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Fliehkraft, reiblulgskllpplullg.
Unter den verschiedenen bekannten Reibungskupplungen nehmen die sogenannten SpreizringReibungskupplungen, deren Kupplungsring durch zwei oder mehrere einander gegenüberliegende Pressglieder radial und tangential auseinander gepresst wird, einen hervorragenden Platz ein. Sie haben den Nachteil, dass die Kupplung und Entkupplung zwischen dem treibenden und dem getriebenen Teil nicht selbsttätig erfolgt, sondern durch Hebel oder andere Vorrichtungen von aussen betätigt werden müssen.
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Kupplungselemente genau in dem Verhältnis steigt oder sinkt, wie die Umdrehungszahl des treibenden Teiles zu-oder abnimmt.
Dadurch kommt es häufig vor, dass die Einkupplung entweder zu früh erfolgt und beim Abstellen die Kupplungselemente kleben bleiben oder aber, dass, wenn die Schleifbacken von entsprechenden Federn im Anfang zurückgehalten werden, um ein verfrühtes Einkuppeln zu vermeiden, schon bei geringer Überlastung oder bei wenig verminderter Umdrehungszahl des rotierenden Teiles leicht ein Gleiten eintreten kann.
Für viele Zwecke wirken diese angeführten Nachteile störend, weshalb von dem Einbau einer selbsttätigen Kupplung Abstand genommen wird, obwohl sie von wesentlichem Vorteil, wäre. So ist es beispielsweise zum stromstosslosen Anlassen von Elektromotoren (besonders Drehstrommotoren mit Kurzschlussanker) erforderlich, dass die Kupplung nicht eher voll wirksam werden kann, als der Stator die ganze Netzspannung erhält und damit sein volles Drehmoment entwickelt.
Es ist ferner von grosser Wichtigkeit, dass nach erfolgter Kupplung jedes Gleiten zwischen den treibenden und dem getriebenen Teil unmöglich ist und dass eine Entkupplung keinesfalls bei einem gewöhnlichen Nachlassen der Umdrehungszahl, wie es in jedem Betriebe häufig vorkommt, eintreten kann, sondern erst dann, wenn die Umdrehungszahl beträchtlich unter Normal gesunken ist und damit ein Entkuppeln wünschenswert ist.
Gegenstand der Erfindung ist eine selbsttätige Reibungskupplung, mit welcher diese Kupplungweise einwandfrei ermöglicht wird.
Erreicht wird dies gemäss der Erfindung dadurch, dass die Kupplungselemente (Spreizring, Schleif- backen od. dgl. ) von gesonderten, unter Federn-oder Gewichtseinfluss stehenden Fliehkörpern mittelbar oder unmittelbar derart beeinflusst werden, dass die Kupplungselemente für sich selbst zunächst nur eine Art Vorkupplung bewirken können und die endgültige Kupplung mit Hilfe der Fliehkörper erst dann erfolgt, wenn der treibende Teil eine vorher festgesetzte oder seine Normalumdrehungszahl erreicht hat, während das Entkuppeln erst dann eintritt, wenn die Umdrehungszahl beträchtlich gesunken ist.
Ausser den Kupplungselementen enthält die Kupplung Verriegelungsorgane, welche von gesonderten Fliehkörpern beeinflusst sind und jedes Gleiten des mitgenommenen Teiles der Kupplung verhindern.
Diese Verriegelungsorgane können zwangläufig erst nach vollständig erfolgter Einkupplung in Kraft treten und sich ebenfalls erst bei einem beträchtlichen Sinken der Umdrehungszahl selbsttätig losen.
In der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung in eine Spreizringkupplung eingebaut dargestellt, an deren Stelle jedoch mit entsprechenden mechanischen Änderungen jede andere
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zeigt einen Längsschnitt nach der Linie E-F in Fig. 2 und Fig. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie G-H in Fig. 1.
Hiebei ist rt die Riemenscheibe, gegen deren Innenmantel der geteilte Kupplungsring b anliegt, welcher in bekannter Weise durch zwei oder mehrere einander gegenüberliegende Pressglieder c, d auseinandergespreizt und damit gegen die Riemenscheibe angepresst wird. Auf der antreibenden Welle e sitzt aufgekeilt ein Gusskörper der gegenüber der Kupplungsfläche ein Kreuzstück g bildet. In zwei einander gegenüberliegenden Armen dieses Kreuzstückes sind die Pressglieder e, d radial verschiebbar angeordnet.
Sie liegen auf das Kreuzstück in der Achsrichtung durchsetzenden doppelhebelartigen Fliehkörpern, die um Bolzen k drehbar sind und deren längerer Arm i am Ende zu den schweren Fliehgewichten k ausgestaltet ist, während der kürzere Arm I gegen eine federbeeinflusste, auf dem Körper f axial verschiebbare Bundscheibe 1n anliegt. Die Bundseheibe steht unter dem Einfluss einer starken Schraubenfeder'n, welche sie fest gegen die Fliehgewichtshebel i, I anpresst.
In den beiden anderen einander gegenüberliegenden Armen des Kreuzstückes g sind die Dorne o radial verschiebbar gelagert, die seitlich zwischen dem Kupplungsring und den Fliehgewichten k angeordnet sind. Die zur Verriegelung dienenden Dorne stehen mit leichteren Fliehkörpern in gelenkiger Verbindung,, die um Bolzen p drehbar sind und deren längerer Arm q zu leichteren Fliehgewichten l' ausgebildet ist, während der kürzere Arm s gleichfalls gegen die federbeeinflusste Bundscheibe m anliegt.
BeihoherUmdrehungszahlkann die stirnseitige Druckfläche der Bundscheibe , wie im Ausführungsbeispiel angegeben ist, vorteilhaft als eine zweifach gebrochene Winkelfläche ausgestattet sein, in der Weise, dass der äussere Teil eine flachere Kegelfläche t in bezug zur Waagrechten bildet, während der innere Teil als steilere Kegelfläche u ausgestaltet ist. Die Innenseite der Riemenscheibe a ist gegenüber den Verriegelungsdornen o mit einem oder mehreren zahnartigen Ausschnitten v versehen.
Die Wirkungsweise der Kupplung ist folgende : Bei Leerlauf dreht sich der innere Kupplungsteil
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gestrichelt eingezeichnete Stellung einnehmen, in welcher die flache Kegelfläche t der Bundscheibe 1n gegen die Arme I und s der Fliehgewichte drückt. Hiebei schleift der zufolge seiner eigenen Fliehkraftwirkung und derjenigen der Pressglieder c und d gespreizte Kupplungsring bereits bremsend auf der
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die von den Fiiehgewichten k entwickelte Fliehkraft nicht, um die Bundscheibe m entgegengesetzt der Feder n vorzuschieben, so dass während dieser ganzen Zeit die Kupplungsfliehgewichte k in keiner Weise auf den Kupplungsring einwirken können.
Erst wenn die Normalumdrehungszahl erreicht ist, steigert sich die Fliehkraftwirkung in dem Masse, dass die Fliehgewichte k langsam den Gegendruck der Bundscheibe m überwinden und nunmehr in die in Fig. 1 voll eingezeichnete Stellung kommen, in welcher sie einerseits
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des getriebenen Teilen bewirkt wird.
Beim Kuppeln sinkt naturgemäss durch das Mitnehmen der Lasten die Umdrehungszahl, um nach kurzer Zeit wieder auf die volle Höhe zu gelangen. Sowie dies der Fall ist, können die leichteren, vom Spreizring b unabhängigen Fliehkörper weiter ausschwingen, wodurch sie einerseits die Dorne o unter weiterem Vorschieben der Bundscheibe m in die Zähne v pressen und damit, die Kupplung verriegeln,
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von dem Gegendruck der Schraubenfeder n nunmehr vollständig entlasten.
Bei nicht zu stark sinkender Tourenzahl wird die Kupplung samt der Verriegelung keinesfalls wieder aufgehoben, da wie erläutert der Gegendruck der Schraubenfeder n ausschliesslich nur auf die beiden leichteren Fliehkrafthebel q, r, s wirkt und deren Winkelgrad im Verhältnis zur Auflagefläche an der Bundscheibe m in der Endstellung (wenn verriegelt) derart ist, dass die Bolzen p beinahe den ganzen nicht unbedeutenden Druck der Feder. n auffangen.
Sinkt jedoch die Umdrehungszahl in unzulässiger Weise, so lässt die Wirkung der leichteren Fliehkörper q, r, s derart nach, dass nunmehr die Feder n zur Wirkung kommt und die Bundscheibe m zurückdrückt, wodurch zuerst die Verriegelung und hienach der angetriebene Teil vom treibenden Teil entkuppelt wird.
Infolgedessen erfolgen Kupplung und Entkupplung vollständig'selbsttätig, u. zw. erstere in jenem Augenblick, in welchem der treibende Teil die normale Umdrehungszahl erreicht, während das Entkuppeln erst dann stattfindet, wenn die Umdrehungszahl ganz bedeutend, z. B. auf ein Drittel der normalen gesunken ist.
Erwähnt sei, dass an Stelle der gestuften Bundscheibe m auch bei nicht zu hoher Umdrehungszahl oder leichterem Fliehgewicht iir nur schwach belastete Kupplungen eine Bundseheibe Verwendung
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finden kann, die keine gebrochene, sondern eine glatte Kegeifläche besitzt, deren Winkelgrad derjenigen Tourenzahl des antreibenden Teiles angepasst sein muss, bei der die Kupplung stattfinden soll. Ferner ist es auch ohne weiteres möglich, an Stelle der zwei Verriegelungsdorne o nur einen einzigen Verriegelungdorn vorzusehen, oder anstatt nur einen Kupplungsring und ein vierteiliges Kreuzstück zwei entweder zusammen oder nacheinander in Wirkung tretende Spreizringe mit einem sechsteiligen Kreuzstück zu verwenden.
Für besondere Fälle kann auch die Bundscheibe m mit einer gesondert und von aussen zu betätigenden Vorrichtung versehen sein, um durch Festhalten oder Freigeben der Bundscheibe die Wirkung der selbsttätigen Kupplung nach Belieben zu verhindern oder zu ermöglichen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Fliehkraft-Reibungskupplung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung in zwei oder mehrere zwangsläufig aufeinanderfolgende Vorgänge, u. zw. mindestens in eine Vorkupplung und in die eigentliche Kupplung zerfällt, wobei sowohl die Elemente der Vorkupplung, z. B. Spreizring, Schleifbacken od. dgl., als auch die Elemente der Hauptkupplung, z. B. Fliehgewichtshebel, vom antreibenden Teil, u. zw. die ersten schon bei geringerer Umdrehungszahl, die letztgenannten vorteilhaft erst bei normaler Umdrehungszahl des antreibenden Teiles oder kurz vorher in Tätigkeit gesetzt werden.