Funktionsweise von Flüssigkeitskupplungen

Flüssigkeitskupplungen, auch hydrodynamische oder Strömungskupplungen genannt, arbeiten nach dem Prinzip der Kraftübertragung mittels eines Fluids. Sie bestehen im Wesentlichen aus zwei Hauptkomponenten: dem Pumpenrad, das an der Antriebswelle befestigt ist, und dem Turbinenrad, das mit der Abtriebswelle verbunden ist. Diese beiden Räder befinden sich in einem gemeinsamen Gehäuse, das mit einer bestimmten Menge Öl oder einer anderen Flüssigkeit gefüllt ist.

Wenn das Pumpenrad durch eine externe Antriebsquelle, beispielsweise einen Elektromotor, in Bewegung gesetzt wird, wird die Flüssigkeit durch Zentrifugalkraft nach außen gedrängt. Diese Bewegung überträgt die kinetische Energie des Pumpenrads auf das Fluid. Das Fluid strömt dann zum Turbinenrad und überträgt die Energie auf dieses, wodurch es in Rotation versetzt wird und somit die Abtriebswelle antreibt.

Ein entscheidender Aspekt der Funktionsweise ist der sogenannte Schlupf, der die Differenz in der Drehgeschwindigkeit zwischen Pumpenrad und Turbinenrad beschreibt. Dieser Schlupf ist notwendig, um die Drehmomentübertragung zu ermöglichen. In der Praxis beträgt der Schlupf unter normalen Betriebsbedingungen zwischen 1,5% und 6%, abhängig von der Last und den Betriebsbedingungen.

Abgrenzung zu Reibungskupplungen

Flüssigkeitskupplungen unterscheiden sich grundlegend von Reibungskupplungen in ihrer Funktionsweise und den Anwendungsbereichen. Während Flüssigkeitskupplungen auf hydrodynamischen Prinzipien basieren, arbeiten Reibungskupplungen durch mechanischen Kontakt und Reibung zwischen zwei Oberflächen.

Reibungskupplungen verwenden Platten oder Scheiben, die durch eine Federkraft oder hydraulischen Druck zusammengedrückt werden, um die Kraftübertragung zu gewährleisten. Bei Betätigung der Kupplung werden diese Platten voneinander getrennt, wodurch die Drehmomentübertragung unterbrochen wird. Diese Art von Kupplungen ist weit verbreitet in Fahrzeugen, insbesondere bei manuellen Getrieben.

Im Gegensatz dazu ermöglichen Flüssigkeitskupplungen eine sanftere und stufenlose Kraftübertragung, da sie keinen direkten mechanischen Kontakt zwischen den treibenden und getriebenen Komponenten haben. Dies reduziert den Verschleiß und die Wartungskosten erheblich. Zudem bieten sie den Vorteil, Stöße und Vibrationen zu dämpfen, was sie ideal für Anwendungen in schweren Maschinen und industriellen Anlagen macht.

Hydrodynamische bzw. Strömungskupplung

Die hydrodynamische Kupplung, auch als Strömungskupplung bezeichnet, ist eine spezielle Art der Flüssigkeitskupplung, die auf dem Prinzip der Hydrokinetik basiert. Hierbei wird kinetische Energie durch die Bewegung einer Flüssigkeit übertragen. Die Hauptkomponenten sind ähnlich wie bei anderen Flüssigkeitskupplungen: das Pumpenrad, das Turbinenrad und das dazwischen befindliche Gehäuse.

Das Pumpenrad wirkt wie eine Zentrifugalpumpe, die das Fluid durch die Zentrifugalkraft bewegt. Die Flüssigkeit fließt dann durch das Turbinenrad, das die Energie aufnimmt und in Rotation versetzt. Durch diese Bewegung entsteht ein Drehmoment, das die Abtriebswelle antreibt. Ein wesentlicher Vorteil der hydrodynamischen Kupplung ist die Möglichkeit, hohe Drehmomente ohne mechanischen Verschleiß zu übertragen.

Ein weiteres Merkmal dieser Kupplungen ist ihre Fähigkeit, Drehmomentschwankungen und Laststöße effektiv zu dämpfen. Dies macht sie besonders geeignet für Anwendungen mit starken und plötzlichen Lastwechseln, wie sie häufig in der Schifffahrt, im Bergbau und in der Schwerindustrie vorkommen.

Zusammengefasst bieten hydrodynamische Kupplungen eine effiziente und verschleißarme Methode der Kraftübertragung, die sich durch ihre Fähigkeit auszeichnet, Vibrationen zu dämpfen und eine gleichmäßige Drehmomentübertragung zu gewährleisten. Dies macht sie zu einer bevorzugten Wahl in vielen industriellen und maritimen Anwendungen.

Hersteller von Flüssigkeitskupplungen