Antriebswelle

Antriebswelle

Eine Stange mit zwei Knubbeln

Ohne Antriebswellen könnte sich das Auto nicht in Bewegung setzen. Doch wie bemerkt man einen Defekt und wie teuer ist dann die Reparatur?
Die Kraft muss einen weiten Weg zurücklegen – vom Motor über Getriebe und Differenzial bis zu den Rädern. Erschwerend kommt hinzu, dass alles elastisch aufgehängt ist und die Räder zusätzlich noch auf und ab hüpfen oder womöglich sogar lenken. Eine schwierige Aufgabe für die Antriebswelle.

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Was macht eine Antriebswelle?

Erkennbar ist die Antriebswelle an den Ziehharmonika-ähnlichen Faltenbälgen an den Enden.

Grundsätzlich kann man jede Stange, die ein Drehmoment von einem Ende zum anderen mittels einer Drehbewegung überträgt, als Antriebswelle bezeichnen. Im Auto sind damit jedoch die Wellen gemeint, welche die Motorkraft vom Differenzial zu den Rädern übertragen. Erkennbar sind die an den Ziehharmonika-ähnlichen Faltenbälgen an den Enden, einer innen in der Radmitte, der andere am Differenzialausgang. Andere Bezeichnungen sind Achswelle oder auch Halbwelle, wobei damit zumeist eine unsichtbar innerhalb einer Starrachse laufende Antriebswelle gemeint ist. Das beim Hinterradantrieb vom Getriebe zum Differenzial führende Element wird hingegen als Kardanwelle bezeichnet.
Schwierigste Aufgabe der Antriebswelle ist, die Kraft trotz Feder- und Lenkbewegungen gleichmäßig ohne Drehzahlschwankungen an die Räder zu führen. Das Eigenleben der Räder führt auch dazu, dass sich der Abstand zwischen Radnabe und Differenzial ständig leicht verändert. Auch diesen Unterschied muss die Antriebswelle ausgleichen. Und dabei unvorstellbare Kräfte übertragen. Kurz gerechnet: Ein kerniger Dieselmotor leistet 500 Newtonmeter (Nm), das Getriebe verstärkt es im ersten Gang (Übersetzung i=5,5) auf 2750 Nm; im Differenzial (i=3,7) werden daraus 10175 Nm, allerdings verteilt auf zwei Ausgänge, macht also rund 5000 Newtonmeter pro Rad. Das ist so, als würde an der vielleicht 30 mm dünnen Antriebswelle ein zehn Meter langer Hebel befestigt sein, an dem ein Zentner Kartoffeln hängt. An die Materialqualität werden also auch höchste Ansprüche gestellt. Spurstangenkopf: Defekte erkennen

Wie funktioniert eine Antriebswelle?

Die Welle an sich ist unspannend, das Interessante sind die beiden auf ihrer Verzahnung sitzenden Gelenke an deren Enden. Ganz besonders beim Frontantrieb. Denn sie müssen die Räder auch bei großen Lenkeinschlägen geschmeidig antreiben, ohne dass der Fahrer ein Ruckeln im Lenkrad spürt. Kreuzgelenke wie in Kardanwellen sind dafür kaum geeignet, sie führen bei größeren, so genannten Beugungswinkeln zu Drehschwingungen, die kein Fahrer akzeptieren würde. Deshalb wurde vor etwa 100 Jahren mit der Entwicklung von homokinetischen oder schlicht Gleichlaufgelenken begonnen. Durchgesetzt hat sich das Patent des Ford-Angestellten Alfred Hans Rzeppa, das heute in nahezu jedem Pkw zu finden ist. Die Kraftübertragung zwischen einem inneren Stern und einem äußeren Korb erfolgt dabei über zumeist sechs (heute auch acht) wie beim Wälzlager in einem Käfig geführten Stahlkugeln. Diese bewegen sich spielfrei in aufwendig dreidimensional geschliffenen Bahnen, die bei entsprechender Auslegung auch den Längenausgleich der Antriebswelle ermöglichen. Vereinzelt begegnen einem bei manchen Fronttrieblern getriebeseitig auch Tripodengelenke, bei denen ein dreieckiger Stern mit kugelgelagerten Rollen daran in einem passenden Gehäuse steckt. Diese Variante erlaubt einen größeren Längenausgleich als Rzeppa-Gelenke. Logisch, dass derart präzise gefertigte Bauteile gut geschmiert und gegen Schmutz geschützt sein müssen. Dafür ist jeweils eine Dichtungsmanschette zuständig, die das Gelenk zur Welle und zum Korb hin abdichtet. Zur Schmierung dient meistens hoch belastbares Molybdän-Disulfid-Fett, das die komplette Lebensdauer überstehen muss.  

Warum gehen Antriebswellen kaputt?

Schmutz setzt den Antriebwellen zu. Auch alterndes Material kann zu Defekten führen.

Schmutz und Fahrweise. Häufigstes Problem sind wegen Alterung oder Fremdkörpern eingerissene Manschetten, vor allem radseitig. Dann läuft das Fett raus und Sand dringt ein, bildet mit dem restlichen Schmierstoff eine Schleifpaste, welche das passgenaue Spiel von Kugeln und Laufbahnen innerhalb weniger Kilometer zerstört. Weil die Manschetten von außen kaum zu kontrollieren sind, wird der Defekt meist erst bemerkt, wenn das Gelenk bereits zerstört ist. Was die Lebensdauer der äußeren Gelenke bei Fronttrieblern ebenfalls extrem reduziert, sind Kavalierstarts bei eingeschlagener Lenkung. Denn dabei befinden sich besagte Kugel an den Endpunkten ihrer Laufbahnen und damit im Bereich des größten Hebelarms gegenüber dem Korb, der sich bei Überlastung verformen könnte. Ratgeber zum Thema: Reparatur und Technik

Woran erkennt man eine defekte Antriebswelle?

Ursache ist ja zumeist eine undichte Manschette. Dann fliegt das dunkle Schmierfett in den Innenbereich der Felge und von dort manchmal auch nach außen bis an den Kotflügel. Wer dort also dunkle Fettspritzer bemerkt, sollte umgehend nachsehen. Im Anfangsstadium eines defekten Gelenks entstehen Vibrationen, die an ein schlecht ausgewuchtetes Rad erinnern. Später kommen Rattergeräusche in Kurven dazu, im Endstadium lautes Knacken beim Anfahren in Kurven. 

Kann man mit einer kaputten Antriebswelle weiterfahren?

Wenn man es aushält. Eine unmittelbare Gefahr für Leib und Leben besteht nicht, aber der ungleichförmige Lauf eines defekten Gelenks hämmert natürlich ziemlich bald auch Radlager, Aufhängung und das Differenzial kaputt. Im Endstadium wird sich das Gelenk zerlegen und das Auto stehenbleiben.  Wissenswertes zum Differenzial

Kann man eine Antriebswelle reparieren?

Im Prinzip ja, es lohnt sich aber meistens nicht. Die Gelenke und Manschetten lassen sich einzeln erneuern.

Wie viel kostet eine neue Antriebswelle?

Eine ganze Welle fertig montiert mit beiden Gelenken, Manschetten und Fettfüllung kostet im freien Teilehandel ab 120 Euro; ein einzelnes Gelenk ab 70 Euro. Manschetten beginnen im Satz mit beiden Schellen und Fett bei 15 Euro. Nach oben sind allerdings kaum Grenzen gesetzt, für kräftig motorisierte Modelle kann eine Welle bis 800 Euro kosten.

Kann man eine defekte Antriebswelle selbst erneuern?

Wenn man keine zwei linken Hände hat, durchaus. Allerdings sollte man die Eigenarten des Fahrzeugs kennen. Beispielsweise sind die meisten äußeren Gelenke heute in den Radnaben eingeklebt, sitzen sehr fest und müssen mit einem Abzieher herausgedrückt werden. Wer das mit einem großen Hammer versucht, kann gleich ein neues Radlager dazu bestellen. In besonders fiesen Fällen ist auch das Gelenk auf die Welle geklebt. Das ist aber in dem Gematsche voll mit schwarzem Fett kaum zu erkennen. Auch ist nicht immer klar, ob es zusätzlich mit einem Federclip oder einem Sprengring gesichert ist. Falls nur die Manschette kaputt ist, bietet der Handel auch Universalmanschetten an, die sehr dehnbar sind und mit einem speziellen Spreizer über das Gelenk geschoben werden können. Das erspart zumindest die Zerlegung der Welle. Nicht aber die Reinigung des Gelenks, denn schon ein eingedrungenes Sandkorn kann die Lebensdauer extrem vermindern. Und beim Zusammenbau kommt es sehr auf das genaue Anzugsmoment der Schrauben an. Die inneren am Wellenflansch müssen zudem über Kreuz festgezogen werden; die äußere Schraube oder Mutter dient auch der Vorspannung des Radlagers. Zu lose geht es kaputt, weil es Spiel bekommt; zu fest läuft es heiß und frisst im Extremfall.

Autor: Hendrik Dieckmann

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