Selbsttätige Kupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige Kupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei wel cher mit der Antriebswelle verbundene Kupplungs backen durch Fliehkraft entgegen Federwirkung mit einer auf der Abtriebswelle befestigten Kupplungs trommel in Anlage kommen. Durch eine derartige Kupplung wird, von einer bestimmten Drehzahl an, ein Antriebsdrehmoment von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle übertragen.
Zur Erläuterung der Wirkung einer derartigen Fliehkraftkupplung und des Zweckes, der der Erfin dung zugrunde liegt, wird auf die Fig. 1 der anlie genden Zeichnung verwiesen, in welcher Figur die Beziehung zwischen der Drehzahl und dem Dreh moment durch die Linie 1 dargestellt wird.
Vorausgesetzt wird, dass bis 750 U/Min kein Drehmoment übertragen werden kann, was in Fig. 1 durch den Punkt A1.2 angegeben ist. Zum langsamen Anfahren auf einer ebenen Strasse ist ein kleines Drehmoment erforderlich, z. B. 30% des maximalen Drehmomentes, das bei 1250 U/Min übertragen wird, wie durch den Punkt B1 dargestellt ist. Das maximale Drehmoment, das zum Anfahren auf einer steilen Strasse erforderlich ist, wird bei 2000 U/Min übertragen im Punkt Cl.
Ein Nachteil der Kupplung mit einer Angriffs linie 1 ist, dass auf einer grossen Höhe, wo z. B. nicht mehr als 60% des maximalen Drehmomentes zur Verfügung steht, die Anlage im Punkt Dl bei einer Drehzahl stattfindet, bei der nur 55% des maximalen Drehmomentes übertragen wird. Ein Verlust von fast 10% bezüglich des schon sonst niedrigen Dreh momentes auf grosser Höhe tritt also auf, so dass das mit einer Fliehkraftkupplung an sich schwierige Anfahren auf steilen Strassen (verglichen mit einer bedienbaren Kupplung) auf grosser Höhe unmöglich werden kann.
Die Linien 2 und 3 geben zwei mit einer norma len Fliehkraftkupplung erzielbare Möglichkeiten an, um im kritischen Fall (steile Strasse auf grosser Höhe) eine Verbesserung zu erzielen. Der Punkt D2.3 liegt nun auf 60% des maximalen Drehmomentes, das Anfahren geschieht aber im Punkt B2 bei einer un erwünscht hohen Drehzahl oder sogar im Punkt B3 bei einer noch höheren Drehzahl. Dies bringt ausser- dem mit sich, dass schon bei einer verhältnismässig hohen Drehzahl die Kupplung freikommt mit dem Nachteil, dass die kleinstmögliche Fahrgeschwindig keit verhältnismässig hoch ist.
Den Punkten C, C3 bzw. C2 entsprechen ebenfalls unnötig hohe Drehzah len.
Die ideale Angriffslinie, die durch geht, ist hinsichtlich des Teiles D2.3-C1 unerreich bar, da mit einer Fliehkraftkupplung bei einer ab nehmenden Drehzahl kein zunehmendes Drehmo ment übertragen werden kann.
Die Erfindung verfolgt den Zweck, mit einer so einfach wie möglich ausgeführten und unter allen Umständen ganz selbsttätig wirkenden Fliehkraft kupplung der idealen Angriffslinie möglichst nahe zu kommen.
Dieser Zweck soll durch die Erfindung dadurch erzielt sein, dass die Kupplungsbacken und die dar auf wirkenden Federn derart bemessen sind, dass von einem Paar Kupplungsbacken die eine Kupp lungsbacke bei einer niedrigeren Drehzahl der An triebswelle als die andere Kupplungsbacke mit der Trommel in Anlage kommt.
Dabei kann eine bevorzugte Ausführungsform der art ausgeführt sein, dass die bei niedrigerer Dreh zahl angreifende Kupplungsbacke nicht und die an dere Kupplungsbacke wohl bei der relativen Bewe gung der Kupplungsbacke bezüglich der Trommel Selbstanzug hat. Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsge genstandes sind in der anliegenden Zeichnung sche matisch dargestellt. Deutlichkeitshalber ist in Fig. 2 nur ein Paar Kupplungsbacken gezeichnet, obschon in der Praxis eine grössere Anzahl, z. B. drei, Paare Anwendung findet, während bei den Ausführungs formen nach Fig. 3, 5 und 6 vom Paar Kupplungs backen die positive Backe nicht gezeichnet ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist 1 die Antriebswelle und 2 die Trommel, die auf der Ab triebswelle befestigt ist. Um einen gemeinsamen Bolzen 3 sind zwei Kupplungsbacken 4 und 5 dreh bar, welche Backen durch Federn 6 bzw. 7 nach innen gezogen werden, also entgegen der Fliehkraft, die auf die Backen 4 und 5 wirkt. Von diesen Kupp lungsbacken ist 4 die positive und 5 die negative Backe. Die Kupplungsbacken und die auf dieselben wirkenden Federn sind derart bemessen, dass, wenn die Antriebswelle 1 in der Richtung des Pfeiles dreht, bei einer wachsenden Drehzahl zuerst die nicht Selbstanzug aufweisende negative Backe 5 mit der Trommel 2 in Angriff kommt, und nur bei einer höheren Drehzahl die positive, sich selbst anziehende Backe 4 an der Trommel angreift.
Das eine und das andere kann erreicht werden durch das richtige auf einander Abstimmen von a) Dem Gewicht der positiven und der negativen Backe ; b) dem Abstand der Wirkungslinie der Fliehkraft der positiven und der negativen Backe bezüglich des Bolzens 3 ; c) dem Abstand der Wirkungslinie der Federn der positiven und der negativen Backe bezüglich des Bolzens 3 und d) der Kraft der Federn 6 und 7, die auf die posi tive und auf die negative Backe wirken.
Die resultierende Angriffslinie ist in Fig. 1 durch Al..-B,-D.i.3-C3 dargestellt und ist auf der Angriffs linie 2 der negativen Backe und der Angriffslinie 4 der positiven Backe zusammengesetzt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind die Kupplungsbacken, von welchen nur die negative Backe 5 gezeichnet ist, um den Bolzen 3 drehbar. Um einen zweiten Bolzen 9, der fest mit der an der Antriebswelle 1 befestigten Scheibe 8 verbunden ist, ist ein Arm 10 drehbar, wobei die Bewegung dieses Armes durch Anschläge 11 und 12 beschränkt wird. Das freie Ende des Armes 10 ist durch eine Feder 13 mit der Backe 5 verbunden. Der zweite Bolzen 9 kann mit einem dem Bolzen 3 entsprechenden Bol zen, um welchen ein anderes Paar Kupplungsbacken drehbar ist, zusammenfallen.
Die Bemessung der Teile ist derart, dass bei einer bestimmten Drehzahl, die höher ist als die Drehzahl, bei welcher die Backe 5 mit der Trommel 2 in Angriff kommt, der Arm 10, unter den Einfluss der darauf wirkenden Flieh kraft, die Spannung der Feder 13 derart vergrössert, dass das Drehmoment, das mittels der negativen Backe 5 übertragen werden kann, wieder abnimmt. Die positive Backe kann, wenn sie gegenüber der negativen Backe bei höherer Drehzahl mit der Trom mel in Angriff kommt, entweder eine Angriffslinie haben wie in Fig. 1 durch die Linie 4 dargestellt ist, oder in derselben Weise wie die negative Backe durch eine Feder zurückgezogen werden, wobei die Wirkung dieser Feder durch die auf den Arm wir kende Fliehkraft verstärkt wird.
Durch eine richtige gegenseitige Bemessung von a) Dem Gewicht der positiven und der negativen Backe ; b) dem Gewicht des Armes<B>10;</B> c) der Kraft der Feder 13 und d) dem Abstand der Wirkungslinien der Fliehkraft und der Feder bezüglich des Bolzens 3 kann man eine Angriffslinie erzielen, wie in Fig. 4 durch die Linie X-Y-R-S dargestellt ist. Diese Linie ist aus der Kurve X-Y-Z der negativen Backe und der Linie P-0 der positiven Backe zusammengesetzt. Dabei entspricht der Punkt X in Fig. 4 dem Punkt Al.= in Fig. 1.
Der Punkt Y bekommt sogar eine günstigere Lage als der Punkt D1 in Fig. 1. Der Punkt R fällt mit dem Punkt D,..3 zusammen und der Punkt S fällt mit dem Punkt C3 zusammen.
Auf demselben Prinzip beruht die Ausführungs form nach Fig. 5. Die negative Backe ist um den Bolzen 3 drehbar und um denselben Bolzen dreht sich ein Arm 14, der am Ende mit einem Gewicht 15 versehen ist. Die Bewegung des Armes 14 wird durch Anschläge 16 und 17, die durch die Scheibe 8 getragen werden, beschränkt. Die Backe 5 ist mit dem Arm 14 verbunden durch eine Feder 18, die um den Bolzen 3 herum angeordnet ist. Diese Feder wirkt derart auf die Backe 5, dass sie der auf diese Backe wirkenden Fliehkraft entgegenwirkt.
Beim Wachsen der Drehzahl bewegt die auf das Gewicht 15 wirkende Fliehkraft den Arm 14 in der Richtung des Anschlages 16, so dass die Kraft der Feder 18 durch die Fliehkraftwirkung verstärkt wird, wie dies bei der Ausführungsform nach Fig. 3 auch durch die auf den Arm 10 wirkende Fliehkraft geschieht. Durch die richtige Bemessung der Teile kann die Angriffslinie erzielt werden, die in Fig. 4 gezeichnet ist.
In Fig. 6 ist eine Ausführungsform dargestellt, wobei (wieder unter Fortlassung der positiven Backe) die negative Backe 5 um den Bolzen 3 drehbar ist. Um diesen Bolzen dreht sich auch ein Arm 19, mit dessen Ende eine Feder 20 verbunden ist, die der auf den Arm 19 wirkenden Fliehkraft entgegenwirkt. Die Auswärtsbewegung des Armes 19 wird durch einen auf der Scheibe 8 befestigten Anschlag 21 be schränkt. Zwischen dem Arm 19 und der Backe 5 ist eine sehr starke Feder 22 vorgesehen. Die Be messung ist derart, dass die Backe 5 mit der Trom mel 2 in Angriff kommt, bevor der Arm 19 durch den Anschlag 21 gehemmt wird.
Mit der Ausführungsform nach Fig. 6 erzielt man eine Angriffslinie, die in Fig. 7 dargestellt ist. Die Linie X-Y-Z ist die Angriffslinie für die negative Backe und die Linie P-Q die Angriffslinie für eine normale positive Backe. Die resultierende Linie ist X-Y-R-S, also eine Linie mit einem stufenweisen Verlauf.
In Fig. 8 sind zwei Typen von Angriffslinien dar gestellt, nämlich die Linie p mit einem stetig pro gressiven Verlauf und die Linie t mit einem stufen weisen Verlauf.
Aus dem Obenstehenden ist es klar, dass in allen Fällen eine Fliehkraftkupplung erzielt ist, die bei Anwendung auf ein Kraftfahrzeug ganz selbsttätig wirkt und die Eingangs erwähnten Bedingungen er füllt.