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Kupplung mit einem Flüssigkeitskupplungsteil und einem Reibungsfliehkraftkupplungsteil
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung mit einem Flüssigkeitskupplungsteil und einem
Reibungsfliehkraftkupplungsteil.
Hauptsächliches Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Kupplung der vorerwähnten Art, welche einen äusserst weichen und allmählichen Anlauf des angetriebenen Teiles und dessen schliessliche
Ankupplung ermöglicht, wobei der Schlupf zwischen den antriebsseitigen und abtriebsseitigen Teilen annulliert ist und keine abrupten Geschwindigkeitsübergänge auftreten, was den Vorteil einer in bezug auf die bekannten Ausführungen geringeren Abnutzung und einer praktisch ausgeschlossenen
Erwärmung bieten.
Ein weiteres wichtiges Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Kupplung, welche innerhalb gewisser Variationsgrenzen um die Betriebsgeschwindigkeit eine praktisch direkte Verbindung zwischen der treibenden Welle und der angetriebenen Welle ermöglicht und insbesondere zur Ankupplung an Dieselmotoren geeignet ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Kupplung von rationeller und einfacher, leicht durchführbarer Konstruktion und grosser Lebensdauer.
Diese und weitere Ziele werden mit der erfindungsgemässen Kupplung, bei welcher der Reibungsfliehkraftkupplungsteil mit Fliehkraftbacken versehen ist, die bei überschreiten einer bestimmten Drehzahl gegen einen Reibungskranz des angetriebenen Teiles der Kupplung durch die Fliehkraft gepresst werden, erreicht, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Fliehkraftbacken jeweils zumindest ein rollendes Element an der dem Reibungskranz zugekehrten Seite aufweisen, welches von der entsprechenden Backe in die Richtung des Reibungskranzes mit seiner Peripherie teilweise vorspringt und unter Wirkung der Fliehkraft gegen den Reibungskranz gepresst wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind deutlicher der folgenden Beschreibung einer vorzugsweisen Ausführungsform der erfindungsgemässen Kupplung zu entnehmen, die beispielsweise und ohne Beschränkung in den Zeichnungen dargestellt sind.
In den Zeichnungen zeigt Fig. l die Ausführungsform der erfmdungsgemässen Kupplung teilweise im Axialschnitt, Fig. 2 einen Teil der Aussenschale der Kupplung gemäss Fig. l teilweise in Vorderansicht, Fig. 3 die Aussenschale gemäss Fig. 2 teilweise im Axialschnitt und teilweise in Seitenansicht, Fig. 4 einen Deckelteil des Aussenschalenteiles gemäss den Fig. 2 und 3 in teilweiser Vorderansicht und Fig. 5 den Deckelteil gemäss Fig. 4 teils im Axialschnitt und teils in Seitenansicht.
Gemäss der in den Fig. l bis 5 dargestellten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes besteht die Kupplungseinrichtung aus einer ersten oder treibenden Welle welche den Antriebsorganen zugeordnet wird, und aus einer zweiten oder getriebenen Welle --2-- von rohrförmiger Konstruktion, welche koaxial drehbar um die erste, bzw. treibende Welle über Zwischenschaltung eines Wälzlagers --3-- angeordnet ist. Auf der treibenden Welle--l--ist ein Blockierungsring--4--angeordnet, wogegen auf der getriebenen Welle--2--ein Keil--5--für die Befestigung einer Riemenscheibe, eines Zahnrades od. dgl. (nicht dargestellt) vorgesehen ist. Als Variante kann die getriebene Welle
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--2-- koaxial an der entgegengesetzten Seite der treibenden Welle--l--zugeordnet sein.
Die angetriebene Welle --2-- ist über Schrauben --6-- mit einer Halbschale-7verbunden, die zusammen mit einer entsprechend ausgebildeten weiteren Halbschale --8-- einen sich zusammen mit der angetriebenen Welle --2-- drehenden Gehäusekörper bildet. Die Halbschalen-7
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Auf dem Abschnitt--la--der treibenden Welle--l--ist weiters mit dem Keil --12-eine Reibungsscheibe --14-- befestigt, die am Umfang einen Reibungskranz --14a-- von zylindrischer Form aufweist, der koaxial zur Achse der Scheibe selbst und zur Achse der Welle-l-- liegt (Fig. l).
Auf dem Endabschnitt --1b-- der Antriebswelle --1-- ist ein Kugellager-15montiert, welches von einer Nutmutter --16-- in seiner Lage gehalten wird und im Inneren eines Flansches --17-- liegt, der seinerseits in axialer Lage an der Halbschale --8-- mit Schrauben - -18--, die zugleich eine Abdeckplatte --19-- halten, befestigt ist. Bei dieser Anordnung kann der Gehäusekörper, bestehend aus den Halbschalen--7 und 8--, unter Zwischenschaltung der Lager--3 und 15--auf der treibenden Welle --1-- rotieren. In den Fig. 2 und 3 ist der Reibungsfliehkraftkupplungsteil dargestellt.
Die Halbschale --8-- weist eine innere Erhebung --20-- von der Form eines kreisrunden Ringes auf, welcher radiale Flügel --21-- zugeordnet sind.
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--21-- sindBacken --23-- beispielsweise aus Weichstahl oder einem andern Material in einem ölbad angeordnet werden können, welche sich auf Grund der Zentrifugalkraft bewegen. In der Montagestellung reichen die Flügel --21-- bis in die Nähe der Innenfläche des Reibungskranzes --14a-- der Scheibe --14--.
Die Lagerungen --22-- können nach innen mittels eines Ringdeckels--24-- (Fig. 4 und 5) abgeschlossen werden, der mit Schrauben-25--, die im Bereich der Bohrungen --25a-- in den Flügeln-21-vorgesehen sind, befestigt werden kann. Bei an der Halbschale --8-- angeordnetem Deckel --24-- sind nach der Montage die Sektoren --23-- in den Räumen-22- eingeschlossen.
Wie deutlich die Fig. 2 zeigt, ist jeder Sektor--23--mit Drehteilen--23a--versehen, die . beispielsweise aus Rollen bestehen, die mit ihrer Achse parallel zur Achse der Kupplung liegen und die lose drehbar in Sitzen --23b-- in den Sektoren montiert sind. Im dargestellten Beispiel sind für jeden Sektor--23-zwei Rollen --23a-- vorgesehen, die im Bereich von peripheren Vorsprüngen --23c-- liegen. Die Rollen --23a-- bestehen beispielsweise aus gehärtetem Stahl, wobei die Sitze - 23b-- gehärtet sind. Auf diese Weise können die Rollen --23a-- in den Sitzen --23b-rotieren, ohne dass sich ein Materialabrieb bildet.
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verschliessbar sind und durch welche das zum Betrieb der Kupplung erforderliche öl eingefüllt werden kann.
Weitere Löcher --27-- für den Durchtritt des öls können in der Halbschale--7-vorgesehen werden (Fig. 1).
In der Folge wird die Funktionsweise der Kupplung erläutert.
Sobald sich die Antriebswelle--l--zu drehen beginnt, tritt die Flüssigkeitskupplung, bestehend aus den beiden Laufrädern-11 und 13--, in Tätigkeit, wodurch die getriebene Welle --2-- allmählich, genau wie bei einer normalen Flüssigkeitskupplung, mitgenommen wird.
Wenn die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle in bezug auf die vorgesehene Betriebsgeschwindigkeit langsam ist, so tritt die Reibungsfliehkraftkupplung nicht in Tätigkeit, da die Sektoren --23-- nicht auf die Wirkung der Fliehkraft ansprechen, sich aber mit den Halbschalen - 7 und 8-drehen. Sobald die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle --1-- die Betriebsgeschwindigkeit erreicht oder sich dieser nähert, wird durch die den Halbschalen--7 und 8-mitgeteilte Drehung bewirkt, dass sich die Sektoren --23-- auf Grund der Fliehkraft nach aussen verschieben, so dass die Rollen --23a-- gegen die Innenfläche des Reibungskranzes --14a-- der Reibungsscheibe --14-- gedrückt werden.
Bei einer bestimmten Geschwindigkeit arbeitet die Anordnung derart, dass die Fliehkraft ausreicht, die direkte Ankupplung über die Sektoren --23-- und die Rollen --23a-- im Kontakt
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mit der Innenfläche des Kranzes --14a-- herbeizuführen (die Rollen--23a--werden durch die
Reibung in den jeweiligen Sitzen--23b-blockiert). Auf diese Weise erfolgt die Kupplung zwischen der Halbschale --8-- und der Scheibe --14-- bzw. zwischen der angetriebenen Welle-2-und der treibenden Welle --1--, wobei die Sektoren-23--vollständig die Räume zwischen einem Flügel-21-und dem andern ausfüllen.
Auf diese Weise wird zwischen der Antriebswelle-l-- und der angetriebenen Welle--2--ein Geschwindigkeitsverhältnis von 1 : 1 erzielt.
Wenn das Widerstandsmoment im Vergleich zum Antriebsmoment sehr hoch ist, so kann ein
Schlupf zwischen dem treibenden und dem angetriebenen Teil auftreten, wodurch eine Drehung der Rollen --23a-- um ihre Achse bewirkt wird. Dies ist von grossem Vorteil, weil die Schlupfreibung zwischen die Rollen --23a-- und die jeweiligen Sitze-23b-aus entsprechend hartem Material übertragen wird, so dass keine merkliche Abnutzung und Bildung von Materialstaub oder-teilchen eintritt, die eine Art Paste mit dem Schmieröl bilden könnte, wie dies bei ähnlichen bekannten
Ausführungen von Kupplungen nach einer gewissen Betriebsdauer der Fall ist.
Da der direkte Einkupplungsabschnitt dem angetriebenen Teil der Kupplung zugeordnet ist, treten die Expansionsorgane nur dann in Tätigkeit, sobald die Drehgeschwindigkeit dieses Teiles in der Nähe jener der Antriebswelle--l--liegt, wodurch ebenfalls die Reibung zwischen den verschiedenen Teilen herabgesetzt wird (es resultiert tatsächlich eine geringe Relativgeschwindigkeit zwischen den treibenden und den angetriebenen Teilen).
Bei der direkten Einkupplung ist kein Schlupf zwischen den Laufrädern--11 und 13--des hydraulischen Abschnittes mehr vorhanden, wodurch praktisch eine Erwärmung des zwischen den Laufrädern enthaltenen Öls sowie Verluste an Leistung und Drehzahl ausgeschaltet sind.
Es ist offensichtlich, dass die beschriebene Ausführungsform der erfindungsgemässen Kupplung eine äusserst zufriedenstellende Verbindung zwischen angetriebener Welle und treibender Welle gewährleistet, wenn ein weicher und allmählicher Anlauf mit nachfolgender direkter Einkupplung unter Vermeidung irgendwelchen Schlupfes und unter Verminderung der Abnutzung auf ein Minimum erreicht werden soll.
Die vorstehend beschriebene Erfindung kann in vieler Hinsicht abgeändert und modifiziert werden, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.
So können beispielsweise die Rollen --23a-- durch kleine Kugeln ersetzt werden.
Bei der praktischen Durchführung der Erfindung können die angewendeten Materialien und Abmessungen, je nach den Erfordernissen, beliebig gewählt und alle Einzelteile durch andere technisch äquivalente Teile ersetzt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kupplung mit einem Flüssigkeitskupplungsteil und einem Reibungsfliehkraftkupplungsteil, bei welcher der Reibungsfliehkraftkupplungsteil mit Fliehkraftbacken versehen ist, die bei Überschreiten einer bestimmten Drehzahl gegen einen Reibungskranz des angetriebenen Teiles der Kupplung durch die
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Coupling with a fluid coupling part and a centrifugal friction clutch part
The invention relates to a coupling with a fluid coupling part and a
Frictional centrifugal clutch part.
The main aim of the invention is to create a coupling of the type mentioned above, which enables an extremely smooth and gradual start-up of the driven part and its eventual start-up
Coupling made possible, the slip between the drive-side and driven-side parts is canceled and no abrupt speed transitions occur, which has the advantage of a lower wear compared to the known designs and a practically excluded
Provide warming.
Another important aim of the invention is to create a coupling which, within certain limits of variation around the operating speed, enables a practically direct connection between the driving shaft and the driven shaft and is particularly suitable for coupling to diesel engines.
Another object of the invention is to provide a coupling of rational and simple, easy to implement construction and long service life.
These and other goals are achieved with the clutch according to the invention, in which the friction centrifugal clutch part is provided with centrifugal force jaws which are pressed against a friction ring of the driven part of the clutch by the centrifugal force when a certain speed is exceeded, which is characterized in that the centrifugal force jaws each have at least one rolling element on the side facing the friction ring, which partially protrudes from the corresponding jaw in the direction of the friction ring with its periphery and is pressed against the friction ring under the action of centrifugal force.
Further features and advantages of the invention can be gathered more clearly from the following description of a preferred embodiment of the coupling according to the invention, which are shown in the drawings, for example and without restriction.
In the drawings, FIG. 1 shows the embodiment of the coupling according to the invention partially in axial section, FIG. 2 shows part of the outer shell of the coupling according to FIG. 1 partially in front view, FIG. 3 shows the outer shell according to FIG. 2 partially in axial section and partially in side view, 4 shows a cover part of the outer shell part according to FIGS. 2 and 3 in a partial front view and FIG. 5 shows the cover part according to FIG. 4 partly in an axial section and partly in a side view.
According to the embodiment of the subject matter of the invention shown in FIGS. 1 to 5, the coupling device consists of a first or driving shaft which is assigned to the drive elements, and of a second or driven shaft - 2 - of tubular construction, which can rotate coaxially around the first , or the driving shaft is arranged via the interposition of a roller bearing --3--. On the driving shaft - 1 - a blocking ring - 4 - is arranged, whereas on the driven shaft - 2 - a wedge - 5 - for the attachment of a belt pulley, a gear wheel or the like (not shown) is provided. As a variant, the driven shaft
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--2-- be assigned coaxially on the opposite side of the driving shaft - l -.
The driven shaft --2-- is connected via screws --6-- to a half-shell -7, which together with a correspondingly designed further half-shell --8-- forms a housing body that rotates together with the driven shaft --2-- . The half-shell 7
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On the section - la - of the driving shaft - l - a friction disk --14-- is also fastened with the wedge --12 -, which has a friction ring --14a-- of cylindrical shape on the circumference coaxial to the axis of the disc itself and to the axis of the shaft-l-- (Fig. l).
A ball bearing -15 is mounted on the end section --1b-- of the drive shaft --1--, which is held in its position by a locknut --16-- and lies inside a flange --17-- which in turn is in axial position on the half-shell --8-- with screws - -18--, which also hold a cover plate --19--. With this arrangement, the housing body, consisting of the half-shells - 7 and 8 -, with the interposition of the bearings - 3 and 15 - can rotate on the driving shaft --1--. In FIGS. 2 and 3, the centrifugal friction clutch part is shown.
The half-shell --8-- has an inner elevation --20-- in the shape of a circular ring, to which radial wings --21-- are assigned.
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--21-- are jaws --23-- made of mild steel or some other material, for example, which can be placed in an oil bath, which move due to centrifugal force. In the assembly position, the wings --21-- reach close to the inner surface of the friction ring --14a-- of the disc --14--.
The bearings --22-- can be closed inwards by means of a ring cover - 24-- (Fig. 4 and 5), which is fastened with screws -25--, which are in the area of the bores --25a-- in the wings- 21-are provided, can be attached. If the cover --24-- is arranged on the half-shell --8--, the sectors --23-- are enclosed in rooms-22- after assembly.
As clearly shown in FIG. 2, each sector - 23 - is provided with rotating parts - 23a - which. For example, they consist of rollers whose axis is parallel to the axis of the coupling and which are loosely rotatably mounted in seats --23b-- in the sectors. In the example shown, two rollers --23a-- are provided for each sector --23 - which are in the area of peripheral projections --23c--. The rollers --23a-- are made of hardened steel, for example, with the seats - 23b-- being hardened. In this way, the rollers --23a - can rotate in the seats --23b - without any material abrasion being formed.
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are lockable and through which the oil required to operate the clutch can be filled.
Further holes --27-- for the passage of the oil can be provided in the half-shell - 7- (Fig. 1).
The functioning of the clutch is explained below.
As soon as the drive shaft - 1 - begins to turn, the fluid coupling, consisting of the two impellers -11 and 13--, comes into action, whereby the driven shaft --2-- gradually, just like a normal fluid coupling, is taken.
If the rotational speed of the drive shaft is slow in relation to the intended operating speed, the friction centrifugal clutch does not come into action, since the sectors --23 - do not respond to the effect of the centrifugal force, but rotate with the half-shells - 7 and 8. As soon as the speed of rotation of the drive shaft --1-- reaches or approaches the operating speed, the rotation communicated to the half-shells - 7 and 8 causes the sectors --23-- to move outwards due to the centrifugal force, so that the rollers --23a-- are pressed against the inner surface of the friction ring --14a-- of the friction disc --14--.
At a certain speed, the arrangement works so that the centrifugal force is sufficient, the direct coupling via the sectors --23-- and the rollers --23a-- in contact
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with the inner surface of the wreath --14a-- (the rollers - 23a - are brought about by the
Friction in the respective seats - 23b-blocked). In this way, the coupling takes place between the half-shell --8-- and the disk --14-- or between the driven shaft-2- and the driving shaft --1--, with the sectors -23 - completely the Fill in the spaces between one wing-21 and the other.
In this way, a speed ratio of 1: 1 is achieved between the drive shaft - 1 - and the driven shaft - 2 -.
If the moment of resistance is very high compared to the drive moment, a
Slippage occur between the driving and the driven part, causing a rotation of the rollers --23a - about their axis. This is of great advantage because the slipping friction between the rollers --23a - and the respective seats - 23b - is transferred from a suitably hard material, so that no noticeable wear and tear and formation of material dust or particles occurs, which have a type of paste could form the lubricating oil, as is the case with similar known ones
Executions of clutches after a certain service life is the case.
Since the direct coupling section is assigned to the driven part of the clutch, the expansion organs only come into operation as soon as the rotational speed of this part is close to that of the drive shaft - l -, which also reduces the friction between the various parts (es this actually results in a low relative speed between the driving and the driven parts).
With the direct coupling, there is no longer any slip between the running wheels - 11 and 13 - of the hydraulic section, which practically eliminates the heating of the oil contained between the running wheels and losses in power and speed.
It is obvious that the described embodiment of the clutch according to the invention ensures an extremely satisfactory connection between the driven shaft and the driving shaft if a smooth and gradual start-up with subsequent direct coupling is to be achieved while avoiding any slip and reducing wear to a minimum.
The invention described above can be changed and modified in many respects without thereby departing from the scope of the invention.
For example, the rollers -23a- can be replaced by small balls.
When practicing the invention, the materials and dimensions used can be selected as desired, depending on the requirements, and all individual parts can be replaced by other technically equivalent parts.
PATENT CLAIMS:
1. Coupling with a fluid coupling part and a frictional centrifugal clutch part, in which the frictional centrifugal clutch part is provided with centrifugal jaws, which when a certain speed is exceeded against a friction ring of the driven part of the clutch by the
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