Das Kardan (oder genauer das Kardangelenk ) ist ein mechanisches Gerät, das die Übertragung einer Winkeldrehung zwischen zwei Wellen ermöglicht, deren geometrische Achsen zusammenfallen. Dies ist eine Möglichkeit, eine Ball-to-Finger-Verbindung herzustellen .
Diese Technik (nicht zu verwechseln mit Kardangelenkaufhängung ) wird bei Fahrzeugen verwendet, um zwei rotierende Wellen zu koppeln, die nicht ausgerichtet sind oder deren Winkelpositionen relativ zueinander variieren können; B. die Achse des Lenkrads und des Lenkgetriebes, insbesondere bei einem gegenüber dem Fahrer höhenverstellbaren Lenkrad.
Sein Entwurf wird Jérôme Cardan zugeschrieben , einem italienischen Renaissance-Ingenieur.
Die Erfindung dieses Siegels im Jahr 1545 wird dem italienischen Mathematiker Jérôme Cardan (1501-1576) zugeschrieben. Dieser berühmte italienische Wissenschaftler wäre von einem Marinekompass inspiriert worden, der auf zwei Gelenkkreisen befestigt ist. Er beschrieb das Gelenk, das seinen Namen trägt, in einer physikalischen Abhandlung namens De subtilitate rerum .
Die Durchschnittsgeschwindigkeiten bei einer Umdrehung sind auf den beiden durch das Gelenk verbundenen Wellen identisch, aber während der Umdrehung verursacht der von den "Gabeln" gebildete Winkel eine Nichtlinearität der Winkelgeschwindigkeit einer Welle in Bezug auf die andere. : the Ein einzelner Gimbal hat keine konstante Geschwindigkeit . Abhilfe schafft ein zweites identisches Winkelgelenk im Getriebe, wobei im häufigsten Fall die beiden Gabeln der Mittelwelle fluchten, wenn alle Wellen in der gleichen Ebene liegen. Wir gehen also von der Eingangswelle zur Ausgangswelle über zwei identische halbe Winkel, wobei die Winkeländerungen, die von jedem der Kreuzgelenke verursacht werden, gleich und entgegengesetzt sind.
Die bekannteste Verwendung des Kardangelenks ist im Automobil als Kraftübertragung zwischen dem Motor und den Antriebsrädern: Das Vorhandensein einer achslosen Aufhängung verändert die Position der Achsen der Räder in Bezug auf die Achse des Differentials . Bei gelenkten und angetriebenen Rädern (bei Triebfahrzeugen ) wird die Verwendung eines Übertragungsgelenks unumgänglich.
Die Tatsache, dass das Kardangelenk kein Gleichlauf ist, hinderte seinen Einsatz nicht: Der Citroën 2 CV hatte bei den ersten Modellen nur eine Kardanwelle pro Rad, was sein charakteristisches Pendeln beim Drehen oder Anfahren mit den Rädern verursachte.
Die Homokinetikfreiheit des Kardangelenks wird durch die doppelte Montage auf jeder Fahrzeugseite (oft mit zusätzlicher Schiebeverlängerung) wie beim 2 CV aus den 1970er Jahren erheblich verbessert , da die Radachse in etwa parallel zu die der Motorwelle . Das Fehlen einer strikten Parallelität liegt an:
Da ein Doppelkardan die Geschwindigkeitsschwankungen unter diesen Bedingungen nicht vollständig aufhebt, hat die Automobilindustrie die Verwendung von echten Gleichlaufgelenken ( zum Beispiel Stative oder Rzeppa ) verallgemeinert .
Kardangelenke werden auch verwendet für:
Sie müssen sicherstellen, dass Sie einige Regeln befolgen, um die Zuverlässigkeit eines Gimbals zu gewährleisten:
In der Motorradwelt spricht man wegen der Verwechslung von Welle und Kardanwelle bei Modellen, die nicht damit ausgestattet sind, oft missbräuchlich von „Kardangetriebe“. Maschinen ohne Hinterradaufhängung haben beispielsweise eine Welle ohne Kardangelenk.
Auch in der Automobilwelt spricht man oft unpassend von einer „Kardanwelle“, wobei das Kardanwellengetriebe sehr oft vorteilhafterweise durch ein Stativgelenk ersetzt wird .