Lernfeld 9 · Prüfung Teil 2

Kupplungen und Überlastsicherungen

Kupplungen und Überlastsicherungen an Traktor und Gerät: Lamellenkupplung, Scherschraube, Nockenschalt-, Reib- und Freilaufkupplung.

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Darum geht es

Im Traktor trennt die Fahrkupplung Motor und Getriebe, bei älteren Modellen oft als Doppelkupplung mit zweiter Stufe für die Zapfwelle. Moderne Traktoren schalten Zapfwelle, Wendeschaltung und Lastschaltstufen über nasse Lamellenkupplungen, die ein Kolben mit Öldruck zusammenpresst. Das übertragbare Moment hängt von Anpresskraft, Reibzahl, mittlerem Radius und der Zahl der Reibflächen ab. Rutscht eine solche Kupplung, wird zuerst der Schaltdruck gemessen, dann die Ansteuerung geprüft und erst zuletzt das Paket zerlegt.

Im Antrieb der Geräte schützen Überlastsicherungen Getriebe und Gelenkwelle. Die Scherschraube bricht als Sollbruchstelle und wird nur durch eine Schraube gleicher Abmessung und Festigkeitsklasse ersetzt. Die Sternratsche rastet über und überträgt weiter in Stößen, die Nockenschaltkupplung unterbricht den Kraftfluss, bis die Drehzahl gesenkt wird. Reibkupplungen begrenzen das Moment durch Rutschen; nach längerer Standzeit müssen sie gelüftet werden, weil die Beläge festsitzen können.

Der Freilauf überträgt nur in einer Drehrichtung. Er gehört zu Geräten mit großer Schwungmasse, damit sie nach dem Abschalten nicht den Traktor antreiben. Er ersetzt keine Überlastsicherung. Welche Sicherung mit welchem Ansprechmoment eingebaut wird, legt der Gerätehersteller fest; wer davon abweicht, verlagert den Schaden auf teure Bauteile und übernimmt die Haftung.

Das solltest du dir merken

Lamellenkupplung im Öl braucht viele Reibflächen, weil die Reibzahl klein ist.
Rutschende Schaltkupplung zuerst mit Druckmessung eingrenzen.
Scherschraube nie durch eine stärkere ersetzen, sie ist die Sollbruchstelle.
Reibkupplungen vor der Saison lüften und auf Einstellmaß bringen.
Freilauf schützt vor Nachlauf, nicht vor Überlast.

Formeln

Reibmoment einer Lamellenkupplung: $M = F \cdot μ \cdot r_{m} \cdot z$; $F$ Anpresskraft in N, $μ$ Reibzahl, $r_{m}$ mittlerer Reibradius in m, $z$ Zahl der Reibflächen
Abschermoment einer Scherschraube: $M = τ_{a B} \cdot \frac{π \cdot d ^{2}}{4} \cdot r$; $τ_{a B}$ Scherfestigkeit, $d$ Schaftdurchmesser, $r$ Wirkradius der Schraube

Typische Fehler in der Prüfung

Bei der Lamellenkupplung die Zahl der Reibflächen vergessen.
Radius in mm eingesetzt und das Moment in N·m angegeben.
Sternratsche und Nockenschaltkupplung in ihrer Wirkung verwechselt.

Tipps aus der Werkstatt

Lamellenkupplung: M = F · μ · r · z, die Reibflächen z nicht vergessen und den Radius in Meter einsetzen. Bei Überlast bricht die Scherschraube, die Ratsche rattert, die Nockenschaltkupplung schaltet ab, die Reibkupplung rutscht. Eine stärkere Scherschraube ist nie die Lösung.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

13 Aufgaben zu „Kupplungen und Überlastsicherungen“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Land- und Baumaschinenmechatroniker/-in (2014), Lernfeld 9 (Prüfen und Instandsetzen von Kraftübertragungssystemen an Maschinen und Geräten). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.