Kardanwelle (Propeller Shaft): Funktion, Aufbau, Typen & Design

Die Kardanwelle (Propeller Shaft) ist ein Bauteil im Automobilantriebsstrang, das Drehmoment vom Getriebe zum Differential überträgt. Auch in Booten und Fluggeräten eingesetzt. Bezeichnungen: Gelenkwelle, Antriebswelle, Kardanwelle, Cardanwelle.

Was ist eine Kardanwelle?

Eine Kardanwelle ist eine mechanische Komponente, die Drehmoment und Rotation überträgt. Sie verbindet Komponenten und Antriebsstränge, die wegen Abstand nicht direkt gekuppelt werden können.

Weit verbreitet in Schifffahrt, Luftfahrt für denselben Zweck.

Die Welle muss torsions- und scherfest sein – Belastung entspricht Differenz zwischen Eingangs- und Lastdrehmoment.

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Unterstützende Komponenten: Gelenkwellen (Universal Joints), Klauenkupplungen (Jaw Couplings) oder Scheibenkupplungen (Rag Joints).

Funktion: Übertragung der Motorleistung vom Getriebe zur Hinterachse – über Gelenkwelle.

Video: Kardanwellen-Funktionsweise

Anforderungen & Design einer Kardanwelle

Eine funktionsfähige Kardanwelle muss erfüllen:

• Hohe Torsionsfestigkeit: Massiv oder hohl, kreisförmiger Querschnitt.
• Geringe Axiallasten: Resonanz schadet Lebensdauer – dynamische Kräfte auf Lager vermeiden.
• Vergütet & gehärtet: Hochwertiger Stahl, induktiv gehärtet.
• Dynamisch gewuchtet: Unwucht kritisch bei hohen Drehzahlen. Wuchtprüfung auf elektronischer Wuchtmaschine.
• Effiziente Verbindung: Meist Schutzgasschweißen (CO₂) oder Unterpulverschweißen.

Kardanwellen-Schema: (Diagramm)

Hauptbauteile der Kardanwelle

• Gelenkwellen (Universal Joints): Übertragen Motordrehmoment auf Hinterachse.
• Verzahnungen / Splines: An Wellenenden in Hülse. Erlauben Längenausgleich zwischen Antriebs- und Abtriebsseite. Schützen Ein-/Ausgangslager.
• Flansch (Flange): Stützt Kardanwelle und Getriebeflansch.
• Hauptlager (Main Bearing): Stützt und führt Kardanwelle.

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Antriebswellentypen (Driveshaft Types)

Längswelle überträgt Leistung Motor/Getriebe → Fahrzeugheck. Kurze Antriebswellen für Zwischenstufen vor Rädern. Varianten:

Einstückige Welle (Single-Piece Shaft): Kurzer Abstand Motor–Achse. Typisch Allradfahrzeuge. Reibschweißen an Verbindungsstelle → Festigkeit, Qualität, Haltbarkeit.

Zwei-/Dreiteilige Welle (Two/Three-Piece Propeller Shaft): Langer Abstand Motor–Achse. Auch Frontmotor-Frontantrieb mit Allrad. Aufteilung in 2–3 Segmente reduziert kritische Drehzahl (Resonanz) → Verhindert Vibrationen.

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