Gépjárművek erőátviteli berendezései 2017.04.18. Gépjárművek erőátviteli berendezései Kardáncsuklók, kardántengelyek Gépkocsialkatrész, mely a sebességváltó tengelyt a differenciálmű-tengellyel köti össze (G. Cardano olasz feltaláló nevéről). 2009.10.28.1 Klincsok Péter CYM94P

Gépjárművek erőátviteli berendezései 2017.04.18. A kardáncsuklónak két fő típusa van, a Hook-féle kardánkeresztes csukló és a Hardy-tárcsa. Két oldalt a kardánkeresztes megoldás látható. A kereszt tengelyeinek a csapágya sokáig csúszócsapágy volt, aminél ügyelni kellett arra, hogy a kereszt beszerelhető legyen: a bronzpersely külső átmérője elég nagy legyen ahhoz, hogy a hozzá tartozó furaton ferdén át lehessen dugni a kereszt csapját, ami után a csapágy a helyére tehető (s egy "szeggel" rögzíthető).  Klincsok Péter CYM94P

Ma már természetesen görgős csapágyakat alkalmaznak, amikhez hozzátartoznak a (zöld) csapágycsészék. Ezek beszerelésére, illetve rögzítésére sokféle megoldás létezik, Az elsőnél a lemezfedélen husszúkás vályú van benyomva, ami befekszik a persely hosszúkás hornyába, megakadályozva ezzel annak elfordulását. A másik kettőnél gyűrű akadályozza meg a kiesést, az utolsónál pedig semmi: itt ugyanis maga a fül szerelhető fel, illetve le. Külön ábrán látható maga a tűgörgős persely a tömítésekkel.

A Hardy-tárcsa tengelye szintén rendelkezik két- vagy háromágú villával, de a két tengely villái közé itt valamilyen tárcsát szerelnek. Ez lehet gumi, vékony acéllemez vagy különböző gumi-fém kombinációk, ahogy az az ábrákon látható. Meg kell jegyezni, hogy Hardy-tárcsával csak kis szögkítérésű (3...5 fokos) tengelyek köthetők össze.

Maga a kardántengely vékonyfalú, viszonylag nagy átmérőjű cső, hogy kihajlás ellen megfelelő szilárdsága legyen.  Kardánvilla csak az egyik végére szerelhető szilárdan, a másik végére általában csak bordás csatlakozás jöhet szóba. Ugyanis az esetek többségében működés közben a két kapcsolódó pont közötti távolság is változik a tendelykitérés változásával egyidejűleg.  Természetesen gondoskodni kell a bordák kenéséről és por elleni védelméről. 

A bal oldalon az első ábrán csak egy (zöld) csukló látható: a kardántengely egy T-alakú hátsó híd cső alakú szárában fut, mely csuklósan kapcsolódik a sebességváltó házához. Ide csak ún. homokinetikus csukló (erről később lesz szó) építhető be. A második és a harmadik szokásos elrendezés. A két utolsó elrendezésre akkor van szükség, ha a sebességváltó túl messze van a differenciálműtől. Ilyenkor osztani kell a kardántengelyt, mert ha az túl hosszú, akkor veszélyesen belenghet. A rózsaszín azt jelzi, hogy oda Hardy-tárcsa is beépíthető, mivel nincs, illetve kicsi a szögkitérés.

Az eddig tárgyalt kardáncsuklók közös jellemzője, hogy szögkitérés esetén nem egyenletesen forgatja az egyik tengely a másikat: egy körülforgáson belül hol sietteti, hol késlelteti a másikat. A diagramból látáható, hogy ennek mértéke a szögkitérés nagyságától függ. Ez az aszinkronitás azt jelenti, hogy a motorból kijövő, többé-kevésbé torziós lengéstől mentes forgásra torziós lengést rak rá, ami az utána következő fogaskerekek élettartamára károsan hat. 

Ezért két kardáncsuklós kardántengely esetén ügyelni kell a villák szerelésére: a tengely két végén a villáknak egy síkban kell lenniük. Vagy más szavakkal: az első csukló bejövő villájával derékszögben álljon a másik csukló bemenő villája.  Ez azt jelenti, hogy a két csukló küzül az egyik által előidézett lengést a másik semlegesíti. A következő dián láthatók a helyesen és a hibásan szerelt csuklók. Természetesen a helyesen szerelt csuklók sem működnek jól, ha nem ügyel a konstruktőr arra, hogy a szögkitérések közel azonosak legyenek. Amint arról már volt szó, bizonyos helyekre - ahol nincs mód két, egymást semlegesítő csukló beépítésére - nem lehet ilyen csuklókat használni. Ezért kellett kifejleszteni az ún. homokinetikus kardáncsuklókat. Az első ilyen szerkezetek tulajdonképpen hagyományos kardáncsuklókat alkalmaztak, de végtelenül lerövidített kardántengellyel.

Mint itt látható a kardántengely "csöve" olyan rövid, hogy a két kardáncsukló majdnem összeér. Itt csak arról kell gondoskodni, hogy a szögkitérés a két csuklónál egyforma nagyságú legyen (az iránynak nincs jelentősége).  Ezt azzal oldották meg, hogy két kis rudacskát építettek be úgy, hogy a végük gömbi csuklóval kapcsolódik egymással (jobb sélső ábra) Ma már többféle elven működő szerkezet létezik, többségük "golyós fogaskereket", "golyós kúpkereket" alkalmaz.  Ennek lényege az, hogy míg az igazi fogazott kúpkerekek csak állandó szögkités esetén alkalmazhatók, addig a "fogaknak" golyóval való helyettesítése lehetővé teszi a változó szögkítérést. 

A következő dia szemléletesen mutatja a megoldást A következő dia szemléletesen mutatja a megoldást. Csak arról kell gondoskodni, a golyók mindig egy síkban legyenek, s ez a sík mindig a szögkitérés felezőjébe essen.  Az első megoldás egy, a golyóscsapágyakban szokásos, lemezből készített kosár volt, némi átalakítással. Az eltérés abban van, hogy nem gyűrű-, hanem félgömb-alakú, s közepén van egy lyuk. A két "kerék" alakja is lényegesen különbözik a kúpkerekétől: az egyik egy "külsőfogazású", a másik egy "belsőfogazású kerék", melyeknek a foghézagai köríves vályúk. Fontos alkatrész még az a kosáron keresztüldugott rudacska, aminek az egyik vége az egyik tengely végének támaszkodik, a másik vége a másik tengely végébe van bedugva. Rugó gondoskodik arról, hogy a rudacska mindig a helyén maradjon. Ez a rudacska gondoskodik arról, hogy a kosárban lévő golyók minden szögkitérés mellett a helyes síkba kerüljenek.

Ez attól függ, hogy milyen hosszú a rudacska, s hogy mennyire van a vége besülyesztve a bal oldali tengely végébe (a jobb oldali tengelyben csúszik). Jobb oldalt ennek a rendszernek egy továbbfejlesztett változata látható.  Itt már nincs kosár.  A golyók helyes elhelyezkedéséről a foghézagokat helyettesítő vályúk gondosan kialakított lefutása gondoskodik: a köríves vályúk nem párhuzamosak egymással, a sugaruk középpontja nem esik egybe, ezért a vályúk éle sem párhuzamos. A jobb oldali fotón ez ki is vehető.

Végül nézzünk meg egy más elven működő homokinetikus csuklót Végül nézzünk meg egy más elven működő homokinetikus csuklót. Az elvi rajz mindent megmutat a szerkezetről, ami ugyan nem 100 %-ig homokinetikus, de a célnak tökéletesen megfelel. Csak annyit kell megjegyezni, hogy a görgők tűcsapágyakon forognak. 

Irodalom: http://www.gjt.bme.hu http://www.google.hu Zinner György: Gépjárművek erőátviteli berendezései Dávid Péter R3K0S4 2009.11.03.