Kardanwelle
Inhaltsverzeichnis
Versionen
Beim syncro mit kleinem WBX (78 PS) wurde eine Kardanwelle ohne Gummielement (Hardyscheibe) verbaut. Beim Turbodiesel und den 2.1 l-WBX gab es hingegen eine Ausführung mit Gummielement.
Einbaulage
Bei der Ausführung mit Gummielement wird dieses beim Turbodiesel in Fahrtrichtung verbaut (sprich zum Vorderachsgetriebe). Beim Benziner zeigt es nach hinten (zum Hinterachsgetriebe).
Falsch eingebaute Kardanwellen können zu Schwingungen und Rissen im Motorblock und dem Getriebegehäuse führen.
Kardanwelle überholen
Vorwort
Auch wenn die Kardanwelle grundsätzlich eher robust und grob anmuten mag, handelt es sich um ein Präzisionsteil das auch so behandelt werden muss. Also keine rohe Gewalt, den Wellenkörper nie im Schraubstock einspannen, nicht (um)fallen lassen, etc. Warum dem so ist lässt sich Anhand einer Beispielrechnung erklären: Bei 215/75R15 Bereifung in Kombination mit 5,43er Diffs dreht die Kardanwelle bei 110km/h mit satten 4500U/min. Damit es auch bei derartigen Drehzahlen keine Vibrationen gibt, gilt es bei allen Schritten absolut sauber und mit Feingefühl zu arbeiten.
Eine gebrauchte Kardanwelle, an der noch nie etwas getauscht beziehungsweise repariert wurde, kann komplett überholt werden, ohne dass ein nachträgliches Wuchten durch einen Fachbetrieb erforderlich ist!
Vorab zur Orientierung die wichtigsten Komponenten:
Übersicht der Teile
Benötigtes Werkzeug:
• Hydraulische Werkstattpresse oder soliden Schraubstock • Nuss-/Ratschenkasten • Scharfer Meißel oder Innenabzieher für Lager • Solide Sicherungsringzange • Kunststoffhammer • Winkelschleifer/Feile • Sandpapier/Schleifvlies • Optional: Dremel und Schlagschrauber
Benötigte Ersatzteile:
• 1x Hardyscheibe (z.B.: Meyle „300 261 1003“) ~ 50€ • 2x Kreuzgelenke (z.B.: Walterscheid „11.03.00“) ~120€ (Achtung, unbedingt darauf achten, dass es sich um Walterscheid/GKN Originale und keine no-name Teile handelt) • 1x Gleitlager (z.B.: baumateile.de „BMZL252820“) ~7€ • 2x Abschmiernippel flache Bauweise (z.B.: Ebay 334050907877) ~5€ • 1x Abschmieradapter für Fettpresse (z.B.: kruemmeloffroad.de „01 – Schnellwechselaufsatz“) ~20€
1. Montageposition markieren
Bevor irgendetwas demontiert wird, ist das A und O die Positionen aller(!) Einzelteile zueinander zu markieren, also: Kardanflasch – Kardanwellenkörper – Hardyscheibenwellenflansch – Kardanflansch
Nachdem die Teile im weiteren Prozess gründlich gereinigt werden sollten, empfiehlt es sich die Teile mit leichten Körnerpunkten anstatt mit einem Farbmarker zu markieren.
2. Zerlegen
2.1 Hardyscheibe ausbauen
Zunächst die ersten vier Schrauben der Hardyscheibe entfernen und Hardyscheibenwellenflansch samt alter Hardyscheibe aus der Kardanwelle ziehen, hier kann ein Schlagschrauber mit passender Stecknuss sehr hilfreich sein. Nun die anderen vier Schrauben entfernen, es empfiehlt sich die Hardyscheibe grundsätzlich zu ersetzen. Soll die Hardyscheibe nicht ersetzt werden, müssen vor dem Lösen der Schrauben ein paar große Schlauchschellen um die Hardyscheibe gespannt werden, da sie sich sonst beim Ausbau „entspannt“ und man beim Zusammenbau die Schrauben nicht eingefädelt bekäme.
2.2 Gleitlager entfernen
Nun hat man Zugang zu einer der zwei in der Kardanwelle steckenden Buntmetallbuchsen vom Hardyscheibenwellenflansch. Die schlechte Nachricht vorweg: die hintere Buchse lässt sich nicht mit Hausmitteln tauschen, da hierfür die Welle aufgetrennt und nach dem Tausch neu verschweißt werden muss. Diese hintere Buchse ist aber bauartbedingt auch weniger stark belastet und dadurch deutlich wenig verschlissen. Die vordere, zugängliche Buchse kann entweder mit einem speziellen Innenabzieher für Lager, oder einem scharfen Meißel entfernt werden. Einfach mit dem Meißel vorsichtig der Länge nach einen feinen Schlitz in die Hülse klopfen um deren Spannung im Sitz zu nehmen. Dabei darauf achten den Lagersitz in der Kardanwelle nicht zu beschädigen. Sobald die Spannung aus der Hülse raus ist, fällt sie förmlich raus.
Altes Gleitlager entfernen
2.3 Kreuzgelenke ausbauen
Nun geht es an den Ausbau der alten Kreuzgelenke. Hierzu braucht es eine gute, massive Sicherungsringzange. Wichtig: Es ist nicht unwahrscheinlich dass die alten Sicherungsringe beim Zusammenbau wiederverwendet werden müssen (dazu später mehr), daher unbedingt darauf achten die Ringe schadfrei zu demontieren. Zunächst die alten Ringe freikratzen und die Löcher säubern. Dann die Zange ansetzen, etwas Druck auf den Ring geben und mit der anderen Hand mit einem Hammer unterstützend in Öffnungsrichtung auf die Zange klopfen. Das Spiel von beiden Seiten und der Ring sollte sich lösen und entnehmen lassen. Wie gesagt, nicht entsorgen sondern auf die Seite legen. Nun müssen die Lagerhülsen ausgepresst werden. Hierzu steht im Idealfall eine Werkstattpresse zur Hand, alternativ tut es aber auch ein massiver Schraubstock. Zum Auspressen auf einer Seite des Gelenks ein Stück Rohr oder eine Nuss mit passendem Innendurchmesser (>27mm) und auf der gegenüberliegenden ein passendes Werkzeug zum Durchdrücken unterlegen. Diese Kombination kommt in die Presse bzw. den Schraubstock und man drückt das Gelenk soweit bis es an der Gabel des Gelenks ansteht. Nun muss man das gleiche Spiel in die andere Richtung betreiben, damit beide Hülsen grundsätzlich freigängig sind. Die Hülse, die man eben erst raus gedrückt hat, drückt man jetzt wieder komplett zurück. Nun wirds etwas tricky, denn man muss erreichen dass beide Hülsen ganz nach außen gedrückt sind, um das Kreuz des Gelenk entnehmen zu können. Hierzu das Gelenk mit der zuletzt ausgetriebenen Hülse nach oben legen, die Unterseite des Gelenks mit der reingedrückten Hülse auf das große Rohr/Nuss legen und die reingedrückte Hülse durch Schläge auf das Gelenk bzw. auf das Kreuz austreiben. Irgendwann hat man den Punkt erreicht an dem beide Lagerhülsen weit genug von einander entfernt sind und das Kreuz freigeben. Die letzten Millimeter lassen sich die Hülsen einfach mit einem geeignetem Dorn austreiben.
3. Abschmiernippel Umrüstung
Wenn ihr euch für Kardangelenke mit Abschmiernippeln entschieden habt (z.B. Walterscheid 11.03.00), würdet ihr spätestens beim Zusammenbau feststellen, dass zumindest auf der Hardyscheiben abgewandten Seite der Welle kein Platz für den Nippel ist. Hier kann mit Flex und Feile aber Platz geschaffen werden. Keine Sorge, der Flansch bietet genug „Fleisch“. Aber obacht, damit der Flansch nicht unwucht wird, unbedingt gleichmäßig arbeiten. Also Material immer symmetrisch abtragen, auch wenn es dort eigentlich ganz nicht notwendig ist. Außerdem kann es möglich sein, dass ihr zusätzlich noch neue Abschmiernippel kaufen müsst. In meinem Fall kamen die Walterscheid Gelenke mit 45° geneigten Nippeln. Die neuen sollten einen 90° Winkel aufweisen und möglichst flach sein. Für die Walterscheid Gelenke brauchen die Nippel ein M8x1 Gewinde. Die neuen Nippel dann so eindrehen, dass sie genau zwischen den Achsen rausschauen. Noch ein Tipp: die Gewinde mit etwas PTFE Band oder besser noch Gewindedichtmittel einkleben, dann kommt das Fett nur dort raus wo es auch soll.
Links Walterscheid Schmiernippel, rechts alternativer Schmiernippel
Platz für Schmiernippel am Hardyscheibenwellenflansch schaffen
4. Reinigung
Alle Teile gründlichst reinigen. Die Augen der Gabel in denen die Lagerhülsen sitzen vorsichtig mit feinem Schleifpapier vom Rost befreien. Dabei darauf achten kein „gesundes Material“ abzutragen, Stichwort Passung. Wichtig ist auch das Reinigen der Sicherungsringnuten, hier bietet sich ein Dremel mit feiner Drahtbürste an. Gleiches gilt für den Sitz des O-Rings zwischen Kardanwelle und Hardyscheibenwellenflansch. Wer möchte kann jetzt gleich alle teile Lackieren, dazu aber vorher alle Lagersitze abkleben.
Frisch lackiert
5. Zusammenbau
5.1 Gleitlager montieren
Zunächst das neue Gleitlager in den Kardanwellenkörper pressen. Um den Kraftaufwand möglichst weit zu reduzieren, hilft es die Buchse vorab ein paar Stunden in den Tiefkühler zu packen. Den Kardanwellenkörper im Bereich des Lagersitzes mit einem Heißluftföhn gleichmäßig erhitzen, 120...150°C Lagersitztemperatur reichen locker aus. Dann schnell die Hülse aus dem Tiefkühler holen und ab in die Welle damit. Entweder fällt sie von allein komplett rein oder verlangt auf den letzten Millimetern noch nach leichten Schlägen, wieder mit einer passenden Nuss. Kleiner Tipp, die Gleitlager kosten nicht viel. Bestellt gleich zwei Stück, dann kann einmal etwas schief gehen und es ist noch nichts verloren. Die Lager sind weich und einmal verkantet sind sie schnell krumm gehauen.
Einsetzen des neuen Gleitlagers
Zur Prüfung der Arbeit einfach den Hardyscheibenwellenflansch in den neu gelagerten Kardanwellenkörper stecken und händisch auf Spiel prüfen. Leicht klemmen ist ok, leichtgängig aber nahezu spielfrei ist ideal. Wenn deutlich (~0,1mm) Spiel spür-/sicht-/messbar ist, war das neue Gleitlager minderwertiger Qualität. Ich hatte erst beim zweiten Lieferanten Glück. Die Buchsen vom ersten wiesen eine Wandstärke 1,45mm auf, somit hat das fertig eingepresste Lager zwangsweise mindestens 0,1mm Spiel. Die Buchsen der zweiten Bestellung hatten dann das gewünschte Maß von 1,5mm Wandstärke, daher besser vor dem Einpressen die Wandstärke prüfen.
Innenmaß prüfen
5.2 Kardangelenke montieren
Nun die Kardanflansche zusammenbauen. Hierbei stets auf die Anfangs gesetzten Markierungen auf den einzelnen Komponenten achten. Zunächst zwei gegenüberliegende Lagerhülsen vom neuen Kardangelenk abziehen, das Kardangelenk in einen Gelenkflansch einfädeln (dabei darauf achten, dass der Schmiernippel nicht auf der Wellenflansch Seite landet) und dann von außen beide Lagerhülsen in die Lagersitze drücken. Vorher etwas Fett in den Lagersitzen vereinfacht das Einpressen. Ein Stück geht mit der Hand, dann braucht es wieder einen Schraubstock. Aber Achtung, hier ist große Sorgfalt nötig. Die Nadeln in den Lagerhülsen werden nur durchs Fett gehalten, fällt eine Lagerhülse runter, beginnt die sprichwörtliche Suche nach der Nadel im Heuhaufen!
Kardanflansch einfädeln
Lagerhülsen einpressen
Während man die beiden Lagerschalen Schritt für Schritt näher aneinander drückt, immer darauf achten, dass das Kreuz sauber in die Lager rutscht und nicht verkantet. Sobald beide Lagerhülsen soweit wie möglich eingepresst sind das Gelenk wieder aus dem Schraubstock nehmen. Nun ist zumindest eine der zwei Sicherungsringnuten komplett frei. Hier einen der mitgelieferten, neuen Sicherungsringe einsetzen. Anschließend mit zärtlichen Schlägen auf die gegenüberliegende Hülse die zweite Sicherungsringnut freigeben und den zweiten Sicherungsring einsetzen. Stets darauf achten, dass die Sicherungsringe vollständig in der Nut greifen.
Lagerschalen setzen
Nun mit dem gleichen Vorgang die zweite Achse vom Kardankreuz montieren.
5.3 Kardangelenke einmessen
Es folgt der kniffligste Teil des Zusammenbaus, das Einmessen der Kreuzgelenke. Zunächst mit einem Kunststoffhammer die Lagerschalen setzen, hierzu einfach von allen Seiten ein paar Mal in Achsrichtung auf die Gabel schlagen, das sorgt dafür dass die Hülsen sauber an den Sicherungsringen und die Ringe sauber in ihren Nuten sitzen. Jetzt das Axialspiel des Gelenks prüfen. Dazu je seine Seite des fertig montierten Gelenks in eine Hand und versuchen das Kreuzgelenk entlang der Kreuzachsen zu verschieben. Hier darf keinerlei Spiel vorhanden sein.
Axialspiel Kreuzgelenk
In meinem Fall war sehr deutliches Spiel zu sehen und zu spüren. Grund waren die mitgelieferten, zu dünnen Sicherungsringe (1,18mm). Jetzt kommen die alten Sicherungsringe ins Spiel. Zunächst gründlich reinigen, von Rost befreien und messen. Ihr werdet unterschiedliche Stärken vorfinden, wobei diese immer paarweise auftreten sollten. Ich hatte 2x1,4; 2x1,5 und 4x1,6mm. Nun prüfen welche Stärke an dem betroffenen Gelenk am besten passt. Wichtig ist auch hier immer paarweise zu arbeiten, also nie zwei unterschiedliche Maße miteinander zu kombinieren, dies würde die Rotationsachse verschieben und somit zu einer Unwucht führen. Ich hatte leider das Pech, sechs der acht alten Ringe auf das für meine Gelenke aufs ideale Maß runterschleifen zu müssen. Dazu den Ring einfach auf eine Glasplatte mit Schleifpapier legen, bestmöglich gleichmäßig mit den Fingern belasten und runterschleifen. Dabei natürlich regelmäßig die Materialstärke prüfen, denn dicker schleifen wird schwierig.
Vergleich Materialstärke Sicherungsringe
Ziel ist es, dass der zweite Sicherungsring bei der Montage nur mit leichtem Nachhelfen (Druck auf die Lagerhülse bzw. leichte unterstützende Schläge auf den Sicherungsring selbst) an seine Position rutscht. Das hat zur Folge, dass die Lager unter minimaler Vorspannung stehen und somit spielfrei sind. Allerdings darf das Kreuzgelenk dabei keinesfalls klemmen. Lässt es sich also nur mit deutlichem Widerstand bewegen, ist die Paarung noch zu stramm. Ein guter Test ist es, das Kardangelenk an einer Seite waagerecht zu halten, dabei sollte die andere Seite durch das Eigengewicht abknicken. Ich habe in 5/100 Schritten geschliffen und geprüft und konnte an allen Gelenken gute Ergebnisse erzielen.
Vorgang für das zweite Kreuzgelenk wiederholen.
5.4 Zusammenbau
Nun die neue Hardyscheibe am Hardyscheibenwellenflansch montieren, Gleitlager in der Kardanwelle ordentlich mit gutem Fett fetten, und den O-Ring einsetzen. Das ideale Maß des O-Rings ist mir leider nicht bekannt, der alte ist beim Ausbau zerbröselt. In meinem 0815 Sortimentskasten war aber ein, wenn auch etwas stramm, passender O-Ring dabei. Hardyscheibenwellenflansch samt Hardyscheibe in die Kardanwelle stecken (wieder auf die Markierungen der Teile achten) und Hardyscheibe mit Kardanwelle verschrauben und Spannband der Hardyscheibe entfernen.
Fertig montierte Kardanwelle
Zum abschmieren braucht ihr einen speziellen Adapter, da die Spitzen der Fettpressen zu klobig für den geringen Platz im Bereich der Kardangelenke sind. Dazu idealerweise noch eine Einhandfettpresse, gutes MoS2 Fett und der regelmäßigen Wartung, idealerweise spätestens bei jedem Ölwechsel, steht nichts mehr im Weg.
Schmiernippel Adapter
Kardangelenk abschmieren
Am Ende habt ihr eine nahezu perfekte, wunderbar ruhig laufende Kardanwelle vor euch, die bei regelmäßigen Abschmierintervallen mit Sicherheit viele Jahre halten wird.
Viel Erfolg bei der Umsetzung!
