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Selbsttätige Kupplung. Bei selbsttätigen Kupplungen, die häufig die
beiden vollkommen gelösten Kupplungshälften unter erheblicher Relativgeschwindigkeit
in Eingriff zu bringen haben, hat von den beiden grundsätzlichen Möglichkeiten der
Herstellung des kuppelnden Eingriffes, nämlich der Übertragung an Flächen, die sich
senkrecht zur Umfangskraft erheben (Klinkenkupplungen), und der Übertragung an Flächen,
welche in die Umfangskraftrichtung selbst fallen (Reibungskupplungen), die letztere
den besonderen Vorteil, daß die im Augenblicke des kuppelnden Eingriffes bestehende
Relativgeschwindigkeit unter anfänglichem Gleiten der Kupplung durch Ausübung eines
beschleunigenden oder verzögernden Gleitdrehmomentes allmählich vernichtet werden
kann und erst bei gleichgewordener Geschwindigkeit beider Hälften vollkommen stoßfrei
eine starre Mitnahme einsetzt. Um eine solche rein reibungsmäßige Übertragung hervorzubringen,
müssen aber die zum Eingriff gebrachten Reibflächen stets unter einen verhältnismäßig
hohen Anpressungsdruck gesetztwerden. DieBereitstellungder bedeutenden Kraftäußerungen
hierfür, wie sie z. B. häufig aus der Fliehkraft zu bewirken ist, ist jedoch bei
zu übertragenden größeren Drehmomenten, besonders u. a. bei Kupplungen, die unter
möglichst geringen äußeren Abmessungen, etwa im Hohlraume kleinerer Riemenscheiben,
ihre Aufgabe des selbsttätigen Kuppelns und Entkuppelns zu erfüllen haben, mitunter
unmöglich.
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Es ist nun allgemein bekannt, mit den eingreifenden Gliedern der Kupplung
das Maschinenelement des Klemmgesperres zu verwirklichen, welches, prinzipiell betrachtet,
so arbeitet, daß es aus der auftretenden, von ihm an die andere Kupplungshälfte
durch die Reibung übertragenen Umfangskraft Kraftkomponenten herleitet, welche ihrerseits
Anpressungsdrücke von solcher Größe hervorbringen, daß die diesen Anpressungsdruck
beantwortende Reibungskraft stets größer bleibt als die übertragene Umfangskraft,
von welcher die Reibflächendruckerzeugung ausging. Damit ist es zwar möglich, ohne
besondere Anpressungsdrücke erst mühsam in der Kupplung vorsehen zu müssen, den
rein reibungsmäßigen Eingriff für jedes noch so hohe Drehmoment - die im Augenblicke
des huppelns unter Relativgeschwindigkeit auftretenden Drehmomente wachsen häufig
zu außerordentlicher Höhe an - stets sofort starr erfolgen zu lassen und die Kupplung
alle erforderlichen Anpressungsdrücke aus ihrem eigenen Drehmomente selbst erzeugen
zu lassen; aber mit der Anwendung des sich so stets starr einlegenden Gesperres
wird die Wirkungsweise einer Klinkenkupplung erzielt, und der Vorteil des Eingriffes
der Kupplung unter anfänglichem Gleiten, wie er sonst mit der reibungsmäßigen Mitnahme
verknüpft ist, geht verloren. Es ist nun ferner bekannt, die Gesperranordnung auch
so zu benutzen - und oft, ohne hier zu w>eitgehendeAbänderungenvornehmen zu müssen-,
daß der kritische Zusammenhang der starren Selbstsperrung absichtlich nicht erreicht
wird, so zwar, daß die aus der reibungsmäßig übertragenen Umfangskraft hergeleitete
Reibflächenpressung
nicht ausreicht, den vollen Betrag des benötigten
Anpressungsdruckes zu decken und der Fehlbetrag, der zwischen der benötigten und
der selbsterzeugten Gleitflächenpressung liegt, von anderer Seite gedeckt wird.
So ist das Reibungsgesperre dann nicht mehr für jede noch so große Reibungskraft
des Umfanges starr, sondern geht dazu über, nur bis zu derjenigen, bis zu welcher
die zugehörige Gleitflächenpressung durch die zusätzliche Wirkung gedeckt ist, starr
mitzunehmen, bei Überschreitung dieser Umfangskraft jedoch zu gleiten. Auf diese
Weise ist es an sich möglich, die Reibungskupplung als Gleitkupplung arbeiten zu
lassen, ohne den vollen Anpressungsdruck aufbringen zu müssen. Nur ein Teilbetrag
desselben - der Fehlbetrag - ist vorzusehen und ist für die Größe des auftretenden
Gleitdrehmomentes maßgebend, den übrigen Teil erzeugt die Kupplung aus sich selbst.
Es liegt indessen im Wesen einer derartigen gleitenden, gesperreähnlichen Anordnung,
daß gerade dann, wenn von einer weitgehenden Eigenerzeugung des Anpressungsdruckes
Gebrauch gemacht wird und nur ein verhältnismäßig geringer Bruchteil (in der Regel
in Gestalt der Fliehkraft) als zusätzliche Flächenpressung geliefert -wird, das
auftretende Gleitdrehmoment einen stark labilen Charakter zeigt, so daß es unmöglich
ist, bei der Unsicherheit der Reibungsvorgänge an sich einigermaßen stetig auftretende
Gleitdrehmomente hervorzubringen und mit Sicherheit zu verhüten, daß der gleitende
Eingriff nicht plötzlich ungewollt unter höchster Drehmomentausübung zum starren
Eingriff übergeht. Mit derartigen Einrichtungen zur Eigenerzeugung des Anpressungsdruckes
ist es -weder möglich, einen einwandfreien Gleitvorgang zur Vernichtung der im Augenblick
des beginnenden Eingriffes bestehenden Relativgeschwindigkeit hervorzubringen, noch
überhaupt jeglichen zusätzlichen Kraftbedarf zur Aufrechterhaltung des Anpressungsdruckes
zu vermeiden.
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Es ist nun Gegenstand der vorliegenden Erfindung, selbsttätige Kupplungen
nach dem Patente 380277 und 408004 für den Fall des reibungsmäßigen kuppelnden
Eingriffes so zu verbessern, daß der für das Gleitdrehmoment erforderliche Anpressungsdruck
aus sich selbst erzeugt wird und ohne daß die bisher dabei in Kauf zu nehmenden
Mängel auch sicher beherrscht werden: eine Vervollkommnung, welche es ermöglicht,
in sehr kleinen Räumen die höchsten Gleitdrehmomente zuverlässig hervorzubringen.
Dies geschieht durch das Mittel der Gesperranwendung in neuartiger Anordnung. Dabei
handelt es sich außerdem gleichzeitig um eine Ausgestaltung der Gesamtkupplung nach
dem Hauptpatente derart, daß sich die drehmomenterzeugende Einrichtung in den vollständigen
Arbeitsvorgang einer selbsttätig ein-und ausrückenden Kupplung richtig einfügt,
welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß .ich die Steuerung durch einen Massenstoß
vollzieht. Der Erfindungsgegenstand -wird in den Abb. z bis 5 am Beispiele einer
Gleitkupplung beschrieben, welche in die äußere Gestalt einer Riemenscheibe gebracht
ist, wie sie z. B. auf die Welle eines Kurzschlußankerinduktionsmotors zur Lösung
des Anfahrproblems dieser Maschinenart aufgesetzt wird, um in zwangläufigem Zusammenarbeiten
mit den elektrischen Schaltvorgängen ein selbsttätiges Anwerfen der Nutzlast unter
Abgabe des Vollastdrehmomentes ohne Jede Netzschädigung zu bewirken.
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Die Abb. r stellt in ihrer oberen und unteren Hälfte je einen Schnitt
in Ebenen dar, die durch die Rotationsachse der Kupplung verlaufen. Die Abb. 2 zeigt
in ihrer linken Hälfte einen Schnitt längs einer senkrecht durch die Kupplungsachse
gehenden Mittelebene, wobei gleichzeitig eine Außenansicht der Stirnseite der Kupplung,
als abgebrochenes Stück gezeichnet, gegeben wird. Sie zeigt ferner in ihrer rechten
Hälfte eine Ansicht der Innenteile, wenn der den Augen zugekehrte Stirnteil F, der
Kupplung entfernt -wurde. Die Abb. 3 und .1 stellen Einzelteile vor. Die Abb. 5
erläutert eine konstruktive Variation.
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Zu beiden Seiten der auf die Motorwelle aufgekeilten Mitnehmerhülse
M sind die beiden Kupplungsflansche F, und 17, so aufgeschoben, daß sie mit ihren
Bohrungen am Außenumfange von 11,1 Gleitlagersitze liefern. Die beiden Flansche
F, und F2 passen mit ihrem jeweils zylindrisch bearbeiteten Außenumfange in ein
ebenfalls zylindrisches, als Riemenscheibenkranz dienendes Rohr R so, daß sie dem
Kranze R gegenüber sowohl drehbeweglich als auch achsial verschiebbar sind. Diese
beiden Flanschteile F1 und F2 werden gegenseitig durch drei Verbindungszugorgane
H in Zusammenhang gebracht, welche unmittelbar am Innenumfange des Kranzes R gleichmäßig
verteilt mit ihren Mittelachsen jeweils längs einer Zylindermantel Linie verlaufen
und in entsprechenden Ausnehmungen an dem Außenumfange von FI und F2 eingebettet
liegen. Die so zu dem Flansch F1 und F2 hinübergreifenden, entsprechend der Krümmung
des Zylindermantels gewölbten Teile H, deren Gestalt aus der Abb. 3 hervorgeht,
sind an einem Ende etwa durch Verschraubung am Flansche F2 befestigt, während ihr
anderes Ende jeweils durch die Ausnehmungen am Außenumfange des Flansches F1 achsial
verschiebbar hindurchtritt und jenseits des Flansches F1 herausragt. Diese am Umfange
des Flansches F1 hindurchtretenden Enden der Teile H sind dabei durch Verringerung
hrer Breite so abgestuft, daß Schultern A ent-@tehen. Da das abgestufte Ende mit
seiner
Breite gerade in die Ausnehmung am Umfange des Flansches
r,1 paßt, so entsteht dadurch ein Anschlag, welcher die achsiale Annäherung des
Flansches F, an den Flansch F2 begrenzt. Die achsiale Entfernung der beiden Flansche
F1 und FZ dagegen wird nicht starr verwehrt, sondern findet eine nachgiebige Begrenzung
in Gestalt der Blattfedern G, welche jeweils den längeren Hebelarm eines Wälzhebels
E bilden, der in entsprechenden Vertiefungen Ei an der Stirnseite von F, gelagert
ist und der mit seinem kürzeren Hebelarme an den durch Nutung abgesetzten Enden
der Verbindungsorgane H vorgesehenen Schultern E2 angreift. Das Blattfederhebelende
G stützt sich gegen die nach der Kupplung zu steigende Stirnfläche eines Gewinderinges
J, der mit seinem Außenumfange in ein Gewinde eingeschraubt ist, welches von sechs
gleichmäßig am Umfange der Stirnseite von F1 angeordneten, radial verlaufenden,
die Federhebelanordnung zwischen sich lassenden Rippen Q1, wenn auch nur an einzelnen
Stellen des vollen Umfanges, getragen wird. Mit dem Festziehen des Gewinderinges
J wird somit der Flansch Fl unter der Wirkung des bei G federnden Wälzhebels E gegen
die Schulterflächen A gepreßt, so zwar, daß eine achsiale Entfernung der beiden
Flansche F1 und F2 voneinander unter Abheben des Flansches Fi von den Schulterflächen
.-1 eine um so größere Kraft erfordert, je stärker der Gewindering J eingeschraubt
ist.
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Dieses so federnd zusammengefaßte System des Flanschpaares F1 und
F2 wird gegenüber dem Kranze R, in welchem es eingeschoben ist, durch drei am inneren
Umfange von R gleichmäßig verteilt befestigte Mitnehmerstücke K festgelegt. Diese
in der Abb. q, veranschaulichten Teile K sind an beiden Enden so zugeschärft, daß
sie mit ihren Seitenflanken jeweils für beide Drehrichtungen den Winkel a zu Ebenen
einschließen, welche senkrecht durch die Kupplungsachse verlaufen. Diese Schrägflächen
greifen in entsprechend schräg geschnittenen Ausnehmungen am Umfange des Flanschpaares
F1 und F2 so ein, daß jede Umfangskraft, welche von dem durch die Teile
H- E und J zu-
sammengefaßten Flanschsystem F, und F2 auf den Riemenscheibenkranz
R übertragen wird, nach dem Gesetze der schiefen Ebene achsial gerichtete Kraftkomponenten
hervorbringt, welche das Flanschpaar F1 und F2 entgegen der Wirkung der Federn G
nach außen zu verschieben trachten. Die so ineinandergreifende Zusammenstellung
des Riemenscheibenkranzes R mit dem Flanschpaare F, und F2 stellt die anzutreibende
Hälfte der selbsttätigen Kupplung dar, welche sich nach Art einer Leerscheibe um
die Hülse M dreht, wobei die nach innen zeigenden Seitenflächen der Flanschen F,
und F2, welche nach einem flachen Kegelmantel bearbeitet sind, die Reibflächen einer
Gleitkupplung bilden, die durch die Rippen Qi am Flansche F, und durch die Rippen
Q2 am Flansche F2 wirksam gekühlt werden.
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In diesem von der anzutreibenden Kupplungshälfte geschaffenen Hohlraume
ist das Schaltwerk mit den Einrichtungen angeordnet, welche sowohl selbsttätig den
kuppelnden Eingriff mit der anzutreibenden Mitnehmerhülse M herzustellen oder wieder
zu lösen haben, als auch ein namhaftes Reibungsdrehmoment bzw. die dazugehörige
Reibflächenpressung in der Kupplung zu erzeugen haben. Träger dieses Schaltwerkes
bilden zwei flanschartige Scheiben 311 und 1b72, die zu beiden Seiten von sechs
am Außenumfange der Hülse 117 hervortretenden Zähnen Z so übereinandergreifend zu
einem Ganzen vereint sind, daß sie die Zähne Z in einem von ihnen gebildeten Hohlraume
frei zwischen sich und unter sich hindurchtreten lassen. Dieses Scheibenpaar 147l
und M2 ist somit zunächst frei um die Hülse A7 drehbar. Es trägt in sechs radial
vom Außenumfange nach innen geführten Schlitzen je einen Reibbacken B, welcher mit
seinen den Reibflächen an den Flanschen F1 und F2 zugewandten, der Öffnung des Reibflächenkegels
angepaßten Stirnflächen den reibenden Eingriff der beiden Kupplungshälften hervorzubringen
hat. Eine zu einem Ringe vereinigte Schraubenzugfeder L, welche in einer entsprechend
tief geführten Rille, die das Scheibenpaar 11T1 und 1122 zwischen sich läßt, Platz
findet, umspannt sämtliche sechs BackenB und bewirkt, daß jeder der Backen radial
so weit nach innen gedrängt wird, bis er mit seinen Schultern C im Grunde seines
Führungsschlitzes aufsitzt. In dieser die Ruhelage kennzeichnenden Stellung sind
die Reibflächenbacken außerhalb jeden Zusammenhanges mit den Reibflächen an F1 und
F2. Infolge der Schrägstellung der Backenstirnflächen gemäß dem Öffnungswinkel des
an F1 und F2 vorgesehenen Reibkegels geschieht die Annäherung der Flächen zum reibenden
Eingriff erst dann, wenn die Backen in ihren Schlitzführungen entgegen der Wirkung
der Feder L radial nach außen bewegt werden. Die Auswärtsbewegung der Backen B ist
dabei durch Ringe h begrenzt, welche am Außenumfange der Scheiben Ml und 1'472 aufgeschoben
sind.
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Dieses drehbewegliche Scheibenpaar A71 und 1472 steht nun mit seinen
Backen B dadurch im Zusammenhange mit der Hülse M, daß jeder der Backen B zwischen
seinen Schultern C sich radial nach innen fortsetzt und in den freien Raum hineinragt,
den die Lücken der Zähne Z. einerseits und das Scheibenpaar A71 und 2112 andererseits
jeweils zwischen sich lassen. Die den Flanken der Zähne Z zugekehrten Seitenflächen
der radial nach innen durchtretenden Backenfortsätze sind dabei entsprechend der
Neigung der Zahnflanken abgeschrägt, und die
Breite, die sie längs
des Umfangs einnehmen, ist dabei so gewählt, daß sie in ihrer Ruhelage jeweils zwischen
den Zahnlücken eine Bewegung um den Winkel c (Abb. 2) von einer Mittelstellung aus
nach beiden Seiten ausführen können, ehe die Flanken der Zähne Z an ihnen den Anschlag
liefern. Damit ist das gesamte, auf dem Scheibenpaare 1t1-1 und 31, aufgebaute
System in seiner Drehbarkeit um die Hülse M so weit eingeschränkt, daß es sich,
bei sich auf ihre Schultern C aufstützenden Backen B, nur um den doppelten W inkelc
längs des Umfanges bewegen kann.
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Die sechs Backen B sind nun untereinander durch eine Riegeleinrichtung
verknüpft, welche durch den Massenstoß gesteuert wird. Damit nun nicht für jeden
der sechs Backen eine vom Massenstoße zu betätigende Riegeleinrichtung für sich
zu schaffen war, welche sowohl praktische Schwierigkeiten hinsichtlich der Gleichzeitigkeit
ihres Arbeitens als auch bei der Zahl von sechs Einzelmechanismen unverhältnismäßig
große Reibungswiderstände bedingt haben würde, so wurde die Anordnung des Schlosses
so getroffen, daß die Öffnung eines einzigen Riegels Y genügt, sämtliche sechs Backen
gleichzeitig zu beherrschen. Damit ist es möglich, mit einem denkbar kleinen Energieaufwand
die Betätigung des Schlosses herbeizuführen, so daß also die Kupplung schon auf
Grund eines außerordentlich geringen Massenstoßes anzusprechen in der Lage ist.
Zu diesem Zwecke wurden zunächst zwei diametral gegenüberliegende Backen B1 und
B2 durch einen Riegelhebel Y in Zusammenhang gebracht, welcher um einen Drehzapfen
Y1 drehbar am Backen Bl befestigt ist und an der äußeren Stirnseite der Scheibe
11<T1 entlang, ohne die radiale Beweglichkeit der übrigen Backen zu stören, zum
Backen B2 hinüberführt, wo er mit seiner Riegelkante Y2 an der am Backen B2 festen
Nase U angreifen kann. Die Steuerung des Riegelhebels Y, welcher durch die Spannung
der Biegungsfeder Y3 das Bestreben zeigt, die Sperrkanten Y2 und U übereinandergreifen
und somit das Schloß schließen zu lassen, geschieht an einer Nase V, welche mit
den Schrägflächen eines Nockens S zusammenarbeitet, der am Umfange von Bundringen
0 angeordnet ist, welche zu beiden Seiten der Hülse 1l2 fest aufgeschoben sind und
gleichzeitig die Anlaufbunde liefern, welche das FlanschpaarFl und F2 und damit
die anzutreibende Kupplungs hälfte auf der Hülse N achsial festlegen. In der Mittelstellung,
von welcher aus das beschriebene Scheibenpaar 14T1 ,M2 mit seinem Backensystem nach
beideh Seiten um den Winkel c bewegt werden kann, hat der Nocken S die Nase V zu
der in der rechten Hälfte der Abb. 2 dargestellten Höchstlage gezwungen, so daß
der Riegelhebel Y entgegen der Wirkung der Feder Y3 das -Schloß geöffnet hat. Bei
Entfernung aus dieser Mittellage um den Winkel c bis zu den beiderseitigen Anschlagstellungen
greift die Kante Y2 über die Nase U, so daß die beiden Backen B1, B2 sich gegenseitig
an einer radialen Bewegung nach außen verhindern. Jeder dieser beiden Backen übernimmt
nun für sich die Verriegelung seiner zu beiden Seiten neben ihm liegenden Nachbarbacken.
Dies geschieht dadurch, daß sowohl B1 als auch B2 an den Konstruktionsteilen, welche
den Drehzapfen Y1 und die Nase U tragen, Konstruktionsteile, welche die Backen beiderseits,
wo sie aus dem Scheiben-@` paare Ml, 1122 heraustreten, an ihren freien Enden umfassen,
besondere Riegelnasen Nl, N2 besitzen, mit welchen sie an ähnlich angebrachten Nasen
N3 und N4 ihrer Nachbarbacken angreifen. Die Riegelflächen dieser Nasen verlaufen
parallel zur Bewegungsrichtung der Backen B1 und B2. Auf diese Weise sperrt sowohl
der Backen B1 als auch der Backen B2 seine Nachbarbacken gleichzeitig mit. Erst
wenn sich der Backen B1 bzw. B2 so weit radial nach außen bewegt hat, daß seine
Sperrkante N1 bzw. N2 die zugehörigen Kanten N3 bzw. N4 verlassen hat, können diese
Nachbarbacken ihre radiale Bewegung nach außen in ihren Schlitzen durchführen. Die
rechte Hälfte der Abb.2 zeigt in strichpunktierten Linien die gesamte Schloßanordnung,
wenn sämtliche Backen in ihrer radialen Bewegung nach außen ihre Anschlagstellung
an den Ringen X gefunden haben, und zeigt gleichzeitig, daß bei der Bewegung der
Backen nach innen ein richtiges Ineinanderfügen der Schloßglieder gewährleistet
ist. Auf diese Weise also werden durch eine Drehbewegung des Schaltwerkscheibenpaares
Ml, 31, von der Anschlagstellung um den Winkel c bis zur Mittellage mit der
Freigabe der Backen B1 und B2 und deren eintretender radialer Bewegung nach außen
die gesamten übrigen Reibbacken ebenfalls freigegeben.
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Das Arbeitsspiel dieser Kupplung, betrachtet am Anfahrvorgange des
beispielsweise mit Sterndreieckschalter angelassenen Kurzschlußankerinduktionsmotors,
wickelt sich nun folgendermaßen ab: mit dem Einschalten der Motorwicklung in der
Anlaßschaltung »Stern,( wird die Motorwelle mit der Hülse 31 beschleunigt.
Die Massen des gesamten Schaltwerks, wie es von dem Scheibenpaare Ml, 1l1-2 getragen
wird, welches, solange die Backen B radial nach innen auf ihre Schultern C gezwungen
werden, nur zwischen den beiden Anschlagstellungen um den doppelten Winkel c um
die Hülse M drehbar ist, können an dieser beschleunigten Drehbewegung der Hülse
M erst dann teilnehmen, nachdem die radial nach innen zeigenden Backenfortsätze
an den Flanken der Zähne Z den Anschlag geliefert haben. In dieser Anschlagstellung
steht
die Nase I' des Riegelhebels Y am Umfange des Bundringes 0 seitwärts des Nockens
S. Die Riegelkante Y, des Riegelhebels Y wird also jetzt nicht von der Sperrnase
U abgehoben: das Schloß der Kupplung ist geschlossen. Das bei der nun folgenden
Beschleunigung der an Ml und M2 vereinten Schaltmassen auftretende Drehmoment, welches
von den radial nach innen zeigenden Backenfortsätzen an den Schrägflanken der Zähne
Z. in der Anschlagstellung aufgenommen wird, entwickelt aus der Umfangskraft zwar
nach dem Gesetze der schiefen Ebene an den Backen B radial nach außen gerichtete
Kraftkomponenten, welche in derselben Richtung wirken wie die mit der wachsenden
Drehzahl an den einzelnen Backen auftretende Fliehkraft, sie können aber gleich
dieser, auch wenn sie die radialen Kraftäußerungen der Ringfeder L übertreffen,
sich deshalb nicht äußern, weil das Schloß bei Y2 und U nicht geöffnet ist. Ist
die Beschleunigungsperiode des Motors zu Ende, hat also der Motor seine volle Leerlaufdrehzahl
in der Nähe des Synchronismus erreicht, dann wird auch bei der jetzt ihre Höchstwirkung
besitzenden Fliehkraft an dieser Sachlage nichts geändert. Erst wenn nunmehr durch
die Umlegung des Sterndreieckschalters von »Stern« auf »Dreieck« der Motor voll
eingeschaltet wird und die damit Hand in Hand gehenden mechanischen Begleiterscheinungen
des elektrischen Umschaltev organges einsetzen, welche den steuernden Massenstoß,
beispielsweise eine kurzzeitige Verzögerung des Rotors, hervorbringen; tritt eine
entscheidende Wendung ein: infolge ihres Trägheitsmomentes der Rotation vermögen
die mit 31, und M2 verbundenen Schaltmassen an dieser plötzlichen Verzögerung des
Rotors und damit der HülselLZ nicht teilzunehmen, sie zeigen vielmehr das Bestreben,
gegenüber der Hülse V1 unv erzögert weiterzueilen. Dadurch entfernen sich die Schaltmassen
aus der Anschlagstellung ihrer Backen B an den Zahnflanken, die sie seit dem beginnenden
Anlaufe einzunehmen gezwungen waren. Es findet also eine relative Vorwärtsbewegung
der Schaltmassen gegenüber der Hülse l4T statt. Dadurch wird der Winkel a- beschritten,
und die Nase I" des Riegelhebels Y gleitet in der beschriebenen Weise an dem Nocken
S des mit M festen Bundiinges entgegen der Wirkung der Feder Y3, welche auch unter
der Eigenfliehkraft des Hebels V auf S drückt, radial nach außen. Damit ist das
Schloß geöffnet, die BackenBl und B2 treten unter dem Einflusse ihrer die Wirkung
der Feder L übertreffenden Fliehkraft in ihren Führungsschlitzen ihren Weg radial
nach außen an und entfernen alsbald ihre Sperrnasen 1V1, N2, mit denen sie ihre
beiderseitigen Nachbarbacken festhalten, welche, nun ebenfalls freigegeben, auch
ihrerseits ihren Weg radial nach außen zurücklegen.
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Damit nähern sich die den flachkonischen Reibflächen an den Flanschen
F1 und F2 zugekehrten Stirnseiten der Backen B infolge ihrer Schrägstellung jeweils
parallel zu einer Mantellinie des Reibkegels immer mehr diesen Reibflächen und gelangen
schließlich noch, bevor sie in ihrer radialen Bewegung nach außen an den Ringen
X ihren Anschlag finden, mit der noch stillstehenden, anzutreibenden Kupplungshälfte
zur Reibung. Das so entstehende Reibungsdrehmoment kann nur dadurch vom Motor bzw.
der Hülse M her auf die einzelnen Backen B übertragen werden, daß sich die nach
außen gewanderten Backen wiederum mit ihren radial nach innen zeigenden Fortsätzen
an den schrägen Flanken der Zähne Z abstützen. Bei dieser Überleitung der Umfangskraft
an den Schrägflanken der Zähne Z entsteht nun an jedem Backen eine radial nach außen
gerichtete Kraftkomponente, welche um so größer ist, je größer das auftretende Reibungsdrehmoment
wird. Bei geeigneter ZVahl der Verhältnisse, vor allem des Winkels, unter welchem
die Zahnflanken zu den Umfangskräften geneigt sind, einerseits und des Öffnungswinkels
der Reibkegel an Fl und F2 andererseits entstehen auf diese Weise vom Augenblicke
der ersten reibenden Berührung der Backen Kraftwirkungen, welche nicht nur die zunächst
nur aus der Fliehkraftwirkung eingeleitete Reibflächenpressung unterstützen, sondern
noch darüber hinaus nach Art eines Klemmgesperres die Lieferung des Gleitflächendruckes
überhaupt an sich reißen und noch mehr Gleitflächenpressung zu erzeugen trachten,
als zu dem Drehmomente, aus welchem die Gleitflächendruckvermehrung hergeleitet
wird, gehört. Die Kupplung würde hiernach das Bestreben zeigen, den antreibenden
Teil gegenüber dem anzutreibenden Teile für -jedes noch so große Drehmoment vollkommen
starr festfahren zu lassen, wenn nicht das Reibflanschpaar F1, F2 durch seine Federung
bei G daran verhindert sein würde, jeden beliebig großen Gleitflächendruck aufzunehmen.
Die gesamte Reibflächenpressung, wie sie zwischen den Backen B und dem Flanschpaare
F1, F2 zustande kommt, muß nämlich letzten Endes von den Blattfedern G der Federhebel
E übernommen werden. Unter der Wirkung des wachsenden Gleitflächendruckes wird die
Federung bei G nachgeben, so zwar, daß sich die Schultern bei A abheben und das
Reibflanschpaar F1, F2 sich achsial voneinander zu entfernen beginnt, eine Auseinanderspreizung,
welche aus den an den Zähnen Z abgeleiteten Kraftkomponenten, welche immer weiter
die Backen B radial nach außen und das Flanschpaar achsial nach außen zwingen, zustande
kommt.
Durch dieses seitliche Ausweichen der Reibflansche Fr, F2 steigert sich nach Maßgabe
des dadurch zurückgelegten Federweges die Federspannung bei G, so daß die Größe
des selbsterzeugten Gleitflächendruckes und damit des Drehmomentes immer mehr steigt,
je mehr die Bewegung der Backen B radial nach außen fortschreitet. Diese Bewegung,
die zu immer bedeutenderen Reibungsdrehmomenten führt, welche rückwirkend immer
größer werdende Möglichkeiten schaffen, noch weitere Drehmomentsteigerungen herbeizuführen,
kann aber nicht ins Ungemessene fortschreiten, sondern findet dadurch ihr Ende,
daß die Backeng schließlich an ihren Anschlagringen X angelangt sind, die jede weitere
Bewegung und damit jede weitere Anpressungsdrucksteigerung verwehren. Die Anschlagringe
nehmen von der insgesamt an den Zahnflanken aus dem Drehmomente hergeleiteten Kraftäußerung
denjenigen überschießenden Betrag auf, der nicht mehr für den Anpressungsdruck benötigt
wird, und lassen auf die Gleitflächen nur einen Kraftanteil, wie er durch die schließlich
beim Erreichen der Anschlagringe X hervorgebrachte Federspannung festgelegt ist,
zur Wirkung gelangen. An den Hubenden der Backen B besteht somit ein nicht mehr
steigerungsfähiges Gleitdrehmoment fort, das dem aus der Spannung der Federn G bestehenden
Flächendrucke nach Maßgabe des Reibungskoeffizienten entspricht, ein Drehmoment,
das durch die an dem Gewindering J einstellbare Federspannung in jeder praktisch
gewünschten Größe vorgeschrieben werden kann. Um den Vorgang der Eigenerzeugung
des Anpressungsdruckes unter allen Umständen bei der Unsicherheit der Reibungsverhältnisse
sich zuverlässig abspielen zu lassen, wird absichtlich eine Übererzeugung, die je
nach besonderen Erfordernissen sowohl nur sehr gering gewählt werden kann, aber
auch sehr weitgehend gesteigert werden kann, eingeleitet und wieder unschädlich
gemacht und damit jene vollkommen stabilen Gleitverhältnisse hervorgebracht, die
dem bekannten Reibungsgesperre zur Gleitdrehmornenterzeugung fehlen.
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Die hier als Fliehkraft beispielsweise benutzte einrückende Kraft
erfüllt also lediglich die Aufgabe, die Backen B als die den kuppelnden Eingriff
herstellenden Glieder zum ersten Angriffe an die Gleitflächen heranzuführen. Vom
Augenblicke der dort einsetzenden Reibung an wird ihr jede «eitere Tätigkeit bei
der Drehmomenterzeugung aus der Hand genommen, und die beschriebene, das Wesen des
Erfindungsgegenstandes bildende Anordnung reißt diese Phase des Arbeitsspieles der
Kupplung vollkommen an sich. Sie unterscheidet sich von der Art bekannter Klemmgesperre
grundsätzlich dadurch, daß ihm die Fähigkeit der starren Mitnahme für alle möglichen
Drehmomente, die es an sich besitzt, genommen wurde und auf ein Höchstdrehmoment
beschnitten wurde, bei dessen Überschreitung - und es wird im Augenblicke des Kuppelns
bei großer Relativgeschwindigkeit stets überschritten - ein für die Tilgung der
Relativgeschwindigkeit durch Beschleunigung der Massen der anzutreibenden Hälfte
praktisch brauchbares Gleitdrehmoment auftritt, das aus der selbst hervorgebrachten
Gleitflächenpressung entsteht.
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Die schrägen Backenendflächen spielen an der flachen Reibkegelfläche
bei der Eigenerzeugung der Gleitflächenpressung einmal die Rolle eines Kraftumlenkers,
indem sie die zunächst rein an den Zahnflanken hergeleiteten Komponenten in die
achsiale Richtung überführen, damit sie in die Richtung der zu erzeugenden Gleitflächennormaldrücke
fallen, ferner aber auch gleichzeitig die Rolle eines Kraftübersetzers, durch den
die Kräfte eine Verstärkung erfahren.
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Um nun zu zeigen, wie eine derartige Kupplung in einfacher Weise mit
einer selbstregulierenden Gleitkupplung vereinigt werden kann, wird das so an dem
Flanschpaare Fr, F2 ausgeübte Drehmoment an dem Riemenscheibenkranze R vermöge den
unter dem Winkel v. geneigten Schrägflächen der Mitnehmerteile K übertragen, welche
jede Drehmomentüberlei tung mit Kraftkomponenten beantworten, die vermindernd auf
die auf den Gleitflächen lastende Spannung der Federn G wirkt, so zwar, daß bei
Unregelmäßigkeiten in der Gleitdreh- ! momenterzeugung, welche vorübergehend ein
zu großes Reibungsdrehmoment hervorbringen, eine selbsttätige Verminderung des Drehmomentes
eintritt und umgekehrt.
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Mit diesem Gleitdrehmomente wird nun die Masse der zur angetriebenen
Hülse gehörenden Nutzlast so lange ohne weiteres Zutun selbsttätig in gleichförmig
beschleunigter Bewegung angeworfen, bis die angetriebene Hälfte die volle Geschwindigkeit
der antreibenden HülseM erreicht hat und das Beschleunigungsdrehmoment entfällt.
Damit hört der Gleitvorgang auf, und die starr gewordene Kupplung erfüllt von nun
an, solange das Gleitdrehmoment der Ruhe nicht überschritten wird, lediglich die
Aufgabe einer Riemenscheibe.
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Mit' dem Abschalten der Motorwicklung gelangt die Kupplung zum Stillstande,
und mit dem Verschwinden der Fliehkräfte gewinnen die aus der Ringfeder L bestehenden,
an jedem der Backen radial nach innen gerichteten Kräfte wieder die Oberhand. Sie
zwingen die Backeng in ihren Führungsschlitzen radial nach innen in ihre Ausgangslage
auf die Schultern C zurück und lösen so die Kupplung. Dabei findet das 12 Heraustreten
der Backen aus ihrer reibenden Stellung zwischen dem Flanschpaare Fr und F2
eine
wirksame T?nterstützung dadurch, daß aus der bestehenden Gleitflächenpressung bei
den entsprechend der Reibkegelöffnung schräg gestellten Backenreibflächen an diesen
Schrägflächen außerdem noch radial nach innen gerichtete Kraftkomponenten auf die
Backen zur Auswirkung gebracht werden. Die Backen Bi, B2 gelangen dabei erst dann
vollkommen in ihre Endstellung, wenn jeweils die beiden Nachbarbacken ihre Auflage
auf ihren Schultern C gefunden haben, so daß dadurch die Nasen N3 und N4 ihnen so
weit genähert sind, daß sie mit ihren Nasen NI, N2 ihre letzte kurze
Wegstrecke unter Übergreifen über die Nasen N3, N4 zu-
rücklegen können und
somit die Verriegelung der Nachbarbacken vollziehen. Gelangen- so die beiden Backen
B1 und B2 ebenfalls zur Auflage an ihren Schultern C, so steht nichts mehr im Wege,
daß bei einem nunmehr beginnenden neuen Anfahrvorgange, welcher vermöge der Anfahrbeschleunigung
dafür sorgt, daß gemäß dem Anschlage, den die nach innen gerichteten Backenfortsätze
an den Flanken der Zähne T_ finden, der Riegelhebel Y des Schlosses vondem Nocken
S vollkommen freigegeben wird und an der Sperrkante U dafür sorgt, daß die von neuem
anlaufende Kupplung ein gesperrtes Schloß vorfindet.
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Nach der beschriebenen und dargestellten Anordnung wirkt die Eigenerzeugung
der zur Gewinnung des Reibungsdrehmomentes von namhafter Größe notwendigen Pressung
in gleicher Weise für beide Drehrichtungen. Auch der Schloßhebel Y mit seiner Nase
Z" am Nocken S ist in der Lage, das Schloß der Kupplung bei einer Relativbewegung
zwischen den Schaltmassen und der Hülse M in gleicher Weise in beiden Drehrichtungen
zu betätigen. Dadurch wirkt die selbsttätige Kupplung wie auch die mit ihr kombinierte,
selbstregulierende Gleitkupplung ebensogut für den einen wie auch für den anderen
Drehsinn. Es bleibt unbenommen, dafür zu sorgen, daß ein zwangläufiges Zusammenarbeiten
der Eingriffsrichtung der Kupplung mit dem jeweiligen Motordrehsinn herbeigeführt
wird.
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Es ist ferner möglich, die beschriebene Schloßanordnung in der Kupplung
sowohl in bezug auf eine durch die Kupplungsachse gehende Symmetrieebene (A-B der
Abb. 2) als auch in bezug auf eine senkrecht zur Kupplungsachse verlaufende Symmetrieebene
(E-F der Abb. z) und endlich auch symmetrisch in bezug auf die Kupplungsachse selbst
mehrfach innerhalb der Kupplung auszuführen. Die Kupplung läßt sich somit für jede
Schaltstellung vollkommen ausgewuchtet bauen. An Stelle des beschriebenen Schlosses
kann natürlich jede beliebige andere Bauart zur weitgehenden Verfeinerung treten.
Anstatt mit einer Riemenscheibe läßt sich ferner die Kupp-Jung mit jedem beliebigen
anderen kraftübertragenden Maschinenteil zusammenbauen bzw. ausgestalten.
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Anstatt lediglich die seitlichen Endflächen der Backen B in ihrer
Gesamtheit als den störungsfreien Gleitvorgang sehr begünstigende, ein- und ausrückbare
Konusreibfläche der antreibenden Kupplungshälfte dienen zu lassen, läßt sich erforderlichenfalls
eine Vergrößerung dieser Reibflächen dadurch erzielen, daß bei-, spielsweise die
nach dem flachen Kegelmantel bearbeiteten Gegenreibflächen des angetriebenen Flanschpaares
Fl, F2 nicht aus einem Stück mit ihren Flanschkörpern hergestellt werden, sondern
als getrennter Ring an der Innenseite jedes Flansches F1 bzw. FQ aufgebracht werden.
Eine derartige Ausführungsmöglichkeit ist in der Abb. 5 veranschaulicht, welche
sich auf die in den Abb. = bis q. gezeigte Kupplung bezieht und welche darstellt,
wie die Reibflächen der Reibflanschen F (F1 oder F2) als besondere Scheibe P sich
in einer ebenen Ringfläche an F reibt, während die nach dem Backen B zu zeigende
Fläche wieder nach dem flachen Kegelmantel bearbeitet ist. Gleichzeitig ist gezeigt,
wie der Anschlag für die radiale Bewegung der Backen B nach außen anstatt durch
die Anschlagringe N von einem besonderen Wulste Pl an der Reibscheibe P übernommen
werden kann. Naturgemäß könnten die beiden aufgebrachten Reibringe P anstatt in
ebenen Ringflächen auch in Kegelflächen beliebiger Neigung an den Flanschen Fi,
F2 reiben. Durch einen Anschlagwulst P, wird die gewaltsame Unterbrechung der Flächendrucksteigerung
nach derjenigen Einrichtung verlegt, welche eine zweite Kraftumsetzung (Schrägstellung
der Backenendflächen an dem Reibkegel) vornimmt. Es wird sich leicht bewirken lassen,
daß sich die Reibbacken B mit ihren seitlichen Endflächen nur zur Reibflächendruckerzeugung
gegenüber dem Ringe P radial nach außen bewegen, ihn sonst aber starr mitnehmen,
so daß das Gleiten der Kupplung ausschließlich an den Ringflächen zwischen P und
F auftritt. Es ist dabei gleichgültig, ob diese gesonderten Ringe P zur anzutreibenden
Kupplungshälfte gehören oder ob sie von vornherein zu den Massen des anzutreibenden
Teiles zählen, in erwünschter Weise dessen Schaltmassenträgheitsmoinent vergrößernd.
Auch die Variation wäre möglich, daß die Backen B unter dem Drehmomente der Kupplung
sowohl gegenüber den besonderen Reibringen P als auch diese gegenüber F gleiten.
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Eine Bewegung der Backen B unter dem Einflusse des an die Ringe P
übertragenen Drehmomentes (Abb. 5) läßt sich u. a. auch durch eine Anordnung verhindern,
welche unter Gewährleistung der radialen Beweglichkeit aus der übertragenen Umfangskraft
ebenfalls achsial
gerichtete Kraftkomponenten herleitet, welche
den Anpressungsdruck in den Gleitflächen steigert. Wie die Anordnung der sechs Backen
B dartut, daß das gesamte Drehmoment in einzelnen Teilbeträgen an den Zähnen Z hergeleitet
und die entsprechenden Teilkräfte in achsialer Richtung wieder zu einem gesamten
Anpressungsdrucke zusammengefaßt werden können, so ist es also auch möglich, das
volle Drehmoment mehrmals in der Kupplung zur Erzeugung der Anpressungsdrücke zu
benutzen und die Drücke zu einer Gesamtwirkung zu summieren. So hätte man zu einer
doppelten Benutzung des Drehmomentes, z. B. in der Anordnung nach der Abb. 5, nur
notwendig, das dargestellte Ende des Backens B an dem Reibringe P in einer radial
verlaufenden Nut, welche seine volle radiale Beweglichkeit ermöglicht, eingreifen
zu lassen und Flanken der Nut so schräg zu stellen, daß sie mit einer Abschrägung
der Kanten der Backenenden die Schrägflächen zur Kraftumsetzung in der Umfangsrichtung
liefern. Man hätte es dann in der Hand, den Anteil dieser Druckerzeugung und der
aus den Flankender Zähne Z nach Belieben zu verteilen und sie auch schließlich unter
Verzicht auf die Beteiligung der Schrägflächen der Zähne Z bis zur vollen Höhe des
Anpressungsdruckes vorzunehmen. Eine Veränderung der Erzeugungsanteile beliebig
vieler, in der Kupplung hergeleiteter Kraftkomponenten, die auch z. B. vom Drehmoment
selbsttätig vorgenommen werden könnte, würde die Reibungsdrehmomenterzeugung der
Kupplung zu regulieren in der Lage sein.
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Es ließe sich hierbei, wie auch sonst in allen Fällen, z. B. an den
Zähnen Z, dazu übergehen, die radiale Backenbewegung nach außen durch die Anwendung
rollender Reibung zu erleichtern. So könnte z. B. auch in der Abb. 5 zwischen dem
Backen B und dem Reibringe P für die Kraftübertragung bei der radialen Auswärtsbewegung
des Backens B leicht eine Rolleneinrichtung vorgesehen werden, welche die Kraftumsetzung
erleichtert, und auch dafür gesorgt werden, daß die Ringe P sich den Backen gegenüber
nicht drehen.
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Geht man dazu über, den besonderen Reibring P oder auch die Backen
B bzvr. die sonst zur Anwendung gebrachten, den reibungsmäßigen, kuppelnden Eingriff
bewirkenden Glieder etwa ganz oder teilweise aus einem für die Reibungserzeugung
besonders geeigneten Material auszuführen, welches gleichzeitig wärmeisolierende
Eigenschaften aufweist, dann ist man in der Lage, das Schaltwerk der antreibenden
Kupplungshälfte selbst vor größeren Temperatursteigerungen zu schützen und die gesamte,
beim Gleitvorgange in Wärme umgesetzte Reibungsarbeit lediglich in der Hauptsache
temperaturerhöhend auf die mit Kühlrippen Qi, Q, versehenen Reibflanschen Fl, FZ
zu beschränken, welche als außenliegende Teile der Kupplung zur Wärmeabgabe an die
Umgebung besonders geeignet sind.
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Es läßt sich auch durch Zwischenfügung geeigneter Wärmeisolation der
Übergang der Wärme von den Reibflanschen Fi und FZ nach dem Kranze R zu erschweren,
wenn auf dessen Außenfläche etwa ein kraftübertragender Riemen aufliegend gedacht
ist. In allen Fällen, in welchen die Kupplung so langzeitig oder in derartig häufiger
zeitlicher Aufeinanderfolge in Betrieb genommen wird, daß Temperaturen am Reibkranze
R auftreten könnten, welche dem Riemen gefährlichwerden könnten, läßt sich dem Riemen
eine schädliche Temperatur in einfacher Weise beispielsweise auch dadurch fernhalten,
daß der Riemen nicht unmittelbar auf den Kranz R gelegt wird, sondern auf der Außenfläche
eines zweiten, über R befestigten wärmeisolierenden Futterkranzes läuft, welcher
über die Außenfläche des Kranzes R so aufgeschoben wurde, daß er an ihr in einigen
wenigen, zur -Sicherung seiner Zentrierung und seiner Befestigung erforderlichen
Arbeitsleisten - gegebenenfalls unter Wärmeisolation - aufliegt, im übrigen aber
mit seiner Innenfläche in einer gewissen Entfernung von der Außenfläche von R bleibt.
Auf diese Weise entstehen zwischenbeiden Kränzen wärmeisolierende Lufträume, welche
durch die Arbeitsleisten unterbrochen werden und welche dem Riemen schädliche Temperaturen
fernhalten. Dabei lassen sich die Arbeitsleisten so ausbilden, daß sie am Umfange
der abstützenden zylindrischen Kranzfläche unter einem gewissen spitzen Winkel schräg
zu den Mantellinien des Zylinders verlaufen und so schraubenähnliche Flächen mit
steiler Steigung bilden, welche nach Art eines Ventilators während des Umlaufes
der Kupplung einen Luftstrom hervorbringen, der die wärmeisolierenden Lufträume
zwischen dem übergeschobenen Futterkranze und dem Reibkranze kühlend durchstreicht.
Abgesehen von der Erzeugung der Ventilatorwirkung durch die Arbeitsleisten, läßt
sich natürlich jede andere Ventilationseinrichtung zur wirksamen Kühlung der Kupplung
anbringen. Es ist auch nicht notwendig, daß ein zweiter Kranz über R angebracht
wird, sondern es könnte ein derartiger Kranz auch unmittelbar über dem Flanschpaare
Fi und FZ bzw. den Zugorganen H entsprechend aufgeschoben werden. Auch die Lagerungen,
in welche sich die Reibflansche Fi und F2 um die Hülse M drehen, lassen sich durch
ähnliche Maßnahmen vor zu hohen Temperaturen schützen.
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Die Verwirklichung des Erfindungsgedankens bleibt nicht daran gebunden,
die Reibklötze B nur in Schlitzen radial zu führen, es kann vielmehr die Schlitzführung
jederzeit durch andere
Mittel des Maschinenbaues, wie Gelenkhebel
u. dgl., ersetzt werden, wie überhaupt an Stelle der Backen B bzw. der Ringe P jederzeit
jede mögliche andere Anordnung der den kuppelnden Eingriff herstellenden Glieder
treten kann, welche ebensogut an dem Innenumfange des Kranzes R als auch an den
die Seitenteile der Kupplung darstellenden planschen F1, F2 angreifen können.
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Es ist nicht notwendig, zur Erzeugung des Gleitflächendruckes aus
dem Drehmomente die schrägen Flanken von Zähnen Z zu benutzen und eine kraftsteigernde
Umsetzung der radialen Richtung in die achsiale an den schrägen Backenendflächen
an dem Reibkegel stattfinden zu lassen; es können vielmehr die abgeleiteten Komponenten
ebensogut unmittelbar in Richtung der benötigten Normaldrücke für die Gleitflächendrücke
erzeugt werden, wie auch bei benutzten Abteilungen und L berleitungen alle beliebigen
Mittel der Kraftübertragung und Kraftumsetzung, wie Schraubenflächen, Hebelwirkungen,
Zahnradübersetzungen, ohne weiteres Platz greifen können.
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Endlich ist die :Möglichkeit gegeben, anstatt wie im Beispiele die
Einrichtung, welche aus dem Drehmomente der Kupplung die Flächendruckerzeugung vermittelt,
ausschließlich mit der antreibenden Kupplungshälfte zu vereinigen, sie ganz oder
teilweise in die anzutreibende Hälfte zu verlegen. Auch dort würde sich leicht ein
konstruktives Ineinandergreifen der Teile zur Ableitung der den Reibflächendruck
erzeugenden Komponenten herstellen lassen.
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Es ist ohne weiteres möglich, anstatt, wie dies im Beispiele mit den
Federhebeln G geschieht, die Federung für die Gleitflächenpressung an den Reibflanschen
F1, F" der anzutreibenden Kupplungshälfte anzubringen, diese an beliebige andere
Stellen längs der Kraftüberleitung für den Flächendruck bzw. der Drehmomentübertragung
zu verlegen und auch in die Teile der Kupplung zu verlegen, die zur antreibenden
Hälfte gehören. So könnten beispielsweise schon die Flanken der Zähne Z bzw. die
Zähne Z selbst gegenüber der antreibenden Hülse M unter der auftretenden Umfangskraft
selbst oder den daraus hergeleiteten Komponenten elastisch nachgiebig angeordnet
werden. Auch die Reibbacken B selbst könnten unter der Wirkung der durch sie hindurchgeleiteten
Kräfte sowohl im radialen als auch im achsialen Sinne elastisch nachgeben. Ein gegenüber
A7 achsial bzw. radial abgefedertes Zähnesystem könnte auch mit ebenso gefederten
Backen B kombiniert werden. Bei der Abfederung des Kräftedurchganges durch die einzelnen
Backen B würde außerdem der Vorteil entstehen, daß alle Backen praktisch gleichmäßig
an der Kraftüberleitung beteiligt werden, ohne peinliche Justierungen vornehmen
zu müssen. Ferner würde etwa bei einem federnden Nachgeben der Zahnflanken, z. B.
infolge der Änderung des Zahnflankenwinkels, eine vom Drehmomente abhängige Änderung
in der Größe der hergeleiteten, den Flächendruck bedingenden Kraftkomponente bedingen.
Andererseits würde sich bei einer Abstufung in der Anteilnahme der einzelnen Backen
ein regulierender Eingriff in die Größe des insgesamt erzeugenden Anpressungsdruckes
vornehmen lassen.
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In Gestalt des Gewinderinges J sieht das gebrachte Ausführungsbeispiel
die Einstellbarkeit derjenigen, für den selbst erzeugten Anpressungsdruck maßgebenden
Federspannung bei G vor, welche nach Zurücklegen des vollen Federweges, also beim
Aufruhen der Backen B, an den Anschlagringen X hervorgebracht ist. Anstatt so beispielsweise
durch eine verschieden stark vorgespannte Feder beim stets selben Federwege verschiedene
Endkräfte für den Reibungsdruck zu erzielen, ließe sich auch in Kombination damit
oder für sich allein die Maßnahme treffen, die Federwege veränderlich zu gestalten.
So ließe sich, anstatt durch Anschlageinrichtungen von der Art der Ringe X oder
den Wülsten P1 dem Reibungsgesperre hemmend an den Backen B in den Arm zu fallen,
die Steigerung des Flächendruckes beispielsweise auch dadurch unterbrechen, daß
die Flanken der Zähne Z, nachdem die Backen an ihnen einen gewissen Weg zurückgelegt
haben, oder die sonst zur Anwendung gelangende Einrichtung zur Erzeugung des Gleitflächendruckes
die Eigenschaft verlieren, weitere Kraftkomponenten aus dem Drehmomente zu entwickeln.
Dies könnte z. B. entweder dadurch verwirklicht werden, daß die Zahnflanken, anstatt
stets zur Umfangskraft im spitzen Winkel zu zu verlaufen, mit fortschreitender Flächendruckerzeugung
mehr und mehr zu einem rechten Winkel übergehen, oder es könnte auch, weil zu einem
Backenwege nach außen bzw. zur Spannung der den Flächendruck liefernden Feder gleichzeitig
eine Drehbewegung des Scheibenpaares Ml, 31, längs des Umfanges der Hülse
M gehört, diese Weiterdrehung gegenüber der Hülse M durch Anordnung eines entsprechenden
Anschlages verhindert werden, so daß von nun an die Zahnflanken sich nicht weiter
unter die Backenfortsätze schieben können, wodurch die Kraftäußerung auf die Barken
begrenzt und ebenfalls die Drehmomentsteigerung gewaltsam unterbrochen wird. Die
Anschlageinrichtung brauchte auch nicht starr sein, sondern könnte elastisch nachgiebig
gemacht werden.
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M'ie nun die Einrichtung zur Begrenzung der für die Höhe des schließlich
fortbestehenden Anpressungsdruckes maßgebenden Federkraft bzw. der Begrenzung des
Federweges immer geartet sein mag, es wird unbenommen bleiben,
sie
leicht, etwa auch von außen, einstellbar zu machen. Wird dabei die Änderung des
Federweges z. B. so vorgenommen, daß die Anschlagstellung, wie sie die Backen B
an den Ringen X des Beispieles finden, weiter radial nach innen oder nach außen
verlegt wird, dann geht mit der so hervorgebrachten Verringerung oder Vergrößerung
des Anpressungsdruckes außerdem eine Verringerung bzw. Vergrößerung des Radius,
unter welchem die Backenendflächen an F1, F_, reiben, Hand in Hand. Es wird also
dann nicht nur das Drehmoment infolge des anders eingestellten Anpressungsdruckes
der Reibflächen ein anderes, sondern auch wegen der Änderung des Reibungsradius.
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Die Verstellung des Federweges bzw. des die schließlich erzeugte Reibungsdrehmomentgröße
bedingenden Backenanschlages kann dabei unschwer auch selbsttätig erfolgen. Dabei
könnte nicht allein unmittelbar dem entwickelten Drehmomente die selbsttätige Verstellwirkung
zugeteilt werden, sondern es könnte auch die Größe des an dem Anschlage des Federweges
auftretenden Überschusses der hergeleiteten Anpressungsdruckkomponenten, der naturgemäß
im Zusammenhänge mit dem überhaupt auftretenden Drehmomente steht, die Kraftäußerung
für die selbsttätig regulierte Federwegbegrenzung abgeben. Das Drehmoment bzw. aus
ihm hergeleitete Kraftäußerungen können nicht nur hierbei oder wie im Falle der
Schrägflanken unter dem Winkel a bei K ändernd wirken, sondern in der Kupplung ganz
allgemein dazu benutzt werden, in die Zusammenhänge, welche die Größe der Gesamtreibungs1
erzeugung bedingen, selbsttätig ändernd einzugreifen.
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Auch die Rückzugfederanordnung der Ringfeder L kann durch anderweitige
konstruktive Maßnahmen ersetzt werden, welche die den kuppelnden Eingriff herstellenden
Glieder zur Lösung der Kupplung in ihre Ausgangslage zurückholen. Da es für das
Wesen des Erfindungsgegenstandes nicht von Belang ist, auf welche `'eise der zur
Ingangsetzung der flächendruckerzeugenden Einrichtung erforderliche erste reibende
Angriff hervorgebracht wird und auf welche Weise die Kupplung wieder gelöst wird,
so ist es leicht zu übersehen, daß es gleichgültig ist, wenn die im Beispiele gezeigte
Anwendung der Fliehkraft als einrückende Kraft oder die Federkraft als ausrückende
Kraft durch außerdem noch bestehende ':Möglichkeiten, in der Kupplung einrückende
und ausrückende Kräfte anderweitig und auch zweckmäßiger zu schaffen, ersetzt wird.
Es stehen hierfür neben der Fliehkraft die Massenkräfte bei Geschwindigkeitsänderungen
und Drehmomente bis zur vollen Höhe des von der Kupplung übertragenen Gleitdrehmomentes
- einschließlich der auf die Gleitflächen wirkenden Federkräfte und der Kraftüberschüsse
an den Begrenzungseinrichtungen des Federweges - zur Verfügung, die in beliebiger
Kombination zur Anwendung gelangen können. Die charakteristische Eigenart der Arbeitsweise
der den Gleitflächendruck aus sich selbst erzeugenden Einrichtung bleibt auch hiervon
unabhängig streng gewahrt und läßt sich, wie gekennzeichnet, für die beliebigsten
Ausgestaltungen der selbsttätigen Kupplung nach dem Patente 380277
oder auch
einer selbstregulierenden Gleitkupplung oder auch sonstiger selbstregulierender
Einrichtungen anwenden.
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Es ist nicht erforderlich, daß die beschriebene Einrichtung dazu verwendet
wird, das gesamte Drehmoment für die Kupplung zu liefern, es können neben ihr in
der Kupplung noch andere Maßnahmen für die Drehmomentübertragung vorgesehen werden,
wie sie auch dazu herangezogen werden könnte, mit ihrer Anpressungsdruckerzeugung
diesen anderen Einrichtungen mitzudienen. Hierbei würde es auch möglich sein, die
aus ihr zunächst hervorgebrachten Kraftäußerungen bzw. Drehmomente als Hilfseinrichtung
für die Bewältigung des Einrückvorganges der Hauptkupplung zu verwenden.
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Der Erfindungsgedanke bleibt selbstverständlich, wie bei allen Ausgestaltungsmöglichkeiten
des Patents 38o277, nicht auf das speziell zur Erläuterung vorgeführte Ausführungsbeispiel
beschränkt, sondern läßt sich auf die verschiedenste Weise verwirklichen. Solange
nur das aus der Reibung entwickelte Drehmoment der Kupplung Anpressungsdrücke für
die Reibflächen derart entstehen läßt, daß in ihr eine Überproduktion der hergeleiteten
Kräfte für die Gleitflächenpressung auftritt, die die Kupplung nach Art der Reibungsgesperre
starr festfahren lassen würde, wenn nicht hierin die Maßnahmen einer nachgiebigen
Federung nach Maßgabe eines begrenzten Federweges Halt gebieten und ein bestimmtes
Gleitdrehmoment vorschreiben würde, dann ist der Erfindungsgedanke verwirklicht
und die vervollkommnende :Möglichkeit gegeben, in einem sehr beschränkten Raume
die größten Reibungsdrehmomente in genau beherrschbarer Weise hervorzubringen.