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Reibungskupplung, insbesondere für den Antrieb von Krafträdern Die
Erfindung bezieht sich auf eine Reibungskupplung, insbesondere für den Antrieb von
Krafträdern, bestehend aus einem treibenden Kupplungstcü mit auseinanderspreizbaren
Backen, die zur Bewegungsübertragung auf den angetriebenen Kupplungsteil mit Reibkörpern
versehen sind, welche in am Umfang der Backen angeordneten Ausnehmungen angeordnet
sind und teilweise aus diesen hervorstehen.
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Es ist bereits, eine Fliehkraft-.Reibungskupplung bekannt, bei der
die Fliehkörper ebenfalls in am Umfang eines runden Führungsgliedes vorgesehenen
Ausnehmungen angeordnet sind. Aufgabe dieser Fliehkörper ist es, die eigentliche
Reibungskupplung durch Axialverschiebung des einen Kupplungssteiles zu betätigen.
Der Aufbau dieser Kupplung ist verhältnismäßig kompliziert. Außerdem genügt diese
Reibungskapplung nicht der Forderung nach einer verhältnismäßig schwachen Kupplungsverbindung
bei niedrigen Geschwindigkeiten, um das für ein sachtes Anfahren erforderliche Gleiten
der Kupplungsteile zu
ermöglichen, andererseits jedoch eine mit zunehmender
Geschwindigkeit rasch ansteigende Kupplungskraft zu erzeugen, so daß sich die Kupplung
in diesem Zustand wie eine starre Verbindung verhält.
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Bei einer weiterhin bekannten Kupplung der eingangs genannten Art
bestehen die Reibkörper aus nicht elastisch verformbarein Werkstoff. Außerdem sind
sie nicht in ihren Sitzen frei drehbar, sondern nur beschränkt schwenkbar. Da ein
Abrollen der Reibkörper nicht zugelassen wird, verhält sich diese bekannte Kupplung
wie eine gewöhnlichem Fliehkraftkupplung, bei der die Kupplungsverbindung durch
Massen erzielt wird, die mit einer dem Quadrat der Drehgeschwindigkeit proportionalen
Kraft in bezug auf die Drehachse nach außen gedrückt werden. Der Reibungskoeffizient
zwischen diesen Massen und der zylindrischen Fläche des angetriebenen Organs ist
dementsprechend konstant, so daß die Mitnahmekraft bei diesen bekannten Kupplungen
demQuadrat der Drehgeschwindigkeit proportional ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Reibungskupplung insbesondere für
den Antrieb von Krafträdern der eingangs genannten Art so weiter auszugestalten,
daß sie der Forderung nach einer verhältnismäßig schwachen Kupplungsverbindung bei
geringen Drehzahlen, die mit Drehzahlerhöhung außerordentlich rasch stärker wird,
genügL Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Reibkörper
aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, vorzugsweise aus Gummi, Kunststoff od.
dgl., bestehende Wälzkörper sind, die in den entsprechenden Ausnehmungen der Backen
frei drehbar untergebracht sind, so daß sie sich bei geringem Anpreßdruck der Backen
am angetriebenen Kupplungsteil abwälzen und bei stärker werdendem Anpreßdruck infolge
ihrer elastischenVerforinung in ihren Ausnehmungen festgeklemmt werden und am angetriebenen
Kupplungsteil gleiten. Während die Reibkörper bei schwacher Kraftwirkung eine vorwiegend
rollende Reibung erzeugen, tritt bei zunehmender Drehgeschwindigkeit der Kupplung
im Betrieb rasch ansteigend eine gleitende Reibung zwischen dem Sitz und den Reibkörpem
ein. Bei einer gewissen Geschwindigkeit werden die Reibkörper schließlich in ihren
Sitzen blockiert und üben somit auf die angetriebene zylindrische Fläche eine reine,
Gleitreibung aus, so daß die angetriebene Fläche rasch drehschlüssig mit dem treibenden
Kupplungsteil verbunden wird.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kupplung läßt sich eine doppelte Fliehkraftkupplung
verwirklichen, die sich besonders gut für den Antrieb von Krafträdern eignet.
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Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Kupplung die Reibkörper im
Augenblick des Einrückens der Kupplung in den Ausnehmungen der Backen rollen und
somit eine, rollende Reibung auf die Fläche des angetriebenen Kupplungsteils ausüben,
ist die Erwärmung dementsprechend gering. Einer geringen Erwärinung entspricht naturgemäß
eine
längere Lebensdauer der Reibkörper, zumal infolge ihrer Drehung
die geringfügige Abnützung auf ihre gesamte Oberfläche verteilt wird. Dadurch unterscheiden
sich die Reibkörper der erfindungsgemäßen Kupplung wesentlich von den Reibbelägen
bekannter Kupplungen, bei denen der Verschleiß weitaus höher ist und darüber hinaus
die Auswechslung gegen neue Beläge äußerst umständlich,ist. -- -
Gemäß einem
weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung besitzen dieAusnehmungen in denBacken
zur Aufnahme der Wälzkörper teilweise in an sich bekannter Weise ein der Form der
Wälzkörper entsprechend angepaßtes Profil, während ihr in radialer Richtung innen
liegender Teil etwa die Form einer Keilrinne besitzt, deren Boden im Abstand von
der Umfangsfläche des unverformten Wälzkörpers angeordnet ist und in die sich der
Wälzkörper beira Spreizen der Backen einpreßt.
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Weitere wesentliche Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung
eines einfachen Ausführungsbeispiels einer selbsttätigen doppelten Fliehkraftkupplung
für Krafträder unter Bezugnahme, auf die Zeichnung.
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Fig. 1 zeigt die Kupplung im Axialschnitt; Fig. 2 zeigt die
Kupplung zur Bewegungsübertragung auf das Hinterrad mit den verschiedenen Teilen
in Ruhelage; Fig. 3 zeigt die Kupplung für das Anlassen des Motors
mit den verschiedenen Teilen in Ruhelage, und Fig. 4 veranschaulicht schematisch
die Anbringung der doppelten Kupplung an einem Kraftrad. Wie Fig. 1 zeigt,
ist eine mit dem Hinterrad verbundene Riemenscheibe 1 mittels eines Rollenlagers
3 frei drehbar um die Motorwelle 2 gelagert. Um die mit der Riemenscheibe
1 fest verbundenen Zapfen 6, 7 sind die Fliehkraftbacken 4,
5 (Fig. 3)
drehbar und werden durch Federn 22 und 23, die einer
gegenseitigen Entfernung der Backen entgegenwirken, zusammengehalten. An jeder der
beiden Backen 4, 5 sind zwei beispielsweise zylindrische, elastisch-- Wälzkörper
26, 27 bzw. 24, 25 aus Gummi, Kunststoff od. dgl. in entsprechenden
Ausnehmungen der Backen angebracht. Es versteht sich, daß diese Wälzkörpeer auch
eine andere Gestalt, beispielsweise eine kegelige, tonnenförmige od. dgl. besitzen
können. Die Ausnehmungen, in welche die Wälzkörper eingesetzt sind, besitzen ein
der Form der Wälzkörper angepaßtes Profil, wobei diese teilweise aus ihren Sitzen
herausragen, ohne jedoch herausfallen zu
können. Das Einsetzen der Wälzkörper
in ihre Sitze ist durch ihre elastische Verformbarkeit möglich. Der Boden der Ausnehmungen
ist beispielsweise trapezförmig verengt, so daß durch diese Verengung eine Klemmwirkung
auf die Wälzkörper ausgeübt wird, wenn diese durch eine äußere Kraft in ihre Sitze
hineingedrückt werden.
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Die Wälzkörper übertragen beim Aufwärtsschwenken der Backen 4,
5 die Bewegung auf eine, mit Hilfe eines Keiles 29 auf der Welle 2
aufgekeilte Trommel 28.
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Auf der Motorwello2, und zwar auf dem kegelstumpfförmigen, Ansatz
9 derselben, ist eine Scheibe 8
befestigt, an der mittels zweier Zapfen
12, 13 weitere zwei Fliehkraftbacken 10, 11 (Fil-. 2) angelenkt sind,
in deren Ausnehmungen wie bei den Backen 4, 5 je
ein Wälzkörper
32 bzw. 33 aus Gummi, Kunststoff od. dgL angebracht ist. Die, beiden
Backen 10, 11
werden auch von zwei Federn 30, 31, die einer Entfernung
der Backen entgegenwirken, zusammengehalten.
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In Fig. 4 ist schematisch die Anbringung der doppelten Kupplung an
einem Kraftrad dargestellt. Ein Zahnkranz 14 wird von den Pedalen des Kraftrade-s
angetrieben und treibt mittels der Kette 15
und dem Ritzel 16 das Hinterrad
an.
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Ein auf der Achse des Hinterrad-es aufgekeiltes Zahnrad
17 ist über eine Kette 18 mit einem Ritzel 19 verbunden. Das
Ritzel 19 ist seinerseits starr mit einer Riemenscheibe 20 verbunden und
samt dieser frei um dir, Pedalachse drehbar. Die Riemenscheibe 20 ist schließlich
mittels eines Riemens 21 mit der Rjemenscheibe 1 der Kupplung verbunden.
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Die Wirkungsweise des Antriebes ist folgende: Durch Betätigung der
Pedale (Tretkurbeln) wird die Riemenscheibe 1 in Drehung versetzt, wodurch
sich auch die Fliehkraftbacken 4, 5 mitdrehen. Wenn bei einer gewissen Drehzahl
die auf die Backen 4, 5
wirkende Fliehkraft die Federkraft der Federn
22, 23
übersteigt, dann werden die Backen durch die Fliehkraft auseinander
bewegt und übertragen ihre Drehbewegung mittels der Wälzkörper 24, 25, 26, 27
auf die Trommel 28. Auf diese Weise wird die Riemenscheibe 1 an den
Motor angekuppelt, und dieser wird in Drehung versetzt und angeworfen.
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Auch die Scheibe 8 dreht sich dabei mit, und sobald die Motordrehzahl
einen derartigen Wert erreicht hat, daß die auf die Backen 10, 11 einwirkende
Fliehkraft die Federspannung der Federn 30,
31 übersteigt, werden die,
Backen voneinander entfernt und, stellen mittels der Wälzkörper 32, 33 eine
unmittelbare Verbindung zwischen der Motorwelle 2 und der Riemenscheibe
1 her, die nun die Gesamtleistung des Motors übertragen kann.
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Von der Riemenscheibe 1 wird das Hinterrad über die kinematische
Kette, bestehend aus der Riemenscheibe 1, dem Riemen 21, der Riemenscheibe
20, dem Ritzel 19, der Kette 18 und dem Zahnrad 17,
in Drehung
versetzt, während die Tretkurbelachse in Ruhe bleibt, da das Ritzel 16 als
Freilauf ausgebildet ist.
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Mit zunehmender Motordrehzahl wird die Kupplungsverbindung immer fester.
Will man hingegen das Kraftrad anhalten, dann ergibt sich bei niedriger Motordrebzahl
infolge entsprechender Bemessung der auf die Flichkraftbacken wirkenden Federn ein
selbsttätiges Ausrücken der Kupplungsteile, so daß das Kraftrad auch bei noch laufendem
Motor zum Stehen gebracht werden kann.