Gleichlaufgelenk (CV-Gelenk)

Ein Gleichlaufgelenk, fast immer als CV-Gelenk (von englisch constant velocity) abgekürzt, ist eine Kupplungsbauart, die einen drehenden Antrieb über einen wechselnden Winkel überträgt und dabei die Abtriebswelle exakt mit derselben Momentandrehzahl drehen lässt wie die Antriebswelle. Genau diese Eigenschaft macht es an den angetriebenen Rädern moderner Autos unverzichtbar, besonders bei Frontantrieb, wo jede Antriebswelle zugleich lenken und mit der Federung ein- und ausfedern muss und das Drehmoment dennoch geschmeidig und vibrationsfrei übertragen soll.

Das Problem, das das Gleichlaufgelenk löst, rührt von den Schwächen des einfacheren Kreuzgelenks her. Ein gewöhnliches Kreuzgelenk kann den Antrieb um einen Winkel führen, doch dabei beschleunigt und verlangsamt sich die Abtriebswelle zweimal je Umdrehung, was eine zyklische Schwankung erzeugt, die mit zunehmendem Winkel wächst. Bei den geringen Winkeln einer Kardanwelle ist dies hinnehmbar, doch bei den großen und ständig wechselnden Winkeln eines gelenkten, einzeln aufgehängten Rades würde es zu untragbaren Vibrationen und Verschleiß führen. Das Gleichlaufgelenk wahrt eine konstante Drehzahl, indem seine innere Geometrie so gestaltet ist, dass die Kontaktpunkte stets in der Ebene liegen, die den Beugewinkel halbiert.

Mechanisch gibt es zwei verbreitete Bauarten. Das radseitige äußere Gelenk ist meist ein Kugelgelenk der Rzeppa-Bauart, bei dem sechs Stahlkugeln in gekrümmten Laufbahnen innerhalb eines kugelförmigen Gehäuses laufen und von einem Käfig in korrekter Ausrichtung gehalten werden; es bewältigt die großen Winkel, die das Lenken verlangt. Das differentialseitige innere Gelenk ist häufig ein Tripode-Gelenk mit drei rollengelagerten Zapfen, die sowohl schwenken als auch gleiten können, sodass sich die Welle beim Einfedern verlängern und verkürzen kann. Eine typische angetriebene Halbwelle trägt daher ein inneres und ein äußeres Gleichlaufgelenk, die zusammenwirken.

Der Nutzen für das Fahrzeug ist ein geschmeidiger, vibrationsfreier Antrieb über den gesamten Bereich von Lenk- und Federbewegung, was die kompakten Quereinbau- und Frontantriebskonzepte ermöglicht, die den heutigen Markt prägen. Dieselbe Technik dient an der Hinterachse vieler einzeln aufgehängter Heck- und Allradfahrzeuge und findet sich in Antriebswellen, deren Winkel oder Bewegungen mehr verlangen, als ein Kreuzgelenk anstandslos bewältigen kann.

Die größte Schwachstelle eines Gleichlaufgelenks ist seine schützende Gummi- oder Thermoplastmanschette, die das spezielle Fett zurückhält und Schmutz sowie Wasser fernhält. Reißt diese Manschette, wird das Fett herausgeschleudert, Schmutz dringt ein und das Gelenk beginnt zu verschleißen; das klassische Symptom ist ein rhythmisches Klicken oder Klopfen beim Lenken unter Last, das besonders ein versagendes äußeres Gelenk anzeigt. Früh erkannt, lassen sich durch Erneuern der gerissenen Manschette und neues Einfetten das Gelenk retten, doch ein vernachlässigter Riss zerstört es schließlich und erfordert ein neues Gelenk oder eine komplette Halbwelle. Das Gleichlaufgelenk fügt sich somit in den weiteren Antriebsstrang neben Halbwelle, Differential und Achse ein und ermöglicht still die alltägliche Verbindung von Antreiben und Lenken über dieselben Räder.