Getriebewellen und Antriebsstrangkomponenten im Detail

TOP 6: Getriebewellen und Antriebsstrangkomponenten

1. Antriebswelle

Die Antriebswelle ist verantwortlich für die Übertragung des Drehmoments vom Getriebe zur Achse oder zum Differential. Sie wird in Fahrzeugen eingesetzt, um das Drehmoment von vorne nach hinten oder umgekehrt zu übertragen. Bei Fahrzeugen mit Frontmotor und Frontantrieb ist sie nicht notwendig, da diese Funktion direkt von den Halbachsen übernommen wird. Bei Allradfahrzeugen (4x4) sind oft zwei Wellen vorhanden: eine längere für die Vorderachse und eine kürzere für die Hinterachse. Die Verbindung zwischen ihnen ist nicht starr, sondern erfolgt über den Verteiler, was unterschiedliche Neigungen der Achsen ausgleicht und Bewegungen während des Federwegs absorbiert.

Konstruktion und Material

Antriebswellen bestehen aus hochwertigem Stahl, haben oft einen größeren Durchmesser in der Mitte und sind perfekt ausgewogen. Sie sind robust und für die Aufnahme von Drehmomenten und Ermüdungsbelastungen ausgelegt. Einfache Ausführungen nutzen zwei Kreuzgelenke und eine Spannkonstruktion, um die Bewegungen der Hinterachse auszugleichen. Die kritische Geschwindigkeit, bei der Vibrationen auftreten, hängt von der Entfernung zwischen den Gelenken und der Steifigkeit des Rohres ab.

Verwendung von Gelenkwellen

Gelenkwellen werden häufig in Gebrauchtwagen für die Lenkung und im Antriebsstrang paarweise montiert. Sie können das vom Motor erzeugte Drehmoment bei einem Winkelversatz von bis zu 25° übertragen. Ein Nachteil ist die Winkelgeschwindigkeitsvariation, die mit zunehmendem Winkel auftritt. Wenn zwei Gelenke in Reihe geschaltet sind, gleichen sie sich gegenseitig aus, sodass die Ausgangsgeschwindigkeit konstant bleibt. Sie bestehen aus zwei Platten, die durch eine Querlatte verbunden sind, und einem Glas, das auf Nadellagern montiert ist.

2. Halbachsen (Antriebswellen)

Halbachsen sind dafür verantwortlich, das Drehmoment vom Differential zu den Rädern zu übertragen. Sie werden unter Berücksichtigung der Art des Antriebs und der Fahrwerkskonstruktion konzipiert.

Unabhängige Aufhängung: Kugelgelenk-Manschetten (Rzeppa)

Diese bestehen aus sechs Kugeln, die halb von einem Käfig umschlossen sind. Die Kugeln bewegen sich in sechs Nuten der Ringe, die die andere Hälfte bilden. Dies ermöglicht eine Längsverschiebung der Gelenkwelle.

Gleitgelenke

Gleitgelenke ermöglichen den Ausgleich von axialen Bewegungen durch die geringe Größe der Achse, wenn sich die Räder drehen, und die Auf- und Abbewegungen in jeder Position der Übertragung. Sie bestehen aus einem Stativ, das mit drei Rollen mit Nadellagern verbunden ist, welche in drei Nuten des zylindrischen Gehäuses passen.

Doppel-Kardangelenk

Diese Konstruktion verwendet zwei Kreuzgelenke, die durch ein Doppelstück verbunden sind. Sie ermöglichen eine Winkelverstellung, wobei ein Gelenk durch das andere versetzt wird. Sie können nicht frei gleiten, daher ist bei unabhängiger Radaufhängung eine zusätzliche Längenausgleichsmöglichkeit erforderlich.

Halbachsen für Achsantrieb (Lager)

Bei Allradfahrzeugen, Lastwagen und Industrieanwendungen werden diese aus geschmiedetem und warmgeformtem Stahl gefertigt, der durch Anlassen und Härten verfestigt wird. Es handelt sich um eine einteilige Halbachse ohne Gelenk. Ein Ende greift in eine Verzahnung des Differentialkorbs, während das andere Ende im Radlager sitzt.

3. Montagesysteme

Halb-Schwimmende Achse

Diese Konstruktion wird bei leichten Fahrzeugen verwendet. Die Achse ruht an einem Ende auf dem Differentialkorb und dessen Lager, während das andere Ende auf dem Achsträger mit einem Kugellager sitzt. Das Gewicht des Fahrzeugs wird von der Achse getragen.

Drei-Viertel- oder Voll-Schwimmende Achse

Diese beiden Systeme sind sehr ähnlich. Bei der Drei-Viertel-Schwimmenden Achse sind zwei Lager am Ende der Achswelle montiert, während bei der Voll-Schwimmenden Achse nur ein Lager verwendet wird. Das Gewicht des Fahrzeugs wird vom Achsträger getragen, sodass die Achswelle keinen Biegebelastungen ausgesetzt ist. Diese Systeme werden bei Lastwagen und in der Industrie eingesetzt.