Kardangledd (U-ledd)

Et kardangledd, ofte kalt U-ledd, er en mekanisk kobling som overfører roterende bevegelse mellom to aksler hvis akslinjer møtes i en vinkel. Det lar drivkraften fortsette rundt en knekk i drivlinjen og tar opp endringer i denne vinkelen når komponentene beveger seg. Den klassiske formen, Cardan- eller Hooke-leddet, består av to gafler satt i rett vinkel til hverandre og forbundet med et sentralt korsformet stykke kalt et kryss, hvis fire armer hviler i nålelagre.

I drift er den ene gaffelen festet til inngangsakselen og den andre til utgangsakselen, med krysset som binder dem sammen. Når inngangen roterer, svinger krysset i lagrene sine og lar utgangsakselen følge med selv om den peker i en litt annen retning. Dette er mest kjent i endene av en bils kardangaksel, der leddet lar girkasseutgangen og bakakselen sitte i ulik høyde og vinkel, og bevege seg i forhold til hverandre når hjulopphenget arbeider over ujevnheter.

Det kjennetegnet som definerer leddet, og dets viktigste ulempe, er at det ikke overfører rotasjon med helt konstant hastighet når det arbeider gjennom en vinkel. Innenfor hver omdreining akselererer og bremser utgangsakselen to ganger i forhold til inngangen, en variasjon som blir mer markert etter hvert som arbeidsvinkelen øker. Denne ujevne bevegelsen gir en torsjonsvibrasjon som kan kjennes og høres, og den påfører drivlinjen en syklisk belastning.

Ingeniørene håndterer dette på en velkjent måte: ved å bruke to kardangledd i en kardangaksel og plassere gaflene i fase med like store arbeidsvinkler i hver ende, slik at akselerasjonen i det første leddet oppheves av nedbremsingen i det andre, og hjulene dreier med jevn hastighet. Derfor har en typisk kardangaksel for bakhjulsdrift et ledd i hver ende. Der det trengs et jevnt utgangsturtall gjennom store og varierende vinkler, særlig på de fremre drivhjulene på en bil som også styrer, brukes i stedet det homokinetiske leddet, ettersom det overfører dreiemoment med jevn hastighet uavhengig av vinkel.

Kardangledd er enkle, robuste og tåler høyt dreiemoment, noe som holder dem i utstrakt bruk på kardangaksler og drivaksler i lastebiler og bakhjulsdrevne biler. De krever likevel tilsyn: mange har smørenipler som trenger jevnlig smøring, og slitte nålelagre gir seg til kjenne med et klunk når drivkraften kobles inn eller med en vibrasjon som forverres med farten. U-leddet samvirker med kardangakselen det forbinder, differensialen det mater og det homokinetiske leddet som utfyller det ved hjulene.