Eine Kupplung ist ein Maschinenelement zur starren, elastischen, beweglichen oder lösbaren Verbindung von zwei Wellen.
Mit der bekannten, im Kraftfahrzeug verwendeten Bauart ist es in der Hauptsache möglich, den Antrieb zwischen Motor und Getriebe während des Gangwechsels unterbrechen und mit notwendig laufendem Motor anfahren zu können.
Im Unterschied zu einem Getriebe mit Eingangs- und Ausgangswelle haben die beiden mit einer Kupplung verbundenen Wellen dieselbe Drehzahl und übertragen ein gleich großes Drehmoment.
Umgangssprachlich wird meistens eine lösbare Kupplung kurz als Kupplung bezeichnet (zum Beispiel im Kraftfahrzeug). Im Allgemeinen ist jede Verbindungsart zwischen zwei Wellen gleicher Drehzahl eine Kupplung. Das Gegenstück zur lösbaren ist die starre Verbindung, im Extremfall die Herstellung einer langen Welle aus kürzeren Teilstücken.
Außer Starrheit und Lösbarkeit kann eine Kupplung weitere Funktionen haben:
Die fußbetätigte lösbare Kupplung zwischen Motor und Getriebe in Kraftfahrzeugen ist auf Grund der hohen Verbreitung die bekannteste Kupplung überhaupt. Sie ermöglicht das Anfahren und das Wechseln der Getriebestufen. Letzteres ist bei den sogenannten Stufengetrieben nur ohne beaufschlagtes Drehmoment möglich. Diese Kupplung ist eine Reibungskupplung (Kraftschluss), damit beim Herstellen der Verbindung beim Anfahren und beim Wiederherstellen der Verbindung nach dem Gangwechsel ein Drehzahlunterschied zwischen den beiden Wellen durch kurzzeitigen Schlupf überbrückt werden kann.
Üblicherweise wird eine beidseitig mit ringförmigen Reibbelägen versehene Kupplungsscheibe (3) zwischen zwei an der Motorkurbelwelle befestigten Scheiben eingeklemmt. Die eine Scheibe ist die mit der Kurbelwelle starr verbundene Schwungscheibe (1), die andere ist die mitdrehende sogenannte Topfscheibe (4), die mit einer Membranfeder (5) gegen die Schwungscheibe (1) gepresst wird. Die Kupplungsscheibe (3) ist mittels einer Zahnkupplung mit der Getriebewelle (6) drehstarr verbunden.
Zum Lösen wird die Membranfeder (5), die mit ihrem äußeren Rand über die Topfscheibe (4) auf die Kupplungsscheibe (3) drückt, "abgehoben", in dem sie an ihrem inneren Rand axial verspannt wird. Der Ausrückring (7) wird mit Fußkraft vom Kupplungspedal aus gegen die Membranfeder (5) gedrückt, die sich umstülpt (Verdrehen um die Stützlager (10)/(11)). Die Topfscheibe (4) entfernt sich etwas von der Kupplungs- (3) und der Schwungscheibe (1).
Der äußere Teil der Kupplungsscheibe mit den Reibringen ist mit der Nabe mit der Verzahnung für die Verbindung mit der Getriebeeingangswelle drehelastisch verbunden. Die eingebauten Druckfedern fangen Drehmoment- und Drehgeschwindigkeitsstöße ab.
Zur Weiterleitung des Antriebs vom Frontmotor zum Hinterradantrieb dient in der Regel eine Kardanwelle. Diese ist mit der Ausgangswelle des Getriebes mit einem Kardangelenk verbunden. Diese winkelbewegliche Kupplung erlaubt die gefederte Vertikalbewegung der Hinterachse relativ zum im Prinzip fest eingebauten Getriebe. Das oder ein weiteres Kardangelenk kann sich auch in einer geteilten Kardanwelle befinden.
Die Hardyscheibe ist mit dem Kardangelenk verwandt. Sie enthält eine Gummischeibe, die bei Winkelausschlägen zwischen den beiden Wellen und bei Drehstößen elastisch verformt wird.
Zur Kupplung des Antriebs mit den vertikal gefederten und stark einlenkbaren Vorderrädern hat das Kardangelenk einen zu großen Nachteil. Die Drehübertragung schwankt in abgewinkelter Lage zu stark über eine Umdrehung. Man verwendet deshalb das gleichmäßig übertragende homokinetische Gelenk (an jedem Vorderrad zwei, je eins an der getriebenen und der treibenden Seite der Halbwelle).
Nicht lösbare Kupplungen können verschiedenartig nachgiebig sein:
Kraftschlüssige Kupplungen (Reibkupplungen) sind besonders als lösbare Kupplungen und selbstlösende Kupplungen (Rutschkupplungen) bei Überlast (wozu auch Anlauf und Anfahren gehören) geeignet. Sie können mehr als eine oder zwei kraftschlüssige Flächenkontakte haben (zum Beispiel bei Ausrüstung mit mehreren Lamellen). Die Kontaktflächen sind eben oder keglig.
Formschlüssige Kupplungen sind einfacher gebaut. Sie schließen Schlupf in der Übertragung aus, bieten aber keinen Schutz bei Überlast (außer bei zusätzlicher Sollbruchstelle, zum Beispiel mit Scherstift). Ausführungsformen sind zum Beispiel Klauenkupplungen und Zahnkupplungen. Lagefehlern und Stößen nachgebende formschlüssige Kupplungen sind entsprechend aufwändiger, zum Beispiel die Hardyscheibe, die Metallbalgkupplung, das Kreuzgelenk, das homokinetische Gelenk, die Parallelkurbelkupplung und die Oldham-Kupplung.
Eine Besonderheit im Vergleich zu den im Allgemeinen mechanischen Kupplungen sind die Visco-Kupplung und die Strömungskupplung. Sie sind nicht starr, deshalb eher den kraftschlüssigen mechanischen Kupplungen zuzuzählen, haben aber permament einen Schlupf in der Größenordnung von 10 %.
Ähnlich ist die Wirbelstromkupplung (Prinzip wie Wirbelstrombremse) einzuordnen. Diese Kupplung ist auch nicht starr.
L-Kupplung
Schlangenfeder und Bolzenkupplung mit vorgespannten Gummihülsen
Kegelkupplung
Eine Seilkupplung als Verbindung zwischen einer Francis-Turbine und einem Generator
Wiktionary: Kupplung – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
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