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Kupplung


Funktion
Serienkupplungen
Verstärkte Kupplungen
Kupplungs-Rechner


Funktion

Die Funktionen der Kupplung sind

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 
Schraubennfeder-Kupplung
Schraubenfeder-Kupplung (Hoffmann-Speedster)
mit starrer Kupplungsnabe,
Druckplatte (li.), für ungeführtes Ausrücklager, Kupplungsscheibe (re.)
Membranfeder-Kupplung
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.

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Serienkupplungen

Serienmäßig kamen Kupplungsscheiben mit 180, 200, 210, 215 und 228 mm Durchmesser zum Einsatz. Die Tabelle zeigt die verschiedenen mir bekannten Bauarten.
 

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 Pedalspiel soll zwischen 10 und 20 mm betragen.

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Verstärkte Kupplungen

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

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 oder LuK, für Motorleistungen bis 74 kW (100 PS) ausreichend ist. Darüber hinaus können verstärkte Kupplungen vom Typ 2 (Bus, Transporter) oder Typ 4 eingesetzt werden.

Für noch höhere Leistungen werden höhere Anpreßkräfte, siehe Tabelle erforderlich. Die beiden ersten Zeilen enthalten zum Vergleich serienmäßige Membranfederkupplungen mit ungeführtem Ausrücklager.
 

Anpreßkraft
[kN]
Anpreßkraft
[engl. Pfund]
Durchm.
[mm]
Hersteller
Anwendung
4,0
900
180
F&S, LuK
Serie, bis 100 PS
4,8
1050
180
F&S, LuK
Serie, 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
ab 100 PS
9,5
2100
200
Kennedy
ab 150 PS
10,4
2300
200
Kennedy
Rennmotoren*
11,4
2500
200
Kennedy
Rennmotoren*
11,8
2600
200
Kennedy
Rennmotoren*
13,6
3000
200
Kennedy
Rennmotoren*

*: für Rennsportzwecke, z.B. Beschleunigungsrennen (drag-race) 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.


  Übertragbares Moment

Das Diagramm zeigt das übertragbare Motordrehmoment für verschiedene Kupplungen. Es ist vom Kupplungsscheibendurchmesser (Legende rechts im Bild), von der Andrückkraft und von den Parametern 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 Fa. Kennedy hergestellt.
 
Weitergehende Berechnungen können mit dem Kupplungsrechner angestellt werden.
Die Firma SACHS empfielt folgende Durchmesser in Abhängigkeit des Drehmoments:

Sachs
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- oder 4-Arm- (3-/4 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).

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.

Kwik Loc
Amerikanische Kwik Lock Kupplung mit starrer Nabe
und sechs Reibbelägen für Renneinsatz


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