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Selbsttätige Kupplung. In dem Patent ¢01q.,5, mit welchem eine von
dem Hauptpatent 38o277 abweichende Ausführungsform einer selbsttätigen Kupplung
für umlaufende Maschinen beschrieben wurde, deren Wesen darin lag, daß durch Einschaltung
einer Klemmsperre zwischen Motor und Gleitkupplung eine wesentliche Erhöhung der
Zentrifugalkräfte und eine erhöhte Zuverlässigkeit in dem zeitbestimmten Eintreten
der Kupplungstätigkeit erzielt wurde, ist auch darauf hingewiesen worden, daß zur
Fixierung der Sperrdaumen in ihrer Ruhelage bzw. ihrer Fernhaltung vor einer Berührung
mit dem inneren Teil des zu kuppelnden Kranzes Federn so angeordnet sein müssen,
daß die Daumen erst unter Einwirkung der in den Aussparungen des Mitnehmers bzw.
des an ihm angeordneten Käfigs gelagerten Bolzen in Funktion treten.
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Die Anordnung eines solchen Federsystems müßte aber in Wechselwirkung
mit der zum Zusammenschluß der Ringfedersektoren erforderlichen Feder ohne Ende
stehen und dadurch eine genaue Kräfteabstimmung zwischen beiden Systemen. bedingen.
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Die hier des weiteren beschriebene neue Ausführungsform zeigt nun
darin einen wesentlichen Fortschritt, daß zur Festhaltung der Klemmdaumen eine besondere
Federanordnung vermieden werden .kann, indem auch diese Funktion von den Ringfedern,
in welchen verhältnismäßig große- Federlängen zur Verfügung stehen, übernommen wird.
Die Einrichtung dieser verbesserten Ausführung, wie sie auch in den Abb. , und 2
zeichnerisch wiedergegeben ist, ist nun folgende: Im Innern eines nach Art einer
Leerscheibe frei umlaufenden Kranzes R, auf die Motorwelle fest aufgekeilt, sitzt
der Mitnehmer M und weist an seinem Umfang, gleichmäßig verteilt, (hier drei) kurze
Arme auf, in deren Rillen, ähnlich einem Lagerschalenteil, je ein zylindrischer
Bolzen A gebettet ist, so daß sein radial nach außen gerichteter Teil frei bleibt.
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Auf den Bolzen. A stützen sich die Klemmkörper S ab. In diesen Klemmkörpern
ist durch eine entsprechende Aussparung mit bestimmter, später noch näher zu erläuternder;
konstruktiver Absicht, gemäß Abb.2. Raum für die Aufnahme von drei Stegsystemen
geschaffen, die zur Verbindung des Mitnehmers M mit den Klemmkörpern S dienen. Jedes.
dieser Systeme besteht aus drei Stegen, und zwar zwei Stegen P, welche schon beider
Bearbeitung in den kurzen Armen des Mitnehmers belassen wurden, und aus einem dritten,
am Klemmkörper S angebrachten Ste#_H.- Die Stege P, in welche die Bolzen A seitwärts
eingeführt werden können und diese dann ringsum fassen, dienen so zur Befestigung
der Bolzen A in den Rillen der kurzen Arme, der Steg H aber, der in einen zwischen
den beiden Stegen P angebrachten Schlitz 0 eingreift, umfaßt seinerseits auch wieder
den
Bolzen A, der in dieser Verbindung mit dem Stegsystem zu einem
Gelenkbolzen für den Klemmkörper S wird.
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Durch den Klemmkörper S sind Stifte L (Abb. i und 2) zu beiden Seiten
der durch seine Drehachse gehenden Mittelebene so geführt, daß sie in einer gewissen
Länge als Zapfen L herausstehen, neben ihrem Hauptzweck aber auch den, aus einem
besonderen Blech gebildeten Steg H mit dem Kleininkörper S verbinden, so daß sich
also die Stege 1I und P um den Bolzen A als Gelenkbolzen zu einem scharnierartigen
Gelenk vereinen, das, wie schon erwähnt, im Innern des Kleinmkörpers S untergebracht
ist.
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Da dieses Gelenk als Zugspannung nur während des Anfahrvorganges die
Fliehkraft der :Masse von S und den geringen Abstützdruck des die Spannung der Feder
F übertreffenden Fliehkraftüberschusses der schaltenden Fliehmassen aufzunehmen
hat, ist es in den Stegen H und P entsprechend schwach gehalten, dagegen der Bolzen
A, weil er an seinen Zylinderflächen den gesamten, bei der Kupplung auftretenden
Druck aufzunehmen hat, entsprechend stärker dimensioniert.
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Der Klemmkörper S zeigt (Abb. i) symmetrisch zu seiner Mittelebene
beiderseits je eine Klemmfläche K, welche nach einem Zylindermantel des gleichen
Radius, wie ihn die Innenfläche des Kranzes R aufweist, bearbeitet ist, um sich
zum Zweck der Kupplung nach einer am Klemmkörper S eingetretenen Schwingung, nach
Art eines Sperrdaumens, anlegen zu können. Diese Kleininfläehen K haben verhältnismäßig
große Drucke über den Gelenkbolzen A nach dem Mitnehmer M zu übertragen, können
aber nur mit verhältnismäßig geringem Flächenausmaß versehen werden. Um dieses Flächenausmaß
nun möglichst unverkürzt zu belassen, wurde die Anordnung des Scharniergelenkes
in der Aussparung des Kleinnikörpers S (Abb. 2) getroffen, da an der Zylinderfläche,
mit welcher der Klemmkörper S sich bei der Kupplung auf den freiliegenden Teil des
Gelenkbolzens A stützt, größere, hinreichende Flächen zur Verfügung stehen, die
zugunsten des für das Scharnier erforderlichen Ratinies preisgegeben werden konnten.
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Zur Lieferung der für den Arbeitsvorgang erforderlichen Fliehkräfte
sind zu beiden Seiten des Mitnehmers M Schwungmassen G angebracht. Sie sind, wie
Abb. i des vorliegenden Ausführungsbeispieles zeigt, aus je drei gleich großen Ringsektoren
zusammengesetzt und durch zwei in einer Rille um sie gespannte Federn ohne Ende
(F) zu vollen Ringen zusammengefaßt.
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Zur Festlegung dieser Schwungmassen G in achsialer Richtung dienen
hier beispielsweise die durch sie und über den Mitnehmerki->rper durchgeführten
Bolzen B (Abb. i und 2). Sie vereinigen so die sich beiderseits des Mitnehmers gegenüberliegenden
Ringsektoren zu einem Ringsektorenpaar und schließen auch die Bewegungsmöglichkeit
desselben in achsialer Richtung vom Mitnehmerkörper NI aus, gleichzeitig ein genaues
Zusaminenarbeiten und Einwirken auf den Klemmvorgang gewährleistend.
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Die in Abb. i und 2 weiter ersichtlichen Bolzen C dienen außer ihrer
konstruktiven Bestimmung noch einem fabrikationstechnischen Zweck.
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Um die Massenringe bzw. deren Sektoren G aus einem geschlossenen Stück
herstellen zu können, werden sie (hier an drei Stellen) achsial durchgebohrt und
ein in sie genau passender Bolzen C hergestellt, so daß nach der Durchsägung der
eingefügte Bolzen C den durch die Ringfeder F vereinigten Ringsektoren wieder ihren
früheren Umfang verleiht, da sie sich andernfalls auf der Mitnehmernabe abstützen
und eine die freie Beweglichkeit beeinträchtigende Reibung zur Folge haben könnten.
Sie sichern aber auch den drei unter dem Einfluß der Fliehkraft um i2o° auseinanderstrebenden
Sektoren ihre gegenseitig sich vergrößernden Abstände. Um nun zu verhindern, daß
ihr gegenseitiges Zusammenhalten verlorengeht oder das eine Sektorenende sich auf
einem größeren Radius bewegt als das andere, bzw. gar an die Zylinderinnenfläche
des Kranzes he zu streifen kommt, sind die Bolzen C so eingesetzt, daß sie die Ringfedern
F aus ihrer Kreisform etwas nach außen ablenken, so daß die Ringfeder wieder auf
den Bolzen C einen radialen, nach innen gerichteten Druck ausübt, der zur Folge
hat, daß beim Auseinandergehen der Sektoren sich der Bolzen C immer nach unten in
der Bohrung abstützt. Die Abb. i zeigt in den strichpunktierten Linien die Stellung
der Ringsektoren G in nuseinandergespreiztem Zustand mit dem Bolzen C, eine Stellung,
wie sie bei eingerücktem Zustand des Klemmkörpers S eintreten wird.
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Durch die einfache Maßnahme einer in den Bolzen C angebrachten Rille
E, in welche die lZingfeder F eingreift, wird jeder Bolzen (' gegenüber einer achsialen
Verschiebung in seiner Bohrung festgelegt.
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Die als Schwungmassen wirkenden Ringsektoren G tragen besondere Ausnehmungen
TI bzw. Y (Abb. i), in welche die bereits erwähnten, durch den Mitnehmerkörper M
geführten Stiftenden L eingreifen.
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Die Formgebung dieser Aussparungen ist so getroffen, daß im Ruhezustand
eine Drehbewegung der Klemmkörper S um ihre Drehbolzen
A derart,
daß sich der eine Stift L vom Mittelpunkt der Gesamtkupplung weg, der andere ihm
zu bewegen würde, nicht stattfinden kann.
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Eine Vereinfachung der Konstruktion läßt sich dadurch herbeiführen,
daß die Herstellung des Zusammenhanges der Ringsektoren der einen Seite mit denen
der anderen Seite den dann entsprechend verlängerten bzw. vereinigten Bolzen C an
Stelle der Bolzen B zugewiesen wird, so daß .dann die Bolzen B (Abb. 2) in Wegfall
kommen.
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Der Arbeitsvorgang ist nun folgender: Fährt der Motor an, dann bewirkt
das Massenträgheitsmoment der beiden voll zusammengefaßten Ringe G, daß der im Drehsinne
vorausliegende Stift L jedes Klemmkörpers S sich in die im gleichen Sinne der Drehrichtung
liegende Ecke der Aussparung V legt. Überwiegt schließlich die Fliehkraft die Ringfederkräfte,
so können die Klemmkörper S sich doch noch nicht um ihre Achse drehen, weil die
auseinanderstrebenden Sektorenaare gleichmäßig auf die Stiftenpaare L der Klemmkörper
drücken. Erst beim Umschaltmoment, der eine momentane Verzögerung des Rotors zur
Folge hat und dadurch ein momentanes Zurückbleiben der Schwungmassen G bewirkt,
wird der im Drehsinne zurückliegende Stift L über die radial nach innen geführte
Vertiefung X der Aussparung gebracht und sinkt in dieselbe ein, denn er hat den
Widerstand gegen den radial von innen auf ihn geübten Druck der Schwungmassen verloren
und der Überschuß der die Zugkraft der Ringfedern F überwiegenden Zentrifugalkraft
,virkt nun allein auf den anderen, im Drdhsinne vorausliegenden Stift L, so daß
der mit ihm verbundene Ringsektor sich um ihn drehen, und sich so mit dem ihm zunächst
liegenden Teil nach außen bewegen kann, während der andere Stift L ungehindert
in die Vertiefung X -
entsprechend der eintretenden Drehung des Klemmkörpers
S um den Gelenkbolzen A -radial nach innen gleiten kann und, darin angelangt, den
Ringsektor gegen eine weitere Rotationsbewegung um die Kupplungsdrehungsachse verriegelt.
Dadurch ist der Klemmkörper S in eine gegen den Radius schiefe Stellung gebracht,
in welcher die im Drehsinne liegende Klemmfläche K -der Innenfläche des Kranzes
R radial näher gebracht ist als die andere Klemmfläche und in dieser Stellung festsitzt.
Dieser Vorgang spielt sich selbstverständlich an jedem Ringsektor ab, bis die im
gleichen Drehsinne liegenden Klemmflächen sich sämtlich gegen die Innenfläche des
Kranzes R abstützen. und so die Kupplung vollziehen.
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Wird der Motor abgestellt, so schwinden die Fliehkräfte, und unter
dem alleinigen Einfluß der Ringfedern F kehren sämtliche Kupplungselemente in ihre
Ruhelage zurück.
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Anstatt die Klemmflächen K nach einer Zylinderfläche vom Innenradius
des Kranzes R auszubilden, lassen sich die Klemmflächen K, etwa nach einem Doppelkegelmantel
zugeschärft, so herstellen, daß sie keilförmig in eine am Kranz angebrachte Rille
eingreifen. An Stelle der Ringfedern F lassen sich auch ohne weiteres gewundene,
kurze Schraubenfedern verwenden, welche etwa zwischen zwei nebeneinanderliegenden
Bolzen B gespannt werden evtl. auch auf die Bolzen C angewendet werden könnten.
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Diese neue, hier beschriebene Ausführungsform der Kupplung zeigt somit
wesentliche Vorteile in den bisher bekanntgegebenen und gewährt außerdem noch mehrfache
Variationsmöglichkeiten einer weiteren Ausbildung.