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Durch Fliehkraft geschaltete Spreizfeder-Schaltkupplung Die Erfindung
bezieht sich auf eine durch Fliehkraft geschaltete Spreizfederkupplung, bestehend
aus einer schraubenförmig gewundenen Spreizfeder, die auf dem Antriebsteil befestigt
ist, während zwischen der Spreizfeder und dem Abtriebsteil im entkuppelten Zustand
ein radiales Spiel vorhanden ist, wobei das zu spannende Ende, der Spreizfeder mit
einem von einer Rückholfeder beaufschlagten Fliehgewicht in Verbindung steht und
die Spreizfederkupplung von einem Gehäuse umfaßt wird.
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Spreizfederkupplungen der genannten Art sind bekannt, doch zeigen
diese in Verbindung mit einem Antriebsmotor geringer überschußleistung kein günstiges
Anfahrverhalten. Es erweist sich als sehr nachteilig, daß beim Einschalten der Spreizfederkupplung
die Drehzahl des Antriebsmotors durch die zugeschaltete Belastung unter die Einrückdrehzahl
des Fliehgewichtes abfällt und die Kupplung gelöst wird. Dieser Vorgang wiederholt
sich so lange, bis die Drehzahl des angetriebenen Aggregates gleich der Einrückdrehzahl
des Fliehgewichtes ist, so daß erst von diesem Betriebspunkt an ein gleichförmiges
Hochfahren des Aggregates möglich ist. Dies hat zur Folge, daß die Kupplungsteile
der bekannten Anordnungen einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt sind. Von Nachteil
ist ferner, daß durch das pendelnde Hochfahren des Antriebsaggregates Drehschwingstöße
entstehen können, die zu einer erhöhten Beanspruchung der Antriebselemente, führen.
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Zur Beseitigung der genannten Schwierigkeiten war man bisher gezwungen,
den Antriebsmotor mit einer so großen Leistungsreserve auszulegen, daß der sich
beim Einschalten der Kupplung ergebende Drehzahlabfall die Einrückdrehzahl der Fliehgewichte
nicht unterschreitet. Da der Leistungsbedarf des Aggregates nach Beendigung des
Anfahrvorganges weit unterhalb der installierten Leistung liegt, ist dieser Weg
vom wirtschaftlichen Standpunkt aus betrachtet wenig geeignet.
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Da der benötigte Antriebsmotor wesentlich größer, schwerer und teuerer
ist als ein Motor mit geringerer Leistungsreserve, mußte bei der Verwendung einer
durch Fliehkraft geschalteten Spreizfederkupplung eine beachtliche Verteuerung des
Gesamtaggregates, z. B. der Waschmaschine, in Kauf genommen werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine durch Fliehkraft geschaltete
Spreizfederkupplung zu schaffen bei der der treibende und der getriebene Teil der
Kupplung auch dann noch miteinander verbunden bleiben, wenn die Antriebsdrehzahl
in der die Einrückdrehzahl für das Fliehgewicht abfällt und die selbsttätige Lösung
der Kupplung erst dann erfolgt, wenn kein Antriebsdrehmoment mehr wirksam ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß
mit dem getriebenen Kupplungsteil ein Eingriffselement verbunden ist, das mit dem
ausgefahrenen Fliehgewicht formschlüssig in Eingriff gelangt und mit diesem im Eingriff
bleibt, solange ein Antriebsdrehmoment wirksam ist, so daß die Kupplung auch unterhalb
der Einrückdrehzahl der Flichgewichte geschlossen bleibt. Zur Aufrechterhaltung
des Eingriffes sind mindestens ein Vorsprung am Fliehgewicht und ein diesen hintergreifendes
Gegenstück am Eingriffselement vorgesehen.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der durch Fliehkraft geschalteten
Spreizfederkupplung wird erreicht, daß die Kupplung auch im Eingriff bleibt, wenn
die Drehzahl des Antriebsmotors beim Anfahrvorgang unter die Einrückdrehzahl des
Fliehgew#chtes abfällt, so daß ein kontinuierliches Hochfahren des angetriebenen
Gerätes möglich ist. Im Gegensatz zu den bekannten Konstruktionen kann die Spreizfederkupplung
nach der Erfindung folglich mit einem Antriebsmotor geringer Leistungsreserve verbaut
werden, was sich auf die Herstellungskosten eines Antriebisaggregates sehr vorteilhaft
auswirkt.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist es zweckmäßig, wenn das Eingriffselement
mit dem getriebenen Kupplungsteil durch Reibschluß verbunden ist, da hierdurch ein
stoßfreier und elastischer Kupplungseingriff erreicht wird.
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Die Erfindung ist an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt nach der Linie II-11 in der F i
g. 2 durch die Spreizfederkupplung, bei der als Eingriffselement eine Schraubenfeder
verwendet ist, F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Spreizfederkupplung
nach der F i g. 1,
F i g. 3 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV
in
der F i g. 4 durch eine Spreizfederkupplung, bei der das
E;ncriffselement aus einem mit einem Vorspruna C
versehenen Ring und einem
wellenförmig ausgebildeten Reibband besteht, F i g. 4 einen Längsschnitt
durch die Spreizfederkupplung nach F i g. 3,
F i g. 5 einen
Querschnitt nach der Linie VI-VI in der F i g. 6 durch eine Spreizfederkupplung,
bei der als Eingriffselement ein Reibband Verwendung findet, F i g. 6 einen
Längsschnitt durch die Spreizfederkupplung nach der F i g. 5.
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b. el Mit 1 ist die Antriebswelle und mit 2 die
Abtriebswelle bezeichnet. Beide Wellen sind koaxial hintereinander an-eordnet. Mit
der Antriebswelle 1 ist das Antriebsteil 3 verbunden. Auf dem Antriebsteil
3 ist die Spreizfeder 4 unter Vorspannung aufgeschoben.. ohne daß das Federende
mit dem Antriebsteil fest verbunden wird. Gegenüber dem Abtriebsteil 5 erhält
die Spreizfeder 4 jedoch so viel radiales Spiel, daß das Abtriebsteil
5 mit der Abtriebswelle 2 in beiden Drehrichtungen frei umlaufen kann. Das
abgewinkelte Ende 6 der Spreizfeder 4 greift in eine Nut 7
des Fliehgewichtes
8 ein. Umfaßt wird die Spreizfederkupplung von einem beispielsweise aus Kunststoff
gespritztem Gehäuse 9. Das Gehäuse 9 ist hierbei drehbar auf der Antrieebswelle
1 gelagert und über Flächen 10 und 11 mit dem Fliehgewicht
8 verbunden. Die Flächen 10 und 11 dienen außerdem in an sich
bekannter Weise zur radialen Führung des Fliehgewichtes 8. Zwischen dem Fliehgewicht
8 und dem Gehäuse 9 ist eine Feder 12 angeordnet, die der Bewegung
des Fliehgewichtes 8 entgegenwirkt und je
nach der gewählten Vorspannung
die Einrückdrehzahl des Fliehgewichtes bestimmt. Da das Fliehgewicht 8 mit
dem Gehäuse 9 über die Flächen 10
und 1 fonnschlüssig verbunden
ist, kann für die Aufnahme des zu spannenden Endes 6 der Spreizfeder 4 die
Nut 7 im Fliehgewicht 8 durch eine entsprechende Aussparung im Gehäuse
9 ersetzt werden.
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Das Fliehgewicht 8 weist einen Vorsprung 13 auf, der
in der ausgefahrenen Stellung des Fliehgewichtes formschlüssi g mit einem
Eingriffselement 15, 17 bzw. 21 in Eingriff gelangt. Das Eingriffselement
ist entweder mit dem getriebenen Kupplungsteil 16 bzw. 19
oder mit
einem orstfesten Teil verbunden. Zur Aufrechterhaltung des Eingriffs ist das Eingriffselement
mit einem Gegenstück 14 bzw. 20 versehen, das den Vorsprung 13 des Fliehgewichtes
hintergreift. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Eingriffselement
mit dem getriebenen Kupplungsteil durch Reibschluß verbunden, um so einen möglichst
stoßfreien und elastischen Formschluß zu erhalten.
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Gemäß den F i g. 1 und 2 wird das Gegenstück von dem abgewinkelten
Ende 14 der als Eingriffselement dienenden Schraubenfeder 15 gebildet. Die
Schraubenfeder 15 sitzt mit Reibschluß auf dem getriebenen Kupplungsteil
16.
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Nach den F i g. 3 und 4 befindet sich das dem Vorsprung
13 des Fliehgewichtes 8 entsprechende Gegenstück auf dem Ring
17, der über ein wellenförmig ausgebildetes Reibband 18 mit dem getriebenen
Kupplungsteil 19 zusammenwirkt.
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Gemäß den F i g. 5 und 6 kommt der Vorsprung
13
des Fliehgewichtes 8 mit dem abgewinkelten Ende 20 eines Reibbandes
21 in Eingriff.
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Die Wirkungsweise der Kupplung ist folgende: Unterhalb der Einrückdrehzahl
des Fliehgewichtes 8
ist die Sprelzfederkupplung #irelbst. Mit der Antriebswelle
1 drehen sich der -,'#iitricbsteil 3, die Spreizfeder 4 und damit
das Flieh-ewicht 8 und das Gehäuse 9 um. Erreicht der Antriebsmotor
die vorbestimmte Einrückdrehzahl des Fliehgewichtes, d. h. greift an dem
Fliehaewicht eine Kraft an, die größer als die entgegengerichtete Kraft der Rückholfeder
12 ist, so wandert das Fhehaewicht nach außen und kommt formschlüssig mit dem nicht
umlaufenden Eingriffselement, in diesem Falle mit der Schrauben-feder
15, in Eingriff. Da nunmehr das Fliehgewicht 8
und das Gehäuse
9 im Umlauf mit der Antriebswelle 1
verhindert werden, wird die Spreizfeder
4 zusammengezogen und die Kupplung des Antriebsteils 3 mit dem Abtriebsteil
5 bewirkt. Die Kupplung erfolgt allerdings nur, wenn die Drehrichtung der
Antriebswelle 1 und die Wicklun£!srichtun- der Spreizfeder 4 übereinstimmen.
Um zu verhindern, daß das Fliehgewicht 8 durch die Rückholfeder 12 in die
Ausgangs-Jage zurückgedrückt wird, sobald die Antriebsdrehzahl unter die Einrückdrelizahl
des Fliehaewichtes abfällt, ist das Fliehgewicht 8 mit einem Vorsprung
13 ausgebildet, in den das Federende 14 der Schraubenfeder 15 einrastet.
Da durch die Verrastung der formschlüssige Eingriff von Fliehgewicht und Eingriffselement
erhalten bleibt, findet beim Unterschreiten der Einrück-drehzahl kein Lösen der
Kupplung statt. Ein selbsttätiges Lösen der Kupplung findet nur dann statt, wenn
kein Antriebsdrehmoment wirksam ist, da in diesem Falle das Fliehgewicht
8
durch die Rückholfeder 12 aus der Verrastung herausgedrückt wird.