Kupplungen für LKW

Bei Fahrzeugen mit Schaltgetriebe beschleunigt der Fahrer den Wagen. Aus dem Stand heraus dreht der Motor wenig, gleichzeitig müssen die Räder erst in Bewegung gesetzt werden. Das erfordert viel Kraft. Daher muss hier das Getriebe möglichst viele Umdrehungen auch bei geringer Motordrehzahl machen. Folglich ist das Anfahren besonders schwierig. Würde der Fahrer den ersten Gang einlegen und sofort abrupt die Kupplung loslassen, gäbe das wenigstens ein starkes Ruckeln. Schlimmstenfalls würde sogar der Motor abgewürgt werden. Es ist die Aufgabe, die nicht drehenden Räder langsam und ohne Ruckeln in Bewegung zu setzen.

Deshalb wird der Kraftschluss zusätzlich zu der niedrigen Übersetzung langsam eingeleitet, sodass sich Drehzahl, Kraftschluss und Bewegung (Anfahren) aneinander anpassen können. Das geschieht, indem der Fahrer im ersten Gang beim Anfahren die Kupplung schleifen lässt. Der Kraftschluss des Drehmoments vollzieht also nur langsam - analog zur aufnehmenden Fahrt des Fahrzeugs wird das Kupplungspedal losgelassen. Bei den weiteren Gängen vom ersten in den zweiten Gang bis hin zum höchsten Gang (heute üblicherweise fünfter oder sechster Gang) übernimmt diese Aufgabe eine Synchronisierung. Bei Pkws und noch länger bei Lkws musste dieses Angleichen zwischen den Gängen früher noch durch Zwischengas erfolgen.

Allerdings bedeutet Kupplung schleifen lassen auch eine hohe Belastung derselben. Dazu die Funktionsweise der Kupplung. Die Kurbelwelle wird durch den Kolbenhub in Drehbewegung gesetzt. Am hinteren, getriebeseitigen Ende der Kurbelwelle ist das Schwungrad mit Zahnkranz. Dieses Schwungrad besteht aus hochwertigem Stahl und ist sehr schwer. Es soll die Umdrehungen der Kurbelwelle ausgleichen. Über den Zahnkranz wird der Anlasser betätigt, der so die Kurbelwelle von außen dreht. Das Schwungrad dient aber auch als Anpressfläche für die Kupplungsscheibe, die einen ähnlichen Belag wie ein Bremsbelag aufweist.

Getriebeseitig kommt die Automatenscheibe, wieder eine Stahlscheibe, die zusammen mit der Kupplungsscheibe über eine Verzahnung fest mit der Getriebewelle verbunden ist. Dann folgt ein kleines, aufgesetztes Lager, das Ausrücklager. An der Automatenscheibe laufen Federn kranzartig zusammen. Darauf kann das Ausrücklager drücken. Während der äußere Bereich, das Gehäuse, starr ist, dreht sich das innere Ausrücklager mit, während es auf die Federn presst. Im Ausrücklager muss also eine Lagerung vorhanden sein wie bei einem Radlager (Kugel- bzw. Wälzlager). Außen an der Getriebeglocke sitzt der Kupplungsnehmerzylinder, am Kupplungspedal der Geberzylinder .

Tritt der Fahrer nun das Kupplungspedal, presst der Kupplungsgeberzylinder Bremsflüssigkeit durch die Hydraulikleitung zum Nehmerzylinder an der Kupplungsglocke. Dadurch wird ein Stift durch einen Kolben nach innen geschoben, der wiederum auf das Ausrücklager drückt. Dieses wird nun nach vorne gedrückt und presst auf den Federkranz. In der Folge werden Automatenscheibe und Kupplungsscheibe getrennt. Der Fahrer kann nun einen Gang einlegen. Durch das langsame Loslassen des Kupplungspedals wird der Kraftschluss wieder hergestellt, das Fahrzeug bewegt sich.

Lässt der Fahrer die Kupplung schleifen, entsteht dabei Reibungsenergie, die wiederum in Wärme umgewandelt wird. Daher sind Kupplungen so hochwertig hergestellt, dass sie auch hohe Temperaturen aushalten. Auch beim schnellen Ein- und Auskuppeln entsteht Reibung. Die Beläge mussten aus diesem Grund früher Asbest enthalten (wie auch bei den Bremsbelägen früher). Das Schleifen der Kupplung kann sich aber auch bei einem Defekt an der Kupplungsanlage einstellen, beispielsweise, wenn der Kolben des Nehmerzylinders das Ausrücklager nicht mehr genug auf den Federkranz drückt. Dann trennt die Kupplung nur noch halbwegs, sie schleift also dauerhaft.

Das ist bei sehr langer Belastung auch durch eine verbrannte Kupplungsscheibe zu riechen. Die Automatenscheibe ist weniger hochwertig vergüteter Stahl als die Schwungscheibe. Daher beginnt diese zuerst auszuglühen. Aber auch das Schwungrad kann ausglühen und blau werden. Dann bilden sich feine Haarrisse und das Schwungrad muss ebenfalls getauscht werden. Das passiert aber nur sehr selten, denn den meisten Autofahrern ist bewusst, dass sie bei einer schleifenden Kupplung nicht zu lange (eigentlich gar nicht) fahren dürfen.

Schon bei geringfügiger Überhitzung kann es zu dramatischen Folgeschäden kommen: das Fett im Ausrücklager verflüssigt und läuft aus oder verbrennt. Die Kupplung klebt nach dem Stillstand zusammen. Oder, wie bereits erwähnt, der Kupplungsbelag verbrennt und löst sich. Darüber hinaus kann die Hitze so groß werden, dass auch die Bremsflüssigkeit zu heiß wird. Dann kann diese ihre Eigenschaften verändern und auch am Kupplungszylinder kann es zu Schäden kommen. Doch wie bereits angemerkt, wissen die meisten Fahrer "instinktiv", dass sie eine schleifende Kupplung ernst nehmen müssen.

Im Stadtverkehr mit Stop and Go ist die Kupplung in Dauerbelastung. Das Ausrücklager muss sehr viel arbeiten, die Kupplung muss beim dauernden Anfahren immer schleifen. Dauerhafter Stadtverkehr führt also eher zu einer defekten Kupplung. Auch eine an der roten Ampel getretene Kupplung, um den Gang einzulegen und möglichst schnell losfahren zu können, belastet die Kupplung unnötig und die Verschleißgrenze rückt näher. Explizit das Ausrücklager wird unnötig belastet, wenn die Kupplung getreten und der Gang schon eingelegt ist, wenn nicht sofort angefahren wird.

Das Schwungrad ist fest mit der Kurbelwelle verbunden. Es muss nur in Ausnahmefällen ersetzt werden. Der Mechaniker überprüft sie aber beim Kupplungswechsel ohnehin eingehend. Dahinter (motorseitig) ist auch ein Dichtring (Simmering), der die Kurbelwelle zum Motorblock abdichtet. Auch diese Gummidichtung kann durch zu große Hitze in Mitleidenschaft gezogen werden (porös werden), was zu Ölverlust führt. Am Getriebe für die Getriebewelle findet sich ebenfalls ein solcher Dichtring.

Die restliche Kupplung besteht aus Kupplungsscheibe (Trennscheibe) und Automatenscheibe sowie dem Ausrücklager. Zwar können Sie diese Teile einzeln erstehen, aber es sollten stets alle drei Teile gleichzeitig erneuert werden. Nicht selten werden nur Kupplungsscheibe und Automat ersetzt, nicht aber das Ausrücklager. Wenige tausend Kilometer später meldet sich dann oft das Ausrücklager mit mahlenden Geräuschen. Der Knackpunkt ist dann der Arbeitsaufwand, denn für jeden Kupplungswechsel muss das Getriebe ausgebaut werden. Daher ist es dringend zu empfehlen, alle drei Teile gleichzeitig zu erneuern.

Wird ein Fahrzeug lange Zeit nicht bewegt, können die Kupplungskomponenten förmlich zusammenbacken. Bei der Kupplungsbetätigung entsteht dann ein übermäßig großer Druck auf die Zylinder, da sich die Kupplung mit dem Ausrücklager nicht bewegt. Daher sollte davon abgesehen werden, es immer wieder mit einem Treten des Kupplungspedals zu versuchen, die Bauteile zu trennen. Vielmehr müssen Sie zu einem Trick greifen. Stellen Sie den Motor ab, legen den zweiten Gang ein. Drücken Sie nicht das Kupplungspedal und versuchen den Motor zu starten (natürlich brauchen Sie genügend Platz). Das versuchen Sie mehrere Male. Nach jedem Versuch treten Sie die Kupplung durch. Meist schon nach dem ersten Anfahrversuch ohne Kupplungsbetätigung und bei eingelegtem zweiten Gang löst sie sich.

Moderne Fahrzeuge verwenden eine hydraulische Kupplungsanlage. Dem steht eine mechanische Betätigung über einen Seilzug gegenüber. Diese gibt es kaum noch, da das Kupplungsseil wartungsintensiv ist (kann überdehnen, muss also nachgestellt werden, kann reißen usw.). Als Übertragungsmedium dient Bremsflüssigkeit, denn im Gegensatz zu Wasser lässt sich Bremsflüssigkeit nicht komprimieren und ist besser hitzeverträglich. Jedoch wirkt Bremsflüssigkeit Wasser anziehend, also hygroskopisch. Außerdem nimmt sie Schmutz (Abrieb beispielsweise) auf. Daher sollte die Bremsflüssigkeit alle zwei Jahre erneuert werden. So wird sichergestellt, dass die Kupplung immer sauber trennt und nicht schleift.

Bei dieser Gelegenheit können dann auch die Kupplungszylinder überprüft werden (Manschette etwas anheben, es darf hier keine Bremsflüssigkeit austreten). Oftmals ist die Bremsflüssigkeit für die Kupplung mit der für die Bremsanlage verbunden. Es kann zwei Ausgleichsbehälter geben, die verbunden sein können. Die Kreisläufe können jedoch auch voneinander getrennt sein. Dementsprechend muss auch der Bremsflüssigkeitsstand geprüft werden. Handelt es sich um einen Kreislauf, kann ein niedriger Bremsflüssigkeitsstand auch eine verschlissene Bremse bedeuten. Ist der Kupplungskreislauf aber getrennt, ist zu wenig Bremsflüssigkeit immer ein Warnsignal.