Kardanův závěs

Setrvačník v Kardanově závěsu s volným pohybem ve třech osách

Kardanův závěs je uložení, které umožňuje zavěšenému přístroji volný pohyb ve všech třech osách. Tvoří je tři v sobě umístěné obvykle kovové prstence, spojené otočnými čepy tak, že osy čepů sousedících prstenců jsou navzájem kolmé. Užívá se k zavěšení kompasu, lodního chronometru nebo jiného citlivého zařízení, jehož činnost by změna polohy mohla ovlivnit. Zařízení bylo známo už ve starověku (Filón Byzantský, kolem 230 př. n. l.) a ve středověku, název pochází od italského vědce G. Cardana (1501–1576), který je podrobně popsal.

Jiné použití představuje gyroskop – setrvačník, uložený v Kardanově závěsu (viz obrázek). Protože setrvačník udržuje stálý směr své osy, může se z jeho polohy určovat poloha například letadla, v němž je umístěn.

Kardanův hřídel

Kardanův kloub s volným pohybem ve dvou osách

Jeden ze dvou Kardanových kloubů spojovacího hřídele nápravových převodovek lokomotivy T 444.0 nebo 1 ČSD

Jednodušší zařízení, které se skládá ze dvou navzájem kolmo umístěných vidlic, spojených (ježkem) se zkříženými osami v úhlu 90°, se někdy nazývá Kardanův kloub. Používá se jako spojka pro přenos točivého momentu tam, kde osy hnacího a hnaného hřídele mohou být různoběžné, případně se vůči sobě pohybují v rozsahu daném možným úhlem vychýlení kloubu. Kardanův kloub není homokinetický (stejnoběžný). Je zachován směr otáčení, ale vzhledem ke konstrukci Kardanova kloubu dochází v průběhu jedné půlotáčky k periodické odchylce úhlové rychlosti hnaného hřídele vůči rychlosti hnacího hřídele. Jinými slovy, když se hnací hřídel otáčí konstantní rychlostí, úhlová rychlost hnaného hřídele kolísá tím více, čím více se osy hřídelů odchylují.

Nejčastějším použitím je Kardanův hřídel nebo stručně kardan v pohonech, u kterých je třeba počítat s většími vzájemnými pohyby jednotlivých částí. Typickým příkladem je pohon kol vozidla (automobil, tramvaj, lokomotiva atd.). Skládá se ze dvou za sebou řazených Kardanových kloubů, obvykle ještě doplněných úpravou umožňující malou změnu délky hřídele (střední část bývá dělená pomocí drážkovaného spoje). Pokud jsou oba klouby zalomeny o stejný úhel (v absolutní hodnotě, v téže rovině), pak je Kardanův hřídel jako celek homokinetický - odchylky rotace obou kloubů se navzájem ruší.

Jednodušší řešení pro malé úhly vychýlení je pružná či Hardyho spojka, kde funkci zkřížených os zastává pružné mezikruží.

Odkazy

Literatura

• Ottův slovník naučný nové doby, heslo Kardanův závěs. Sv. 5, str. 391.

Související články

• Gyroskop
• Homokinetický kloub
• Umělý horizont
• Vačka

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Kardanův závěs na Wikimedia Commons
• Demonstrace Kardanova kloubu – Wolfram Demonstrations
• Thompson couplings
• Thompsonova spojka (video)