für das C-Segment gibt es hier keine eindeutig festlegbare Zuordnung. Beeindruckend ist aber, wie z.B. bei japanischen Kleinwagen die elektrische Servoeinrichtung noch gerade so in dem knappen Raum zwischen Lenkrad und Lenkgetriebe Platz findet.

Hier sind am unteren Teil der Lenksäule in der Regel noch zwei Kardangelenken zu sehen. Auch in dem Stück unmittlebar vor Eintritt in das Gehäuse der Zahnstange kann eine elektrische Lenkhilfe angeordnet sein, besonders dann, wenn sie den hier vorher eingebauten Steuerteil einer hydraulischen Anlage ersetzt. Ein Bild dazu finden Sie im nächsten Kapitel. Schön zu sehen ist hier auch die Verzahnung zwischen Lenkwelle und Zahnstange.

Das ist der Blick von unten auf die Servo-Einheit. Im Vordergrund das obere der beiden Kardangelenke, die übrigens nadelgelagert sind, obwohl sie so filigran aussehen. Wir werden uns mit der Übertragung von Kräften in beiden Richtungen noch auseinandersetzen. Im Hintergrund ist sehr schön der Schneckentrieb sichtbar gemacht, durch den der Elektromotor die Lenkung beeinflusst, darunter die Steuereinheit.

Die ist hier besser zu sehen und der schon erwähnte eingesparte Schutz auch. Links geht's hinab zur Zahnstange, rechts oben ist noch ein Teil der in diesem Fall mechanischen Lenkradverstellung zu sehen. Die gibt es natürlich auch elektrisch, mit allerdings einem enormen Aufwand. Ob der Kunde wirklich alles will, was der Hersteller anbietet und kann der das überhaupt überprüfen, wenn es im Paket mitgeordert werden kann?

Die elektrische Servolenkung direkt an der Zahnstange hat Verbindung zu dieser über Doppelritzel oder einen Zahnriemen (Bild oben). Für manches größere Fahrzeug würde ein E-Motor an der Lenksäule zu groß ausfallen. Man ist heute (2017) bei den wirklich großen SUVs (Beispiel Ford F-Typen) mit einer Unterstützungskraft von bis zu 18.000 N angelangt. Das schließt natürlich hier eher bekannte Transporter wie Sprinter und Crafter ein.

Da ist bei Kleinwagen weniger als die Hälfte nötig. Handelt es sich um besonders leichte, dann ist die Servowirkung außerhalb der Stadt und ohne Rangier-Notwendigkeit schlicht abgeschaltet. Die besonders große Lenkunterstützung macht auch Probleme mit der möglichen Rückkopplung am Lenkrad. Hier kann es deutlich an Lenkgefühl mangeln. Da ist der direktere Ansatz an der Zahnstange schon eine Hilfe, auch wenn dann ein zusätzlicher Sensor an der Lenksäule nötig wird (Bild unten).

Das ist eine Anlage mit Doppelritzel von ZF, genannt Servolectric. Sie ist für schwerere Pkw mit einer Achslast von bis zu 1200 kg an der Lenkachse geeignet. Die Kraft an der Zahnstange kann hier bis zu 11.000 N betragen. ZF verspricht eine Einsparung gegenüber hydraulischer Unterstützung von bis zu 90 Prozent. Zusätzlich betont man noch die Möglichkeit der fachgerechten Aufarbeitung und das standardisierte Verfahren, in dem diese Lenkung hergestellt wird.

In allen Fällen kommt die Kraft von Asynchronmotoren, weil man dann die verschleißträchtigen Bürsten einsparen kann. Wichtig ist auch ein großes Übersetzungsverhältnis, z.B. durch einen Planeten oder einfacher einen Schneckentrieb. Es liegt bei Anbindung an die Lenksäule in einem weiten Bereich um die 15 : 1. Wohlgemerkt, das ist nicht die Lenkübersetzung. Zur feineren Übertragung von Fahrwerksbedingungen auf das Lenkrad kann selbst der Längenausgleich kugelgelagert sein.

Trotz relativer Kompaktheit der gesamten Anlage wird ein hoher Aufwand getrieben. So werden z.B. die Situation des E-Motors und Drehgeschwindigkeit am Lenkrad ermittelt und an das Steuergerät weitergegeben. Dieses misst z.B. die Temperatur seiner eigenen Endstufen. So entsteht natürlich eine Fülle von Bedingungen für eine mögliche Reduzierung oder Abschaltung der Momentunterstützung.

Im Bild oben sehen Sie noch einen wohl völlig unerwarteten Vorteil der rein elektrisch unterstützten Lenkung. Sie ist nämlich wesentlich leichter in einen Oldtimer mit schwergängiger Lenkung zu integrieren als eine hydraulische. Inzwischen wird sie für viele Modelle angeboten. Allerdings sollte man prüfen, ob das Fahrzeug nach dem Umbau noch alle Bedingungen hinsichtlich seiner Originalität erfüllt oder ob man darauf bewusst verzichtet. Dabei wäre auch die Frage eines möglichen Rückbaus interessant.

Hier also noch einmal der parallel zur Zahnstange angeordnete E-Motor, diese über Doppelritzel antreibend. Einfacher Ritzelantrieb: Bei Stirnrädern ebenfalls parallel, bei Kegelrädern im rechten Winkel angeordnet. Daneben die kurze elektrische Verbindung zum Steuermodul unten an der Lenksäule. Allein schon vom Package her ist die elektrische Lenkunterstützung den Autobauern sympathischer als die hydraulische.