Kardanwelle: Was ist das und wofür wird sie verwendet

Die Kardanwelle ist ein unverzichtbares Element des Getriebes in einem Auto mit Heck- oder Allradantrieb. Dieser Knoten ist nicht allzu komplex im Design, aber er ist sehr wichtig – ohne ihn kann sich das Auto einfach nicht bewegen. Wir erklären Ihnen die wichtigsten Fakten über Kardanwellen, häufige Fehlfunktionen und Möglichkeiten, diese zu vermeiden.

Was ist eine Kardanwelle und wozu wird sie benötigt

Die Kardanwelle, oder einfacher gesagt, der Kardan, ist eine Einheit im Getriebe des Autos, die die Drehung vom Getriebe oder Verteilergetriebe auf das Getriebe der Antriebsräder überträgt. Wenn diese Einheiten starr zueinander befestigt wären, könnten sie durch eine gewöhnliche Welle verbunden werden. In der Realität befinden sich das Getriebe und die Getriebe jedoch in unterschiedlichen Ebenen zueinander und können sogar ihre gegenseitige Position während des Federungsbetriebs ändern. Und je größer der Federweg, desto größer ist die Bedeutung.

Daher muss der Kardan im Auto in der Lage sein, die Drehung bei sich ändernden Winkeln und Abständen zwischen den Getriebeeinheiten zu übertragen. Deshalb ist seine Vorrichtung komplizierter, als es den Anschein haben mag.

Aufbau und Arten von Kardanantrieben

Wie sieht eine Kardanwelle aus? Auf den ersten Blick scheint sie recht einfach zu sein, aber tatsächlich enthält sie mehrere wichtige Elemente. Eine Kardanwelle besteht aus:

1. Rohrwelle oder -wellen;
2. Winkelgelenken;
3. Aufhängungslager;
4. Schlitzverbindung;
5. elastische Kupplung.

Der wichtigste, größte und auffälligste Teil der Antriebswelle ist das lange Rohr, das als Mittelwelle bezeichnet wird. Bei gleicher Steifigkeit und Festigkeit ist ein hohles Rohr leichter als ein massiver Stab.

Die einfachsten und billigsten sind Einrohr-Antriebswellen. Wenn der Kardanring jedoch strukturell lang sein muss, wird er aus mehreren beweglich verbundenen Rohren mehrwellig hergestellt. Das Foto unten hilft, die Struktur der Kardanwelle besser zu verstehen.

Um die Teile der Kardanwelle miteinander zu verbinden, werden Winkelgeschwindigkeitsgelenke verwendet. In einer Einrohrwelle befinden sich mindestens zwei davon oder mehr in Verbundkonstruktionen.

Meistens werden ungleiche Winkelgeschwindigkeitsgelenke verwendet, die aufgrund ihrer charakteristischen Form als Kreuze bezeichnet werden. Für jedes Kreuz sind die Wellenenden und Flansche des Getriebes mit Gabeln versehen – antreibend und angetrieben. Dazwischen befindet sich ein Kreuz mit vier Nasen, von denen jede ein Nadellager enthält. Zur Befestigung der Struktur sind Schlitze und Nuten vorgesehen.

Kardanische Gelenke mit Kreuzen gehören zu den asynchronen Kardangelenken. Die Besonderheit eines solchen Gelenks ist die ungleichmäßige Drehung der angetriebenen Gabel im Verhältnis zur antreibenden Gabel, wenn ihre Achsen nicht parallel sind. Einfach ausgedrückt, verlangsamt die angetriebene Gabel die Drehgeschwindigkeit zweimal und beschleunigt sie zweimal während einer Umdrehung der antreibenden Gabel, was zu mehr Vibrationen führt.

Der Synchronantrieb umfasst Kardanantriebe, in deren Gelenken Gleichwinkelgelenke oder Kugelgelenke verwendet werden, wie sie auch beim Antrieb der Vorderräder zum Einsatz kommen. In ihrem Inneren greift eine Gabel mit mehreren Klingen in Kugeln ein, die in speziellen Nuten rollen. Dadurch wird die Drehzahl ausgeglichen. Solche Antriebswellen erzeugen weniger Vibrationen, sind aber komplizierter und deutlich teurer.

Zu den exotischen Designs gehört eines, bei dem Gummikupplungen als Scharnier verwendet werden. Diese Option ist einfach und günstig, wird aber in der Praxis fast nie eingesetzt, da sie nicht für die Übertragung eines hohen Drehmoments ausgelegt ist und bei großen Biegungen im Antrieb nicht funktioniert.

Ein Aufhängungs- oder Stützlager wird verwendet, um die Drehung des Kardanrahmens zu stützen und zu stabilisieren, wenn dieser aus Verbundwerkstoff besteht.

Da sich die durch die Kardanwelle verbundenen Einheiten relativ zueinander bewegen, verfügt die Kardanvorrichtung zwangsläufig über eine Keilverbindung. Dadurch kann die Länge im erforderlichen Bereich verändert werden.

Außerdem verfügt die Kardanwelle über eine elastische Gummi- oder Gummi-Metall-Kupplung, die in der Regel an der Verbindungsstelle zum Getriebe installiert wird. Die Elastizität der Kupplung reduziert Stöße und Vibrationen während des Betriebs des Mechanismus und schützt das Getriebe vor Stoßbelastungen.

Wenn die verbundenen Einheiten relativ zueinander stark verschoben sind, wird eine Kardanwelle mit zwei Kreuzgelenken installiert.

Diagnose von Fehlfunktionen der Kardanwelle

In der Regel äußern sich Verschleiß und Fehlfunktionen der Kardanwelle beim Fahren in verschiedenen Geräuschen sowie in Vibrationen, die durch ihre schnelle Rotation entstehen. Hier sind die wichtigsten Symptome und Möglichkeiten zur Reparatur Ihrer Antriebswelle.

Klickgeräusche, ein klingendes Klopfen (wie bei einem leeren Rohr) beim Berühren. Vibrationen beim Beschleunigen oder Gaswegnehmen. Ursachen:

1. Verschleiß des Antriebswellenträgers. Der Träger muss ausgetauscht werden, es gibt keine andere Möglichkeit.
2. Verschleiß der Keilnuten der Zapfwelle. Das Modul mit den Keilnuten oder ein Teil der Welle oder der Wellenbaugruppe muss ausgetauscht werden.
3. Lockere Schrauben, mit denen die Zapfwelle an den Flanschen der Einheiten befestigt ist. Alle Schrauben müssen festgezogen werden.

Quietschen bei Betrieb der Welle (das Erscheinungsbild kann vom Betriebswinkel des Mechanismus abhängen). Ursachen:

1. Das Kreuzgelenk der Kardanwelle ist verklemmt. Das Gelenk muss ausgetauscht werden.
2. Das Kugelgelenk ist verklemmt. Bei leichtem Verschleiß kann es wiederhergestellt und geschmiert werden. Bei starkem Verschleiß muss das Gelenk ausgetauscht werden.

Kardanische Schwingungen beim Fahren. Gründe:

1. Unwucht der Kardanwelle. In der Regel tritt dies nach einer fehlerhaften Demontage/Montage mit dem Austausch von Querträgern oder anderen Elementen auf.
2. Verletzung der Laufruhe in den Kreuzgelenken. Abgenutzte Gelenke müssen ersetzt werden.
3. Mangelnde Schmierung in den Keilverbindungen der Zapfwelle. Die Knoten demontieren und schmieren.
4. Verlust von Ausgleichsplatten. Wird durch Auswuchten behoben.
5. Mechanische Beschädigung des Kardanrohrs. In diesem Fall kann das Teil nur durch ein neues ersetzt werden.

Heulen oder Pfeifen während des Betriebs

Die wahrscheinlichste Ursache ist der Verschleiß des Aufhängungslagers der Zapfwelle. Es muss ersetzt werden.

So überprüfen Sie den Zustand der Kardanwelle

Die Diagnose der Kardanwelle ist recht einfach, und wenn Sie eine Grube oder einen Aufzug haben, können Sie sie selbst durchführen – schließlich sind alle Elemente gut sichtbar. Folgendes ist zu überprüfen:

1. Spuren mechanischer Schäden an der Welle und anderen Elementen der Kardanwelle – diese sollten nicht vorhanden sein.
   Gelenke oder Querstreben. Sie dürfen kein Spiel aufweisen. Sie sind zu spüren, wenn man versucht, die Welle mit den Händen zu drehen oder das Rohr hin und her zu bewegen.
2. Impulse der Gelenke. Sie müssen intakt sein, ohne Risse, Sprünge und Spuren von herausgedrücktem Öl.
3. Elastische Kupplung. Risse und vor allem Sprünge sind unzulässig. Es ist besser, die Kupplung beim Drehen der Welle zu überprüfen.
4. Aufhängungslager. Es sollte kein Spiel und kein Rattern aufweisen, wenn Sie die beiden Wellen des Kardanrahmens auf beiden Seiten des Lagers nehmen und auseinander schütteln.
5. Keilverbindung. Sie sollte kein Spiel aufweisen – dies sollte durch Hin- und Herbewegen und Drehen der Welle überprüft werden.
6. Die Verbindungselemente des PTO-Getriebes. Stellen Sie sicher, dass alle Befestigungselemente vorhanden und ordnungsgemäß angezogen sind.

Summen

• Die Kardanwelle ist ein Knotenpunkt in der Kraftübertragung des Fahrzeugs, der die Drehung vom Getriebe oder Verteilergetriebe auf das Getriebe der Antriebsräder überträgt, die sich in verschiedenen Ebenen befinden.
• Die Hauptelemente der Kardanwelle sind: – Rohrwelle oder -wellen, Winkelgeschwindigkeitsgelenke, Aufhängungslager, Keilwellenverbindung, elastische Kupplung
• Die Hauptfehler der Kardanwelle, wie z. B. Stöße oder Fremdgeräusche während des Betriebs, sind auf den Verschleiß ihrer beweglichen Elemente zurückzuführen. Auch der Kardanring kann aus dem Gleichgewicht geraten.
• Der Zustand der Elemente der Kardanwelle lässt sich leicht selbst überprüfen, wenn Sie eine Grube oder eine Hebevorrichtung haben.