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F 1 i e h k r a f-t k u p p 1 u n g Im Fahrzeug,Motoren-und Maschinenbau
werden im großen Maße Fliehkraftkupplungen verwendet, welche gesteuert durch die
Drehzahl eine automatische Kupplung zwischen Antriebs-Motor und der zu treibenden
Maschinen, Fahrzeuge und dergl. bewirken. Dabei wird durch abgestimmte auf die Fliehgewichte
wirkende Federn eine-entsprechende Einschaltdrehzahl der Kupplung erreicht.
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Diese Kupplungen haben bedingt durch ihre Konstruktion einen großen
Schlupfbereich das heißt; daß sie beim Erreichen ihrer Einschaltdrehzahl nicht sofort
eine feste Verbindung herstellen, sondern daß erst mit steigender Drehzahl die durch
Federn belastenden Fliehgewichte einen entsprechenden Druck zur festen schlupffreien
Verbindung der Kupplung ergeben.
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Nun ist aber in vielen Fällen, vor Allem bei Verwendung von Benzinmotoren
nicht immer die Garantie gegeben, daß der Motor nach Erreichen der Einschaltdrehzahl
der Eupplung noch weiter in der Drehzahl steigt um eine sichere Verbindung der Kupplung
zu erreichen.
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Vielfach ist es so, daß der Motor nach Einschalten der Kupplung durch
die Lastaufnahme des zu treibenden Gerätes wieder in seiner Drehzahl abfällt, wodurch
die Kupplung wieder löst. Durch das Lösen der Kupplung wird aber nun der Motor wieder
entlastet, seine Drehzahl steigt und die Kupplung schaltet wieder ein. Dadurch entsteht
ein dauerndes Pendeln der Drehzahl, wodurch die Kupplung in einem Bereich arbeitet
indem sie dauernd durchrutscht, was zu großer Erwärmung und in kurzer Zeit zur Zerstörung
der Kupplung führt.
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Um diesen Nachteil zu beseitigen wäre es -günstig, wenn man eine
Kupplung so auslegen könnte, daß zwischen Ein-und Abschalten der Kupplung ein möglichst
großer Drehzahlunterschied besteht. Dies-wurde auch schon durch zusätzliche Arretierungen,
Federn u.s.w. erreicht, aber es ergaben sich dabei immer komplizierte teure und
störanfällige Konstruktionen die sioh nicht durchsetzen könnten.
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Der Neuerung liegt der Gedanke zugrunde, eine einfache billige und
betriebssichere Fliehkraftkupplung zu schaffen, die eine möglichst große Differenz
zwischen Ein-und Ausschaltdrehzahl der Kupplung ergibt.
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Dazu schlägt die Neuerung vor, als Fliehgewicht Kugeln zu verwenden,
welche in einem Ring in Schlitzen geführt sind die eine radiale Bewegung der Kugeln
erlauben.
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Dieser Ring ist frei drehbar ohne irgendwelche Verbindung mit den
beiden zu verbindenden Eupplungsteilen gelagert.
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Mit den Kugeln wirken zwei konische Scheiben zusammen, wobei je eine
Scheibe mit einen der beiden Kupplungsteile in Drehrichtung verbunden ist und mittels
Feder gegen die Kugeln gedrückt werden. Diese Scheiben drücken auf entsprechend
angeordnete Kupplungsringe, welche die Verbindung der beiden Kupplungsteile bewirken.
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Wenn nun der eine am Motor sitzende Teil der Kupplung gedreht wird,
so werden durch die konischen Scheiben, welche federnd auf die als Fliehgewichte
dienenden Kugeln drücken-, diese in eine Umdrehung versetst. Da aber nur die eine
mit dem Motor verbundene konische Scheibe gedreht wird - während die andere mit
dem abtreibenden Eupplungsteil verbundene Scheibe noch steht, wälzen sich die kugeln
auf dieser ab, wodurch die Kugeln nur die halbe Drehzahl der drehenden Scheibe ausführen.
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Wenn also die mit dem Motor verbundene konische Scheibe z.B. 1000
n/Min. macht so drehen sich die Kugeln nur mit 500 n/Min. Wenn nun die Kugeln mit
einer Feder nach innen gehalten werden, die dem Fliehgewicht der Kugeln bei einer
Umdrehung von 500 n/Min. entsprechen, so wandern diese Kugeln bei Erhöhung der Drehzahl
nach außen. Dadurch werden die konischen Scheiben auseinander gedrückt und erreichen
über die Kupplungsscheiben eine reibschlüßige Verbindung der Kupplungsteile. Wenn
aber die Kupplung geschlossen ist so drehen sich auch die beiden an den Kugeln anliegenden
konischen Scheiben mit gleicher Drehzahl.
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Wenn aber keine relative Bewegung zwischen den beiden Scheiben mehr
vorhanden ist so können sich die zwischen diesen Scheiben unter Druck liegenden
Kugeln nicht mehr abwälzen wodurch die Kugeln gezwungen werden plötzlich die
Drehzahl dieser Scheiben mitzumachen.
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Durch diese schlagartige Erhöhung der Drehzahl der Kugeln erhöht sich
auch die Fliehkraft wodurch auch über die konischen Scheiben der Kupplungsdruck
erhöht wird.
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Beim Verringern der Drehzahl geschieht nun das Umgekirte da nun hierbei
die Kupplung erst bei 500 n/Min. wieder auslöst, da die Federn erst bei dieser Drehzahl
in der Lage sind die Kugeln wieder nach innen zu drücken. In dem Moment aber, wo
die Kupplung wieder auslöst, können die Kugeln sich wieder auf der einen konischen
Scheibe abwälzen, wodurch die Drehzahl dieser Kugeln sofort um die Hälfte zurückgeht
bzw. die Drehzahl der einen Kupplungsseite sich entsprechend erhöhen kann. Dadurch
ist auf einfachste Weise eine Fliehkraftkupplung geschaffen deren Ein-u.Ausschaltdrehzahl
sehr weit auseinander liegt und die dadurch fast schlupffrei und ohne einen Pendelbereich
arbeitet.
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Ein weiterer besonderer Vorteil dieser Kupplung ergibt sich noch automatisch
daraus, daß bei dieser Ausführung der Kupplungsvorgang von beiden Seiten also der
Antriebsseite sowie auch von der Abtriebsseite her eingeleitet werden kann.
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Bei allen bisher gekannten Fliehkraftkupplungen ist dies nicht möglich,
da hierbei immer der Teil der die Fliehgewichte trägt fest mit dem Antriebsteil
der tupplung verbunden werden mußte.
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Ein Beispiel dieser Anwendung ist ein Fahrrad-Hilfsmotor bei dem auf
der einen SEite der Motor durch antreten des Fahrrades in Gang gebracht wird und
andererseits dann der laufende Motor das Fahrrad durch Gasgeben antreiben und bei
Gaswegnehmen die Kupplung gelöst werden soll.
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Dies wurde bisher nur durch Verwendung von zwei Eupplungen, welche
einerseits auf der Motorwelle und andererseits auf der Abtriebswelle angeordnet
wurden, erreicht.
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In der Zeichnung sind Ausfllhrungsbeispiele der Kupplung dargestellt.
Dabei zeigt Bild 1 eine Fliehkraftkupplung im Querschnitt mit Lamellen als Kupplungselement.
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Bild 2 eine Fliehkraftkupplung im Querschnitt mit Konus als Kupplungselement.
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zu Bild 1 Auf der Antriebswelle 1 ist freidrehend ein Ring 2 gelagert,
welcher radiale Schlitze 3 aufweist, die die als Fliehgewicht ausgebildeten Kugeln
4 aufnehmen; eine Feder 5 hält diese Kugeln nach innen.
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Links und rechts sind zwei mit konischen Flächen 6 ausgebildete Scheiben
7 und 8 angeordnet, wobei die Scheibe 7 mit der Welle 1 durch den Stift 9 achsial
beweglich verbunden ist. Eine Feder 10 drückt diese Scheibe gegen die Kugeln 4.
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Ebenso sind die beiden Kupplungsscheiben 11 und 12 mit der Welle 1
achsial verschiebbar verbunden. Mit der konisch ausgebildeten Scheibe 8 ist auf
der einen das Abtriebselement-in diesem Fall ein Eettenrad-13 - fest verbunden und
auf der anderen Seite die in den Schlitz 14 geführten Kupplungslamellen 15 und 16
angeordnet.
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Dreht sich die Welle 1 so werden auch durch den Stift 9 die Scheibe
7 und die Kupplungsscheiben 11 und 12 mit genommen. Durch die durch die Feder 10
an die Kugeln 4 angedrückte Scheibe 7 werden über die konische Fläche 6 die Kugeln
4 mitgenommen und wälzen sich auf-der konischen Fläche 6 der Scheibe 8 ab, wodurch
die Kugeln 4 mit Ihrer Führungsscheibe 2 mit der halben Umdrehung der Welle 1 umlaufen.
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Übersteigt das Fliehgewicht der Kugeln 4 die Kraft der Federn 10 so
wandern diese nach auswärts, wobei über diekonischen Flächen 6 die beiden Scheiben
7 und 8 auseinander gedrückt werden, wodurch die Kupplungsscheiben 11 und 12 an
die Kupplungslamellen 15 und 16 gedrückt werden und eine reibsohltlßige Verbindung
der Åntriebawelle 1 mit dem Abtriebskettenrad 13 herstellt.
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Die Punktion der kupplung naoh Bild 2 ist die gleiche wie Bild 1 nur
wird bei der kopplung nach Bild 2 die reibschlüßige Verbindungber den Konus 18 und
19 hergestellt.