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Selbsttätige Kupplung. Während die Anordnung nach dem Hauptpatent
die Kupplung so einrücken ließ, daß sie, solange sie normal umlief, auch dann kuppelte,
wenn aus der angetriebenen Kupplungshälfte bei gleichem Drehsinne die antreibende
geworden war, ist in folgendem eine Einrichtung beschrieben, welche sowohl eine
zwangläufige Abhängigkeit zwischen dem Anfahrdrehsinn und der Richtung der Fähigkeit
der Drehmomentübertragung schafft, als auch die M irkung der Zentrifugalkräfte,
wie überhaupt der am Arbeitsvorgange beteiligten Kräfte, im Sinne einer Verbesserung
der Zuverlässigkeit des Arbeitsspieles steigert.
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Um einen Mitnehmer M (Abb. T und 2), der auf die Motorwelle fest aufgeschoben
wird, ist ein Kranz R drehbar angeordnet. Der Mitnehmer trägt an seinem Umfange
drei Achsen A, um welche je ein Sperrdaumen S mit zwei Klemmflächen K1 und K" schwingen
und so eine Reibungskupplung bilden, die die Klemmung in dem einen oder anderen
Drehsinne bewirken kann. Die Sperrdaumen S weisen an ihren beiden Seiten Hebelarme
H auf, welche in die Räume zwischen dem Mitnehmer 111 und dem Kranz R hineinragen.
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Durch zweckmäßig angeordnete Federkräfte ist dafür gesorgt, daß die
Sperrdaumen in ihrer Ruhelage stets ohne Berührung mit dem inneren Teil des Kranzes
R bleiben und erst durch die Einwirkung von Bolzen B in Funktion treten. Die Bolzen
B lagern in besonders geformten Aussparungen T' der Wandungen eines an beiden Seiten
des Mitnehmers 147 starr angeordneten Käfigs (Abb. z) und tragen Sektoren eines
Schwungringes G, die wieder durch eine um sie gelegte Schraubenfeder ohne Ende F
zusammengehalten werden.
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Träuft nun der Motor an, so wirken die eurch die Feder F zusammengehaltenen
Ringsektoren G als Schwungmassen um die Achse und veranlassen die Bolzen B, sich
entgegen der Drehrichtung unter eine der Nasen N der Aussparungen zu legen, wo sie
gegen die `'t irkungen der Fliehkraft verriegelt sind. Beim Umschalten von »Stern«
auf »Dreieck« werden die Sektoren des Schwungringes gegenüber dem Mitnehmer 31 vorzueilen
trachten. Auf diesem M ege gelangen sie an die Einmündungen der Aussparungskanäle
I und II, je nach dem Drehsinne des Motors; treten vermöge der Zentrifugalkraft
ein und erreichen so einen der Hebelarme H der Klemmdaumen S, drücken diesen gegen
den Kranz R und bringen so die in der Drehrichtung liegende Klemmfläche K mit ihm
zur Reibung, dadurch ist die Kupplung vollzogen.
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Die Eigenart der Anordnung der Klemmkörper S bringt es mit sich, daß
sie, nachc.em sie umgelegt sind, nur eine solche Drehmomentausübung zwischen dem
Mitnehmerkörper M und dem Kranze R übertragen kennen, welche zu ihrer Druckbeanspruchung
führt. Sobald die Drehmomentausübung an ihnen eine Zugbeanspruchung fordert, macht
der kuppelnde Eingriff der Klemmkörper einem Freilaufe Platz.
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Dies ist dann der Fall, wenn beispielsweise der Motor plötzlich reserviert
wird, wobei zunächst eine Verzögerung seiner Rotorschwungmassen eintritt, was zur
Folge hat, daß er nicht sofort von der Nutzlast ablöst. Hat der Motor dann seine
Drehzahl »Null« erreicht und ist so die Fliehkraft aus dem Kräftespiel ausgeschieden,
so
suchen sich die Ringsektoi en unter c.em Einflusse der Federn F wieder zu einem
Ringe zu vereinigen, d. h. sie nähern sich der Achse und führen die mit ihnen verbundenen
Bolzen B in die Aussparungen I" zurück; die Klemmkörper S werden aus ihrer ausgekuppelten
Ruhelage nicht mehr abgelenkt, sondern in diese zurückgezwungen und die Kupplung
ist gelöst. Für die Lösung der Kupplung ist es naturgemäß gleichgültig, ob der Stillstand
des Mitnehmerkörpers 31 durch Abschalten bzw. Umsteuei n des Motors erfolgt oder
ob der Motor infolge am Kranze R entgegenwirkender Drehmomentebzw. Überlastung zum
Stillstande gezwungen wurc.e.
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Bei dem nun beginnenden Anlaufe in entgegengesetzter Richtung, welcher
beispielsweise im Falle des Drehstromkurzschlußanker-Inc_uktionsmotors zunächst
wieder in der Anfahrtsstellung »Stern« erfolgt, wandern die Bolzen unter dem Einflusse
ihrer Schwungsektoren wieder in die dem Drehsinne entgegengesetzte Nut N und bei
dem kurzen Massenstoße durch das Umschalten von »Stern« auf »Dreieck« gelangen die
Fliehmassen der nun wieder- auseinanderstrebenden Ringteile G zur Einwirkung auf
den anderen Hebelaim H des Sperrdaumens und kuppeln so nach vollendetem elektrischen
Umsteuervorgang den Motor mit der Gleitkupplung in entgegengesetztem Sinne.
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Dabei ist es gleichgültig, mit welcher Drehzahl der ursprünglichen
Richtung die Masse der Nutzlast noch rotiert, sie wird genau mit der Größe des an
der Gleitkupplung eingestellten Drehmomentes in der entgegengesetzten Richtung beschleunigt,
ohne daß die Massen der Nutzlast an dem eigentlichen Reversieiungsvorgange des Motors
teilzunehmen haben.
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Der Reversierungsv organg des Motors selbst bleibt also unbeeinflußt
von den Massen der Nutzlast, er wird nur mit dein Gleitdrehmoment der Kupplung von
neuem belastet.
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Nach dem vollzogenen Reversierungsvorgange des Motors sind die im
anderen Sinne umgelegten Klemmkörper befähigt, da eine Druckbeanspruchung zu übernehmen,-
wo vorher im anderen Motordrehsinne dieselbe Drehmomentausübung zwischen M und R
an einer nicht übertragbaren Zugbeanspruchung der Klemmkörper gescheitert wäre und
einem Freilaufe Platz gemacht haben würde und umgekehrt.
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Mit dem veränderten Motordrehsinne wird also auch die Richtung, in
welcher die Drehmomentübertragung nur einseitig erfolgen kann, geändert, solange
die Drehsinnänderung vom Motor ausgeht.
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Besteht indessen die Gefahr einer Drehsinnänderung der Gesamtkupplung
dadurch, d.aß der anzutreibende Kranz R infolge an ihm irgendwie bestehender, dem
Motord.rehmcmente entgegenwirkender übermächtiger Drehmomente den Motor rückläufig
antreiben will, dann bedarf es nicht erst eines umsteuernden Eingriffes zur Änderung
der Drehmomentübertragungsrichtung aus dem Reversierungsv organge. Da dem Drehsinnwechsel
der Stillstand vorangeht, so rückt die Kupplung aus, ohne daß es überhaupt zu einer
Bewegungsumkehr kommen kann. Der auf diese `'eise plötzlich entlastete Motor erlangt
unmittelbar wieder seine Leerlaufdrehzahl und bleibt bis auf weiteres von der anderen
Kupplungshälfte befreit, da die Kupplung nicht wieder einrücken kann, ehe ein Massenstoß
zu ihrer Steuerung ausgeübt wurde. Der Motor wirft also in allen Fällen eine Belastung
im Kranze R, die ihn zum Stillstande zwingt, von sich.
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Auf diese V eise erlaubt die Kupplung ausschließlich nur ein Übertragen
des Drehmomentes vom Mitnehmer M nach dem Kranze R, nicht aber umgekehrt, und zwar
für beide Drehsinne des antreibenden Motors selbsttätig.
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Dadurch nun, daß die Kupplung automatisch dafür sorgt, daß ein Drehmoment
von außen nicht in den Motor übertragen werden kann, wirkt diese Kupplung wie eine
Kraftmaschinenkupplung, so daß z. B. bei gleichzeitigem Arbeiten zweier Elektromotoren
auf ein und demselben Transmissionsstrang der eine Motor den anderen nicht mitnehmen
kann und daß z. B. beim elektrischen Ausschalten der einen Maschine diese sofort
auch mechanisch selbsttätig von der `Felle gelöst wird.
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Von gewisser Bedeutung ist auch die Neigung der Aussparungskanäle
bzw. Kulissen I und 1I, in welchen durch die Fliehkräfte die Bolzen B zu den Hebelarmen
H geführt werden, denn durch sie ist es möglich, die M irkung des Massenträgheitsmomentes
der Schwungmassen um die Achse, wie sie bei plötzlichen Belastungen und Entlastungsstößen
auftreten, mehr oder weniger von den Sperrdaumen fernzuhalten. Je größer der Neigungswinkel
(P (Abb. z) zum Radius ist, desto größer wird die durch diese Massenwirkung auf
die Sperrdaumen ausgeübte Komponente. Ist der `1 inkel ,ß = O, verläuft also die
Kulisse radial, dann ist jede Einwirkungsmöglichkeit ausgeschaltet.
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Für besondere Fälle, wo eine etwa unerwünschte automatische Loslösung
des Motors von der Nutzlast vermieden werden soll und der Motor sowohl für Drehmomente
aus ihm heraus oder in ihn hinein starr an der Nutzlast bleiben soll, können unter
Beibehaltung der grundsätzlichen Wirkungsweise dieser Kupplungsweise die Sperrdaumen
so angeordnet werden, daß sie für, beide Drehmomente gleichzeitig eingedrückt werden.
Zu diesem Zwecke können die sonst für Links- und Rechtsgang in einem Körper vereinigten
Sperrdaumen S in zwei voneinander unabhängig schwingende Einzeldaumen aufgelöst
werden. Aber auch dann wird die Fliekhraft nicht direkt auf die Daumen einwirken,
sondern
erst unter der Einwirkung der Massenstöße bei den elektrischen Schaltvorgängen oder
sonstigen Vorgängen zur Auswirkung auf die Daumen kommen.
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Eine automatische Steuerung der Sperrdaumen für beide Drehrichtungen
läßt sich auch derart gestalten, daß der Kranz R in zwei Teile geteilt wird, so
daß, j e nach der Drehrichtung, ein Satz Sperrdaumen den einen, der andere Satz
den anderen Kranzteil kuppelt.
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Eine derartige besondere Busgestaltungsmöglichkeit der Kupplung für
Reversierungsvorgänge zeigen die Abb. 3 und q. in einigen konstruktiven Einzelheiten.
Abweichend von der Anordnung der Abb. r und z sind die Klemmflächen für beide Drehrichtungen
K1 und K2, welche wiederum sich starr an dem mit beiden Hebelenden H bewehrten Klemmkörper
S befinden, in zwei verschiedenen Ebenen auseinandergezogen, so zwar, daß die Klemmflächen
für den einen Drehsinn, z. B. KI allein, nur den Kranzteil R, (Abb. q.) und die
Klemmflächen für den anderen Drehsinn ausschließlich den Kranzteil R2 bestreichen,
Kranzteile ebenfalls verschiedener Ebenen, in welche der Kranz R aufgelöst gedacht
ist.
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Abb. q. zeigt als Einzelheit den so umgebildeten Klemmkörper S, in
der Ebene seiner Drehbeweglichkeit gesehen. Im übrigen ist die Gesamtanordnung dieselbe
wie die der Abb. i und z. Die M irkungsweise unterscheidet sich von der bisherigen
insofern, als je nach dem beim Anfahrvorgang beschrittenen Drehsinn jeweils nur
einer der beiden Kranzteile eingerückt wird, während der andere gelöst bleibt. Es
wird also stets ein und derselbe Kranzteil nur in ein und derselben Drehrichtung
zur Verwendung kommen.
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Daraus würden sich auch gewisse Vorteile bei der Ausgestaltung der
Gleitkupplung nach dem Prinzip von Bremsen, welche die Seilreibung benutzen und
nur in einem Drehsinne arbeiten, ergeben, wie überhaupt diese selbsttätige Kupplung
leicht mit jeder anderen Bremsart, ob Konus-, Lamellen- oder Seilreibungsbremse
in steuernde Verbindung gebracht werden kann.
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Die Kupplung kann sowohl als Riemenscheibe dienen, als auch zusammen
mit jedem beliebigen kraftübertragenden Maschinenteil Anwendung finden.