DE185678C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Jig'185678 -■ KLASSE 47c. GRUPPE

OTTO OHNESORGE in BOCHUM.

Kraftmaschinen-Kupplung. Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Mai 1906 ab.

Die zum Ausgleich der Umdrehungsschwankungen zwischen zwei Antriebsmaschinen bisher verwendeten sogenannten Kraftmaschinen-Kupplungen bestehen in Gesperren, die derart angeordnet sind, daß die eine Welle das Sperrad, die .andere Welle die Sperrklinken trägt. Abgesehen von der Unmöglichkeit, selbst bei gleichförmig auf dem Umfang verteilten Klinken die Übertragung eines Drehmomentes ohne einseitige Belastung der Wellen zu erzielen, da die Auflagerdruckverteilung auf die einzelnen Klinken statisch völlig unbestimmt ist, treten bei allen derartigen Anordnungen beim Einschalten wie beim Zusammenarbeiten beider Maschinen Stöße ein. Da die Stoßkraft von der innerhalb der der Sperrkranzteilung entsprechenden Winkelgeschwindigkeitsdifferenz erlangten Massenbeschleunigung abhängt, diese Teilung aus

20. Festigkeitsrücksichten aber nicht unter ein bestimmtes Maß herabgehen kann, so ist der Stoß oft ein ganz gewaltiger; man ist deshalb bei der Konstruktion an ungewöhnliche Abmessungen gebunden und außerdem auf Uberleitung kleinerer Kräfte beschränkt.

Die Einschaltung eines sich bei Erreichung eines Größtdrehmomentes jeweilig öffnenden Reibungsschlusses oder einer entsprechenden Federanordnung zwischen den einen Gesperreteil und seine Welle ist nur ein Notbehelf; ein wirklicher Ausgleich der Schwankungen zweier Kraftmaschinen ist bisher nicht erzielt worden.

Die Erfindung betrifft eine Kraftmaschinen-Kupplung, die sich dadurch kennzeichnet, daß sie aus der in der Patentschrift 145114 beschriebenen Bandbremse besteht, die so angeordnet ist, daß der eine Teil derselben im Offnungssinne von der ständig laufenden Hauptmaschine und der andere von der jeweilig nach Bedarf einzuschaltenden Zusatzmaschine angetrieben wird.

Während bei dieser Übertragung für die Zeit der Kraftabgabe, also bei angespannter Kupplung, und für das Anziehen aus der Ruhelage alle in der Patentschrift 145114 für das Abstützen einer relativ in Ruhe befindlichen Masse erwähnten Vorteile, wie das Entfallen einer einseitigen Wellenbelastung, das genaue Anlegen des Zaumes infolge seiner Schmiegsamkeit, für den neuen Zweck dieselbe Wichtigkeit behalten, ergibt sich für die eigentliche Aufgabe der Kupplung, den Ausgleich der Umdrehungsschwankungen zweier gegeneinander bewegten Massen, eine weitergehende Wirkung auf Grund folgender Überlegung :

Da es sich ja um Kupplung von Kraftmaschinen handelt, die durch ihre eigenen Geschwindigkeitsregler in Verbindung mit den Schwungrädern während des Betriebes von vornherein auf möglichst gleicher Umdrehungszahl gehalten werden, so bedingen trotz vielleicht sehr großer absoluter Geschwindigkeit des Gesamtantriebs die Schwankungen beider Maschinen gegeneinander sehr geringe Relativgeschwindigkeiten; d. h. ist die Zusatzmaschine zurückgeblieben, so erreicht sie ganz langsam wieder; die Geschwindigkeit der Hauptmaschine, mit anderen Worten eine Relativgeschwindigkeit von ± o. Die Öffnung des Zaumes beim Zurückbleiben

(2. Auflage, ausgegeben am 21. August igcrj.)

der Zusatzmaschine stellt also nur einen Druckabfall, der Wiederbeginn der Arbeitsabgabe nur eine erneute Anspannung des Sperrzaumes ohne Weg desselben dar. Tatsächlich erfolgt denn auch das jeweilige selbsttätige Schalten der Kupplung ohne jede Stoßwirkung.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der neuen Kraftmaschinen-Kupplung mit zweiteiligem Sperrzaum und Bewehrung desselben mit Holz in Fig. ι in geschlossenem Zustand in Ansicht, Fig. 2 ist der entsprechende Querschnitt. Fig. 3 zeigt die Kupplung mit abgehobenem Sperrzaum in Ansicht. Fig. 4 und 5 sind Formen des zweckmäßig zu verwendenden statischen Ausgleiches. Fig. 6 und 7 zeigen in Ansicht und Querschnitt eine Kraftmaschinen-Kupplung mit selbsttätiger Fliehkraftschaltung.

Auf der Welle α der während der Betriebsdauer ständig laufenden Hauptmaschine ist die Bremsscheibe b aufgekeilt, während die Welle c der jeweilig nach Bedarf einzuschaltenden Zusatzmaschine das Kupplungsgehäuse d trägt. Um die Bremsscheibe b ist der zweiteilige, mit Holzbacken e gefütterte Sperrzaum gelegt, dessen Teile /und g durch die Gelenkbolzen h aneinander geschlossen sind.

Die den selbsttätigen Schluß des Zaumes in einer Drehrichtung gewährleistende Differentialhebelanordnung ist hier nun in folgender Weise angeordnet. Die beiden Teile f und g der Sperrzaumhälften -sind gelenkig an radial stehende, um Bolzen i in dem Gehäuse d schwingende Hebel k und / angeschlossen, die sich. auf beiden Seiten völlig entsprechen. Der Hebel k besitzt nun einen starr mit ihm verbundenen Arm m, der, zwischen dem zweiteiligen Hebel / frei hindurchgehend, in einer Bahn 11 den Stein 0 trägt, dessen Zapfen ρ in Bohrungen der mit den Hebeln / starr verbundenen Winkelhebel q gelagert sind. Stehen nun die in diesem so geschaffenen zwangläufigen System durch Fällen der Lote von den Drehpunkten i auf die zur Bahn η des Steines 0 im Mittelpunkt der Zapfen ρ errichtete Senkrechte erhaltenen Hebelarme in dem bekannten Verhältnis 1: ef^a, so entsteht bei Bewegung der Bremsscheibe b im Uhrzeigersinne in Fig. 1 Selbstschluß, der genügt, ein beliebiges Drehmoment abzustützen.

Der Vorteil dieser neuen symmetrischen Anordnung der Differentialhebel k und /, die im übrigen auf die verschiedensten Arten in dem erforderlichen Verhältnis zwangläufig gekuppelt werden können, liegt darin, daß man die Hebel k und / infolge der Unabhängigkeit ihrer Abmessungen von dem gewählten Differentialverhältnis so kurz halten kann, als aus baulichen Rücksichten möglich erscheint.

Da bei Kupplungen der Gehäusedurchmesser meist gegeben ist, beispielsweise durch eine vorhandene Sohlplatte oder eine daran zu schließende Riemscheibe, so erhält man die Möglichkeit, den Bremsscheibendurchmesser im Verhältnis sehr groß auszubilden, womit, abgesehen von der gedrängten Bauart, die auftretenden Beanspruchungen wesentlich erniedrigt werden. Die gezeichnete Anordnung gestattet auch eine Veränderlichkeit des Differentialverhältnisses durch Verschieben des Steines 0 in seiner Bahn η und Verstecken seiner Zapfen ρ in entsprechend ausgeteilten Löchern der Winkelhebel q. Weiter ergibt sich hier der Vorteil, daß die resultierenden Hebelarme auch möglichst in Wirklichkeit ausgeführt sind, wodurch kleine Ungenauigkeiten des Einbaues nur ganz verschwindenden Einfluß auf Änderung des Differential-Verhältnisses haben.

Die auf Stangen r an den Hebeln k einstellbaren Schwunggewichte s dienen dazu, die freien Fliehkräfte dieser Hebelanordnung und gleichzeitig die des Sperrzaumes für alle Winkelgeschwindigkeiten auszugleichen. Dieser Fliehkraftausgleich wird zur Notwendigkeit, wenn etwa das Gehäuse der Hauptmaschine zugehört, also ständig läuft.

Um für den Betrieb ein ständiges Anliegen des Zaumes zu erhalten, wird dieser zweckmäßig leicht durch die Federn t angepreßt, die von einer auf der Nabe des Gehäuses d verschieblichen Muffe u aus mittels der federnd über die Knicklage hinaus bewegten Stangen ν ein- und ausgerückt werden können. Da diese Federn der geringen Anpressung halber nur schwach ausgebildet werden, so ist diese Ausrückvorrichtung schlecht imstande, bei den immerhin beträchtlichen Gewichten der Zaumhälften ein völlig symmetrisches Abspreizen zu erzielen. Der Zaum legt sich, da ja nur im geschlossenen Zustand die gegenseitige Beeinflussung der Zaumhälften in bezug auf gleichförmige Bewegung vorhanden ist, leicht einseitig an. Werden nun aber die Differentialhebel beider Seiten zwangläufig aneinander geschlossen, wie dies in den Fig. 4 und 5 durch die beiden Parallelkurbelgetriebe w, χ angedeutet ist, so erfolgt ein völlig gleichseitiges Abheben des Zaumes, bei dem die Federn nur die der Eigenreibung der Anordnung entsprechenden Widerstände zu überwinden haben. Gleichzeitig ist damit für die Schwunggewichte s ein statischer Ausgleich gegeben, der beim Anlassen und Abstellen der Zusatzmaschine ihr Hin- und Herpendeln zwischen ihren Außen- und Innenanschlägen bei der Drehung des Gehäuses vermeidet.

Die Arbeitsweise der Kupplung ist die folgende : Da bei ausgerücktem Sperrzaum (Fig. 3)

nach dem oben Gesagten ein völlig gleichförmiges Abheben des Sperrzaumes erzielt ist, so läuft während der Dauer der Arbeitslieferung durch die Hauptmaschine allein die Bremsscheibe b völlig frei. Muß nun bei Mehrbedarf an Kraft die Zusatzmaschine eingeschaltet werden, so wird mit Anlassen derselben oder kurze Zeit nachher der Sperrzaum mit Hilfe der Einrückvorrichtung an-

ίο gelegt; da dies bei der selbsttätigen Wirkung der Kupplung nur ein Schalten auf Eingriff bedeutet, so ist lediglich die Bedingung vorhanden, daß es zeitlich vor Erreichung der Umdrehungszahl der Hauptmaschine erfolgen muß. Unter leichtem, durch die federnde Anpressung des Zaumes bedingten Schleifen eilt das hier der Zusatzmaschine angehörende Kupplungsgehäuse d der Bremsscheibe b nach, die Relativgeschwindigkeit nähert sich immer mehr der Null, wobei der Zaum Gelegenheit hat, sich in die dem Eingriff entsprechende Lage !einzustellen. Im Augenblick der Erreichung gleicher Geschwindigkeit findet dann die selbsttätige Kupplung statt, die sich als einfaches Anspannen des bereits in der richtigen Lage befindlichen Zaumes darstellt; da der Zusatzmaschine nicht der geringste Weg zur Erlangung einer positiven Massenbeschleunigung geboten ist, so ist jeder Stoß bei der Arbeitsabgabe des Zusatzmotors vermieden. Die Wirkung der Kupplung macht sich tatsächlich auch nur durch ein entsprechendes, die erzielte Entlastung kennzeichnendes Steigen des Hauptmaschinenreglers bemerkbar.

Dies Spiel wiederholt sich jedesmal, wenn die Zusatzmaschine zurückbleibt. Das Abstellen der Zusatzmaschine erfolgt vor dem der Hauptmaschine, wobei der Zaum durch die Ausrückvorrichtung wieder gespreizt werden kann.

Will man sich bei der Bedienung der Kupplung von der Aufmerksamkeit des Maschinisten freimachen, aber doch den Zaum nicht ständig schleifen lassen, so gelangt folgende Einrichtung zur Anwendung: In dem Kupplungsgehäuse d sind pendelnd oder radial verschieblich gesonderte Schwunggewichte y angeordnet, die in der Ruhelage durch Federn % an ihre Innenanschläge gepreßt werden. Nach Ingangsetzen der Zusatzmaschine, jedenfalls vor Erreichung der Geschwindigkeit der Hauptmaschine, werden nun diese Gewichte^ durch ihre Fliehkraft gegen den Federdruck an ihre Außenanschläge gepreßt, an die sie sich ohne weitere Bewegung mit steigender Geschwindigkeit lediglich fester anlegen. Ist nun die weitere Anordnung derart getroffen, daß diese Gewichte mit dem Hebelsystem zwangläufig, aber unter federnder Nachgiebigkeit, gekuppelt sind, so halten sie in der Ruhelage, also bei stillstehender Zusatzmaschine, den Zaum in Spreizstellung, während sie ihn bei der Inbetriebnahme beliebig weit vor Erreichung der Relativgeschwindigkeit jt O unter begrenztem Federdruck — im Gegensatz zu etwa unmittelbar mit dem Hebelsystem verbundenen Schwungkörpern — auf Eingriff schalten.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Kraftmaschinen-Kupplung, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Bandbremse mit zwei- oder mehrteiligem, an zwei oder mehr Differentialhebelsysteme angeschlossenem Sperrzaum der eine Teil des Gesperres im öffnungssirme von einer ständig laufenden Hauptmaschine, der andere von der nach Bedarf einzuschaltenden Zusatzmaschine angetrieben wird, zum Zwecke, jeweilig bei Erreichung gleicher Winkelgeschwindigkeit die stoßfreie Arbeitsabgabe der Zusatzmaschine zu gewährleisten.

2. Kraftmaschinen-Kupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Differentialsysteme mittels Parallelkurbelgetriebe derart aneinander geschlossen sind, daß sie stetig die gleichen Bewegungen machen, zum Zwecke, bei stillstehender Zusatzmaschine ein gleichförmiges Abspreizen des Sperrzaumes mit Hilfe einer an sich bekannten Ausrückvorrichtung erzielen zu können.

3. Kraftmaschinen-Kupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ruhelage durch Federn an ihren inneren Anschlägen gehaltene Schwungkörper den Sperrzaum zwangläufig in Spreizstellung bringen und sich beim Anlassen der Zusatzmaschine infolge der Fliehkraft gegen ihre Außenanschläge legen, wobei sie den Sperrzaum mit begrenztem Federdruck zum Anlegen bringen, zum Zwecke, beliebig weit vor Erreichung gleicher Geschwindigkeit beider Maschinen den Sperrzaum selbsttätig auf Eingriff zu schalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.