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Kupplung zum Antrieb einer ruhenden Welle durch eine rotierende Motorwelle.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Einrichtung, welche bezweckt, die Kupplung einer ruhenden Arbeitswelle mit einer Motorwelle hoher Umdrehungszahl in der Weise aus- zuführen, dass die ersterwähnte Welle vorerst mit einer ganz geringen Umdrehungszahl angetrieben wird, welche sich erst während des Einrückens stetig zu jener der Motorwelle steigert.
Diese Aufgabe, welche insbesondere bei Automobilen von Bedeutung ist, wird im Sinne der vorliegenden Erfindung durch Einschaltung eines Differentialgetriebes zwischen Motor- und Arbeitswelle in der Weise gelöst, dass das Gehäuse des Differentialgetriebes oder ein auf letzterem unverdrehbar, jedoch verschiebbar sitzender Mantel mit zwei starr miteinander verbundenen Reibungskegeln versehen ist, von welchen der eine mit einem Kupplungskegel der Arbeitswelle, der zweite mit einem auf der Schwungradwette sitzenden
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abgedrückt wird.
In beiliegender Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Kupplung in Vertikalschnitten gezeigt.
Wie aus der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ersichtlich, ist zwischen der mit dem Schwungrade versehenen Motorwelle a und der Arbeitswelle b ein Differentialgetriebe geschaltet, dessen Haupträder f, ! I auf den beiden Wellen festgekeilt und dessen Satellitenräder in dem auf den Enden der beiden Wellen a. b lose sitzenden Gehäuse m gelagert sind.
Auf dem Gehäuse m ist eine Trommel ? t geführt, an deren Enden zwei Reibungskegel 1, 3 angeordnet sind, von weichen jene. mit einem am Schwungrade angeordneten Reibungskegel 4, die zweite 1 mit einem Reibungskegel 2 zusammenarbeitet, welcher auf der Arbeitswelle b (bei Automobilen auf der ersten Welle des Geschwindigkeitswechselgetriebes) in der Achsenrichtung verschiebbar gekeilt ist und durch eine Feder/) gegen den Reibungskegel 1 der Trommel n gedrückt wird ; die Trommel M selbst wird durch Federn q, welch'' sich gegen das Gehäuse m stützen, von der Scheibe 4 abgedrückt.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende : In ausgerücktem Zustande der Kupplung, d. h. wenn der Kupplungskugel 2 durch den (nicht dargestellten) Schalthebel dem Drucke der Feder entgegen in der Richtung des Pfeiles 5 verschoben ist, findet keinerlei Be-
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Scheibe 4 des Schwungrades ausgerückt ist.
Angenommen, die Schwungradwelle würde etwa 1000 Umdrehungen machen, so würde mit Rücksicht darauf, dass die Welle b feststeht und die Durchmesser beider Haupträdcr f, g einander gleichen, das Gehäuse tn und demnach auch die Trommel n mit der halben Geschwindigkeit, sohin mit 500 Umdrehungen, rotieren. Wird nunmehr die Kupplung 2 langsam eingerückt, so spielt sich in den aufeinander folgenden Phasen der Einrückung ein Vorgang ab, welcher dadurch besonders charakteristisch ist, dass die beim Beginne des Ein-
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Um ein Bild dieser stetigen Zunahme dar Geschwindigkeit zu geben, sollen im folgenden vier charakteristische, aufeinander folgende Phasen des Einrückens betrachtet werden.
Sobald der Kegel 2 von dem Kegel 1 nur ein wenig mitgenommen wird, beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 100 Umdrehungen, so wird-da die Welle a 1000 Umdrehungen macht, das Gehäuse m aber nach oberwähntem Gesetze mit der halben Summe der Umdrehungszahlen der Wellen a und b läuft-die Umdrehungszahl des Gehäuses von 500.auf 1/2 (1000 + 100) = 550 steigen. Es ist daher ersichtlich, dass die schwache Einrilekung bzw. der Antrieb der Welle a mit 100 Umdrehungen eine Erhöhung der Umdrehungszahl des vermittelnden Gehäuses a um 50 Umdrehungen verursacht. In dieser ersten Phase wäre demnach das Verhältnis der Umdrehungszahlen folgendes : Welle a : 1000 Umdrehungen, Gehäuse m : 550 Umdrehungen, Welle b : 100 Umdrehungen.
Wird nun der Reibungskegel 2 etwas mehr eingerückt, bzw. bei Automobilen dem Pedaldrucke etwas mehr nachgegeben, so wird die Welle b von dem Reibungskegel auch wegen Erhöhung der Umdrehungszahl der letzteren etwas mehr mitgenommen und die Umdrehungszahl der Welle b steigere sich hiedurch z. B. auf 300.
Nach dem früher Gesagten wird demnach das Gehäuse m mit einer Umdrehungszahl mitgenommen, welche der halben Summe der Umdrehungszahlen von a und b, sohin dem Werte 1/2 (1000 + 300), d. i. 650, gleicht. Das Verhältnis der Umdrehungszahlen ist nunmehr : Welle b : 300, Welle a : 1000, Gehäuse m : 650.
Wird dem Pedaldrucke noch weiter nachgegeben, so wird das Schleifen der beiden Kegel 1 und 2 ein noch geringeres und die Umdrehungszahl von b steige beispielsweise auf 500. Wir erhalten sodann folgendes Verhältnis : Umdrehungszahl von a : 1000, Um- drehungszahl von b : 500, Umdrehungszahl von : 750.
In einem nächstfolgenden Stadium bzw. bei noch stärkerem Nachgeben des Pedaldruckes wird sich folgendes Bild ergeben : Umdrehungszahl von a : 1000, Umdrehungszahl von b : 800, Umdrehungszahl von m : 900.
Wird das Pedal gänzlich ausgelassen bzw. schliesslich der Reibungskegel 2 dem Einflusse der Feder p überlassen, so wird das Schleifen zwischen den Kegeln 1 und 2 vollkommen aufhören, gleichzeitig auch die Federn q, welche erheblich schwächer als die Feder p sind, zusammengedrückt und auch die Reibungskupplung 3,4 eingerückt, wodurch nunmehr die Welle b mit der Wolle a direkt gekuppelt ist und die Geschwindigkeit der letzteren annimmt. Mit Hilfe einer Einrichtung bekannter Konstruktion kann die Reibungskupplung nunmehr derart verriegelt werden, dass nach erfolgtem Einrücken keinerlei Schleifen mehr möglich ist.
Ein Vergleich der bei stetiger Abnahme des Schleifenlassens des Kegels 2 auf dem Kegpl 1 hzw. der bei stetigem Nachgeben des Federdruckes stattfindenden Vorgänge ergibt folgendes Resultat'Das Einrücken des Kegels 2 hat zur Folge, dass die Welle b vorerst mit geringer Umdrehungszahl mitgenommen wird, ein Erfolg, der immerhin bei jeder beliebigen Reibungskupplung erreicht werden kann, wenn das Einrücken mit der nötigen Vorsicht und äusserst langsam geschieht.
Das Charakteristische der Wirkungsweise der vorliegenden Vorrichtung liegt aber erstens darin, dass der Reibungskegel 2 der ruhenden Welle b von vorneherein in einen Kegel 1 geschaltet wird, welcher mit der halben Umdrehungszahl des Motores rotiert, daher der erste Stoss des Mitnehmens der Welle an sich wesentlich geringer ist, des fernere aber in dem Umstande, dass bei stetigem Anwachsen des Federdruckes die Umdrehungszahl des die anzuschaltende Wolle mitnehmenden Organes n stetig anwächst, bis sie jene der Hauptwelle erreicht hat.
Insbesondere bei automobilen Fahrzeugen wird die beschriebene Kupplungsvorrichtung den Vorteil aufweisen, dass der derzeit beim Anfahren bzw. Ankuppeln erfolgende Stoss auf eine fast unmerklich Erschütterung herabgesetzt wird.
Die in Fig. 2 gezeigte Variante ist genau nach dem beschriebenen Grundsatze kon- struiert und ist ihre Wirkungsweise vollkommen entsprechend jener der erstbeschriebenen
Einrichtung.
Der Unterschied besteht lediglich darin, dass das Differentialgetriebe von Stirnrädern gebildet wird und demnach die Gleitführungen des Gehäuses 111 durch die Verzahnungen der Satollitcnräder gegeben sind, so dass die Kupplungskegel 1, 3 direkt an dem Gehäuse m angeordnet sind, welches durch die gegen die Welle a sich stützende Feder q im Sinne des Pfeiles 5 verschoben wird ; auch hier wird das die bei den Kupplungskegel 1, 3 ent. haltende Gehäuse m stets mit einer Umdrehungszahl rotieren, welche gleich ist der Summe der Umdrehungszahlen der Wellen a und b geteilt durch das um eines vermehrte Übersetzungs- verhäitnis zwischen den Rädern. f und g.
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Da. dieses Übersetzungsverhältnis zwei beträgt, so wird bei Feststehen der Welle b das Gehäuse m mit einem Drittel der Umdrehungszahl des Motores rotieren und ebenso wird auch die jeweilig während des Einschalten auftretende Umdrehungszahl des Gehäuses m gleich sein einem Drittel der Summe der Umdrehungszahlen der Wollen a und b ; bei dieser Variante wird demnach bei der ersten Phase des Einrückons des Kupplungskegtils S ein noch schwächerer Stoss stattfinden und die. Umdrehungszahl des Gehäuses m wird von einem Drittel der Geschwindigkeit bis zur vollen Motorgeschwindigkeit anwachsen.