DE3441399C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentrifugalkupplung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Als Stand der Technik ist bereits eine derartige Zentrifugal­ kupplung bekannt (DE-OS 21 51 700), bei welcher die innere Nabe eine relativ komplizierte Ausbildung besitzt. Entsprechend sind auch die damit zusammenwirkenden Kupplungsbacken aufwendig ausgebildet.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Konstruktion zu schaffen, welche bei hoher Funk­ tionssicherheit eine einfachere Gestaltung aufweist.

Diese Aufgabe wird gemäß einer Lösung der Erfindung dadurch definiert, daß der Rotor in an sich bekannter Weise im Quer­ schnitt dreieckförmig ausgebildet ist, daß die Auswölbungspaare durch Vertiefungen in den Rotorflächen gebildet werden, die nahe jeder der Dreiecksspitzen angeordnet sind, daß die Anzahl der Schuhsegmente der Zahl der Rotorseiten entspricht und daß die Segmente stirnseitig Flansche mit Ausnehmungen aufweisen, in welchen an sich bekannte Schraubenfedern angeordnet sind.

Die dreieckförmige Ausbildung des Rotors ist bereits in einer zum Stand der Technik zählenden Konstruktion bekannt (DE-GM 82 29 891.2), wonach bei einer Fliehkraftkupplung die Nabe im Bereich der Fliehgewichts-Anlageflächen aus einem symmetrischen Polygon-Profil bestehen kann. Weiterhin sind auch Schraubenfe­ dern bei einer Fliehkraftschaltkupplung bekannt (DE-AS 16 00 107, US-PS 40 16 963).

Parallel besteht zur Lösung der vorgenannten Aufgabe erfin­ dungsgemäß die Möglichkeit, daß der Rotor zwei zur Drehachse der ersten Welle parallele Flächen aufweist, wobei die Auswöl­ bungspaare durch Vertiefungen in den Rotorflächen gebildet werden, die nahe beiden Rändern der parallelen Flächen angeord­ net sind und der Schuh entsprechend der Anzahl der Rotorseiten in die einzelnen Segmente aufgeteilt ist und am Ende jeder bogenförmigen Wölbung der Segmente über eine Öffnung eine schraubenförmige Feder befestigt ist.

Beiden konstruktiven Gestaltungen ist gemeinsam, daß sich hier­ durch eine einfachere Bauform ergibt, und zwar unter Beibehal­ tung der vollen Funktionssicherheit.

In diesem Zusammenhang ist darauf zu verweisen, daß eine Zen­ trifugalkupplung eine von Zeit zu Zeit erforderliche Schmierung erfahren muß, um eine gute Arbeitswirkung zu erzielen, da die meisten der beweglichen Elemente aus Metall hergestellt und über Zapfen miteinander verbunden sind. Hierdurch ergibt sich eine häufige Wartungsfolge, welche, wenn nicht durchgeführt, zu einer Verkürzung der Lebensdauer und zu einer Minderung der Funktionsfähigkeit führt. Weiterhin könnten Schwierigkeiten insofern auftreten, als die Eingriffselemente, d. h. die Schuhe kaum in den entsprechenden Berührungskontakt mit der Innenseite des Zylinders gebracht werden können.

Alle diese vorgenannten Schwierigkeiten werden durch die beiden erfindungsgemäßen Lösungen einwandfrei vermieden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Zentrifugalkupplung;

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Zen­ trifugalkupplung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Zen­ trifugalkupplung in Vorderansicht, teils gebrochen;

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch die Zentri­ fugalkupplung nach Fig. 3.

Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, weist die Zentrifugalkupp­ lung einen dreieckförmig ausgebildeten Rotor 12 auf, welcher an einem Ende einer ersten Welle 11 befestigt ist. Ein Über­ tragungsteil 13 ist an jeder Spitze des dreieckförmigen Ro­ tors 12 vorgesehen. An beiden Seiten nahe dieser Spitze weist der Rotor eine bogenförmige Vertiefung 15 auf.

Der Rotor 12 ist von einem Schuh umgeben, welcher in eine Anzahl von Segmenten 16 aufgeteilt ist. Die Zahl dieser Schuh-Seg­ mente korrespondiert mit der Zahl der Seiten 14 des Ro­ tors. Da im vorliegenden Fall der Rotor dreieckförmig aus­ gebildet ist, weist bei dieser Konstruktion der Schuh ent­ sprechend drei Segmente auf, welche mit jeder Seite des Drei­ ecks korrespondieren.

Jedes Segment 16 des Schuhs weist eine gewölbte Außenfläche 17 auf und im inneren bogenförmige Auswölbungen 18, welche den Vertiefungen 15 nahe der jeweiligen Enden jeder Seite 14 des Rotors gegenüberliegen.

Weiterhin sind Rollen 19 aus elastischem Material vorge­ sehen. Diese Rollen 19 liegen in dem Zwischenraum, welcher durch die Vertiefungen 15 des Rotors 12 und der Auswölbun­ gen 18 des jeweiligen Schuhsegments gebildet sind. Weiter­ hin liegen die Achsen der Rollen 19 parallel zu der Achse der ersten Welle 11.

Die Segmente 16 des Schuhs weisen gemäß Fig. 2 außenseitig Flansche 20 auf. Diese Flansche 20 sind jeweils mit Aus­ nehmungen 21 versehen, in welchen elastische Mittel, wie beispielsweise Schraubenfedern 22, angeordnet sind. Dadurch werden die einzelnen Segmente des Schuhes nach innen ge­ drückt gegen die erste Welle 11. Durch diese Wirkung der Fe­ dern 22 werden auch die Rollen 19 entsprechend gegen die Flä­ chen der Vertiefungen 15 und 18 gepreßt.

Die Zentrifugalkupplung besitzt weiterhin eine zweite Wel­ le 23, welche mit einem Zylinder 24 verbunden ist, der nach Fig. 1 und 2 die Segmente 16 des Schuhes und den Rotor um­ schließt.

Wenn die erste Welle 11 nach Fig. 1 in Pfeilrichtung gedreht wird, beispielsweise unter Motorwirkung, beginnen sich der Rotor 12, die Rollen 19 und die Segmente 16 des Schuhes wie ein Körper ebenfalls zu drehen. Wenn der Rotor 12 in schnel­ lere Drehung gerät, werden durch die Zentrifugalkraft die Segmente 16 des Schuhes nach außen gedrückt gegen die Wir­ kung der Federn 22. Wenn nun der Radius der kreisförmigen Außenflächen der Segmente 16 des Schuhes genauso groß ist wie die äußere Kreislinie 17, so gelangen die Außenflächen der Segmente des Schuhes in Berührung mit der Innenseite des Zylinders 24, welcher bis zu diesem Zeitpunkt noch nicht an der Drehung teilgenommen hatte.

Für einen gewissen Zeitpunkt drehen sich die Segmente 16 des Schuhes innerhalb des Zylinders 24 unter Reibwirkung. Wenn nun die Rotationsgeschwindigkeit größer wird, so ver­ größert sich ebenfalls die Zentrifugalkraft mit der Folge, daß die Segmente des Schuhes gegen die Innenseite des Zy­ linders so stark gedrückt werden, daß sie über die Wirkung des Rotors 12 und die Reibkraft eine zweite Welle 23 über den Zylinder 24 mitdrehen. Damit herrscht zwischen den Seg­ menten 16 und dem Innenumfang des Zylinders 24 eine bündige Anlage, wie durch den Pfeil A in Fig. 1 dargestellt.

Bei der Bauform nach Fig. 3 und 4 ist der Rotor 31 recht­ eckig ausgebildet und weist zwei Vertiefungen 32 an bei­ den Enden auf. Diese Vertiefungen liegen parallel zur Dreh­ achse der ersten Welle 11. Zwischen den beiden Vertiefungen 32 an jeder Seite des Rotors ist jeweils eine ebene Fläche 33 vorgesehen. Die Form der Vertiefungen 32 ist als Bogenform 34 an jedem Ende der Fläche 33 vorgesehen und geht in eine Neigung 35 über, welche sich gegen die Außen­ seite erstreckt.

Außenseitig des Rotors 31 sind Segmente eines Schuhes ange­ ordnet. Diese beiden Segmente weisen bogenförmige Auswöl­ bungen 37 auf, welche gegen den Rotor gerichtet sind. Es ergeben sich damit Auswölbungspaare 34 und 37, welche exakt einander gegenüberliegen und einen ovalen Zwischenraum bil­ den. Zwischen den Auswölbungen 37 der beiden Segmente be­ findet sich jeweils eine ebene Fläche 38, welche der ebenen Fläche 33 des Rotors gegenüberliegt. Außerhalb der Auswölbun­ gen 37 weisen die entsprechenden Segmente des Schuhs 36 eine bogenförmige Wölbung 39 nach Fig. 3 auf.

Zwischen den Auswölbungen 34 des Rotors 31 und den Auswöl­ bungen 37 der betreffenden Segmente des Schuhs 36 sind je­ weils Rollen 40 aus elastischem Material angeordnet. Der Schuh 36 besitzt darüber hinaus Kupplungsbereiche 41 mit einem Loch 42 am Ende jeder bogenförmigen Wölbung 39. In den Löchern 42 sind jeweils Enden von schraubenförmigen Fe­ dern 43 befestigt, wodurch die beiden Segmente des Schuhs 36 durch Wirkung der Federn 43 an ihren Enden gegeneinander gedrückt werden. Am Außenumfang der Segmente des Schuhs 36 ist wiederum eine gewölbte Fläche 17.

Der Rotor 31 ist an der ersten Welle 11 befestigt. An der Ausgangsseite befindet sich eine zweite Welle 23, welche mit einem Zylinder 24 verbunden ist, der die beiden Seg­ mente des Schuhs 36 sowie den Rotor 31 umschließt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 werden die Segmente des Schuhs 36 durch die Zentrifugalkraft ebenfalls nach außen gedrückt, wenn diese Zentrifugalkraft größer wird und die Kraft der Federn 43 überwindet. Als Folge dieser Zentrifugalkraft kommen die Rollen 40 zwischen die Auswöl­ bung 34 des Rotors 31 und die Auswölbungen 37 des Schuhs 36 im äußeren Bereich. Dadurch sind die Rollen 40 in der La­ ge, den Rotor 31 und den Schuh 36 bzw. dessen beiden Segmen­ te so fest miteinander zu verbinden, daß die Rotationskraft der ersten Welle 11 einwandfrei auf die zweite Welle 23 übertragen wird.

Wenn die Drehung der ersten Welle also schneller wird, wird die Zentrifugalkraft so groß, daß die Außenflächen der Seg­ mente des Schuhes gegen die Innenseite des Zylinders 24 in dem Maße gedrückt werden, daß der Rotor 31 und der Zylinder 24 wie ein Körper miteinander rotieren und damit in der La­ ge sind, eine Last zu übertragen mit Hilfe der Reibungs­ kraft zwischen den Segmenten des Schuhes und dem Zylinder.

Wie im vorgehenden dargestellt, werden durch die Federwir­ kung der Rotor und die Segmente des Schuhes sowie die ela­ stischen Rollen stets gegeneinandergepreßt, und so lange, bis die Zentrifugalkraft größer wird. Danach bewegen sich die Rollen nach außen in den verengenden Zwischenraum zwi­ schen den Auswölbungen bzw. den Schrägen an den Segmenten des Schuhes bzw. des Rotors. Dadurch ergibt sich ein zu­ sätzlicher Keileffekt (Hilfseffekt), wodurch die Kupplungs­ wirkung der Zentrifugalkupplung weiter verbessert wird.

Für diesen Keileffekt kann die Rotationskraft in weiten Grenzen variiert werden durch Veränderung der Neigung der Auswölbungen bzw. der Abschrägungen.

Die Reibwirkung zwischen der Außenfläche der Segmente des Schuhs und dem Zy­ linder wird graduell dadurch vergrößert, daß die Rollen tie­ fer in den sich verengenden Bereich zwischen der Abschrä­ gung und den Auswölbungen gerät. Dadurch wird die Berüh­ rungsfläche zwischen den Schuhen und dem Zylinder vergrößert und es werden ruckartige Übertragungen vermieden.

Weiterhin ergibt sich ein geräuschloser Lauf, da die Rollen aus elastischem Material bestehen. Die Rollen haben die zusätzliche Wirkung, daß sie Torsionsschwin­ gungen absorbieren. Ein weiterer Vorteil der erfindungsge­ mäßen Zentrifugalkupplung besteht darin, daß sie ihre vol­ le Funktionsfähigkeit beibehält, selbst, wenn ein kleiner Versatz zwischen der ersten und der zweiten Welle auftre­ ten sollte.

Claims (2)

1. Zentrifugalkupplung mit einem Schuh, welcher in einer An­ zahl von Segmenten aufgeteilt und außerhalb eines an einer ersten Welle eingangsseitig befestigten Rotors angeordnet ist,
wobei der Rotor und beide Enden der Schuhsegmente einander gegenüberliegende Auswölbungspaare aufweisen, sowie mit Rollen aus elastischem Material, die in jedem Zwischenraum zwischen jedem Auswölbungspaar mit parallel zur Achse des Rotors verlaufenden Achsen liegen,
wobei elastische Mittel die Segmente des Schuhs nach innen gegen den Rotor drücken und ein Zylinder ausgangsseitig an einer Welle angeordnet ist, welcher die Segmente des Schuhs umschließt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor (12) in an sich bekannter Weise im Querschnitt dreieckförmig ausgebildet ist,
daß die Auswölbungspaare durch Vertiefungen (15) in den Rotorflächen gebildet werden, die nahe jeder der Dreiecks­ spitzen angeordnet sind,
daß die Anzahl der Schuhsegmente (16) der Zahl der Rotor­ seiten entspricht und
daß die Segmente (16) stirnseitig Flansche (20) mit Ausneh­ mungen (21) aufweisen, in welchen an sich bekannte Schrau­ benfedern (22) angeordnet sind.

2. Zentrifugalkupplung mit einem Schuh, welcher in eine Anzahl von Segmenten aufgeteilt und außerhalb eines an einer ersten Welle eingangsseitig befestigten Rotors angeordnet ist,
wobei der Rotor und beide Enden der Schuhsegmente einander gegenüberliegende Auswölbungspaare aufweisen,
sowie mit Rollen aus elastischem Material, die in jedem Zwischenraum zwischen jedem Auswölbungspaar mit parallel zur Achse des Rotors verlaufenden Achsen liegen,
wobei elastische Mittel die Segmente des Schuhs nach innen gegen den Rotor drücken und ein Zylinder ausgangsseitig an einer zweiten Welle angeordnet ist, welcher die Segmente des Schuhs umschließt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor (31) zwei zur Drehachse der ersten Welle (11) parallele Flächen aufweist, wobei die Auswölbungspaare durch Vertiefungen (32) in den Rotorflächen gebildet werden, die nahe beiden Rändern der parallelen Flächen angeordnet sind und der Schuh (36) entsprechend der Anzahl der Rotorseiten in die einzelnen Segmente aufgeteilt ist und
daß am Ende dieser bogenförmigen Wölbung (39) der Segmente über eine Öffnung (42) eine schraubenförmige Feder (43) befestigt ist.