A kardáncsuklók a különböző mechanikai rendszerek kulcsfontosságú elemei, amelyek jelentős szerepet játszanak a forgó mozgás és a teljesítmény átvitelében két, nem egyenes vonalú tengely között. Számos autóipari, ipari és mezőgazdasági gép részei. Az angolszász nyelvterületen elterjedt univerzális csukló elnevezése először Henry Ford egyik szabadalmában jelenik meg a 19. század végén.
Mi az a kardáncsukló?
A kardáncsukló két forgó, általában egymáshoz képest ferdén álló tengely közötti mechanikus kapcsolat.
Lehetővé teszi a tengelyek szabad mozgását, azonban meggátolja a két tengely egymáshoz képesti elcsavarodását, ezzel pedig lehetőség nyílik forgatónyomaték átvitelére egyik tengelyről a másikra.
Fő funkciója tehát a forgó mozgás és a nyomaték átvitele, még akkor is, ha a tengelyek nincsenek tökéletesen összehangolva. Ez a képesség teszi a kardánt nélkülözhetetlenné olyan hajtásláncokban, ahol a tengelyeknek szögeltéréseket kell felvenniük.
Hogyan működik?
A kardáncsukló központi eleme az úgynevezett kardánkereszt, mely lényegében két egymásra merőleges csap-párból áll, melyek a tengelyek végére szerelt vagy azokkal egy darabból kiképzett villákhoz csatlakoznak csapágyakon keresztül. Mindegyik csukló egy-egy tengelyhez csatlakozik, lehetővé téve, hogy a tengelyek elforduljanak a tengelycsap körül.
Amikor az egyik tengely elfordul, a csuklómechanizmus lehetővé teszi, hogy a másik tengely is elforduljon, függetlenül a tengelyek szögétől.
Története
A kardáncsukló elve a kardán-felfüggesztés használata során merült fel, amely már az ókortól ismeretes. Egyik első alkalmazása az ókori görögök által feltalált ostromgép, a ballista működtetése során történt.
1545-ben Gerolamo Cardano olasz matematikus elsőként javasolta a kardáncsuklót hajtásra, azonban kétséges, hogy valaha is kipróbálta volna elméletét a gyakorlatban.
Később Christopher Polhem svéd tudós és vállalkozó is feltalálta, 1676-ban pedig Robert Hooke készített egy működő darabot.
Tudta? Polhemet a svéd mechanika atyjaként emlegetik. Munkásságát a laboratóriumából kialakított múzeumban állították ki és az ő arcképe díszítette a korábban használt svéd 500 koronás bankjegyet.
A kardáncsuklók kulcsfontosságúak a gépészetben, mivel biztosítják a szögeltéréseken keresztül történő erőátvitelhez szükséges rugalmasságot. Robusztus és egyszerű kialakításuk felbecsülhetetlen értékűvé teszi őket az alkalmazások széles skáláján, az autóipari hajtótengelyektől az ipari gépekig.
A képen Polhem arcképe a már forgalomból kivont svéd bankjegyen. A kép forrása: sedelmynt.se.
