Die Funktionen der Kupplung
sind
-
Drehzahlausgleich zwischen Motor
und Getriebe beim Anfahren schaffen,
-
Übertragung des Motordrehmoments
auf das Getriebe,
-
Schutz des Antriebsstrangs vor
Überlast und
-
Dämpfung der Schwingungen
der Kurbelwelle.
bei den luftgekühlten VW-Fahrzeugen
mit Schaltgetriebe wird dazu immer eine Einscheiben-Reibungskupplung verwendet.
Das Motordrehmoment wird in der Kupplung über die Bauteile Schwungscheibe,
Kupplungsdruckplatte und Kupplungsscheibe auf die Getriebeeingangswelle
übertragen. Dabei preßt die federbelastete Kupplungsdruckplatte
im eingekuppelten Zustand die Kupplungsscheibe gegen das Schwungrad. Die
Kupplung sollte das maximale Motormoment mit 1,3- bis 2-facher Sicherheit
übertragen können. Die Federkraft kann je nach Bauart durch
-
Schraubenfedern,
-
Membranfedern oder
-
Tellerfedern
Schraubenfeder-Kupplung
(Hoffmann-Speedster)
mit starrer Kupplungsnabe,
Druckplatte (li.), für
ungeführtes Ausrücklager, Kupplungsscheibe (re.)
|
Membranfeder-Kupplung (Hoffmann-Speedster),
für neueres, geführtes
Ausrücklager
mit Schwingungsausgleich
durch Schraubenfedern
|
aufgebracht werden. Beim
Auskuppeln drückt eine Ausrückgabel gegen das Ausrücklager
(Axialkugellager) und hebt gegen die Federkraft über einen Hebel die
Kupplungsdruckplatte von der Kupplungsscheibe um 0,6 bis 1,0 mm ab. Dadurch
wird der Reibschluß unterbrochen und die Verbindung von Motor und
Getriebe getennt.
Im Falle einer rutschenden
Kupplung kann ein um den Faktor 2 bis 2,5-fach höheres Drehmoment
als der Motor liefert auf der Getriebeeingangswelle anliegen (Momentenüberhöhung).
Der Kupplungsreibwert liegt je nach Material der Reibbeläge zwischen
0,2 und 0,35.
Bei der Schraubenfeder-Kupplung
steigt die Pedalkraft linear mit zunehmendem Pedalweg an. Ein komfortablerer
Verlauf stellt sich bei der Membranfederkupplung ein. Hier steigt die Pedalkraft
beim Auskuppeln zuerst an, um dann wieder leicht aubzufallen (Wellenform).
So läßt sich der Kupplungsvorgang leichter dosieren. Außerdem
sind Membranfederkupplungen unempfindlicher für hohe Drehzahlen und
bauen kleiner.
Für ein ruckfreies Anfahren
sind Kupplungsscheiben mit Schwingungsdämpfern und/oder Belagfederung
geeignet. Bei der Belagfederung ist die metallische Trägerscheibe
für die beiden Beläge in Wellenform federnd ausgebildet. Die
aufgenieteten Reibbeläge können entweder als Reibring oder in
Segmenten (z.B. keramische oder Sinterplatten) aufgebracht werden.
^ Seitenanfang
|
Serienmäßig kamen
bei VW Kupplungsscheiben mit 180, 200, 210, 215 und 228 mm Durchmesser
zum Einsatz. Beim Käfer waren es die Durchmesser 180 und 200 mm. Der
Porsche 356 verwendete ebenfalls eine 180er Scheibe. Die Tabelle zeigt
die verschiedenen mir bekannten Bauarten von Serienkupplungen.
|
Fahrzeug
|
Kupplungsbauart
|
Durchmesser
Kupplungsscheibe
in mm
|
Reibfläche
in cm²
|
Typ 1 (1200 bis 12/71)
(1300, 1500 bis 07/70) |
6-Schraubenfederkupplung
|
180
|
268
|
Typ 1 (1200 01/72 bis 12/79
(1300 08/70 bis 07/75) |
Membranfederkupplung
|
180
|
268
|
| Typ 1 (1500, 1600 kurzer
Vorderwagen bis 07/70) |
9-Schraubenfederkupplung
|
200
|
363
|
| Typ 1 (1600 kurzer Vorderwagen
ab 08/70) |
Membranfederkupplung
|
200
|
363
|
| Typ 1 (1302/03 ab 08/70
1600, 50PS) |
Membranfederkupplung
|
200
|
363
|
| Typ 1 (1200 Mexiko ab 01/80) |
Membranfederkupplung
|
200
|
363
|
| Typ 2 (Bus bis 1967) |
Teller- oder Membranfederkupplung
|
180
|
268
|
| Typ 2 (Bus bis 1967) |
6-Tellerfederkupplung
oder
9-Tellerfederkupplung
|
200
|
363
|
| Typ 2 (Bus ab 1967) |
6-Tellerfederkupplung
oder
9-Tellerfederkupplung
mit geführtem Ausrücklager
|
200
|
363
|
| Typ 2 (Bus 1967 bis 1979) |
Membranfederkupplung
mit
geführtem Ausrücklager
|
210, 215, 228 (2,0 l)
|
|
| Typ 3 (1500 bis 07/62) |
Tellerfederkupplung
|
180
|
268
|
| Typ 3 (1500, 1600 ab 08/62) |
Tellerfederkupplung
|
200
|
363
|
| Typ 4 (411, 412, Bus, Porsche
914) |
Membranfederkupplung
mit
geführtem Ausrücklager
|
210, 215 (1,8 l), 228
(2,0 l)
|
|
Außerdem wird zwischen
ungeführten Ausrücklagern (Bild oben links, bis Baujahr 07/70)
und zentrisch geführten Ausrücklagern (Bild oben rechts, ab Baujahr
08/70) unterschieden. Beim Standard-Käfer setzte das geführte
Ausrücklager ab Baujahr 04/72 ein. Das Ausrücklager muß
unbedingt mit der entsprechenden Kupplungsdruckplatte mit oder ohne Anlaufring
kombiniert werden, da sonst die Ausrückwelle zerstört werden
kann.
Das Kupplungspedalspiel soll
zwischen 10 und 20 mm betragen.
^ Seitenanfang
|
Wenn ein Motor durch eine
Leistungssteigerung ein höheres Drehmoment abgibt, dann muß
theoretisch der gesamte nachfolgende Antriebsstrang verstärkt werden.
Dies betrifft in erster Linie die serienmäßige Kupplung, da
die Kupplungsscheibe ein Verschleißteil darstellt. Die Verstärkung
der Kupplung kann durch Verwendung
-
eines größeren Durchmessers,
-
einer Kupplungsscheibe mit höherem
Belagreibwert (Sinterbeläge) oder
-
einer Druckplatte mit höherer
Anpreßkraft
erfolgen. In der Regel findet
eine Kombination aller Maßnahmen statt. Aus der Erfahrung heraus
ist bekannt, daß eine Serienkupplung mit 200 mm Durchmesser, z.B.
von Sachs (ehemals Fichtel&Sachs) oder LuK, für Motorleistungen
bis 74 kW (100 PS) im Straßeneinsatz ausreichend ist. Darüber
hinaus können verstärkte Kupplungen vom Typ 2 (Bus, Transporter)
oder Typ 4 oder "After Market"-Teile, z.B. von Kennedy
Engineered Products (KEP) eingesetzt werden.
Die Anpreßkräfte
der Kupplungen und ihre Anwendungsbereiche sind in der Tabelle zusammengefaßt.
Die beiden ersten Zeilen enthalten zum Vergleich serienmäßigen
Membranfederkupplungen mit ungeführtem Ausrücklager. Für
schwere Fahrzeuge, Motoren mit höherer Leistung, Rennsport- oder Drag-racing
Einsätze mit Slick-Reifen werden höhere Anpreßkräfte
erforderlich, die z.B. mit den Kennedy Kupplungen der Leistungsklassen
I bis IV erreicht werden können.
Anpreßkraft
[kN]
|
Anpreßkraft
[engl. Pfund, lb]
|
Durchm.
[mm]
|
Hersteller
|
Anwendung
|
|
3,3
|
730
|
180
|
F&S Serie
|
1200 cm³, 34 PS,
vor '68
|
|
3,5
|
770
|
180
|
F&S Serie
|
1200 cm³, 34 PS,
ab '68
|
|
3,7
|
816
|
200
|
F&S Serie
|
Typ 1, 1500/1600 cm³,
bis 50 PS
|
|
4,0
|
880
|
200
|
F&S Serie
|
Typ 2, bis 70 PS
|
|
4,4
|
970
|
200
|
F&S Serie
|
Typ 2, bis 80 PS
|
|
4,0
|
880
|
180
|
F&S, LuK
|
bis 100 PS
|
|
4,8
|
1050
|
180
|
F&S, LuK
|
bis 100 PS
|
|
5,5
|
1210
|
200
|
div.
|
Heavy Duty, ab 100 PS
|
|
5,9
|
1300
|
200
|
div.
|
Heavy Duty, ab 100 PS
|
|
7,7
|
1700
|
200
|
Kennedy
|
Stage I, bis 240 Nm
|
|
9,5
|
2100
|
200
|
Kennedy
|
Stage II, bis 290 Nm*
|
| |
|
228
|
Kennedy
|
für Bus ab '76,
bis 270 Nm
|
|
10,4
|
2300
|
200
|
Kennedy
|
ältere KEP-Ausführung*
|
|
11,4
|
2500
|
200
|
Kennedy
|
ältere KEP-Ausführung*
|
|
11,8
|
2600
|
200
|
Kennedy
|
Stage III, bis 350 Nm*
|
|
13,6
|
3000
|
200
|
Kennedy
|
Stage IV, bis 400 Nm*
|
*: für Rennsportzwecke,
z.B. Sand-Rails, Beschleunigungsrennen (drag-race) usw. vorgesehen.
Kennedy Kupplungen werden
für Getriebewellen mit ungeführtem Ausrücklager geliefert
und können durch Ausbauen des Lagerrrings auf die neueren Ausrücklager
umgerüstet werden. Außerdem verkürzen diese Art der Membranfederkupplungen
den Pedalweg und sind in USA und England im sehr verbreitet.
Das Diagramm zeigt das übertragbare
Motordrehmoment für verschiedene Kupplungen. Es ist vom Kupplungsscheibendurchmesser
(Legende rechts im Bild), von der Andrückkraft und von den Parametern
-
Belagreibwert (hier 0,2 angenommen),
-
Einscheibenkupplung (2 Reibbeläge)
sowie
-
dem Sicherheitsfaktor (hier
2,5-fache Sicherheit angenommen)
abhängig. Die 180 mm-Serienkupplung
(Anpreßkraft 4 kN oder 400 "kg") ist demnach nur für 1200, 1300
und 1500 cm³ Motoren mit weniger als 100 bis 110 Nm Drehmoment tauglich.
Ähnliches gilt für die 200 mm-Serienkupplung ohne verstärkte
Anpreßkraft. Für leistungsgesteigerte Typ 1-Motoren mit 120
bis 150 Nm Drehmoment empfielt sich eine 200 mm-Kupplung mit verstärkter
Anpreßkraft von 5 bis 6 kN (oder umgangssprachlich 500 kg bis 600
kg). Für Typ 4-Motoren bieten im Drehmomentbereich von 145 bis 175
Nm die Serien-Kupplungen mit 210, 215 oder 228 mm genügend Reserven.
Ausgesprochene Sportkupplungen für Motoren mit über 200 Nm werden
beispielsweise von der Kennedy Engineered
Products (KEP) für den Käfer hergestellt.
Weitergehende Berechnungen
können mit dem flat4-Kupplungsrechner
angestellt werden.
Die Firma SACHS
empfielt folgende Durchmesser in Abhängigkeit des Drehmoments:
Drehmomentbereiche für
Sachs Pkw-Druckplatten
VW und Porsche "Heavy Duty"
Kupplungsscheibe
mit Schwingungsausgleich
durch Schraubenfedern
|
Als
Reibwerkstoffe kommen neben den organischen Belägen der Serienkupplungen
auch Sinterwerkstoffe mit keramischen Werkstoffbestandteilen zum Einsatz,
die auch als einzelne Plättchen auf der Kupplungsscheibe aufgeklebt
sein können. Auch Mischungen zweier Belagarten werden angeboten (Dual
Friction Clutch). Damit soll ein weiches Einkuppeln (Alltagsbetrieb!) bei
hoher Standfestigkeit und Wärmeableitung möglich sein. |
Für den Rennsport stehen
200 mm Kupplungsscheiben in 3-/4- oder 6-Arm- (3-/4-/6-puck) Bauweise zur
Verfügung, die aufgrund ihrer fehlenden Elastizitäten ein schlagartiges
Einkuppeln bei hohen Drehzahlen ermöglichen. Diese Entwicklung kommt,
wie auch die J&G floater clutch aus dem Beschleunigungsrennsport (drag
racing) und ist für den Straßeneinsatz aufgrund der nicht vorhandenen
Dosierbarkeit nicht geeignet. Eine 4-Arm-Kupplungsscheibe kann beispielsweise
25% mehr Drehmoment übertragen als eine vergleichbare Scheibe im Seriendesign.
Ein interessanter Umbau wird
z.B. von John Maher in England
gemacht. Er hat einen Adapter konstruiert, mit dem das neue, geführte
Ausrücklager an die alte ungeführte Bauform angepaßt werden
kann und so neue Membranfederkupplungen in alten Getriebegehäusen
gefahren werden können.
Amerikanische Kwik Lock
Kupplung mit starrer Nabe
und sechs Reibbelägen
für Renneinsatz
|
