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Vorrichtung zur Kupplung eines umlaufenden Teils auf seiner Welle.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung oder eine Vorrichtung zum Anwerfen
der Motorwelle, d. h. auf eine Einrichtung, bei der eine Kraft entweder von einem
rotierenden Körper.auf die Welle, auf der er läuft, oder von dieser Welle auf den
erwähnten umlaufenden Körper übertragen wird, wobei eine gelegentliche Entkupplung
und Wiederverbindung notwendig sind.
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Die Erfindung ist im besonderen für Vorrichtungen zum Anwerfen der
Motorwelle von Verbrennungskraftmaschinen bei Automobilen geeignet, obgleich sie
natürlich auf dieses Anwendungsgebiet nicht beschränkt ist.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, zum Anwerfen der Motorwelle von
Verbrennungskraftmaschinen das Schwungrad lose auf der Kurbelwelle anzubringen und
durch seine Drehung mittels eines von Hand beeinflußten Getriebes in ihm eine Kraft
aufzuspeichern und alsdann diese Kraft auf die Maschine durch Kupplung des Schwungrades
mit der Welle vermittels einer von Hand betätigten Reibungskupplung zu übertragen.
Diese Einrichtung ist jedoch insofern nachteilig, als zwei von Hand zu bedienende
Arbeitsgänge notwendig sind, wobei das Schwungrad leicht während des Ganges der
Maschine entkuppelt werden kann.
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Es ist ferner vorgeschlagen worden, das Schwungrad auf einem Gewindeteil
der Kurbelwelle zu lagern, so daß es nm eine begrenzte Anzahl von Umdrehungen gedreht
werden kann, bevor es mit der Welle durch seine Nabe gekuppelt wird, die in, Berührung
mit einer` konischen Schulter an dem Ende des erwähnten Schraubengewindes tritt.
Eine an dem Schwungrad sitzende Klinke sowie Sperrzähne an der Schulter dienen hierbei
zur sicheren Verbindung der Teile. Diese Einrichtung besitzt wiederum den Nachteil,
daß das Schwungrad nicht leicht vor einem erneuten Anwerfen der Maschine gelöst
werden kann. Der dem Abschrauben von der Schulter entgegengesetzte Drehungswiderstand
ist ungefähr gleich der großen Drehkraft, die von dem Schwungrade für die Überwindung
des Trägheitsmomentes und der anderen Widerstände der Maschine im Augenblick des
Anwerfens ausgeübt wird. Ist die Entkupplung erfolgt, so ist der Nachteil vorhanden,
daß das Schwungrad über eine Anzahl von Umdrehungen in der entgegengesetzten Richtung
zurückgedreht werden muß, bevor es für eine Kraftaufsp2ieherung durch Drehung in
derjenigen Richtung, in der die Maschine umläuft, bereit ist.
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Der Zweck der vorliegenden Erfindung beruht darin, die erwähnten Nachteile
dadurch zu vermeiden, daß Schwungrad und Welle durch eine Kupplung von solcher Bauart
vereinigt werden, daß die Entkupplung durch die Kraftzuleitung erfolgen kann, wenn
die Maschine oder die Welle stillsteht. Die Verbindung erfolgt durch Anhalten der
Kraftzuführung oder erwünschtenfalls durch Übertragung der Kraft auf einen
anderen
Teil. Die Kraft kann, von Hand aus durch Fußantrieb oder durch den Motor übertragen
werden. Die Erfindung ist zum Anwerfen von Maschinen oder zum Kuppeln von Riemenscheiben
und Schwungrädern mit ihren Wellen für irgendeinen Zweck geeignet.
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Gemäß der Erfindung kommen zwei Reibungskupplungen zur Anwendung,
die durch einen gleichen oder ausbalancierten und nach entgegengesetzten Richtungen
wirkenden Achsialdruck geschlossen werden. Die Kupplungen sind so bemessen, daß
ein bestimmter Druck der einen Kupplung eine große Drehkraft und der anderen eine
kleine Drehkraft überträgt. Die beweglichen Teile dieser Kupplungen sind ein Schwungrad
von großem Beharrungsvermögen und eine Muffe von kleinem Beharrungsvermögen. Diese
Teile sind lose auf der Welle zwischen feststehenden Gliedern gelagert. Die Nabe
des Schwungrades und der Muffe sind mit einem oder mehreren miteinander in Eingriff
tretenden Schraubenzähnen versehen, die, wenn sie vollständig miteinander in Eingriff
sind, ermöglichen, daß die Muffe das Schwungrad antreibt, so daß beide frei zwischen
den feststehenden Kupplungsgliedern rotieren. Wenn aber infolge eines Überlaufens
durch das Schwungrad die Schraubenzähne nur teilweise in Eingriffslage sind, so
werden sie etwas voneinander getrennt, und hierdurch wird ein Druck auf die beiden
Kupplungen ausgeübt, so daß sich diese schließen. Die Kupplung von der großen Drehkraft
dient dazu, das Schwungrad fest mit der Welle zu verbinden. Hierbei kann noch ein
Zahnkranz mit einer Sperrklinke zur Anwendung kommen, um eine Verriegelung herbeizuführen,
wenn, diese Verbindung erfolgt. Die Kupplung von kleiner Drehkraft kann. jedoch
leicht gleiten, und die Muffe wird verdreht, wenn. die Vorrichtung stillsteht, so
daß die Schraubenzähne wieder vollständig miteinander in ihre Eingriffslage kommen
und die beiden bew°glichen Kupplungsglieder freigeben. Um diese Entkupplung zu erleichtern,
kann die Muffe durch eine Kupplung mit einem einzelnen Zahn angetrieben werden,
sodaß ein. ausreichender Stoß beim Ineingrifftreten der Teile entsteht und wodurch
die erforderliche Verschiebung oder Drehung der Kupplung von der kleinen Drehkraft
Platz greift. Um das für das Schließen der Kupplungen erforderliche Überlaufen des
Schwungrades herbeizuführen, kann die Kraftzuführung zu der Muffe entweder angehalten
oder durch einen verschiebbaren Riemen o. dgl. dem Schwungrade oder direkt der Welle
übertragen werden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
veranschaulicht, und zwar ist Abb. i ein, senkrechter Schnitt durch die Vorrichtung
der Erfindung. Abb. a veranschaulicht in der Ansicht einen Teil einer für sich dargestellten
Hilfsvorrichtung. Abb. 3 veranschaulicht schematisch die Art der Betätigung dieser
Hilfsantriebsvorrichtung. Abb. q. stellt in einem senkrechten. Schnitt eine abgeänderte
Ausführungsform dar.
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A bezeichnet die Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine. Auf
dieser Welle ist eine konische Fläche B vorgesehen, und auf der Welle ist ferner
ein Glied C einer Reibungskupplung befestigt, während das Schwungrad D bei der Darstelliuzg
der Abb. i auf der Welle frei drehbar ist und achsial auf ihr verschoben werden
kann. Eire Muffe E ist ebenfalls auf der Welle frei drehbar und achsial verschiebbar
gelagert. Diese Muffe besitzt bei el eine konische Innenfläche und ist ferner mit
Schraubenzähnen e2 an dem anderen Ende und mit Sperrzähnen e3 am Umfange versehen.
Die Nabe dl des Schwungrades D besitzt bei d2 entsprechend gestaltete Schraubenzähne,
so daß wenn die Muffe E in, der Richtung angetrieben wird, in der die Welle A durch
den Motor in. Umdrehung versetzt wird, das Schwungrad D ebenfalls angetrieben wird.
Muffe und Schwungrad sind frei zwischen den feststehenden Reibungsteilen oder Kupplungsgliedern.
B und C drehbar, während eine Feder F bestrebt ist, das Schwungrad D außer Eingriff
von dem Gliede C zu halten. Die Länge dieser Feder ist jedoch nicht ausreichend,
um die konische Endfläche ex der Muffe E gegen die Kegelfläche B der Welle
A
zu drücken. Die Muffe E kann von Hand oder durch Fußantrieb oder auch durch
den Motor angetrieben werden. Beim Ausführungsbeispiel ist, wie aus Abb. 3 hervorgeht,
ein - Kegelrad G in einem geeigneten. Lager der Steuersäule H angebracht und kann
durch eine Handkurbel ,j gedreht werden. Das Kegelrad G steht mit einem Kegelrad
K auf einer biegsamen Welle L , in. Eingriff, an deren anderem Ende ein Speichenrad
M sitzt. Die Welle L kann entweder, wie dargestellt, gekrümmt verlaufen oder auch
aus einzelnen durch Universalgelenke miteinander verbundenen geraden Teilen oder
Abschnitten bestehen. Ein Speicbenrad N ist frei auf der Muffe E drehbar und kann
durch eine Kette P von dem Rade M aus angetrieben werden. Die Nabe des Rades N trägt
eine Sperrklinke n7; die mit den Sperrzähnen e3 der Muffe in Eingriff treten kann,
so daß die Muffe auf der Welle A in der Richtung gedreht wird, in der die Motorwelle
rotiert. Zum Anwerfen des Motors wird das Schwungrad D mittels des beschriebenen
Getriebes und durch die Sperrklinke nl, die Sperrzähne es und die Schraubenzähne
e2, d2 in Umdrehung versetzt. Wenn dem Schwungrade eine genügende Umdrehungskraft
erteilt ist, wird die Kraftzuführung zu der Muffe E unterbrochen,- worauf das in
dem Schwungrade aufgespeicherte Beharrungsvermögen; verglichen mit dem der Muffe,
zur Folge hat,- daß die
Zähne d2 über die Zähne e2 gleiten und somit
Schwungrad und Muffe auseinandergedrückt werden. Das konische Ende ei der Muffe
wird hierdurch in. Berührung mit der Kegelfläche B der Welle A gebracht, und es
wird somit die Muffe E durch Reibung mit der Welle verbunden. Zur selben Zeit verschiebt
sich das Schwungrad längs der Welle und drückt die Feder F zusammen. Die Kegelfläche
d3 des Schwungrades wird in reibende Berührung mit dem kegelförmigen Teil cl der
Scheibe durch eine aufschraubende Bewegung gebracht, die durch die Gestalt der Schraubenzähne
e2, d2 herbeigeführt wird. Hierdurch wird auch das Schwungrad mit der Scheibe und
der Weile A verbunden. Die somit hergestellte Verbindung zwischen, Schwungrad und
Welle hat zur Folge, daß die in dem Schwungrede aufgespeicherte Kraft schnell auf
die Welle übertragen und somit der Motor angeworfen wird.
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Wenn die Muffe E auf der Welle mittels des Reibungseingriffs ihrer
konischen Innenfläche e1 mit der Kegelfläche B gekuppelt ist, während die Maschine
läuft, behalten die Schraubenzähne dieselbe relative Lage in bezug auf die Zähne
an der Nabe des Schwungrades D bei, so daß keine Möglichkeit einer Gleitbewegung
der Muffe E vorhanden ist und wodurch das Schwungrad entkuppelt werden, könnte,
wenn, die Maschine läuft.
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Das Schwungrad D kann freigegeben: werden, wenn es wiederum erforderlich
wird, die Maschine durch erneute Kraftübertragung auf die Muffe E anzuwerfen. Dies
kann durch die Wirkung des in Abb. 3 dargestellten Getriebes erfolgen. Die Muffe
wird hierdurch gegen den reibenden Widerstand gedreht, der aus dem Druck zwischen:
den konischen, Teilen B, e1 herrührt. Um diese Wirkung zu erleichtern, können nur
ein oder zwei Sperrzähne e3 verwendet werden, so daß dem Rade N durch seine Drehung
über eine halbe Umdrehung ein gewisses Kraftmoment erteilt wird, bevor die Sperrklinke
nmit einem der Sperrzähne in Eingriff tritt und woraus beim Ineingrifftreten ein,
genügender Stoß folgt, um. die Kegelfläche e1 von der Kegelfläche B zu lösen, zumal
die Schraubenzähne e2, d2 unvollständig miteinander in Eingriff sind. Die Feder
F -kann nunmehr das Schwungrad gegen die Muffe hin drücken und wenn der nunmehr
entkuppelten Muffe eine Kraft übertragen wird, kann, das Schwungrad wieder von neuem
gekuppelt werden.
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Wenn eine unmittelbare erneute Verbindung oder Kupplung nicht erforderlich
ist, so wird die erneute Drehung der Muffe E nur so weit fortgesetzt werden, bis
die Schraubenzähne vollständig miteinander in Eingriff sind.
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Wie aus Abb. q. hervorgeht, kann das Schwungrad D mit einer Büchse
D4 versehen sein, auf der die Schraubenzähne d2 hergestellt sind. Das Rad N läuft
auf Kugellagern n2, und die Sperrklinke n1 kann, gegen die Sperrzähne e3 durch eine
Feder n3 gedrückt werden, deren Druck durch eine Schraube n4 eingestellt werden
kann. Die Scheibe C kann einen Teil der Hauptkupplung des Fahrzeuges bilden, oder
cs kann das Schwungrad, wie durch die gestrichelten Linien bei d5 in der Abb. q.
angedeutet, zu diesem Zweck verbreitert werden. Die Gestalt dieses Ansatzes ist
so, daß der zur Verwindung gelangenden Wagenkupplung Rechnung getragen wird.
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Um das Schwungrad mit der Scheibe C zu kuppeln, wenn der Eingriff
mittels Reibung stattfindet, kann eine starke Feder oder eine Sperrklinke R an dem
Schwungrede angebracht werden. Diese Sperrklinke tritt mit einer kreisförmigen.
Zahnstange S an der Scheibe in Eingriff. Auch kann die Zahnstange, wie bei s1 in.
Abb. q. angedeutet, an dem Schwungrede vorgesehen sein, wobei sechs oder eine andere
Anzahl von Sperrklinken yl in einem gewissen Abstande rund um den Umfang der Scheibe
C angeordnet werden.
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Wenn. eine Riemenscheibe kraftschlüssig mit einer Welle verbunden
werden soll, wird diese Riemenscheibe in derselben Weise, wie dies in bezug auf
das SchwungradD beschrieben wurde, angebracht. Wenn eine Drehbewegung durch irgendeine
Einrichtung dieser Riemenscheibe in der Vorwärtsrichtung erteilt wird, während die
Muffe E stillsteht, werden die Schraubenzähne d2 die Zähne e2 überlaufen und die
erforderliche Verbindung oder Kupplung herbeiführen. Die alsdann stattfindende Drehbewegung
der Muffe wird die Entkupplung erforderlichenfalls bewerkstelligen. Die Kupplung
selbst kann, in weitgehender Weise verändert werden, und desgl>ichen kann die Lage.
der Vorrichtung mit Bezug auf den* Motor eine andere als die dargestellte sein.