Schaltbare Kupplung: Funktion, Typen und Einteilung von schaltbaren Kupplungen

Zusammenstellung verschiedener schaltbarer Kupplungen

Was ist eine schaltbare Kupplung?

Eine schaltbare Kupplung verbindet oder trennt zwei rotierende Wellen – meist zwischen Antriebs- und Abtriebsseite. Der Schaltvorgang erfolgt entweder manuell, automatisch oder abhängig von physikalischen Parametern wie Drehmoment oder Drehzahl. Weiters unterscheidet man zwischen „im Stillstand“ oder „unter Drehzahl“ schaltende Kupplungen.

Sie sind unverzichtbare Maschinenelemente im Maschinenbau. Hier erfährst du, wie schaltbare Kupplungen funktionieren, welche Varianten es gibt, und worauf du bei der Auswahl achten solltest.

Was dich in diesem Artikel erwartet:

Unterteilung schaltbarer Kupplungen nach Betätigungsart

 

    • Fremdbetätigte Kupplungen: Schaltung erfolgt durch ein externes Signal (elektrisch, mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch)

    • Selbstschaltende Kupplungen: Reagieren automatisch auf Drehzahl (Fliehkraftkupplung), Drehrichtung (Freilauf, Überholkupplung) oder Drehmoment (Sicherheitskupplung / Überlastkupplung)

 

 

Unterteilung schaltbarer Kupplungen nach Übertragungsart

 

    • Formschlüssig: Zähne, Klauen, etc. greifen ineinander. Kein Schlupf, hohe Drehmomente auf geringem Bauraum

    • Kraftschlüssig: Reibfläche + Anpresskraft. Erlaubt kontrolliertes Rutschen (z. B. Reibkupplung)

 

 

Aufbau einer schaltbaren Kupplung

 

Obwohl die Bauformen variieren, bestehen schaltbare Kupplungen allgemein meist aus folgenden Bauteilen:

    • Kupplungskörper: Gehäuse zur Aufnahme aller Bauteile

    • Übertragungselemente: Scheiben, Zähne, Reibbeläge, Klauen oder Lamellen zur Drehmomentübertragung

    • Betätigungsmechanismus: Mechanisch, elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch

    • Federelemente: Erzeugen Anpresskraft um die Schaltfunktion zu erfüllen bzw. 

    • Dämpfungselemente: Reduzieren Schwingungen und dämpfen Stöße

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Arten schaltbarer Kupplungen

Häufig werden die schaltbaren Kupplungen nach ihrer konstruktiven Gestaltung (Bauform) eingeteilt. Hier die wichtigsten Kupplungsarten im Überblick:

Mechanisch – Bogenzahnkupplung / Klauenkupplung (formschlüssig)

  • Robuste Wellenkupplungen; fremdbetätigt
  • Bei Synchronlauf und im Stillstand schaltbar; meist mit Schaltgestänge
  • Für hohe Drehmomente bei begrenztem Bauraum

Elektromagnetkupplung – Reibkupplung (kraftschlüssig)

  • Übertragung mittels Reibbelag
  • Schnelles Schalten im Betrieb und unter Differenzdrehzahl möglich

Elektromagnetkupplung – Zahnkupplung (formschlüssig)

  • Übertragung mittels stirnseitiger Zähne
  • Hohes Drehmoment auf geringem Bauraum
  • Zahnkupplungen schalten im Betrieb auch mit geringer Differenzdrehzahl möglich

 

Das Video zeigt die Funktionsweise einer Mönninghoff Zahnkupplung

Fliehkraftkupplung (drehzahlbetätigt)

  • Automatisches Schalten bei Erreichen einer bestimmten Drehzahl
  • Beliebt als Anlaufkupplung für hohe Anlaufdrehmomente

 

Das Video von KIWI k erklärt das Prinzip einer Fliehkraftkupplung.

Freilaufkupplung / Rücklaufsperre (drehrichtungsbetätigt)

  • Erlaubt Bewegung nur in eine Richtung
  • Einsatz u.a. in Pumpen, Förderanlagen, etc.

 

Das Video der Firma Ringspann erklärt das Funktionsprinzip von Freiläufen / Rücklaufsperren.

Sicherheitskupplung / Überlastkupplung (drehmomentbetätigt)

  • Trennt bei Überlast automatisch
  • Schützt deinen Antriebsstrang vor Schäden bei Drehmomentspitzen

 

Das Video der Firma Jakob Antriebstechnik zeigt das Wirkprinzip einer freischaltenden Kugelrastkupplung

Hydraulische Kupplung

  • Schalten mittels Hydraulikflüssigkeit
  • Für hohe Drehmomente und schwierige Einsatzbedingungen
  • Hydraulik-System teuer, wenn nicht ohnehin an der Maschine

 

Pneumatische Kupplung

  • Schalten mittels Druckluft
  • Günstiger als Hydraulik, allerdings auch mit niedrigem Wirkungsgrad
  • Pneumatik-System teuer, wenn nicht ohnehin an der Maschine

Fazit: Welche schaltbare Kupplung ist die richtige?

Die Wahl der richtigen schaltbaren Kupplung hängt stark von Anwendung, Einbauraum, Schaltfrequenz und Anforderungen an Schaltverhalten und Momentübertragung ab.

 

Tipp: Lass dich bei Unsicherheit von einem erfahrenen Hersteller oder Fachhändler beraten – das spart Zeit, Geld und schützt deine Maschinen.

PRO-Tipp: Je umfassender das Produktprogramm des Hersteller / Fachhändler, desto „neutraler“ die Beratung

 

FAQ – Häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen formschlüssiger und kraftschlüssiger Kupplung?
Formschlüssige Kupplungen übertragen das Moment über Zahn- oder Klauenkontakt – kraftschlüssige über Reibung.

 

Kann man eine schaltbare Kupplung im laufenden Betrieb schalten?
Ja – elektromagnetische und viele kraftschlüssige Kupplungen sind dafür ausgelegt.

 

Welche Kupplung eignet sich für hohe Drehzahlen?
Elektromagnetkupplungen und Fliehkraftkupplungen sind gute Kandidaten.

In unserem Beitrag Kupplungen im Maschinenbau: Diese Unterteilung musst du kennen bekommst du eine Übersicht über Kupplungen – also schaltbare und nicht schaltbare Kupplungen.

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