KardanGelenk

Das Kardangelenk, auch Kardan-Gelenk oder Universalgelenk genannt, ist eine mechanische Kopplung, die zwei Wellen miteinander verbindet und Drehmoment überträgt, auch wenn die Achsen zueinander versetzt oder ausgerichtet sind. Es ermöglicht die Fortführung der Rotation trotz Achsenfehlstellungen und wird häufig dort eingesetzt, wo ein direkter, starrer Kopplungsweg nicht möglich ist.

Aufbau und Funktionsprinzip: Typischerweise besteht das Kardangelenk aus zwei Gelenkflächen in jeweils einem Yoke, die durch ein Kreuzgelenk (Kardankreuz) miteinander verbunden sind. Die Eingangs- und Ausgangswelle sind auf jeweils eine Seite des Kreuzes montiert. In der Praxis führt eine Drehung der Eingangsachse dazu, dass die Ausgangsachse mit variabler Geschwindigkeit dreht; die Momentanrotation ist von dem Verzahnungswinkel (Abwinkelung) und dem Phasenwinkel der Gelenke abhängig. Bei konstantem Eingangsdrehwinkel schwankt die Ausgangsdrehzahl periodisch, besonders bei größeren Abwinkelungen.

Ausgleich von Geschwindigkeitsungenauigkeiten: Um die nicht konstante Ausgangsgeschwindigkeit zu kompensieren, werden oft zwei Kardangelenke hintereinandergeschaltet, deren Achsen zueinander phasenversetzt (typisch 90°) sind. Die Geschwindigkeitsabweichungen der beiden Gelenke heben sich weitgehend auf, sodass eine nahezu gleichförmige Ausgabe entsteht. Alternativ kommen Gleichlaufgelenke (CV-Gelenke) zum Einsatz.

Anwendungsgebiete: Kardangelenke finden sich vor allem im Automobilbereich (Antriebsstrang, Kardanwelle), in Maschinen- und Antriebstechnik sowie in Schiffen und Robotik, wo Achsen nicht exakt ausgerichtet verlaufen. Nachteile sind die zunehmende Verschleißanfälligkeit bei hohen Winkeln und Anforderungen an Schmierung und Wartung. Varianten umfassen auch Doppel-Kardanen zur Geschwindigkeitsausgleichung.

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