Selbsttätige Reibungskupplung. Unter den verschiedenen bekannten Rei bungskupplungen nehmen die sogenannten Spreizringreibungskupplungen, deren Kupp lungsring durch zwei oder mehr einander gegenüberliegende Pressglieder radial und tangential auseinander gepresst wird, einen hervorragenden Platz ein. Sie haben den Nachteil, dass die Kupplung und Entkupp- lung zwischen dem treibenden und dem ge triebenen Teil nicht selbsttätig erfolgt, son dern durch Hebel oder andere Vorrichtungen von aussen betätigt werden müssen.
Ausser den angeführten Spreizringkupp- lungen sind selbsttätig wirkende Reibungs kupplungen bekannt, bei denen die Kupplung dadurch selbsttätig vor sich geht, dass die Kupplungselemente (zu Schleifbacken ausge bildete Blöcke oder dergleichen) durch die Fliehkraftwirkung direkt an den zu treiben den Teil angepresst werden, um ihn mitzu nehmen. Der Nachteil- dieser Kupplungen ist, dass die Anpressung der Kupplungselemente genau in dem Verhältnis steigt oder sinkt, wie die Umdrehungszahl des treibenden Teils zu- oder abnimmt.
Dadurch kommt es häufig vor, dass die Einkupplung entweder zu früh erfolgt und beim Abstellen die Kupplungs elemente kleben bleiben oder aber, dass, wenn die Schleifbacken von entsprechenden Fe dern im Anfang zurückgehalten werden, um ein verfrühtes Einkuppeln zu vermeiden, schon bei geringer Überlastung oder bei wenig verminderter Umdrehungszahl des - rotieren den Teils, leicht ein Gleiten eintreten kann.
Für viele Zwecke wirken diese angeführ ten Nachteile störend, weshalb von dem Ein bau einer selbsttätigen Kupplung Abstand genommen wind, obwohl siel von wesent- lichenVorteilwäre. So ist es beispielsweise zum stromstosslosen Anlassen von Elektromotoren besonders Drehstrommotoren mit Kurzschluss- anker) erforderlich, dass die Kupplung nicht eher voll wirksam werden kann,
als der Sta- tor die ganze Netzspannung erhält und da mit sein volles Drehmoment entwickelt.
Es ist fern8r von grosser Wichtigkeit, dass nach erfolgter Kupplung jedes Gleiten zwi schen den treibenden und dem getriebenen Teil unmöglich ist, und dass eine Entkupplung keinesfalls bei einem gewöhnlichen Nachlas- sen der Umdrehungszahl, wie es in ,jedem Be triebe häufig vorkommt, eintreten kann, son dern erst dann, wenn die Umdrehungszahl beträchtlich unter Normal gesunken ist und damit ein Entkuppeln wünschenswert ist.
Gegenstand,der Erfindung ist .eine selbst tätige Reibungskupplung, mit welcher diese Kupplungsweise einwandfrei dadurch ermög licht wird, dass mindestens ein Kupplungsele ment von gesonderten, einer Hilfskraft unter stellten Fliehkörpern, mittelbar oder un mittelbar, derart beeinflusst wird, dass ;las Kupplungselement für sich selbst zunächst nur eine Art Vorkupplung bewirken kann und die endgültige Kupplung, mit Hilfe der Fliehkörper, erst dann erfolgt, wenn der trei bende Teil eine vorher festgesetzte, das heisst seine Normalumdrehungszahl erreicht hat, während das Entkuppeln erst dann eintritt, wenn die Umdrehungszahl beträchtlich unter die Normale gesunken ist.
Zw eckmässig enthält die Kupplung noch mindestens ein Verrie.gelungsorgan, welches von gesonderten Fliehkörpern beeinflusst wird und jedes Gleiten des gekuppelten Teils im Kupplungszustand verhindert.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstan des in Gestalt einer Spreizringkupplung dar gestellt, jedoch kann selbstverständlich auch eine andere Reibungskupplung gemäss der Erfindung ausgebildet werden.
Abb. 1 ist ein Längsschnitt nach der Linie q-B der Abb. 2; Abb. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie C"-D in Abb. 1; Abb. 3 zeigt einen Längsschnitt nach der Linie E-F in Abb. 2, und Abb. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie G-H in Abb. 1.
Hierbei ist a eine Riemenscheibe, gegen deren Innenmantel der gesprengte Kupp lungsring b anliegt, welcher in bekannter Weise durch zwei einander gegenüberliegende Pressglieder c, d auseinandergespreizt und da mit gegen die Riemenscheibe angepresst wird. Auf der antreibenden Welle e sitzt aufge- keilt ein Gusskörper f, der gegenüber der Kupplungsfläche ein Kreiizstüeli g bildet.
In zwei einander gegenüberliegenden Armen dieses Iireuzstüclzes sind die Pressglieder c. d radial verschiebbar angeordnet. Sie liegen auf das Kreuzstück in der Achsrichtung durchsetzenden doppelhebelartigen Fliehkör pern, -die um Bolzen h drehbar sind und deren längerer Arm i. am Ende zu den schwe ren Fliehgewichten 1 ausgestaltet ist, wäh rend .der kürzere Arm 1 mit seinem abgerun deten Ende gegen einen federbeeinflussten auf dem Körper f achsial verschiebbaren Feder teller in anliegt.
Der Federteller steht unter dem Einfluss einer starken Schraubenfeder jt. welche ihn fest gegen die, Fliehgewichtshebel i., 1 anpresst.
In den beiden andern, einander gegen überliegenden Armen des Kreuzstückes g sind die Dorne o radial verschiebbar gelagert, die seitlich zwischen dem Kupplungsring und den Fliehgewichten 7,: angeordnet sind. Die zur Verriegelung dienenden Dorne stehen mit leichteren Fliehkörpern in gelenkigerVerbin- dung, die um Bolzen ir drehbar sind und deren längerer Arm q zu leichteren Fliehgewichten r ausgebildet: ist, während der kürzere Arm s mit seinem abgerundeten Ende gleichfalls gegen den Federteller in anliegt.
Bei hoher Umdreliuiigszalilkann die stirnseitige Drucl@- fläche des Federtellers m. wie im Ausfüh rungsbeispiel angegeben, vorteilhaft als eiere zweifach gebrochene Kegelfläche ausgestal tet sein, in der )Äleise, dass der äussere Teil als steilere Kegelfläche t, der innere Teil als flachere Kegelfläche tt. ausgestattet ist.
Die Innenseite der Riemenscheibe a ist gegenüber den Verriebelurigsdornen o mit. mehreren zahnartigen Ausschnitten .v versehen.
Die Wirkungsweise der Kupplung ist fol gende: Bei Leerlauf dreht sich der innere Kupp lungsteil lose innerhalb der feststehenden Rieinenseheibe R. wobei die schweren Flieh gewichte i., k, 1 die in Abb. 1 gestrichelt ein gezeichnete Stellung einnehmen, in welcher die steilere Kegelfläche t des Federtellers iu gegen die Arme 1 und s der Fliehge@vichte drückt.
Hierbei schleift der zufolge seiner eigenen Fliehkra.ftwirkung und derjenigen der Pressglieder c und d gespreizte Kupp lungsring bereits bremsend auf der Riemen- scheibe, wodurch eine Vorkupplung bewirkt wird, ohne aber die volle Kupplung herzu stellen.
Solange die Umdrehungszahl des treibenden Teils die gewünschte Grenze nicht e rreie i ht hat, genügt die von den Fliehgewich- ten k entwickelte Fliehkraft nicht, um den Federteller mz entgegengesetzt der Feder "i, vorzuschieben, so dass während dieser ganzen Zeit.
die Kupplungsfliehgewichte k in kei ner Weise auf den Kupplungsring einwirken können. Erstwenn,die Normalumdrehungszahl erreicht ist, steigert sich die Fliehkra-ftwir- kung in dem Masse, da.ss die Fliehgewichte k langsam den Gegendruck des Federtellers in überwinden und nunmehr in die in Abb. 1 volleingezeichnete Stellung kommen, in wel cher sie einerseits gegen die flachere ;Kegel fläche ac des Federtellers anliegen und ander seits die P'ressglied.er c, d in den Kupplungs ring ,drücken.
Damit arbeitet der Gegendruck des Federtellers uc nur noch in sehr verrin gertem Masse den Fliehgewichten k entgegen, weil ein grosser Teil dieses Gegendruckes durch die Bolzen 1z aufgefangen wird und der ;Kupplungsring kommt fest zum Anlie gen an die Riemenscheibe a, womit die volle Kupplung .des getriebenen Teils bewirkt wird.
Beim Kuppeln sinkt naturgemäss durch die Antriebslast die LTm.drehungszahl, um nach kurzer Zeit wieder auf die volle Höhe zu gelangen. Sowie dies der Fall ist, können die leichteren, vom Spreizring b unabhängi gen Fliehkörper weiter ausschwingen, wodurch sie einerseits die Dorne o unter weiterem Vor schieben des Federtellers m in die Zähne v pressen und damit die Kupplung verriegeln, so dass ein Gleiten des gekuppelten Teils un möglich ist und anderseits die Kupplungs- fliehgewichte <I>i, k,</I> l von dem Gegendruck der Schraubenfeder "z nunm-ehr vollständig entla sten.
Bei nicht zu stark sinkender Tourenzahl wird die Kupplung samt .der Verriegelung keinesfalls wieder aufgehoben, da wie erläu tert der Gegendruck der Schraubenfeder a ausschliesslich nur auf die beiden leichteren Fliehkrafthebel q, r, s wirkt und deren Win kelgrad im Verhältnis zur Auflagefläche am Federteller m in d er Endstellung (wenn ver riegelt) derart ist, dass die Bolzen p beinahe den ganzen nicht unbedeutenden Druck der Feder na auffangen.
Sinkt jedoch die Umdrehungszahl in unzu lässiger Weise, * so lässt die Wirkung der leichten Fliehkörper q, r, s derart nach, dass nunmehr die Seder n zur Wirkung kommt und den Federteller in zurückdrückt, wo durch zuerst die Verriegelung und hiernach der angetriebene Teil vom treibenden Teil entkuppelt wird.
Infolgedessen erfolgen Kupplung und Entkupplung vollständig selbsttätig, und zwar erstere in jenem Augenblick, in wel chem der treibende Teil die normale Um drehungszahl erreicht, während das Entkup- peln erst dann stattfindet, wenn die Um drehungszahl ganz bedeutend, zum Beispiel auf '/"der normalen gesunken ist.
Erwähnt sei, dass an Stelle des gestuften Federtellers in auch bei nicht zu hoher Em- drehungszahl oder leichterem Fliehgewichte für nur schwach belastete Kupplungen ein Federteller Verwendung finden kann, der keine gebrochene, sondern eine glatte Kegel fläche besitzt, deren Winkelgrad derjenigen Tourenzahl des antreibenden Teils angepasst sein muss, bei der die Kupplung stattfinden soll. Eventuell können auch zwei Federteller oder ähnliche federbelastete, bewegliche Or gane zur Bestimmung der Ein- und Auskupp- lungs-, sowie Verriegelungsmomente vorge sehen sein.
Ferner ist es auch ohne weiteres möglich, au Stelle der zwei Verriegelungs- dorne o nur einen einzigen Verriegelungsdorn vorzusehen, oder anstatt nur einen Kupp lungsring und ein vierteiliges Kreuzstück zwei entweder zusammen oder nacheinander in Wirkung tretende Spreizringe mit einem sechsteiligen Kreuzstück zu verwenden.
Für besondere Fälle kann auch der Feder teller m. mit einer gesondert und von aussen zu betätigenden Vorrichtung versehen sein, um durch Festhalten oder Freigeben des Fe- dertellers die Wirkung der selbsttätigen Kupplung nach Belieben zu verhindern oder zu ermöglichen.
Automatic friction clutch. Among the various known Rei friction clutches, the so-called expanding ring friction clutches, the coupling ring of which is pressed apart radially and tangentially by two or more opposing pressing members, occupy an excellent place. They have the disadvantage that the coupling and uncoupling between the driving and the driven part does not take place automatically, but must be actuated from the outside by levers or other devices.
In addition to the cited expanding ring couplings, self-acting friction couplings are known in which the coupling works automatically in that the coupling elements (blocks or the like) are pressed directly onto the part to be driven by the centrifugal effect of the part to be driven to take with you. The disadvantage of these couplings is that the pressure on the coupling elements increases or decreases in the same proportion as the number of revolutions of the driving part increases or decreases.
As a result, it often happens that the coupling either takes place too early and the coupling elements stick when switched off, or that if the grinding jaws are held back by corresponding springs at the beginning to avoid premature coupling, even with slight overload or at a slightly reduced number of revolutions of the rotating part, sliding can easily occur.
For many purposes these disadvantages have a disruptive effect, which is why the installation of an automatic clutch is refrained from, although it would be a significant advantage. For example, to start electric motors without current, especially three-phase motors with short-circuit armature, it is necessary that the clutch cannot become fully effective before
when the stator receives the entire line voltage and develops its full torque with it.
It is also of great importance that once the coupling has been carried out, any sliding between the driving and driven parts is impossible, and that decoupling cannot under any circumstances occur with a normal decrease in the number of revolutions, as is often the case in every company , but only when the number of revolutions has fallen considerably below normal and thus decoupling is desirable.
The subject matter of the invention is an automatic friction clutch with which this type of clutch is perfectly made possible by the fact that at least one clutch element is influenced indirectly or directly by separate centrifugal bodies placed under an auxiliary force in such a way that the clutch element for itself itself can initially only cause a kind of pre-clutch and the final clutch, with the help of the centrifugal body, only takes place when the driving part has reached a previously set, i.e. its normal speed, while the decoupling only occurs when the speed is considerably below the normal has dropped.
The coupling also contains at least one locking element which is influenced by separate centrifugal bodies and prevents any sliding of the coupled part in the coupling state.
In the drawing, an example embodiment of the subject matter of the invention is shown in the form of an expanding ring coupling, but of course another friction clutch can also be designed according to the invention.
Fig. 1 is a longitudinal section on the line q-B of Fig. 2; Fig. 2 is a cross section on the line C "-D in Fig. 1; Fig. 3 is a longitudinal section on the line E-F in Fig. 2, and Fig. 4 is a cross section on the line G-H in Fig. 1.
Here, a is a pulley, against the inner surface of which the split coupling ring b rests, which is spread apart in a known manner by two opposing pressing members c, d and is then pressed against the pulley. A cast body f is wedged onto the driving shaft e and forms a circular piece opposite the coupling surface.
In two opposite arms of this Iireuzstüclzes are the pressing members c. d arranged to be radially displaceable. They lie on the cross piece in the axial direction penetrating double lever-like Fliehkör pern, -that are rotatable about bolts h and the longer arm i. at the end of the heavy flyweights 1, while the shorter arm 1 rests with its rounded end against a spring-influenced spring plate that can be axially displaced on the body.
The spring plate is under the influence of a strong coil spring jt. which presses it firmly against the, flyweight lever i., 1.
In the two other, opposite arms of the cross piece g, the mandrels o are mounted so as to be radially displaceable and are arranged laterally between the coupling ring and the flyweights 7,:. The locking pins are in an articulated connection with lighter centrifugal bodies, which can be rotated around bolts ir and whose longer arm q is designed as lighter centrifugal weights r: while the rounded end of the shorter arm s also rests against the spring plate in.
In the event of a high reversal rate, the frontal pressure surface of the spring plate can m. As indicated in the exemplary embodiment, it can advantageously be designed as a double-broken conical surface, in which the outer part is a steeper conical surface and the inner part is a flatter conical surface. Is provided.
The inside of the pulley a is opposite the Verriebelurigsdornen o with. several tooth-like cutouts .v provided.
The mode of operation of the clutch is as follows: When idling, the inner clutch part rotates loosely within the fixed pulley R. whereby the heavy centrifugal weights i., K, 1 occupy the position shown in Fig. 1 with a dashed line, in which the steeper conical surface t of the spring plate iu presses against the arms 1 and s of the flyweight @ presses.
Here, due to its own centrifugal force and that of the pressing members c and d, the spreading coupling ring already grinds braking on the belt pulley, thereby causing a pre-coupling without establishing the full coupling.
As long as the number of revolutions of the driving part has not reached the desired limit, the centrifugal force developed by the centrifugal weights k is not sufficient to advance the spring plate mz opposite to the spring "i, so that during this entire time.
the clutch flyweights k can in no way act on the clutch ring. Only when the normal number of revolutions is reached does the centrifugal force increase to the extent that the centrifugal weights k slowly overcome the counterpressure of the spring plate and now come into the position fully drawn in Fig. 1, in which they on the one hand counteract the flatter; conical surface ac of the spring plate and on the other hand press the pressing member c, d into the coupling ring.
Thus the counterpressure of the spring plate uc only works to a very reduced extent against the centrifugal weights k, because a large part of this counterpressure is absorbed by the bolts 1z and the coupling ring rests firmly against the belt pulley a, with which the full coupling. of the driven part is effected.
When the clutch is engaged, the drive load naturally causes the LTm. Speed to decrease, only to return to full height after a short time. As soon as this is the case, the lighter centrifugal bodies independent of the expanding ring b can swing out further, which on the one hand presses the mandrels o while pushing the spring plate m further into the teeth v and thus locks the coupling so that the coupled part can slide is impossible and, on the other hand, the clutch centrifugal weights <I> i, k, </I> l are now completely relieved of the counterpressure of the helical spring "z.
If the number of revolutions does not decrease too much, the clutch and the lock are never released again, since, as explained, the counterpressure of the helical spring a only acts on the two lighter centrifugal levers q, r, s and their degree of angle in relation to the contact surface on the spring plate m in the end position (when locked) is such that the bolts p absorb almost all of the not insignificant pressure of the spring na.
If, however, the number of revolutions drops in an unacceptable manner, * the effect of the light centrifugal bodies q, r, s diminishes in such a way that the Seder n now comes into effect and pushes the spring plate back in, where first the lock and then the driven part of the the driving part is decoupled.
As a result, coupling and decoupling are completely automatic, the former at the moment in which the driving part reaches the normal speed, while the decoupling only takes place when the speed is very significant, for example at '/ "der normal has decreased.
It should be mentioned that instead of the stepped spring plate, a spring plate can be used in place of the stepped spring plate for clutches that are only lightly loaded, even if the number of revolutions is not too high or the centrifugal weights are lighter.This spring plate does not have a broken, but a smooth conical surface, the degree of which corresponds to the number of revolutions of the driving part must be adapted, at which the coupling is to take place. Possibly two spring plates or similar spring-loaded, movable organs for determining the coupling and uncoupling as well as locking moments can be provided.
Furthermore, it is also easily possible to provide only a single locking pin instead of the two locking pins, or instead of just one coupling ring and a four-part cross piece to use two expanding rings with a six-part cross piece that come into effect either together or one after the other.
For special cases, the spring plate m. be provided with a separate and externally operated device in order to prevent or enable the action of the automatic clutch by holding or releasing the spring plate at will.