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Die Erfindung bezieht sich auf eine Fliehkraftschaltkupplung, insbesondere
für Brennkraftmaschinen und Elektromotoren, die aus einer Nabe mit radial vorstehenden
Stegen besteht, zwischen denen ringsegmentförmige, durch Federn untereinander verbundene
Kupplungsbacken angeordnet sind, die auf ihrer ganzen Außenfläche mit Reibbelag
versehen sind und unter dem Einfluß der Fliehkraft ab einer bestimmten Drehzahl
selbsttätig oder durch Steuermittel gegen eine äußere Kupplungsfläche einrückbar
sind.
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Es sind Fliehkraftkupplungen bekannt, bei denen eine bestimmte Anzahl
von ringsegmentförmigen bzw. mit parallelen Führungsflanken ausgestatteten Kupplungsbacken,
ohne durch Federn untereinander verbunden zu sein,. zwischen etwa radial verlaufenden
Stegen oder in entsprechende Führungen eingesetzt sind, die an einem sternförmigen
und auf einer angetriebenen Welle sitzenden Block angeordnet sind. Diese Kupplungsbacken
sind so ausgelegt, daß sie unter der Wirkung der Zentrifugalkraft automatisch nach
außen geschleudert werden, wodurch sie sich fest gegen eine äußere Kupplungsfläche
anlegen. Die sich berührenden Flächen der Kupplungsbacken und der Stege sind bei
diesen bekannten Fliehkraftkupplungen derart geneigt ausgeführt, daß die aus der
Antriebskraft sich ergebende Reaktionskraft für jede Kupplungsbacke durch einen
Punkt führt, der sich auf einer von der Mitte der Kupplung zur Mitte der erwähnten
Kupplungsbacke führenden Linie befindet. Hierdurch soll eine gleichmäßige Abnutzung
des Reibbelages der Kupplungsbacken erzielt werden.
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Andere bekannte Fliehkraftkupplungen ähnlicher Art versuchen durch
konstruktive Ausbildung der Berührungsflächen der Kupplungsbacken und der Stege
die auftretenden Kräfte zur Erhöhung des zu übertragenden Drehmomentes besser auszunutzen.
Zu diesem Zweck werden dort die Nabe mit den Stegen und die Kupplungsbacken so ausgebildet,
daß jede Kupplungsbacke sich bei der Abnutzung gegenüber der Nabe bewegt oder relativ
dazu dreht und zwar um einen-Mittelpunkt, der auf einer radialen Linie liegt, die
rechtwinklig zu einer durch die Mitte des Kupplungskörpers gehenden radialen Linie
und in einem endlichen Abstand von der Achse der Kupplung verläuft.
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Bei beiden bekannten Konstruktionen ergibt sich immer eine Art Keilwirkung
zwischen Kupplungsfläche und dem Reibbelag der Kupplungsbacken. Diese bekannten
Ausführungen sind infolgedessen mit dem Nachteil behaftet, daß diese Keilwirkung
unabhängig von der Drehzahl ist. An sich soll durch Verwendung derartiger Kupplungen
eine Sicherheit gegen Überlastung erzielt werden. Bei den erwähnten Ausführungen
jedoch kann die Antriebsmaschine bei Überlastung der gekuppelten Seite unter die
Einkupplungsdrehzahl hinaus gebremst werden, da auf Grund der Keilwirkung die Kupplung
die Momentübertragung nicht bei der Einkuppeldrehzahl unterbricht. Kupplungen der
bekannten Art eignen sich daher als Sicherheits- und Schaltkupplungen nicht in allen
Fällen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile
der bekannten Kupplungen zu vermeiden und eine Fliehkraftschaltkupplung so zu gestalten,
daß zusätzlich zu der Fliehkraft im Betrieb eine Verstärkungskraft auftritt, die
gestattet, höhere Drehmomente zu übertragen, wobei aber die für Schaltkupplungen
wesentlichen Anlauf- und Auslaufeigenschaften von Fliehkraftkupplungen erhalten
bleiben.
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Die Erfindung besteht darin, daß die von den Stegen auf die Kupplungsbacken
ausgeübten Kräfte jeweils auf die Mitte der zugehörigen Kupplungsfläche gerichtet
sind und die Verbindungslinien der Berührungsstellen der Flächen der Stege und der
Kupplungsbacken mit den Mitten der Kupplungsflächen immer senkrecht auf den durch
die Berührungsstellen gezogenen Radien stehen. Während bei allen bekannten Fliehkraftkupplungen
entweder gar keine oder nur eine solche Verstärkungskraft erzeugt wird, die zu einem
Verkeilen der Kupplungskörper führt, wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung
zwar eine von der Fliehkraft abhängige Verstärkung der übertragenen Kupplungskraft
erreicht, dennoch aber die bei Schaltkupplungen unerwünschte, drehzahlunabhängige
Eigenwirkung vermieden. Stöße von den Stegen her, die z. B. die Folge von Zündschlägen
bei Kolbenmotoren sein können, können keine unerwünschte Kupplungswirkung hervorrufen.
Die Kraft, mit welcher die Stege auf die Kupplungskörper wirken, wird erst nach
dem Kuppeln zur Erhöhung des zu übertragenden Drehmomentes ausgenutzt, wobei gleichzeitig
gesichert ist, daß die Kraft nur zusammen mit der Fliehkraft als Verstärkungskraft
wirkt. Dies hat zur Folge, daß der Einkuppelpunkt dem Auskuppelpunkt auch bei Überlast
entspricht und die Anlauf- und Auslaufeigenschaften infolgedessen gleich sind. Außerdem
wird erreicht, daß die Kräfte auch bei radialer Verlagerung der Kupplungskörper
infolge Abnutzung ihrer Reibbeläge immer auf die Mitte der Kupplungsflächen gerichtet
bleiben.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Kupplung so
ausgebildet werden, daß die Berührungsstellen der bogenzahnartig gekrümmten Flächen
der Stege und der Kupplungsbacken im wesentlichen parallel zur Kupplungsachse verlaufende
Berührungslinien ergeben.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einer Ausführungsform
beispielsweise dargestellt. Die Abbildung zeigt eine Seitenansicht auf eine Fliehkraftkupplung
mit festen radialen Stegen.
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Die dargestellte Fliehkraftkupplung besteht im wesentlichen aus der
Nabe 1 mit radialen Stegen 4, den Seitenwänden 3 und den Kupplungsbacken 5. In der
Mitte besitzt die Nabe 1 eine konische Bohrung 2. Die Kupplungsbacken 5, die als
Fliehgewichte wirken und an der Außenfläche mit Reibbelag 6 versehen sind, sind
untereinander durch Zugfedern 7 verbunden. Die Zugfedern 7 wirken als Rückholfedern.
Um die Fliehkraftkupplung ist der zu kuppelnde Teil 8 angeordnet.
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Die Kupplungsbacken 5 liegen in Achsrichtung der Kupplung teilweise
zwischen den Seitenwänden 3. In Umfangsrichtung liegen die Kupplungsbacken 5 zwischen
den radialen Stegen 4. Hierdurch ergibt sich eine gute Zentrierung der Kupplungsbacken
5.
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In radialer Richtung nach außen sind die Flächen 9 jedes Steges 4
etwa bogenzahnförmig ausgebildet. Die Kupplungsbacken 5 können an den mit den Stegen
in Berührung stehenden Flächen 10 entsprechend abgerundet sein.
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Die Reibbeläge 6 sind an Blechen 11 befestigt. Jedes Blech 11 liegt
an der Außenfläche der Kupplungsbacken 5 an und besitzt dessen Breite. Die Befestigung
der Bleche 11 erfolgt durch das Einsetzen
jedes Bleches 11 mit einer
je Mitte der Kupplungsbacken angeordneten Schleife 12 in eine axiale Bohrung in
der Kupplungsbacke 5. In der Schleife 12 kann zur Sicherung ein Spannstift eingesetzt
und auseinandergetrieben sein. In Umfangsrichtung sind die Bleche 11 über die Kupplungsbacken
hinaus etwas verlängert. An diesen Verlängerungen sind in Bohrungen oder gestanzten
Löchern die Zugfedern 7 eingehängt.
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Wird die Nabe 1, z. B. von einer angetriebenen Welle, in Drehung versetzt,
dann werden die Kupplungsbacken 5, die eine erhebliche Masse aufweisen, gegen den
Zug der Federn 7 unter der Einwirkung der Fliehkraft in radialer Richtung nach außen
geschleudert. Hierbei legen sich die Kupplungsbacken 5 mit ihren Reibbelägen 6 an
der Innenfläche des Teiles S an und nehmen diesen Teil in Drehrichtung der Nabe
mit.
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Durch die radialen Stege 4 wird über die Kupplungsbacken 5 zusätzlich
zu der Fliehkraft eine Verstärkungskraft auf die Kupplungsflächen ausgeübt. Dies
wird dadurch erreicht, daß die von den Stegen 4 auf die Kupplungsbacken 5 ausgeübten
Kräfte jeweils auf die Mitte der zugehörigen Kupplungsfläche gerichtet sind. Hierzu
ist notwendig, daß der Vektor der Verstärkungskraft an der Berührungsstelle zwischen
jedem radialen Steg 4 und den Kupplungsbakken 5 senkrecht auf dem von dem Mittelpunkt
der Kupplung ausgehenden Radius steht und durch die Mitte der zugehörigen Kupplungsfläche
verläuft. Je nach Form der Flächen 9 an den Stegen 4 und der Berührungsflächen
10 der Kupplungsbacken 5 ist die Kupplungsleistung bis zu unendlicher Größe
regulierbar. Ein weiches oder kräftiges Einkuppeln ist je nach Wunsch erzielbar.