Kruiskoppeling

Animatie van een cardanische koppeling

Cardanas tussen twee machines

Motorfietsen met cardanaandrijving

Een kruiskoppeling of cardanische koppeling is een koppeling die koppels kan overbrengen van assen die niet in elkaars verlengde staan.

Een aandrijving met een of meer van deze koppelingen heet cardanaandrijving en kan bijvoorbeeld dienen als secundaire (eind-)aandrijving van auto's en motorfietsen. De cardanas is - ten onrechte - genoemd naar de Italiaanse renaissancewetenschapper Girolamo Cardano.

Werkwijze

Tijdens het roteren beschrijven de lagers van de scharnieren cirkelvormige banen. Hierdoor wordt bij een scharnierhoek tussen de assen de hoeksnelheid van de ingaande as niet gelijkvormig overgedragen naar de uitgaande as. De uitgaande rotatiesnelheid zal sinusvormig zijn. Wiskundig ziet dit er als volgt uit:

$\tan \alpha_2 = \frac{\tan \alpha_1}{\cos \beta}$

$\omega_2 = \frac{\cos \beta}{1-\cos^2 \alpha_1 \sin^2 \beta} \omega_1$

Hierin zijn:

• $\omega_1, \omega_2$ de hoeksnelheden van respectievelijk de ingaande en uitgaande as
• $\alpha_1, \alpha_2$ de hoekverdraaiing van respectievelijk de ingaande en uitgaande as
• $\beta$ de scharnierhoek tussen ingaande en uitgaande as

De uitgaande snelheid beschrijft dus een sinusverloop met een minimumsnelheid $\omega_2^{\min}=\omega_1 \cos \beta$ en een maximumsnelheid $\omega_2^{\max}=\frac{\omega_1}{\cos \beta}$.

Deze afwijking kan gecompenseerd worden door twee kruiskoppelingen te gebruiken. Op voorwaarde dat het assensysteem dan aan volgende eisen voldoet:

• Alle drie de assen liggen in één vlak
• De scharnierhoeken zijn gelijk
• De binnenste scharniervorken liggen in één vlak

Als aan deze voorwaarden niet voldaan kan worden en er toch een eenparige overbrenging nodig is, kan een homokinetische koppeling toegepast worden.

Zie ook

• Cardanische ophanging

Externe link

• (es) Universidad Politécnica de Madrid

Mediabestanden

Zie de categorie Cardan joints van Wikimedia Commons voor meer mediabestanden.