DE2354569C3 - Fliehkraft-Reibungskupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fliehkraft-Reibungskupplung mit radial zwischen einer treibenden, nabenförmigen Kupplungshälfte und einer diese mit 4» radialem Abstand übergreifenden getriebenen zylinderförmigen Kupplungshälfte geführten Fliehkörpersegmenten, die mit einer einstellbaren axial gerichteten Kraft einer ringförmigen Rückholfeder beaufschlagt sind. 4i

Als Stand der Technik ist bereits eine Fliehkraft-Reibungskupplung bekannt, bei welcher die Steuerfedern runde Scheiben mit biegsamen Federzungen sind (US-PS 2370199). Bei den Federelementen handelt es sich also hierbei um runde Scheiben mit biegsamen >o Federzungen am Umfang. Damit ergeben sich Biegefedern mit einer geraden, proportional mit dem Federweg ansteigenden Kennlinie. Wegen dieser ansteigenden Kennlinie der Biegefedern ändert sich mit der Abnutzung der Kupplung auch die Charakteristik dieser Kupplung, d. h. die Drehzahl der Kupplung beim Ein- und Ausschalten. Hierdurch ergibt sich ein erheblicher Nachteil, da die Kupplung über eine längere Anwendungsdauer keine gleichbleibende Charakteristik aufweist. t>o

Als Stand der Technik sind bereits Kupplungen bekannt, welche Führungselemente aufweisen (US-PS 3 204 737). Hierbei sind die Einschaltsegmente mit Rändern der Platte, welche jedoch kein Bestandteil des Antriebsteils der Kupplung sind, in Radialrichtung μ geführt.

Weiterhin sind bei Kupplungen Führungselemente bekannt, wobei die Einschaltsegmente mit den Führungsplättchen, welche gleitend auf einer Büchse des Antriebsteils angebracht sind, in Radialrichtung geführt werden (GB-PS 346198). Die Führungsplättchen dienen auch in diesem Fall nicht zur Kraftübertragung vom Antriebsteil auf den getriebenen Teil, Die Führungselemente der vorgenannten, bekannten Kupplungen dienen vor allem als Führung der Einschaltsegmente.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine Kupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und billiger Herstellung auch über eine längere Betriebsdauer die gleiche Charakteristik beibehält und die gewünschte Differenz zwisichen den ein- und ausschaltenden Drehzahlen erreicht, wobei die Vibration der Segmen-.e beim Ein- und Ausschalten verhindert werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rückholfeder als Tellerfeder mit einem kegelförmig abgebogenen, durchlaufenden Außenrand ausgebildet ist, mit welchem sie in einem schmalen, ebenfalls kegelförmig ausgebildeten Rand der Füehkörpersegmente anliegt und diese in ausgeschalteter Lage hält und daß die Fliehkörpersegmente auf ihrer der Feder gegenüberliegenden Seite mit Führungsnuten ausgestattet sind, in die die mit der treibenden, nabenförmigen Kupplungshälfte fest verbundenen Führungsschenkei eingreifen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß infolge der Tellerfeder eine Kennlinie vorhanden ist, welche die Charakteristik der Kupplung auch bei längerer Lebensdauer und bei Abnutzung nicht ändert. Durch den kegelförmigen Außenrand der Tellerfeder ist die Kraftverteilung der Feder in die gewünschte axiale und radiale Komponente gegeben, wodurch die erforderliche Reibung zwischen den Einschaltsegmenten und den Führungsschenkeln mit der ersten Komponente und das Zurückhalten der Einschaltsegmente in der ausgeschalteten Lage mit der zweiten Komponente erzielt wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der treibenden, nabenförmigen Kupplungshälfte und einer Mutter, mit welcher die Kupplungsnabe und eine Führungsscheibe auf der treibenden Welle befestigt sind, eine Beilegscheibe zur Einstellung der Vorspannung der Tellerfeder angebracht. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß mit der vorgenannten Mutter der gesamte Antriebsteil der Kupplung an der Welle befestigt ist. Die Vorspannung der Feder wird hierbei nicht mit der Mutter, sondern mit der Scheibe beistimmt.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung, dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Fliehkraft-Reibungskupplung, mit einer Tellerfeder mit kegelförmigem Außenrand und Kupplungstrommel nach Schnitt I-I aus Fig. 2,

Fig. 2 eine Draufsicht des Antriebsteils der Kupplung nach Fig. I,

Fig. 3 die Kennlinie der Tellerfeder mit kegelförmigem Außenrand.

Die Fliehkraft-Reibungskupplung, dargestellt in Fig. 1 und 2, i«it derart ausgeführt, daß auf einer kegelförmigen Antriebswelle 1 mittels einer Mutter 11, einer Beilagscheibe 12 für die Einstellung der Vorspannung eineir Feder 4 und einer Führungsscheibe 13 eine Kupplungshälfte 2 mit Führungsschenkeln 21 befestigt ist. Fliehkörpersegmente 3 mit Seitennuten

liegen auf Führungsschenkeln 21, an die sie die axial aufgestellte vorgespannte Tellerfeder 4 mit einem kegelförmig geformten Außenrand 41 preßt.

Der Rand 41 der Feder 4 liegt an der schmalen kegelförmigen Randfläche 32 der Fliehkörpersegmente 3, auf der anderen Seite stützt sich die Feder 4 an den Rand 111 der Mutter 11. Stifte 33 an den Segmenten 3 reichen in Führungsausschniue 22 der Segmente, die sich in den Führungsschenkeln 21 befinden. Bei eingeschalteter Kupplung drückt die Fliehkraft die Fliehkörpersegmente 3 an eine Kupplungstrommel 5 als zweite Kupplungshälfte, die auf einer nicht dargestellten Welle angebracht ist.

Infolge der steilen Form des kegelförmigen Außenrandes 41 der Tellerfeder 4 verteilt sich die Federkraft am Rand 32 der Segmente 3 auf die axiale Komponente, die die Segmente 3 gegen die Führungsschenkel 21 drückt und auf die radiale Komponente, die sie gegen die Mitte in die ausgeschaltete Stellung drückt. Die axiale Komponente der Federkraft verursacht auf den Anlegeflächen der Segmente 3 eine Reibkraft, die im Verhältnis zur N'ormaikrafl und zum Reibungskoeffizienten zwischen den Kontaktflachen steht und die Bewegung der Segmente 3 auf den Führungsschenkeln 21 hemmt.

Im Moment, wenn die Drehzahl so weit zunimmt, daß die Fliehkraft der Segmente 3 die Radialkomponente der Federkraft und die Kraft der Segmentreibung überwindet, beignnen sich diese nach außen zu bewegen. Da der Reibungskoeffizient der Bewegung kleiner ist als der Reibungskoeffizient des Stillstandes, verringert sich bei der Bewegung der Segmente 3 ruckweise die Reibungskraft auf den Auflegeflächen.

Damit wird das Gleichgewicht zwischen den Kräften gestört; die Segmente 3 rücken schnell nach außen und legen sich auf die innere Fläche der Trommel 5. Der Überschuß der Fliehkraft drückt sie derart an die Trommel 5, daß die Kupplung sofort das bestimmte minimale Moment zu übertragen beginnt; zur Auskupplung muß „ich die Drehzahl so weit verringern, daß die radiale Komponente der Federkraft die Fliehkraft und die Reibungskraft des Ruhestands auf den Fliehkörpersegmenten 3 überwindet.

Durch die Reibung zwischen den Federn 4, Segmenten 3 und Führungsschenkeln 21, die in Richtung entgegen der Segmentbewegung wirkt, wird also die gewünschte Differenz zwischen den Einschalt- und Ausschaltdrehzahlen, ein schnelles Ein- und Ausschalten der Kupplung und eine Verkürzung der Gleitphase der Kupplung erreicht. Diese Reibung verhindert auch Vibrationen der Segmente beim Ein- und Ausschalten.

m Fig. 3 zeigt ein Diagramm bezüglich der Abhängigkeit der Kraft F von der Deformation /der Telleifeder4 mit kegelförmigem Außenrand, die bei der Fliehkraft-Reibungskupplung nach der Erfindung verwendet wird. Für eine derartige Feder mit passend

ι ~> gewählter Geometrie ist ein relativ weiter Bereich von Deformationen charakteristisch, in dem die Federkraft konstant bleibt.

Von der gesamten zulässigen Deformation /„, die mit der Dauerfestigkeit der Feder begrenzt ist, sind

■?» ca. 25% ausgenützt für die Vorspannung der Feder und ca. 15 % für die Einschaltbewegun^ der Segmente bei neuer, nicht abgenutzter Kupplung. Die übrigen 60% der Deformation dienen als Reserve, die zuläßt, daß sich die Gleitflächen der Segmente um ca. 2%

2~> des Kupplungsdurchmessers abnützen, ohne besonderen Einfluß auf ihre Funktion.

Eine relativ schnelle Zunahme der Kraft im Bereich kleiner Deformationen erfordert genaue Einstellung der Vorspannung, was durch die Wahl der entspre-

11) chenden Stärke der Beilagscheibe 12 erreicht wird. Die Führungsscheibe 13 im Zusammenhang mit den begrenzenden Führungsausschnitten 22 an den Führungsschenkeln 21 und die Stifte 33 an den Führungsschenkeln machen ein Umkippen und ein Herausfal-

r> len der Segmente 3 unmöglich, in dem Fall, wenn der Antriebsmotor mit dem angetriebenen Teil der Kupplung ohne die Arbeitsmaschine, die die Kupplungstrommel 5 aufweist, in Gang gebracht wird. Dies ist als Sicherheitsmaßnahme bei sogenannten

■in »KombiR-Maschinen wichtig, wo der Antriebsmotor einfach auf verschiedene Arbeitsmaschinen versetzt werden kann und er von unbefugten Personen auch ohne angeschlossene Arbeitsmaschine betätigt werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Fliehkraft-Reibungskupplung mit radial zwischen einer treibenden, nabenförmigen Kupplungshälfte und einer diese mit radialem Abstand übergreifenden getriebenen, zylinderförmigen Kupplungshälfte geführten Fliehkörpersegmenten, die mit der einstellbaren axial gerichteten Kraft einer ringförmigen Rückholfeder beauf- "> schlagt sind, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Rückholfeder als Tellerfeder (4) mit einem kegelförmig abgebogenen, durchlaufenden Außenrand (41) ausgebildet ist, mit welchem sie an einem schmalen, ebenfalls kegelförmig ausgebildeten Rand (32) der Fliehkörpersegmente (3) anliegt und diese in ausgeschalteter Lage hält und

b) die Füehkörpersegmente (3) auf ihrer der Feder (4) gegenüberliegenden Seite mit Füh- x> rungsnuten (31) ausgestattet sind, in die die mit der treibenden nabenfürmigen Kupplungshälfte (2) fest verbundenen Führungsschenkel (21) eingreifen.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch ge- 2ϊ kennzeichnet, daß zwischen der treibenden, nabenförmigen Kupplungshälfte (2) und einer Mutter (11), mit welcher die Kupplungsnabe und eine Führungsscheibe (13) auf der treibenden Welle (1) befestigt sind, eine Beilegscheibe (12) zur Ein- so stellung der Vorspannung der Tellerfeder (4) angebracht ist.