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Pedalbetätigte Fliehkraftkupplung
Die Erfindung betrifft eine pedalbetätigte Fliehkraftkupplung mit einem mit einer motorisch getriebenen Welle verbundenen und mit ihr rotierenden Kupplungsgehäuse, in welchem die Kupplungsglieder und diese betätigende, unter dem Einfluss von Fliehgewichten stehende Winkelhebel angeordnet sind, gegenüber-denen die Fliehgewichte bei eingerückter Kupplung wirksam sind, wogegen sie bei ausgerückter Kupplung infolge Verschiebung in eine momentenlose Stellung unwirksam sind.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Kupplung dieser Art zu schaffen, die sich auch zur Verwendung an kleinen Maschinen, z. B. motorisch getriebenen Rasenmähern, Gartenbautraktoren, kleinen Industrietraktoren u. dgl., insbesondere für derartige mit einem Dieselmotor ausgestattete Maschinen eignet.
Wenn derartige Maschinen von einem Dieselmotor angetrieben werden, dann ergeben sich bei Verwendung der bekannten Fliehkraftkupplungen Schwierigkeiten insoferne, als zum leichteren Handankurbeln eine grosse Schwungmasse verwendet wird. Die Trägheit dieser Masse bedingt eine unerwünscht lange Wartezeit, bis die Drehzahl des Motors genügend gesunken ist, um eine Fliehkraftkupplung zum Einlegen eines Ganges ausrücken zu können. Ferner muss bei laufendem Motor die Drehzahl der Maschine genügend verlangsamt werden, um ein weiches Ausrücken der Kupplung zum Gangwechsel oder zum Anhalten zu ermöglichen. Diese Beherrschung der Drehzahl des Motors erfordert beträchtliches Geschick und Erfahrung, wenn Motor und Kupplung z.
B. in einer Maschine verwendet werden, die Material von einem Stapel in einen vorn an der Maschine montierten Behälter ladet.
Es ist bereits eine mechanisch betätigbare Fliehkraftreibungskupplung bekannt, bei welcher der Anpressdruck auf die Reibscheiben von mit Rollen ausgestatteten Fliehgewichten über Winkelhebel und Fe- dern übertragen wird, die in einer im Kupplungsgehäuse axial verschiebbaren Ringscheibe gelagert sind. Das Wesentliche an der Wirkungsweise dieser bekannten Kupplung ist, dass im ausgeschalteten Zustande der Kupplung die Rollen und die Drehachsen der Winkelhebel radial fluchten, so dass die Winkelhebel kein Moment übertragen und daher unwirksam sind. Allerdings ist bei dieser Kupplung das Ein- und Ausschalten nur mit erheblichem und verschieden wirksamen Kraftaufwand möglich.
Ausserdem sind bei dieser Kupplung keine Vorkehrungen getroffen, um ein Nichtfluchten der An- und Abtriebswelle auszugleichen oder eine Abnützung der Reibscheiben zu kompensieren.
Die Erfindung bezweckt die Überwindung dieser Schwierigkeit und die Schaffung einer Fliehkraftkupplung, die ohne weiteres, insbesondere ohne Herabsetzung der Drehzahl des Motors bei jeder beliebigen Drehzahl ein-und ausgerückt werden kann, wobei der zur Betätigung der Kupplung erforderliche Druck unabhängig von der Fliehkraft konstant bleibt. Das Kupplungsgehäuse läuft mit der Drehzahl des Motors oder, wenn zwischen dem Kurbelwellentrieb und der Kupplung eine Untersetzung vorgesehen ist, mit einer ihr proportionalen Drehzahl weiter und kann Hilfseinrichtungen, wie eine Lichtmaschine, eine Pumpe od. dgl., treiben.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die in vorspringenden Lappen einer axial verschiebbaren Ringscheibe gelagerten Winkelhebel bis zu einem Anschlag verschwenkbar und hierauf um den Anschlagpunkt kippbar sind, wodurch die genannte Ringscheibe unter dem Einfluss der Fliehgewichte kraftschlüssig und unter gleichbleibendem Druck gegen das Abtriebskuppelglied zur Anpressung
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gelangt.
Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung weist die Kupplung eine im Gehäuse gelagerte, axial verschiebbare Ausrückplatte auf, die mit paarweise in Abstand angeordneten, geschlitzten Lappen versehen ist, welche Schlitze zur Führung des das Fliehgewicht tragenden Zapfens dienen, wobei jedes Fliehgewicht geteilt und zu beiden Seiten einer Li an sich bekannter Weise mit dem Winkelhebel zusammenarbeitenden Rolle angeordnet ist, überdies kann bei der erfindungsgemässen Fliehkraftkupplung die Kupplungsscheibe über elastische Zwischenglieder mit dem Abtriebsglied verbunden werden, um Fehlausrichtungen zwischen der Antriebs- und Abtriebswelle auszugleichen. Um nun eine Abnützung der Reibscheiben zu kompensieren, ist der Schwenkbereich jedes Winkelhebels mittels Anschlagschrauben gegen die ein Arm des Winkelhebels anschlägt, verstellbar ausgebildet.
Die Erfindung und ihre weiteren Merkmale werden nachstehend an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Darin zeigt Fig. 1 die eingerückte Kupplung im Vertikalschnitt, Fig. 2 die ausgerückte Kupplung ebenfalls im Vertikalschnitt, Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie 1I - 1I der Fig. 2 und Fig. 4 das Abtriebsglied der Kupplung in der Stirnansicht.
In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel wei'. t ein Kupplungsgehäuse l eine Vorderplatte 2 und eine Rückplatte 3 auf, die durch einen breiten Ring 4 im Abstand voneinander gehalten werden. Die Vorder- und Rückplatte werden durch drei Stiftschrauben 5 mit Muttern 6 zusammengehalten.
Einstückig mit der Vorderplatte 2 ist eine Keilriemenscheibe 7 ausgebildet, während an der Rückplatte 3 mittels Schrauben 17 eine Keilriemenscheibe 8 befestigt ist. Die Rückplatte 3 und die Scheibe 8 bilden ein Lager für eine weiter unten beschriebene Ausrückplatte.
Die beiden Scheiben 7 und 8 rotieren mit dem Kupplungsgehäuse und können mittels geeigneter, nicht dargestellter Riementriebe zum Antrieb von Hilfseinrichtungen, wie Lichtmaschine, Pumpen für hydraulische Arbeitseinrichtungen u. dgl. Zugehör verwendet werden. An Stelle der Scheiben 7 und 8 können auch Kettenräder vorgesehen werden, welche die Hilfseinrichtungen mit Hilfe von Ketten antreiben.
Die von dem nicht gezeigten Motor kommende Antriebswelle 10 hat einen Konus 11, an den ein mit einem Schraubengewinde versehener Teil 12 anschliesst. Der Konus 11 sitzt passend in einer Konusbohrung 13 der Vorderplatte 2 und ist mittels eines Keils 14 mit dieser verkeilt. Auf dem mit einem Gewinde versehenen Teil 12 der Antriebswelle 10 sitzt eine Mutter 15. Beim Anziehen der Mutter 15 gegen eine Beilagscheibe 16 wird die Vorderplatte 2 in der Axialrichtung der Antriebswelle 10 auf den Konus 11 aufgezogen. Das Kupplungsgehäuse 1 rotiert daher mit der gleichen Drehzahl wie die Welle 10, normalerweise mit der Drehzahl des Motors. Wenn jedoch eine Unter- oder Übersetzung der Drehzahl des Motors erwünscht ist, kann zwischen Motor und Antriebswelle 10 ein Getriebe vorgesehen werden.
Aus dem Inneren des Kupplungsgehäuses 1 tritt eine Abtriebswelle 18 durch die Rückplatte 3 und eine Ausrückplattennabe 19, die mit der Abtriebswelle 18 konzentrisch ist und ebenfalls die Rückplatte 3 durchsetzt. Die Ausrückplattennabe 19 ist mittels Madenschrauben 21 an einer Hülse 20 befestigt, die einen Radialflansch 44 hat. Dieser hält einen Bund 45 fest, an dem die Schenkel 146 eines Bügels anliegen, der in bekannter Weise mit Hilfe eines Pedals, Handhebels od. dgl. derart verschwenkt werden kann, dass er dem Bund 45, der Hülse 20 und dem an ihr befestigten Mechanismus eine Axialbewegung erteilt, mit welcher die Kupplung ein-bzw. ausgerückt wird. Dies wird nachstehend beschrieben.
Zwischen dem Flansch 44 und dem Bund 45 ist eine Gleitscheibe 22 eingesetzt, um den Abrieb zwischen dem rotierenden Flansch 44 und dem feststehenden Bund 45 zu verringern.
Die Scheibe 8 hat eine Bohrung 23 von grossem Durchmesser, welche von der Ausrückplattennabe 19 durchsetzt wird, wobei die Scheibe 8 als Umfangslage für die Ausrückplattennabe 19 während deren Axialbewegung längs der Abtriebswelle 18 wirkt.
Die Abtriebswelle 18 ist an ihrem innerhalb des Kupplungsgehäuses 1 befindlichen Innenende 24 mit einer Kerbverzahnung versehen, welche in eine innen mit einer Gegenverzahnung versehene Nabe 25 eintritt, die einstückig an einer Scheibe 26 ausgebildet ist. Die Scheibe 26 hat drei Radialarme 27 (Fig. 4), an denen je ein Ende eines der paarweise angeordneten elastischen Zwischenglieder 30 befestigt ist. Jedes elastische Zwischenglied besteht aus einem Block 31 aus Gummi od. dgl. elastischem Material, an dem an der einen Seite eine in der Draufsicht formgleiche Anlenkplatte 32 angebracht ist, sowie aus zwei Abstandhaltern 33 aus Metall, die an beiden Enden des Blocks durch diesen und die Anlenkplatte 32 hindurchtreten. Die Abstandhalter 33 bilden Hülsen, durch welche Befestigungsschrauben gesteckt werden können.
Die Zwischenglieder 30 sind mit Hilfe von Schrauben 28 und Muttern 29 an den Radialarmen 27 angeklemmt, wobei die Muttern vorzugsweise selbsthemmend ausgebildet sind.
Am andern Ende sind die elastischen Zwischenglieder 30 an drei Speichen 34 einer Kupplungsscheibe 35 angeschraubt. Diese Speichen 34 sind z. B. durch Schweissen oder Giessen an einer Mittelnabe 36
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befestigt, die frei auf einer Lagerhülse 37 rotiert, die auf einem mit Stiftschrauben 39 an der Vorderplatte 2 befestigten Rundflansch 38 montiert ist.
Die elastischen Zwischenglieder 30 sind an den Speichen 36 mittels Schrauben 40 und Muttern 41 befestigt. Die Schrauben 40 durchsetzen die an den Enden der Zwischenglieder vorgesehenen Abstandhalter 33. Die Muttern 41 sind vorzugsweise selbsthemmend ausgebildet.
An der Vorder- und Rückseite der Kupplungsscheibe 35 sind Kupplungsbeläge oder Reibscheiben 42 festgenietet. Jede Reibscheibe 42 ist mit acht ausgesenkten Löchern 43 ausgebildet, welche Nieten 9 aufnehmen, die die vordere Reibscheibe, die Kupplungsscheibe 35 und die hintere Reibscheibe durchsetzen. Auf diese Weise liegt die Kupplungsscheibe 35 zwischen den Reibscheiben 42.
Die Kupplungsscheibe 35 und die Reibscheiben 42 stellen das Abtriebsglied der Kupplung dar.
Da der Rundflansch 38 mit der Vorderplatte 2 umläuft, würde jede Exzentrizität der Bewegung der Vorderplatte 2 oder der Antriebswelle 10 auf die Kupplungsscheibe 35 übertragen werden, da deren Mittelnabe 36 zwar von dem Rundflansch 38 getragen wird, bei ausgerückter Kupplung aber nicht mit ihm umläuft. Ebenso wird die Scheibe 26 von der Abtriebswelle 18 getragen, und bei kleiner Fehlausrichtung zwischen der Abtriebs- und Antriebswelle würde die Scheibe 26 in einer Radialebene rotieren, die zur Radialebene der Kupplungsscheibe 35 nicht parallel ist. Um diese Mängel zu beheben, beseitigen die vorstehend beschriebenen elastischen Zwischenglieder 30 jede Fehlausrichtung oder Exzentrizität zwischen der Scheibe 26 und der Kupplungsscheibe 35.
Die elastischen Zwischenglieder 30 gestatten auch die Aufnahme von leichten Torsionsbewegungen der Scheibe 26 und der Kupplungsscheibe 35, besonders bei Beginn der Bewegungsübertragung vom Motor über die Kupplung, wobei die elastischen Zwischenglieder die Übertragung eines sanften Anlaufens des Motors llnterstützen.
In dem Kupplungsgehäuse ist auf den Halteschrauben 5 eine Ringscheibe 46 axialverschiebbar gelagert, die als Druckplatte wirkt und bei eingerückter Kupplung gegen die hintere Reibscheibe 42 gedrückt wird und die vordere Reibscheibe 42 gegen die Vorderplatte 2 drückt. Auf diese Weise werden die Reibscheiben 42 zwischen der Ringscheibe 46 und der Vorderplatte 2 zusammengepresst und übertragen die Drehbewegung des Motors auf die Abtriebswelle.
Die Ringscheibe 46 stellt also das Antriebsglied der Kupplung dar.
Zwischen der Vorderplatte 2 und der Ringscheibe 46 sind die die Halteschrauben 5 umgebenden Schraubenfedern 47 eingesetzt. Beim Einrücken der Kupplung werden die Federn zusammengedrückt, während sie beim Ausrücken der Kupplung die Ringscheibe 46 axial von denReibscheiben 42 wegschieben.
Mit Hilfe der Schrauben 49 ist auf der Ausrückplattennabe 19 eine im wesentlichen dreieckige Ausrückplatte 48 befestigt. Die Ecken der Ausrückplatte werden von je einer der Halteschrauben 5 durchsetzt, die als Führungen dienen, auf denen die Platte axial zur Abtriebswelle 18 verschoben werden kann.
Eine Axialbewegung der Ausrückplatte 48 wird durch Axialbewegung des Bundes 45 und die dadurch verursachte Axialbewegung der Hülse 20 und der Ausrückplattennabe 19 bewirkt.
Zwischen der Rückplatte 3 des Kupplungsgehäuses und der Ausrückplatte 48 sind die die Halteschrauben 5 umgebenden Schraubenfedern 50 eingesetzt, die bei ausgerückter Kupplung zusammengedrückt werden und beim Einrücken der Kupplung die Ausrückplatte 48 axial zu der Ringscheibe 46 hin bewegen.
Im wesentlichen in der Mitte jeder der drei Seiten der Ausrückplatte 48 sind an dieser zwei im Ab- stand stehende Lappen 51 angeschweisst oder einstückig mit der Platte ausgebildet. Jeder Lappen hat einen Schlitz 52, der sich radial von der Mitte des Lappens weg erstreckt. Zwischen je zwei Lappen 51 ist quer zu ihnen ein Zapfen 53 angeordnet, der in den Schlitzen 52 verschiebbar gelagert ist.
Auf den Zapfen 53 sind je zwei Gewichte 54 schwenkbar gelagert, die von einer aui dem Zapfen 53 (Fig. 3) frei drehbaren Rolle 55 im Abstand voneinander gehalten werden. Die Gewichte 54 sind rechteckig und so durchbohrt, dass sie von den Zapfen 53 an einer Stelle durchsetzt werden, die um etwa ein Viertel der Länge des Gewichtes von seinem inneren Ende entfernt ist.
Die auf den Zapfen 53 montierten Rollen 55 liegen an je einem Arm 56 von Winkelhebeln 57, die auf Drehzapfen 58 gelagert sind, welche an an der Ringscheibe 46 angeschweissten Lappen 59 angebracht sind. Der andere Arm 60 des Winkelhebels 57 ragt zwischen zwei Stellschrauben 61,62 nach unten. Die Stellschraube 61 ist durch die Ringscheibe 46, die Stellschraube 62 durch die Rückplatte 3 hindurchgeschraubt.
Die Stellschraube 61 hat einen gewindetragenden Teil 63 und einen Anschlagteil 64. Auf dem mit einem geschlitzten Kopf versehenen Ende 66 ist eine Sperrmutter 65 aufgeschraubt, welche die Stellschraube nach Einstellung fixiert. Die Stellschraube 62 hat ebenfalls einen gewindetragenden Teil 67 und einen Anschlagteil 68. Auf dem mit einem geschlitzten Kopf versehenen Ende 70 der Stellschraube ist eine Fixiermutter 69 aufgeschraubt, welche die Stellschraube nach Einstellung fixiert.
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Die Stellschrauben 61 werden während des Zusammenbaus der Kupplung eingestellt. Dagegen können die Stellschrauben 62, deren Köpfe 70 aus der Rückplatte 3 herausragen, jederzeit eingestellt werden.
Diese Stellschraubenpaare 61, 62 begrenzen den Bewegungsbereich des Armes 60 des Winkelhebels 57.
Bei eingerückter Kupplung befinden sich die Rollen 55 in der Nähe der vorderen Enden der Arme 56 der Winkelhebel 57. Beim Ausrücken der Kupplung bewegt die axial rückwärts bewegte Ausrückplatte 48 die Rollen 55 längs der Arme 56 der, Winkelhebel 57, bis die Zapfen 53 der Rollen 55 mit den Drehzapfen 58 der Winkelhebel 57 im wesentlichen radial fluchten. In dieser Stellung können die Winkelhebel 57 nicht verschwenkt werden.
Im Betrieb wird die Kupplung zunächst ausgerückt, d. h. das Antriebsglied (Ringscheibe 46) der Kupplung von dem Abtriebsglied der Kupplung (Kupplungsscheibe 35 und Reibscheiben 42) abgezogen, indem man, wie vorstehend beschrieben, die Hülse 20 mit Hilfe des Bundes 45 und der Bügelschenkel 146 axial nach rückwärts verschiebt. Die axial bewegte Hülse 20 nimmt die in der Bohrung 23 der Scheibe 8 gleitende Ausrückplattennabe 19 und die Ausrückplatte 48 mit, welche die Federn 50 zusammendrückt. Die axial rückwärtsbewegte Ausrückplatte 48 nimmt die Rollen 55 mit, bis die Tragzapfe : 1 53 der Rollen mit den Drehzapfen 58 der Winkelhebel im wesentlichen radial fluchten.
Gleichzeitig bewegt sich auch die Ringscheibe 46 unter dem Druck der Federn 47 von den Reibscheiben 42 (Fig. 2) weg axial nach rückwärts.
Der Motor kann jetzt mit der Hand oder mechanisch angeworfen werden. Dabei dreht die Antriebswelle 10 das Kupplungsgehäuse 1 und alle darin befindlichen Teile ausser den Reibscheiben 42, der Kupplungsscheibe 35, den elastischen Zwischengliedern 30, der Scheibe 26 und der Antriebswelle 18. Diese Teile werden nicht bewegt.
Bei zunehmenderDrehzahl des Kupplungsgehäuses trachten die Gewichte 54 sich unter Fliehkraftwirkung radial auswärts zu bewegen und Fliehkraft auf die Rollen 55 zu übertragen, die an den Winkelhebeln 57 anliegen, da diese Winkelhebel 57 über die Rollen 55 die Gewichte 54 stützen, die sonst aus den geschlitzten Lappen 51 herausgeschleudert werden würden. Die von den Gewichten 54 übertragene Fliehkraft wird daher radial über die Drehzapfen 58 der Winkelhebel 57 übertragen, da die Tragzapfen 53 der Rollen 65 mit ihnen radial und axial fluchten, so dass die Winkelhebel 57 sich nicht um ihre Drehzapfen 58 verdrehen können.
Wenn bei ruhigem Lauf des Motors die. Kupplung eingerückt werden soll, werden die Bügelschenkel 146
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te 48 unter der Wirkung der Federn 50 axial vorwärts bewegt werden.
Bei Vorwärtsbewegung derAusrückplatte48 bewegen uie daran angeschweisstengeschlitztenlappen 51 die Tragzapfen 53 der Gewichte 54 und die Rollen 55 ebenfalls nach vorne, so dass die Rollen 55 an den Armen 56 der Winkelhebel 57 entlanglaufen. Bei schnell rotierendem Kupplungsgehäuse üben die Gewichte eine beträchtliche Fliehkraft aus, die bei vorwärtsbewegter Ausrückplatte 48 auf die Arme 56 der Winkelhebel 57 übertragen wird und die Winkelhebel 57 um ihre Zapfen 58 verschwenkt, bis die Enden ihrer Arme 60 an den Enden der Stellschrauben 62 anschlagen, worauf die Winkelhebel trachten, sich um die Enden der Stellschrauben 62 zu verdrehen und ihre Drehzapfen 58 nach vom zu schieben.
Dabei wird die Ringscheibe 46, deren Lappen 59 die Drehzapfen 58 der Winkelhebel tragen, gegen die Federn 47 gedrückt und drückt diese zusammen und gegen die Reibscheiben 42, die jetzt gegen die Innenfläche der Vorderplatte 2 des Kupplungsgehäuses gedrückt werden. Die Reibscheibe 42 beginnt die Kupplungsscheibe 35 zu drehen, die über die elastischen Zwischenglieder 30 die auf der kerbverzahnten Abtriebswelle 18 sitzende Scheibe 26 dreht. Auf diese Weise wird die Drehbewegung von der Antriebswelle 10 auf die Abtriebswelle 18 übertragen.
Die zum Ein- und Ausrücken der Kupplung erforderliche Kraft ist von der Drehzahl des Kupplungsgehäuses vollkommen unabhängig.
Der in den Ansprüchen verwendete Ausdruck"pedalbetätigt"soll die Erfindung nicht auf eine durch ein Fusspedal betätigte Kupplung einschränken. Es können alle bekannten Mittel, wie z. B. ein Handhebel od. dgl., verwendet werden.
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