Fliebkraftkupplung und Verwendung derselben Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fliehkraftkupplung und auf die Verwendung der selben zur Betätigung, der Notbremse einer Seilbahn. Die Erfindung will insbesondere eine Fliehkraft- kupplung schaffen, die beim überschreiten einer vorbestimmten Drehzahl einkuppelt, die sich aber nicht wie bekannte Kupplungen dieser Art beim Absinken der Drehzahl wieder löst. Die Kupplung soll also, wenn einmal eingekuppelt, nur durch einen Eingriff von aussen her wieder gelöst werden können.
Die erfindungsgemässe Fliehkraftkupplung mit einem im Normalbetrieb stillstehenden, als Brems trommel ausgebildeten Gehäuse und einem mit Bremsbacken versehenen, sich drehenden Rotor, des sen Bremsbacken sich beim überschreiten einer vor bestimmten Drehzahl an das Gehäuse anlegen und dieses treiben, zeichnet sich dadurch aus, dass Mittel vorgesehen sind, die bewirken, dass die Bremsbacken, nachdem sie einmal am als Bremstrommel aus gebildeten Gehäuse anliegen, in dieser Lage ver harren und weiterhin angedrückt werden, auch wenn die Drehzahl des Rotors unter die normale Drehzahl sinkt.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer solchen Fliehkraftkupplung zur Betätigung einer am Seilrad angreifenden Notbremse einer Seilbahn. Die erfindungsgemässe Verwendung zeichnet sich da durch aus, dass die Fliehkraftkupplung vom Seilrad selber angetrieben wird, beim überschreiten einer vorbestimmten Drehzahl einkuppelt und über ein Vorgelege die zum Anziehen der Bremse erforder liche Energie liefert.
Eine solche Verwendung ist besonders vorteil haft, weil die Bremse allmählich angezogen wird und weil die Energie zum Anziehen der Bremse vom bewegenden Seilrad selber geliefert wird und daher im Notfall mit Sicherheit zur Verfügung steht. Bei bekannten Notbremsen dieser Art ist die er forderliche Energie meist in Gewichten oder in Federn gespeichert, die von einem Fliehkraftregler ausgelöst wird. Eine solche Bremse wird entweder sehr brüsk angreifen oder, wenn sie leichter ein gestellt ist, wird die Bremskraft in Fällen starker überlastung nicht ausreichen.
Es ist auch eine Notbremse bekannt, bei welcher ein Fliehkraftregler <B>je</B> nach seiner Drehrichtung das eine oder das andere von zwei Fallgewichten aus löst, welches seinerseits einen Drehrichtungswandler einschaltet, der die Betätigungsvorlichtung einer Seil- radnotbremse mit dem Seilrad kuppelt und unab hängig von der Drehrichtung desselben die Bremse immer im gleichen Sinne anzieht.
Demgegenüber ist eine Notbremse mit der neuen Fliehkraftkupplung sehr viel einfacher, insbesondere bei Verwendung einer Bremse, deren Bremswirkung unabhängig von der Betätigungsrichtung ist, weil dann die Fliehkraftkupplung unter Zwischenschal tung eines Vorgeleges direkt mit der Bremse ge kuppelt werden kann. In der beiliegenden Zeichnung ist der Erfindungs gegenstand an Hand von Ausführungsbeispielen ver einfacht dargestellt und seine Wirkungsweise erläu tert.
Fig. <B>1</B> zeigt eine Fhebkraftkupplung im Schnitt, zusammen mit einem Teil eines Seilrades, Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie A-A von Fig. <B>1</B> mit Fliehgewichten in der Ruhelage.
Fig. 2a zeigt eine Kupplung entsprechend Fig. 2, nachdem sieeingekuppelt ist.
Fig. <B>3</B> und 3a zeigen eine andere Kupplung in der Ruhelage bzw. nach dem Einkuppeln.
Fig. 4 und 4a zeigen eine Kupplung mit Halte nocken in der Ruhelage bzw. nach dem Einkuppeln. Fig. <B>5</B> und 5a zeigen eine Kupplung mit einer Kraftspeicherfeder in der Ruhelage bzw. nach dem Einkuppeln.
Fig. <B>6</B> zeigt eine Verwendung einer Fliehkraft- kupplung bei einer Seilradnotbremse, und Fig. <B>7</B> zeigt eine Variante von Fig. <B>6</B> mit einer anderen Betätigungsvorrichtung.
In Fig. <B>1</B> ist<B>1</B> eine Fliehkraftkupplung, die mittels einer Gummirolle 2 vom Seilrad<B>3</B> getrieben wird. Der obere Teil 4 des Seilrades ist als Bremskranz ausgebildet, auf dessen Innenfläche die Breinsbacken einer in Fig. <B>1</B> nicht dargestellten Seilradnotbremse angreifen können. Auch die Gummirolle 2 der Flieh- kraftkupplung läuft auf der Innenfläche dieses Brems kranzes. Unterhalb des Bremskranzes befindet sich eine Nute<B>5,</B> die mit Gummifütterung<B>6</B> ausgelegt ist, auf der ein Seil<B>7</B> einer Seilbahn aufliegt.
Mit Haltern<B>8</B> ist schliesslich unten noch ein Ring<B>9</B> am Seilrad befestigt, der beim Entgleisen des Seiles aus der Nute dasselbe auffängt. Das gezeigte Aus führungsbeispiel bezieht sich auf eine Einseilbahn, bei welcher das Seil zugleich als Trag- und als Zugseil dient.
Die Fliehkraftkupplung <B>1</B> umfasst einen Halter<B>10</B> und ein als Bremstrommel ausgebildetes Gehäuse<B>11,</B> das mit einem Deckel 12 versehen ist. Im Gehäuse <B>11,</B> 12 befindet sich ein Rotor, der auf verschiedene Art ausgebildet sein kann.
Gemeinsam ist allen Rotoren, dass deren wirk same Teile auf einem Teller<B>13</B> aufgebaut sind, der mittels eines Keils 14 auf der Welle<B>15</B> befestigt ist. Die Welle<B>15</B> ist mittels Kugellagern<B>16</B> drehbar im Halter<B>10</B> gelagert, der selber um eine nicht gezeigte vertikale Achse schwenkbar ist, und eine nicht gezeigte Feder drückt die Rolle 2 immer an den Bremskranz 4. Da das Gehäuse<B>11,</B> 12 im Normalbetrieb auch stillsteht, ist dieses mittels Kugellagern<B>17</B> auf der Welle<B>15</B> befestigt.
Die Fig. 2 und 2a zeigen einen Rotor mit Knie- hebelsystem, wie er beispielsweise in das Gehäuse <B>11,</B> 12 der Fliehkraftkupplung eingebaut sein kann. In den Fig. 2 und 2a sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
Die auf dem Teller<B>13</B> fest angeordneten Drehpunkte (Zapfen) sind der Deutlichkeit halber mit schwarzen Viertelskreisseg- menten angedeutet (wie auch in den Fig. <B>3</B> bis<B>5).</B> Mit 20 sind vier solcher Zapfen angedeutet, an welche Hebel 21-22 bzw. 2V-22' angelenkt sind. Mittels Gelenkbolzen<B>23</B> sind Hebel 24-24' mit den Hebeln 21-22 bzw. 21#-22' gelenkig verbunden.
Die Hebel 22, 24 bzw. 22', 24# bilden ein Kniegelenk, an dessen mittlerem Bolzen<B>23</B> als Fliehgewichte aus gebildete Bremsbacken<B>25</B> bzw. <B>25'</B> angelenkt sind. Sie werden von einer Feder<B>26</B> in der in Fig. 2 gezeigten Ruhelage gehalten.
überschreitet die Drehzahl des Rotors einen vor bestimmten Wert, der durch die Feder<B>26</B> gegeben ist, so bewegen sich die Fliehgewichte<B>25</B> nach aussen, wobei sie die in Fig. 2a durch eine strich punktierte Linie angedeutete Totpunktlage der Knie- hebel 22, 24 überschreiten. Die Spannkraft der Feder <B>26</B> entwickelt nun eine Kraftkomponente, welche die Bremsbacken<B>25</B> an den als Bremstrommel aus gebildeten Gehäuseteil<B>11</B> pressen. Die Kniehebel ermöglichen also, dass dieselbe Feder, welche zuerst die Fliehgewichte in der Ruhelage hielt, beim Über schreiten einer vorbestimmten Drehzahl im entgegen gesetzten Sinne auf diese Gewichte wirkt und die Bremsbacken nun an die Bremstrommel drückt.
Ein Zurückstellen in die Ruhelage kann nur durch einen Eingriff g von aussen her erfolgen, wozu im Deckel 12 Schlitze<B>18</B> angeordnet sind (siehe Fig. <B>1).</B>
Nach demselben Grundprinzip, nämlich mit Hilfe eines Kniehebelsystems, arbeitet auch der in Fig. <B>3</B> dargestellte Rotor. Als Bremsbacken ausgebildete Schwunggewichte <B>30-30'</B> bilden selber einen Teil des Hebelsystems. Sie sind auf Zapfen<B>31-31',</B> die fest mit dem Teller<B>13</B> verbunden sind, drehbar ge lagert. Zwischen diesen beiden Bremsbacken ist eine Druckfeder<B>32</B> angeordnet, die von einem Fübrungs- stift <B>33</B> und einer Führungshülse 34 geführt ist. Stift<B>33</B> und Hülse 34 können ineinanderschieben, so dass. die Feder einfedern kann.
Stift<B>33</B> ist mittels eines Bolzens<B>35</B> an das Schwunggewicht <B>30,</B> Hülse 34 mittels eines Bolzens<B>35'</B> an das als Bremsbacken ausgebildete Gewicht<B>30'</B> angelenkt. <B>36</B> sind An schlagzapfen, die fest im Teller<B>13</B> befestigt sind und die die Ruhelage der Schwunggewichte bestim men.
überschreitet die Drehzahl des Rotors einen vor bestimmten Wert (der durch die Vorspannkraft der Feder<B>32</B> gegeben ist), so bewirkt die auf die Ge wichte wirkende Zentrifugalkraft, dass diese nach aussen bewegt werden und die Bremsbacken sich an die als Bremstrommel ausgebildete Gehäusewand <B>11</B> anlegen. Dabei überschreitet das aus den Teilen <B>30, 32, 33,</B> 34,<B>30'</B> bestehende doppelte Kniehebel- system seine in Fig. <B>3</B> durch eine strichpunktierte Linie angedeutete Totpunktlage und gelangt in die in Fig. 3a dargestellte Lage.
Die Resultante der Kraft der Feder<B>32</B> wirkt nun auf der anderen Seite der Drehzapfen<B>31-31'</B> und drückt unabhängig von der Drehzahl des Rotors die Bremsbacken an die Brems trommel.
Der in den Fig. 4 und 4a dargestellte Rotor arbeitet nach einem anderen Prinzip. Die Brems backen 40-40' sind um Zapfen 41-41' schwenkbar mit dem Teller<B>13</B> verbunden. Die Bremsbacken bilden zugleich die Schwunggewichte und sind zudem mit Nocken 42-42' versehen. Auf diesen Nocken liegt mit Druck eine Rolle 43 auf. Der Druck wird von einer Feder 44 erzeugt und mittels Hebeln 45-45', die bei 46-46' gelagert sind, auf die Rollen übertragen.
Beim überschreiten einer vorbestimmten Dreh zahl des Rotors werden die Schwunggewichte 40-40' infolge der Zentrifugalkraft nach aussen gedrängt, wobei die Rollen 43-43' den höchsten Punkt der Nocken 42-42' überschreiten. Sie liegen daher auf einer anderen Flanke des Nockens auf (wie Fig. <I>4a</I> zeigt), und die Feder drückt nun die als Brems backen ausgebildeten Schwunggewichte unabhängig von der Drehzahl des Rotors an das Gehäuse<B>11.</B>
Die Fig. <B>5</B> und 5a zeigen einen Rotor mit einer Kraftspeicherfeder <B>50.</B> Diese Feder hat das Be streben, die Bremsbacken<B>51-51'</B> an den als Brems trommel ausgebildeten Gehäuseteil<B>11</B> anzupressen. Die Bremsbacken sind n-ritteils Zapfen<B>52-52'</B> ,schwenkbar auf dem Teller<B>13</B> befestigt. Dem Be streben der Kraftspeicherfeder, die Bremsbacken an die Bremstrommel anzupressen, wirken die als Klin ken ausgebildeten Schwunggewichte<B>53-53'</B> entgegen. Sie werden von einer Feder 54 in ihrer in Fig. <B>5</B> dargestellten Ruhelage gehalten.
Die Schwungge- wichte sind auf Zapfen<B>55-55'</B> schwenkbar auf dem Teller<B>13</B> befestigt, und<B>56-56'</B> sind Anschlagzapfen. Die Bremsbacken werden von Rollen<B>57-57,</B> die auf den Klinken<B>53-53'</B> aufliegen, in der Ruhelage (Fig. <B>5)</B> gehalten, solange die Drehzahl des Rotors ein vorbestimmtes Mass nicht überschreitet.
überschreitet der Rotor eine vorbestimmte Dreh zahl, so wird die auf die als Klinken ausgebildeten Schwunggewichte wirkende Fliehkraft dieselben ent gegen der Vorspannkraft der Feder 54 nach aussen gegen die Anschläge<B>56-56'</B> drängen (Fig. 5a). Dabei geben die Klinken<B>53-53'</B> die Rollen<B>57-57'</B> frei und kann die Kraftspeicherfeder <B>50</B> die Bremsbacken an die als Bremstrommel ausgebildete Gehäusewand <B>11</B> drücken.
Nachdem nun der Aufbau und die Wirkungs weise der Fliehkraftkupplung erläutert sind, wird deren Verwendung an einer Notbremse für ein Seil rad einer Seilbahn an Hand von zwei Beispielen in Fig. <B>6</B> und<B>7</B> gezeigt und beschrieben. In Fig. <B>6</B> sei <B>60</B> eine Fliehkraftkupplung entsprechend<B>1</B> bei Fig. <B>1</B> mit einem Rotor nach Fig. 2,<B>3,</B> 4 oder<B>5.</B> Mit <B>61</B> ist strichpunktiert die Innenfläche eines Bremskranzes (etwa wie 4 bei Fig. <B>1)</B> angedeutet.
Innerhalb dieses Bremskranzes befinden sich zwei Bremsbacken<B>62</B> bis<B>62',</B> die mittels eines Bremsschlüssels<B>63</B> betätigt werden können. Dieser Bremsschlüssel ist mittels einer Welle 64 eines Vorgeleges <B>65,</B> einer Riemen scheibe<B>66</B> und einem Keilriemen<B>67</B> mit dem Ge häuse der Fliehkraftkupplung verbunden. Das Ge häuse ist dazu mit einer Rille<B>19</B> (siehe Fig. <B>1)</B> versehen.
Das Vorgelege <B>65</B> hat eine relativ grosse übersetzung, beispielsweise<B>1<I>:</I> 500,</B> so dass die Rie menscheibe etliche Umdrehungen machen muss, bis der Bremsschlüssel<B>63</B> so weit gedreht ist, dass die Bremsbacken<B>62-62'</B> am Bremskranz anliegen. Auf der Verlängerung der Welle, auf welcher die Riemenscheibe<B>66</B> angebracht ist, befindet sich ein Handrad<B>68,</B> mit welchem die Notbremse von Hand betätigt werden kann.
Im normalen Betrieb, wenn die normale Dreh zahl nicht überschritten wird und die Fliehkraft- kupplung nicht eingekuppelt hat, steht das Gehäuse <B>11</B> der Kupplung still, so dass die Notbremse nicht betätigt wird.
überschreitet aber das Seilrad eine vorbestimmte Drehzahl, so kuppelt die Fliehkraft- kupplung <B>60</B> (bzw. <B>1</B> in Fig. <B>1)</B> ein und verdreht mit Hilfe des Vorgeleges <B>65</B> den Bremsschlüssel<B>63.</B> Der Bremsschlüssel ist in bezug auf die Welle 64 symmetrisch, so dass die Bremswirkung von der Drehrichtung des Seilrades und der Fliehkraftkupp- lung unabhängig ist.
Dasselbe gilt auch bei Betätigung der Bremse mit Hilfe des Handrades<B>68.</B> Im Deckel der FHehkraftkupplung sind Schauöffnungen und Führungsschlitze angeordnet, die eine, Kontrolle der Stellung der Schwunggewichte und ein Rückstellen derselben in die Ruhelage ermöglichen.
Die in Fig. <B>7</B> dargestellte Seilradnotbremse unter scheidet sich von der in Fig. <B>6</B> gezeigten lediglich in der Betätigungsvorrichtung. Eine Fliehkraftkupplung <B>70</B> ist mittels eines Keilriemens<B>71</B> und einer Riemen scheibe<B>72</B> mit einem Schneckeng-,triebe <B>73</B> verbun den. Dessen Schneckenrad ist mit einer Schraubspin- del 74 gekuppelt, die in eine Mutter<B>75</B> eingeschraubt ist. Letztgenannte ist auf einem Schieber<B>76,</B> der mit einem Schlitzloch<B>77</B> versehen ist, befestigt.
Die Bremsbacken<B>78-78'</B> haben bei<B>79-79'</B> einen festen Drehpunkt und sind auf der andern Seite mittels Druckstangen<B>80-81</B> bzw. 80'-81' und mittels das Schlitzloch<B>77</B> durchsetzenden Bolzen<B>82-82'</B> mit dem Schieber<B>76</B> verbunden. Schliesslich ist die Schnecken welle nach unten verlängert und trägt an ihrem unteren Ende ein Handrad<B>83,</B> mittels welchem die, Seilrad- notbremse auch von Hand betätigt werden kann.
überschreitet die Drehzahl des Seilrades, von dem nur die Innenfläche des Bremskranzes bei 84 strichpunktiert angedeutet ist, einen zulässigen Wert, so kuppelt die Fliehkraftkupplung <B>70</B> wie vorher beschrieben ein und treibt mittels des Keilriemens <B>71</B> und der Riemenscheibe<B>72</B> die Schneckenwelle. Das Schneckengetriebe<B>73</B> dreht nun die Schraub- spindel 74 und zieht beispielsweise den Schieber<B>76</B> in Richtung zum Getriebe<B>73</B> hin. Die beiden Druck stangen<B>80-80'</B> wirken nun als Kniehebel und drük- ken die Bremsbacken<B>78-78'</B> auseinander.
Auch die Drackstangen <B>81-81'</B> bewegen sich dabei, ihr Kupplungsbolzen<B>82'</B> kann sich aber frei im Schlitz<B>77</B> bewegen, so dass sie keine Kräfte aufnehmen. Be wegt sich das Seilrad in der entgegengesetzten Dreh richtung, so wird der Schieber<B>76</B> vom Schnecken getriebe<B>73</B> weg bewegt und wirken die Druckstangen <B>81-81'</B> als Kniehebel; die Druckstangen<B>80-80'</B> neh men dann keine Kräfte auf.
Die Zeichnungen sind stark vereinfachte Dar stellungen des Erfindungsgegenstandes, und viele für die Ausführung wichtige, für das Verständnis der Wirkungsweise jedoch unwesentliche Details, wie zu sätzliche Lagerungen (z. B. für die Welle des Hand rades), flexible Kupplungen (z. B. zwischen dem Scbneckengetriebe und der Spindel 74) und Füh rungen (z. B. für den Schieber<B>76)</B> sind weggelassen.
Die Bremsung der Seilräder im normalen Betrieb findet mittels einer Betriebsbremse, die z. B. auf der Motorwelle angreift, statt. Wenn die Seilradnot- bremse in Funktion kommt, muss auch der Antriebs motor abgeschaltet werden, wobei automatisch auch die Betriebsbremse einfällt. Zu diesem Zweck sind am Betätigungsmechanismus der Seilradnotbremse nicht dargestellte elektrische Schalter angebracht, die den Antriebsmotor abschalten, wenn die Seilradnot- bremse in Funktion tritt.