Kupplungsreibscheiben: Aufbau, Funktion und Typen

Kupplungsreibscheiben: Funktion & Aufbau

Kupplungsreibscheiben, die in mechanischen Systemen verwendet werden, zeichnen sich durch ihre einfache Bauweise und Wartung aus. Aus Platzgründen können sie nicht trocken gelagert werden und werden daher oft in Doppelkupplungsgetrieben, bei Mehrzweckfahrzeugen und Motorrädern im Ölbad eingesetzt. Ihre Funktion besteht darin, eine Scheibe zwischen zwei ebenen Platten zu positionieren. Durch Druck dreht sich diese Scheibe und überträgt so die Rotation und das Drehmoment des Motors an das Getriebe. Um die treibende Kraft zu unterbrechen, wird die Scheibe so weit von den Platten weggedrückt, bis sie sich frei zwischen ihnen dreht oder der Hub erreicht ist.

Wichtige Kennzahlen der Kupplung

Drehmoment

Das Drehmoment des Motors, das die Kupplung zur Übertragung bereitstellt.

Schubkraft

Die Kraft, die die Druckplatte auf die Scheibe(n) ausübt. Dieser Druckmechanismus wird durch Federn oder eine Membran erzeugt, die die Kupplung montieren.

Übertragene Kraft

Die maximale Kraft, die die Kupplung übertragen kann. Sie ist das Produkt aus Schubkraft und Reibungskoeffizient. Wenn die Kupplung rutscht, nimmt die übertragene Kraft ab. Dies kann durch den Fahrer (z.B. durch Verringerung der Triebkraft, "Halb-Pedal") oder durch mangelnde Haftung der Scheibe an der Nabe (z.B. bei Überhitzung) verursacht werden.

Maximal zulässiger Scheibendruck

Der Druck, dem das Material standhalten kann, ohne dass die Platten beschädigt werden oder Materialermüdung (z.B. an der Oberfläche) auftritt. Keramische Werkstoffe sind hierfür oft ausreichend.

Durchlicht (Durchrutschmoment)

Dies ist das maximale Drehmoment, das die Kupplung übertragen kann, bevor sie durchrutscht. Es ist das Ergebnis der Anwendung der übertragbaren Kraft an dem Punkt, an dem diese Kraft ausgeübt wird.

Komponenten der Kupplung

Kupplungsscheibe

Sie befindet sich zwischen dem Schwungrad und der Druckplatte. In ihrer Mitte befindet sich eine Bohrung für die Getriebehauptwelle. Ihre Aufgabe ist es, die Bewegung vom Schwungrad (das mit der Kurbelwelle verbunden ist) auf das Getriebe (den angetriebenen Teil) zu übertragen.

• Die Scheibe sollte ein sanftes, progressives Einrücken ermöglichen, um Ruckeln beim Ausgleich der Drehzahlen zwischen Schwungrad und Druckplatte zu vermeiden.
• Einmal eingerückt, muss sie fest sitzen und das Drehmoment ohne Schlupf übertragen.
• Für einen ruhigen Lauf besitzt sie eine Reihe von radialen Schnitten am Rand, die eine gewisse Flexibilität in der Mitte der Scheibe ermöglichen, welche die Rotation überträgt.
• Für Rutschfestigkeit ist die Scheibe beidseitig mit Reibbelägen (z.B. Ferodo) versehen.

Druckplatte

Dieses Bauteil drückt die Kupplungsscheibe gegen das Schwungrad. Es ist eine Metallplatte, die mit dem Gehäuse durch eine elastische Vorrichtung verbunden ist, welche die Scheibe andrückt.

Membran (Tellerfeder)

Dies ist die Feder, die die Kraft ausübt, um die Druckplatte gegen die Kupplungsscheibe zu drücken. Moderne Kupplungen verwenden oft eine Membran anstelle von Schraubenfedern.

Kupplungsgehäuse

Das Gehäuse umschließt die Druckplatte und die Membran und schützt die inneren Komponenten.

Ausrücklager (Schubkragen)

Es drückt auf die Mitte der Membran oder auf Kipphebel, um die Druckplatte zu trennen und somit die Kupplung zu lösen.

Schwungrad

Die äußere Fläche des Schwungrads dient als Kontaktfläche, auf der die Kupplungsscheibe aufliegt, wenn die Kupplung eingerückt ist. Es ist fest mit der Kurbelwelle verbunden.

Kupplungstypen im Überblick

Kegelkupplung

Diese Kupplung verwendet keine flache Scheibe. Sie besteht aus zwei konischen Teilen (männlich und weiblich), deren Flächen durch eine Anpresskraft F gekoppelt sind. Die Reibung sorgt für den Gleichlauf der Achsen. Sie findet Anwendung in Lkw-Getrieben (z.B. in Synchronisierungen) und kann auch im Ölbad betrieben werden.

Doppelscheibenkupplung

Für Fahrzeuge mit hoher Leistung und hohem Drehmoment ist die große Zweischeiben-Trockenkupplung ideal, um die Baugröße zu reduzieren und Konstruktionsprobleme zu vermeiden. In landwirtschaftlichen Fahrzeugen ermöglicht eine Doppelkupplung für die Kraftübertragung oder eine Doppelkupplung mit hinterer Buchsenänderung, die über das Pedal aktiviert wird, das Einrücken, ohne die Zapfwelle vom Motor zu trennen. Das erste Betätigen des Pedals löst die Zapfwelle, während ein vollständiges Durchtreten des Pedals den Motor entkoppelt.

Mehrscheibenkupplung

Diese ölbadgekühlte Kupplung ist aufgrund ihrer geringen Größe ideal für die Montage direkt am Getriebe (z.B. bei VW DSG-Getrieben) und in Motorradmotoren. Sie basiert auf den gleichen Prinzipien wie eine Trockenkupplung, verwendet jedoch eine Flüssigkeit, die die Verbindung kühlt und schmiert, wodurch die Reibung reduziert und die Lebensdauer der Scheiben erhöht wird. Die übertragbare Kraft hängt von der Anzahl der Scheiben ab. Für eine korrekte Drehmomentübertragung müssen die Federkraft, die Größe der Kupplungsglocke und der Schub aufeinander abgestimmt sein.