Mobile Maschinen auf Baustelle, Bild: Fotolia/Wolfilser

Dank hydrostatischer Lenkung können auch große mobile Maschinen, wie hier auf einer Baustelle, einfach, präzise und ohne großen Kraftaufwand beim Lenken eingesetzt werden. Bild: Fotolia/Wolfilser

Das hydrostatische Lenkprinzip wird heutzutage in nahezu jeder Bau- und Landmaschine eingesetzt. Es unterscheidet sich zu einer herkömmlichen Servolenkung durch den Verzicht einer mechanischen Verbindung vom Lenkrad zum Lenkhebel. Die benötigten Lenkkräfte werden hydrostatisch über Schlauchleitungen zwischen der Lenkeinheit und den Lenkzylindern übertragen. Diese aufgelöste Anordnung der Lenkungselemente bietet den Herstellern ein hohes Maß an Flexibilität bei der Positionierung der Fahrerkabine.

Hydrostatische Lenkung, Schema: IHA
Hydrostatische Lenkung. Schema: IHA

Ein hydrostatisches Lenksystem (vergleiche nebenstehendes Schema) besteht im Wesentlichen aus einer Hydraulikpumpe [1], welche die für den Lenkvorgang benötigte Ölmenge zur Verfügung stellt sowie aus einem Tank [2]. Das Lenkrad [4] ist mechanisch mit der Lenkeinheit [3] verbunden. Wird ein Lenkvorgang eingeleitet bemisst das Lenkorbitrol eine definierte Ölmenge, welche über die Schlauchleitung [5] an die jeweilige Seite des Lenkzylinders [6] geleitet wird.

Wie funktioniert die Lenkeinheit?

Grundsätzlich erfolgt die Zuteilung der Ölmenge, die für den Lenkvorgang benötigt wird, durch ein Drehschieberventil mit äußerem und innerem Schieber. Der innere Schieber wird mechanisch durch die Lenkradbewegung aus der Neutralposition verdreht, somit öffnen sich definierte Steuerkanten welche die Ölmenge über einen Zahnradsatz dem Lenkzylinder zuteilt.

Open center vs. closed center

Drehschieberventile werden in zwei Gruppen unterschieden, sogenannte open center und closed center. Bei Open-center-Systemen fließt der Volumenstrom in Drehschieberneutralposition ungehindert von der Lenkhydraulikpumpe in den Tank. Das Ventil ist in diesem Fall in Mittelstellung geöffnet. Üblicherweise werden bei diesem System Konstantpumpen eingesetzt.

Hingegen ist die Mittelstellung bei Closed-center-Systemen geschlossen, der Volumenstrom kann also in Neutralposition nicht frei zum Tank fließen. Dieses System erfordert einen variablen Volumenstromzufluss. Dies wird durch eine druckgeregelte-Hydraulikpumpe oder auch eine Load-Sensing-Hydraulikpumpe realisiert.

Non reaction vs. reaction

Reaction, Schema: IHA
Links: open center & non-raction, rechts: open center & reaction. Schema: IHA

Non-reaction, das heißt, dass das Drehschieberventil in Neutralpositionen beide Anschlüsse (Links + Rechts) des Lenkzylinders verschließt. Somit werden äußere Lenkkräfte, beispielsweise Stöße auf gelenkte Räder nicht an das Lenkrad übertragen. Der Fahrer bekommt also keine Rückmeldung. Dieses System kommt beispielsweise in Mähdrescher-Lenkanlagen zum Einsatz.

Reaction hingegen bedeutet, bei diesem System sind die Anschlüsse (Links + Rechts) des Lenkzylinders miteinander verbunden. Lenkkräfte wie zum Beispiel Rückstellkräfte bei Ackermannlenkungen werden an das Lenkrad zurückgemeldet. Das bedeutet, dass Fahrzeuge mit diesem System sich nach einer Kurvenfahrt selbst zentrieren können. Aus diesem Grund ist ein solches System unter anderem in kleinen bis mittleren Traktoren zu finden.

Lenken per Joystick

Für Radlader, große Flurförderfahrzeuge, Muldenkipper, schwere Traktoren und ähnliche Maschinen ist es sinnvoll, elektrische joystickbetätigte oder vollautomatische Lenkungen einzusetzen. Hierbei wird die zum lenken benötigte Ölmenge nicht mehr über das Drehschieberventil bemessen, sondern über ein vom Joystick elektronisch angesteuertes Proportionalventil. Gerade im Straßenbau und bei landwirtschaftlich genutzten Flächen kann das elektronische Lenksignal durch GPS-Daten eine hohe Spurgenauigkeit liefern. ssc