Wie funktioniert eigentlich?: Die Kardanwelle

Die Kardanwelle gehört zu den eher unscheinbaren, aber unverzichtbaren Bauteilen im Automobilbau – vor allem bei Fahrzeugen mit Frontmotor und Heck- oder Allradantrieb. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, das vom Motor erzeugte Drehmoment über ein Getriebe auf die angetriebene Achse zu übertragen, wenn diese sich nicht in unmittelbarer Nähe des Motors befindet. Dabei muss die Gelenkwelle nicht nur Kräfte übertragen, sondern auch Längen- und Winkeländerungen im Antriebsstrang ausgleichen. Die technische Lösung dafür ist ebenso robust wie elegant: Gelenke an beiden Enden der Welle – meist Kreuz- oder Doppelgelenke – ermöglichen die Bewegung in mehreren Freiheitsgraden. In Kombination mit einer Schiebemuffe oder einem Teleskopmechanismus kann sich die Welle dem wechselnden Abstand zwischen Getriebeausgang und Differential anpassen, etwa wenn sich das Fahrwerk bei Unebenheiten hebt oder senkt.

Der Ursprung des Namens ist italienisch

Ihren Namen verdankt die Kardanwelle dem italienischen Universalgelehrten Gerolamo Cardano, der sich im 16. Jahrhundert mit kinematischen Problemen beschäftigte und das Prinzip des später nach ihm benannten Kreuzgelenks beschrieb. Die technische Umsetzung für den Automobilbau erfolgte in den 1920er Jahren, als sie den bis dahin meist üblichen Kettenantrieb ablöste. Vor allem im Lkw-Bereich bewährte sich die Kardanwelle aufgrund ihrer Wartungsfreundlichkeit und hohen Belastbarkeit. Auch im Motorsport wurde sie schnell zum Standard, da sie hohe Drehmomente übertragen konnte, ohne störanfällig zu sein.

Technische Weiterentwicklungen

Während das Grundprinzip der Gelenkwelle über die Jahrzehnte unverändert geblieben ist, hat es im Detail erhebliche Weiterentwicklungen gegeben. Fortschritte in der Werkstofftechnik führten zu leichteren und gleichzeitig stabileren Wellen, beispielsweise durch den Einsatz von Aluminium oder Kohlefaserverbundwerkstoffen im Hochleistungssegment. Zudem wurde die Laufkultur durch präzisere Fertigung und besser gewuchtete Bauteile deutlich verbessert – ein nicht zu unterschätzender Faktor für den Komfort in modernen Fahrzeugen. Gerade bei längeren Wellen, wie sie in großen SUV oder Nutzfahrzeugen zum Einsatz kommen, ist eine exakte Auswuchtung entscheidend, um Vibrationen zu minimieren und die Lebensdauer zu erhöhen.

Allrad sorgt für neue Blütezeit

Mit dem Einzug des Allradantriebs in Personenkraftwagen, insbesondere ab den 1980er Jahren, erlebte die Kardanwelle eine neue Blütezeit. Allradsysteme wie Audis Quattro oder BMWs x-Drive setzen auf eine zentrale Kardanwelle, die dafür sorgt, auch die Hinterradachse mit Kraft zu versorgen, obwohl der Motor vorne sitzt. Auch im Offroad-Bereich ist die Kardanwelle bis heute unverzichtbar – ihre Fähigkeit, Bewegungen im Fahrwerk flexibel auszugleichen, macht sie ideal für Fahrzeuge mit hoher Verschränkung und Geländegängigkeit.

Elektromobilität als Wendepunkt

Doch mit dem Aufkommen der Elektromobilität ändert sich das Bild. Bei batterieelektrischen Fahrzeugen, die meist auf Plattformen mit achsnahen Antrieben basieren, ist eine zentrale Welle schlicht nicht mehr notwendig. Die Kraftübertragung erfolgt direkt dort, wo sie benötigt wird - an der Achse selbst, oft sogar individuell pro Rad. Damit entfällt die Notwendigkeit, mechanische Energie über weite Strecken im Fahrzeug zu leiten. Das spart nicht nur Bauraum und Gewicht, sondern reduziert auch die mechanischen Verluste im Antriebsstrang. In vielen modernen Elektroautos hat die klassische Kardanwelle ausgedient, weil die Antriebstechnik eine mechanische Verbindung zwischen Vorder- und Hinterachse überflüssig macht.

Die Zukunftsaussichten der Kardanwelle

Dennoch wird die Kardanwelle vorerst nicht aus dem Automobilbau verschwinden. Hybrid-, Performance- und insbesondere Nutzfahrzeuge setzen weiterhin auf bewährte Antriebskonzepte, bei denen die Gelenkwelle als zuverlässiges Bindeglied zwischen Kraftquelle und Achsantrieb fungiert. Auch in modularen Fahrzeugarchitekturen, die sowohl verbrennungsmotorische als auch elektrische Varianten zulassen, wird sie noch gebraucht. Ihr Zenit dürfte aber überschritten sein. Im Zeitalter der vollelektrischen Mobilität verliert die Kardanwelle zunehmend an Relevanz – ein leiser Abschied von einem Bauteil, das mehr als ein Jahrhundert lang die Kraft der Verbrennungsmotoren in Bewegung umgesetzt hat.