DE3324355C2 - Fliehkraftkupplung - Google Patents

Abstract

Eine Fliehkraftkupplung, bei der ein Fliehgewicht (14) separat von zwei Eingreifmitteln, nämlich beispielsweise einer Kupplungstrommel (12) und einem Paar von Kupplungsbacken (9, 9) ausgebildet ist, welche zum Zwecke eines Reibungsschlusses miteinander angeordnet sind, wobei das Fliehgewicht (14) in Abhängigkeit von einer Fliehkraft, die darin erzeugt ist, auslenkbar ist, um eines der Eingreifmittel zu veranlassen, sich in das andere einzukuppeln oder aus diesem auszukuppeln. Wenn die Fliehkraft des Fliehgewichtes (14) kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, werden die beiden Eingreifelemente in einem Zustand der Einkuppelung bzw. der Auskuppelung gehalten. Unmittelbar nachdem die Fliehkraft den vorbestimmten Wert erreicht hat, werden die Eingreifmittel in den jeweils anderen Zustand der Einkuppelung bzw. der Auskuppelung bewegt. Ferner weist die Fliehkraftkupplung eine Hysteresis-Kennlinie auf, durch die die Einkuppelungsdrehzahl und die Auskuppelungsdrehzahl unterschiedlich voneinander sind.

Description

Kupplungsteil zum Herstellen eines Reibungsschlusses zwischen den beiden K.upplungsteilen bewegbar ist, bei der wenigstens ein von den Kupplungsteilen getrenntes Fliehgewicht vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der Fliehkraft auslenkbar ist, und bei der Kupplungsfedern vorgesehen sind, die abhängig von der Auslenkung des Fliehgewichtes das Einkuppeln oder Auskuppeln der beiden Kupplungsteile bewirken.

Eine herkömmliche Fliehkraftkupplung zur Verwendung in Kraftübertragungseinrichtungen oder dergl. besteht aus einem Eingangsteil, einem Ausgangsteil und einem Paar von Eingreifelementen, die jeweils mit dem Eingangsteil bzw. dem Ausgangsteil verbunden sind und zum Zwecke eines Reibungsschlusses derart angeordnet sind, daß sie das Eingangsteil mit dem Ausgangsteil kuppeln können. Eines der Eingreifelemente ist integral mit einem Fliehgewicht ausgebildet, so daß sich die Reibungskupplungskraft der Eingreifelemente, d.h. die Kupplungskraft der Kupplung, in Abhängigkeit von der Fliehkraft, die in dem Fliehgewicht erzeugt wird, ändert. Das bedeutet, daß sich die Kupplungskraft der Kupplung fortlaufend in Abhängigkeit von den Änderungen der Fliehkraft des Fliehgewichtes ändert Als Folge davon kann, wenn eine Last auf die Kupplung einwirkt, ein Schlupf zwischen den beiden Eingreifelementen auftreten, während die Kupplungskraft einen Wert hat, der in einen Bereich zwischen Null und einem Wert geringfügig kleiner als ein Wert, der durch die Last erforderlich ist, fällt. Des weiteren wird für den Fall, daß die Last ansteigt, von der Kupplung verlangt, daß sich ihre Kupplungskraft erhöht, um die erhöhte Last aufzufangen, so daß der Bereich der Werte der Kupplungskiaft für die Kupplung, innerhalb dessen der oben genannte Schlupf auftreten kann, größer wird. Ein derartiger Schlupf kann sowohl im eingekuppelten als auch im ausgekuppelten Zustand der Kupplung auftreten. Darüber hinaus kann das Einkuppeln und das Auskuppeln der Kupplung meistenteils bei der gleichen Drehzahl auftreten. Folglich kann dann, wenn sich die Fliehkraft des Fliehgewichles derart um einen Wert herum ändert, daß die Kupplungskraft der Kupplung zu Null wird, ein »Flattereffekt« oder ein wiederholtes abwechselndes Einkuppeln und Auskuppeln der Eingreifelemente auftreten. Falls die Kupplung in einem Kupplungsbereich gehalten wird, in dem Schlupfvorgänge zwischen den Eingreifelementen über eine lange Zeitperiode hinweg auftreten können, oder falls sie unter Bedingungen benutzt wird, bei denen ein derartiges »Flattern« häufig auftritt, kann dies zu einer verkürzten effektiven Lebensdauer der Kupplung führen.

Aus der DE-AS 21 50 843 ist eine Fliehkraftreibungskupplung für Leichtfahrzeuge mit einer treibenden und einer getriebenen Kupplungshäfte bekannt, die mittels der Fliehkraft unterworfener Teile eingerückt bzw. ausgerückt werden, und bei der separat neben den Kupplungsbacken Fliehkraftkörper vorgesehen sind, die mit Hilfe von Führungsmitteln ein Steuern der Betätigung der Reibkörper ermöglichen.

Aus der DE-AS 12 54 497 ist eine Fliehkraftkupplung, insbesondere für leichte Fahrzeuge, wie Fahrräder mit Hilfsmotor, bekannt, die mit einer Antriebs- und einer Abtriebswelle versehen ist, an deren einer eine Trommel und an deren anderer, radial schwenkbar, wenigstens ein Fliehgewicht befestigt ist, welches einen Reibbelag mit der Trommel in Berührung bringen kann, wobei der Reibbelag an einem bei Einwirkung der Fliehkraft vom Fliehgewicht in Angriffsrichtung bewegten Halter getragen wird.

Aus der DE-PS 9 16 931 in eine Fliehkraftkupplung, insbesondere zur selbsttätigen Verbindung einer Stufe eines Zahnräderwechselgetriebes mit dem Motor von Kraftfahrzeugen bekannt, bei der mit der relativen Verdrehung der beiden Kupplungselemente eine Federkraft erhöht wird, die sich als Gegendruck auf die durch die ^pliehgewichte verschiebbare Andruckplatte der treibenden Kupplungshälfte auswirkt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugründe, eine Fliehkraftkupplung zu schaffen, die in der Lage ist, einen augenblicklichen Übergang zwischen Einkuppelungszustand und Auskuppelungszustand zu bewirken, wobei kein wesentlicher Schlupf weder im eingekuppelten Zustand noch im ausgekuppelten Zustand der Kupplung auftreten soll, so daß eine erhöhte Lebensdauer der Kupplung erreicht wird.

Zar Lösung dieser Aufgabe wird eine Fliehkraftkupplung der eingangs genannten Art und gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß am Eingangsteil und an den Fliehgewichten Führungselemente vorgesehen sind, die die Kraft der Kupplungsfedern derart steuern, daß diese das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil im eingekuppelten Zustand bzw. im ausgekuppelten Zustand halten, wenn die Fliehkraft des Fliehgewichtes kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil in den jeweils anderen Zustand überführen, unmittelbar nachdem die Fliehkraft des Fliehgewichtes den vorbestimmten Wert erreicht, indem sie die Auslenkung des Fliehgewichi.es in einer Weise steuern, daß sie zunächst der Fliehkraft des Fliehgewichtes entgegenwirken, dann nur unwesentlich auf die Fliehkraft des Fliehgewichtes einwirken und danach die Fliehkraft des Fliehgewichtes unterstützen.

Die Führungsmittel sind dazu bestimmt, das Auslenken einer Fliehgewichtanordnung in der Weise zu steuern, daß sie zunächst der Fliehkraft der Fliehgewichte entgegenwirken, dann nur unwesentlich auf die Füehkraft einwirken und danach die Fliehkraft unterstützen. Vorzugsweise bestehen die Führungsmittel jeweils aus einer ersten, einer zweiten und einer dritten Nockenfläche, die aufeinanderfolgend auf dem Fliehgewicht ausgebildet sind und in einer Richtung der Auslenkung des betreffenden Fliehgewichtes angeordnet sind, sowie aus einer Arretierfeder, die in Eingriff mit einer der Nockenflächen steht. Die Nockenflächen und die Arretier- oder Steuerfeder sind derart angeordnet, daß dann, wenn das Fliehgewicht ausgelenkt wird, die Steuerfeder der Fliehkraft des Fliehgewichtes entgegenwirkt, während sie sich auf der ersten Nockenfläche bewegt, nur unwesentlich auf die Fliehkraft einwirkt, während sie auf der zweiten Nockenfläche bewegt wird, und die Fliehkraft unterstützt, während sie sich auf der dritten Nockenflä· ehe bewegt.

Des weiteren ist vorzugsweise vorgesehen, daß das zuvor genannte Eingreifelement betätigbar ist, um das erste Eingreifmittel und das zweite Eingreifmittel in den zuvor genannten anderen Zustand der Einkuppelung oder der Auskuppelung zu schieben, nachdem die Fliehkraft eine vorbestimmte Auslenkung bewirkt hat, und zwar von dem Zeitpunkt an, zu dem die Steuerfeder das Überlaufen der ersten Nockenfläche abgeschlossen hat.

Die Fliehkraftkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine zweite Feder, die ständig das zweite Eingreifmittel in einer Richtung des Eingriffs mit dem ersten Eingreifmittel vorspannt, und falls erforderlich,

eine dritte Feder, die ständig der Fliehkraft des Fliehgewichtes entgegenwirkt.

Die Fliehkraftkupplung kann außerdem eine Vielzahl von Kupplungsmechanismen enthalten, wobei jeder das zuvor genannte zweite Eingreifmittel, ein Fliehgewicht, Eingreifelemente und Führungsmittel sowie Verbindungsmittel hat, die mechanisch die Fliehgewichte der Fliehkraftmechanismen miteinander verbinden, wodurch alle Kupplungsmechanismen in Synchronismus miteinander arbeiten, um alle zweiten Eingreifmittel zu veranlassen, sich gleichzeitig in das erste Eingreifmittel einzukuppeln oder aus diesem auszukuppeln, wodurch ein sicherer und stabiler Übergang zwischen Eingriff und Nichteingriff der Kupplung erzielt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert

F i g. 1 zeigt eine Längsschnittansicht, die eine Fliehkraftkupplung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung darstellt, wobei dieses Ausführungsbeispiel eine Fliehkraftkupplung des Typs »Ein (Einkuppeln) —«■ AUS (Auskuppeln)« ist und Kupplungsbacken verwendet.

F i g. 2 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der Fliehkraftkupplung gemäß F i g. 1.

F i g. 3 zeigt eine Querschnittsansicht der Fliehkraftkupplung gemäß F i g. 1.

F i g. 4 zeigt eine Ansicht, die die positionsmäßige Beziehung zwischen Nockenflächen eines Fliehgewichtes der Fliehkraftkupplung und einer Arretierfeder verdeutlicht

F i g. 5 zeigt ein Diagramm, aus dem die Beziehungen zwischen der Fliehkraft PW des Fliehgewichtes, der Fliehkraft PCder Kupplungsbacken, der Reaktionskraft FW einer Fliehgewichtfeder, der Reaktionskraft FS einer Kupplungsfeder und der Reaktionskraft FD der Arretierfeder — über den Nockenflächen des Fliehgewichtes aufgetragen — hervorgehen.

F i g. 6 zeigt ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Drehzahl einer Eingangswelle eines Getriebes. welches die Fliehkraftkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, und der Drehzahl einer Ausgangswelle desselben darstellt

F i g. 7 zeigt eine Querschnittsansicht eines wesentlichen Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung, das vom Typ »Ein —>■ AUS« ist und Kupplungsbacken verwendet

F i g. 8 zeigt eine Ansicht eines wesentlichen Teils eines dritten Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung, gemäß dem die Fliehkraftkupplung vom Typ »AUS — EIN« ist und Kupplungsbacken verwendet

F i g. 9 zeigt eine Ansicht eines wesentlichen Teils eines vierten Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung, gemäß dem die Fliehkraftkupplung vom Typ »AUS —► EIN« ist und Kupplungsbacken verwendet

F i g. 10 zeigt eine Ansicht eines wesentlichen Teil eines fünften Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung, wobei die Fliehkraftkupplung gemäß diesem Ausführungsbeispiel vom Typ »EIN —► AUS« ist und wobei Kupplungsbacken verwendet werden.

F i g. 11 zeigt eine Längsschnittansicht eines wesentlichen Teils eines sechsten Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung, gemäß dem die Fliehkraftkupplung vom Typ »EIN — AUS« ist und eine Vielzahl von Kupplungsscheiben verwendet

Fig. 12 zeigt eine Längsschnittansicht eines wesentlichen Teils eines siebten Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung, gemäß dem die Fliehkraftkupplung vom Typ »AUS —* EIN« ist und eine Vielzahl von Kupplungsscheiben verwendet.

In F i g. 1 bis F i g. 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung gezeigt, wobei die Fliehkraftkupplung gemäß diesem Ausführungsbeispiel vom Typ »EIN —<■ AUS« ist und wobei sie in ein Planetenuntersetzungsgetriebe eingebaut ist. In den Figuren ist das Planetenuntersetzungsgetriebe 4 zwischen einer Antriebswelle 2 auf der Eingangsseite, die mit einem Motor 1 verbunden ist, und einer Riemenscheibe 3 auf der Ausgangsseite angeordnet Das Planetenuntersetzungsgetriebe 4 ist innerhalb eines hermetisch dichten Gehäuses 5 untergebracht, das die Riemenscheibe mit einer Vielzahl von am Umfang ausgebildeten Eingreifnuten trägt, wobei die Riemenscheibe 3 an dem äußeren Umfang des Gehäuses befestigt ist und wobei das Innere des Gehäuses mit einem Schmieröl gefüllt ist Das Planetenuntersetzungsgetriebe 4 besteht aus einem Zahnkranz 4a, der durch ein Innenzahnrad dargestellt ist, das auf dem inneren Umfang einer Eingangstrommel 6 ausgebildet ist, die auf die Antriebswelle aufgesetzt ist, einer Vielzahl von (drei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel) Planetenzahnrädern 4b, die mit dem Zahnkranz 4a im Eingriff stehen, einem Träger 4c, der die Planetenzahnräder 4b zum Zwecke einer dazu relativen Drehung trägt und um die Antriebswelle 2 zum Zwecke einer freien Drehung angeordnet ist, sowie einem Zentralzahnrad 4d, das auf die Antriebswelle 2 in der Achse des Trägers 4c aufgesetzt ist und in die Planetenzahnräder 4b eingreift Der Träger 4c ist mit einem äußeren Kupplungselement 5a, das fest an dem Gehäuse 5 sitzt, über eine Einwegkupplung 7 verbunden, und das Zentralzahnrad 4d ist mittels einer Splintverbindung mit einem Buchsenabschnitt 8 eines Gehäuses la des Motors 1 verbunden.

Die Eingangstrommel 6 weist einen sich radial erstreckenden Flansch 6a auf, auf dem ein Paar von bogenförmigen Kupplungsbacken 9, 9 als ein zweites Eingreifmittel gehalten wird, wobei jeder der Kupplungsbacken eine innere Reibungsumfangsfläche hat und an einem Ende auf dem Flansch 6a mittels eines Lagerstiftes eines Paares von Lagerstiften 10, 10, die auf den Flansch 6a aufgesetzt sind, gehalten wird. Die Kupplungsbacken 9 sind an ihren anderen oder freien Enden mit parallel zueinander verlaufenden umgebogenen Abschnitten 9a versehen, wobei zwischen diesen eine Kupplungsfeder 11 eingehängt ist Eine Kupplungstrommel 12 ist als ein erstes Eingreifmittel drehbar innerhalb des Gehäuses 5 untergebracht und die Kupplungsbacken 9,9 sind so angeordnet, daß sie einen axial verlaufenden zylindrischen Abschnitt 12a der Kupplungstrommel 12 mit deren inneren Reibungsumfängen umfassen, um einen Kupplungseingriffsabschnitt 13 in Zusammenwirkung mit der Kupplungstrommel 12 zu bilden. Ein Paar von bogenförmigen Fliehgewichten 14, die zusammen eine Fliehgewichtanordnung bilden, sind als diskrete Körper separat von den Kupplungsbacken ausgebildet und werden an Enden auf dem Flansch 6a der Eingangstrommel mittels der zuvor genannten Lagerstifte 10 gehalten. Die Fliehgewichte 14 werden längs ihrer äußeren Umfange mittels einer Fliehgewichtfeder 15 umfaßt die durch eine bogenförmige Blattfeder gebildet ist und in einer Weise gegen die Fliehgewichte 14 drückt, daß sie der Fliehkraft die darin erzeugt wird, entgegenwirkt Auf der äußeren Umfangsfläche jedes der Fliehgewichte 14 ist jeweils eine Nokkenfläche 16 ausgebildet Eine Arretierfeder 17, die als Eingriffselement dient, ist an einem Ende an der inneren

Umfangsfläche der Eingangstrommel 6 befestigt und steht an deren anderem Ende mit der oben genannten Nockenfläche 16 in Eingriff. Die beiden Fliehgewichte 14 sind so angeordnet, daß sich ihre freien Enden in axialer Richtung in ihren Ausgangsstellungen gegenüberstehen. In die sich einander gegenüberstehenden Flächen der freien Enden sind Eingreifstifte 18, 18 in einer Weise eingesetzt, daß dann, wenn die Fliehgewichte 14 um deren betreffende Lagerstifte 10, 10 schwenkend aus den Ausgangsstellungen mit einer vorbestimmten Auslenkung / geöffnet werden, die Eingreifstifte 18, 18 in Eingriff mit den umgebogenen Abschnitten 9a, 9a der jeweiligen Kupplungsbacken 9, 9 kommen. Danach stoßen die Eingreifstifte 18 mit einer weiteren öffnung der Fliehgewichte 14 gegen die Kupplungsbacken 9, um sie korrespondierend mit dieser Bewegung um die Lagerstifte 10 herum schwenkend gegen die Kraft der Kupplungsfeder 11 zu öffnen. Eine spiralförmig gewickelte Feder 19, deren Federmaterial einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt hat, ist um das äußere Kupplungselement 5a und die Eingangstrommel 6 gewickelt, welche sich in einem losen Zustand während des Auskuppelungszustandes der Kupplung befindet. Ein Ende 19a der spiralförmig gewickelten Feder 19 greift in eine Nut 5b, die in der äußeren Umfangsfläche des äußeren Kupplungselementes 5a ausgebildet ist, ein, und das andere Ende 196 greift in eine Nut 12c, die in der äußeren Umfangsfläche eines sich radial erstreckenden Flansches 126 der Kupplungstrommel 12 ausgebildet ist, ein. Wie in Fig.4 gezeigt, besteht die zuvor genannte Nockeniläche 16, die auf dem freien Er.dabschnitt jedes der Fliehgewichte 14 ausgebildete ist, aus einer abgeschrägten Fläche AB, die in Richtung des Endes des Fliehgewichtes ansteigt, einer Fläche BCD, die sich umfangsmäßig um die betreffenden Lagerstifte als Halterungen für die Fliehgewichte 14 erstreckt, und einer abgeschrägten Fläche DEF, die sich in Richtung des Endes des Fliehgewichtes absenkt. Ein Punkt C ist zwischen Punkten B und D an einem Ort derart angeordnet, daß dann, wenn die Nase der Arretierfeder 17 diesen Punkt C erreicht, der eingreifende umgebogene Abschnitt 9a der korrespondierenden Kupplungsbacke 9 und der korrespondierende Eingreifstift 18 in Eingriff miteinander gebracht werden. Ein Punkt £ist zwischen dem Punkt D und einem Punkt Fan einem Ort derart angeordnet, daß dann, wenn die Nase der Arretierfeder 17 diesen Punkt E erreicht, die äußere Umfangsfläche der Fliehgewichtfeder 15 in eine Druck- oder Dämpfungsberührung mit der inneren Umfangsfläche der Eingangstrommel 6 gebracht wird, um so eine weitere Öffnungsbewegung des Fliehgewichtes zu verhindern.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des ersten Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung, das wie zuvor beschrieben aufgebaut ist, beschrieben.

Wenn der Motor 1 dreht, dreht sich die Eingangstrommel 6, die auf der Antriebswelle 2 sitzt, entsprechend. Wenn die Drehzahl der Eingangstrommel 6 niedrig ist, liegt die Nase der Arretierfeder 17 bei dem Punkt A auf der Nockenfläche 16 gemäß Fig.4, wobei die Kupplungsbacken 9 zusammenwirkend den zylindrischen Abschnitt 12a der Kupplungstrommel 12 aufgrund der Kraft der Kupplungsfeder 11 umgreifen, auf welche Weise die Kupplung in einem Einkuppelungszusland gehalten wird. In diesem Zustand wird die Drehung der Eingangstrommel 6 auf die Kupplungstrommel 12 übertragen, die ihrerseits die spiralförmig gewikkelte Feder 19 stramm auf der Eingangstrommel 6 und dem äußeren Kupplungselement 5a hält, um diese miteinander zu kuppeln, so daß die Drehung der Antriebswelle 2 auf die Riemenscheibe 3 auf der Ausgangsseite mit einem Drehzahlverhältnis 1 :1 übertragen wird. In diesem Zustand dreht sich der Zahnkranz 4a, um gleichzeitige Umdrehungen der Planetenzahnräder 46 in der gleichen Richtung wie der Zahnkranz 4a zu bewirken, was eine Drehung des Trägers 4c bei einer verringerten Drehzahl verglichen mit der Drehzahl des Zahnkranzes

lö 4a verursacht. Da die Drehzahl des Trägers 4c, die relativ zu der Drehung der Antriebswelle 2 verringert ist, natürlicherweise geringer ist als die Drehzahl des Gehäuses 5, das direkt mit der Antriebswelle 2 gekuppelt ist, wird die Differenzdrehzahl durch eine freie Drehung der Einwegkupplung 7, die zwischen dem Träger 4c und dem Gehäuse 5 angeordnet ist, aufgefangen.

Wenn die Drehzahl der Antriebswelle 2 steigt, steigt entsprechend die Fliehkraft PW \, die in dem Fliehgewicht 14 erzeugt wird, an, um ein graduelles Öffnen der Fliehgewichte 14 durch Schwenken um die betreffenden Lagerstifte 10 herum zu bewirken, wodurch die Nase der Arretierfeder 17 längs der geneigten Fläche AB von dem Punkt A in Richtung des Punktes B wandert. In diesem Zustand wirkt die Kraft FWder Fliehgewichtfeder 15 der Fliehkraft PWl des Fliehgewichtes 14 entgegen, und die Reaktionskraft FD 1 der Arretierfeder 17 wirkt auf die geneigte Fläche AB, um so der Fliehkraft PVKl des Fliehgewichtes entgegenzuwirken, so daß die Beziehung PWX = FW+ FD 1 erfüllt ist. Während diese Beziehung besteht, wird keine Kraft auf die Kupplungsbacken 9 ausgeübt, wodurch die Kupplung in dem Zustand des Eingriffs gehalten wird, d. h. sie verbleibt in einem stabilen Eingriffsbereich. Dann erreicht, wenn die Drehzahl der Antriebswelle 2 weiter bis zu einem vorbestimmten Wert ansteigt, die Nase der Arretierfeder 17 den Punkt B auf der Nockenfläche 1. Während die Nase der Arretierfeder 17 längs der Fläche BCD wandert, die sich diametral gegenüber dem korrespondierenden Lagerstift 10 erstreckt, wirkt die Kraft der Arretierfeder 17 nicht wesentlich auf die Fliehkraft PWi des Fliehgewichtes ein, so daß sich die Fliehgewichtanordnung 14, 14 schnell nur gegen die Reaktionskraft FW der Fliehgewichtsfeder 15 spreizt, bis die Nase der Arretierfeder 17 den Punkt C auf der Nockenfläche 16 erreicht. Der Abstand zwischen dem Eingreifstift 18 und dem umgebogenen Abschnitt 9a der Kupplungsbacke 9, der mit der Distanz A-C korrespondiert, ist in den Figuren mit 1 bezeichnet. Nachdem der Eingreifstift 18 in Eingriff mit dem umgebogenen Abschnitt 9a der betreffenden Kupplungsbacke 9 gebracht ist, wenn die Nase der Arretierfeder 17 den Punkt C erreicht hat, wird eine Fliehkraft PCI, die in den Kupplungsbacken 9, welche eine bestimmte Masse haben, erzeugt wird, zu der Fliehkraft PWl, die in den Fliehgewichten 14, 14 erzeugt wird, addiert, bis die Nase der Arretierfeder 17 den Punkt E erreicht. Während das Fliehgewicht längs der Fläche CE wandert, wird auf dieses eine Kraft aus der Summe FS+ FW der Reaktionskräfte FS, FW der Fliehgewichtfeder 15 und der Kupplungsfeder 11 ausgeübt. Die Konstruktion ist indessen derart beschaffen, daß die Beziehung

(FS+ FW)< (PWX + PC X)

so lange besteht, wie die Drehzahl der Antriebswelle 2 zumindest bei dem Wert gehalten wird, der an dem Punkt Clängs des Abschnittes CD auf der Nockenfläche 16 angenommen wird. Daher öffnet sich das Fliehge-

wicht 14, 14 weiterhin schnell schwenkend um die Lagerstifte 10, so daß die Nase der Arretierfeder 17 schnell den Punkt D erreicht, während sie ihren Eingriff in die Kupplungsbacke 9 aufrechterhält. Wenn die Nase der Arretierfeder 17 längs der fallenden Fläche DE wandert, nachdem sie den Punkt D auf der Nockenfläche 16 passiert hat, wirkt die Reaktionskraft der Arretierfeder 17 derart, daß sie die zusammengesetzte Kraft aus den Fliehkräften PWl, PCi des Fliehgewichtes und der Kupplungsbacken unterstützt. Folglich werden die gegenseitig eingreifenden Fliehgewichte und die Kupplungsbacken in Eingriff mit der inneren Umfangsfläche der Eingangstrommel 6 gebracht, und zwar auf eine gedämpfte Weise über die Fliehgewichtfeder 15, und werden dann an einer weiteren öffnung gehindert. In diesem Augenblick ist die Nase der Arretierfeder 17 an dem Punkt E der Nockenfläche 16 angelangt. Die Auslenkung des Fliehgewichtes entsprechend der Distanz C-E ist in den Figuren mit m bezeichnet. Wie zuvor angemerkt, öffnet sich die Fliehgewichtanordnung unmittelbar, nachdem die Nase der Arretierfeder 17 den Punkt Cerreicht hat, um die Kupplung außer Eingriff zu halten. Während die Nase der Arretierfeder 17 von dem Punkt B zu dem Punkt D auf der Nockenfläche 16 wandert, befindet sich die Kupplung in einem Übergangsbereich, und wenn der Punkt D übeschritten ist, geht die Kupplung in einen stabilen Bereich der Auskuppelung über, in dem die gesamte Federkraft, die gegen die Fliehkraft längs der Fläche DE wirkt, kleiner als längs der Fläche CD ist.

Wenn die Kupplung außer Eingriff kommt, wird die Kupplungstrommel 12 von der Eingangstrommel 6 gelöst, und dementsprechend löst sich die spiralförmig gewickelte Feder 19 mit ihrem Ende 19s, das im Eingriff mit der Kupplungstrommel 12 steht, aufgrund ihrer eigenen Rückstellungskraft und der Fliehkraft, die aufgrund ihrer eigenen Masse zustande kommt, um das äußere Kupplungselement 5a und die Eingangstrommel 6 aus der Krafteinwirkung zu entlassen, die diese zusammenkuppelt, um sie so voneinander zu lösen. Als Folge wird die verringerte Drehzahl des Trägers 4c im Einklang mit den Umdrehungen der Planetenzahnräder 4b auf das Gehäuse 5 durch das äußere Kupplungselement 5a aufgrund des Eingriffs der Einwegkupplung 7 übertragen, um eine verringerte Drehzahl der Riemenscheibe 3 mit einem Verringerungsverhältnis, das genau dem Planetenuntersetzungsgetriebe 4 entspricht, zu bewirken.

Als nächstes werden, wenn die Drehzahl der Antriebswelle 2 absinkt und dementsprechend die Fliehkraft der Fliehgewichtanordnung 14, 14 auf den zuvor genannten vorbestimmten Wert verringert wird, die Kupplungsbacken 9 gegen die Reaktionskraft FD 2 der Arretierfeder 17, die auf die Fläche ED einwirkt, aufgrund der Reaktionskraft FVKder Fliehgewichtfeder 15 und der Reaktionskraft FS der Kupplungsfeder 11 zusammengezogen, so daß die Nase der Arretierfeder 17 von dem Punkt E zu dem Punkt D zurückkehrt. Wenn die Nase der Arretierfeder 17 von dem Punkt D in Richtung auf den Punkt B wandert, wirkt die Reaktionskraft der Arretierfeder 17 nicht wesentlich auf die Fliehgewich tanordnung 14,14 ein, und demzufolge werden das eingreifende Fliehgewicht und die Kupplungsbacken augenblicklich in den Übergangsbereich gebracht, weil die Summe PW2 + PC2 der Fliehkräfte PW2, PCI des Fliehgewichtes und der Kupplungsbacken durch die Gesamtfederkraft FS+ FW, die dieser widersteht, überstiegen wird. Wenn die Nase der Arretierfeder 17 über den Punkt Ckommt, kommen das Fliehgewicht und die Kupplungsbacken außer Eingriff, um die Kupplungsbacken 9 in Eingriff mit der Kupplungstrommel 12 zu bringen, um so eine bestimmte Kupplungskraft zu erzeugen. Nach diesem Vorgang besteht, wenn die Nase der Arretierfeder 17 längs der Fläche CB wandert, die effektive Fliehkraft nur aus der Komponente PW2 der Fliehgewichtsanordnung 14, 14, während gleichzeitig die Federkraft, die der Fliehkraft entgegensteht, nur aus

ίο der Komponente FWder Fliehgewichtfeder 15 besteht. Da nun die Beziehung FW > PW2 besteht, wird die Fliehgewichtanordnung 14, 14 augenblicklich zusammengezogen, um augenblicklich die Nase der Arretierfeder 17 in Richtung auf den Punkt A über den Punkt B hinweg auszulenken. Auf diese Weise passiert die Nase der Arretierfeder 17 augenblicklich die Fläche DB, d. h. den Übergangsbereich. Danach wirkt, wenn die Nase der Arretierfeder 17 längs der Fläche BA wandert, die Kraft der Arretierfeder 17, um die Rückkehr des Fliehgewichtes in Richtung auf ihre anfängliche Stellung zu fördern, wodurch das Fliehgewicht sicher in die anfängliche Stellung zurückgebracht wird. Bei diesem Vorgang greifen die Fliehgewichte 14,14 andrückend in die äußere Umfangsfläche der Kupplungsbacken 9 ein, was die Kupplungskraft, welche durch die Kupplungsfeder 11 gegeben und an sich konstant ist, steigert, wodurch die Kupplung in den stabilen Einkuppelungsbereich versetzt wird. Auf die zuvor beschriebene Weise wird, wenn die Drehzahl der Antriebswelle 2 unter einen vorbestimmten Wert absinkt, die Kupplung augenblicklich in Eingriff gebracht, um die Antriebswelle 2 auf der Eingangsseite und die Riemenscheibe 3 auf der Ausgangsseite zum Zwecke der Kraftübertragung mit einem Drehzahlverhältnis 1 :1 zu kuppeln.

Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen der Fliehkraft PW des Fliehgewichtes, der Fliehkraft PC der Kupplungsbacken 9, der Reaktionskraft FW der Fliehgewichtfeder 15, der Reaktionskraft FS der Kupplungsfeder 11 und der Reaktionskraft FD der Arretierfeder 17 aufgetragen über den Abschnitt ABCDE der Nockenfläche 16. Diese Figur wird auch bei der Beschreibung weiterer A.usführungsbeispiele benutzt, die im Anschluß gegeben wird.

Fig.6 zeigt eine Drehzahl-Änderungskennlinie eines Getriebes, in das die Fliehkraftkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut ist. Aus Fig.6 ist ersichtlich, daß unterhalb eines vorbestimmten Wertes a der Drehzahl der Antriebswelle 2 die Kupplung eingekuppelt gehalten wird, wobei die Antriebswelle 2 und die Ausgangsseite direkt miteinander gekuppelt sind, um eine Kraftübertragung mit Drehzahlverhältnis 1 :1 zu bewirken. Augenblicklich, nachdem die vorbestimmte Drehzahl a erreicht worden ist, wird die Kupplung ausgekuppelt, um eine Drehzahlverminderung zu bewirken, wobei das Übertragungsgetriebe arbeitet, um eine Drehzahl b der Ausgangsseite zu bewirken, während andererseits, wenn der Motor verzögert, so daß die Ausgangsseite eine Drehzahl cund gleichzeitig die Eingangsseite eine Drehzahl d hat, die Kupplung augen-

blicklich eingekuppelt wird, um eine Übertragung der Drehzahl c/von der Eingangsseite zu der Ausgangsseite mit einem Drehzahiverhältnis 1 :1 zu bewirken. Es sei angemerkt, daß die Drehzahl des eingekuppelten Zustandes der Kupplung und die Drehzahl des ausgekuppelten Zustandes derselben sich voneinander mil a, d unterscheiden. Die Hysteresis-Kennlinie wird aus der Funktion der Arretierfeder 17 gewonnen, d. h., daß während sich die Fliehgewichtanordnung mit einem Anstei-

gen der Drehzahl an der Eingangsseite aufspreizt, die Reaktionskraft der Arretierfeder 17 der Spreizbewegung der Fliehgewichte widersteht, wenn die Arretierfeder 17 längs der Fläche AB der Nockenfläche 16. wandert, um dadurch den Zeitpunkt des Erreichens des Punktes C zu verzögern, während wenn sich die Fliehgewich tanordnung mit einer Abnahme der Drehzahl auf der Eingangsseite zusammenzieht, die Reaktionskraft der Arretierfeder 17 der Zusammenziehungsbewegung des Fliehgewichtes widersteht, während die Arretierfeder 17 längs der Fläche ED der Nockenfläche 16 wandert, um so ebenfalls den Zeitpunkt des Erreichens des Punktes C zu verzögern.

V/eitere Ausführungsbeispiele für die vorliegende Erfindung werden im folgenden anhand von F i g. 7 bis Fig. 12 beschrieben, wobei Teile oder Elemente, die den in F i g. 1 bis F i g. 3 gezeigten, entsprechen, mit identischen Bezugszeichen versehen sind.

F i g. 7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung. Die grundsätzliche Konstruktion dieses Ausführungsbeispiels ist im wesentlichen mit der des ersten Ausführungsbeispiels, das in F i g. 1 bis F i g. 3 gezeigt ist, identisch, allerdings mit der Ausnahme, daß in dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Feder, die der Fliehgewichtfeder 15 in dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen würde, fehlt. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 hat die Kupplungsfeder 11 eine derartige Federkraft-Kennlinie, daß die Reaktionskraft FS der Kupplungsfeder 11 in diesem AusführungsbeLspiel gleich der Summe FS+ FlVder Reaktionskräfte der Kupplungsfeder 11 und der Fliehgewichtfeder 15 in dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß dem Abschnitt LK in F i g. 5 ist. Des weiteren ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Winkel der Neigung der ansteigenden Fläche AB der Nockenfläche 16 mit einem größeren Wert als bei dem ersten Ausführungsbeispiel ausgelegt, so daß dann, wenn die Nase der Arretierfeder 17 längs der Fläche AB wandert, eine Federkraft äquivalent zu der Gesamtfederkraft FDl+ FVV, die in dem ersten Ausführungsbeispiel nur durch den Eingriff der Arretierfeder 17 mit der Nockenfläche 16 erreicht werden kann, gegeben ist. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 7 eine Federreaktionskraft fehlt, die der Fliehkraft an der Fläche ßCder Nockenfläche 16, -wie in Fig. 5 gezeigt, widerstehen würde. Daher unterscheidet sich die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels von der des ersten Ausführungsbeispiels nur, wenn die Kupplung von einem Zustand der Auskuppelung in einen Zustand der Einkuppelung versetzt wird, während die zwei Ausführungsbeispiele die gleiche Arbeitsweise zeigen, wenn die Kupplung von dem Zustand der Einkuppelung in den Zustand der Auskuppelung versetzt wird.

Wenn sich die Kupplung in dem Zustand der Auskuppelung befindet, erreicht, wenn die Fliehgewichte 14 und die Kupplungsbacken 9 ihre Fliehkräfte bis zu einem vorbestimmten Wert verringert haben, die Nase der Arretierfeder 17 den Punkt D auf der Nockenfläche 16, die auf dem freien Ende jedes der Fliehgewichte ausgebildet ist In diesem Zustand ist die Kraft FS' der Kupplungsfeder 11, weiche der zusammengesetzten Fliehkraft PW2 + PC2 des Fliehgewichtes und der Kupplungsbacken entgegenwirkt, gleich der zusammengesetzten Kraft FS+ FW, die in dem ersten Ausführungsbeispiel auftritt, und es besteht ferner die Beziehung

FS'(= FS+ FW) > PW2 + PC2.

Daher wird die Kupplung in Richtung des Eingriffs beschleunigt, wobei die Kupplungsbacken 9 in Eingreifnasen 18a, welche durch umgebogene Abschnitte der Fliehgewichte 14 ausgebildet sind, eingreifen, so daß die Nase der Arretierfeder 17 augenblicklich den Punkt C auf der Nockenfläche 16 erreicht. An diesem Punkt C kommen die Kupplungsbacken 9 und das Fliehgewicht 14 außer Eingriff, um den Kupplungsbacken 9 zu erlauben, die Kupplungstrommel 12 zu umgreifen, um so eine bestimmte Kupplungskraft zu erzeugen. Während die Arretierfeder 17 von dem Punkt C zu dem Punkt B wandert, wird das Fliehgewicht seiner eigenen Fliehkraft ausgesetzt. Der Ort des Punktes C ist so gewählt, daß die folgende Beziehung besteht. Der Bereich, der durch die Linie I]KL eingeschlossen ist, ist größer als der Bereich, der durch die Linie BCHG in F i g. 5 eingeschlossen ist Daher können sich, obwohl keine Federkraft besteht, die der Fliehkraft des Fliehgewichtes entgegensteht, wenn die Nase der Arretierfeder 17 längs der Fläche CB wandert, das Fliehgewicht sich augenblicklich zusammenziehen, um die Spitze der Arretierfeder 17 zu dem Punkt B zu bringen. Auf diese Weise kann das Fliehgewicht 14 augenblicklich den Übergangsbereich durchlaufen. Die Betätigung der Kupplung von dem Punkt B zu dem Punkt A auf der Nockenfläche 16 ist im wesentlichen identisch mit der des ersten Ausführungsbeispiels, auf welche Weise die Kupplung sicher in den stabilen Eingriffsbereich gebracht wird.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann die Kupplungskraft der Kupplung auf ungefähr das Vierfache derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels gebracht werden, und zwar durch Einstellen der Einstellast der Kupplungsfeder 11 auf einen höheren Wert ohne Veränderung der Gewichte der Fliehgewichte 14 und der Kupplungsbacken 9 und der Lasteinstellung der Arretierfeder 17. In F i g. 5 repräsentiert der Abschnitt CM das Äquivalent der Kupplungskraft gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bzw. der Abschnitt CL das Äquivalent der Kupplungskraft der Kupplung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Umgekehrt kann, falls das erforderliche Äquivalent der Kupplungskraft nur dem Abschnitt CM entsprechen soll, das Fliehgewicht des zweiten Ausführungsbeispiels in seinen Abmessungen kleiner gehalten werden, was zu einer Verringerung des Gewichtes und der Größe der Fliehkraftkupplung führt.

F i g. 8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispie! für eine

Fliehkraftkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei diese Fliehkraftkupplung vom Typ »AUS—►EIN« ist und Kupplungsbacken verwendet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein Paar von Fliehgewichten 14, 14, die insgesamt eine Fliehgewichtanordnung bilden, auf einem Flansch 6a einer Eingangstrommel 6 in einer über den Durchmesser symmetrischen Anordnung vorgesehen. Das freie Ende jedes der Fliehgewichte ist jeweils mit einem Ende einer Fliehgewichtfeder 15 verbunden, die als eine Schraubenfeder ausgebildet ist, deren anderes Ende an dem Flansch 6a der Eingangstrommel 6 in einer Weise befestigt ist, daß die Fliehgewichtfeder 15 in einer Richtung vorgespannt ist, die der Fliehkraft entgegensteht. Die Kupplungsbacken 9, 9 werden als zweite Eingriffsmittel jeweils in ihrem mittleren Abschnitt durch einen Hebel 26 gehalten, der schwenkbar von einem gemeinsamen Drehbolzen 29, mit dem auch das Fliehgewicht 14 gelagert ist, gehalten wird. Mit dem anderen Ende des Hebels 26 ist ein Ende einer Kupplungsfeder 11a verbunden, die durch eine Schraubenfeder gebildet ist und an dem anderen Ende mit dem Flansch 6a der Eineanestrommel verbunden ist. um die

zugeordnete Kupplungsbacke 9 in Richtung auf die Kupplungstrommel 12 als ein erstes Eingriffsmittel zu drücken. Jedes der Fliehgewichte 14 hat einen ersten Eingriffsstift 27, der darin eingesetzt ist und in das andere Ende des Hebels 26 eingreift, um so über den Hebel 26 die zugeordnete Kupplungsbacke 9 zu halten, die einen Abstand um einen vorbestimmten Spalt /von der Kupplungstrommel 12 gegen die Kraft der Kupplungsfeder 11a hält. Wenn die Fliehkraft, die in jedem Fliehgewicht 14 erzeugt wird, einen vorbestimmten Wert erreicht, so daß das Fliehgewicht 14 um die vorbestimmte Auslenkung m gegen die Kraft der zugeordneten Fliehgewichtfeder 15 ausgelenkt wird, wenn es aus der Druckkraft der Arretierfeder 17 gelöst ist, wird der erste Eingreifstift 27 auf dem Fliehgewicht 14 vom Hebel 26 abheben, und es wird dann der Hebel 26 unter Druck durch die Kupplungsfeder 11a ausgelenkt, um die Kupplungsbacke 9 in einen Reibungseingriff mit der Kupplungstrommel 12 zu bringen. In jedes Fliehgewicht 14 ist ein zweiter Eingreifstift 28 radial nach innen zu von dem Hebel 26 aus gesehen eingesetzt. Dieser zweite Eingreifstift 28 ist dazu bestimmt, die Kupplungsbacke 9 zum Eingriff mit der Kupplungstrommel 12 durch den Hebel zu drücken, während das Fliehgewicht 14 radial nach außen über die vorbestimmte Auslenkung hinaus ausgelenkt wird, um so einen augenblicklichen Mangel an Kupplungskraft wettzumachen, welcher ansonsten durch einen plötzlichen Anstieg in der Last aufgrund des Eingriffs der Kupplung verursacht würde. Der Ort des zweiten Eingreifstiftes 28 bestimmt die Position des Punktes E in F i g. 4. Wenn die Drehzahl der Eingangsseite ansteigt, wird die Fliehkraftkupplung gemäß diesem Ausführungsbeispiel aus einem Zustand der Auskuppelung in einen Zustand der Einkuppelung versetzt, um direkt die Eingangsseite mit der Ausgangsseite zu kuppeln. Ein Übertragungs-Untersetzungsgetriebe ähnlich dem in dem ersten Ausführungsbeispiel kann in dieses Ausführungsbeispiel ebenfalls zum Zwecke der Verringerung des Drehzahlverhältnisses während des Auskuppelungszustandes der Kupplung in diese eingebaut sein.

F i g. 9 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei dieses Ausführungsbeispiel vom Typ »AUS—►EIN« ist und sowohl eine Vielzahl von synchron betätigten Kupplungsmechanismen als auch Kupplungsbacken verwendet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind drei Drehbolzen 30 auf einem Flansch 6a radial nach außen von einem zylindrischen Abschnitt 6b einer Eingangstrommel 6 wegweisend vorgesehen und am Umfang mit gleichen Abständen angeordnet, wobei jeder dieser Drehbolzen ein Lnde eines entsprechenden von drei Fliehgewichten 14 schwenkbar lagert. Jedes Fliehgewicht 14 ist mit dem anderen oder freien Ende mit dem Ende einer Fliehgewichtfeder 15, die als eine Schraubenfeder ausgebildet ist und mit dem anderen Ende des Drenbolzens 30 eines benachbarten Fliehgewichtes 14 verbunden ist, gekuppelt und wird durch die Fliehgewichtfeder 15 in eine Richtung gedruckt, in der der Fliehkraft entgegengewirkt wird. Eine Kupplungstrommel 12 als ein erstes Eingriffsmittel ist um die Eingangstrommel 6 herum angeordnet. Drei Kupplungsbacken 9 als zweite Eingriffsmittel sind schwenkbar an den Enden durch die betreffenden Drehbolzen 30 gelagert und werden durch Kupplungsfedern lli>, die als Blattfedern zum Zwecke des Herstellens eines Reibungsschlusses mit der inneren Umfangsfläche der Kupplungstrommel 12 ausgebildet ist, gedrückt. In jedes Fliehgewicht 14 greift eine Ein-

greifnase 31, die auf jeder Kupplungsbacke 9 ausgebildet ist, ein, um das Fliehgewicht 14 in einem Abstand gemäß einem vorbestimmten Spalt 1 von der inneren Umfangsfläche der Kupplungstrommel 12 gegen die Kraft der Kupplungsfeder 116 zu halten. Jeweils eine von drei Arretierfedern 17 ist jeweils an einem Ende der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 6b der Eingangstrommel 6 befestigt. Deren Nasen stehen jeweils in Berührung mit einer Nockenfläche 16, die auf einer äußeren Umfangsfläche eines freien Endes des korrespondierenden Fliehgewichtes 14 ausgebildet ist. Wie zuvor angemerkt, sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel drei Kupplungsmechanismen auf dem Flansch 6a in der Eingangstrommel 6 montiert Ein Sektorzahnrad 32 ist jeweils als Ganzes mit dem Umfang des Lagerendes jedes der Fliehgewichte 14 ausgebildet und steht mit einem gemeinsamen Zahnrad 33 großer Abmessung, das eine ringförmige Form hat und drehbar um den zylindrischen Abschnitt 6b der Eingangstrommel 6 angeordnet ist, in Eingriff.

Mit der oben beschriebenen Anordnung dreht sich, wenn die Drehzahl der Eingangstrommel 6 ansteigt und dementsprechend die Fliehkraft, die in jedem der Fliehgewichte 14 erzeugt wird, einen vorbestimmten Wert erreicht, so daß e'nes der drei Fliehgewichte 14 beginnt, radial nach außen um seinen Drehbolzen 30 zu schwenken, das Sektorzahnrad 32, das zusammen mit dem oben genannten Fliehgewicht 14 ausgebildet ist, in Einklang mit der Schwenkung des letzteren. Die Drehung des oben genannten Sektorzahnrades 32 wird über das Zahnrad 33 mit den großen Abmessungen auf andere Sektorzahnräder 32 übertragen, um dadurch gleichzeitige Schwenkungen aller drei Fliehgewichte 14 in der gleichen Richtung zu verursachen. Wenn jedes der Fliehgewichte 14 und die jeweils zugehörige Kupplungsbacke 9 radial nach außen bis zum Erreichen des vorbestimmten Spaltes m ausgelenkt werden, während sie in einem gegenseitig eingreifenden Zustand gehalten werden, wird die Kupplungsbacke 9 in Reibungsschluß mit der inneren Umfangsfläche der Kupplungstrommel 12 gebracht, um eine Kupplungskraft zu erzeugen, die der Kraft der Kupplungsfeder üb und der Fliehkraft der Kupplungsbacke 9 entspricht. Gleichzeitig kommt das Fliehgewicht 14 außer Eingriff mit der Eingreifnase

31. Die wirksame Kraft der Fliehgewichtfeder 15, die der Fliehkraft des Fliehgewichtes 14 entgegenwirkt, kann nicht allein die radial nach außen gerichtete Bewegung des Fliehgewichtes 14 verhindern, und daher setzt das Fliehgewicht 14 seine radial nach außen gerichtete Bewegung fort, bis seine äußere Umfangsfläche in Eingriff mit der inneren Umfangsfläche der Kupplungsbakke 9 gebracht worden ist. Mit der Vollendung der radial nach außen gerichteten Bewegung des Fliehgewichtes 14 wird die Nase der Arretierfeder 17 an einem Ort auf der Nockenfläche 16 positioniert, der mit dem Punkt E in Fig.4 korrespondiert. Andererseits wird, wenn die Drehzahl der Eingangstrommel 6 sinkt und dementsprechend die Fliehkraft des Fliehgewichtes 14 einen vorbestimmten Wert erreicht, so daß das Fliehgewicht 14 aus der einwirkenden Kraft der Arretierfeder 17 entlassen wird, das Fliehgewicht 14 radial nach innen bis zum Erreichen eines vorbestimmten Spaltes m ausgelenkt, und es folgt dann die Kupplungsbacke 9 der radial einwärts gerichteten Auslenkung des Fliehgewichtes 14 in Eingriff damit, um dadurch die Kupplungsbacke 9 außer Eingriff mit der Kupplungstrommel 12 zu bringen. Auf diese Weise wird die Kupplung außer Eingriff gebracht und in ihre Ausgangsstellung zurückversetzt.

Wie zuvor festgestellt, werden, da eine Vielzahl von Kupplungsmechanismen miteinander mittels mechanischer Verbindungsmittel verbunden sind, die aus Sektorzahnrädern, welche mit den tragenden Enden der Fliehgewichte 14 ausgebildet sind, und aus dem Zahnrad 33 mit großen Abmessungen, das mit den Sektorzahnrädern kämmt, bestehen, alle diese Kupplungsmechanismen in Synchronismus miteinander betätigt Diese Anorndung kann einen Schlupf in einer oder mehreren Kupplungsbacken 9 aufgrund einer Verringerung der Kuppelungskraft der Kupplung sowohl auf das Eingreifen derselben hin als auch einen abnormalen Abrieb des Kuppiungseingriffsteils, der durch Schlupf hervorgerufen würde, vermeiden.

Fi g. 10 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel verwendet ebenfalls eine Vielzahl von synchron betätigten Kupplungsmechanismen, die ihrerseits Kupplungsbakken verwenden, ist jedoch im Unterschied zu dem vierten Ausführungsbeispiel vom Typ »EIN—►AUS«. Des weiteren werden in diesem Ausführungsbeispiel im Unterschied zu dem vierten Ausführungsbeispiel zwei Kupplungsmechanismen verwendet. Das Prinzip der Wirkungsweise ist jedoch im wesentlichen identisch mit dem des vierten Ausführungsbeispiels. Zwei Kupplungsbacken 9, 9 als zweite Eingriffsmittel sind jeweils mit ihren mittleren Abschnitten an einem Ende eines Hebels 34 angebracht, welcher in seinem mittleren Abschnitt um einen Drehbolzen 30 schwenkbar befestigt ist, welcher Drehbolzen in einen Flansch 6a einer Eingangstrommel 6 eingesetzt ist. Das andere Ende des Hebels ist mit einem Ende einer Kupplungsfeder 11, die als eine Schraubenfeder ausgebildet ist, verbunden, deren anderes Ende mit dem Flansch 6a der Eingangstrommel 6 verbunden ist. Auf diese Weise wird jede Kupplungsbacke 9 unter Druck in Reibungsschluß mit der inneren Umfangsfläche einer Kupplungstrommel 12 als einem ersten Eingriffsmittel durch die Kupplungsfeder 11 über den Hebel 34 gehalten. Zwei Fliehgewichte 14,14 sind jeweils an einem Ende durch einen betreffenden der oben genannten Drehbolzen 30 schwenkbar gelagert, und deren tragende Enden sind jeweils in einer Einheit mit einem Sektorzahnrad 32 ausgebildet, das mit einem gemeinsamen ringförmigen Zahnrad 33 mit großen Abmessungen kämmt, welches drehbar um einen zylindrischen Abschnitt 6b der Eingangstrommel 6 angeordnet ist, um dadurch die Fliehgewichte 14 mechanisch miteinander in der gleichen Weise wie in dem vierten Ausführungsbeispiel zu verbinden. Wenn sich die Drehzahl der Eingangstrommel 6 erhöht und dementsprechend die Fliehkraft jedes der Fliehgewichte 14 einen vorbestimmten Wert erreicht, wird ein betrachtetes Fliehgewicht 14 aus der wirksamen Kraft einer korrespondierenden Arret'erfeder 17 freigegeben und dementsprechend radial nach außen ausgelenkt, so daß das Sektorzahnrad 32, das mit demselben Fliehgewicht 14 integral ausgebildet ist, gedreht wird, um dadurch übereinstimmende Drehungen der anderen Fliehgewichte in gleicher Richtung über das gemeinsame Zahnrad und die anderen Sektorzahnräder 32 zu bewirken. Nachdem jedes Fliehgewicht 14 eine vorbestimmte Auslenkung /ausgeführt hat, kommt ein Eingreifstift 18 auf dem Fliehgewicht in Eingriff mit dem zugeordneten Hebel 34, so daß die zugeordnete Kupplungsbacke 9 außer Eingriff mit der Kupplungstrommel 12 gegen die Kraft der Kupplungsfeder 11 kommt. Auf diese Weise kommen die beiden Kupplungsmechanismen gleichzeitig außer Eingriff. Andererseits findet dann, wenn die

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35 Drehzahl der Eingangstrommel 6 sinkt und dementsprechend die Fliehkraft jedes der Fliehgewichte 14 unter einen vorbestimmten Wert fällt, eine umgekehrte Betätigung statt, um die Kupplungbacke 9 in Eingriff mit der Kupplungstrommel 12 zu bringen.

Während alle bisher betrachteten Ausführungsbeispiele Kupplungsbacken als zweite Eingreifmittel verwenden, ist bei den folgenden Ausführungsbeispielen jeweils eine Vielzahl von Scheiben als zweite Eingriffsmittel vorgesehen.

F i g. 11 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung, wobei die Kupplung gemäß diesem Ausführungsbeispiel vom Typ »EIN—-AUS« ist und eine Vielzahl von Kupplungsscheiben verwendet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind mehrere, beispielsweise zwei, Kupplungsscheiben 9' als ein zweites Eingriffsmittel, welche Reibungsseitenflächen haben, vorgesehen, die mit einer Splintverbindung in einen zylindrischen Abschnitt 6b einer Eingangstrommel 6, der auf einer Antriebswelle 2 sitzt, derart angebracht sind, daß sie alle eine axiale Bewegung ausführen können. Andererseits sind mehrere, beispielsweise zwei, Kupplungsscheiben 12e, die eine Reibungsseitenfläche haben und als erstes Eingriffsmittel dienen, axial über eine Splintverbindung in der inneren Umfangsfläche eines äußeren zylindrischen Abschnitts i2d bewegbar, der sich von der äußeren Umfangsfläche eines Flansches 12£> einer Kupplungstrommel 12 in axialer Richtung erstreckt. Die Kupplungsscheiben 9' und die Kupplungsscheiben 12e sind abwechselnd einander überlagernd angeordnet, wobei sie einen Eingreifabschnitt der Kupplung bilden. Ein Fliehgewicht 14 ist innerhalb einer Gewichtkammer 14a, die in radialer Richtung in der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 6b der Eingangstrommel 6 ausgebildet ist, untergebracht und wird durch eine Fliehgewichtfeder 15 in eine Richtung gedrückt, d^:e seiner Fliehkraft entgegenwirkt. Das Fliehgewicht 14 ist mit einer Nockenfläche 16 wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ausgebildet, die in Eingriff mit der Nase einer Arretierfeder 17 steht, welche an einem Ende der Eingangstrommel 6 befestigt ist. Ein in radialer Richtung innerer Abschnitt des Fliehgewichtes 14 hat eine Seitenfläche, die mit einer Eingreifnut 35 ausgebildet ist, in welcher ein Ende eines Hebels 36 als Eingreifmittel aufgenommen wird, der eine L-förmige Konstruktion aufweist, in seinem mittleren Abschnitt durch den zylindrischen Abschnitt 6b der Eingangstrommel 6 gehalten wird und dessen anderes Ende zum Eingreifen in das Fliehgewicht 14 mit der äußersten der Kupplungsscheiben 9' vorgesehen ist. An dem Hebel 36 ist eine Kupplungsfeder 11, die als Torsionsfeder ausgebildet ist, angebracht, um den Hebel 36 gegen die äußerste Kupplungsscheibe 9a zu drücken. Auf diese Weise werden, wenn das Fliehgewicht 14 in seiner Ausgangsposition unwirksam ist, die eingangsseitigen Kupplungsscheiben 9' in Reibungsschluß mit den ausgangsseitigen Kupplungsscheiben 12e mittels der Fliehgewichtfeder 15 und der Kupplungsfeder 11 über den Hebel 36 gehalten. Die Eingreifnut 35, die in dem Fliehgewicht 14 ausgebildet ist, hat einen derartigen inneren Durchmesser, daß ein Spalt /zwischen einem Ende des Hebels 36, der in der Eingreifnut 35 sitzt, und ihrer inneren Umfangswandung definiert werden kann, so daß dann, wenn das Fliehgewicht 14 radial nach außen über eine vorbestimmte Auslenkung /hinaus ausgelenkt wird, das andere Ende des Hebels außer Eingriff mit der äußersten Kupplungsscheibe 9' kommt.

Bei der oben genannten Anordnung beginnt, wenn

die Drehzahl der Eingangstrommel 6 ansteigt und dem- c. entsprechend die Fliehkraft, die in dem Fliehgewicht 14 erzeugt wird, einen vorbestimmten Wert erreicht, eine Auslenkung des Fliehgewichtes 14 radial nach außen gegen die Kraft der Fliehgewichtfeder 15. Nachdem das Fliehgewicht 14 eine vorbestimmte Auslenkung /ausgeführt hat, kommt es in Eingriff mit einem Ende des Hebels 36, und mit einer weiteren Auslenkung veranlaßt es den Hebel 36, sich entgegen dem Uhrzeigersinne, wie in F i g. 11 gezeigt, gegen die Kraft der Kupplungsfeder 11 zu drehen, um eine Auskuppelung der eingangsseitigen Kupplungsscheiben 9 aus den ausgangsseitigen Kupplungsscheiben 12ezu bewirken.

Fig. 12 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung, wobei die Kupplung gemäß diesem Ausführungsbeispiel vom Typ »Aus—*AUS« ist und eine Vielzahl von Kupplungsscheiben verwendet in diesem Ausführungsbeispiel wird aiii Fliehgewicht 14 durch eine Fliehgewichtfeder 15 (welche beide in ähnlicher Weise wie in dem sechsten Ausführungsbeispiel angeordnet sind) der Fliehkraft des Fliehgewichtes 14 entgegenwirkend vorgespannt, um so die eingangsseiti- d. gen Kupplungsscheiben 9' von den ausgangsseitigen Kupplungsscheiben 12e mittels eines Hebels 36 zum Eingriff des Fliehgewichtes 14 in die Kupplungsscheiben 9' und gegen die Kraft der Kupplungsfeder 11, die auf den Hebel 36 einwirkt, fernzuhalten. Mit auf diese Weise nicht im Eingriff stehender Kupplung sind die eingangsseitigen Kupplungsscheiben 9' und die ausgangsseitigen Kupplungsscheiben 12e jeweils geringfügig durch einen Spalt /' auseinandergehalten, wobei die Summe davon eine vorbestimmte Auslenkung / des Fliehgewichtes 14 bildet. Aus dieser Position wird, wenn das Fliehgewicht 14 aufgrund seiner eigenen Fliehkraft !radial nach außen ausgelenkt wird, der Hebel 36 im Uhrzeigersinne, wie in Fig. 12 gezeigt, durch die Kraft der Kupplungsfeder 11, die auf den Hebel 36 einwirkt, gedreht, um die äußerste Kupplungsscheibe 9' unter Druck auszulenken. Wenn die äußerste Kupplungsscheibe 9' ausgelenkt ist, d. h. das Fliehgewicht 14 hat die vorbestimmte Auslenkung / entsprechend der Summe der Spalten /' ausgeführt, sind die eingangsseitigen Kupplungsscheiben 9' in Reibungsschluß mit den ausgangsseitigen Kupplungsscheiben 12e gebracht.

Die Fliehkraftkupplungen gemäß der vorliegenden Erfindung, die die oben beschriebenen Anordnungen und Arbeitsweisen aufweisen, zeigen ausgezeichnete Ergebnisse, wie sie im folgenden angegeben sind:

a. Da die Fliehgewichte, die als diskrete Körper, die von den Eingreifmitteln getrennt sind, ausgebildet sind, direkt an dem Einkuppeln und Auskuppeln der Kupplung zum Betätigen der Eingreifmittel teilhaben, nachdem deren Fliehkraft einen vorbestimmten Wert erreicht hat, kann die Kupplung äugenblicklich aus einem Zustand des Eingriffs in einen Zustand des Nichteingriffs oder umgekehrt gebracht werden. Daher kann trotz der Tatsache, daß die Kupplung eine Fliehkraftkupplung ist, die Zeit, die für eine Umschaltung zwischen eingekuppeltem Zustand und ausgekuppeltem Zustand benötigt wird, sehr viel kleiner als die einer elektromagnetischen Kupplung gehalten werden.

b. Da die Kupplungskraft der Kupplung nicht durch die Fliehkraft der Fliehgewichte beeinträchtigt wird, tritt kein wesentlicher Schlupf zwischen den Eingriffsmitteln sowohl aufgrund des Eingriffs als auch aufgrund des Nichteingriffs auf.

Da das Mittel zu dem Zwecke, daß das Fliehgewicht auf den Eingreifabschnitt der Kupplung einwirkt, nachdem die Fliehkraft des Fliehgewichtes einen vorbestimmten Wert erreicht hat, als Arretiermittel ausgebildet ist, das durch eine Nockenfläche, die auf einem freien Ende des Fliehgewichtes ausgebildet ist, und eine Arretierfeder, die so angeordnet ist, daß sie der zentrifugalen Bewegung des Fliehgewichtes entgegenwirkt, gebildet ist, wird eine Hysterese-Kennlinie für die eingangsseitigen Drehzahlen zum Eingreifen oder Nichteingreifen der Kupplung erreicht, um so eine geeignete Differenz zwischen der Einkuppelungsdrehzahl und der Auskuppelungsdrehzahl mit Genauigkeit zu erzielen. Dies kann das Auftreten eines »Flatterns« des Eingreifabschnitts der Kupplung sowohl aufgrund des Einkuppeins de? Kupplung als auch aufgrund des Auskuppeins davon eliminieren, wobei unnötige Drehzahlschwankungen vermieden werden und wobei die effektive Lebensdauer der Kupplung verlängert wird.

Das Vorsehen einer Vielzahl von Kupplungsmechaniscien, die entsprechenden Fliehkraftkupplungselemente haben, welche untereinander zu ihrer synchronen Betätigung miteinander verbunden sind, macht die Arbeitsweise der Kupplung sicher und stabil, wobei eine gleichförmige Arbeitsweise der Kupplung selbst bei Änderung in den Arbeitskeniilinien der individuellen Kupplungsmechanismen sichergestellt ist, wodurch ein lokaler Abrieb und ein lokales Überhitzen in der Kupplung u. dergl. vermieden werden können.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Fliehkraftkupplung mit einem Eingangsteil (6), einem Ausgangsteil (3), wenigstens einem ersten Kupplungsteil (9, 9), das mit dem Eingangsteil (6) verbunden ist, und einem zweiten Kupplungsteil (12), das mit dem Ausgangsteil (3) verbunden ist, bei der das erste Kupplungsteil (9, 9) relativ zu dem zweiten Kupplungsteil (12) zum Herstellen eines Reibungsschlusses zwischen den beiden Kupplungsteilen (9, 9; 12) bewegbar ist, bei der wenigstens ein von den Kupplungsteilen (9,9; 12) getrenntes Fliehgewicht (14) vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der Fliehkraft auslenkbar ist, bei der Kupplungsfedern (11) vergesehen sind, die abhängig von der Auslenkung des Fliehgewichtes (14) das Einkuppeln oder Auskuppeln der beiden Kupplungsteile (9, 9; 12) bewirken, dadurch getcennzeichnet, daß am Eingangsteil (6) und an den Fliehgewichten (14) Führungselemente (16, 17) vorgesehen sind, die die Kraft der Kupplungsfedern (11) derart steuern, daß diese das erste Kupplungsteil (9, 9) und das zweite Kupplungsteil (12) im eingekuppelten Zustand bzw. im ausgekuppelten Zustand halten, wenn die Fliehkraft des Fliehgewichtes (14) kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und das erste Kupplungsteil (9, 9) und das zweite Kupplungsteil (12) in den jeweils anderen Zustand überführen, unmitelbar nachdem die Fliehkraft des Fliehgewichtes (14) den vorbestimmten Wert erreicht hat, indem sie die Auslenkung des Fliehgewichtes (14) in einer Weise steuern, daß sie zunächst die Fliehkraft des Fliehgewichtes (14) entgegenwirken, dann nur unwesentlich auf die Fliehkraft des Fliehgewichtes (14) einwirken und danach die Fliehkraft des Fliehgewichtes (14) unterstützen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an dem Fliehgswicht (14) ein Nokken (16) befindet, auf den ein an dem Eingangsteil (6) durch eine erste Feder (17) abgestützes Glied drückt und über den das Glied beim Übergang vom Kuppeln zum Entkuppeln und vom Entkuppeln zum Kuppeln jeweils unter Spannen und Entspannen der ersten Feder (17) gleitet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (16) zwei geneigte Flankenflächen (AB, DF) aufweist, deren einander zugewandte, die erste Feder (17) maximal spannende Enden (B, D) durch eine die Spannung der zweiten Feder (17) konstant haltende Fläche (BD) miteinander verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich an dem Fliehgewicht (14) ein Anschlag (18) befindet, der nach einem vorgegebenen Verstellweg des Fliehgewichtes (14) an das erste Kupplungsteil (9) oder einen Träger (34) des ersten Kupplungsteils (9) zum Kuppeln bzw. Entkuppeln des ersten Kupplungsteils (9) mit bzw. von dem zweiten Kupplungsteil (12) angreift.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fliehgewicht (14) unter der Kraft einer zweiten Feder (15) steht, die der Verstellung der Fliehgewichtes (14) durch die Fliehkraft entgegenwirkt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste

Kupplungsteil (9) eine Kupplungsfläche in Form eines Zylinderabschnitts hat und am einen Ende dieses Zylinderabschnitts am Eingangsteil (6) angelenkt ist (bei 10) und daß das zweite Kupplungsteil (12) eine der Kupplungsfläche des ersten Kupplungsteils (9) entsprechende Kupplungsfläche in Form eines Zylinders hat

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fliehgewicht (14) entsprechend dem ersten Kupplungsteil (9) gekrümmt ist und an der gleichen Stelle (bei 10, 30) wie das erste Kupplungsteil (9) an dem Eingangsteil (6) angelenkt ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich an dem Fliehgewicht (14) ein erster Anschlag (27, Gegenfläche von 31) befindet, der das erste Kupplungsteil (9) gegen die Kraft einer dritten Feder (lla) in Abstand von dem zweiten Kupplungsteil (12) hält und nach einem ersten vorgegebenen Verstellweg des Fliehgewichtes (14) das erste Kupplungsteil (9) mit dem zweiten Kupplungsteil (12) unter der Wirkung der dritten Feder (11 a) kuppeln läßt.

9. Verrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich an dem Fliehgewicht (14) ein zweiter Anschlag (28) befindet, der nach einem zweiten vorgegebenen Verstellweg des Fliehgewichtes (14) das erste Kupplungsteil (9) gegen das zweite Kupplungsteil (12) drückt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungsteil (9) eine Kupplungsfläche in Form eines Zylinderabschnitts hat und im Mittelbereich dieses Zylinderabschnitts an einem an dem Eingangsteil (6) gelagerten Hebel (26) angelenkt ist, an den der erste Anschlag (27) und gegebenenfalls der zweite Anschlag (28) angreift und an den die dritte Feder (llaj angreift, und daß das zweite Kupplungsteil (12) eine der Kupplungsfläche des ersten Kupplungsteils (9) entsprechende Kupplungsfläche in Form eines Zylinders hat.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit mehreren Fliehgewichten (14), dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Fliehgewichten (14) zu ihren Anlenkstellen (30) koaxiale Zahnsegmente (32) befinden, in die ein koaxial zu dem Eingangsteil (6) drehbar gelagerter Zahnring (30) zur gleichartigen formschlüssigen Verstellung der Fliehgewichte (14) eingreift.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungsteil (9) wenigstens eine axial verschiebbare Kupplungsscheibe (9') aufweist, die mit bzw. von dem zweiten Kupplungsteil (12) zu kuppeln bzw. zu entkuppeln ist, und daß an die Kupplungsscheibe (9') ein an dem Eingangsteil (6) gelagerter Hebel (36) angreift, an den die erste Feder (11) und das Fliehgewicht (14) angreifen.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fliehkraftkupplung mit einem Eingangsteil, einem Ausgangsteil, wenigstens einem ersten Kupplungsteil, das mit dem Eingangsteil verbunden ist, und einem zweiten Kupplungsteil, das mit dem Ausgangsteil verbunden ist, bei der das erste Kupplungsteil relativ zu dem zweiten