CH310923A - Fliehkraftkupplung. - Google Patents

Description

      Fliehkraftkupplung.       Gegenstand der Erfindung ist eine     Flieh-          kra.ftkupplung,    welche gegebenenfalls in eine       Riemenseheibe    eingebaut werden kann und  bei der die kraftschlüssige Verbindung zwi  schen dem treibenden und dem getriebenen  Teil nach einer veränderbaren Zeitverzöge  rung     herstellbar    ist.  



  Einrichtungen dieser Art sind an und für  sieh bekannt. So zum Beispiel durch die     soge-          nannte    Magnetkupplung, bei der die     kraft-          sehlüssige    Verbindung zwischen dem     treiben-          clen    und dem getriebenen Teil durch     magneti-          sehe    Kräfte hergestellt wird, die durch einen       Elektromagneten    erzeugt werden.

   Die kraft  schlüssige Verbindung kann     demnach    in einem       wählbaren    Zeitpunkt, und zwar im Augen  blick der     Einschaltung    der Erregung des       Elektromagneten,    herbeigeführt werden.  



  Darüber hinaus sind Kupplungen bekannt,  bei denen zwischen dem treibenden und dem  getriebenen Teil ein elastischer Körper vorge  sehen ist, der entweder durch Luft oder eine  Flüssigkeit aufgepumpt wird und durch seine  Formänderung die kraftschlüssige Verbin  dung herstellt. Auch bei dieser     Kupplung     kann der Einsatzzeitpunkt ihres     Wirksamwer-          dens    beliebig bestimmt werden, denn er ist  ausschliesslich davon abhängig, zu welchem  Zeitpunkt das Aufpumpen des     Kupplungszwi-          sehenkörpers    eingeleitet wird.  



  Diese bekannten     Ausführungen    haben je  doch sämtlich den Nachteil, dass zur Lösung       cler    gestellten Aufgabe zusätzliche Hilfsmittel    erforderlich sind, und zwar wird bei der  magnetischen Kupplung eine elektrische  Stromquelle, bei der zweitgenannten Kupp  lung eine Hilfseinrichtung benötigt, durch die  der pneumatische oder hydraulische Druck in  dem     Kupplungszwischenkörper    erzeugt wird.  Die bekannten Einrichtungen     erfordern    mit  hin für ihren Betrieb     bestimmte    Vorausset  zungen, die nicht. immer erfüllt werden kön  nen, wodurch das Anwendungsgebiet dieser  älteren     Kupplungen    beschränkt ist.

   Nicht  übersehen darf des weiteren werden, dass  diese älteren Kupplungen sich nicht gerade  durch einfachen Aufbau auszeichnen.  



  Die Mängel solcher bekannter Einrich  tungen können erfindungsgemäss dadurch ver  mieden werden,     da.ss    der Zeitpunkt der Her  stellung der kraftschlüssigen Verbindung zwi  schen dem treibenden und dem getriebenen  Teil der Kupplung durch Veränderung der  Zeitdauer des     Hintanhaltens    der     Radialbewe-          gung    der Kupplungsglieder verändert werden  kann.  



  Die     ,anliegende    Zeichnung zeigt zwei bei  spielsweise     Ausführungsformen    des Erfin  dungsgegenstandes, und zwar im Fall einer       Fliehkraftkupplung-Riemenscheibe,    wobei jede  der beiden sich je auf eine     Ausfühi ungsform     beziehenden Figuren in der obern Hälfte  einen axialen Schnitt und in der untern  Hälfte eine     Ansieht    von aussen zeigt.  



  Bei der ersten     Ausführungsform        gemäss          Fig.    1 wird über die treibende Welle 1 der      Führungskörper 2 für das radial verschieb  bare Kupplungsglied 3 dank der Keilverbin  dung 4 mitgenommen.  



  Unter dem Einfluss der Fliehkraft werden  Kugeln 5 radial nach aussen getrieben und  gleiten dabei an der schrägen Stirnfläche 6  des Führungskörpers 2 und ebenso an der  gleichfalls schrägen Stirnfläche 7 eines axial  beweglichen Druckkörpers 8 entlang. Unter  dem Druck der Kugeln wird dieser Druckkör  per in Richtung des Pfeils x ausweichen. Er  gleitet hierbei     längs    einer mit der Welle 1  verbundenen Büchse 9 und drückt einen Kol  ben 10 entgegen der Kraft einer Feder 11  in einen Zylinder 12.  



  Dieser Zylinder ist mit. Öl gefüllt, das  unter besagtem Druck durch den Ringspalt  13 eines Regelventils in den umgebenden  Ringraum 14 entweichen kann.  



  Dieses Regelventil besteht. im vorliegenden  Fall aus einer Schraube 15 mit einem koni  schen in einen entsprechenden     Gegenkonus     der     Zylinderwand    eindringenden Ende.  



  Je nachdem der kegelförmige Ringspalt. 13  zwischen den beiden konischen Flächen durch  entsprechendes Drehen der Schraube 15 ver  grössert oder verkleinert wird, wird sich der  durch den als     Dämpferkolben    wirkende Kol  ben verdrängte Ölstrom mehr oder weniger  schnell in den Ringspalt 14     ergiessen.     



       lIit    dem Druckkörper 8 bewegt sieh axial       ein    damit verbundener, eine     Ausnehmung    16  aufweisender Riegelbolzen 17, welcher das  Kupplungsglied 3 entgegen der Wirkung der  Fliehkraft     zurückhält.     



  Hat infolge des     Entweichens    des Öls der       Dampferkolben    und     somit    der Druckkörper 2  seine Endstellung erreicht, dann wird das  Kupplungsglied 3 freigegeben, weil es nun  mehr in die     Ausnehmung    16 eindringen kann.  



  Das Kupplungsglied 3 wird sich alsdann  in Richtung des Pfeils     y    radial nach aussen  bewegen und stellt mittels des von ihm getra  genen Haftbelages 18 die kraftschlüssige Ver  bindung zwischen der treibenden Welle 1 und  der angetriebenen Riemenscheibe 19 her, die  bis zu diesem Augenblick im Zustand der  Ruhe     beha.zi-te,    weil ihre     Mitnahme    seitens der    treibenden Welle durch die     Zwischenschal-          tung    des freilaufenden Kugellagers 20 verhin  dert wurde.  



  Ebenso bleibt das Kupplungsglied 3 bis  zum Augenblick der Auslösung     ausgekuppelt,     wodurch der     Sehlupf    zwischen dem treibenden  und angetriebenen Teil auf ein Minimum her  abgesetzt wird.  



  Ein etwaiger     Ölverlust    im dämpfenden  Teil der beschriebenen Kupplung kann nach  Lösen der Schraube 21. und Zugiessen     von    Öl  wieder ergänzt werden.  



  Als besonderer Vorteil der eben     erläuterten          Kupplung    ist. abschliessend zu     erwähnen,    dass  durch einfaches Drehen der Schraube 15 der       Ansprechzeitpunkt    der Kupplung dem jewei  ligen     Verwendungszweek    weitestgehend ange  passt werden kann, ohne     da.ss    hierfür ein Öff  nen der Kupplung nötig wird.  



  Für Anwendungsfälle, in denen nicht die       selbsttätiges    Auslösung der Kupplung nach  einer bestimmten Zeit gefordert wird, sondern  eine willkürliche Auslösung nach einer be  stimmten Zeit. erwünscht ist, kann die Kupp  lung nach der zweiten     Ausführungsform    ge  mäss     Fig.    2 ausgebildet werden.  



  Die mit beiden Ausführungsformen. über  einstimmenden Teile sind mit gleichen Be  zugszeichen versehen.  



  Die treibende Welle 1 trägt den Führungs  körper 2 für das     Kupi>lung-sglied    3 und ist  über Keil 4 auf     Drehun"    mit ihr verbunden.  



  Ein     Druekkörper    8 führt seinerseits den mit  der     Ausnehmun-    16 versehenen Riegelbolzen  17. Die     Riemenscheibe    19 lagert frei auf Ku  gellager 20.  



  Unterschiedlich ist, dass der     Dritekkörper     8 der     Wirkung    einer ihn axial vom     Führungs-          körper    2     wegstossenden    Feder 22 unterliegt  und nicht mehr unter dem Einfluss der Flieh  kraft bewegt wird.  



  Um ihn. aus der das     Kupplungsglied    3 ver  riegelnden gezeichneten Lage in die dieses  Glied befreiende Lage     zurückzustossen,    dient  folgende Einrichtung:  Ein axial bewegbarer     Seha.ltteller    23 ist  über ein ihn. freilaufend machendes     Kugel-          l.ager    mit dem     Mitnahmekörper    24     verbunden,         welcher Bolzen 25 trägt.

   Diese Bolzen, die       durch    eine innere Wand der Riemenscheibe  geführt. sind,     tragen    an ihren vordern Enden  Rollen 26, die die Aufgabe haben, die Rei  hung herabzusetzen, wenn sie im Augenblick  des     Einschaltens    der Kupplung gegen. den  Druckkörper 8 gepresst werden.  



  Wie ersichtlich,     kann,    das Kupplungsglied  nach Belieben durch blossen Druck im Sinne  des Pfeils z auf den Schaltteller 23 entriegelt  und die kraftschlüssige Verbindung inner  halb der Kupplung hergestellt werden.  



  Die Rückführung des Schalttellers sowie  des     Mitna.hmekörpers    in die Ausgangslage er  folgt unter der     Wirkung    der Federn 27.  



  Es ist selbstverständlich, dass man sowohl       ini    ersten als auch im zweiten Ausführungs  beispiel mehrere     Kupplungsglieder    3 um die  Welle 1 verteilen wird.  



  Die beschriebenen Kupplungen sind unab  hängig von fremden     Hilfseinrichtungen,    und  trotzdem bieten sie die Möglichkeit, den Aus  lösezeitpunkt beliebig vorauszubestimmen.  



  Im ersten Fall wird nämlich die für die  Auslösung     benötigte    axiale Schaltbewegung  durch die innerhalb der Kupplung wirkenden  Fliehkräfte selbst erzeugt. Ausserdem     sind     Mittel vorgesehen, durch die die Geschwindig  keit der Schaltbewegung verändert werden  kann, wodurch der Zeitpunkt der Auslösung  wählbar wird.  



  Das     Kupplungsglied    der erläuterten Kupp  lungen bleibt bis zum Augenblick seiner Aus  lösung ausgekuppelt. Hierin ist ein weiterer  Vorteil zu sehen, da der Schlupf zwischen den  beiden zu kuppelnden Teilen und damit     die     mechanische Abnutzung der hierbei in Frage  kommenden Teile auf ein Minimum herabge  setzt ist. Da. die übrigen Aufbauteile der  Kupplungen nur geringe und vorzugsweise  geradlinige Bewegungen durchführen, ist       ancli    deren Lebensdauer infolge relativ     gerin-          ber        ineelianischer    Beanspruchung hoch.  



  Abgesehen von der     vorerwähnten   <B>Mög-</B>  lichkeit des wählbaren     Auslösezeitpunktes    der  erläuterten Kupplungen bieten     diese    den  weiteren Vorteil, dass bei ihrer Anwendung in  Verbindung mit     Antriebsmaschinen    die letz-         teren    hinsichtlich ihrer Leistung kleiner be  messen werden können, da, die     Möglichkeit    ;       besteht,    die von ihnen angetriebenen Arbeits  maschinen erst nach dem Hochlauf der An  triebsmaschine     anfahren    zu lassen. Handelt  es sich bei der Antriebsmaschine z.

   B. um  einen Elektromotor,     insbesondere    um einen       Drehstrommotor    mit     Käfigläufer,    dann wird  bei. diesem zugleich auch eine beachtliche Sen  kung des Anlaufstromes erzielt, wenn man  den gesamten Anlaufvorgang über drei Zeitab  schnitte erstrecken lässt. In diesem Falle wird,  der anzulassende Motor zunächst, wie üblich,  in Stern angelassen, was bekanntlich eine       Senkung    des Anlaufstromes zur Folge hat.  Bei der nachfolgenden Umschaltung auf Drei  eck tritt     dann,    erfahrungsgemäss, wenn der  Motor     weiter        leerlaufen    gelassen wird, auch  keine besonders hohe Stromspitze mehr auf.

    Die Kupplung wird deshalb noch nicht be  tätigt bzw. so eingestellt,     dass    sie     im    Zeitpunkt  der Umschaltung auf Dreieck noch nicht die  kraftschlüssige Verbindung     zwischen    dem  treibenden und dem     angetriebenen    Teil her  stellt.     Somit    bleibt auch der Umschaltstrom  stoss bei der Dreieckschaltung gering.

   Erst  nachdem der     Umschaltvorgang    abgeklungen  ist, wird die     kraftschlüssige    Verbindung her  gestellt und damit die Kupplung     wirksam.     Anschliessend werden durch den bereits mit  der Nenndrehzahl laufenden Elektromotor die  Massen der ruhenden Arbeitsmaschine be  schleunigt, wobei sich die kinetische Energie  des mit voller Drehzahl laufenden Elektro  motors als     .günstiges    Anlaufmoment auswirkt,  so     dass,    auch in diesem Augenblick keine ge  fährliche     :Stromspitze    mehr auftritt.

   Dies  wird     stets    der Fall sein bei jenen bisher be  kannten Kupplungen, die in dem Augenblick  wirksam werden, indem die Umschaltung von  Stern auf Dreieck vorgenommen wird, da  diese Umschaltung mit einem kurzzeitigen       Drehzahlabfall    des Elektromotors verknüpft  ist und ausserdem im gleichen Augenblick  noch weitere Massen beschleunigt werden       müssen.    Dadurch, dass der gesamte Anlauf  vorgang auf drei Zeitabschnitte verteilt wird,  treten ungünstigsten Falles nur die dem ver-      wendeten Motor eigenen     Leerlaüfstromspitzen     auf. Es genügt daher, den Motor     Irin    allgemei  nen mit einem einfachen handbedienten Stern  dreieckschalter auszurüsten.

   Es ist kein Er  fordernis, für das Anlassen jene selbsttätig  arbeitenden Schalter zu verwenden, die die  Umschaltung von Stern auf Dreieck nach Ab  lauf einer     Sehaltpause    selbsttätig vornehmen.  Selbstverständlich können diese Schalter eben  falls in Verbindung mit den erläuterten Kupp  lungen angewandt werden, genau so wie es  möglich ist, zum Zwecke einer weiteren Ab  senkung der Stromspitze während des     Anlas-          senn    Drosselspulen vorzuschalten. Die in elek  trischer Hinsicht gegebenen Möglichkeiten  hinsichtlich der Absenkung der     Anlassströme     sind damit auch in Verbindung mit den be  schriebenen Kupplungen voll auswertbar.  



  Nicht     unerwähnt    soll bleiben, dass auch  Motoren mit direkter Einschaltung zusammen  mit den erläuterten Kupplungen angewandt  werden können.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Fliehkraftkuppliing, dadurch gekennzeich net, da.ss der Zeitpunkt der Herstellung der kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem treibenden und dem getriebenen Teil der Kupplung durch Veränderung der Zeit dauer des Hintanhaltens der Radialbewegung der Kupplungsglieder verändert werden kann. UNTERANSPRACHE 1. Fliehkraftkupplung, dadurch gekenn zeichnet, da.ss die Radialbewegung der Kupp lungsglieder abhängig ist von einer axialge- richteten Schaltbewegung. 2.

   Kupplung nach dem Patentanspruch und dem Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die axiale Schaltbewegung durch innerhalb der Kupplung wirkende Fliehkräfte verursacht wird. 3. Kupplung nach dem Patentanspruch lind den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, durch welche die Geschwindigkeit der axialen Bewegung änderbar ist. d. Kupplung nach dem Patentanspruch und den Unteransprüehen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesehwindigkeits- änderung durch Verzögern der axialen Bewe- Cung herbeigeführt wird. 5.

   Kupplung nach dem Patentansprueli und den Unteransprilehen 1 bis .l, dadurch gekennzeichnet, da.ss die Verzögerung mit Hilfe eines innerhalb der Kupplung angeord neten, in einem flüssigkeitsgefüllten Zylinder laufenden Dämpferkolbeii.s mit. Rückstellfeder und eines Regelventils herbeigeführt wird. 6.

   Kupplung nach dem Patentanspruch und den Unteransprüehen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Dämpferkolben ein axial verschiebbarer Driiekhörper ein wirkt, dessen Bewegung durch auf eine seliräre Stirnfläche desselben drüekende Fliehgewichte verursacht wird. 7. Kupplung nach deni Patentansprueli und den Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehgewiehte Kugeln sind. B.

   Kupplung nach dem Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der axial versehiebba.re DruckkörperRiegelbolzen trägt, die dieKupp- lungsglieder so lange verriegelt halten, bis der Dämpferkolben und damit. aueh der Druck körper eine vorbestimmte Endstellung erreicht. haben. 9.

   Kupplung nach dem Patentanspruch und den Unteranspriiehen 1 bis 6 und 8, da durch gekennzeichnet, dass die Riegelbolzen des Druckkörpers Ausnehmungen aufweisen, in die die Kupplungsglieder erst im Augen blick der Auslösung eingreifen, um durch ihre dann einsetzende R.adialbewegung mit dem anzutreibenden Teil in kraftschlüssige Verbindung zu treten. 10.

   Kupplung nach dem Patentanspruch und dem Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet., dass die axiale Bewegung durch eine Kraft von ausserhalb der Kupplung her er- zeugba.r ist, welche Kraft auf einen axial ver- sehiebba.ren Druekkörper zur @,#% irkung ge bracht werden kann. 11.

   Kupplung nach dem Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die auslösende axiale Seha.ltbewegung des Druckkörpers durch einen mittelbar auf diesen übertragenen Aussendruck erzeugbar ist. 12. Kupplung nach dem Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der axial verschiebbare Druckkörper Riegelbolzen trägt, die die Kupp lungsglieder so lange verriegelt halten, bis der Druckkörper entgegen der Kraft einer Feder durch die ausserhalb der Kupplung erzeugte Kraft in eine vorbestimmte Endstellung ge bracht ist. 13.

   Kupplung nach dem Patentanspruch und den Unteransprüchen 1, 10 und 12, da durch gekennzeichnet, d.ass die Riegelbolzen des Druckkörpers Ausnehmungen aufweisen, in die die Kupplungsglieder erst im Augen blick der Auslösung eingreifen, um durch ihre dann einsetzende Radialbewegung mit dem anzutreibenden Teil in kraftschlüssige Ver bindung zu treten.

   14. Kupplung nach dem Patentanspruch und den Unteransprüchen 1, 10 und 11, da durch gekennzeichnet, dass zur mittelbaren Übertragung des Druckes auf den durch eine Feder im Entkupplungszustand gehaltenen Druckkörper ein freilaufender Schaltkörper dient, der nach Übertragung des Druckes auf den Druckkörper unter dem Einfluss einer Feder wieder in die.Ausgangslage zurück kehrt.