DE19741416A1 - Fliehkraftkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftkupplung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches, und insbesondere eine Fliehkraftkupplung, wie sie oft für tragbare Arbeitsmaschinen, beispielsweise Kettensägen oder dergleichen, ver­ wendet wird.

Eine Fliehkraftkupplung zur Übertragung von Drehmoment unter Ausnut­ zung einer Zentrifugalkraft, die durch die Drehung einer Antriebswelle erzeugt wird, ist an sich bekannt.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Beispiel für eine herkömmliche Fliehkraft­ kupplung 100 gezeigt, die eine Kupplungsnabe 122 mit einer Buchse 123, die an einer Antriebswelle 112 befestigt ist, und drei Führungselemente 124, die sich jeweils radial von der Buchse 123 nach außen erstrecken, und eine Kupp­ lungstrommel (nicht gezeigt) aufweist, die koaxial mit der Kupplungsnabe 122 angeordnet ist und um die Antriebswelle 112 unabhängig von der Nabe 122 drehbar ist. Drei Kupplungsschuhe 126 sind jeweils auf jedem Führungselement 124 angeordnet und sind radial von der Kupplungsnabe 122 nach außen gerich­ tet. Eine ringförmige Spiralfeder 125 dient dazu, jeden Kupplungsschuh 126 ra­ dial nach innen vorzuspannen.

Eine Drehung der Antriebswelle 112 bewirkt, daß sich die Kupplungsnabe 122 dreht. Jeder der drei Kupplungsschuhe 126 gleitet aufgrund der Zentrifugal­ kraft, die durch die Drehung der Kupplungsnabe erzeugt wird, gegen die Kraft der Spiralfeder 125 radial nach außen, so daß die Kupplungsschuhe 126 in Reib­ schluß mit der Kupplungstrommel kommen. Die Kupplungstrommel wird da­ durch ebenfalls gedreht und überträgt die Antriebskraft auf eine Vorrichtung, beispielsweise ein Schneidwerkzeug oder dergleichen.

Seitenplatten 160, die im wesentlichen eine Sektorform haben, sind an je­ dem Kupplungsschuh 126 befestigt, so daß der Kupplungsschuh 126 sich nicht in einer axialen Richtung der Antriebswelle 112 bewegt. Jede Seitenplatte 160 ist mit dem Kupplungsschuh 126 durch Schrauben 162 verbunden (Fig. 1). Daher ist jedes Führungselement 124 der Kupplungsnabe 122 zwischen der Seitenplatte 160 und dem Kupplungsschuh 126 angeordnet. Wenn die Kupplungsnabe 122 von der Antriebswelle 112 in axialer Richtung abgenommen wird, können daher die Seitenplatten 160, die Kupplungsnabe 122 und die Kupplungsschuhe 126 als eine Einheit entfernt werden. Mit anderen Worten fallen die Kupplungsschuhe 126 und die Seitenplatten 160 nicht auseinander, wenn die Kupplungsnabe 122 herausgenommen wird.

Indem für die Montage der Seitenplatten 160 auf den Kupplungsschuhen 126 Teile wie die Schrauben 162 verwendet werden, ergibt sich eine erhöhte Zahl von Teilen, die Herstellungskosten werden erhöht und die Zeit für den Zusam­ menbau und das Zerlegen der Kupplung wird erhöht.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, könnten Flansche 36, die den Seitenplatten 160 entsprechen, einstückig mit einer Kupplungsnabe 22 ausgebildet werden, die der Kupplungsnabe 122 entspricht. Solch eine Fliehkraftkupplung 10 wäre im Bezug auf die verminderte Zahl von Teilen vorteilhaft ebenso wie im Zusammenhang mit der Einsparung von Kosten und der Vereinfachung des Zusammenbaus. In solch einer Fliehkraftkupplung 10 würden jedoch, wenn die Kupplungsnabe 22 entfernt wird, die einstückig damit ausgebildeten Flansche 136 ebenfalls ent­ fernt, wodurch die Kupplungsschuhe 26 auseinander fallen, so daß die Zerlegung der Kupplung kompliziert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fliehkraftkupplung der ein­ gangs erwähnten Art bereitzustellen, bei der die Herstellungskosten herabge­ setzt und der Zusammenbau sowie die Zerlegung der Kupplung vereinfacht wer­ den können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Fliehkraftkupplung in der in dem Hauptanspruch angegebenen Weise gekennzeichnet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele aus dem Stand der Technik sowie der Erfindung wer­ den nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine herkömmliche Fliehkraftkupplung;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Fliehkraftkupplung von Fig. 1 entlang der Linie II-II;

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftkupplung;

Fig. 4 einen Schnitt durch die Fliehkraftkupplung von Fig. 3 entlang der Linie IV-IV;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung, die die Teile der zerlegten Flieh­ kraftkupplung nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Eine Fliehkraftkupplung 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 3 bis 5 gezeigt.

Eine Antriebswelle 12 ist in eine Gegendruckunterlagscheibe 14 und Na­ delrollen 16 eingeführt, die auf einem Ende derselben zu montieren sind. Die An­ triebswelle 12 kann eine Kurbelwelle einer kleinen, luftgekühlten Zweitakt- Brennkraftmaschine sein. Ein Zahnrad 18, beispielsweise das Antriebszahnrad für eine Sägekette einer Kettensäge, ist drehbar auf der Antriebswelle 12 über die Nadelrollen 16 gelagert. Eine Kupplungstrommel 20 ist an einer Seitenfläche des Zahnrades 18 befestigt, so daß es sich damit dreht. Die Kupplungstrommel 20 weist einen ringförmigen Plattenteil 20a auf, der an dem Zahnrad 18 befestigt ist und in Reibschluß an einem ringförmigen Abschnitt 20b angreifen kann, der sich um eine vorgegebene Länge von einem Außenumfang des kreisförmigen Platten­ teils 20a in senkrechter Richtung bezüglich der Achse X-X der Antriebswelle 12 erstreckt.

Die Antriebswelle 12 weist einen abgeschrägten Abschnitt 12b auf, der in der Nähe des Abschnittes liegt, der das Zahnrad 18 lagert. Der Endabschnitt der Antriebswelle 12 weist neben dem abgeschrägten Abschnitt 12a einen Abschnitt 12a mit einem Schrauben-Außengewinde auf.

Eine Buchse 23 in der Mitte einer Kupplungsnabe 22 ist mit Bohrung 22 mit einem Innengewinde versehen, das durch Aufschrauben mit dem Abschnitt 12a mit dem Außengewinde der Antriebswelle 12 angreift. Eine ringförmige Bei­ lagscheibe 27 mit einer mittigen Bohrung mit einer abgeschrägten Umfangsflä­ che 27a wird auf die Antriebswelle 12 aufgesetzt. Dann wird die Kupplungsnabe 22 an der Antriebswelle 12 dadurch befestigt, daß der Abschnitt 12a mit dem Außengewinde auf die Antriebswelle 12 mit der Bohrung 22a mit dem Innenge­ winde der Kupplungsnabe 22 aufgeschraubt wird, so daß die abgeschrägte Um­ fangsfläche 27a der mittigen Bohrung der Beilagscheibe 27 in Paßsitz mit dem abgeschrägten Abschnitt 12b der Antriebswelle 12 gebracht wird. Die Kupp­ lungsnabe 22 dreht sich mit der Antriebswelle 12 unabhängig von dem Zahnrad 18. Die Kupplungsnabe 22 hat drei Führungselemente 24, die sich jeweils radial nach außen erstrecken und um 120° voneinander in Umfangsrichtung entfernt sind. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, hat jedes Führungselement 24 radial verlaufende Gleitoberflächen 24b₁, 24b₂ auf der linken beziehungsweise rechten Seite.

Jeder Kupplungsschuh 26 ist mit jedem Führungselement 24 so verbunden, daß er auf den Gleitoberflächen 24b₁, 24b₂ in radialer Richtung der Kupplungs­ nabe 22 gleitbar ist. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, hat jeder Kupplungsschuh 26 zwei Führungsschenkel 28, die sich radial nach innen erstrecken. Jeder der Führungs­ schenkel 28 hat einander gegenüberliegende, innere Gleitflächen 40, die in Gleit­ kontakt mit den Gleitoberflächen 24b₁, 24b₂ der Führungselemente stehen. Der Kupplungsschuh 26 ist im wesentlichen sektorförmig. Er weist eine bogenförmi­ ge Nut 32 zur Aufnahme einer Feder auf einer Seitenfläche auf, die dem ring­ förmigen Plattenabschnitt 20a der Kupplungstrommel 20 gegenüberliegt. Er weist auch einen Belag 34 auf, der einstückig damit ausgebildet ist. Eine ring­ förmige Spiralfeder 25 wird in die Nut 32 eingelegt, um den Kupplungsschuh 26 radial nach innen zu drücken.

An jedem Führungselement 24 ist ein Kupplungsschuh-Halteflansch 36 ausgebildet, der einstückig mit der Kupplungsnabe 22 ausgeformt ist. Der Flansch erstreckt sich radial von dem Ende des Führungselementes 24 nach au­ ßen, um eine Öffnung der Nut 32 abzudecken. Der Halteflansch 36 hat vertiefte Abschnitte 38 auf seiner linken und rechten Seitenfläche, um ein Haltemittel oder einen Schnappteil 40 zu halten, wie noch im einzelnen beschrieben wird.

Jeder Schnappteil 40 ist beispielsweise aus einem federnden Metallteil her­ gestellt. Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, ist der Schnappteil im wesentlichen U-för­ mig ausgebildet und hat zwei gegenüberliegende Schenkel 42, um die Außen­ flächen der Führungsschenkel 28 des Kupplungsschuhs 26 einzuklemmen, wenn der Schnappteil in einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung des Füh­ rungsschenkels 28 eingesetzt wird. Jedes Ende des Schenkels 42 ist mit einem Hakenabschnitt 46 versehen, der die Form einer Schleife hat, die zu der hinteren Fläche 44 des Halteflansches 36 hin gebogen ist, um die Kupplungsnabe 22 in Richtung auf die Kupplungsschuhe 26 vorzuspannen. Der Schnappteil 40 kann aus einem Material, beispielsweise aus einem federnden Material hergestellt sein, welches in der Lage ist, den Kupplungsschuh 26 im Bezug auf die Kupplungsnabe 22 zu halten oder zurückzuhalten, indem der Kupplungsschuh 26 auf den Hal­ teflansch 36 vorgespannt wird.

Eine Seitenfläche der Beilagscheibe 27 gegenüber dem kreisförmigen Plat­ tenabschnitt 20a der Kupplungstrommel definiert eine Anschlagfläche 48 für die Kupplungsschuhe 26 und die Kupplungsnabe 22 in Richtung der Achse X-X. Die Anschlagfläche 50 des Führungsschenkels 28 und die Führungselemente 24 (Fig. 5), die an der Anschlagfläche 48 anstehen, haben Vertiefungen 52, um die Schnappteile 40 zu halten, so daß eine Außenfläche des Schnappteiles fluchtend mit den Anschlagflächen 50 liegen kann.

Die Fliehkraftkupplung 10 des oben beschriebenen Ausführungsbeispieles funktioniert wie folgt.

Wenn der Motor gestartet wird, beginnt sich die Antriebswelle 12 zu dre­ hen, wodurch die Kupplungsnabe 22, die mit der Antriebswelle 12 verbunden ist, sich ebenfalls zu drehen beginnt. Wenn die Drehzahl des Motors einen vorbe­ stimmten Wert erreicht, beginnen sich die Kupplungsschuhe 26, die auf der Kupplungsnabe 22 gleitbar gelagert sind, unter Wirkung der Zentrifugalkraft gegen die Federkraft der Spiralfeder 25 radial nach außen zu bewegen. Wenn die Drehzahl größer wird, greifen die Beläge 34, die auf der Umfangsfläche der Kupplungsschuhe 26 angeordnet sind, unter Reibschluß an der inneren Um­ fangsfläche des ringförmigen Abschnittes 20b der Kupplungstrommel 20 an, um sich damit zu drehen, so daß die Kupplung eingerückt ist. Sobald die Kupplung eingerückt ist, wird das Drehmoment des Motors an die Maschine übertragen, beispielsweise ein Schneidwerkzeug, und zwar über das Zahnrad 18, welches sich mit der Kupplungstrommel 20 dreht.

Anhand von Fig. 5 wird nun das Auseinandernehmen der Kupplung erläu­ tert.

Zuerst wird die Kupplungsnabe 22 in einer solchen Richtung gedreht, daß die Kupplungsnabe 22 von der Antriebswelle 12 abgenommen werden kann. Die Kupplungsnabe wird von der Antriebswelle 12 durch die Öffnung der Kupp­ lungstrommel 20 abgenommen. Da der Kupplungsschuh 26 durch den jeweiligen Schnappteil 40 auf der Kupplungsnabe 22 gehalten wird, können die Kupplungs­ nabe 22 und der Kupplungsschuh 26 leicht von der Antriebswelle 12 als eine Einheit entfernt werden, während die Spiralfeder 25 in der Nut 32 gehalten wird. Dann werden die Schnappteile 40 in einer Richtung entlang der Achse X-X von der Einheit entfernt, um jeden Kupplungsschuh 26 von der Kupplungsnabe 22 abzunehmen.

Die Fliehkraftkupplung kann durch das gleiche Verfahren in umgekehrter Reihenfolge wieder zusammengesetzt werden. Wie bei dem Auseinandernehmen kann jeder Kupplungsschuh 26 unter Verwendung des Schnappteils 40 mit der Kupplungsnabe 22 zusammengesetzt werden, indem der Schnappteil einfach darauf aufgeschnappt wird.

Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise ist die Zahl der Kupplungsschuhe nicht auf drei beschränkt und kann je nach dem zu übertragenden Drehmoment festgelegt werden. Ferner kann eine Zugfeder, die an dem Kupplungsschuh befestigt ist, eine Druckfeder, die die Kupplungsnabe und die Kupplungsschuhe miteinander verbindet, statt einer Spiralfeder verwendet werden, um die Kupplungsschuhe radial nach innen vorzuspannen.

Wie oben erwähnt wurde, können bei der Fliehkraftkupplung nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung Befestigungsteile, beispielsweise Bolzen, eliminiert werden, da die Halteflansche für die Kupplungsschuhe einstückig auf der Kupplungsnabe vorgesehen sind. Dies führt zu einer Verminderung der Her­ stellungskosten. Ferner ermöglichen die Haltemittel ein Zusammenbauen oder ein Auseinandernehmen der Kupplungsnabe und der Kupplungsschuhe als eine Einheit ohne daß sie auseinanderfällt, während eine freie Bewegung der Kupp­ lungsschuhe in radialer Richtung im Bezug auf die Kupplungsnabe sichergestellt ist, wenn die Teile gedreht werden.

Claims (5)

1. Fliehkraftkupplung mit:

• a) einer Kupplungsnabe (22), die eine mit einer Antriebswelle verbundene Buchse, eine Vielzahl von Führungsteilen (24), die sich jeweils radial von der Buchse (23) wegerstrecken,
• b) eine Kupplungstrommel (20), die koaxial mit der Kupplungsnabe (22) ange­ ordnet ist, und um die Antriebswelle (12) unabhängig von der Kupplungsnabe (22) drehbar ist,
• c) eine Vielzahl von Kupplungsschuhen (26), die jeweils gleitbar auf den Füh­ rungsteilen (24) in radialer Richtung der Kupplungsnabe (22) gelagert sind,
• d) Vorspannmittel (25) um jeden Kupplungsschuh (26) radial nach innen vor­ zuspannen, gekennzeichnet durch
• e) Halteflansche (32) für die Kupplungsschuhe (26), die sich jeweils von den Führungsteilen (24) nach außen erstrecken, und durch Haltemittel (40), um die Kupplungsschuhe (26) bezüglich der Kupplungsnabe (22) derart zu halten, daß die Kupplungsschuhe (26) in axialer Richtung der Antriebswelle (12) zu den Halteflanschen (36) gedrückt werden.

2. Fliehkraftkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je­ der Kupplungsschuh (26) zwei Führungsschenkel (28) aufweist, die sich je­ weils radial nach innen erstrecken, wobei die Führungsschenkel (28) einander gegenüberliegende, innere Gleitoberflächen aufweisen, die gleitbar in Kontakt mit jedem der Führungsteile (24) stehen, wobei die Haltemittel einen im we­ sentlichen U-förmigen Schnappteil (40) aufweisen, der zwei gegenüberliegende Schnappschenkel aufweist, um die Außenfläche der Führungsschenkel (28) in einer Richtung senkrecht zu der verlängerten Achse der Führungsschenkel (28) einzuklemmen, und daß jeder der Schnappschenkel einen Hakenabschnitt an seinem Ende aufweist, wobei der Hakenabschnitt zu der hinteren Fläche des Halteflansches (36) für den Kupplungsschuh umgebogen ist, um die Kupplungsnabe zu dem Kupplungsschuh hin vorzuspannen.

3. Fliehkraftkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß je­ der Halteflansch (36) einen vertieften Abschnitt auf beiden Seitenflächen auf­ weist, um den Schnappteil (40) zu halten.

4. Fliehkraftkupplung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Beilag­ scheibe (27), die auf der Antriebswelle (12) an einer Stelle gegenüber den Hal­ teflanschen (36) im Bezug auf die Kupplungsschuhe (26) angeordnet ist, wobei eine Seitenfläche der Beilagscheibe (27) eine Anschlagfläche für die Kupp­ lungsschuhe (26) und die Kupplungsnaht in axialer Richtung bildet, und daß Anschlagflächen der Führungsschenkel der Kupplungsschuhe (26) und die Führungsteile (24), die an der Anschlagfläche der Beilagscheiben (27) angrei­ fen, vertiefte Abschnitte aufweisen, um die Schnappteile (40) derart zu halten, daß die Außenflächen der Schnappteile (40) fluchtend mit den Anschlagflä­ chen liegen.

5. Fliehkraftkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannmittel eine ringförmige Spiralfeder (25) aufweisen, wobei jeder der Kupplungsschuhe eine Nut zum Aufnehmen der Feder aufweist, und daß jeder der Halteflansche (36) der Kupplungsschuhe (26) sich von dem Führungsteil (24) radial nach außen erstreckt, um die Nut zur Aufnahme der Federn abzu­ decken.