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Ausgleichskupplung zur elastischen Kraftübertragung zwischen einem treibenden und einem ge- triebenen sich drehenden Teil.
Die vorliegende Erfindung hat eine elastische Kraftübertragungskupplung zum Gegenstande, welche für den Einbau in Antriebsmeehanismen bestimmt ist, um die bei Kraftübertragung, insbesondere bei Bewegung schwerer Massen, auftretenden Stösse (verursacht durch Anfahr-und Beschleunigungs- widerstände) und deren Rückwirkung auf den Motor und das Getriebe elastisch aufzunehmen und ab- zuschwächen bzw. auszugleichen sowie einen plötzlichen Kraftübersehuss aufzuspeichern und später an den getiebenen Teil wieder abzugeben.
Beispielsweise erfolgt bei durch Verbrennungskraftmaschinen angetriebenen Triebwagen, bei welchen der Motor nicht nur den Fahrwiderstand des Kraftfahrzeugs und der angehängten Wagen zu überwinden, sondern diesen Massen auch die erforderliche Beschleunigung zu erteilen hat, die Kraft- übertragung von dem Motor zu den Treibrädern über ein mehrstufiges Zahnrädervorgelege, das beim Anfahren und auch beim jeweiligen Schalten der verschiedenen Stufen durch eine Reibungskupplung mit dem Motor gekuppelt oder von ihm entkuppelt wird. Bei der Beschleunigung von Massen über eine Reibungskupplung tritt nun der Ubelstand auf. dass die Reibungskraft solcher Kupplungen, d. i.
Reibungskoeffizient mal Normaldruck, plötzlich stark anwächst, wenn die relativen Geschwindigkeiten der Berührungsflächen abnehmen, was zu Schädigungen des Mechanismus durch heftige Stösse und den hiedurch verursachten Schwingungen führen kann. Hiebei ist noch zu berücksichtigen, dass der Fahrwiderstand der- bewegten Massen vom Zustand der Ruhe aus ungleich grösser als wie in der Bewegung ist, also auch hier beim Wechsel der Widerstände eine plötzliche Rückwirkung auf den Antriebsmotor eintritt, die heftige Schwingungen der bewegten Massen zur Folge hat.
Es stellt sich der Vorgang beim Anfahren wie folgt dar : Der Motor wird auf eine möglichst niedrige Drehzahl gebracht, sodann die erste Geschwindigkeitsstufe eingeschaltet und hierauf die Reibungskupplung eingerückt. Die durch die Reibungskupplung zu übertragende Kraft hat nun bei fortwährend steigender Drehzahl des Motors die Aufgabe, nicht nur den Fahrwiderstand des Kraftfahrzeuges und der angehängten Wagen zu überwinden, sondern ihnen auch in einer bestimmten. möglichst kurzen Zeit eine Beschleunigung zu erteilen, bis die der ersten Stufe entsprechende Geschwindigkeit bei der Höchstdrehzahl des Motors erreicht ist.
Die Schaltung auf die zweite Geschwindigkeit erfolgt ähnlich wie oben, ebenso auf die dritte und vierte usw. bis auf die gewünschte Höehststufe, wobei für jede Stufe eine besondere Reibungskupplung vorgesehen ist. Es ist nun klar, dass beim vorschriftsmässigen langsamen Einrücken der Reibungskupplung diese eine gewisse Zeit schleifen oder schlüpfen muss, bis die bewegten fahrenden Massen annähernd diejenige Geschwindigkeit erreicht haben, die der Drehzahl des Motors entspricht.
Bevor jedoch diese Übereinstimmung erreicht wird, wird die aus Sicherheitsgründen überdimensionierte Reibungskupplung aufhören zu schleifen, sie wird greifen, und die noch bestehende Differenz in der Bewegung der fahrenden Massen gegenüber der Drehzahl des Motors muss nunmehr durch eine gewaltsame Beschleunigung der fahrenden Massen ausgeglichen werden. Bei der Grösse der vorhandenen Kräfte und den zu bewegenden Massen sind hiebei Stösse im Getriebe mit ihren unangenehmen, mitunter folgenschweren Begleiterscheinungen unvermeidbar.
Zu diesem kommt noch, dass bei dieser Art unelastischer Kraftübertragung der Wechsel der Geschwindigkeiten jeweils eine unzulässig längere Zeit in Anspruch nimmt, wodurch die gleichmässige Beschleunigung der fahrenden Massen während des Schaltens jeweils unterbrochen und insbesondere beim Fahren in Steigungen dem Motor sodann eine vermehrte, unter Um- ständen verdoppelte Arbeitsleistung aufgebürdet wird.
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und des Motors zu erzielen.
Zur Vermeidung des Axialdruckes ist die Ausgleichskupplung doppelt mit gegenläufigen Kolben ausgeführt. Das tragende Medium des Ausgleichs bildet das im Zylinderraum 8 befindliche Luftkissen, welches auch die schwersten Stösse gleich elastisch aufzunehmen und bei der jeweils nachfolgenden Rickstosswirkung wieder aktiv wirkend, im Sinne der Kraftübertragung auf die zu beschleunigenden Massen, wieder elastisch wirkend weiter zÍ1 geben vermag. Im Gegensatz zu den bereits früher erwähnten Kupp- lungen bewegt sich die Widerstandsdruckkurve der neuen Kupplung, graphisch gesehen, in einer Linie, ähnlich einer Adiabate, u. zw. mit Null beginnend, bis zu einem lediglich durch das Sicherheitsventil begrenzten Maximum, welches in beliebiger Höhe bestimmt werden kann.
Sie wirkt also als Ausgleich für kleinste und grösste Widerstände gleich elastisch. Kleine Verluste durch Undichtigkeit spielen für das Luftkissen keine Rolle, da sie sich automatisch wieder ersetzen. Veränderungen der Widerstandskurve,
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wie sie bei hydraulischen Kupplungen durch die unvermeidbaren Öl-oder Flüssigkeitsverluste oder durch Änderung der Konsistenz der Flüssigkeit, je nach der Jahreszeittemperatur eintreten, sind bei der neuen Ausgleichskupplung vollständig ausgeschlossen.
Die elastische Kupplung ist nicht nur für eine bestimmte Drehrichtung der Motorwelle verwendbar, sondern durch entsprechende Abänderungen, unter Beibehaltung der Grundform für umsteuerbare Motoren, also für beide Drehrichtungen verwendbar.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Ausgleiehskupplung zur elastischen Kraftübertragung zwischen einem treibenden und einem getriebenen sich drehenden Teil, wobei mit einem der beiden Teile ein Hohlzylinder starr verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zylinder (1) zwei mit dem andern (treibenden) Teil axial verschiebbar verbundene Kolben (2) spielen, die während der Kraftübertragung durch axiale Gegenbewegung das zwischen ihnen und dem Zylindermantel eingeschlossene Luftkissen (8) solange komprimieren, bis sie unter der Gegenwirkung des so erzeugten Überdruckes in ausgeglichener Stellung gehalten werden und die Überleitung der Motorkraft auf den Zylinder und von diesem auf den mit ihm verbundenen (getriebenen) Teil bewirken.