Kardanwellen: Die heimlichen Stars zwischen Motor und Achsen

Was ist eine Kardanwelle?

Die Kardanwelle ist eine Variante der Gelenkwellen und gehört zu den Antriebswellen. Sie wird häufig auch Mittelantriebswelle, Längswelle oder auch Kreuzgelenkswelle genannt. Wer sie genau erfunden hat, ist heute nicht ganz klar. Doch ihren Namen bekam sie um 1550 vom italienischen Universalgelehrten der Renaissance Gerolamo Cardano. Bereits vor der Erfindung des Autos kamen Kardanwellen in verschiedenen Maschinen und Konstruktionen zum Einsatz.

Welche Aufgaben haben Gelenkwellen in Fahrzeugen?

Gelenkwellen wie die Kardanwelle übertragen das Drehmoment vom Motor zu den Rädern. Sie ist also für die Kraftübertragung unerlässlich. Dabei kommt sie in Fahrzeugen mit Allradantrieb oder Hinterradantrieb und Frontmotor zum Einsatz. Kardanwellen werden zwischen dem Wechselgetriebe oder entsprechend dem Verteilergetriebe bei Allrad-Fahrzeugen und dem Achsgetriebe verbaut. Neben dem Antrieb werden Kardanwellen auch zur Kraftübertragung zwischen Lenkrad und Lenkgetriebe eingesetzt.

Wie sieht der Aufbau von Kardanwellen aus?

Eine Kardanwelle muss in der Lage sein, grosse Drehmomente auszuhalten, sie darf nicht zu sehr schwingen und sollten dabei so leicht wie möglich sein. Der Grundaufbau bei LKW und älteren Geländewagenmodellen bestand in einer einzelnen, langen, rohrförmigen Konstruktion, die an einer Starrachse befestigt war. Der Nachteil der Starrachse ist, dass die Position der Kardanwellen sich je nach Beladungszustand und Federung des Fahrzeugs verändert und eine ungehinderte Übertragung des Drehmoments behindert. Hier kommen die Kardangelenke, auch Kreuzgelenke genannt zum Einsatz. Sie ermöglichen die problemlose Kraftübertragung über die Kardanwelle. Wird der Winkel jedoch zu gross, ist eine gleichmässige Kraftübertragung nicht mehr möglich. Ein weiteres Problem bei dieser Bauweise war der Komfort. Denn mit zunehmender Fahrzeuggrösse mussten auch die Kardanwellen länger werden, was zu stärkeren Schwingungen führte. Um diese Probleme zu lösen, ging man bei neueren Fahrzeugen dazu über, eine geteilte Kardanwelle zu verbauen. Diese besitzt nicht mehr zwei Kardangelenke, also eines auf jeder Seite der Starrachse, sondern nur noch eines in der Mitte. Die Übertragungen vom Getriebe und zum Differential werden stattdessen über sogenannte Hardyscheiben gewährleistet. Fast alle Fahrzeuge, die heute im Verkehr sind, besitzen eine geteilte Kardanwelle mit dem oben genannten Aufbau.

Wie anfällig sind Gelenke und andere Bestandteile der Kardanwelle für Defekte?

Defekte an den Kardanwellen sind eher selten, aber nicht unmöglich. Häufig geht dem Defekt ein anderer Schaden oder Gewalteinwirkung vor. So kann ein Frontaufprall zu einer Stauchung der Kardanwelle führen. Ein Aufsitzen kann ebenfalls problematisch sein. Die Einzelteile der Kardanwellen, die grundsätzlich anfälliger für Defekte sind, umfassen:

• Hardyscheiben: Da sie aus Gummi bestehen, sind sie von Natur aus einem gewissen Verschleiss unterworfen.
• Manschetten: Da die Manschetten an den Kardangelenken ebenfalls aus Gummi bestehen, musst du ähnlich wie bei den Hardyscheiben einen natürlichen Verschleiss im Laufe der Zeit befürchten.
• Mittellager: Bei einigen Fahrzeugmodellen sind diese etwas anfälliger für Defekte.

Darüber hinaus sind besonders die Kreuzgelenke und Gleichlaufgelenke extrem langlebig. Du solltest eine sehr ruckelige Fahrweise oder das Aufsitzen des Fahrzeugs allerdings vermeiden, damit diese Elemente möglichst lange reibungslos funktionieren.

Woran erkenne ich einen Defekt an der Kardanwelle?

Folgende Anzeichen deuten darauf hin, dass etwas mit den Kardanwellen an deinem Fahrzeug nicht stimmt:

• Vibrationen, die während der Fahrt besonders am Schalthebel, teilweise auch im gesamten Fahrzeug zu spüren sind
• Klopfende, knackende, wummernde oder auch schlagende Geräusche
• Beim Lastwechsel, also während du Gas gibst oder den Fuss vom Gaspedal nimmst, machen sich Defekte ebenfalls bemerkbar. Auch hier wirst du ein schlagendes Geräusch hören

Wie kann sich ein Defekt von Gelenkwellen auf Achsen- und Verteilergetriebe auswirken?

Einen Defekt der Kardanwellen solltest du ernstnehmen, da er nicht nur den Fahrkomfort beeinträchtigt, sondern auch zu problematischen Folgeschäden führen kann. Die Vibrationen, Schläge und Verformungen können sich auf das Differential und Getriebearten wie das Verteilergetriebe auswirken. Es kann im Extremfall zum Blockieren der Antriebsräder durch das Verkeilen von Kardanwellen kommen. Viele Fahrzeugbauer haben auf dieses Risiko reagiert, sodass dieser Effekt bei den heutigen Fahrzeugmodellen eher unwahrscheinlich ist.

Wer übernimmt die Reparatur von Kardanwellen und Kardangelenken?

Die Reparatur einer Kardanwelle solltest du lieber einem Fachmann überlassen, denn du benötigst neben dem Fachwissen auch eine Hebebühne. Bei einigen Fahrzeugmodellen musst du, je nach Antriebsart, zum Beispiel die Hinterachse und andere Teile ausbauen, um überhaupt an die Kardanwellen heranzukommen. Darüber hinaus musst du sowohl beim Aus- als auch beim Einbauen eine bestimmte Reihenfolge, Positionen der Gelenke und festgelegte Drehmomente des Herstellers beachten, um die Lage nicht zu verschlimmern. Für die Reparatur einer Kardanwelle benötigt ein Fachmann je nach Fahrzeugmodell und Schaden zwischen einer und drei Stunden Arbeitsaufwand. Ob eine Kardanwelle repariert werden kann oder möglicherweise vollständig ersetzt werden muss, hängt zum Teil vom Schaden ab und davon, ob einzelne Ersatzteile erhältlich sind. Hardyscheiben, Mittellager, Staubschutzmanschetten und Gelenke können zum Beispiel leicht ersetzt werden. In diesem Fall fällt die Reparatur natürlich entsprechend günstiger aus, da die Materialkosten niedriger liegen.