DE850100C

DE850100C - Freilaufkupplung fuer hohe Drehzahlen

Info

Publication number: DE850100C
Application number: DED2260D
Authority: DE
Inventors: Heino Franck
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1941-12-09
Filing date: 1941-12-09
Publication date: 1952-09-22

Description

Freilaufkupplung für hohe Drehzahlen Die Erfindung betrifft eine Freilaufkupplung für hohe Drehzahlen, insbesondere für den Antrieb von Ladegebläsen an Flugzeugtriebwerken, bei @r-elcher die Klemmkörper durch Fliehgewichte in ständiger Berührung mit den das Festklemmen der Klemmkörper bewirkenden Keilbahnen gehalten werden.
Bei einer bekannten Rollenklemmkupplung werden die Rollen durch Federn in die Eingriffsstellung gedrückt und durch Fliehgewichte, die den Federn entgegenwirken, wieder von dem Federdruck befreit, wenn die Drehzahl des die Fliehgewichte tragenden Teils groß genug ist. Um den bei einer solchen Kupplung von einer gewissen Drehzahl ab vorhandenen labilen Zustand, wo Federkraft und Fliehkraft einander die Waage halten, zu vermeiden, hat man gemäß einer ferner bekanntgewordenen Rollenfreilaufkupplung vorgesehen, daß die Rollen durch am treibenden Teil der Kupplung angeordnete Fliehgewichtsglieder in die Arbeitsstellung bewegt werden, gegebenenfalls unter Überwindung eines Federdrucks. Der mit Keilbahnen versehene innere Teil der Kupplung dient als treibender Teil. Eine Kupplung dieser Art erweist sich als ungeeignet in den Fällen, wo der treibende Teil bei an sich hohen Drehzahlen beider Teile der Kupplung längere Zeit hindurch vom getriebenen Teil überholt wird,, weil dann die Klemmrollen, die in diesem Falle mit verhältnismäßig großer Kraft nach außen gedrückt werden, ständig an der Innenfläche des äußeren Kupplungsteils reiben. Durch die vorliegende Erfindung wird dieser Mangel behoben.
Die Erfindung besteht. darin, daßsowohl die Keilbahnen als auch die Fliehgewichte an dem äußeren, treibenden Teil der Kupplung angeordnet und die Fliehgewichte dort so geführt sind, daß die freie Komponente ihrer Fliehkraft entgegengesetzt gerichtet und größer ist als die freie Komponente der Fliehkraft der Klemmkörper.
Die Fliehgewichte sind im Sinne der Erfindung ebenfalls an Keilbahnen geführt, wol@ei der Neigungswinkel der Keilbahnen, an denen die Fliehgewichte anliegen, größer ist als der Neigungswinkel derjenigen Keilbahnen, an denen die Klemmkörper anliegen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.
In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen jeweils in Form eines Querschnittes durch die Kupplung wiedergegeben, und zwar zeigt die Abb. i einen Freilauf mit je einem Gegengewicht für eine Gruppe von Klemmkörpern und die Abb.2 ein Ausführungsbeispiel, bei dem jedem Klemmkörper ein besonderes Gegengewicht zugeordnet ist; in der Abb.3 sind die Gegengewichte durch Hebel an den Außenring angelenkt, während in der Abb. 4 Klemmkörper und Gegengewichte zu je einem Körper vereinigt sind; die Abb. 5 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus der Abb. 2 mit einem Kräfteplan.
Der Freilauf nach Abb. i besteht aus einem mit Keilbahnen versehenen Außenring i, einem zylindrischen Innenring 2 und einem Käfig 3, der die Klemmkörper 4 sowie die Gegengewichte 5 führt. Und zwar ist immer einer Gruppe von Klemmkörpern 4, die an der Keilbahn mit dem kleineren Keilwinkel ß anliegen, je ein Gegengewicht 5 zugeordnet, das an der steileren Keilbahn entgegengesetzter Richtung und mit dem größeren Keilwinkel a anliegt. Die Anlage der Klemmkörper und Gegengewichte geschieht durch Fliehkraft. Die Größen der Klemmkörper, Gegengewichte und Keilwinkel sind so aufeinander abgestimmt, daß die freie Komponente der Fliehkraft eines Gegengewichtes 5 die entgegengesetzt gerichteten freien Fliehkraftkomponenten der Klemmkörper etwas überwiegt. Eilt der Innenring 2 z. B. dem Außenring i in Richtung des Pfeiles 16 voraus; so versuchen die Gegengewichte 5 die Klemmkörper 4 ständig gegenüber dem Außenring entgegen dessen Drehrichtung zu verschieben. Auf diese Weise behalten die Klemmkörper stets Fühlung mit der Keilbahn, und der Kraftschluß zwischen den beiden Ringen i und 2 kann ohne jede Verzögerung einsetzen, wenn der Außenring vorauszueilen sucht. Anstatt durch den Käfig 3 können die Klemmkörper 4 und die Gegengewichte 5 natürlich auch durch einzelne Druckstücke gehalten werden.
Zur Verdeutlichung der Wirkungsweise des Freilaufs diene folgendes Beispiel. Der Innenring 2 sei mit der von einer Abgasturbine getriebenen Welle eines Gebläses, der Außenring i mit der Welle des Motors gekuppelt. Solange der Innenring bzw. das Gebläse schneller läuft als der Motor, rollen die Klemmkörper 4 mit leichter Fühlung an der Keilbahn ab. Sowie aber der Motor und damit der Außenring i schneller laufen will als das Gebläse, wälzen sich die Klemmkörper ein wenig entgegen der Drehrichtung des Außenringes ab, werden augenblicklich zwischen der Keilbahn und dem Innenring 2 festgeklemmt und der Krafts,chluß zwischen dem Innenuni Außenring ist hergestellt.
In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 sind die Klemmkörper und Gegengewichte in halbkreisartigen, regelmäßig aufeinander folgenden Ausschnitten 13 des Außenringes i untergebracht. Der Kreisbogen dient in diesem Falle als Keilbahn. Jeder Ausschnitt 13 enthält einen größeren Klemmkörper 6 und ein kleineres GegengMicht 7. Unter der Wirkung der Fliehkraft wird das kleinere Gegengewicht 7 jeweils gegen einen steileren Abschnitt des Kreisbogens gedrückt als der Klemmkörper 6. Der Kräfteplan nach Abb. 5 vermittelt ein Bild von dem Zusammenspiel der Kräfte. Zerlegt man die Fliehkräfte Z, und Zk der Gegengewichte 7 und der Klemmkörper 6 in ihre Normalkomponenten und in die freien, nach dem gemeinsamen Berührungspunkt 14 beider Massen zielenden Komponenten Z,, und Z" so ist die Komponente Z, etwas größer als die entgegengesetzt gerichtete Komponente Z_, Das kleinere Gegengewicht 7 drückt somit den größeren. Klemmkörper ständig in die Keilbahn hinein, wodurch der Kraftschluß zwischen Innenring 2 und Außenring i nach Bedarf augenblicklich hergestellt werden kann.
An Stelle von Gegengewichten, die auf einer schiefen Ebene abrollen, bestellt ferner die Möglichkeit, die Gegengewichte wie in Abb. 3 an den Außenring i so anzulenken, daß (las Gegengewicht 8 auf dem freien Ende des Hebels 9 sitzend eine Kreisbewegung um den mit Bezug auf den Außenring i festen Punkt io ausführt. Dabei ergeben sich im Punkt 15 eindeutige Kraftverhältnisse von der Art, wie sie bei Erläuterungen der Abb. 5 dargelegt worden sind.
Wieder eine andere Ausführung der Erfindung zeigt das Beispiel in Abb.4, bei dem der Klemmkörper und das Gegengewicht zu einem gemeinsamen Körper 12 vereinigt sind. Über die Kräfteverteilung gilt hier gleichfalls das über das Ausführungsbeispiel nach den Abb. 2 bzw. 5 Gesagte.
Durch die Ausbildung eines Freilaufs gemäß der Erfindung ergeben sich in mehrfacher Hinsicht besondere Vorteile. Es besteht die Möglichkeit einer Käfigführung der Klemmkörper bei außenliegenden Keilbahnen. Der Fliehkraft unterworfene Anpreßfedern od. dgl. fehlen. Die Fliehkräfte der Klemmkörper werden durch die immer im gleichen Verhältnis größeren Fliehkräfte der Gegengewichte in ihrer auf das Lösen des Kraftschlusses 5 hingerichteten Wirkung ausgeschaltet. Die Rollen liegen im langsam laufenden Teil des Freilaufs und bleiben relativ zum Außenring in Ruhe.

Claims

PATENT.aNst1t;CCit:': i. Freilaufkupplung für hohe Drehzahlen, insbesondere für den Antrieb von Ladegebläsen an Flugzeugtriebwerken, bei welcher die Klemmkörper durch Fliehgewichte in ständiger Berührung mit den das Festklemmen der Klemmkörper bewirkenden Keilbahnen gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Keilbahnen als auch die Fliehgewichte an dem äußeren, treibenden Teil der Kupplung angeordriet und die Fliehgewichte dort so geführt sind" daß die freie Komponente ihrer Fliehkraft entgegengesetzt gerichtet und größer ist als die freie Komponente der Fliehkraft der Klemmkörper.
2. Freilaufkupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte (5 bzw. 7) ebenfalls an Keilbahnen geführt sind.
3. Freilaufkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (a) der Keilbahnen, an denen die Fliehgewichte anliegen, größer ist als der Neigungswinkel (ß) derjenigen Keilbahnen, an denen die Klemmkörper anliegen..
4. Freilaufkupplurng nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Klemmkörper (6) zusammen mit dem zugehörigen Fliehgewicht (7) in ein und derselben, vorzugsleise kreisbogenförmig begrenzten Aussparung (i3) des äußeren Kupplungsteils angeordnet ist.
5. Freilaufkupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte (8) durch nach innen geneigte Hebel (9) an den äußeren Teil der Kupplung angelenkt sind.
6. Freilaufkupplung nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Fliehgewicht (5) von entsprechender Größe mehreren Klemmkörpern (4) zugeordnet und mit ihnen durch einen Käfig oder einzelne Druckstücke (3) verbunden ist.
7. Freilaufvorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper mit ihren Fliehgewichten jeweils starr verbunden sind (Abb. 4).