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Selbsttätige Fliehkraftkupplung.
Die Erfindung betrifft eine Wellenkupplung, welche unter Ausnutzung der Fliehkraft ihrer rotierenden Teile selbsttätig derart wirkt, dass sie bei geringem Kraftverbrauch eine sehr elastische Bewegungsübertragung gewährleistet und hierbei mancherlei Vorteile bietet, unter denen insbesondere die folgenden hervorzuheben sind : Vermeidung einer Überlastung des Antriebsmotors, leichte Einstellbarkeit für verschiedene Leistungen, Erzielung aller praktisch verwertbaren Übersetzungsverhältnisse und Verwendkarkeit für Rücklaufbewegung.
Das Wesen dieser Fliehkraftkupplung besteht darin, dass die treibende Welle unter Vermittlung von Schwungmassen, die auf unter 1800 versetzte Kurbeln wirken, eine Zwischenwelle während der Dauer der Tendenz wechselnder Kurbeldrehrichtung durch ein Sperrwerk nur im jeweils gewünschten Drehsinn betätigt und dadurch eine elastische Kupplung zur Wirkung bringt, welche die Kraftübertragung auf die getriebene Welle unter selbsttätiger Regelung der Übersetzung vermittelt.
Die Zeichnung veranschaulicht die zur Kupplung gehörigen Teile in schematischer Darstellung, und zwar in Fig. i vollzählig in jener Lage, welche diese einnehmen bevor die Flieh-
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Bestandteilen in verschiedenen, den Einfluss der Fliehkraftwirkung kenntlich machenden Stellungen. Die Fig. 2 bis 4 stellen Einzelheiten dar.
Das doppelarmige Kopfstück 2 ist mit dem Ende der treibenden Welle 1 (Fig. 1) festverbunden und hat an seinen Enden Lager 3 für seitliche Stangen oder Fortsätze 4 von Gleitlagern ern-5, in denen Arme 6 geführt sind, die einerseits als Träger für an ihnen verstellbare Schwungkörper 7, andrerseits als Triebstangen für die um 1800 versetzten Kurbeln 8, 9 einer Zwischenwelle 10 dienen. Die Schwungmassen haben, wie gezeichnet, eine zylindrisch-scheibenförmige Gestalt oder eine dem geringsten Luftwiderstand entsprechende Querschnittsform (Linsengestalt od. dgl. ).
Auf der Kurbelzwischenwelle 10 sind zwei Sperräder 11 und 12 auf- gekeilt, welche in bezug aufeinander mit entgegengesetzt gerichteten Sperrzähnen und Sperrkegeln 13 und 14 (Fig. 2) ausgerüstet sind und den Zweck haben, der Welle je nach Einlegen oder Ausheben der Sperrkegel bloss eine Drehbewegung nach links oder nach rechts zu gestatten oder ? ber sie nach beiden Richtungen hin entweder zu sperren oder frei zu geben.
Ausserdem sitzt auf dem Ende der Welle 10 lose ei Trommelgehäuse 15, welches mit ihr durch zwei entgegengesetzt wirkende Spiralfedern 16, 17 derart verbunden ist, dass die äusseren Spiralenden an der Trommel, die inneren an der Welle befestigt sind, so dass bei rechts-oder linksseitiger Drehung der Kurbelwelle zunächst die jeweils entsprechende Feder die Energiemengen aufnimmt, um sie nach Erreichung eines gewissen Spannungszustandes an den Trommelumfang, bzw. durch die als Kupplungszapfen 18, 19 gedachten Ansätze an die getriebene Welle abzugeben. Die Federtrommel könnte auch durch ein anderes elastisches Kupplungsglied ersetzt werden.
Die Wirkungsweise dieser Kupplung ist die folgende : Angenommen, die Kurbelwelle 10 sei zunächst gegen Drehung nach beiden Richtungen hin durch die Sperrwerke gesichert, so dass bloss die beiden Schwungmassen 7 durch die treibende Welle 1 und die Teile 2, 3, 4, 5 und 6 von einem Motor, insbesondere von einem Schnelläufer (Automobilmotor, Elektromotor od. dgl.), um die Achse der Kurbelzapfen in Umdrehung versetzt werden, wobei von der angenommenen
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Viertel der zweiten Umdrehung. In diesem Falle wird der Motor nur geringfügige Reibungswiderstände zu überwinden haben. er läuft also leer, ist entkuppelt.
Gibt man die Zwischenwelle 10 durch Ausklinkunge der Sperrwerke frei, so nehmen die Schwungmassen die Kurbeln mit ihren. \rmen 6 mit und behalten zufolge der Fliehkraft ihre Aussenstellung so lange hei, als die angreifende Kraft ein bestimmtes Mass nicht übersteigt. Die
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rotieren, wie die Triehwelle 1. Die Masse der Schwungkörper und die Einstellung ihres Abstandes von der Kurbeizapfenachse ist so bemessen dass die an ihnen auftretenden Fliehkräfte genügen, um bei grösster Leistung und Drehzahl des Motors dessen Leistung mit gleicher Umdrehungszahl auf den Kraftverbraucher zu übertragen.
Übersteigt das Lastmoment der Trommel das Kraftmoment der TriebweHe, so wird die Drehzahl des Motors sinken und sich damit die Fliehkraft der Schwungmassen verringern ; infolgedessen heginnen die letzteren um die Kurbelzapfen zu rotieren, wie in den Fig. 7 bis) dargestellt ist. Dies bedeutet, dass sich bei Überlastung des Motors die Kupplung selbst-
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Aus den Fig. 7 und 9 ist ersichtlich. dass die nach auswärts strebenden, im Sinne der einfach gefiederten Pfeile rotierenden Schwungmassen die Kurbel im Sinne der doppelt gefiederten Pfeile zu drehen bestrebt sind, während in der Stellung (Fig. 8) die auf die Kurbel einwirkende Yerdrehungstendenz den Wert 0 erreicht.
Sperrt man nun durch die Klinke 13 eine Drehrichtung der Welle, so wird dieselbe nur während jenes Teiles des Weges, den die Schwungkörper um die Kurbelwelle zurücklegen,
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greifenden Kraft ab ; sie ist letzterer indirekt proportional. Ist die einwirkende Kraft klein, so wird sich die betreffende Trommelfeder nur leicht spannen ; andernfalls wird sie sich durch viele kurze und kräftige Impulse so stark spannen, dass sie den an der Trommel angreifenden grossen Widerstand ebenfalls überwindet, wenn auch nur mit geringer Geschwindigkeit, die jedoch in dem Masse wächst, als sich der Widerstand verringert. Die Geschwindigkeit erreicht ihren Höchstwert mit dem Eintritt der direkten Kupplung, d. i. dann, wenn die Drehmomente der Feder und der Trommel einander gleich sind.
Mit Eintritt dieses Zustandes kann die ein-
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lässt sich erkennen. dass diese Fliehkraftkupplung die Übersetzung selbsttätig regelt.
Setzt man mit Bezug auf das gezeichnete Ausführungsbeispiel statt der Klinke 13 die Klinke 11 in Tätigkeit, so wird die Kurbelwelle eine der Antriebswelle entgegengesetzt gerichtete Drehung erfahren, wobei die Feder 1ì zur Wirkung gelangt. Es kann demnach diese Kupplung auch als Rücklaufgetriebe Verwendung finden ; nur wird in diesem Fall die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle niemals jene der Triehwelle erreichen.
PATBXT-AXSPRÜCHE :
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ihre Triebkraft an rotierende Schwungmassen abgibt, deren Fliehkraft um 1800 versetzte Kurbeln einer durch ein KIinkenwerk od. dgl. in der einen oder in der anderen Drehrichtung oder in beiden Richtungen sperrbaren Zwischenwelle in dem jeweilig möglichen Drehsinn betätigt, welche Zwischenwelle ihrerseits die Kraftübertragung auf die getriebene Welle vermittelst einer elastischen Kupplung (Spiralfederkupplung od. dgl.) besorgt, wodurch Selbstregelung der Übersetzung nebst Rücklauf und selbsttätige Abkupplung vom Motor bei Überlastung erzielbar ist.