Gleichlaufgelenk (Gleichlaufgelenk)
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Scharniere (oft als homokinetisches Scharnier bezeichnet (von den anderen gr. Ὁμός "gleich / gleich" und "Bewegung", "Geschwindigkeit"), dt. Gleichlauf-Gleichlauf-Gelenke) ermöglichen es der Welle, Kraft über einen variablen Winkel mit einer konstanten Drehzahl zu übertragen ohne die Reibung oder das Schlagen signifikant zu erhöhen. Sie werden hauptsächlich in Fahrzeugen mit Frontantrieb eingesetzt.
Die Wagen sind durch eine Gummibuchse geschützt, die normalerweise mit Molybdänfett gefüllt ist (enthält 3-5% MoS2). Bei Rissen in der Hülse führt eindringendes Wasser zur Reaktion MoS2 (2) H2O MoO2 (2) H2S, da Molybdändioxid eine starke abrasive Wirkung hat.
Geschichte
Die Kardanwelle, eine der ersten Möglichkeiten zur Kraftübertragung zwischen zwei Wellen in einem Winkel, wurde im 16. Jahrhundert von Gerolamo Cardano erfunden. Es war nicht in der Lage, eine konstante Geschwindigkeit während der Drehung aufrechtzuerhalten, und wurde im 17. Jahrhundert von Robert Hooke verbessert, der die erste Verbindung mit konstanter Geschwindigkeit vorschlug, die aus zwei um 90 Grad versetzten Propellerwellen bestand, um Geschwindigkeitsschwankungen zu beseitigen. Wir nennen dies jetzt einen doppelten Kardanring.
Frühe Kraftwerke für Kraftfahrzeuge
Frühe Vorderradantriebssysteme, die in den Vorderachsen von Citroën Traction Avant und Land Rover sowie ähnlichen Fahrzeugen mit Allradantrieb verwendet wurden, verwendeten Universalgelenke anstelle von Gleichlaufgelenken. Sie sind einfach herzustellen, können unglaublich stark sein und werden immer noch verwendet, um bei einigen Antriebswellen eine flexible Verbindung herzustellen, bei der es keine schnelle Bewegung gibt. Allerdings werden sie „zackig“ und lassen sich beim Arbeiten in maximalen Winkeln nur schwer drehen.
Die ersten Gelenke mit gleichen Winkelgeschwindigkeiten
Da Frontantriebssysteme immer beliebter werden und Autos wie der BMC Mini kompakte Quermotoren verwenden, werden die Nachteile des Frontantriebs immer deutlicher. Basierend auf dem 1927 von Alfred H. Rsepp patentierten Design (das von Pierre Fenay für Tracta entworfene Tracta-Scharnier wurde 1926 patentiert) lösen Scharniere mit konstanter Geschwindigkeit viele dieser Probleme. Sie bieten trotz einer Vielzahl von Biegewinkeln eine gleichmäßige Kraftübertragung.
Pfadverbindung
Rzeppa Scharnier
Das Rzeppa-Scharnier (1926 von Alfred H. Rserra erfunden) besteht aus einem kugelförmigen Körper mit 6 äußeren Rillen in einer ähnlichen weiblichen Außenschale. Jede Rille führt eine Kugel. Die Eingangswelle passt in die Mitte eines großen Stahlsternrads, das sich in einem kreisförmigen Käfig befindet. Die Zelle ist kugelförmig, hat jedoch offene Enden und hat normalerweise sechs Löcher um ihren Umfang. Dieser Käfig und die Zahnräder befinden sich in einem Gewindebecher, an dem die Gewindewelle befestigt ist. Sechs große Stahlkugeln sitzen in den Körbchenrillen und passen in Käfiglöcher, die in Kettenradnuten stecken. Die Abtriebswelle des Bechers verläuft durch das Radlager und ist mit einer Wellenmutter gesichert. Diese Verbindung kann großen Winkeländerungen standhalten, wenn die Vorderräder vom Lenksystem gedreht werden. Typische Rzeppa-Boxen können um 45-48 Grad verzerrt werden, während einige um 54 Grad verzerrt werden können.
Drei-Finger-Scharnier
Diese Gelenke werden am inneren Ende der Antriebswellen des Fahrzeugs verwendet. Entwickelt von Michel Orijn, Glaenzer Spicer aus Frankreich. Das Scharnier hat eine Drei-Finger-Buchse mit Schlitzen zum Schaft, und an den Daumen befinden sich tonnenförmig hervorstehende Buchsen auf Nadellagern. Sie werden in einer Tasse mit drei passenden Kanälen geliefert, die am Differential befestigt sind. Da die Bewegung nur in einer Achse erfolgt, funktioniert dieses einfache Schema gut. Sie ermöglichen auch eine axiale "Tauchbewegung" der Welle, so dass Motorflattern und andere Effekte die Lager nicht belasten. Typische Werte sind eine axiale Wellenbewegung von 50 mm und eine Winkelabweichung von 26 Grad. Das Scharnier hat nicht so viel Winkelbereich wie viele andere Scharniertypen, ist aber im Allgemeinen billiger und effizienter. Daher wird es häufig in Konfigurationen mit Hinterradantrieb oder in Fahrzeugen mit Vorderradantrieb verwendet, wo der erforderliche Bewegungsbereich geringer ist.
Fragen und Antworten:
Wie funktioniert das Gleichlaufgelenk? Das Drehmoment kommt vom Differential durch die durch die Scharniere verbundenen Wellen. Dadurch drehen sich beide Wellen, unabhängig vom Winkel, mit der gleichen Geschwindigkeit.
Was sind die CV-Gelenke? Kugel (die effizienteste Serienversion), Dreibein (Kugelrollen, keine Kugeln), gepaart (Kardanscharniere, haltbarer), Nocken (verwendet in schweren Fahrzeugen).
