Selbsttätige Kupplung. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine selbsttätige Kupplung, deren Steue rung sich mit Hilfe der freiwerdenden Massen- kräfte umlaufender Massen bei Geschwindig keitsänderungen vollzieht. Erfindungsgemäss dienen walzenförmige Kraftübertragungs- rleinente, mittelst denen das Drehmoment auf die kuppelnden Glieder übertragen wird, als Riegelorgane, die diese kuppelnden Glieder gegenüber der Wirkung der einrückenden Kraft zunächst abriegeln und unter der Wirkung steuernder, im wesentlichen senk recht zur einrückenden Kraft gerichteter Kräfte in einem Wälzvorgange wieder frei geben.
Eine beispielsweise konstruktive Gestal tung des Erfindungsgegenstandes geht aus den Fig. 1 und 2 hervor, die die Kupplung als Anlassriemenscheibe in Fig. 1 in einem Schnitt senkrecht zur Rotationsaxe durch die Linie Xi-X2 der Fig. 2 und in Fig. 2 in zwei Teilschnitten, der eine längs der Linie Zi-Z2 und der andere längs der Linie Yi bis Y2 der Fig. 1 zur Darstellung bringen.
Zur Erläuterung der Vorgänge beim Ein- und Auskuppeln dienen die Fig. 3 bis 8, während in den Fig. 9 bis 11 besondere Ausgestaltungsmöglichkeiten dargestellt sind.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, baut sich die Anlassriemenscheibenkupplung um den antreibenden Teil 1 auf, der im Be reiche seiner senkrecht zur Rotationsachse stehenden Mittelebene einen scheibenförmigen Teil aufweist und mittelst seiner Nabe starr zum Beispiel auf den Wellenstumpf des Motors aufgesetzt werden kann. An den zy lindrischen Aussenflächen der Nabe ist das mit dem Deckel 10 versehene (unter Sicherung durch Schrauben 19 und Federn 18) und aussen als Riemenscheibe ausgebildete Kupp lungsgehäuse 9 als anzutreibende Kupplungs hälfte nach Art einer Leerscheibe frei dreh bar aufgelagert. Die Lagerung ist dabei, um die Wartung so weitgehend wie - möglich entbehrlich zu machen, mittelst Walzenlagern durchgeführt.
Sie besitzen Walzen 14, die an den Enden 12 von Käfigringen (nicht ge zeichnet) geführt sind. 11 ist ein Sprengring, der zusammen mit einem Deckring 15 einen Ringkanal zur Aufnahme des Filzringes 16 bildet, mit dem das Walzenlager nach aussen abgeschlossen ist. Die Führung der Leer scheibe (anzutreibende Kupplungshälfte) in achsialer Richtung geschieht unter Vermitt lung auswechselbarer Bundringe 20 an Bund flächen, die beiderseits am scheibenförmigen Mittelteil des antreibenden Teiles (Antreibers) 1 vorgesehen sind.
Durch Anordnung je einer radial ausserhalb über die Bundflächen grei fenden Olfangrille G2 an der Gehäuse- bezw. Deckelnabe einerseits und Gi am Antreiber andererseits ist in doppelter Weise Vorsorge getroffen, dass das bei den Leerscheibenlagern benutzte Schmiermittel sich nicht durch die Fliehkraftwirkung im Innern der Kupplung verbreiten kann.
Der Schaltmechanismus nun, der die an zutreibende Kupplungshälfte 9, 10 (die bei spielsweise mittelst eines am Umfange auf zulegenden Riemens mit der Last verbunden ist) mit der vom Motor angetriebenen Hälfte 1 selbsttätig zu kuppeln und wieder zu ent- kuppeln hat, ist ebenfalls in dem Hohl raume angeordnet, der von dem Gehäuse 9 und dem Deckel 10 gebildet wird. Er besitzt zwei, sich durch gegenseitig übergreifende seitliche Steuerbleche 4 radial führende Schwungkörper 2, die durch je einen Kipp- bolzen 3 mit dem .Eintreiber 1 in kraftüber tragenden Zusammenhang gebracht sind.
Die beiden sektorartigen Schwungkörper 2, die sich jeweils über rund einen Halbkreis er strecken, sind dabei so geformt, dass sie den scheibenförmigen Teil des Antreibers 1 in einer innern Ausdrehung aufnehmen und ihn so am Aussenumfang und zu beiden Seiten umfassen. An ihrem eigenen Aussenumfange sind sie mit Nuten 1V zur Aufnahme der Reibklötze 8 versehen.
Mit diesen Reib klötzen 8 stützen sich im eingerückten Zu stande der Kupplung die Schwungkörper 2 auf - der ihnen zugekehrten zylindrischen Innenseite des Riemenscheibenkranzes 9 unter der Fliehkraftwirkung ab und stellen so den kuppelnden Eingriff her, sobald sie - nach Freigabe seitens des Kippbolzens 3 im Steuerungsvorgange - von der in der Fig.1 dargestellten Mittellage um die Strecke ar,;
" in Richtung ihrer radialen Auswärtsbewegung verschoben worden sind, eine Strecke, die sich mit der fortschreitenden Abnutzung der Reibbacken im Laufe der Zeit bis zum Höchst werte a.max vergrössern kann. Durch eine Mehrzahl von Nuten N (das Beispiel sieht für jeden Reibklotz 8 drei Nuten 11-T vor) ist dafür gesorgt, dass die Reibklötze 8 zum Zwecke der Einstellung des gewünschten Bremsmomentes in verschiedene Lage zur Wirkungslinie der Schwungkörperfliehkraft gebracht werden können.
Sie werden durch einen am Umfang in eine entsprechende Rille eingelegten Federbügel 7 festgehalten, an dessen Enden Schraubenzugfedern 6 angreifen, die die beiden Schwungkörper 2 zusammen ziehen. Von der dargestellten Mittellage aus können sich dabei die beiden Schwungkörper noch um die Strecke 2; einander nähern, gemäss einem einfachen Einwärtswege i. (Fig. 2), den jeder Schwungkörper 2 für sich allein gegenüber dem Antreiberumfang und den sonst in Betracht kommenden Konstruk tiorrsteilen besitzt.
Mit den seitlich mittelst der Schrauben 5 an ihm befestigten Steuerblechen 4, die im wesentlichen Abschnitte eines Ringes bilden, greift der eine Schwungkörper 2 auf den andern hinüber. Und zwar liefert jeweils die Fläche Ei des festgeschraubten Teiles des einen Steuerbleches die Anschlagfläche für die Stirnfläche .E, am freien Ende des dia metral gegenüberliegenden, zum andern Schwungkörper gehörenden Steuerbleches.
Um dabei nicht nur einen einseitigen Anschlag zu schaffen, ist der sonst kreisförmige Rücken des Steuerbleches bei E3 in der Nähe der Trennstelle T der Schwungkörper 2 nach einer geraden Linie abgesetzt, so dass er dort gegenüber einer entsprechenden geradlinigen Anflächung am Schwungkörper auch in der entgegengesetzten Richtung einen geradfüh- renden Anschlag liefert.
Die aus Symmetrie gründen über die Schwungkörperteilfuge T hinweg auch jeweils im festgeschraubten Bereiche des Steuerbleches durcbgeführte Fortsetzung der geradlinigen Absetzung Es dient dabei zur Festlegung des im übrigen in einer entsprechenden seitlichen Andrehung am Schwungkörper 2 gehaltenen Steuer- bleclres 4.
Auf der andern Stirnseite des Schwungkörperpaares ist die Steuerblechan- ordnnng vertauscht, so dass hinsichtlich des Steuerbleches an den Schwungkörpern Sym metrie in bezug auf eine Achse besteht, die in der Schnittebene Yi-Y (Fig. 1) senk recht zur Rotationsachse der Kupplung ver läuft. Die rrmdiese Symmetrieachse verdrehend wirkenden<B>EI</B> igenfliehräfte der Steuerbleche 4 heben sich so an den Führungsflanken E3 jeden Sehwungkörpers gegenseitig auf.
Die Durchbrechung Q in der Nähe der Kanten fläche Es des freien Steuerblechendes ist zu dein Zwecke vorgesehen, durch Aufbauchen der Stirnfläche E.- in einfacher Weise eine möglichst spielfreie aber doch nicht klemmen de Führung zwischen den Kantenflächen A und Ei zu erreichen, so dass die beiden Schwungkörper neben ihrer senkrecht zur 'Peilfuge T möglichen, gegenseitigen Ver- sehiebbarkeit keine weitere Bewegungsfreiheit gegeneinander besitzen und im übrigen wie die Bestandteile eines Vollringes um die Rotationsachse umzulaufen vermögen.
Im Ausführungsbeispiel sind nun zwei gleichzeitig als Riegelelemente dienende Kraft iibertragungselernente 3 vorgesehen, die das Schw ungkörperringsy stem der kuppelnden Glieder 2 an zwei diametral gegenüberliegen den Ansehlagstellen mit dem Antreiber 1 in koachsialen Zusammenhang bringen.
In tan- gentialer Richtung dienen sie zur Überleitung der Umfangskraft; in der Richtung radial nach auswärts vermögen sie erfindungsgemäss zugleich die im Beispiele als einrückende Kraft verwendete Fliehraft abzuriegeln und irr einem Rollvorgange unter der Wirkung der im wesentlichen senkrecht hierzu ge richteten steuernden Kraft wieder freizugeben.
Die Freigabe erfolgt bei der zur Erläuterung gerade gewählten Konstruktion dadurch, dass die Kraftübertragungsriegelelemente 3 im Wälzvorgange beispielsweise aus einer ab riegelnden Hochkantlage in eine freigebende Flachkantlage verdreht, umgekippt werden. Beim Stillsetzen wird diese Bewegung der "Kippbolzen" 3 mit der radialen Einwärts bewegung der kuppelnden Glieder 2 wieder rückgängig gemacht.
Der Kippbolzen 3 ist eine Walze, die mit ihrem mittleren, zylindrischen Teil C in einer Ausnehmung A des Antreibers 1 steckt und mit ihren Enden beiderseits in ein Fenster F des Schwungkörpers 2 greift, das mit seiner lllittelebene senkrecht zur Ebene der Teilfuge T steht. Der Kippbolzen 3 ist nach den Enden zu mit zweifach gestuften seitlichen Anflächungen <B>21</B> und<I>H</I> immer schmaler gestaltet und endigt schliesslich beiderseits in je einem in bezug auf den Kippbolzen wie ein Kurbelzapfen wirkenden Zapfen K.
Die Wandungen der Antreiberausnehmung A liefern dem zylindrischen Teile C des Kippbolzens vier Anschlagflächen: Radial nach auswärts die zylindrische Rollfläche Ar (Fig. 2), radial nach einwärts das gleichfalls zylindriscbe Flächenstück Ar, wobei der radiale Abstand dieser beiden Flächenstücke dem zylindrischen Schafte C ein (für den Einrückzustand erforderliches) radiales Spiel c lässt, und endlich längs des Umfanges die Flanken Am, die soweit entfernt sind,
dass sie den Bolzen von der in Fig. 1 dargestell ten Mittellage aus gegenüber dem Antreiber nach links und rechts um den Winkel a mit seiner Achse parallel zur Kupplungsachse zu bewegen gestattet. Gegenüber einer Ver schiebung in der Achsrichtung ist der Kipp- bolzen in der Ausnehmung A am Antreiber 1 dadurch festgelegt, dass durch beiderseitiges Absetzen auf die Zylinderflächen D auf grösseren Durchmesser je ein Bund Ba ge- schaffen ist.
Dadurch, dass darin nach dem Ende des Kippbolzens zrr der Zylinderdurch messer bei 1i; wieder herabgesetzt -wird, ent stehen weitere Bundflächen B., ' die ihrerseits die Schwungkörper 2 gegenüber dem Kipp- bolzen 3 in der dargestellten Lage an den durch entsprechende Ausdrehungen Y an der Innenseite der Schwungkörper 2 geschaffenen Absetzflanken achsial festlegen.
Die durch die Abflachungen .NI unterbrochenen Zylinder flächenstücke D werden nach dem Kippen des Bolzens zur Übertragung der Umfangs kraft im eingerückten Zustande der Kupplung benutzt. Mit dem durch die weitgehende Abflachung H noch belassenen schmalen Zylinderflächenstück R riegelt der Kippbolzen 3 in seiner mit den Fig 1, 2, 3, 4 und 10 dargestellten Hochkantlage ab.
Das Fenster F im Schwungkörper 2 bildet drei für den Arbeitsvorgang des Kippbolzens in Frage kommende Abstützflanken. Zur Abriegelung des radial nach aussen strebenden Schwungkörpers dient das mit der Riegel fläche B zusammenarbeitende Zylinderflächen stück Fr;
zur Übertragung einer Kraft in der Richtung des Umfanges dienen die ebenen Flanken I'"" die in einem solchen Abstande voneinander liegen, dass der Schwungkörper 2 gegenüber dem Kippbolzen 3, der seinen Flächen F", in der in Fig. 3 und 4 darge stellten Hochkantlage die Abflächungen 111 gegenüberstellt, von der in Fig. 3 dargestellten 1littellage aus nach beiden Seiten um den Winkel ss um die Kupplungsachse geschwenkt werden kann.
Durch Neigung der Flanken F", gegenüber der Mittelebene Yi-Y2 um den Winkel ss wird erreicht, dass sich nach Zurücklegung des dieser Scbwenkbewegung entsprechenden Weges die Bolzenabflächungen 11I und die Flanken F", jeweils in einer solchen Lage sich befinden, dass sich Fläche gegen Fläche legt, ohne dabei eine Verdrehung des Kippbolzens aus seiner dargestellten Hochkantlage zu bedingen.
Das Ringsystem ist also gegenüber dem Antreiber 1 nach beiden Seiten der Mittellage um den Winkel a +P schwenkbar.
Im Bereiche des Fensters F ist als vierte mit dem Bolzen 3 zusammenwirkende Fläche, die radial nach einwärts gerichtete Kräfte vermittelt, die einen Teil einer Zylinderfläche bildende Kantenfläche<B>8</B> des Steuerbleches 4 vorgesehen, die mittelst einer Ausnehmung L des Bleches 4 entsteht, durch die der Kurbelzapfen .K hindurchtritt. An ihnen wird der Kippbolzen 3 zurückgeholt, wenn sich die Schwungkörper 2 einwärts bewegen. Dabei halten sie ihn gleichzeitig auf die Rollfläche P, nieder, so dass der Bund B, an der Führungsfläche Y nicht den seitlich führenden Eingriff verlieren kann.
In der dargestellten Hochkantlage besitzt der Zapfen K gegenüber der Fläche der Kante .S' ein radiales Spiel k, das dem Zapfen bei der einer ihn von der Rollfläche Fr entfernenden Kippbewegung die erforderliche Bewegungs freiheit lässt, anderseits aber klein genug ist, um zur Vermeidung eines ausser Eingriff kommens des Bundes B$ gegenüber der von der Ausdrehung Y geschaffenen Seitenflanke den Kippbolzen 3 nahe genug an die Fläche I', heranzuhalten.
Die selbsttätige Arbeitsweise beim Ein und Auskuppeln, wie sie nun mittelst der Fig. 3 bis 8 erläutert wird, wird gesteuert durch die Bewegung der Kippbolzen 3, von denen jeder im ausgerückten Zustande der Kupplung im Fenster Z' die bisher darge stellte Hochkantlage einnimmt und im ein gerückten Zustande der Kupplung gegenüber dieser Hochkantlage um einen Winkel f- ver dreht wird.
Die Kraftäusserungen, die diese Bewegung hervorbringen, werden im wesent lichen ausgeübt durch das Ringsystem der Schwungkörper 2, und zwar radial einwärts aus der Kraft der Feder 6, radial auswärts aus der Fliehkraft der Schwungkörper 2 und längs des Umfanges infolge der Massenträg heit der rotierenden Teile bezw. dem sich der Umlaufbewegung entgegensetzenden Be wegungswiderstand.
Während die Schwung- körper 2 das den kuppelnden Eingriff her stellende Glied vorstellen, sind die Kipp- bolzen 3 gleichzeitig bewegliche Mitnehmer- traverse und Riegelungsorgan.
Im Stillstand der Kupplung nehmen der Kippbolzen und die unmittelbar benachbarten Teile der Kupplung die aus Fig. 3 ersicht liche Lage ein. Die Schwungkörper 2, die durch die im Stillstande alleinwirkende Kraft der Federn 6 so weit als möglich zusammen gezogen werden (und dabei zum Beispiel gegenüber der aus darstellerischen Gründen der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Mittellage jeweils noch um die Strecke i einwärtsge- wandert sind) zwingen die an den Zapfen I@ von den Kantenflächen S der Steuerbleche 4 gefassten Kippbolzen 3 soweit nach einwärts,
dass sich (nach Zurücklegung des Spieles k und c) deren zylindrischer Teil C auf den Nutengrund Ar stützt. Dadurch ist jeder Kippbolzen infolge des Druckes der Fläche S auf den Zapfen K und infolge der Auflage des zylindrischen Teils C auf der Fläche A; eingeklemmt, wodurch er gezwungen ist, un gefähr die Hochkantlage nach Fig. 3 einzu nehmen, gleichgültig welche Lage er inner halb der Ausnehmungen A und der Fenster F sonst haben mag.
Setzt der in der Anlassstufe eingeschal tete Motor den Antreiber 1 zum Beispiel im Sinne des Pfeiles der Fig. 4 in Bewegung, so kann das Ringsystem der Schwungkörper 2 an der Umlaufbewegung erst dann teil nehmen, wenn es in kraftschlüssigern Zu sammenhang reit dem sich mit der Motor welle in Bewegung setzenden Antreiber 1 gebracht worden ist.
Hat sich beispielsweise der Kippbolzen 3 in .der Ruhestellung vor denn Anlasser) sowohl in der Antreiberaus- nehmung A, als auch in der Fensteröffnung b' gerade in der Mitte dieser Offnungen be funden (Fig. 3), dann muss sich der Antreiber 1 zunächst noch unter Stillstand des Kipp- bolzens 3 und des Schwungkörpers 2 um den Winkel a bewegen, ehe er- der) Kipp- bolzen 3 mit der Flanke A", mitnehmen kann.
Alsdann muss er sich zusammen mit dein Kippbolzen 3 noch tun den Winkel 13 weiterbewegen, ehe der ungefähr hochkant gehaltene Kippbolzen 3 mit seinen Flächen 112 an die Fensterflanken F", des Schwung- körpers herangeführt ist und dort das Schwungkörpersystem alsdann mitzunehmen vermag, so zwar, dass es an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen A",
mit der eigenen Achse in die Rotationsachse des Antreibers 1 gezwungen wird. Ehe also eine Umlaufbewegung der Schwungkörper 2 überhaupt beginnen kann, muss sich - gleichgültig um welchen Motor drehsinn es sich handelt - unweigerlich immer wieder zuvor eine Anschlagstellung herstellen, die die Kippbolzenflächen M je weils an die im Drehsinne vorausliegende Fensterflanke F", anlegen.
Dadurch wird der Kippbolzen 3 aus seiner ungefähren Hoch kantlage, die er vom Stillstande her hat, in eine strenge, durch die Neigung der Flanken F", vorgeschriebene Hochkantlage gezwungen, da sich Fläche gegen Fläche legt, um den Beschleunigungsdruck an die Sch@vungkör-per- masse zu übertragen, eine Druckäusserung, die für die ganze Dauer der Motorbeschleuni- gungsperiode fortbesteht.
So kommt es, dass, wenn nun die mit der wachsenden Drehzahl rasch steigende Fliehkraft die Kraft der Federn 6 überwindet und die Schwungkörper 2 radial nach aus wärts wandern, sie sich nach der Zurück legung der Strecke i (um die sie unter der Federkraft gegenüber der in Fig. 1 und 2 dargestellten Mittellage weiter nach einwärts gezogen waren) mit ihren Zylinderflächen b',. auf die Mitte des schmalen Zylinderfiächen- stückes R des in strenger Hochkantlage ge haltenen Kippbolzens 3 aufsetzen müssen und dort abgeriegelt werden (Fig. 4).
Der Kippbolzen 3 stützt sich dabei (nach Zurück- legung eines Spieles c) seinerseits wieder mit seinem zylindrischen Teile C an der Zylinder fläche Ar der Antreiberausnehmung A radial nach aussen ab.
So hoch auch immer die Drehzahl steigen -mag, die Schwungkörper 2 vermögen in dieser Riegelstellung der Flieh kraft nicht nachzugeben und die Kupplung bleibt ausgerückt. Hierin tritt - vor) den noch zu behandelnden besonderen Massnahmen abgesehen - auch darin keine Änderung ein, wenn der Motor schliesslich seine volle Leerlaufdrehzahl erreicht hat und keinerlei Beschleunigungsdruck mehr zwischen den Flächen M und Fm übertragen wird. Die Motorwelle läuft mit dem Antreiber unter der Rollenlagerung des mit der Last verbun- denen stillstehenden Riemenscheibengehärises durch.
Eine Veränderung der in Fig. 4 gezeigten Riegelstellung tritt erst dann ein, wenn ein die Bewegung verzögernder Einfluss auf die rotierende Motorwelle ausgeübt wird, zum Beispiel beim Umschalten des Antriebsmotors. An einer solchen Verzögerung kann das auf den Rollflächen R und auf der zylindrischen Fläche des Teiles C des Kippbolzens abge stützte, ein gewisses 'Nfassenträglieitsmoment der Rotation in bezug auf die Kupplungs- achse besitzende System der Schwungkörper2,
das in dieser Anlaufstellung für die der Drehrichtung entgegengesetzte Richtung eines esten Anschlages zunächst entbehrt und das nur mit dem kleinen Widerstande der rollen den Reibung mit dem Antreiber im Zu sammenhange steht, nicht teilnehmen. - So kommt es, dass, wenn die Motorwelle mit dein Antreiber 1 plötzlich in ihrer Bewegung verzögert wird, das System der Schwung körper 2 zunächst mit der alten Geschwin digkeit weiter eilt.
Dabei rollt das auf den Kippbeizen abgestützte Schwungkörpersystem in rollender Reibung auf den Rollflächen R und I', einerseits, sowie der Zylinderfläche des Teiles C und der Fläche Ar anderseits gegenüber dem abgebrernsteu Antreiber da von.
Hat sich dann der Kippbolzen infolge dieser Rollbewegung um den Winkel r, gegen über seiner Hochkantlage verdreht, dann ist seine schmale Rollfläche R abgerollt (Fig. 5), so dass mit einer weiteren den Kippbolzen 3 verdrehenden Rollbewegung die Abflachung H die Rollfläche R an der Kante Q ablöst;
es rnuss alsdann eine radiale Auswärtsbe wegung der Schwungkörper gemäss der zu nehmenden Entfernung der Kante Q von der Rotationsachse der Kupplung eintreten.
Die Fig. 6 erläutert diesen Vorgang und zeigt den Kippbolzen 3 so weit davongerollt, dass er sich um den Winkel r1 (ohne dass die Kante Q in gleitender Reibung all der Fläche Fr abgeglitten wäre) gedreht haben würde und dabei gerade den vollen Raum, der ihm zwischen den Fensterflanken F", einerseits und den Anschlagflanken A", anderseits für Bewegung längs des Umfanges zur Verfügung steht, voll aufgebraucht hätte.
Hierbei wür den die Schwunglcörper als Teilstrecke ihrer einrückenden Auswärtsbewegung den radialen Weg a1 zurückgelegt haben.
Unter dem Elnflnss der Fliehkraft eilen die Schwungkörper 2 dann nach wie vor sich gegenseitig radial führend und um die Kupp lungsachse rotierend nach aussen, ohne dass sie hieran von den Kippbolzen 3 weiterhin ge hindert wären, so lange bis sie mit ihrem Reib backen 8 am zylindrischen Innenumfange des Kranzes 9 auftreffen. Während dieser Bewegung drehen sie dann an der Kante Q den Kippbolzen 3, wobei diese längs der Fläche Fr gleitet, entsprechend weiter.
Dabei beschreiben die am weitesten von der Kante Q entfernten Punkte der zylindrischen Fläche des Zapfens .K um die Kante Q einen Kreis mit dem Radius q (Fig. 5 und 6), der den Zapfen vorübergehend der Kantenfläche S des Steuerbleches 4 näherkommen lässt. Durch das erwähnte Spiel 1c (Fig. 4), das in der Hochkantlage zwischen der Fläche .S und dem Kurbelzapfen K besteht, ist für diese Bewegung Platz geschaffen.
Sobald der Antreiber 1 die vor dem Ein treten der Verzögerung iniiegehabte Ge schwindigkeit wieder erreicht, zum Beispiel wenn der 14fotor nach dem Umschalten die volle Geschwindigkeit wieder erreicht bat, so wird das System der auswärts gewanderten Schwungkörper 2 von denn Antreiber wieder eingeholt. Die Stellung des Kippbolzens 3, die beim erneuten Erreichen der Anschlag stellung vorgefunden wird, ist in der Fig. 7 zur Darstellung gebracht.
In dieser Stellung ist der Kippbolzen um den<B>Winkel</B> rmi" aus der Hochkantlage verdreht entsprechend dein Kleinstwerte a.n,in des bei vollkommen unabgenutzten Reibbacken zurückgelegten Einrückweges. Die Fig. 8 zeigt die um den Winkel rmax verdrehte Lage des Kippbolzens, wenn der grösstmögliche Rückweg a"," entsprechend voll ausgenutzt gedachter Reib backen 8 vorliegt.
Innerhalb dieser beiden extremen Stellungen arbeitet der Kippbolzen 3 als Mitnehcnertraverse im voll eingerückten Zustande der Kupplung. Die Umfangskraft wird dabei von der Anschlagfläche Am des Antreibers an den zylindrischen Teil C des Bolzens und von dessen Zylinderflächen stück D an die ebene Fensterflankenfläche F," des Schwungkörpers übertragen.
Aus den Fig. 7 und 8 geht hervor, wie der zwischen den beiden Flächen Am und I',", das heisst zwischen der antreibenden und angetriebenen Kupplungshälfte liegende Xippbolzen dabei die Eigenschaft hat, unter dieser Überleitung der Umfangskraft eine Rollbewegung als Mitnehmertraverse auszu führen, und zwar handelt es sich um eine Rollbeweglichkeit entsprechend dem Spiele c, das der zylindrische Teil C radial in der Antreiberausnehmung A besitzt.
Um den doppelten Betrag dieses Spieles kann sich das Riemenscheibengehäuse gemeinsam mit den zu ihm übergetretenen, unter der Flieh kraft an ihn gepressten Schwungkörpern sich bei jedem Umlaufe in radialer Richtung re lativ gegenüber der Motorwelle bezw. dem starr zu ihr gehörigen Antreiber verschieben, ohne dass diese Verschiebebewegung anders als unter Vermittlung rein rollender Reibung stattfindet.
Derartige Verschiebebewegungen bei jedem Umlaufe aber sind praktisch gerade auch bei der Riemenscheibengestaltung der Fig. 1 und 2 gegeben, weil die Leerscheiben lagerung - immer ein gewisses radiales Spiel besitzen wird, so dass die Rotationsachse des Gehäuses mit den an ihnen haftenden Schwungkörpern unter dem Einflusse des unverändert einseitig wirkenden Riemenzuges um den Spielbetrag aus der Mitnehmerachse herausverlegt wird, wodurch während jedes Umlaufes die doppelte Spielstrecke einmal auf und ab zurückzulegen ist.
Hieraus ergeben sich Scheuerwirkungen, die namentlich bei den höheren Drehzahlen ohne die Massnahmen der rollenden blitnahrneeinrichtung überhaupt nicht lretriebsbr:ruchbar beherrscht werden können.
Die Einrichtung ist dabei so ge- troffen, dass der Bolzen 3, sobald er beim Arbeitspiel der radialen Beweglichkeit eine Entlastung erfährt, unter seiner Eigenflieh- kraft immer wieder radial nach aussen an die Fläche Ar des Antreibers zurückkehrt und so immer wieder unter dem grösstmög lichen Abstand vom Rotationsmittelpunkt in den Rollvorgang erneut einzutreten vermag.
Sobald mit dem Stillsetzen der Kupplung die Fliehkraft verschwindet, werden die Schwungkörper 2 von den Federn 6 in die Ruhelage der Fig. 3 zurückgezwungen. Da bei werden die Kippbolzen 3 an den Zapfen K von den Steuerblechkantenflächen <B>S</B> nach inneu geholt und die Kippbolzen zurückge dreht, wobei deren zylindrischer Teil C an der Fläche Ar des Antreibers 1 ein Wider lager finden, so dass sie, wie mit der Fig. 3 beschrieben,
wieder ihre ungefähre Hochkant- läge einnehmen müssen und so die voll kommen ausgerückte Kupplung zur selbst tätigen Bewältigung eines neuen Anlassvor- ganges bereit steht.
Dadurch, dass die radiale Einwärtsbe- wegung, die die Schwungkörper unter dem Federzuge von der eingerückten Lage bis zur Ruhelage der Fig. 3 zurücklegen, den eigentlichen Einrückweg a",;
" bezw. a", um die Strecke i@ k + <I>c</I> übertrifft, das heisst also von der Mittellage der Fig. 1, 2, 3 und 4 unter der Federkraft noch ein Verschiebe weg um die Strecke i vorgesehen ist, werden die zur Bewältigung der Rollvorgänge benö tigten Spielstrecken k und c vom Arbeits spiele aufgebracht.
Der gesamte Roll-Entriegelungsvorgang der Kupplung lässt sich, was in praktischer Hinsicht ungemein wichtig ist, in einfacher Weise durch die Wahl des Krümmungsradius der Riegelzylinderfläche R des Antreibers beherrschen.
Wählt man den Radius 2- mit der Grösse r" (Fix. 4) so, dass die Achse 0 der zylindrischen Rolltläche R mit der Achse des Zylinderstückes C des Kippbolzenmittel- teils zusammenfällt, darin befindet sich der Kippbolzen 3 in der mit der Fig. 4 darge stellten Riegelstellung (unter der Voraus setzung, dass die im Kurbelzapfen exzentrisch vereinte Masse ausgeglichen ist) gegenüber der Fliehkraft der Schwungkörper, die er auf der Fläche IR abstützt,
im indifferenten (xleichgewicht. Für die Entriegelungsbewe- gung bis zur Lage der Fig. 5 kommt daher nur der reine Rollwiderstand in Frage, wie er nach Massgabe der abgestützten Drücke und des Reibungskoeffizienten der rollenden Reibung gegeben ist.
Wählt man aber den Radius r grösser, zum Beispiel vom Werte i-, (Fig. 4), so dass der Kreismittelpunkt nach<B>01</B> rückt, dann müssen neben der Überwindung des reinen Rollwiderstandes bis zum Errei chen der rrumehr weiter von der Achse des Zylinders C wegliegenden Kante Q ausserdem noch die Schwungkörper um eine gewisse Strecke entgegen der lastenden Fliehkraft radial einwärts verschoben werdet). Die An ordnung befindet sich jetzt im stabilen Gleich gewicht und die Durchführung des Ent- riegelungsvorganges wird entsprechend er schwert,
so dass es umso grösserer Beschleu- nigungs- bezw. Verzögerungskräfte bedarf, um die Kupplung zum Eingriff zu bringen, je grösser der Radius rr gegenüber dein Radius r" der Zylinderfläche C ist.
Wählt man anderseits den Radius kleiner als r", dann zeigt die Riegelanordnung das Bestreben, unter dem Einflusse der abzuriegeln den Fliehkraft von selbst umzukippen; es ist somit ein labiler Gleichgewichtszustand vorhanden. Die Kupplung würde jetzt ohne weiteres Zutun von selbst einrücken, sobald der Druck, der infolge der Anfahrbeschleu- nigung die Kippbolzenfläche M gegen die Fensterfläche Fm gepresst hält (und dadurch die Hochkantlage sichert) aufhört.
Die Kupp lung würde mit dem Ablauf der Beschleuni gungsperiode einrücken, ohne dass die abso lute Höhe der dabei herrschenden Drehzahl entscheidend wäre.
Wenn die im Entriegelungsvorgange frei gegebenen Schwungkörper 2 ihren radialen Einrückweg gemäss an,ag bezw. am;" zurück legen, wobei sie gleichzeitig um die Kupp lungsachse rotieren, so vergrössert sich der Abstand ihres Schwerpunktes von der Rota tionsachse entsprechend dem zurückgelegten Einrückweg.
Um dieselbe Drehzahl bezw. Winkelgeschwindigkeit beibehalten zu können, die das Ringsystem im Augenblick der Frei gabe gehabt hat, müsste die Umfangsge schwindigkeit in dein Masse wachsen, wie sich der Radius mit der Auswärtsbewegung vergrössert (Coriolisbeschleunigung). Da denn sich selbst überlassenen, frei rotierenden System ein derartiger Geschwindigkeitszu wachs aber nicht erteilt wird, so bedeutet dies, dass mit dem nach Auswärtsstürzen der Schwungkörper eine Verzögerung der Um laufbewegung einhergeht, die zu nicht uner heblichen Kraftäusserungen an den die gegen seitige radiale Führung besorgenden Steuer blechen 4 führen können.
Um diese Kraft äusserungen beherrschen zu können, kann die Eingriffsbewegung der Schwungkörper 2 einer Verlangsamung durch Abbrernsung unter worfen werden.
Eine solche Einrichtung zur Verlang samung der Einrückbewegung ist beispiels weise in der Fig. 9 veranschaulicht, die das Schwungkörperpaar der Kupplung des Bei spieles nach den Fig. 1 und 2 lediglich im Bereiche ihrer Teilfuge T zeigt. Die beiden Schwungkörper 2 sind unter Beilage aufein- andergeschichteter gewölbter Federscheiben 23 und der Schraubendruckfedern 24 mit den Bolzen 21 und der Mutter 22 verschraubt, die in je einer entsprechenden; senkrecht zur Ebene der Teilfuge T verlaufenden Bohrung angeordnet sind.
Der Schaft des Bolzens 21 besitzt dabei von der Teilfugenmitte aus gehend ein Links- und Reehtsgewinde Ui und Uz, mit denen er in entsprechenden Caegengewinden an den Schwungkörpern 2 läuft. Die Steigung der Gewinde ist dabei so steil gewählt, dass Selbsthemmung ver mieden ist und der Bolzen sieh unter dein Einflusse von in der Richtung der Schrauben achse auf die Schwungkörper wirkenden Kräften verschraubt.
Wenn nun die im Steuerungsvorgange freigegebenen Schwung- körper 2 nach aussen streben, so sind sie gezwungen, den Bolzen 21 zu verdrehen, so dass die Auswärtsbewegung verzögert wird, wobei diese verzögernde Wirkung durch die Federn 23 und 24, welche durch die wirk- sauren Fliehkräfte zusätzlich beansprucht werden, noch weiter unterstützt wird.
Mit dieser Anordnung von Bolzen und Federn wird gleichzeitig ermöglicht, für die kuppelnde Reibkraft zwischen den Reibbacken 8 und dem Kupplungsgehäuse 9 statt der vollen Fliehkraft nur den infolge der Abfangwirkung der Federn verbleibenden Rest zur Auswir <B>kung</B> kommen zu lassen und so durch pas sende Wahl und Einstellung der Federn die Reibkraft der Kupplung auf jeden beliebigen Wert einstellen zli können, eine Möglichkeit, die insbesondere bei der Anwendung der Kupplung bei sehr hohen Drehzahlen von Wichtigkeit ist.
Gleichzeitig kann hierdurch ein für gewisse Sonderzwecke erwünschtes, besonders sanftes Aufsetzen der Schwung- körper (Reibbacken) bezw. ein besonders sanftes Einsetzen des Kupplungsmomentes der Kupplung erzielt werden.
Solche oder ähnliche Einrichtungen lassen sich natürlich auch in der .Hinsicht ergänzen, dass die die Fliehkraft abfangende bezw. das Kupplungsmoment herabsetzende Wirkung späterhin wieder verschwindet, so dass das anfänglich schwache Kupplungsmoment der Kupplung nachträglich eine entsprechende Steigerung erfährt. Auch die Wirkung der Corioliskraft selbst liesse sich dazu heran ziehen, die Auswärtsgeschwindigkeit der Schwungkörper 2 zli verlangsamen.
So wäre essbeispielsweise; wie aus der Fig. 9 ersicht lich, nur notwendig, eine Masse, zum Beispiel in Gestalt eines vollen Ringes 25, der etwa im Bereich der Aasdrehung T% (Fig. 2) der Schwungkörper 2 lose Platz findet, gegenüber den Schwungkörpern 2 drehbeweglich anzu ordnen und zum Beispiel mittelst Schrägflächen jeweils an dem mit einer Bandscheibe J versehenen Bolzen 21 angreifen zu lassen.
Die Masse dieses Ringes 25, die ein ge wisses Massenträgheitsmoment in bezug auf die Rotationsachse besitzt und mir an der schrägflächigen Bandscheibe J mit dem Schwungkörpersystem in einem drehmoment- übertragenden Zusammenhang steht;
würde dann für die ganze Dauer der während des Auswärtseilens der Schwungkörper 2 durch die wegen der Corioliskraft erzeugte Ver zögerung der Umlaufgeschwindigkeit um die Rotationsachse gemäss dem zugehörigen Ver zögerungsmomente auf dem Bund J lasten und die Drehbewegung des Bolzens 21 für die Dauer der Wirksamkeit der Corioliskraft verlangsamen. Dadurch wäre dann die Aus wärtsbewegung der Schwungkörper durch die Corioliskraft selbst kontrolliert. Auch derartige Ausgestaltungen sind natürlich in zahlreichen andern konstruktiven Anordnungen möglich.
Die Darstellung der Fig. 9 lässt gleich zeitig erkennen, dass es auch ohne weiteres möglich ist, den besondere Wirkungen in der Teilfuge T hervorbringenden Ring 25, der in der Nähe des Fensters F der Schwung körper 2 vorbeiführt, so auszugestalten, dass er dort mit dem Mitnahmeriegelorgan 3 zu sammenwirkt und dessen dort auftretende Bewegungen, bezw. Kraftäusserungen nach dem Bereiche der Teilfuge T überträgt.
Auch der Kippbolzen 3 allein liesse sich zur Abbremsung der Auswärtsgeschwindig keit heranziehen. Trifft man die Ausgestal tungen des Fensters F des Schwungkörpers 2 so, dass der längs des durch den Winkel ss der beiderseitigen Schwenkbeweglichkeit gekennzeichnete Raum zwischen den An schlagflächen F", und M für die Kippbe wegung des Bolzens 3 besonders klein ge halten wird, dann kann der Bolzen 3 die in der Fig. 6 dargestellte weitgehende Kipplage gemäss dem Winkel r1 nicht erreichen.
Ist dieser, die reine Rollbewegung mit deal Auftreffen der Kante 1171 (Fig. 6) an der im Drehsinne zurückliegenden Fensterflanke Fm unterbrechende Kippwinkel wesentlich kleiner, dann findet. die bei der begonnenen Aus wärtsbewegung der Schwungkörper im Punkte Q radial nach aussen angreifende, den Bolzen weiterzudrehen trachtende Kraft einen derart kleinen Hebefarm für diese Drehbe wegung um die Kante Ml (die radial nach innen gleiten müsste), dass der Bolzen 3 nicht ohne weiteres gekippt werden kann.
Derselbe setzt sich bei 121 und Q hemmend auf, wobei gleichzeitig der zylindrische Teil C des Bol zens 3 bei Ar eine grosse, die Drehbewegung weiterhin erschwerende Reaktionskraft auf zunehmen hat. Auf diese Weise würde die Kippbewegung des Bolzens 3 auf die Aus- wärtsgeschwind:gkeit hemmend einwirken müssen.
Für die Abbremsung liesse sich ausserdem noch, und zwar entweder für sich allein oder auch in Kombination mit den bereits beschriebenen Massnahmen, zum Bei spiel der Federbügel 7 zur Erzeugung einer <B>></B> Seilreibung dienstbar machen, indem man ihn den Umfang des Schwurigkörperpaares ein- oder mehrmals umschlingen lässt und seine Enden federnd verbindet.
Mit der Fig. 10 endlich wird, als weiterer Beweis für die Vielseitigkeit der Ausgestal- tungsmöglichkeit des Erfindungsgegenstandes, gezeigt, dass das Zusammenwirken zwischen Schwungkörper und Kippbolzen auch so ge staltet werden kann, dass der Schwung- körper 2 nicht seinen eigenen Kippbolzen 3, sondern den des andern Schwungkörpers steuert.
Hierzu hat man gegenüber der im übrigen dem Beispiele der Fig. 1 und 2 ent sprechenden Kupplung nur notwendig, unter Anwendung abgeänderter Steuerbleche 4' die Kippbolzen 3 mit ihren Zapfen K von der Kupplungsachse nach auswärts liegend ein zulegen, so dass jetzt das dem Kurbelzapfen E gegenüberliegende schmale Zylinderflä- chenstück zu seiner Riegelfläche R wird.
Die Steuerbleche 4' sind dabei so gestaltet, dass das freie Steuerblechende über den Be reich des Fensters 1% des Nachbarschwung- körpers hinübergreift und dort mit seinem Schlitze L' den Kurbelzapfen K fasst. Die radiale Führung der Schwungkörper entsteht bei E'i, L'2 und Es. Wenn im Arbeitsspiel der Kippbolzen 3 sich umlegt, dann wandert sein Kurbelzapfen K nach der Kupplungs achse zu.
Die Kantenfläche Si des Steuer bleches wandert dabei, da sie zu dem gegen überliegender. vom Mittelpunkte wegwan dernden Schwungkörper 92 gehört, ebenfalls gegen die Achse zu, so dass sich das Arbeits spiel sinngemäss, wie anhand der Fig. 3-8 erläutert vollzieht. Die rückführende Wirkung des Steuerbleches vollzieht sich dann so, dass beim Stillsetzen der Kippbolzen 3 durch die Kante B. des dann nach aussen wandernden Steuerbleches 4' an seinem Zapfen K in die Hochkantlage nach auswärts gedreht wird.
Hierdurch wird insbesondere erzielbar, dass auch noch die mit dem Entriegelungs- vorgange beginnende Auswärtsbewegung der beiden Schwungkörper 2 verknüpft wird. Würde nämlich im Errtriegelungsvorgange (etwa infolge verschieden gross auftretender Rollwiderstände) der eine Kippbolzen 3 früher die Auswärtsbewegung freigeben, als die andern,
dann würde der früher seinen Ein rückweg antretende Schwungkörper 2 mittelst seines Steuerbleches 4' an der Kante .S1 den erst weniger weitgehend aus der Hochkant lage gekippten Bolzen 3 des andern Schwung- körpers am Zapfen K herumreissen und so diesen zwingen, der einkuppelnden Bewegung zu folgen.
Gleichgültig, ob nun die Kippbolzenan- wendung nach den Fig. 1 und 2 oder nach der Fig. 10 geschieht, so steht es ferner frei, den Kippbolzen 3 so auszugestalten, dass er seine Bundflächen Ba, für die achsiale Fest legung gegenüber dem Antreiber 1 (Fig. 2) nur in der Hochkantlage die Flächen, die die Zylinderflächen Al. der Ausnehmung A seitlich begrenzen, ohne besonderes Spiel achsial fassen lässt,
in der gekippten Lage zwischen rn"i" und Y."$ (Fig. 7 und 8) aber die Bundfläche zurücktreten lässt. Die Band flächen B" würden also von einem kleinsten gegenseitigen Abstand, den sie in der Hoch kantlage zeigen, sich längs des Winkels<B>1 -</B> nach beiden Seiten immer mehr entfernen, so dass die Stelle mit dem kleinsten Ab stande in der gekippten Lage in den Bereich der Seitenflächen der Flanken A", der An- treiberausnehmung A gelangen würden, wo sie dann beispielsweise an zusätzlichen Teilen angreifen könnten,
die gegenüber dem An treiber 1 im eingerückten Zustande der Kupp lung bei der Mitnahme auch einen Rollvor- gang für eine längs der Kupplungsachse auftretende Verschiebebewegung zwischen Antreiber und Schwungkörper ermöglichen würde.
Ähnlich, wie die seitliche Führung des Kippbolzens 3 mit seiner Rerausbewegung aus der Hochkantlage loser gestaltet werden kann, bleibt es natürlich unbenommen, auch die radiale Führung, die sich die Schwung- körper 2 durch die Steuerbleche 4 gegen seitig geben, mit dein Auswärtswandern zur Einrücklage mehr und mehr loser zu ge stalten. Man hätte hierzu zum Beispiel nur die Kantenflächen, an denen die Steuerbleche führen, abzuschrägen, wie dies etwa mit der Kante E4 in der Fig. 1 angedeutet ist.
Um jede Möglichkeit auszuschliessen, dass etwa Staub, der beim Kupplungsvorgange infolge der trockenen Reibung während des unmittelbar nach dem Einrücken zunächst bestehenden Gleitvorganges - der zwar an sich spiegelblank polierenden Flächen statt findet - entstehen könnte, den Ablauf des Arbeitsvorgangs stören könnte, bleibt es unbenommen; eine weitere Ausgestaltung der Kupplung auch noch dahin eintreten zu lassen, dass in der Kupplung gebildeter Staub selbsttätig beseitigt wird, eine Massnahme, die noch anhand der Fig. 11 beispielsweise an dem in Fig. 2 gezeigten Riemenscheiben- gehäuse 9 erläutert werden möge.
Es ist zum Beispiel dort, wo die Innenfläche der zylin drischen Wand des Riemenscheibenkranzes mit den Seitenflächen zusammenstösst, eine ringförmige Kammer P geschaffen, in die die zylindrische Innenfläche (Reibfläche) in einem nach aussen ansteigenden Konus Pi überführt und die nach innen beispielsweise durch einen bei Pa zugeschärften Blechring P2 so abge deckt ist, dass bei P4 ein schmaler ringför iniger Eintrittsraum geschaffen ist.
Wenn nun die Anordnung so getroffen ist, dass der Beginn der Konusfläche P nach der Mittel ebene der Kupplung<B>zu zum</B> Beispiel um die Strecke Ps hinübergreift, dann werden in den Bereich des Raumes P,, gelangende Staubteilchen unter dem Einflusse der Flieh kraft an dem Konus P entlang in das Innere der Kammer P gezwungen, wo sie sich aussen bei P6 sammeln und von wo sie auch im Stillstande, wenn sie unter dem Einflusse der Schwerkraft radial einwärts nach P7 fallen, nicht mehr in das Innere der Kupp lung zurückkehren können.
An den Förder- bereich P4 werden die Staubteilchen neben der eigenen Fliebkraftwirkung, die sie zu nächst an alle Stellen des zylindrischen Innenumfanges des Kranzes 9 bringt, auch durch die Umlaufbewegung, die die im In nern der Kupplung eingeschlossene Luft bei der Rotationsbewegung der Schwungkörper 2 und des Antreibers erfährt, herangebracht.
Ferner werden sie infolge des Gleitens der Reibbacken 8 am zylindriscben Innenumfange aus dem Reibflächenbereich hinausgeschoben, eine Wirkung, die auch durch entsprechende Schrägstellung der Reibbacken 8 oder ähn lichen Massnahmen unterstützt oder auch besonders geschaffen werden könnte. Die Wirkungen der Staubförderung liessen sich dabei unschwer so gestalten, dass sie eine bestimmte achsiale Richtung aufweisen, so dass die Anordnung einer auf einer Seite vor gesehenen Staubkammer P für die gesamte Staubbeseitigung ausreicht, das heisst, dass alle Staubteilchen selbsttätig dieser einzigen Kammer zugeführt werden.
Die Massnahmen zur Staubbeseitigung, wie sie auch immer verwirklicht werden mögen, können natürlich abweichend vom Beispiel der Fig. 11 ebenso gut an andern Stellen des Kranzumfanges vorgesehen sein. Es ist auch ohne weiteres möglich, solche Einrichtungen ganz oder teilweise durch be sondere Durchlässe nach aussen hin zu öffnen, die die Förderung des Staubes durch die Luftabströmung begünstigen bezw. ihn un mittelbar nach aussen fortschaffen. Durch entsprechende Dicbtungsmassnahmen könnte dabei auch Vorsorge getroffen werden, dass das Innere der Kupplung gegen äussere Ein flüsse nach wie vor geschützt bleibt.
Statt die Übertragung der Umfangskraft, die vom antreibenden Teil auf die Schwung- körper über den Kippbolzen hinweg an starren Auflageflächen.erfolgt, liesse sich die Konstruktion auch insofern vervollkommnen, als besondere Pufferfedern vorgesehen werden könnten, wenn notwendig mit Vorspannung eingesetzt, die bei der Kraftübertragung etwa auftretenden Stösse elastisch aufnehmen könnten.
Statt die Reibkörper 8 in den Schwung- körpern 2 unbeweglich einzubetten, ist es vorteilhaft, die Anordnung so zu treffen, sei es durch die besondere Gestaltung der @Reib- körper 8 oder der Nuten oder von beiden, dass sich die Reibflächen der Reibkörper 8 gegenüber ihrer Gegenfläche beim Kuppeln des treibenden mit den getriebenen Kupplungs teilen in weitgehendstem Masse anschmiegen können.