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Fliehkraft, reiblulgskllpplullg.
Unter den verschiedenen bekannten Reibungskupplungen nehmen die sogenannten SpreizringReibungskupplungen, deren Kupplungsring durch zwei oder mehrere einander gegenüberliegende Pressglieder radial und tangential auseinander gepresst wird, einen hervorragenden Platz ein. Sie haben den Nachteil, dass die Kupplung und Entkupplung zwischen dem treibenden und dem getriebenen Teil nicht selbsttätig erfolgt, sondern durch Hebel oder andere Vorrichtungen von aussen betätigt werden müssen.
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Kupplungselemente genau in dem Verhältnis steigt oder sinkt, wie die Umdrehungszahl des treibenden Teiles zu-oder abnimmt.
Dadurch kommt es häufig vor, dass die Einkupplung entweder zu früh erfolgt und beim Abstellen die Kupplungselemente kleben bleiben oder aber, dass, wenn die Schleifbacken von entsprechenden Federn im Anfang zurückgehalten werden, um ein verfrühtes Einkuppeln zu vermeiden, schon bei geringer Überlastung oder bei wenig verminderter Umdrehungszahl des rotierenden Teiles leicht ein Gleiten eintreten kann.
Für viele Zwecke wirken diese angeführten Nachteile störend, weshalb von dem Einbau einer selbsttätigen Kupplung Abstand genommen wird, obwohl sie von wesentlichem Vorteil, wäre. So ist es beispielsweise zum stromstosslosen Anlassen von Elektromotoren (besonders Drehstrommotoren mit Kurzschlussanker) erforderlich, dass die Kupplung nicht eher voll wirksam werden kann, als der Stator die ganze Netzspannung erhält und damit sein volles Drehmoment entwickelt.
Es ist ferner von grosser Wichtigkeit, dass nach erfolgter Kupplung jedes Gleiten zwischen den treibenden und dem getriebenen Teil unmöglich ist und dass eine Entkupplung keinesfalls bei einem gewöhnlichen Nachlassen der Umdrehungszahl, wie es in jedem Betriebe häufig vorkommt, eintreten kann, sondern erst dann, wenn die Umdrehungszahl beträchtlich unter Normal gesunken ist und damit ein Entkuppeln wünschenswert ist.
Gegenstand der Erfindung ist eine selbsttätige Reibungskupplung, mit welcher diese Kupplungweise einwandfrei ermöglicht wird.
Erreicht wird dies gemäss der Erfindung dadurch, dass die Kupplungselemente (Spreizring, Schleif- backen od. dgl. ) von gesonderten, unter Federn-oder Gewichtseinfluss stehenden Fliehkörpern mittelbar oder unmittelbar derart beeinflusst werden, dass die Kupplungselemente für sich selbst zunächst nur eine Art Vorkupplung bewirken können und die endgültige Kupplung mit Hilfe der Fliehkörper erst dann erfolgt, wenn der treibende Teil eine vorher festgesetzte oder seine Normalumdrehungszahl erreicht hat, während das Entkuppeln erst dann eintritt, wenn die Umdrehungszahl beträchtlich gesunken ist.
Ausser den Kupplungselementen enthält die Kupplung Verriegelungsorgane, welche von gesonderten Fliehkörpern beeinflusst sind und jedes Gleiten des mitgenommenen Teiles der Kupplung verhindern.
Diese Verriegelungsorgane können zwangläufig erst nach vollständig erfolgter Einkupplung in Kraft treten und sich ebenfalls erst bei einem beträchtlichen Sinken der Umdrehungszahl selbsttätig losen.
In der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung in eine Spreizringkupplung eingebaut dargestellt, an deren Stelle jedoch mit entsprechenden mechanischen Änderungen jede andere
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zeigt einen Längsschnitt nach der Linie E-F in Fig. 2 und Fig. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie G-H in Fig. 1.
Hiebei ist rt die Riemenscheibe, gegen deren Innenmantel der geteilte Kupplungsring b anliegt, welcher in bekannter Weise durch zwei oder mehrere einander gegenüberliegende Pressglieder c, d auseinandergespreizt und damit gegen die Riemenscheibe angepresst wird. Auf der antreibenden Welle e sitzt aufgekeilt ein Gusskörper der gegenüber der Kupplungsfläche ein Kreuzstück g bildet. In zwei einander gegenüberliegenden Armen dieses Kreuzstückes sind die Pressglieder e, d radial verschiebbar angeordnet.
Sie liegen auf das Kreuzstück in der Achsrichtung durchsetzenden doppelhebelartigen Fliehkörpern, die um Bolzen k drehbar sind und deren längerer Arm i am Ende zu den schweren Fliehgewichten k ausgestaltet ist, während der kürzere Arm I gegen eine federbeeinflusste, auf dem Körper f axial verschiebbare Bundscheibe 1n anliegt. Die Bundseheibe steht unter dem Einfluss einer starken Schraubenfeder'n, welche sie fest gegen die Fliehgewichtshebel i, I anpresst.
In den beiden anderen einander gegenüberliegenden Armen des Kreuzstückes g sind die Dorne o radial verschiebbar gelagert, die seitlich zwischen dem Kupplungsring und den Fliehgewichten k angeordnet sind. Die zur Verriegelung dienenden Dorne stehen mit leichteren Fliehkörpern in gelenkiger Verbindung,, die um Bolzen p drehbar sind und deren längerer Arm q zu leichteren Fliehgewichten l' ausgebildet ist, während der kürzere Arm s gleichfalls gegen die federbeeinflusste Bundscheibe m anliegt.
BeihoherUmdrehungszahlkann die stirnseitige Druckfläche der Bundscheibe , wie im Ausführungsbeispiel angegeben ist, vorteilhaft als eine zweifach gebrochene Winkelfläche ausgestattet sein, in der Weise, dass der äussere Teil eine flachere Kegelfläche t in bezug zur Waagrechten bildet, während der innere Teil als steilere Kegelfläche u ausgestaltet ist. Die Innenseite der Riemenscheibe a ist gegenüber den Verriegelungsdornen o mit einem oder mehreren zahnartigen Ausschnitten v versehen.
Die Wirkungsweise der Kupplung ist folgende : Bei Leerlauf dreht sich der innere Kupplungsteil
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gestrichelt eingezeichnete Stellung einnehmen, in welcher die flache Kegelfläche t der Bundscheibe 1n gegen die Arme I und s der Fliehgewichte drückt. Hiebei schleift der zufolge seiner eigenen Fliehkraftwirkung und derjenigen der Pressglieder c und d gespreizte Kupplungsring bereits bremsend auf der
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die von den Fiiehgewichten k entwickelte Fliehkraft nicht, um die Bundscheibe m entgegengesetzt der Feder n vorzuschieben, so dass während dieser ganzen Zeit die Kupplungsfliehgewichte k in keiner Weise auf den Kupplungsring einwirken können.
Erst wenn die Normalumdrehungszahl erreicht ist, steigert sich die Fliehkraftwirkung in dem Masse, dass die Fliehgewichte k langsam den Gegendruck der Bundscheibe m überwinden und nunmehr in die in Fig. 1 voll eingezeichnete Stellung kommen, in welcher sie einerseits
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des getriebenen Teilen bewirkt wird.
Beim Kuppeln sinkt naturgemäss durch das Mitnehmen der Lasten die Umdrehungszahl, um nach kurzer Zeit wieder auf die volle Höhe zu gelangen. Sowie dies der Fall ist, können die leichteren, vom Spreizring b unabhängigen Fliehkörper weiter ausschwingen, wodurch sie einerseits die Dorne o unter weiterem Vorschieben der Bundscheibe m in die Zähne v pressen und damit, die Kupplung verriegeln,
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von dem Gegendruck der Schraubenfeder n nunmehr vollständig entlasten.
Bei nicht zu stark sinkender Tourenzahl wird die Kupplung samt der Verriegelung keinesfalls wieder aufgehoben, da wie erläutert der Gegendruck der Schraubenfeder n ausschliesslich nur auf die beiden leichteren Fliehkrafthebel q, r, s wirkt und deren Winkelgrad im Verhältnis zur Auflagefläche an der Bundscheibe m in der Endstellung (wenn verriegelt) derart ist, dass die Bolzen p beinahe den ganzen nicht unbedeutenden Druck der Feder. n auffangen.
Sinkt jedoch die Umdrehungszahl in unzulässiger Weise, so lässt die Wirkung der leichteren Fliehkörper q, r, s derart nach, dass nunmehr die Feder n zur Wirkung kommt und die Bundscheibe m zurückdrückt, wodurch zuerst die Verriegelung und hienach der angetriebene Teil vom treibenden Teil entkuppelt wird.
Infolgedessen erfolgen Kupplung und Entkupplung vollständig'selbsttätig, u. zw. erstere in jenem Augenblick, in welchem der treibende Teil die normale Umdrehungszahl erreicht, während das Entkuppeln erst dann stattfindet, wenn die Umdrehungszahl ganz bedeutend, z. B. auf ein Drittel der normalen gesunken ist.
Erwähnt sei, dass an Stelle der gestuften Bundscheibe m auch bei nicht zu hoher Umdrehungszahl oder leichterem Fliehgewicht iir nur schwach belastete Kupplungen eine Bundseheibe Verwendung
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finden kann, die keine gebrochene, sondern eine glatte Kegeifläche besitzt, deren Winkelgrad derjenigen Tourenzahl des antreibenden Teiles angepasst sein muss, bei der die Kupplung stattfinden soll. Ferner ist es auch ohne weiteres möglich, an Stelle der zwei Verriegelungsdorne o nur einen einzigen Verriegelungdorn vorzusehen, oder anstatt nur einen Kupplungsring und ein vierteiliges Kreuzstück zwei entweder zusammen oder nacheinander in Wirkung tretende Spreizringe mit einem sechsteiligen Kreuzstück zu verwenden.
Für besondere Fälle kann auch die Bundscheibe m mit einer gesondert und von aussen zu betätigenden Vorrichtung versehen sein, um durch Festhalten oder Freigeben der Bundscheibe die Wirkung der selbsttätigen Kupplung nach Belieben zu verhindern oder zu ermöglichen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Fliehkraft-Reibungskupplung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung in zwei oder mehrere zwangsläufig aufeinanderfolgende Vorgänge, u. zw. mindestens in eine Vorkupplung und in die eigentliche Kupplung zerfällt, wobei sowohl die Elemente der Vorkupplung, z. B. Spreizring, Schleifbacken od. dgl., als auch die Elemente der Hauptkupplung, z. B. Fliehgewichtshebel, vom antreibenden Teil, u. zw. die ersten schon bei geringerer Umdrehungszahl, die letztgenannten vorteilhaft erst bei normaler Umdrehungszahl des antreibenden Teiles oder kurz vorher in Tätigkeit gesetzt werden.
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Centrifugal force, friction ball.
Among the various known friction clutches, the so-called expanding ring friction clutches, the clutch ring of which is pressed apart radially and tangentially by two or more opposing pressing members, occupy a prominent place. They have the disadvantage that the coupling and decoupling between the driving and the driven part does not take place automatically, but must be actuated from the outside by levers or other devices.
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Coupling elements increases or decreases in the same proportion as the number of revolutions of the driving part increases or decreases.
As a result, it often happens that the coupling is either too early and the coupling elements stick when the machine is switched off, or that if the grinding jaws are held back by appropriate springs at the beginning to avoid premature coupling, even if there is little or no overload Slipping can easily occur at a reduced number of revolutions of the rotating part.
These disadvantages have a disruptive effect for many purposes, which is why the installation of an automatic clutch is dispensed with, although it would be a significant advantage. For example, in order to start electric motors without current (especially three-phase motors with short-circuit armature), it is necessary that the coupling cannot become fully effective before the stator receives the full mains voltage and thus develops its full torque.
It is also of great importance that once the coupling has been carried out, any sliding between the driving and the driven part is impossible and that decoupling can never occur when the number of revolutions is normal, as is often the case in every company, but only when the number of revolutions has dropped considerably below normal and decoupling is therefore desirable.
The subject of the invention is an automatic friction clutch with which this type of clutch is made possible.
This is achieved according to the invention in that the coupling elements (expanding ring, grinding jaws or the like) are directly or indirectly influenced by separate centrifugal bodies under the influence of springs or weight in such a way that the coupling elements initially only act as a type of pre-coupling can cause and the final coupling with the help of the centrifugal body only takes place when the driving part has reached a previously set or its normal speed, while the decoupling only occurs when the speed has decreased significantly.
In addition to the coupling elements, the coupling contains locking elements, which are influenced by separate centrifugal bodies and prevent any sliding of the part of the coupling that is carried along.
These locking organs can inevitably only come into force after the coupling has been completely carried out and also only come loose automatically when the number of revolutions drops considerably.
In the drawing, for example, an embodiment of the invention is shown installed in an expanding ring coupling, but in its place any other with corresponding mechanical changes
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shows a longitudinal section along the line E-F in FIG. 2 and FIG. 4 is a cross section along the line G-H in FIG.
Here rt is the belt pulley, against the inner surface of which the split coupling ring b rests, which is spread apart in a known manner by two or more opposing pressing members c, d and thus pressed against the belt pulley. A cast body is wedged on the driving shaft e and forms a cross piece g opposite the coupling surface. In two opposing arms of this cross piece, the pressing members e, d are arranged so as to be radially displaceable.
They lie on the cross piece in the axial direction penetrating double lever-like centrifugal bodies, which can be rotated around bolts k and whose longer arm i is designed at the end to the heavy flyweights k, while the shorter arm I against a spring-influenced, on the body f axially movable collar washer 1n is applied. The collar washer is under the influence of a strong helical spring which presses it firmly against the flyweight levers i, I.
In the two other opposing arms of the cross piece g, the mandrels o are mounted in a radially displaceable manner and are arranged laterally between the coupling ring and the flyweights k. The locking pins are in an articulated connection with lighter centrifugal bodies, which can be rotated around bolts p and whose longer arm q is designed for lighter flyweights l ', while the shorter arm s also rests against the spring-influenced collar disk m.
At a high number of revolutions, the face pressure surface of the collar disk, as indicated in the exemplary embodiment, can advantageously be designed as a double-broken angular surface, in such a way that the outer part forms a flatter conical surface t in relation to the horizontal, while the inner part is designed as a steeper conical surface u . The inside of the belt pulley a is provided with one or more tooth-like cutouts v opposite the locking pins o.
The function of the clutch is as follows: When idling, the inner clutch part rotates
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Assume the position shown in dashed lines, in which the flat conical surface t of the collar disk 1n presses against the arms I and s of the flyweights. Hiebei grinds, according to its own centrifugal force and that of the pressing members c and d spread clutch ring already braking on the
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the centrifugal force developed by the flyweights k is not used to advance the collar disk m in the opposite direction to the spring n, so that the clutch flyweights k cannot act in any way on the clutch ring during this time.
Only when the normal number of revolutions is reached does the centrifugal force increase to the extent that the centrifugal weights k slowly overcome the counterpressure of the collar disk m and now come into the position fully drawn in FIG. 1, in which they on the one hand
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of the driven parts is effected.
When coupling, the number of revolutions naturally decreases when the loads are carried with you, only to return to full height after a short time. As soon as this is the case, the lighter centrifugal bodies, independent of the expanding ring b, can swing out further, whereby on the one hand they press the mandrels o into the teeth v while further advancing the collar disk m and thus lock the clutch,
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Now completely relieve the counter pressure of the helical spring n.
If the number of revolutions does not decrease too much, the clutch and the lock are never released again, since, as explained, the counterpressure of the helical spring n only acts on the two lighter centrifugal levers q, r, s and their degree of angle in relation to the contact surface on the collar disk m in the The end position (when locked) is such that the bolts p take almost all of the not insignificant pressure of the spring. catch n.
If, however, the number of revolutions drops in an impermissible manner, the effect of the lighter centrifugal bodies q, r, s diminishes in such a way that now the spring n comes into effect and pushes back the collar disk m, whereby first the lock and then the driven part is decoupled from the driving part becomes.
As a result, coupling and decoupling take place completely automatically, u. zw. The former at that moment in which the driving part reaches the normal number of revolutions, while the uncoupling only takes place when the number of revolutions is quite significant, e.g. B. has dropped to a third of normal.
It should be mentioned that instead of the stepped collar disk m, a collar disk is used for clutches that are only lightly loaded, even if the number of revolutions is not too high or the flyweight is lighter
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which has no broken, but a smooth conical surface, the degree of angle of which must be adapted to the number of revolutions of the driving part at which the clutch is to take place. Furthermore, it is also easily possible to use only a single locking pin instead of the two locking pins, or instead of just one coupling ring and a four-part cross piece to use two expanding rings with a six-part cross piece that come into effect either together or one after the other.
For special cases, the collar disk m can also be provided with a separate device that can be operated from the outside in order to prevent or enable the automatic coupling to act as desired by holding or releasing the collar disk.
PATENT CLAIMS:
1. Centrifugal friction clutch, characterized in that the clutch in two or more inevitably successive processes, u. between at least one pre-coupling and the actual coupling, both the elements of the pre-coupling, e.g. B. expanding ring, grinding jaws od. Like., As well as the elements of the main clutch, z. B. flyweight lever, from the driving part, u. between the first already at a lower number of revolutions, the latter are advantageously only put into action at the normal number of revolutions of the driving part or shortly before.