Strömungskupplung (Turbokupplung) 26.05.2008, 22:16

Turbokupplung (Ausschnitt)

Wo es bei Antriebssystemen darauf ankommt, dass sie unter rauen Bedingungen sanft und ohne Ruck anlaufen und damit die nachfolgende Maschine schützen, setzt man oft Strömungskupplungen ein.

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Turbokupplung (Schema)3. und 4. Jahr

Strömungskupplungen, auch Turbokupplungen, werden in eine große Zahl von Arbeitsmaschinen eingebaut: Brecher, Mischer, Förderer, Gebläse, Schiffsantriebe, Traktoren; dort sitzen sie meistens zwischen Antriebsmotor und Getriebe. Man nutzt dabei folgende Vorteile:

  1. Die Übertragung von Schwingungen von der Motor- zur Getriebeseite und umgekehrt sind stark vermindert.
  2. Bei Überlastung des Getriebes wird der Motor nicht abgewürgt.
  3. Die hydraulische Dämpfung schützt das Getriebe vor Stoß- und Spitzenbeanspruchungen.
  4. Nachgeschaltete mechanische Kupplungen haben dadurch, dass man sie weniger oft schalten muss, und wegen ihrer Elastizität eine geringere Schadenshäufigkeit.

Aufbau der Strömungskupplung (Turbokupplung)

Die Turbokupplung besteht aus zwei mit Öl gefüllten Halbschalen. Die eine ist das Pumpenrad, die andere das Turbinenrad. Beginnt der Motor das Pumpenrad P anzutreiben, dann stellt sich in den Schaufelzellen ein Ölkreislauf ein. Das Öl tritt in die Zellen des Turbinenrades T ein und nimmt dieses mit. Dabei erreicht das Turbinenrad nicht die volle Drehzahl des Pumpenrades, sondern wegen Umlenkverlusten und der inneren Ölreibung eine um ca. 1% verminderte Drehzahl.
Durch die Beschleunigung der Flüssigkeit im Pumpenrad infolge der Fliehkraft wird ein Drehmoment aufgenommen und durch die Verzögerung im Turbinenrad T wird ein Drehmoment an die Abtriebswelle abgegeben. Dabei gilt:

  • Das Antriebsmoment ist gleich dem Abtriebsmoment.
  • Das Drehmoment ist um so größer, je größer die Antriebsdrehzahl (d. h. die Fliehkraft im Pumpenrad) und der Schlupf, d. h. der Drehzahlunterschied zwischen Pumpen- und Turbinenrad sind. Bei gleicher Drehzahl von P und T heben sich die Fliehkräfte im Pumpen- und Turbinenrad auf, so dass die umlaufende Flüssigkeitsmenge und damit das übertragbare Drehmoment zu Null werden.

Dank dieser Drehzahl-Drehmoment-Charakteristik eignet sich die Strömungskupplung für Antriebe durch Verbrennungsmotoren, die unterhalb der Leerlaufdrehzahl kein Drehmoment abgeben.

Unterschied: Turbokupplung - Drehmomentwandler 

An dieser Stelle sei der Unterschied zum Drehmomentwandler aufgezeigt: Er hat ein drittes, zwischen Pumpen- und Turbinenrad liegendes Leitrad. Dieses bewirkt durch eine Ölumlenkung, dass das ankommende Drehmoment gewandelt, also vergrößert wird:

Drehmomentwandler

Bild LuK