Belastungsprofil auf eine Zahnstangenhydrolenkung eines Pkws im Fahrbetrieb zur Beurteilung von Instandsetzungsnotwendigkeiten nach einem Unfall

2023, p. 8 (#01)

Dieser Aufsatz basiert auf einer Bachelorarbeit des Erstautors, vorgelegt an der Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften in Wolfsburg, Fakultät Fahrzeugtechnik. In Untersuchungen wurde eruiert, mit welchen Kräften eine hydraulische Zahnstangenlenkung in einem Pkw bei verschiedenen Szenarien belastet wird und bis zu welchem Belastungspunkt sie diesen Kräften standhält. Hintergrund war die Beurteilung von Schadenfällen im alltäglichen Aufgabenbereich des Unfallrekonstrukteurs und Kfz-Sachverständigen. Im Speziellen sollte herausgefunden werden, in welchem Ausmaß eine Überbelastung der Lenkung vorlag und ob Instandsetzungsarbeiten wirklich notwendig sind. Zu diesem Zweck wurde ein Versuchsfahrzeug mit Messtechnik versehen und verschiedenen Fahr- und Crashversuchen unterzogen. Zusätzlich wurden vor und nach den Versuchsreihen Achsvermessungen durchgeführt sowie das Lenkgetriebe am Ende komplett demontiert und zerstörungsfrei untersucht. Desweiteren wurde die umfangreiche Datenbank von CTS sowie Schimmelpfennig + Becke verwendet, um die Belastungen mit vergleichbaren Fällen abzugleichen. Es zeigte sich, dass eine Beurteilung sowohl auf Basis sichtbarer äußerer Schäden der Bauteile, als auch über den mehrheitlich zitierten Indikator für Überbelastungen der Achsvermessung, keine zuverlässige Aussage über die Höhe der eingeleiteten Kräfte darstellt. In der vorliegenden Arbeit gelang es in einem alltäglichen Missbrauchsfall, die Sicherheitsgrenze des Lenkungssystems zu überschreiten, ohne hierbei darauf hindeutende Schäden an der Felge zu verursachen. Des Weiteren konnten durch einen Crashversuch Schäden produziert werden, die einen Austausch plausibel wirken ließen, die Achsvermessung verblieb hierbei jedoch unauffällig. Zudem konnte festgestellt werden, dass vor dem Entstehen sicherheitsrelevanter Schäden am Lenkgetriebe, mit starken äußerlich sichtbaren Schäden an schwächer konstruierten Bauteilen zu rechnen ist.

Load profile on a rack-and-pinion steering system of a passenger car in driving operation to assess the need for repair after an accident
This paper is based on a bachelor thesis by the first author, submitted to the Ostfalia University of Applied Sciences in Wolfsburg, Faculty of Automotive Engineering. Investigations were carried out to determine the forces with which a hydraulic rack-and-pinion steering system in a passenger car is loaded in various scenarios and the load point up to which it can withstand these forces. The background was the assessment of damage cases in the everyday work of accident reconstructionists and motor vehicle experts. Specifically, the aim was to find out to what extent the steering system was overloaded and whether repair work was really necessary. For this purpose, a test vehicle was equipped with measurement technology and subjected to various driving and crash tests. In addition, axle measurements were carried out before and after the test series and the steering gear was completely dismantled at the end and examined non-destructively. Furthermore, the extensive database of crashtest-service.com and Schimmelpfennig + Becke was used to compare the loads with comparable cases. It turned out that an assessment based on visible external damage to the components as well as on the indicator for overloads of the wheel alignment, which is cited by the majority, does not represent a reliable statement about the level of the forces applied. In the present work, it was possible to exceed the safety limit of the steering system in an everyday misuse case without causing any indicative damage to the rim. Furthermore, a crash test produced damage that made replacement seem plausible, but the wheel alignment was inconspicuous. Within the framework of this work, it was possible to determine that severe externally visible damage to weaker components is to be expected even before safety-relevant damage to the steering gear.

Zitat

Frede, F.; Bachem, H.; Hoger, T.: Belastungsprofil auf eine Zahnstangenhydrolenkung eines Pkws im Fahrbetrieb zur Beurteilung von Instandsetzungsnotwendigkeiten nach einem Unfall . Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik 61 (2023), pp. 8 – 27 (#01)