Zahnkupplungs-Wartung: Schmierung, Inspektion und Verschleißgrenzen

An einem Dienstag um 6:40 Uhr morgens stoppte Jana, eine Vibrationsfachkraft, auf ihrer Route am Antrieb der Rohmühle einer Zementfabrik und runzelte die Stirn über die Anzeige. Die Schwingungsamplitude an der Kupplung hatte sich in drei Wochen verdoppelt, und niemand konnte sich mehr daran erinnern, wann die Kupplung das letzte Mal neu gefettet worden war. Als die Mannschaft bei der nächsten Schichtwechsel die Hülse öffnete, hatte sich das Fett in eine trockene Paste aufgetrennt, und die ballig geformten Zähne waren an der Kontaktzone beschädigt.

Die Kupplung war noch nicht ausgefallen, aber es waren nur noch wenige Wochen bis zum Ausfall. Janas Entdeckung führte zu einer einfachen Frage für das gesamte Wartungsteam: Was erfordert eigentlich die Wartung einer Zahnkupplung, und wie oft?

Wenn Sie jemals eine Zahnkupplung auseinandergenommen haben und trockene, beschädigte Zähne in einer Hülse gefunden haben, die "von außen gut aussah", kennen Sie bereits die unangenehme Wahrheit. Eine Zahnkupplung verbirgt ihren Zustand hinter Dichtungen und Metall, sodass sie stillschweigend ausfällt, bevor es laut wird. Die Wartung von Zahnkupplungen sorgt dafür, dass die stille Phase lang ist und die laute Phase nur theoretisch auftritt.

In diesem Leitfaden erfahren Sie, was die Wartung von Zahnkupplungen umfasst, wie Sie die Schmierintervalle festlegen, was und wann Sie überprüfen sollen, wie Sie einen praktikablen Zeitplan erstellen und wie Sie unterscheiden können, ob eine Kupplung weiter verwendet werden kann oder ersetzt werden muss. Wir werden auch die Frühwarnzeichen behandeln, die es Ihnen ermöglichen, während einer geplanten Stillstandszeit zu handeln, anstatt während einer ungeplanten.

Warum die Wartung von Zahnkupplungen die Lebensdauer bestimmt

Eine Zahnkupplung ist eine geschmierte Verschleißfläche. Bei jeder Biegung der Wellen gleiten die ballig ausgeführten Nabenverzahnungen leicht an den geraden Hülsenverzahnungen entlang, und dieses mikroskopische Gleiten ermöglicht es der Kupplung, Fluchtungsfehler auszugleichen. Dies ist auch der Grund für den Verschleiß der Verzahnungen.

Das Schmiermittel trennt die Oberflächen, die Dichtungen halten das Schmiermittel in der Kupplung und das Schmutz aus, und die Ausrichtung hält das Gleiten innerhalb der Annahmen des Designs. Die Wartung besteht einfach darin, diese drei Bedingungen zu schützen.

Werden eine dieser Bedingungen vernachlässigt, so kann die Ausfallfolge vorhergesagt werden:

• Das Schmiermittel verschlechtert sich oder entweicht, und der Metall-zu-Metall-Kontakt reibt die Zähne an

• Die Dichtungen härten sich aus oder reißen, und Staub verwandelt das verbleibende Fett in Schleifpaste

• Die Ausrichtung schwankt, und der Kontakt verschiebt sich zu den Zahnspitzen, wo die Belastung am höchsten ist

• Die Befestigungselemente lockern sich, und Exzentrizität entwickelt sich zu Vibrationen, die jedes nahe gelegene Lager belasten

Die Wirtschaftlichkeit spricht bei weitem für die Prävention. Eine Fettfüllung und eine Stunde Inspektion kosten fast nichts. Eine abgestreifte Kupplung an einem Mühlenantrieb kostet das Teil, die Kranzeit, die Wochenendarbeit der Monteure und die Produktion, die nicht stattfand. Betriebe, die die Wartung von Zahnradkupplungen als geplante Aufgabe behandeln und nicht erst auf Vibrationseinschläge reagieren, bekommen routinemäßig mehrere Jahre zusätzliche Lebensdauer aus der gleichen Hardware.

Verfolgen Sie wiederholte Kupplungsausfälle am gleichen Antrieb? Schicken Sie unseren Ingenieuren Ihre Antriebsdaten, und wir helfen Ihnen herauszufinden, ob Wartung, Dimensionierung oder Ausrichtung der wahre Schuldige ist.

Was die Wartung von Zahnkupplungen umfasst

Eine gute Wartung von Zahnkupplungen beruht auf vier Pfeilern. Übersehen Sie einen davon, und die anderen drei können dies nicht kompensieren.

1. Schmierung: Das richtige Fett oder Öl in der richtigen Menge, rechtzeitig erneuert

2. Prüfung: Regelmäßige Kontrollen der Dichtungen, Befestigungselemente, Vibrationen, Temperaturen und des Zahnzustands

3. Ausrichtung und Passung: Die Wellenausrichtung innerhalb der Nennwerte der Kupplung, die Passung der Nabe auf der Welle und die Bolzendrehmomente gemäß der Spezifikation

4. Protokolle: Ein Wartungshistorie pro Kupplung, damit Trends sichtbar sind, bevor Ausfälle auftreten

Der vierte Pfeiler wird von den meisten Teams übersehen, und er hätte Jana's Werk schon Monate früher darauf hinweisen können, dass die Kupplung anstehend war. Eine Kupplung mit einem aufgezeichneten Nachfettungsdatum, einer Vibrationsbasislinie und einer Notiz über die letzte Prüfung überrascht selten jemanden. Eine Kupplung ohne Protokolle ist eine Schätzung mit Zähnen.

Bei Hebei Suju enthält jede von uns gelieferte Trommelzahnkupplung Anleitungen zur Schmierung und Installation, denn wir wissen, dass die Lebensdauer des Teils genauso sehr von Ihrem Wartungsplan wie von unserer Fertigung bestimmt wird.

Schmierung: Das Herzstück der Wartung von Zahnkupplungen

Die meisten Ausfälle von Zahnkupplungen lassen sich auf die Schmierung zurückführen. Deshalb verdient die Schmierung von Zahnkupplungen mehr Beachtung als jede andere Wartungsaufgabe. Die Zähne benötigen ein Schmiermittel, das unter Zentrifugallast haftet, sich nicht trennt und Verschleißpartikel aus der Kontaktzone wegführt.

Drei Entscheidungen sind am wichtigsten:

• Schmierfetttyp: Verwenden Sie die vom Hersteller angegebene Schmiermittelklasse, typischerweise ein hochwertiges Schmierfett für Zahnkupplungen mit der richtigen Viskosität des Basisöls und dem passenden Additivpaket. Allgemein einsetzbare Lagerfette trennen sich oft unter den Zentrifugalkräften in einer rotierenden Hülse.

• Menge: Füllen Sie bis zum angegebenen Niveau. Bei zu geringer Füllmenge bekommen die Zähne zu wenig Schmiermittel; bei zu hoher Füllmenge baut sich Druck auf, der das Fett an den Dichtungen vorbei drückt.

• Intervall: Legen Sie das Interval für die Nachfettung anhand der Betriebsweise fest, nicht nach Gewohnheit. Ein stetig arbeitender, sauberer Pumpenantrieb kann zwischen zwei Fettungen sechs bis zwölf Monate laufen. Ein heißer, staubiger, reversierender Walzwerksantrieb muss möglicherweise alle ein bis drei Monate gewartet werden. Standardisierungsorganisationen wie die AGMA und Herstellerkataloge geben Ausgangswerte an, aber der Zustand des Schmierfetts in der Kupplung bei der Demontage ist der beste Beweis.

Ein Monteur namens Osei in einer Tagebaustätte hat die schwere Lektion über das richtige Intervall gelernt. Sein Team hat alle Kupplungen nach dem gleichen jährlichen Plan neu gefettet, darunter auch einen Fördererantrieb, der unter Last zweimal pro Stunde umkehrte. Als diese Kupplung ausfiel, zeigte die Demontage, dass das Fett innerhalb von vier Monaten nach jeder Befüllung zu Lack geworden war.

Als die stark beanspruchten Antriebe auf ein vierteljährliches Intervall und die gleichmäßigen Antriebe auf ein jährliches Intervall umgestellt wurden, wurden die Kupplungsersetzungen im folgenden Jahr um mehr als die Hälfte reduziert. Das Problem war das Planungsverfahren, nicht die Hardware.

Wenn Sie neu fetteten, tun Sie es richtig:

1. Reinigen Sie zuerst die Fettnippel und den Bereich um die Dichtungen, damit Sie keinen Schmutz mit dem frischen Fett hineinpumpen.

2. Fügen Sie langsam Fett hinzu, während Sie die Kupplung möglichst von Hand drehen, damit die neue Fettmenge sich über die Verzahnung verteilt.

3. Achten Sie auf austretendes Fett an den Dichtungen und stoppen Sie, bevor sich der Druck aufbaut.

4. Notieren Sie das Datum, das verwendete Schmiermittel und alle beobachteten Verschmutzungen.

Wenn das alte Fett trocken, getrennt oder voller Metallpartikel austritt, behandeln Sie dies als eine Warnung, nicht als eine normale Beobachtung. Diese Kupplung muss jetzt inspiziert werden, und künftig sollten die Inspektionsintervalle kürzer sein.

Zahnkupplungsinspektion: Was zu prüfen und wie oft

Die Zahnkupplungsinspektion ist der Ort, an dem der meiste Wert bei der Wartung von Zahnkupplungen geschaffen wird, und sie gliedert sich in zwei Ebenen: die Prüfungen, die Sie während des Maschinenbetriebs durchführen, und die Prüfungen, die Sie mit geöffneter Hülse während eines Stillstands durchführen.

Laufende Prüfungen, wöchentlich bis monatlich je nach Betriebsweise:

• Schwingungstrend: Ein steigender Trend bei der Kupplungsfrequenz, bewertet anhand von Standards wie ISO 10816, bedeutet normalerweise Verschleiß, Lockerheit oder eine Abweichung der Ausrichtung

• Temperatur: Eine Kupplung, die heißer läuft als ihre Nachbarn, arbeitet härter als es sollte, oft aufgrund von Fehlausrichtung oder trockenen Verzahnungen

• Visuelle Überprüfung: Suchen Sie nach Fett, das an den Dichtungen vorbeiströmt, Roststreifen an geschraubten Verbindungen und Staubansammlungen um die Hülse herum

• Geräusch: Ein trockenes Gelenk macht Geräusche. Klapper- oder Quietschgeräusche am Antriebsende rechtfertigen einen geplanten Stop

Abschaltprüfungen sind der Punkt, an dem die Wartung von Zahnkupplungen sich lohnt. Bei jedem geplanten Stop:

• Dichtungsbedingungen: Verkalkte, gerissene oder zerrissene Dichtungen werden ersetzt, nicht nur vermerkt für später

• Zahnverschleiß: Messen Sie oder vergleichen Sie die ballig geformten Zähne visuell mit dem Profil eines neuen Teils; suchen Sie nach Kontaktmustern, die sich an den Zahnspitzen statt an der Zahnfläche befinden

• Zahnflankenspiel: Ein übermäßiges und zunehmendes Zahnflankenspiel zwischen Nabe und Muffenzähnen ist der eindeutigste Verschleißindikator, den Sie haben

• Schraubenvorspannung: Überprüfen Sie die Flanschschrauben erneut auf die Spezifikationen; Lockern zeigt sich als Reibrost um die Fügeflächen

• Nabenpassung: Jedes Anzeichen dafür, dass sich die Nabe auf der Welle bewegt hat, wie Reibspuren oder eine verschobene Paßfeder, erfordert sofortige Aufmerksamkeit

Das Kontaktmuster verdient eine besondere Erwähnung. Bei einer gesunden ballig geformten Zahnkupplung befindet sich die Poliermarke in der Mitte der Zahnfläche. Eine Markierung, die an die Spitze gedrängt ist, zeigt an, dass die Kupplung über ihre Ausrichtfehlergrenze hinaus läuft, und kein Fett wird ein Geometrie-Problem beheben.

Fluchtung, Bolzendrehmoment und Installationsprüfungen

Schmierungsfehler töten Kupplungen langsam. Fluchtungsfehler töten sie schnell. Jeder größere Wartungsstillstand an einer gekuppelten Maschine sollte eine Fluchtungsprüfung umfassen, denn Fundamente setzen sich, Lager verschleißen und thermische Ausdehnung verschiebt Wellen im Laufe der Zeit.

Überprüfen Sie drei Werte anhand der zulässigen Werte der Kupplung:

• Winkelversatz: Der Winkel zwischen den Wellenmittelachsen

• Radialversatz: Der parallele Versatz zwischen den Mittelachsen

• Axiale Position: Axialspiel und Spalt, einschließlich thermischer Bewegung bei Betriebstemperatur

Wenn ein Wert die Nennwerte der Kupplung überschreitet, korrigieren Sie die Fluchtung, anstatt beschleunigten Verschleiß in Kauf zu nehmen. Kein Wartungsplan für Zahnkupplungen überlebt einen anhaltenden Fluchtungsfehler. Die Hochleistungs-Zahnkupplungsdesigns tolerieren beträchtliche Versätze, aber "tolerieren" bedeutet verringerter Verschleiß, nicht Nullverschleiß.

Das Bolzendrehmoment ist der zweite stille Mörder. Flanschbolzen sollten mit einem geeichten Schraubenschlüssel gleichmäßig auf das geforderte Drehmoment angezogen werden und nach den ersten Betriebsstunden bei jeder neuen Installation nochmals überprüft werden. Ein auf eine Welle geschrumpfter oder gepreßter Nabe sollte bei der Installation auf Position und Paßung überprüft werden, denn eine Nabe, die sich später verschiebt, führt zu Unwucht, Vibration und einem mysteriösen "Kupplungsproblem", das tatsächlich ein Paßungsproblem ist.

Eine funktionierende Wartungsplanung für Zahnkupplungen

Eine Wartungsplanung für Zahnkupplungen scheitert, wenn alle Kupplungen gleich behandelt werden. Gruppieren Sie Ihre Kupplungen nach der Belastungsstufe und weisen Sie dann die Wartungsintervalle zu. Die folgende Tabelle ist ein praktischer Ausgangspunkt; passen Sie sie anhand Ihrer eigenen Demontageergebnisse an.

Zwei Regeln sorgen dafür, dass jeder Wälzkupplungs-Wartungsplan besser funktioniert. Erstens: Lassen Sie die Demontageergebnisse das Kalenderdatum überstehen. Wenn das Fett einer Kupplung nach sechs Monaten abgebaut ist, beträgt das Intervall vier Monate, egal was die Tabelle sagt. Zweitens: Planen Sie die Kupplungsarbeiten so, dass sie mit anderen geplanten Arbeiten an derselben Maschine zusammenfallen, damit die Wartung keine zusätzlichen Ausfallzeiten verursacht.

Wartungscheckliste für Zahnkupplungen

Verwenden Sie diese Kupplungs-Wartungscheckliste bei jedem geplanten Stillstand:

• Notieren Sie das Datum der letzten Fettung und die Schmierstoffklasse für jede Kupplung

• Prüfen Sie die Dichtungen auf Härten, Risse und Fettausschwitzen

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• Messen Sie die Vibration und Temperatur anhand der Basislinie

• Überprüfen Sie das Anzugsmoment der Flanschbolzen mit einem kalibrierten Schraubenschlüssel

• Bestätigen Sie die Ausrichtung anhand der Nennzulässigkeiten der Kupplung

• Prüfen Sie den Zahnverschleiß, das Spiel und das Kontaktmuster bei der Demontage

• Protokollieren Sie jede Feststellung, damit Trends sichtbar werden, bevor Ausfälle auftreten

Für Hilfe bei der Erstellung des Zeitplans für Ihre spezifischen Antriebe deckt unser Kupplungsauswahlhandbuch die Betriebsfaktoren ab, die die Schweregruppierung bestimmen, und unser Auswahlhandbuch für schwere Maschinen erklärt, wie die gleichen Faktoren die Größenbestimmung vorantreiben.

Analyse von Getriebekupplungsausfällen: Was die Wartung frühzeitig erkennt

Jeder Ausfallmodus einer Getriebekupplung hat eine Anfangsphase, die die routinemäßige Wartung der Getriebekupplung erkennen kann. Das Wissen um die Paare macht aus Inspektionen Einsparungen.

• Zahnverschleiß und Fressen: Wird erkannt ansteigende Vibration, Metallpartikel im ausgewechselten Fett oder Verschleißglanz auf den Zahnspitzen. Reaktion: Überprüfen Sie das Schmiermittel und das Schmierintervall, dann die Ausrichtung.

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• Schmiermittelversagen: Bei der Demontage als getrenntes, lackiertes oder verunreinigtes Fett festgestellt. Maßnahme: Das Wartungsintervall verkürzen und bestätigen, dass die Fettqualität der Temperatur und Drehzahl entspricht.

• Dichtungsversagen: Als Fettausscheidung oder Staubansammlung um die Hülse festgestellt. Maßnahme: Die Dichtungen ersetzen, bevor die Verunreinigung bis zu den Verzahnungen vordringt.

• Lockerung und Reibkorrosion: Als Roststreifen an geschraubten Verbindungen oder Reibspuren an der Nabenbohrung festgestellt. Maßnahme: Die Schraubenkräfte gemäß der Spezifikation nachstellen und die Passung prüfen.

• Ermüdung durch Dauerüberlastung: Bei der Demontage als feine Risse an den Zahnfüßen festgestellt, oft bei Antrieben mit häufigen Stößen. Maßnahme: Den Betriebsfaktor überprüfen; die Kupplung könnte eher zu klein dimensioniert sein als mangelhaft gewartet. Unsere Anmerkungen zu Stahlwerksantrieben sowie Bergbau- und Zementanwendungen beschreiben, wie sich die Stoßbelastung sowohl auf die Dimensionierung als auch auf die Wartungsintervalle auswirkt.

Bremsausgestattete Antriebe fügen der Wartungsliste für Zahnkupplungen ein weiteres Element hinzu. Bei einer NGCL - Kupplung umfasst die Wartung Prüfungen auf Bremsentrommelverschleiß und Unwucht, da eine geritzte oder wackelnde Trommel die Bremsbeläge zerstört und Kupplungsvibrationen maskiert.

Wann reparieren, neu bestellen oder aufrüsten?

Die Wartung von Zahnkupplungen verlängert die Lebensdauer; sie verleiht keine Unsterblichkeit. Ersetzen Sie eine Zahnkupplung, wenn die Demontage eines der folgenden Probleme zeigt:

• Die Zahnstärke ist über die vom Hersteller festgelegte Grenze hinaus abgenutzt, oder das Spiel ist deutlich höher als der ursprüngliche Wert

• Beulen, Abplatzungen oder Risse an den Zahnwurzeln

• Eine Nabe oder eine Keilnut ist durch Reibkorrosion beschädigt

• Die Hülsenzähne sind so stark abgenutzt, dass eine neue Nabe immer noch locker laufen würde

Wenn es Zeit für den Austausch ist, bestellen Sie nicht einfach dieselbe Teile-Nummer und wiederholen Sie den Zyklus. Jana's Werk hat das richtig gemacht. Nach ihrem Vibrationsfeststellung hat das Team den Rohmühlenantrieb mit unseren Ingenieuren überprüft und zwei Probleme festgestellt: Das Interval für die Nachfettung war für diese Aufgabe unrealistisch, und die Kupplung selbst war für eine Reversierwalzstraße zu leicht konstruiert.

Das Werk wechselte zu einer GIICL-Trommelzahnkupplung in der Größe, die die Aufgabe erforderte, legte ein vierteljährliches Schmierintervall fest und fügte die Kupplung der Vibrationsüberwachungsstrecke mit Alarmgrenzen hinzu. Zwei Jahre später hält diese Position ihre Grundlinie ein.

Wenn Ihre abgenutzte Kupplung ein älteres Teil ohne verfügbare Zeichnung ist, kann ein Hersteller mit Reverse-Engineering-Fähigkeiten die Probe messen und durch maßgeschneiderte Kupplungsherstellung ein passendes oder verbessertes Ersatzteil herstellen. Unsere Ganzprozess-Qualitätskontrolle dokumentiert Material, Härte und Abmessungen für jedes Ersatzteil, und unsere ISO-Zertifizierungen unterstützen die Papierarbeit, die Ihr Qualitätssystem benötigt.

Häufig gestellte Fragen

Wie oft sollte die Wartung von Zahnradkupplungen durchgeführt werden?

Das hängt von der Belastung ab. Leichte, saubere und gleichmäßige Antriebe benötigen monatliche visuelle und Schwingungsprüfungen sowie eine Neu-Schmierung alle 6-12 Monate. Schwerbelastete Antriebe mit Stößen, Staub oder Hitze erfordern wöchentliche Prüfungen und eine Neu-Schmierung alle 1-3 Monate sowie eine jährliche vollständige Demontage.

Welches Fett sollte ich zur Schmierung von Zahnradkupplungen verwenden?

Verwenden Sie die von dem Kupplungshersteller spezifizierte Sorte, typischerweise ein speziell für Zahnradkupplungen entwickeltes Fett, das der Fliehkrafttrennung widersteht. Allgemein verwendetes Lagerfett bricht oft innerhalb einer rotierenden Hülse zusammen. Bestätigen Sie die Sorte für Ihre Temperatur und Geschwindigkeit, bevor Sie ersetzen.

Welche Anzeichen zeigen, dass eine Zahnkupplung jetzt gewartet werden muss?

Steigende Vibrationen bei der Kupplungsfrequenz, höhere Temperaturen als bei benachbarten Antrieben, Fettausschwitzen an den Dichtungen, Roststreifen an den Schraubverbindungen, rasselnde Geräusche oder trockenes und verunreinigtes Fett, das bei der Demontage gefunden wird, erfordern alle sofortige Aufmerksamkeit.

Kann ich das Fettwechselintervall verlängern, wenn die Kupplung gut aussieht?

Sie können es tun, aber nur mit Beweisen. Verlängern Sie die Intervalle auf der Grundlage des Fettzustands und der Verschleißmessungen aus Demontagen, nicht aufgrund des Fehlens externer Symptome. Eine Zahnkupplung verbirgt ihren Zustand hinter den Dichtungen, also ist "gut aussieht" keine Daten.

Wie weiß ich, wann ich eine Zahnkupplung ersetzen soll, anstatt sie zu warten?

Ersetzen Sie sie, wenn der Zahnverschleiß oder das Spiel die Grenzwerte des Herstellers überschreitet, wenn die Zahnwurzeln Grübchen oder Risse aufweisen oder wenn die Nabe des Nabenlochs durch Reibkorrosion beschädigt ist. Zu diesem Zeitpunkt kann die Wartung der Zahnkupplung die Geometrie nicht wiederherstellen, und das Weiterlaufen birgt die Gefahr eines plötzlichen Ausfalls.

Unterscheidet sich die Wartung von Trommelzahnkupplungen wie GIICL oder NGCL?

Die Kernaufgaben der Wartung von Trommelzahnkupplungen sind die gleichen: Schmierung, Inspektion, Ausrichtung und Befestigungselemente. NGCL-Kupplungen erfordern zusätzlich Prüfungen auf Bremsentrommelverschleiß und Taumel. Bei Hochleistungsgrößen sind im Allgemeinen kürzere Wartungsintervalle gerechtfertigt, da die Kosten eines unerwarteten Ausfalls höher sind.

Fazit

Die Wartung von Zahnkupplungen kommt darauf hinaus, drei Bedingungen zu gewährleisten: saubere Schmiermittel auf den Zähnen, intakte Dichtungen und Befestigungselemente um sie herum sowie eine Ausrichtung innerhalb der Nennwerte der Kupplung. Erstellen Sie einen Wartungsplan, der der Belastungsstärke entspricht, notieren Sie, was Sie bei jeder Demontage feststellen, und lassen Sie die Ergebnisse Ihre Wartungsintervalle anpassen. Wenn Sie das tun, werden die meisten Zahnkupplungen länger halten als die Maschinen, die sie verbinden.

Wenn eine Kupplung am Ende ihrer Lebensdauer angelangt ist, behandeln Sie den Austausch als eine technische Entscheidung und nicht einfach als eine Wiederbestellung. Bestätigen Sie die Größe, den Sicherheitsfaktor und den Schmierplan, damit die neue Kupplung mit besseren Voraussetzungen beginnt als die alte.

Bei Hebei Suju fertigen wir GIICL, NGCL und benutzerdefinierte Trommelzahnkupplungen für Anlagen her, die nach einem geplanten Wartungskonzept betrieben werden. Wir unterstützen MRO-Teams mit rückwärts konstruierten Ersatzteilen, Inspektionsdokumenten und Schmierungsanleitungen, die die Kupplungen in Betrieb halten.