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Fliehkraftkupplung Die Erfindung bezieht sich auf Fliehkraftkupplungen,
bei welchen mit der antreibenden Welle eine Scheibe mitläuft, mit welcher die der
Fliehkraft unterworfenen Reibungskörper kraftschlüssig verbunden sind und bei welcher
mit der getriebenen Welle eine zylindrische Glocke (Trommel) verbunden ist, auf
deren Innenseite die Reibungskörper angreifen, und hat eine Vereinfachung im Aufbau
und Betrieb derartiger Kupplungen zum Gegenstand.
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Die Kupplung nach der Erfindung soll vorzugsweise Verwendung finden
zum Hochtreiben von Maschinen, welche infolge ihrer großen Masse und des darauf
resultierenden Trägheitsmomentes schwer anlaufen. Es handelt sich dabei beispielsweise
um Milchzentrifugen, Wäscheschleudern und andere hauswirtschaftliche Hilfsmaschinen
sowie um alle sonstigen Maschinen und Apparate mit ähnlichen Anlaufbedingungen.
Bei diesen Maschinen besteht die Hauptarbeit in der Beschleunigung relativ großer
Massen. Während des eigentlichen Betriebes ist eine wesentlich geringere Arbeit
zu leisten, die meist nur in der Überwindung der Reibungsverluste liegt.
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Für die genannten hauswirtschaftlichen Hilfsniaschinen, die meist
aus Einphasen-Lichtnetzen betrieben werden, kann man nicht ohne weiteres einen relativ
starken Motor von z. B. 0,5 PS vorsehen, um die Anlaufgeschwindigkeiten zu
überwinden. Ein überdimensionierter Motor nimmt einen zu großen Anlaufstrom von
z. B. 15 Amp. auf, so daß die üblichen Sicherungen von z. B. 10 Amp.
ansprechen würden.
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Außerdem würde durch die große Stromaufnahme bei den meist zu schwachen
Leitungen ein Spannungsabfall auftreten, der zu Störungen Anlaß geben würde.
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Es sind bereits Fliehkraftkupplungen bekannt, bei welchen mit der
Motorwelle verbundene Kreisringsegmente eine mit der Maschinenwelle verbundene hohlzylindrische
Glocke derart mitnehmen, daß das Fliehgewicht erst nach Erreichen der Betriebsdrehzahl
der Maschine voll wirksam wird, wogegen während des Maschinenanlaufes nur eine allmähliche
Mitnahme ohne Überlastung des Motors stattfindet. Bei diesen bekannten Kupplungen
stehen die Fliehgewichte unter Wirkung einstellbarer Rückstellfedern, was nicht
nur eine erhebliche Komplikation im Aufbau der Kupplung bedingt, sondern auch in
betrieblicher Hinsicht große Nachteile und Ungenauigkeiten mit sich bringt, weil
es praktisch gar nicht möglich ist, die Herstellungstoleranzen so klein zu halten,
daß die Kupplung nur bei einer ganz bestimmten Drehzahl anspricht, bei geringer
Unterschreitung der Drehzahl aber wieder gelöst wird. Auch die Verwendung besonderer
Dämpfungsmedien, beispielsweise öl, erweist sich hierbei als nachteilig,
weil nicht nur die vollständige Abdichtung Schwierigkeiten macht, sondern durch
das Dichtungsmittel auch von außen temperaturabhängigeAdhäsionskräfte ausgeübtwerden,
die ein Unsicherheitsmoment in die Wirkung hineinbringen.
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Der Erfinder hat sich zur Aufgabe gestellt, eine möglichst einfache,
robuste und zuverlässig arbeitende Kupplung zu schaffen, welche zwischen den Motor
und eine schwer anlaufende Maschine mit großen zu beschleunigenden Massen eingefügt
wird und den Antrieb dieser Maschine auch durch Anschluß an ein Lichtnetz oder ein
ähnliches vorhandenes Stromnetz ermöglicht, wobei die Leistung des Motors im wesentlichen
der Betriebsleistung nach Hochlaufen der Arbeitsmaschine entspricht, so daß man
beispielsweise an Stelle eines Motors von 0,5 PS einen solchen mit nur
0,25 oder sogar nur 0,20 PS verwenden-kann. Dies ist besonders wichtig
bei Maschinen, die vorwiegend zu landwirtschaftlichen oder hauswirtschaftlichen
Zwecken dienen, also ohne fachmännische Aufsicht und unter verhältnismäßig ungünstigen
Betriebsbedingungen arbeiten müssen, bei denen also eine sachverständige Wartung
und ausreichende Pflege nicht gewährleistet sind.
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Der Erfindung gemäß sind zu diesem Zwecke bei einer Fliehkraftkupplung,
bei welcher mit der Motorwelle verbundene Kreisringsegmente an sich bekannter Art
eine mit der Welle der Arbeitsmaschine verbundene Glocke kuppeln bzw. entkuppeln,
diese Kreisringsegmente so gestaltet, daß sie mit übereinandergreifenden
Enden
von halber Segmentbreite die Form eines zweifach oder dreifach geteilten Kreisringes
ergeben, dessen Durchmesser etwas kleiner ist als jener der Glocke, wobei die Segmente
in den Endabschnitten länglich geformte, parallel zur Normalen auf den Mittelabschnitt
verlaufende Durchbrechungen aufweisen, in welche Bolzen einer mit der Motorwelle
verbundenen Mitnehmerscheibe eingreifen.
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liehkraftkörper und keibungskörper sind bei dieser Kupplung identisch,
weil die der Fliehkraftwirkung unterworfenen S egmente zugleich Kupplungsglieder
sind, die sich reibungsschlüssig an die Glocke anlegen. Die Fliehkörper sind gewichtsmäßig
im Durchmesser und in der Breite so abgestimmt, daß durch den Anpreßdruck nicht
mehr Reibung auftritt, als z. B. ein Einphasenmotor mit Hilfsphase und
An-
laufkondensator im Höchstbelastungszustand glatt überwinden kann, ohne
zu kippen. Die Hilfsphase soll sich bereits nach einer knappen Sekunde wieder abschalten,
und die Hauptphase soll nach hochgelaufenem Motor die Arbeit des Hochlaufens der
Maschine mit hohem Trägheitsmoment vollenden. Die Anordnung von Rückziehfedern entfällt
hierbei vollständig.
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Die Kupplung nach der Erfindung baut sich sehr einfach und dementsprechend
billig, erfordert wenig Raum und sichert eine einwandfreie Bewegung der Ringsegmente
mit Mitteln, die nicht störanfällig sind. Mit ihr können auch Hilfsmaschinen mit
großen zu beschleunigenden Massen ohne Gefährdung der Sicherung und ohne große Stromaufnahme
während des Anlaufens direkt aus dem Lichtnetz gespeist werden. Es erübrigt sich
deshalb die Verlegung eines besonderen Drehstromanschlusses.
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Zwei Ausführungsbeispiele von Fliehkraftreibungskupplungen nach der
Erfindung sind nachstehend an Hand der Zeichnung noch etwas näher erläutert. In
dieser zeigt in schematischer Darstellung Fig. 1 einen axialen Schnitt durch
die Kupplung, Fig. 2a in kleinerem Maßstabe ein Ausführungsbeispiel für die zusammengesetzten
Reibungskörper, Fig.2beineneinzelnenReibungskörpernachFig.2a, Fig.-'9 c eine Abwicklung
des Reibungskörpers nach Fig. 2b; Fig. 3a, 3b und 3c zeigen in sinngemäßer
Darstellung ein anderes Ausführungsbeispiel.
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In den Fig. 1 bis 3 sind Beispiele für die Fliehkraftkupplung
und die Fliehkraftkörper dargestellt. In Fig. 1 ist mit 1 die treibende
Welle bezeichnet, auf welcher die Scheibe 2 mit den Mitnehmerbolzen 3
befestigt
ist. Mit 4 ist die getriebene Welle bezeichnet, die als Keilriemenscheibe ausgebildet
ist. Diese Welle greift in Form einer Glocke bzw. Trommel 6 bis über die
Scheibe 2 der treibenden Welle. Diese Leerlaufscheibe, bestehend aus Keilriemenscheibe
4 und Kupplungstrommel 6, ist lose laufend auf einer Verlängerung
5 der Welle 1 aufgesteckt und gegen Herabrutschen gesichert. Die Fliehkraft-
und Anpreßkörper- 7
befinden sich innerhalb der Glocke bzw. Trommel
6.
Sie sind zweiteilig dargestellt, derart, daß sich irn Schnitt zwei Stücke
von halber Mantelbreite zeigen.
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In den Fig. 2 a bis 2 c und 3 a bis 3 c sind zwei verschiedene
Ausführungsbeispiele für die Reibungskörper dargestellt.
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Gemäß den Fig. 2 a und 3 a ergeben die einzelnen Reibungskörper
bei ihrer Zusammensetzung die Form eines zweifach bzw. dreifach geteilten Kreisringes,
dessen Durchmesser etwas kleiner ist als der Durchmesser der Glocke 6. Aus
den Fig. 2b und 3b ist ersichtlich, daß die Reibungskörper in den
Endabschnitten 9 bzw. 10 länglich geformte Durchbrechtingen
8 aufweisen, die zur Aufnahme der Mitnehmerstifte 3 dienen. Die Längsachsen
der Durchbrechungen 8 verlaufen im wesentlichen parallel zur Normalen auf
den Mittelabschnitt des Reibungskörpers, damit die Seginente im Betrieb radiale
Bewegungen ausführen können. Aus den Fig. 2 c und 3 c ist ersichtlich, daß
der Mittelabschnitt 11 bzw. 12 jedes Reibungskörpers - der etwa ein
Viertel des Kreisbogens ausmacht - die doppelte Mantelbreite hat gegenüber
den beiden Endabschnitten 9 bzw. 10.
Die Endabschnitte bzw. deren Verlängerungen
überdecken sich mit den Abschnitten von halber Breite der benachbarten Segmente.
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Die Fig. 2a bis 2c zeigen Reibungskörper, von denen für eine Kupplung
zwei Teile erforderlich sind. Bei einem solchen zweigeteilten Kreisring, bei dem
jedes Segment etwa drei Viertel des Kreisbogens ausmacht, sind die beiden Endabschnitte
in ihrer Mantelbreite auf der gleichen Seite geschwächt. Die beiden Teile ergeben,
überlappend gegeneinandergelegt, einen Kreisring von voller Mantelbreite.
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Die Fig. 3a bis 3c zeigen Reibungskörper, von denen für eine Kupplung
drei Teile erforderlich sind. Bei einem solchen dreigeteilten Kreisring
- bei dem jedes Segment etwa zwei Fünftel der Länge des Kreisbogens ausmacht
- sind die beiden Endabschnitte in ihrer Mantelbreite auf entgegengesetzten
Seiten geschwächt, so daß sie, überlappend aneinandergereiht, einen Kreisring von
voller Mantelbreite ergeben.
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Die Gewichte der Reibungskörper sollen so bemessen sein, daß sie sich
beim Überschreiten einer vorgeschriebenen Drehzahl an die Glocke anpressen und bei
Unterschreitung dieser Drehzahl - ohne Zuhilfenahme einer Rückstellfeder
- von der Glocke abheben und damit auskuppeln. Als Werkstoff für die Glocke
wird zweckmäßig Stahl und für die Reibungskörper Gußeisen gewählt.