DE1450124C

DE1450124C - Clutch operated by centrifugal force. Eliminated from: 1246334

Info

Publication number: DE1450124C
Authority: DE
Inventors: Hans Joachim 8720 Schweinfurt Schwerdhöfer
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine durch Fliehkraft betätigbare Kupplung mit auf der treibenden. Kupplungshälfte angeordneten, gegen Rückholfedern wirkenden Fliehgewichten, die im ausgefahrenen Zustand die treibende Kupplungshälfte formschlüssig mit der getriebenen Kupplungshälfte verbinden und die sich durch an ihnen vorgesehenen Vorsprüngen so lange im Eingriff mit der getriebenen Kupplungshälfte halten, wie ein Antriebsmoment vorhanden ist.The invention relates to a centrifugally actuated clutch with on the driving. Coupling half arranged flyweights acting against return springs, which in the extended state connect the driving coupling half positively to the driven coupling half and the by means of projections provided on them for so long in engagement with the driven coupling half keep how a drive torque is available.

Durch die USA.-Patentschrift 1 801 586 ist eine fliehkraftbetätigte Reibungskupplung bekannt, bei der mittels eines durch die Bewegung der Fliehgewichte betätigbaren Klinkengesperres die Kupplungsbetätigung erfolgt. Diese bekannte Kupplung besitzt in Verbindung mit einem Antriebsmotor geringer Überschlußleistung ein ungünstiges Anfahrverhalten. Beim Einschalten der Kupplung fällt die Drehzahl des Antriebsmclors durch die zugeschaltete Belastung unter die Einrückdrehzahl des Fliehgewichtes ab, wodurch die Kupplung wieder 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 Konstruktion einem erhöhtem Verschleiß ausgesetzt sind. Ein weiterer Nachteil ist, daß durch das pendelnde Hochfahren des Antriebsaggregates Drehschwingungsstöße entstellen können, die zu einer erhöhten Beanspruchung der Antriebselemente führen.A centrifugally actuated friction clutch is known from US Pat. No. 1,801,586 which actuates the clutch by means of a ratchet lock that can be actuated by the movement of the flyweights he follows. This known coupling has less in connection with a drive motor Excess power an unfavorable start-up behavior. When the clutch is switched on, the speed drops of the drive scler as a result of the switched-on load below the engagement speed of the flyweight which releases the clutch again. This process is repeated until the speed of the driven unit is equal to the engagement speed of the flyweight, so that only from this Operating point at a uniform start-up of the unit is possible. As a result, the Coupling parts of the known construction are exposed to increased wear. Another The disadvantage is that the oscillating start-up of the drive unit distort torsional vibrations that lead to increased stress on the drive elements.

Zur Beseitigung der genannten Schwierigkeiten wurde der Antriebsmotor mit einer so großen Leistungsreserve ausgelegt, daß der sich beim Einschalten der Kupplung ergebende Drehzahlabfall die Einrückdrehzahl dei 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. Es wurde deshalb durch die deutsche Patentschrift 1 176 937 eine durch Fliehkraft geschaltete Spreizfedcrkupplung vorgeschlagen, deren Fliehgewicht einen Vorsprung aufweist und damit die treibende Kupplungshälfte formschlüssig mit der getriebenen Kupplungshälfte verbindet, solange ein Antriebsmoment vorhanden ist. Eine selbsttätige Lösung der Kupplung kann erst erfolgen, wenn kein Antriebsmoment mehr wirksam ist. In order to eliminate the aforementioned difficulties, the drive motor was equipped with such a large one Power reserve designed so that the resulting drop in speed when switching on the clutch Engage speed of the flyweights does not fall below. Since the power requirement of the unit according to Completion of the start-up process is far below the installed power, this way is from the economic one From a point of view, not very suitable. It was therefore by the German patent specification 1 176 937 proposed an expanding spring clutch switched by centrifugal force, its flyweight has a projection and thus the driving coupling half form-locking with the driven one Coupling half connects as long as drive torque is available. An automatic solution the coupling can only take place when the drive torque is no longer effective.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten fliehkraftgeschalteten Kupplungen zu vermeiden. Entsprechend der vorgeschlagenen Spreizfederkupplung soll der treibende und der getriebene Teil der Kupplung auch dann noch miteinander verbunden bleiben, wenn die Antriebsdrehzahl unter die Einrückdrehzahl für das Fliehgewicht abfällt. Um besondere Einbaufälle berücksichtigen zu können, wie dies beispielsweise bei Waschmaschinen infolge des zur Verfügung stehenden Bauraumes für die Kupplung erforderlich ist, sollen als eigentliche Kupplungen Reibungskupplungen, wie Scheiben-, Lamellen- und Konuskupplungen sowie Formschlußkupplungen, wie beispielsweise eine Klinkenüberholkupplung, angewendet werden können.The object of the present invention is to overcome the disadvantages of the known centrifugal force-switched clutches to avoid. According to the proposed expansion spring clutch, the driving and the driven part of the clutch remain connected to each other even when the drive speed is increased drops below the engagement speed for the flyweight. To take special installation cases into account to be able to, as is the case, for example, with washing machines due to the space available for the clutch is required as the actual clutches friction clutches, such as Disc, lamellar and cone couplings as well as form-locking couplings, such as a ratchet overrunning clutch, can be used.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß die bereits vorgeschlagenen Flichgewichte an einer mit einer Reibscheibe versehenen Muffe angeordnet sind, die mit einem Schraubgewinde auf der treibenden Kupplungswelle axial verschiebbar ist und durch eine Feder bei niedrigen Drehzahlen an einem Verdrehen auf der treibenden Kupplungshälfte gehindert wird.This object is achieved according to the invention in that the already proposed Flichgewichte are arranged on a sleeve provided with a friction disc, which is axially displaceable with a screw thread on the driving clutch shaft and a spring at low speeds to twist on the driving clutch half is prevented.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, auch bei Kupplungen bei denen die Hauptkupplung nicht in der bereits vorgeschlagenen Weise von einer Spreizfeder gebildet wird, die Vorteile derartiger Konstruktionen auszunutzen. Diese Vorteile bestehen darin, daß Drehstöße beim Einkuppeln vermieden werden, da die Kupplung auch bei großer Belastung auf der Abtriebsseite und kleinem Antriebsmoment nach dem Eingreifen der Fliehgewichte geschlossen bleibt, auch wenn die Drehzahl des Antriebs bei wirkendem Drehmoment unter die Einrückdrehzahl der Fliehgewichte fällt. Ein weiterer Vorteil ist, daß solange ein Antriebsmoment wirksam ist, die Kupplung beliebig lange in einem Betriebsbereich unterhalb ihrer Einrückdrehzahl gefahren werden kann, was für bestimmte Anwendungsfälle, z. B. bei der Verwendung in Waschmaschinenantrieben, zur Erzielung einer weiteren Schleuderdrehzahl in Verbindung mit einem polumschaltbaren Motor von besonderem Wert sein kann. Die weitgehende Unabhängigkeit von der Ausbildung der Hauptkupplung ermöglicht ferner eine weitgehende Anpassung an den für die Kupplung vorhandenen Bauraum.The present invention makes it possible, even with clutches in which the main clutch is not in the already proposed manner is formed by a spreading spring, the advantages of such constructions to take advantage of. These advantages are that torsional jolts are avoided when coupling, because the coupling also retards when there is a high load on the output side and the drive torque is low the intervention of the flyweights remains closed, even if the speed of the drive is acting Torque drops below the engagement speed of the flyweights. Another advantage is that as long as that a drive torque is effective, the clutch for any length of time in an operating range below its Engaging speed can be driven, which for certain applications, z. B. in use in washing machine drives to achieve a further spin speed in conjunction with a Pole-changing motor can be of particular value. The extensive independence from training the main clutch also enables extensive adaptation to that for the clutch existing installation space.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist die Muffe mit einem, eine konische Stirnfläche aufweisenden Ring verbunden, der eine aus Sperrklinken und Sperrzahnring bestehende Klinkenüberholkupplung steuert.According to a feature of the invention, the sleeve is provided with a conical face Ring connected to a ratchet overrunning clutch consisting of pawls and ratchet ring controls.

Die Erfindung wird an Hand folgender Zeichnungen erläutert. Es zeigtThe invention is explained with reference to the following drawings. It shows

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Schaltkupplung, bei der die Hauptkupplung als Scheibenreibungskupplung ausgebildet ist,Fig. 1 is a schematic longitudinal section through a clutch according to the invention, in which the main clutch is designed as a disc friction clutch is,

Fig. 2 einen Querschnitt H-II gemäß Fig. 1,FIG. 2 shows a cross-section H-II according to FIG. 1,

F ig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch die Ausführung einer Schaltkupplung, bei der die Hauptkupplung als Klinkenfreilaufkupplung ausgebildet ist undFig. 3 shows a schematic longitudinal section through the design of a clutch, in which the main clutch is designed as a ratchet freewheel clutch and

Fig. 4 einen Querschnitt IV-IV durch die Fig. 3. Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführung dient als Hauptkupplung eine Scheibenreibungskupplung, und die Fliehgewichte 8 sind auf Bolzen 10 eines Trägers 3 befestigt, der über eine Verschraubung 4 mit der Antriebswelle 1 in Verbindung steht. Die Fliehgewichte 8 sind also hier nicht direkt auf der Antriebswelle 1 angeordnet. An dem Träger 3 ist gleichzeitig der Antriebsteil der Hauptkupplung, der hier als Ringscheibe 5 ausgebildet ist, befestigt.FIG. 4 shows a cross section IV-IV through FIG. 3. In the embodiment shown in FIGS a disk friction clutch serves as the main clutch, and the flyweights 8 are on Bolt 10 of a carrier 3 is fastened, which is connected to the drive shaft 1 via a screw connection 4 stands. The flyweights 8 are therefore not arranged directly on the drive shaft 1 here. On the carrier 3 the drive part of the main clutch, which is designed here as an annular disk 5, is attached at the same time.

Das Fliehgewicht 8 wird durch die Rückholfeder 9 auf dem Träger 3 in seiner Ruhelage gehalten. Zwischen der Antriebswelle 1 und dem Träger 3 ist eine als Reibfeder 7 ausgebildete Reibeinrichtung vorgesehen um zu verhindern, daß eine Verschraubung beider Teile schon vor dem Eingriff des Fliehgewichtes 8 in den Vorsprung 11 des Abtriebteiles der Hauptkupplung stattfindet. Der Abtriebsteil der Hauptkupplung ist hier ebenfalls als Ringscheibe 6 ausgeführt und an der Abtriebswelle 2 befestigt.The flyweight 8 is held in its rest position by the return spring 9 on the carrier 3. Between a friction device designed as a friction spring 7 is provided for the drive shaft 1 and the carrier 3 to prevent the two parts from being screwed together before the flyweight engages 8 takes place in the projection 11 of the output part of the main clutch. The stripping part of the The main clutch is also designed here as an annular disk 6 and is attached to the output shaft 2.

Die Wirkungsweise der Kupplung ist folgende: Befindet sich das Fliehgewicht 8 in seiner in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ruhelage, so ist die Kupplung ausgerückt. Eine Verschraubung des Trägers 3 gegenThe mode of operation of the clutch is as follows: Located the flyweight 8 in its in the F i g. 1 and 2 shown rest position, so is the clutch disengaged. A screw connection of the carrier 3 against

•die Antriebswelle 1 wird durch die Reibung der Feder 7 auf der Antriebswelle 1 verhindert. Bei einer Drehzahlerhöhung über einen bestimmten Wert hinaus gelangt das Fliehgewicht 8 zum Eingriff mit dem Vorsprung 11. Die Reibkraft der Feder 7 wird dadurch überwunden, so daß auf Grund der Abbremsung des Trägers 3 infolge seiner Verbindung mit der Abtriebswelle 2 eine Verdrehung zwischen der Antriebswelle 1 und dem Träger 3 stattfindet und damit über die Verschraubung 4 eine Axialbewegung der Ringscheibe 5 eingeleitet wird. Die Ringscheiben S und 6 der Hauptkupplung kommen dadurch aneinander zur Anlage und die Kupplung ist eingerückt. Das Fliehgewicht 8 trägt einen Vorsprung 24, der verhindert, daß das Fliehgewicht 8 mit der Abtriebswelle 2 außer Eingriff kommt, solange ein Drehmoment wirkt. -• the drive shaft 1 is due to the friction of the Spring 7 on the drive shaft 1 prevents. When the speed increases beyond a certain value the flyweight 8 comes into engagement with the projection 11. The frictional force of the spring 7 is thereby overcome, so that due to the braking of the carrier 3 as a result of its connection with the Output shaft 2 a rotation between the drive shaft 1 and the carrier 3 takes place and thus An axial movement of the annular disk 5 is initiated via the screw connection 4. The ring disks S and 6 of the main clutch come into contact with one another and the clutch is engaged. The flyweight 8 carries a projection 24 which prevents the flyweight 8 from disengaging from the output shaft 2 as long as there is a torque works. -

In den F i g. 3 und 4 ist eine Schaltkupplung mit einer formschlüssigen Hauptkupplung dargestellt. Auch hier sitzt das Fliehgewicht 8 auf einem Bolzen 10 des Trägers 3, der über eine Verschraubung 4 mit der Antriebswelle 1 verbunden ist. An dem Träger 3 ist außerdem ein mit einer konischen Fläche versehener Ring 12 befestigt, der als Teil der Hauptkupplung das Aus- und Einschwenken der Klinken 14 in den Verzahnungsring 13 steuert. Die Klinken 14 sind auf einer Scheibe 15 gelagert, die auf der Antriebswelle 1 sitzt. Infolge der Reibung der Feder 7 wird eine Verschraubung zwischen der Antriebswelle 1 und dem Träger 3 so lange verhindert, als das Fliehgewicht 8 nicht im Eingriff mit dem Vorsprung 11 des abtriebsseitigen Teiles der Hauptkupplung ist. Der Verzahnungsring 13, als abtriebsseitiger Teil der Hauptkupplung, ist auf der Abtriebswelle 2 angeordnet.In the F i g. 3 and 4 show a clutch with a form-fitting main clutch. Here, too, the centrifugal weight 8 sits on a bolt 10 of the carrier 3, which via a screw connection 4 with the drive shaft 1 is connected. On the carrier 3 is also provided with a conical surface Ring 12 attached, which, as part of the main coupling, allows the pawls to pivot in and out 14 in the toothed ring 13 controls. The pawls 14 are mounted on a disc 15 on the Drive shaft 1 is seated. As a result of the friction of the spring 7, a screw connection between the drive shaft 1 and the carrier 3 prevented as long as the flyweight 8 is not in engagement with the projection 11 of the output-side part of the main clutch is. The toothed ring 13, as the output side Part of the main clutch is arranged on the output shaft 2.

In den F i g. 3 und 4 ist die Schaltungskupplung im ausgerücktem Zustand dargestellt. Die Klinken 14 sind nach innen geschwenkt und liegen am Ring 12 an, befinden sich also außer Eingriff mit dem Verzahnungsring 13. Bei einer Drehzahlerhöhung der Antriebswelle 1 wandert das Fliehgewicht 8 auf den Bolzen 10 nach außen und überwindet die Kraft der Rückholfeder 9. Kommt das Fliehgewicht 8 zum Eingriff mit dem auf der Abtriebswelle 2 befestigten Vorsprung 11, so findet eine Abbremsung des Trä-S gers 3 statt und über die Verschraubung 4 wird eine Axialbewegung zwischen den Klinken 14 und dem Ring 12 eingeleitet. Die Klinken 14 werden freigegeben und gelangen zum Eingriff in den Verzahnungsring 13, wodurch die formschlüssige Hauptkupplung eingerückt wird. Hinsichtlich des Einrückzustandes in dem Fall, daß die Drehzahl der Antriebswelle 1 unter die Einrückdrehzahl des Fliehgewichtes 8 fällt, verhält sich diese Anordnung genauso wie die nach den Fig. 1 und 2, da auch hier ein Vorsprung 24 am Fliehgewicht vorgesehen ist.In the F i g. 3 and 4, the clutch is shown in the disengaged state. The pawls 14 are pivoted inward and rest on the ring 12, so they are out of engagement with the toothed ring 13. When the speed of the drive shaft 1 increases, the flyweight 8 migrates to the Bolt 10 outwards and overcomes the force of the return spring 9. Comes the flyweight 8 to Engagement with the one attached to the output shaft 2 Projection 11, then a braking of the carrier 3 takes place and via the screw 4 is a Axial movement between the pawls 14 and the ring 12 is initiated. The pawls 14 are released and come into engagement with the toothed ring 13, whereby the form-locking main clutch is indented. Regarding the state of engagement in the event that the rotational speed of the drive shaft 1 falls below the engagement speed of the flyweight 8, this arrangement behaves in exactly the same way as 1 and 2, since here too a projection 24 is provided on the flyweight.

Claims

Patent claims:

1. Clutch operated by centrifugal force with arranged on the driving clutch half, Flyweights acting against return springs, which are the driving force when extended Connect the coupling half positively to the driven coupling half and the through provided on them projections so long in engagement with the driven coupling half hold as a drive torque is present, characterized in that the already proposed flyweights (8) on a sleeve (3) provided with a friction disc (5) are arranged with a screw thread (4) on the driving clutch shaft (1) axially is displaceable and by a spring (7) at low speeds to twist on the driving coupling half is prevented.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the sleeve (3) with a one conical end face having ring (12) is connected, one of pawls (14) and Ratchet ring (13) controls the existing ratchet overrunning clutch.

1 sheet of drawings