Maschinenelemente 09/09/2011 Kupplungen Philip Kern © phil317

Was ist eine Kupplung? Eine Kupplung ist ein Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten bzw. Drehbewegungen zwischen Wellen. Ausgleich von Wellenversatz, Dämpfung von Geschwindigkeits- und Drehmomentstößen, Trennen und Verbinden, Isolierung gegen Schall, Elektrizität und Vibration.

Einteilung der Kupplungen Fremdbetätigte Schaltbare Drehzahlbetätigte Momentbetätigte Richtungsbetätigte Starre Nicht schaltbare Nachgiebige

Formschlüssige Kupplung Drehmoment wird zwischen zwei parallel verlaufenden Wellen übertragen Oldham Kupplung 1820 in Irland entwickelt

Moderne Formschlüssige Kupplungen Bogenzahnkupplung Drehelastische Wellenkupplung Ausgleichskupplung (Ringspann) Schmidt Kupplung

Formschlüssige Gelenkswellen Verbindet zwei nicht fluchtende Wellen miteinander! Der Knickwinkel darf während der Drehmoment-Übertragung verändert werden! Kreuz- oder Kardangelenk Kardanische Aufhängung

Kraftschlüssige Kupplungen Als Hauptanwendungsgebiet ist diese Einscheibentrockenkupplung als Anfahr- und Schaltkupplung in Kraftfahrzeugen eingebaut! Scheibenkupplung

Kraftschlüssige Kupplungen Lamellenkupplung Werden häufig verwendet da sie kompakt und preisgünstig sind. Einsatz in Automatikgetrieben oder in hochbelastete Haupt- oder Anfahrkupplungen in Motorrädern.

Fliehkraftkupplung Kraftschlüssige Kupplung die zum Anlauf- oder Anfahrkupplung verwendet werden kann. z.b.: Motorsäge Die Kraft der Turbine wird über eine Seilkupplung auf den Generator übertragen. Seilkupplung Freilaufkupplung Ist eine Vorrichtung die einen Teil des Antriebsstranges von der Drehbewegung entkoppelt, wenn sich die Lastverhältnisse ändern. z.b.: Fahrrad

Sicherheitskupplungen Momentbetätigte Kupplungen Unterbrechen Formschlüssige Verbindung Funktion mit dem Brechbolzen Besitzen festgelegte Sollbruchstelle Sicherheits-Lamellenkupplung Funktion über die Rutschnabe Besitzt auch Sollbruchstelle die aber nicht zerstört wird. Bauteile gehen nur aus der Eingriffsstelle heraus und Kupplung läuft im Leerlauf weiter.

Hydrodynamische Kupplung Umsetzung der Leistung der Antriebsseite erfolgt hydrodynamisch über einer Flüssigkeitsmasse! Voith Turbokupplung Verwendung bei Schienenfahrzeuge mit Antrieb durch Verbrennungsmotoren.

Vor- und Nachteile Da jeder Kupplungstyp spezielle Eigenschaften besitzt, ist ein direkter Vergleich nur eingeschränkt möglich. Nachfolgend eine Auswahl wesentlicher Vor- & Nachteile Kupplungstyp Vorteil Nachteil schaltbare Kupplungen Übertragung per Formschluss oder im Kraftschluss, je nach Kupplungstyp Im Betrieb (Formschluss) kein weiterer Kraftaufwand zur aufrechterhaltung nötig. Kraftschlüssige Kupplungen auch bei hoher Last schaltbar. Kupplungen können große Drehmomente trotz kleiner Bauweise übertragen. Formschlüssige Kupplungen nur im Stillstand schaltbar. Wärmeentstehung durch Schaltvorgänge Hoher Verschleiß der Reibflächen Hohe Kosten. nicht schaltbare Kupplungen Drehstarre können Wellenversatz (radial, Axial) ausgleichen. Übertragen große Drehmomente bei kleiner Baugröße. Kupplungstypen (Klauenkupplung) ermöglichen eine Formschlüssige Verbindung. Gelenkwellen gleichen großen Winkelversatz, ohne Drehmomentverlust, aus. Gelenkwellen können Längen über Schiebesitze auszugleichen. Elastische Kupplungen nehmen Stöße und Schwingungen auf. Metallfederkupplungen sind für hohe Arbeitstemperaturen ausgelegt. Elastische Kupplungen dienen zum dämpfen von Drehmomentspitzen und zum Verändern von Eigenfrequenzen (FlexCon) Keine Trennung der Verbindung während des Betriebes. Starre Kupplungen dürfen keinen Wellenversatz haben. Sonderkupplungen Kupplungen dienen zur Absicherung des Systems. Halten die Kosten bei Überlastung gering. Unterbrechen bei Überlast den Kraftschluss. Keine Ausfallzeiten des Systems nach Überlastung. Keine Austausch defekter Bauteile nötig. Teure Herstellung mancher Kupplungen. Einbaugrößen sind begrenzt. Bei Brechbolzenkupplungen muss der Brechbolzen ausgetauscht werden. Unterbrechung der Betriebsdauer bei der Verwendung einer Brechbolzenkupplung

Torsion Torsion beschreibt die Verdrehung eines Bauteils, die durch die Wirkung eines Torsionsmoment entsteht. Versucht man einesn Stab mit einem Hebel zu verdrehen, so wirkt auf diesen ein Torsionsmoment.

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