Gleichlaufgelenke Krafthandplus

Hinweise zur Erkennung von Schäden

Ein defektes Kugel-Verschiebe gelenk äußert sich in einer starken Geräuschentwicklung. Bilder: Schaeffler

Gleichlaufgelenke gehören zu den Bauteilen, bei denen es auf maximale Sicherheit ankommt. Sie sind für eine reibungsarme Übertragung der Drehkraft vom Getriebe zum Rad verantwortlich und daher ständiger Beanspruchung ausgesetzt. Vibra tionen und Geräusche sind Zeichen für verschlissene Gelenke. Doch wie lassen sich die Schäden sicher erkennen und wo liegen die Ursachen? KRAFTHAND hat bei Schaeffler nach-gehakt.

Der Vollständigkeit halber zunächst ein paar Einzelheiten zum technischen Hintergrund: Frontgetriebene und die meisten heckgetriebenen Fahrzeuge verfügen heutzutage über zwei Seitenwellen. Diese bestehen jeweils aus einer festen Welle und zwei Gleichlaufgelenken an den Enden. Die Aufgabe der Seitenwellen ist die vibrationsfreie und stetige Antreibung der einzelnen Räder. Je kürzer die Distanz zwischen dem Getriebe und dem Rad ist, desto geringer ist der Energieverlust. Die Aufgabe dieser Gelenke besteht nicht nur in der Übertragung von Drehmomenten vom Getriebe zum Rad, sie müssen auch das Einfedern des Fahrwerks sowie bei frontgetriebenen Fahrzeugen die Lenkbewegungen ausgleichen.

Aufbau und Bauarten

Der Aufbau von Gleichlaufgelenken ist einfach“, erläutern die Spezialisten von Schaeffler: Kugeln, die in Laufbahnen auch quer zur Drehbewegung der Welle laufen können, übertragen dabei die Kräfte. Neben den Kugeln bestehen die Gelenke aus drei weiteren Teilen: dem Gelenkstück beziehungsweise Gehäuse, der Nabe und dem Kugelkäfig, welcher die Wälzkörper am Ausbrechen hindert. Die Freiheitsgrade für das Lenken und Einfedern werden durch die Beugewinkel und das axiale Verschieben der Gelenke realisiert“, so die Spezialisten weiter. Hierfür sind pro Seitenwelle ein Verschiebe- und ein Festgelenk notwendig.

In der Automobilindustrie gibt es verschiedene Bauarten von Gleichlaufgelenken, zum Beispiel Festgelenke, Verschiebegelenke, Kugel-Verschiebegelenke, Tripode-Verschiebegelenke, Tripode- Kreisverschiebegelenke oder DO-Verschiebegelenke (doppelte Offset-Gelenke). Die Festgelenke kommen in der Regel am radseitigen Ende der Seitenwelle zum Einsatz und können einen Beugewinkel von bis zu 45° realisieren. Die Kugel-Verschiebegelenke und Tripodegelenke befinden sich getriebeseitig an der Welle und dämpfen die Übertragung der Motorschwingungen um bis zu 65 Prozent. In frontgetriebenen Fahrzeugen mit begrenztem Bauraum sind meist DO-Verschiebegelenke zu finden. Hierbei handelt es sich um eine Kombination aus Kugel- und Tripode-Verschiebegelenk. Mit ihrem zapfenförmigen Design kommen sie getriebeseitig zum Einsatz.

Schäden an …

Festgelenken: Bei einer Überbelastung der Seitenwelle kommt es laut den Schaeffler-Spezialisten in der Regel zuerst zu einer Beschädigung des getriebeseitigen Gelenks. Allerdings kann es bei übermäßigen Vibrationen und Stößen auch zu einer Übertragung auf das äußere Gelenk kommen. Dadurch ist eine Entstehung von Rissen an den inneren Bauteilen möglich. Weiteren Unternehmensangaben zufolge sind die meisten Ausfälle der Gelenke auf eine defekte beziehungsweise gerissene Manschette zurückzuführen. Häufig ist hier das äußere Gelenk betroffen, da die Beanspruchung der Manschette durch den größeren Beugewinkel stärker ist.

Pro Seitenwelle ist ein Verschiebe- und ein Festgelenk notwendig.

Verschiebegelenken: Ähnlich wie bei Festgelenken führen bei Verschiebegelenken Unregelmäßigkeiten in der gesamten Einheit zu Fehlfunktionen.

Kugel-Verschiebegelenken: Eine Vergrößerung der Distanz in Kugel-Verschiebegelenken hat die Folge, dass der Kern zu weit heraustritt und die Antriebsarbeit nur an einem Ende des Gelenks geleistet wird. So entstehen an den Enden der Laufbahnen übermäßige Spannungen. Ferner unterliegen die inneren Bauteile des Gelenks, wie Käfig, Kern und Kugeln, einem höheren Verschleiß.

Durch eine Distanzverringerung wird der Kern des Gelenks gegen den Getriebeflansch gedrückt“, so die Experten von Schaeffler. Auch in diesem Fall kann es zu einer übermäßigen Beanspruchung und einer eventuellen Beschädigung des Gelenks selbst und der inneren Bauteile des Getriebes kommen. In beiden Fällen äußert sich der Defekt in einer starken Geräuschentwicklung und letztendlich einem zerstörten Gelenk.

Tripode-Kreisverschiebegelenken: In Tripode-Kreisverschiebegelenken bewegt sich der Tripodestern bei einer Längenänderung der Seitenwelle durch Ein- und Ausfedern oder Lenken in der inneren Laufbahn des Gehäuses hin und her. Hierbei kann es bei Unregelmäßigkeiten zur Verlängerung oder Verkürzung der Arbeitsdistanz kommen. Ist die Distanzverlängerung zu groß, rutscht der Tripodestern aus der Aufnahme und die Antriebskraft geht verloren. Dadurch kann es im ungünstigsten Fall zu einer Zerstörung der umliegenden Bauteile kommen. Ist die Distanz allerdings zu kurz, schlägt der Tripodestern gegen den Boden des Gehäuses und beschädigt die inneren Bauteile des Getriebes.

 

Bei Unregelmäßigkeiten der Arbeitsdistanz kann es zu einer Schädigung des Tripode-Kreisverschiebe gelenks kommen.

 

DO-Verschiebegelenken: Unwissenheit oder Nachlässigkeit sind oftmals Gründe, die beim Aus- und Einbau dieser Komponenten zu vermeidbaren Schäden, vorzeitigem Verschleiß und Ausfall führen. Schäden am Käfig des Gelenks sind die mögliche Folge von zum Beispiel natürlichem Verschleiß, Schlägen oder Stößen übertragen durch Unebenheiten in der Fahrbahn, Schlägen beim Aus- und Einbau des Gelenks, unzureichender oder übermäßiger Schmierung oder übermäßigen Spannungen durch Distanzverlängerung oder -verkürzung.

 

Lebensdauer von Gleichlaufgelenken

Gleichlaufgelenke sind so konzipiert, dass sie während des gesamten Lebenszyklus eines Automobils funktionstüchtig bleiben. Extremsituationen oder äußere Einflüsse, wie große Kälte oder Hitze, können die Langlebigkeit jedoch massiv einschränken. Betriebszustände wie Fahrten in Wintermonaten in salziger Umgebung oder Einsätze im Offroad-Bereich erhöhen den Verschleiß.

Kommt es zu einer Beschädigung des Gleichlaufgelenks, können die Folgeerscheinungen laut den Fachleuten von Schaeffler sehr schwerwiegend sein. Der günstigste Fall ist hier noch der Verlust der Zugkraft. Im schlimmsten Fall blockiert ein Rad oder die Seitenwelle löst sich. In diesen Situationen sollen Schäden an umgebenden Teilen wie Getriebe, Ölwanne etc. keine Seltenheit sein.

Aber es gibt noch andere Gründe für ein defektes Gelenk: Defekte Achsmanschetten, die Verwendung von qualitativ minderwertigem Fett oder auch eine unsachgemäße Handhabung beim Ein- und Ausbau gehören zu den Fehlerquellen. Bei einem Riss oder einer Undichtigkeit der Achsmanschette kann Schmutz eindringen und das Schmiermittel austreten. Die unzureichende Schmierung führt dann zu einem frühzeitigen Verschleiß der inneren Bauteile.

Probleme an Gleichlaufgelenken zeichnen sich durch auftretende Vibrationen und Geräusche während der Fahrt ab. Daher empfiehlt Schaeffler, die Gleichlaufgelenke regelmäßig im Rahmen der Service- und Inspektionsintervalle zu überprüfen. So kann der Fachmann Mängel frühzeitig erkennen und defekte Teile oder das komplette System rechtzeitig austauschen. Hierbei sind die spezifischen Reparaturhinweise der Fahrzeughersteller zu beachten.

 

Tipps für die Probefahrt

Achten Sie bei Kurvenfahrten auf Geräusche:

  • Typisches Klackern im Antriebsstrang entsteht durch die Wander bewegung der Kugeln über den Verschleißkrater im Gleichlaufgelenk.
  • Bei einem mahlenden Geräusch kann ein zu starkes Verdrehspiel des Gelenks zum Profilrohr die Ursache sein.

Achten Sie auf Vibrationen im Lenkrad:

  • Vibrationen, die bei zunehmender Fahrgeschwindigkeit intensiver werden, können durch ein verbogenes Profilrohr oder übermäßiges Spiel in den Gelenken entstehen.