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Selbsttätige Kupplung. Der steuernde Massenstoß, mit welchem selbsttätige
Kupplungen nach dem Patent 38o277 arbeiten, läßt sich u. a. so zur Auswirkung bringen,
daß die vermöge der Massenträgheit bei mehr oder weniger kurzzeitigen Geschwindigkeitsänderungen
auftretenden Kraftu-irkungen dazu benutzt werden, in der Kupplung eine Einrichtung
zu betätigen, welche die dem kuppelnden Eingriff der beiden Kupplungshälften dienenden
Glieder denjenigen Kraftwirkungen vorübergehend vorenthält und späterhin _ preisgibt,
«-elche die Eingriffsbewegung der kuppelnden Glieder besorgen. Bei einer derartigen
Anwendungsweise handelt es sich somit allgemein um die vorübergehende Verriegelung
und Entriegelung einer auf das Einrücken abzielenden Kraftwirkung oder um das Schließen
oder Öffnen des >Schlosses« der Kupplung.
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Es ist nun für die praktische Anwendung derartiger mit solchen Konstruktionsgliedern
arbeitender Kupplungen in vielen Fällen von großer Wichtigkeit, daß die Öffnung
des Schlosses, also die Auslösu;: l# der Sperrung, mit einer möglichst kleinen '3zcv.
kurzzeitigen Geschwindigkei--sänderung, zJ#>o mit einer möglichst kleinen Stoßenergie,
auszukommen vermag, so daß die Kupplung schon auf Grund sehr geringer Massenstöße
anspricht und trotzdem Störungen aus den meist unvermeidlichen Erschütterungen und
Pendefungen rasch umlaufender Maschinen vermieden werden. Danach dem Hauptpatent
380277 der die Kupplung steuernde Massenstoß auf beliebige Weise hervorgebracht
werden kann, so wächst mit der Verfeinerung des Ansprechens der Kupplung deren Anwendungsmöglichkeit
auf verschiedenen Gebieten. So ließe sich u. a. auch der Anlaßvorgang von Wechselstromsynchronmotoren
mit oder ohne asynchronen Anlauf beliebiger Bauart, z. B. auch durch den entstehenden
Massenstoß beim »Einschnappen« in den Synchronismus, nach Maßgabe der zvangläufigen
Abhängigkeit der Arbeitsweise der Kupplung mit den elektrischen Vorgängen vollkommen
beherrschen. Während die bisher zur Erläuterung der Wirkungsweise der Kupplung nach
dem Hauptpatent und den seitherigen Zusatzpateniten als Ausführungsbeispiel gezeigten
und beschriebenen Konstruktionen sich nicht ausdrücklich damit befaßten, einer weitgehenden
Verfeinerung dieser Zusammenhänge Rechnung zu tragen, ist es Gegenstand der vorliegenden
Erfindung, solche Maßnahmen zu kennzeichnen, welche es möglich machen, mit möglichst
kleinen Massenwirkungen die Kupplung betriebssicher zu steuern.
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Zur Erläuterung des Erfindungsgegenstandes zeigen die Abb. I bis 16,
wobei die Abb. i nicht zur Verkörperung einer der Maßnahmen des Erfindungsgegenstandes
dient, sondern lediglich zur Vermittlung des Verständnisses der diesem zugrunde
liegenden Aufgabe, in
halbschematischer Darstellung eine Kupplung
mit der antreibenden, auf die Motorweile aufgekeilten Kupplungshälfte M und deren
anzutreibende Hälfte durch den um die Kupplungsachse etwa nach Art einer Leerscheibe
drehbar gedachten Kranz R vorgestellt wird. Die Konstruktionsglieder, welche den
kuppelnden Eingriff zwischen beiden Kupplungshälften zu vermitteln haben, sind durchweg
durch Teile W verkörpert, welche jeweils beispielsweise in Schlitzführung in dem
antreibenden Teil M längs einer gewissen Strecke radial beweglich angenommen sind.
Die Stellung der kuppelnden Glieder W am weitesten dem Kupplungsmittelpunkt zu ist
als die ausgekuppelte Ruhelage veranschaulichend vorgesehen; während eine radiale
Bewegung nach außen auf beliebige Weise und an, beliebiger Stelle vermöge Reibung
oder angeordneter Gähne u. dgl. den anzutreibenden Kranz R mit dem anzutreibenden
Teil M kuppelt. Diese radiale, so den kuppelnden Eingriff herstellende Bewegung
der Glieder W soll sich dabei unter der Wirkung irgendeiner in der Kupplung vorhandenen
oder von Fall zu Fall geschaffenen einrückenden Kraft vollziehen. Die Masse, deren
Trägheitsmoment vermöge der am antreibenden Teil M hervorgebrachten Geschwindigkeitsänderung
das Drehmoment für die Betätigung des Kupplungsschlosses liefert, ist jeweils in
Gestalt des Teiles A veranschaulicht, dem zur Erfüllung seiner Aufgabe eine gewisse
Relativbeweglichkeit gegenüber dem Teil M zur Verfügung steht.
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So zeigt die Abb. r beispielsweise eine Möglichkeit einer einfachen
Bauart des Schlosses. Ist die Schaltmasse A aus ihrer Mittellage gegenüber M um
den Winkel c verdreht, dann legt sich eine der beiden sperrenden Nasen N vor den
Weg des Gliedes W, welches unter der Wirkung der einrückenden Kraft seinen Weg radial
nach außen antreten möchte, um die beiden Kupplungshälften zum Eingriff zu bringen.
Im allgemeinen wird es praktisch nicht zu vermeiden sein, daß infolge freier Zentrifugalmomente,
die als FolZe nicht streng ausgewuchteter Massen in der' Regel bestehen, bei jeder
Umdrehung der Maschine gewisse Erschütterungen aller Konstruktionsteile eintreten.
Infolge dieser Erschütterungen werden ebenso die Teile W in ihren Führungen, welche
stets zur Gewährleistung leichter Beweglichkeit ein gewisses Spiel besitzen, gewisse,
wenn auch geringe Bewegungen um eine Mittellage ausführen, wie auch die Schaltmasse
A von einer tanzenden Bewegung betroffen werden wird. Ferner wird bei den meisten
umlaufenden Maschinen nicht :eine mathematisch gleichbleibende Geschwindigkeit vorliegen,
sondern es werden gewisse, mehr oder weniger rasche Pendelungen gegenüber einer
mittleren Geschwindigkeit stattfinden. Diese Pendelungen zwingen die gegenüber M
bewegliche Schaltmasse A, gewisse kurze Relativwege um eine Mittellage auszuführen;
wie auch die Masse der Glieder W in ihren Führungsschlitzen gewissen Pendelbewegungen
unterworfen sein wird. Würde man nun die riegelnde Nase N des Schlosses sehr knapp
über das abzuriegelnde Glied W greifen lassen, dann würde unter diesen Erschütterungen
die Gefahr der Selbstauslösung des Schlosses wegen der genannten fortwährenden Lageveränderungen
gegeben sein. Einem unerwünschten Öffnen des Schlosses läßt sich u. a. dadurch vorbeugen,
daß eine genügend große Riegelstrecke, also ein genügend weitreichendes Übergreifen
der Nase N, vorgesehen. wird, welche mit Sicherheit von den dauernden kleinen Lageveränderungen
an W einerseits und an A andererseits nicht durchmessen wird. Stellt man sich dabei
die Aufgabe, das Öffnen des Schlosses mit einer möglichst 'kleinen, steuernden Massenwirkung
zu bewerkstelligen, dann muß auf Grund des gegebenen Massenimpulses am Schloß ein
möglichst großer Riegelweg, mindestens von der Größe der aus Sicherheitsgründen
vorzusehenden Riegelstrecke, hervorgebracht -,werden. Diese wird bei gegebenen Massenträgheitsmomenten
und gegebenem Impulse dann am größten, wenn. das Drehmoment, mit dem sich die Öffnung
des Schlosses der Relativbewegung der Schaltmasse A widersetzt, am kleinsten ist.
Um mit den geringsten Massenwirkungen die größten Relativwege hervorzubringen, müssen
also die Bewegungswiderstände des Schlosses so klein als möglich gehalten werden.
Hierzu sind grundsätzlich zwei Wege möglich: einmal die eigene Reibung der Teile
des Schlosses, welche unter der Last der einrückenden Kraft zu bewegen sind, möglichst
klein zu halten; ferner dafür zu sorgen, daß die einrückende Kraft, gegenüber welcher
das Schloß abzuriegeln hat, in so geringem Ausmaße als möglich die leichte Beweglichkeit
des Schlosses zu stören vermag.
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Für den Weg, gegenüber möglichst geringen einrückenden Kräften am
Schlosse abriegeln zu müssen, zeigt die Abb.2 ein Beispiel. Dort werden die beispielsweise
an sechs kuppelnden Gliedern bestehenden einrückenden Kräfte für die Freigabe nur
auf eine einzige Kraft zurückgeführt. Die einzelnen in den Schlitzen des Körpers
M radial geführt gedachten Körper W und W1 bis W5, deren Bewegungsrichtungen jeweils
um 6o° auseinanderstreben, tragen starr an ihnen befestigte seitliche Hilfsarme
H, J, R und L, welche mit der fortschreitenden Entfernung vom Kupplungsgliede
W längs beider Richtungen des Umfanges in wachsender Unterordnung so
übereinandergreifen,
daß jedes folgende Glied seine radiale Bewegung nach außen erst dann ausführen kann,
wenn das vorangegangene freigegeben wurde. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß
keines der fünf Glieder W1 W2, W3, W4 und W;; seine kuppelnde Bewegung nach
außen ausführen kann, .solange nicht das Glied W freigegeben wurde. Die Kräfte an
den Gliedern W1 bis W5 werden dabei von den Hilfsarmen einerseits und den Wänden
der Führungsschlitze andererseits aufgenommen, wobei die Arme h mit Nasen
X
und die Arme J mit Nasen Y versehen sind, deren Flächen parallel
zur Bewegungsrichtung von W verlaufen, so daß auch aus den Reaktionen, welche sich
schließlich als Zugkräfte von WI gegenüber W5 äußern und welche an den Nasen
X und Y senkrecht zu ihrer Richtung verriegelt werden, keinerlei freie
Kraftwirkungen auf das Glied W hervorgebracht werden können. Wird somit W auf irgendwelche
Weise für sich allein freigegeben, dann gleiten die Nasen X und
Y ab, und die damit befreiten Glieder W1 bis W5 können ihre kuppelnde Bewegung
ungestört ausführen. Bei dem Vorgang des Entkuppelns bzw. zier Zurückbewegung ist
an jedem der sechs Glieder eine radial nach innen gerichtete, entkuppelnde Kraft
angreifend zu denken, welche den geschlossenen Zustand der Abb.2 störungsfrei wieder
herbeiführt, da keiner der ausreichend lang ausgeführten Hilfsarme seine übergeordnete
Rolle mit dem nachstuntergeordneten Arm vertauschen kann. Auf diese Weise ist nur
noch das beherschende Glied W allein von dem Massenstoß freizugeben. Mit welchen
der zahlreichen außerdem möglichen konstruktiven Maßnahmen und in welchem Umfange
die Abhängigkeit der Bewegung verschiedener zu sperrender Glieder von einzelnen
Gliedern W durchgeführt wird, ist belanglos. Die Anordnung ließe sich auch dazu
ausgestalten, daß bei der Rückkehr einzelne der Glieder W in Abhängigkeit von der
Bewegung der übrigen geraten. Geht man dazu über, die Schloßbeweglichkeit bei der
Freigabe des Glieder W etwa durch die Anwendung der rollenden Reibung zu verfeinern,
dann ist nur ein sehr kleines Drehmoment erforderlich, um das Schloß zu öffnen,
ein Drehmoment, welches noch dadurch verringert werden könnte, da.ß z. B. gerade
an dem von dem Massenstoß allein beherrschten Glied W die einrückende Kraft besonders
klein gehalten wird. Dieser Verringerung der Kraft, gegenüber welcher an dem Glied
W zu sperren ist, könnten z. B. auch die Nasen X, Y dienstbar gemacht werden.
Erschwert man nämlich künstlich das Abgleiten dieser Nasen unter den an ihnen auftretenden
Zugkräften etwa durch entsprechende Schrägstellung zur Bewegungsrichtung von W,
so zwar, daß es einer ,gewissen. Kraftäußerung -an dem Glied W radial nach außen
bedarf, um diese Nasen zu trennen, dann werde. sich die Verhältnisse leicht so wählen
lassen, daß ein Teil. der an W abzuriegelnden Kraft von derartigen. Widerständen
an den Sperrnasen X und Y
aufgenommen wird, so daß nur noch ein geringer
Rest auf den von dem Massendruck zu öffnenden Schloßstellen lastet. Auch magnetische
Kraftwirkungen, die z. B. zwischen den Armen H und J auftreten, könnten
die Trennung der Nasen X von den Nasen Y erschweren und so demselben
Zweck der Verfeinerung dienen.
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Wird mit solchen oder ähnlichen Mitteln der Drehmomentbedarf, vor
allem für die öff-
nende Bewegung des Schlosses, ermäßigt, dann läßt sich
zur weiteren Verfeinerung dazu übergehen, die ,aus Sicherheitsgründen am Schloß
vorzusehende größere Riegelstrecke mit einer möglichst kleinen Relativbewegung zwischen
Schaltmasse A und antreibendem Teil M hervorzubringen. Eine solche Anordnung, bei
welcher zur übersetzung ins Schnelle beispielsweise von einer Hebelübersetzung Gebrauch
gemacht wurde, wird in der Abb.3 dargestellt. Dort wird das kuppelnde Glied
W vermöge eines Hebels C, der in D -
am antreibenden Teil M seinen
Drehpunkt hat und der etwa in einem Schlitz T mit der relativ beweglichen Schaltmasse
A in Verbindung steht, verriegelt und entriegelt, wobei gleichzeitig mit den Rollet
B von der rollenden Reibung Gebrauch gemacht wurde. Um zu verhüten, daß die Lageveränderungen
der Schaltmasse A gegenüber M, wie sie unter den Erschütterungen und
Pendelvorgängen der umlaufende Maschinenbewegung unvermeidlich sind, in vergrößertem
Maße unter der Zeigerwirkung des Hebels auf die Riegelstrecke am Gliede W zur Auswirkung
gebracht werden bzw. zu gewährleisten, daß sie überhaupt vom Hebel C ferngehalten
werden, läßt sich beispielsweise durch Einschalten eines toten Ganges nach Maßgabe
des Winkels [3 zwischen dem Schlitz T und dem an ihm angreifenden Teil des Hebels
C, der größer gewählt wird, als die auftretenden relativen Lageveränderungen der
Schaltmasse A sind, leicht dafür Sorge trage, daß eine Einwirkung der Schaltmasse
A auf den Hebel C erst beim Auftreten des steuernden Massenstoßes, weicher größere
Relativbewegungen herbeiführt als die genannten Lageveränderungen, zustande kommt.
Unter dem Massenstoß der Anfahrbeschleunigung nimmt der Hebel C die in der Abbildung
dargestellte Anschlagstellung ein. Mit der Hebeldrehung um den Winkel c wird das
Scbloß geöffnet
und die, Schaltmasse A gleichzeitig festgelegt,
weil das radial nach außen bewegte Glied W zwischen die Rollen B tritt und den Hebel
C festhält. Bei der dargestellten Gestaltung des gegabelten Hebels C wirkt in der
gesperrten Stellung die Fliehkraft des einen Zinkens in geringerem Abstand von der
Rotationsachse der Kupplung als die des anderen. Dadurch entsteht :eine gewisse
Fliehkraftwirkung, welche danach trachtet, den gesamten Hebel in seiner verriegelten
Stellung zu halten. Diese der Freigabe der Sperrung sich widersetzende Kraft verschwindet
mit dem Fortschreiten des Entriegelungsvorganges.
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Dadurch ist neben der Maßnahme des toten Ganges das weitere Mittel
gegeben, eine ungewollte Bewegung der Sperrung auch durch einen gewissen Bewegungswiderstand
von bestimmt zu bemessender Größe zu verhindern. Derartige zur Sicherung des Schlosses
absichtlich vorgelegte Bewegungswiderstände lassen sich auch ohne Benutzung der
Fliehkraft schaffen. Einem solchen Zweck könnte z. B. eine in eine Zahnlücke federnd
eingreifende Klinke dienen. Auch hier könnten magnetische Wirkungen herangezogen
werden. Denkt man sich das kuppelnde Glied W der Abb. i etwa nach Art eines permanenten
Magneten magnetisiert, dann würden den ungewollten Lageveränderungen bei den Erzitterungen
und Pendelungen ebenfalls ein gewisser Bewegungswiderstand entgegengesetzt, und
die Nasen N der Abb. i könnten in wesentlich geringerem Maße an W übergreifen, ohne
daß eine vorzeitige Freigabe der Sperrung zu befürchten sein würde.
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Derartige Kraftäußerungen zur Verhütung des Abgleitens an besonders
knappen Riegelkannten lassen sich beispielsweise.auch durch Maßnahmen gemäß der
Abb. q. vorsehen. An der an sich nicht ausreichend großen Nase N des Teiles W greift
der Hebel E, welcher am Tei1M in D@ seinen Drehpunkt hat, mit einer Kralle an, während
das andere federnd ausgeführte Hebelende F eine Rolle B faßt, die mit Schrägflächen,
welche an der relativ beweglichen Schaltmasse A eine Vertiefung V bilden, zusammenarbeitet.
Durch den Massenstoß der Anfahrbe'schleunigung wird die Rolle B aus der Vertiefung
V an den Schrägflächen nach außen gezwungen, wodurch der federnde Hebelarm gespannt
wird und das Kupplungsglied W mit einer gewissen Kraftäußerung an der Nase N festgehalten
wird. Die relative Beweglichkeit der Schaltmasse A findet dafei ihre Begrenzung,
etwa durch einen besonderen Anschlag X des Teiles M, welcher mit einer entsprechenden
Aussparung am Teile A zusammenarbeitet. Die so erzeugte Federspannung bleibt so
lange erhalten, bis durch den beispielsweise verzögernden Massenstoß die Schaltmasse
A um den Winkel j3 zurückgedreht wird. Danxit gelangt die Rolle B auf die beginnende
Schrägfläche der Vertiefung V und erreicht auf ihr infolge der zurückgedreht wird.
Damit gelangt die Federwirkung, ohne daß es eines weiteren Zutuns seitens des Massenstoßes
bedarf, den Grund der Vertiefung V, wo die festhaltende j Wirkung des Hebels E in
bezug auf das Kupplungsglied W verschwindet. Der Winkel 13 ist dabei so groß bemessen,
daß er unter den dauernden Lageveränderungen, die zwischen Schaltmasse A und der
Rolle B um eine Mittellage auftreten, nicht überschritten werden kann. Falls etwa
der unterhalb der Nase N befindliche Teil von W, welcher außerhalb der Schlitzführung
liegend gedacht ist, eine Verbreiterung besitzt, dann kann er bei der radialen Auswärtsbewegung
den entspannten Hebel F wieder spannen, so daß das in der Vertiefung V befindliche
Hebelende B, bis zur Rückkehr des kuppelnden Gliedes W nach innen, dort verbleiben
muß, wodurch die Schaltmasse A in ihre Ausgangslage zurückgeführt bleibt und am
Umfang von M festgelegt wird. Damit ist es gleichzeitig möglich, gewisse Kraftwirkungen
bei auftretenden Beschleunigungen oder Verzögerungen seitens der Schaltmasse A auch
nach dem Einrücken der Kupplung auszuüben. In diesem Fall also ist die Hebelwirkung
nicht dazu benutzt, eine Vergrößerung des Riegelweges an der Nase N herbeizuführen,
sondern umgekehrt an ihr eine gesteigerte Kraftäußerung hervorzubringen. Gleichzeitig
genügt eine verhältnismäßig geringe Bewegung der Schaltmasse durch den Massenstoß,
um die Freigabe einzuleiten.
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Die Abb.5 verwirklicht als Beispiel eine Anordnung, welche die Kraft,
die das abzuriegelnde Glied W auf denjenigen Teil des Schlosses ausübt, welcher
an der Schaltmasse A angreift und unter welcher A zu bewegen ist, weitgehend vermindert,
so daß eine besonders :geringe Massenwirkung bei der öffnung des Schlosses notwendig
ist. Gleichzeitig wird gezeigt, wie die Kraftäußerung ohne besondere Federwirkung
aus der am Gliede W angreifenden und abzuriegelnden Kraft gewonnen werden kann.
Das einrükkende Glied W wird durch ein Hebelpaar E zangenartig an Schrägflächen
Q gefaßt, die unter dem Winkel a zur Bewegungsrichtung von W geneigt sind und welches
in den Punkten D, an M seine festen Drehpunkte besitzt. An den unteren Enden
von E sind kniehebelartige Gelenkstücke S angeordnet, welche wiederum eine Rolle
B fassen. Etwa durch Führung des Zapfens der Rolle B in einem Schlitze an M ist
dafür Sorge getragen, daß sie nur in der Bewegungsrichtung .des Gliedes
W
verschoben werden kann. Diese Rolle B arbeitet ebenfalls beispielsweise mit einem
Einschnitt V an der relativ beweglichen Schaltmasse A zusammen, so zwar, daß die
Rolle B, solange sich dieser Einschnitt V gerade unter ihr befindet, unter dem Einflusse
der am Gliede W angreifenden, radial nach außen gerichteten, einrückenden Kraft,
welche an den Schrägflächen Q auf die Hebelzange öffnend wirkt, radial nach innen
in die Vertiefung V eindringt und dadurch die Sperrung beseitigt. Das freigegebene,
nach außen gewanderte Kupplungsglied W bietet wiederum der- geöffneten Zange einen
breiteren Teil dar, so daß die Schaltmassen A im eingerückten Zustande der Kupplung
ebenfalls festgelegt bzw. bei Geschwindigkeitsänderungen in kraftäußernden Zusammenhang
mit dem kuppelnden Gliede W gebracht werden kann. Ist W in seine Ruhelage radial
nach innen zurückgekehrt, dann wird bei einem beginnenden Anfahrvorgang durch die
Massenwirkung die Vertiefung V unter der Rolle B fortgesteuert, so daß eine Verriegelung
eintritt. Es bedarf ebenfalls nur des Zurücklegens des Winkels ß seitens des Massenstoßes,
um den Entriegelungsvorgang einzuleiten;- die weitere Bewegung des öffnens erfolgt
unter der Kraftäußerung, welche das Glied W an den Schrägflächen der Vertiefung
V selbst ausübt. je mehr sich der Neigungswinkel a der Schrägflächen Q einem rechten
Winkel nähert, desto kleiner wird die Kraft sein, welche aus der abzuriegelnden
einrückenden Kraft in die Rolle B gelangt, und desto leichter wird sich das Schloß
öffnen lassen. Die Verhältnisse werden. sich leicht so wählen lassen, daß bei absolut
sicherer Riegelung nur die Bewegung um den toten Winkel ß zur Schloßöffnung notwendig
ist. Der Schaltmasse A kann wiederum durch einen Anschlag X der Bereich ihrer Arbeitsstrecke
vorgeschrieben werden. Selbstverständlich ist es nicht erforderlich, mit paarweise
durchgebildeten Hebeln E zu arbeiten, es könnte ebensogut auch. nur eine Hebeleinrichtung
Anwendung finden, wie auch ferner von dem Beispiel abweichende Hebelanordnungen
herangezogen werden könnten.
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Zur Schließung des Schlosses sowie zur Aufrechterhaltung der Verriegelung
während des Anfahrvorganges läßt sich auch dazu übergehen, auf Kraftäußerungen seitens
der Schaltmasse weitgehend zu verzichten und die Schaltmasse in der Hauptsache nur
für die Entriegelung zu benutzen. Das Beispiel der Abb.6 zeigt, wie diese Möglichkeit
verwirklicht werden kann. Die um die Punkte D, drehbaren Hebel F bilden ein Hebelpaar,
das durch die Gelenkstücke S, welche in der Rolle B zusammenlaufen, verbunden ist.
Etwa durch eine Schlitzführung an M, in welche die Verlängerung des Zapfens der
Rolle B eingreift, läßt sich: wiederum dafür sorgen, daß sich die Rolle nur in der
Bewegungsrichtung des Teiles W verschieben läßt. Die oberen Enden des Hebels arbeiten
mit Nasen N des kuppelnden Gliedes W zusammen. Die Rolle B wird durch
einen an der drehbeweglichen Schaltmasse hervorspringenden Nocken P bestrichen.
Die Feder O zieht die Hebel F ;gegeneinander und hält die Sperrung geschlossen.
Die Beweglichkeit der Schaltmasse A ;gegenüber M ist beispielsweise durch das Mittel
des Anschlages X nach beiden Seiten begrenzt, derart, daß in der Mittelstellung
des Schaltweges die Spitze des zugeschärften Nockens P die Rolle
B unter öffnung des Schlosses entgegen der Kraftwirkung der Feder O radial
nach außen zwingt. Hat die Schaltmasse ihre Stellung in den Grenzen ihrer Relativbeweglichkeit
gegenüber M eingenommen, dann hört jede Einwirkung auf das Hebelpaar auf, und das
Schloß bleibt :geschlossen. Bei beginnendem Anlauf der antreibenden Kupplungshälfte
M in beliebiger Richtung legt sich die Schaltmasse A an die entsprechende Anschlagstellung.
Bei einer alsdann auftretenden, entgegengesetzt gerichteten Massenwirkung wird diese
Stellung nach der Mittellage zu verlassen, so daß sich das Schloß öffnet. Durch
die Wirkung der Feder O lassen. sich die Riegel am Teile W ebenfalls mit einer gewissen
Kraftäußerung einlegen, so daß die Gefahr vorzeitigen öffnens .auch bei kleineren
Riegelstrecken erheblich vermindert wird. Ferner läßt sich durch entsprechende Bemessung
des Anschlages bei X wiederum ein gewisser Relativweg (Winkel ß) schaffen, jenseits
dessen erst die steuernde Massenwirkung auf die Rolle B zur Auswirkung gelangt.
Durch Schrägstellung der Flächen unterhalb der Nasen N ist gewährleistet, daß bei
der Rückkehr des kuppelnden Gliedes W unter dem Einfluß der -entkuppelnden Kraft
das Schloß unter vorübergehendem Nachgeben der Feder O ohne weiteres Zutun der Massenwirkung
von selbst wieder einklinkt. Befindet sich beim Stillstand der Kupplung die Schaltmasse
A noch nicht an dem Anschlagende, an dem sie vermöge der Richtung der auftretenden
Anfahrbeschleunigung stehen müßte, so ist zwar in diesem Augenblick das Schließen
des Schlosses unter Umständen noch vereitelt; hieraus entsteht jedoch kein Nachteil,
da sofort mit dem Einsetzen der Anfahr. beschleunigung, also sofort beim Verlassen
des Ruhezustandes der Kupplung, die Einnahme der Anschlagstellung und damit die
Verriegelung des Schlosses gewährleistet ist.
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Es läßt sich auch dazu übergehen, daß
den eigenen
Fliehkraftwirkungen der einzelnen Schloßglieder bei der Betätigung des Schlosses
eine besondere Rolle zugewiesen wird. So läßt sich, wie in der Abb. 7 gezeigt, beispielsweise
die Konstruktion nach der Abb. 6 in dieser Hinsicht ausgestalten. Ordnet man die
Hebel F so an, daß sie unter ihrer eigenen Fliehkraftwirkung die schließende Wirkung
der Druckfeder O verringern, ohne sie indessen zu übertreffen, dann tritt die Erscheinung
ein, daß im Stillstande die schließende Kraft am größten ist und reit der erreichten
Höchstdrehzahl, unter welcher das Schloß in der Regel erst zu öffnen ist, ein nur
noch sehr geringer Federkraftüberschuß besteht, der zum Zwecke des Öffne is des
Schlosses entsprechend von den Nocken l2 überwunden, werden muß. Ein unerwünschtes
Abgleiten. der Klinkenhebel F an den Riegelkanten N läßt sich wiederum durch eine
größere Riegelstrecke verhüten. Um die dauernden Lageveränderungen der Schaltmasse
A von den Riegelhebeln freizuhalten, läßt sich ebenfalls en gewisser toter Winkel
i3 vorsehen, der bei dem steuernden -Massenstoß erst zurückgelegt werden muß, ehe
die Hebel F ihre Riegelwege anzutreten -gezwungen. sind. Die Anordnung der Abschrägung
der radial nach innen gelegenen Kanten der Nasen. N erlaubt wiederum, daß sich das
Glied W bei seiner Rückkehr nach innen unter vorübergehendem Zurückdrängen der Klinkenhebel
F in die verriegelte Stellung zurückzubegeben vermag, auch wenn die Kokken P die
dem geschlossenen Zustande der Abb.7 entsprechende Stellung seitwärts der Rollen
Beinnehmen. Die Tatsache, daß es bei zweckmäßiger Wahl der Spannung der Druckfeder
O gelingt, nur ein sehr kleines Drehmoment zur Bewegung des Riegels notwendig zu
machen, weil die Fliehkraft der Hebel zur Hebelbewegung mit ausgenutzt wird, macht
es möglich, die Relativbewegung der Schaltmasse A ins Schnelle zu übertragen, wobei
das bei der Öffnung des Schlosses an der Schaltmasse erforderliche Drehmoment sehr
gering gehalten werden kann. Es bleibt natürlich unbenommen, an den Riegelnasen
N noch außerdem von dem Vorteile der rollenden Reibung Gebrauch zu machen.
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Es ist nicht notwendig, daß die für sich aus dem Bereiche der Nocken
P abhebbaren Rollen B durch besondere Kraftwirkungen, etwa durch die Kräfte der
Federn O, in kraftschlüssigen Zusammenhang reit den Nocken gebracht werden. So ließen
sich u. a. die Rollen B der Hebel F der Abb. 7 an A! z. B. in einer Kurvenscheibe
sowohl gegen radial nach innen als auch nach außen gerichtete Kräfte und ohne Zuhilfenahme
von Federwirkungen zwangläufig führen. Diese Maßnahme der beiderseitigen. Lenkung
der Rolle B in einer an l4 angebrachten Kurvenrille ist auf der linken Seite der
Abb.7 in strichpunktierten Linien angedeutet. Da nunmehr ein Ausweichen der Hebel
F bei- der Rückkehr des Gliedes W nicht mehr möglich ist, würde eine Verdrehung
der Schaltmasse A zur Mittellage notwendig werden, um W von neuem in. den Bereich
des Schlosses bringen zu können. Dem läßt sieh: vorbeugen, wenn nun die Nasen N
nicht starr an W, sondern-senkrecht zur Bewegungsrichtung von W einseitig in bezug
auf Kräfte, welche auf W zu gerichtet sind, etwa gegenüber Federwirkungen verschiebbar
angebracht werden, dann vermögen die Nasen N in das Glied W nach Art der Falle von
Türschlössern vorübergehend zurückzutreten und vermöge - der Schrägflächen das zurückkehrende
Kupplungsglied W an den Klinken der geschlossenen Hebel F vorbeizulassen.
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Während bisher die Freigabe des kuppelnden Gliedes W dadurch bewirkt
wurde, daß ein .gewisser Riegelweg an Sperrkanten N zurückzulegen war, läßt sich
auch darauf verzichten, daß eine sich -senkrecht zur Bewegungsrichtung von W erhebende
Riegelaase N von einer - Klinkeneinrichtung gefaßt wird und dazu übergehen, allein
die Reibung zur Sperrung zu benutzen. Wird der Körper W in seinen Führungsgliedern
senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung unter eine gewisse Pressung gesetzt, dann
stellt die auftretende Reibungskraft die Verriegelung her. Mit der Wegnahme bzw.
der Verringerung der Flächenpressung läßt sich dann das Glied W der einrückenden
Kraft ausliefern, ohne daß hierbei in allen Fällen Wege zurückzulegen sind. Um nicht
die gesamte für die Reibung notwendige Normalpressung vom Schlosse aufbringen zu
müssen, läßt sich dabei durch Anwendung bekannter Mittel nach Art der Reibungsgesperre
auch die einrückende Kraft zur Reibungserzeugung heranziehen. Da Relativwege bei
der Flächendruckwegnahme an sich nicht zu leisten sind, sondern die bloße Kraftäußerung
genügt, so läßt sich, weil somit keine mechanische Arbeit zur Freigabe erforderlich
ist, der an der Schaltmasse A auftretende Massendruck durch Anwendung geeigneter
Übersetzungsmittel sehr weitgehend steigern und ein Schloß konstruieren, welches
trotz großer festhaltender Kräfte mit außerordentlich kleinen Massenstößen zu öffnen
vermag.
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Eine derartige Anordnung ist am Beispiel der Abb. 8 vergegenwärtigt;
dort sind zu einem Hebelpaar vereinigte Klemmhebel F angeordnet, welche in den Punkten
D drehbeweglich an M befestigt sind. Ihre dem kuppelnden Gliede W zugekehrten Teile
sind sperrdaumenartig
ausgebildet, 'so zwar, daß sie bei einer
durch die Schraubenfeder O eingeie7.teten: Kraftäußerung - welche auch durch ..magnetische
Wirkungen unterstützt oder ersetzt werden könnte - nach Art eines R:eibungsgesperres
das Glied W festklemmen. Bei .dieser Anordnung -wirkt die ,an W angreifend gedachte,
radial nach außen gerichtete, einrückende Kraft unterstützend auf die Klemmwirkung;
die Verhältnisse lassen sich sogar - so wählen, daß die Klemmung für jede noch -so
:große, radial nach außen gerichtete Kraftäußerung an W eine vollkommen starre ist.
Die beiden Gelenkstücke S verbinden die längeren Hebelarme F der Klemmhebel untereinander,
wiederum etwa unter Zwischenschaltung der Rolle B, welche ebenfalls wieder beispielsweise
in einem besonderen Schlitze an M radial geführt wird. Die Schaltmasse A kann nun
in diese Einrichtung dadurch kraftäußernd eingreifen, daß beispielsweise wiederum
ein Nocken P vorgesehen, wird, an dessen Schrägflanken die Umfangskraft des Massendrucks
in eine radiale Komponente übergeführt wird, durch welche unter der Knieheberwirkung,
die den Massenstoß in hohem Maße übersetzt, die festhaltende Pressung an den Klemmflächen
für die Dauer des Massenstoßes aufgehoben und der Körper W freigegeben wird. Um
den freigebend wirkenden Massenstoß nicht längere Zeit aufrechterhalten zu müssen,
läßt sich eine Einrichtung etwa durch entsprechende Verjüngung des Backenquersclmittes
im Bereich der Klemmdaumen so treffen, daß nach einer eingetretenen geringen, radiälen
Backenbewegung die Klemmdaumen die Fähigkeit verlieren, beim Aufhören des entlastenden
Massendruckes das Glied W von neuem festzuhalten. Erst wenn- W in die Ruhelage radial
nach innen geehrt ist, ist die Möglichkeit des klemmenden Eingriffes wiedergegeben.
Durch einen Anschlag, wie er durch den Vorsprung X schematisch wiederum angedeutet
wurde, ist dafür gesorgt, daß die Schaltmasse: A erst nach Zurü,cklegung des toten
Winkels ß ihre freigebende Wirkung auszuüben vermag. Gleichzeitig erläutert die
Anordnung, daß auch hier die Freigabe der Sperrung für -beide Bewegungsrichtimgen
möglich ist.
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Bei den. bisher gezeigten Ausführungsbeispielen gelangten zur Verstärkung
der Kraftäußerung öder zur Vergrößerung der Relativbewegung Hebelmechanismen, Schrägflächen
u. dgl. in verschiedener Art zur Anwendung. Es ist ohne weiteres gegeben, diese
Einrichtungen durch alle möglichen dieselben Wirkungen zeitigenden Maßnahmen zu
ersetzen. Ferner wurden die gebrachten Beispiele darauf beschränkt, speziell das
kuppelnde Glied W in Gestalt eines in einer Schlitzführung beweglichen Backens darzustellen.
Wie auch das den kuppelnden Eingriff herstellende Glied W, welches selbstverständlich
jede beliebige Gestaltung aufweisen kann und in seiner Beweglichkeit auf die verschiedenste
Weise geführt werden kann, angeordnet sein mag, so wird es stets möglie'h sein,
eine Sperreinrichtung zur Anwendung gelangen zulassen, welche die gezeigten charakteristischen
Mittel der Verfeinerung des steuernden Massenstoßes 'hervorbringt.
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Ordnet man die Drehpunkte D@ der die Sperrkanten zur Abriegelung der
Nasen N tragenden Hebel so an, daß aus der am Gliede W angreifenden Kraftwirkung,
gegenüber welcher abzuriegeln ist, zusätzliche Drehmomente an den Hebeln hervorgebracht
werden, dann lassen sich ohne weiteres zusätzliche Wirkungen aus jenen Kraftwirkungen
entweder im sperrenden oder öffnenden Sinne auf die Glieder des Schlosses ausüben.
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Es ist ferner nicht nötig, in allen Fällen die in den Beispielen gebrachten
Hebel ausschließlich an dem Teil M zu befestigen, diese können vielmehr auch von
den kuppelnden Gliedern W ganz oder teilweise getragen werden. So zeigt die Abb.9,
wie ein Hebel. F und eine von ihm getrennte Zahnscheibe F1 gemeinsam um den Zapfen
D drehbar an dem kuppelnden Gliede W befestigt sind:. Die Zähnschei'be F, greift
in einen Zahnkranz ein, der zu A gehört. Die Riegelscheibe F, weiche das Glied W
an den an M festen Rollen B abriegelt und welche in ihrer Beweglichkeit
durch die an M festen Anschlagstücke Y beschränkt -ist, kommt mit
der Zahnscheibe F1 durch die an ihr seitlich hervortretenden Anschlagstifte X1 in.
kraftipbertragenden Zusammenhang, so zwar, daß bei einer Öffnung des im geschlossenen
Zustande dargestellten Schlosses stets :erst der tote Winkel ß zurückgelegt werden
muß, ehe die durch die Verzahnung ins Schnelle übersetzte Bewegung des Riegels F
auftritt, Mit der Öffnung des Schlosses kommt das radial nach außen wandernde Glied
W mit seinen Zahnbogen F1 außer Eingriff mit der Verzahnung an der Masse A. Es ist
also, ebenso wie es nach den Abb. g." 5 und 6 möglich ist, die Schaltmasse nach
der Öffnung des Schlosses festzulegen, auch möglich, die Schaltmasse A außer Eingriff
zu bringen. Erst wenn unter der Wirkung der ausrückenden Kraft das Glied W in seine
Ruhelage radial nach innen zurückgekehrt ist, erfolgt der Zahneingriff wieder von
neuem.
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Mit der A;bb.8 wurde gezeigt,, wie die eigentliche Freigabe der-Sperrung
durch das Rückgängigmachen einer :bestehenden Reibungspressung bewirkt werden kann,
ohne eine
Relativbewegung zwischen Schaltmasse und Welle zurücklegen
zu müssen. Daß die Freigabe eines derartigen Klemmschlosses auch auf .aridere Weise
erfolgen kann, geht am Beispiel der Abb. io hervor. Dort wird der Massenstoß nicht
unmittelbar auf den Hebelarm F des durch die Zugfeder 0 im Eingriff gehaltenen
Klemmdaumens übertragen, sondern mittelbar. Dieser mittelbare Zusammenbang wird
dadurch herbeigeführt, daß ein Hilfsglied W1, welches seinerseits auf beliebige
Weise von dem Massenstoß freigegeben wird, etwa unter dem Einfluß der Fliehkraft,
in beschleunigter Bewegung eine längere Wegstrecke zurücklegt, an deren. Ende es
den Hebelarm F als Begrenzung vorfindet. An ihm prallt sie daher mit einer gewissen
Geschwindigkeit auf, so daß unter der Stoßwirkung aus der kinetischen Energie der
Hilfsmasse W1 eine bedeutende Kraftäußerung auf den Hebel F entsteht, welche die
Klemmurig des Gliedes W löst. Anstatt der Fliehkraft können naturgemäß auch andere
Kraftwirkungen, welche innerhalb der Kupplung zur Verfügung stehen, die Beschleunigung
des Hilfskörpers W1 herbeiführen. Hierzu würden sich die zu übertragenden Drelunomente
der eingerückten Kupplung sowie die Massendrücke bei Geschwindigkeitsänderungen
eignen. Naturgemäß bleibt die Anwendung einer derartigen Stoßsteuerung nicht darauf
beschränkt, bei der reibenden Sperrung angewendet zu werden, sie lä.ßt sich auch
im Falle der Benutzung von Riegelflächen,verwirklichen.
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Es ist ferner möglich, den Wert des Stoßdrehmomentes, wie es sich
von seiten des Massenträgheitsmomentes beim Massenstoß auf das Schloß auswirkt,
durch elastische Wirkungen nach Maßgabe der bei elastischen Schwingungserscheinungen
auftretenden Erscheinungen zu steigern. Diese Anwendungsweise wird an Hand der Abb.
i i näher gebracht. Dort ist beispielsweise wieder eine um die Zapfen D drehbare;
selbstsperrende Klemmdaumenanordnung gezeigt, welche ,ebenfalls für beide Drehrichtungen
der Kupplung wirksam ist. Die beiden Klemmhebel F greifen so in Nuten V an der Schaltmasse
A an, daß einer eingetretenen Klemmurig am Gliede W des einen Hebels eine vollkommen
gelöste Stellung des anderen entspricht. Gemäß der in starken Linien gekennzeichneten
Stellung der Abbildung wird z. B. durch den Massenstoß der Anfahrbeschleunigung
der rechte Hebel in die Klemmstellung gezwungen und der linke vollkommen außer Eingriff
gebracht. Dabei geschieht die Kraftäußerung d°s Einrückens jeweils am starren Hebel
F, während die des Ausrückens über eine besondere Feder F2 zur Wirkung kommt. Gelangt
nun der zur Beseitigung der Sperrung auftretende Massendruck nach Zurücklegen des
vorgesehenen toten Winkels (3 z. B. spannend auf die Feder F2 des rechten Hebels
zur Auswirkung, dann wird ein elastischer Schwingungsvorgang eingeleitet, welcher
bei geeigneter Wahl der Verhältnisse bei der Lösung des Klemmdaumens zu einer maximalen
Federspannung führt, welche bis zur doppelten Höhe des Massendruckes anwachsen kann.
Auf diese Weise läßt sich eine Verdoppelung der Wirkung der absoluten Größe des
auftretenden Massenstoßes Herreichen. Der andere Klemmdaumen der Abb. i z würde,
wenn die Schaltmasse A ihre Relativbewegung weiter fortsetzte, nach der Loslösung
des einen schließlich auch seinerseits zum Eingriff kommen, wenn nicht das von dem
einen. Klemmdaumen freigegebene Glied W seine Ruhelage bereits verlassen haben würde
und so aus seinem Einwirkungsbereiche gekommen wäre.
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Bei der Benutzung elastischer Wirkungen während des Ablaufes des Massenstoßes
braucht nicht ausschließlich darauf gesehen zu werden, daß sich die zahlenmäßige
Höhe der Massenkraft steigern läßt. Es kann auch die Tatsache herangezogen werden,
daß von dem Augenblick an, in dem die elastischen Kräfte ihren Höchstwert überschreiten,
die bei der Geschwindigkeitsänderung nachgiebig mit der Welle gekuppelte Masse A
den Sinn ihrer Relativbewegung umkehrt. Damit wäre es möglich, die Schaltbewegung
im entgegengesetzten Sinne des Massenstoßes unter der Wirkung der nach der halben
Schwingungszeit wieder frei werdenden elastischen Kräfte zustande kommen zu lassen,
eine Maßnahme, die sich zu beliebigen konstruktiven Anordnungen und auch u. a. so
ausgestalten ließe, daß nur eine Hin- und Herbewegung der Schaltmasse, für die Steuerung
entscheidend wird; bei der Hinbewegung könnte .eine Feder gespannt werden, die erst
bei der Rückbewegung die Sperrung beseitigt. Die Verhältnisse werden sich auch so
wählen lassen, daß die Schwirngun;gszahl .des federgekoppelten relativ beweglichen
Massensystems von der der aus den Erzitterungen und Pendelurigen des Betriebes herrührenden
Impulse so weit verschieden ist, daß nur der zur Auslösung hervorgebrachte Massenstoß
von bestimmter Größe, einzuwirken vermag, die ungewollten Einwirkungen aber unterdrückt
werden.
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Die Klemmwirkung könnte durch Anwendung von Keilrillen u. dgl., in
welche die Klemmdaumen ,eingedrückt werden, vergrößert werden. Zur Lieferung der
für die rein reibungsmäßige Sperrung erforderlichen Normalpressung läßt sich nicht
nur ausschließlich das Mittel der Selbstsperrung benutzen, sondern es lassen sich
hierzu alle sonst in der Kupplung
verfügbaren Kräfte (Fliehkraft,
Massendrücke, Kraftäußerung der geschlossenen Kupplung) heranziehen. Anstatt durch
Klemmhebel läßt sich die selbstsperrende Wirkung der Reibung nach Art der Klemmgesperre
auch durch andere konstruktive Maßnahmen verwirklich°n. Es könnte dabei auch zur
Benutzung der Seilreibung übergegangen werden.
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Eine derartige Möglichkeit ist an Hand des Beispieles der Abb. i--
verkörpert. Dort ist das kuppelnde Glied W nicht in Schlitzführung unter Translationsbewegung
zum Eingriff geführt gedacht, sondern es ist angenommen, daß das kuppelnde Glied
um den Drehzapfen w zum Eingriff eine Drehbewegung auszuführen hat, die ihm vorübergehend
von der Sperrung verwehrt werden muß. Eine am kuppelnden Gliede vorgesehene zylindrische
Fläche b dient als Angriffsfläche für das Bremsband c, das mit seinen Enden an dem
Winkelhebel d befestigt ist, der um den festen Drehpunkt D schwingbar ist. Der Winkelhebel
trägt zwei Gewichte e und einen weiteren Arm f, mit welchem er etwa in einer Ausnehmung
V an der Schaltmasse A angreift. An dem als Bremsfläche dienenden, zylindrisch bearbeiteten
Teil b wird das kuppelnde Glied, welches im Sinne des angedeuteten Pfeiles seine
eingreifende Bewegung auszuführen trachtet, durch die bekannte Anordnung der Selbstsperrung
bei Seilreibungsbrems:en bei geeigneter Wahl der Hebelarme, unter denen das auflaufende
und das ablaufende Ende des Bandes c um den Drehpunkt D angreift, festgehalten.
Die Abbildung veranschaulicht in stark gezeichneten Linien diese etwa durch den
Massenstoß der Anfahrbeschleunigung erzwungene Riegelstellung. Die Anordnung ist
so getroffen, daß die Schwunggewichte.e, welche beispielsweise von gleicher Größe
sind, denselben Schwerpunktsabstand von der Drehachse der gesamten Kupplung besitzen.
Weil sich so die Zentrifugalkräfte am Hebel d aufheben, gelangen bei jeder noch
so hohen Drehzahl keinerlei freie Fliehkräfte auf die Hebelanordnung zur Wirkung.
Bei dem auslösenden Massenstoße wird der Hebel d in die strichpunktiert angedeutete
Lage umgelegt und durch die dadurch bedingte Lösung des Bremsbandes c die Sperrung
beseitigt. Da nun nach der Umlegung des Hebels d die Schwerpunktsabstände der beiden
Gewichte e vom Drehpunkte der Kupplung nicht mehr dieselben sind, sondern in einem
Falle vergrößert und im anderen Falle verringert wurden, so entsteht jetzt eine
freie Fliehkraftwirkung auf den Hebelarm, welche dafür sorgt, daß die Sperrung auch
nach Ablauf des öffnenden Massenstoßes so lange geöffnet bleibt, als die Fliehkraft
andauert.
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Anstatt-der eigenen Fliehkraft der Glieder der Riegeleinrichtung einen
Einfluß zuzuordnen, bleibt es unbenommen, die Anordnung auch so zu treffen, daß
jede Fliehkraftwirkung praktisch vollkommen ausgeschaltet wird. Dadurch wird der
Vorteil erreicht, daß die Arbeitsweise der Sperreinrichtung von der Drehzahl unabhängig
wird. So zeigt die Abb. 14 ein Konstruktionsbeispiel, bei welchem gleichzeitig dargetan
wird, daß die Riegelbewegung nicht nur ;.n. Ebenen senkrecht zur Rotationsachse
verlaufen. muß, sondern auch in anderen Richtungen erfolgen kann. Ein Kniehebel,
der in dem Punkt D an 1Y1 seinen Drehpunkt hat und in dem Punkt D1 am Glied W ist
so angeordnet, daß seine unter dem Einflusse der an W angreifenden Kraftwirkung,
gegenüber welcher abzuriegeln ist, einknickende Gelenkstelle g sich gegen die an
W in der Achsrichtung hervortretende Riegelnase z legt. Nach der dargestellten.
Anordnung läßt sich dabei selbst bei sehr großen abzuriegelnden Kräften der auf
den Riegel z ausgeübte Druck sehr gering halten. Die Beseitigung der Sperrung erfolgt
dadurch, daß seitens des Massenstoßes der Riegel z in der Achsrichtung zurückgezogen
wird, so daß dem Gelenk g der Anschlagvorsprung z fehlt und der Kniehebel unter
der einrückenden Kraftwirkung zusammenknickt und das Glied W freigegeben wird. Diese
achsiale Bewegung des Riegels z ließe sich leicht etwa durch Nocken ;oder Vertiefungen,
welche, anstatt sich in radialer Richtung etwa am Umfange von A zu erheben, in achsialer
Richtung vorgesehen werden. Selbstverständlich bestehen, wie bei allen übrigen Beispielen,
alle erdenkbaren Möglichkeiten, die Riegelbewegung sowohl als Translationsbewegung
als auch Rotationsbewegung aus der relativen Drehbe"veglichkeit der Schaltmasse
herzuleiten. Anstatt einer drehbeweglichen Schaltmasse würde stets auch eine achsial
verschiebbare Schaltmasse bei einem achsial gerichteten Massenstoß unmittelbar die
geradlinige Beweglichkeit des Riegels herbeiführen können, wie auch eine Kombination
mit der Drehbeweglichkeit der Schaltmasse bzw. mit den als Drehmomenten auftretenden
Massenstößen in allen Fällen möglich ist.
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Es ist ferner möglich, die Konstruktionsglieder der Riegeleinrichtung
ganz oder teilweise für die übrigen Funktionen der Kupplung dienstbar zu machen.
Zum Nachweise dient das Beispiel der Abb. 13, bei welcher dazu übergegangen wurde,
eine einrückende Kraft, welche das Glied W in seiner Schlitzführung nach äußen bewegt,
an den Schloßgliedern gleichzeitig mit zu erzeugen. Als Riegeleinrichtung, die in
der gesperrten Lagedargestellt ist, dient beispielsweise wiederum ein Klemmdaumenkörper
k, der um D an dem Glied W drehbar befestigt ist. über sein
Hebelende
i ist unter Zwischenschaltung d:#r Schraubendruckfeder n eine Hülse in aufgeschoben,
deren Hopf L sich im Ruhezustande in dem Grunde einer Vertiefung aufstützt, welche
unter der Schrägfläche s am Umfang der Schaltmasse A entsteht. Unter dem Massenstoße
der Anfahrbeschleunigung wurde zunächst durch die an der Schrägfläche s auftretende
Umfangskraft der Klemmdaumen k in seine Klemmstellung eingelegt. Unter der Wirkung
der an der Schrägfläches auftretenden radialen Kraftkomponente wurde dann gegenüber
dem so gesperrten Glied W die Hülse m unter Spannung der Federn radial nach
außen gezwungen, so lange, bis an der Schaltmasse A die Schrägfläche s durch die
nicht mehr geneigte Fläche u abgelöst wurde. Die Anschlagkante v verhinderte s3
dann die weitere Drehung der Schaltmasse A bei fortdauernder Anfahrbeschleunigung.
Damit ist der in der Abb. 13 dargestellte Zustand erreicht. Durch Schrägstellung
der Hebelachse unter dem geringen Winkel y zur Bewegungsrichtung von W ist dafür
gesorgt, daß eine gewisse Kraftkomponente in der Richtung des Umfanges entsteht,
welche die öffnung erschwert und eine Freigabe des Schlosses zur Unzeit verhindert.
Bei einem nunmehr in entgegengesetzter Richtung auftretenden Massenstoß wird der
Hebel i unter dem Einflusse der Reibung des Hülsenkopfes L gegenüber der Fläche
tt nach der anderen Seite bewegt, so daß der Klemmdaumen gelöst wird und das freigegebene
Glied W unter dem Einflusse der gespannten Federn seine -kuppelnde Bewegung radial
nach außen ausführt.
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Die Abb. 13 zeigt gleichzeitig eine Möglichkeit, wie die Schaltmasse
A unter der bloßen Zuhilfenahme der Reibung mit den Teilen der Sperreinrichtung
in Eingriff gebracht werden kann, an denen der Massenstoß zu wirken hat. Denkt man
sich nämlich die Schrägflächen s der Schaltmasse A wegfallend und nur eine Flächen
ohne Neigung ununterbrochen vorhanden, auf welche der federnd angepreßte Teil m
des Hebels! aufruht, dann geschieht die Kraftäußerung der Schaltmasse auf den Hebel
!lediglich durch das Mittel der Reibung. Bei einer derartigen Mitnahme ergeben sich
gewisse konstruktive Vorteile, weil der Eingriff in jeder Stellung des Teiles A
längs des Umfanges :erfolgt und z. B. nicht zu gewährleisten ist, daß die Schaltmasse
A immer wieder in ihre Ausgangslage zurückgeführt wird.
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Durch die Maßnahmen, welche ein gewisses Drehmoment oder eine gewisse
Sicherheitsriegelstrecke zur Verhütung ungewollter Freigabe vorsehen, läßt sich
gleichzeitig die Mindestgröße derjenigen Massenwirkung festlegen, bei welcher die
Kupplung anspricht. Aber auch eine obere Grenze für die Größe. der steuernden Massenkraft,
jenseits deren die Kupplung nicht mehr einrückt, ließe sich schaffen. Dies wird
beispielsweise aus der Abb. r klar, wenn man sich die gemäß der Darstellung zunächst
nicht zur Riegelung benutzte (rechte) Riegelnase N um eine gewisse Strecke radial
weiter nach außen gerückt denkt. Wird nun bei dem einsetzenden kräftigen Massenstoß
die Schaltmasse A gegenüber W rasch verdreht, so daß das kuppelnde Glied W nach
seiner Freigabe seitens der bisher riegelnden (linken) Nase N noch keinen nennenswerten
Weg radiaI nach außen zurücklegen konnte, ehe die rasch heraneilende andere (rechte)
Nase mit ihrer etwas nach außen verlegten Riegelkante sich ihm von neuem in den
Weg legt, dann ist dadurch praktisch die Möglichkeit nachgewiesen, bei Überschreitung
einer Massenwirkung von gewisser Größe die Kupplung ebenfalls nicht ansprechen zu
lassen. Diese Größe würde z. B. durch einen veränderlichen Abstand d-,r beiden Riegelnasen
N am Umfange, durch Veränderung der Größe der Schaltmasse A, durch das Maß der Abstufung
der einen Nase gegenüber der anderen in der Richtung der Eingriffsbewegung des Gliedes
W und durch die Veränderung der Größe der Geschwind`gkeit der Einrückbew egung des
Gliedes W beliebig .eingestellt w=erden können. Anstatt der Riegelnasen an der Schaltmasse
könnten auch die Riegelflächen an denn Glied W entsprechend abgestuft werden. Es
steht auch nichts im Wege, bei einem derartigen Neueinfallen der Sperrung bei zu
großem Massenstoße die Schaltmasse A etwa seitens der am Glied
W
wirkenden einrückenden Kraft gegenüber einer weiteren steuernden Bewegung
festzulegen, so daß die Kupplung bei zu stark auftretendem Massenstoße beispielsweise
erst stillgesetzt werden müßte, um die Fähigkeit, durch den Massenstoß eingerückt
zu werden, wieder zu gewinnen.
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Es ist nicht nur möglich, den Schaltmechanismus auf bestimmte Größen
der Massenwirkungen abzustimmen,. sondern auch auf die Häufigkeit und auch auf die
Reihenfolge ihres Auftretens. Ein derartiges Beispiel der Vielgestaltigkeit, der
die Sperreinrichtung der Kupplung unterworfen werden kann, zeigt schließlich die
Abb. 15. Dort ist an dem kuppelnden Glied W um D, drehbar ein Hebel o befestigt,
der :eine Rolle B trägt und etwa in Gestalt einer angedeuteten radialen Schlitzführung
Y an der Schaltmasse A angreift. Die Rolle B ragt dabei in ein Kulissensystem hinein,
welches die radiale Beweglichkeit von W vorschreibt. Bei einem Massendruck
der Anfahrbeschleunigung wird das kuppelnde Glied W an den Sperrkanten p für jeden
beschrittenen
Drehsinn verriegelt. Der nächste Massenstoß in entgegengesetzter
Richtung hebt diese Verriegelung auf, und das nach außen bewegte Glied W findet
in der Nase q einen neuen Riegel. ,Ins dieser Stellung unter g läßt sich die Rolle
B nur durch einen weiteren Massenstoß in beliebiger Richtung befreien. Damit wird
das nach außen strebende kup. pelnde Glied W, je nach der Richtung jenes Massenstoßes,
an eine der neuerdings sperrenden Kanten r festgehalten. Erst durch einen abermaligen
Massenstoß in beliebiger Richtung wird W endgültig bz-freit und seinem vollen kuppelnden
Eingriff überlassen. Durch entsprechende Abschrägungen ist dafür g#,-sorgt, daß
einer rückwärtigen Bewegung des Gliedes W die Nasen r, g und p nicht hinderlich
sind. Damit läßt sich die Sperrung in einzelnen Etappen freigeben, eine Freigabe,
welcher die verschiedensten Funktionen am Glied W zugeordnet werden können. So könnte
beispielsweise das Glied W verschiedene Abschnitte des kuppelnden Eingriffes der
beiden Kupplungshälften verwirklichen. Die Kulissenanordnung, welche bis zu jeder
gewünschten Zahl der Etappen ausgebaut werden kann, läßt sich ebensogut auch am
Glied W anbringen und das an ihm angreifende Schloßglied o nach dem Teil M verlegen.
Es ist nicht notwendig, daß die Kulisse so ausgebildet ist, daß es gleichgültig
ist, welche Richtung des Massenstoßes vorliegt. Werden die Nasen nicht gemäß der
Abbildung' symmetrisch in bezug auf eine Ebene ausgeführt, sondern ganz oder teilweise
nur einseitig, dann ist die Freigabe entsprechend nur bei Massenstößen von ganz
bestimmter Richtung und in jeder gewünschten Reihenfolge erzielbar, wobei durch
zwischengeschaltete, symmetrische Ausfübrung mit dem Ansprechen für beliebig gerichtete
Massenstöße abgewechselt werden könnte. Es sind also alle Kombinationen möglich,
wie ;sich auch alle Mittel der weiteren Verfeinerurg der Arbeitsweise der Riegeleinrichtung
außerdem noch vorsehen lassen. Außerdem ist die Möglichkeit gegeben, verschieden
geartete Kulisseneinrichtungen mit verschieden gearteten kuppelnden Gliedern W in
derselben Kupplung zusammenwirken zu lassen und so einzelnen Teilen der Kupplung
unter sich verschiedene Bewegungsgesetze vorzuschreiben.
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Es bes=eht ferner durchweg d_2 Möglichkeit, daß sowohl die Teile W
a':: auch der Teil A nicht unmittelbar als die den kuppelnden Eingriff herstellenden
Glieder bzw. als Schaltmasse selbst dienen. Sie können vielmehr auch als Teile aufgefaßt
werden, die erst ihrerseits mit den eigentlichen kuppelnden Gliedern bzw. der Schaltmasse
in Verbindung stehen oder deren Eingriffsbewegung mit i Hilfe der Fliehkraft, den
Massenkräften bei Geschwindigkeitsänderungen oder auf Grund auftretender Drehmomente
herbeiführen.
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Es ist ohne weiteres gegeben, die einzelnen bisher gekennzeichneten
Möglichkeiten sinngemäß unter sich kombiniert zur Anwendung zu bringen.
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Es ist nicht erforderlich, daß gemäß den bisher gebrachten Beisspielen
eine besondere Schaltmasse A relativ beweglich, drehbar oder verschiebbar gegenüber
dem antreibenden Teile M angeordnet ist, welches die eingreifeaden Glieder W trägt.
Es bleiben die Maßnahmen des Erfindungsgegenstandes naturgemäß auch für solche Kupplungen
anwendbar, bei welchen nicht eine besondere Schaltmasse A angeordnet ist, sondern
bei denen die Kupplungsglieder W mit ihren Führungseinrichtungen relativ beweglich
um die )fielle angeordnet sind und mit ihren eigenen Massen gleichzeitig das zur
Schaltung erforderliche Massenträgheitsmomcnt mitliefern. Die Abbildungen verwirklichen
diese Anordnung, wenn jeweils der Teil A als mit der Welle fest und der Teil M als
relativ zu ihr beweglich aufgefaßt wird.
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Handelt es sich nicht um die Verwendung einer besonders in oder außerhalb
der Kupplung vorgesehenen Schaltmasse A, die stets leicht zur Ausgangslage zurückgeführt
werden kann, sondern besitzt ,der Teil M mit seinen kuppelnden Gliedern W eine gewisse
Relativbeweglichkeit um die Kupplungsachse, um gleichzeitig als Schaltmasse zu dienen,
dann wird er beim Vorgange der Lösung der Kupplung, also bei der Rückkehr der kuppelnden
Glieder in die zu verriegelnde Stellung, nicht in allen Fällen eine solche Lage
im Bereiche seiner Relativbeweglichkeit gegenüber den mit der antreibenden Welle
starren Teilen einnehmen, welche gleichzeitig den Zustand des geöffneten Schlosses
kennzeichnet. Es wird dann ferner nicht immer möglich sein, durch den Massenstoß
der Anfahrbeschleunigung jene Lage zu erzwingen. Damit das Schloß trotzdem schließt,
ohne daß es hierzu einer besonderen Rückführung der relativ beweglichen Teile M
zur Öffnungslage bedarf, ist zweckmäßig der Zusammenhang zwischen der Relativbeweglichkeit
und der öffnung des eigentlichen Schlosses bzw. der Anordnung der Glieder des Schlosses
so zu treffen, daß sich die Sperrglieder auch ohne Relativbewegung der Massen stets
schließend zusammenfügen können. In der Abb.7 wurde eine Anordnung wiedergegeben,
die diese Aufgabe erfüllt, denn in der Lage des nun relativ beweglich zu denkenden
Teiles M und des als fest mit der Welle zu betrachtenden Teiles A, welche dem geschlossenen
Zustande entspricht, ist es stets möglich,- ohne weiteres
das
nach außen gewanderte Glied W unter voller Schließung des Schlosses in seine Ruhelage
zurückzuführen.
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Alle beschriebenen Anordnungen gelten. ohne weiteres auch für den
Fall, daß die steuernden Massendrücke nicht nur aus der Rotation längs des Umfanges,
sondern auch bei translatorischen Bewegungen längs der Kupplungsachse auftreten.
Auch eine Kombination beider Möglichkeiten ist gegeben, Anstatt die Freigabe des
Schlosses durch den Massenstoß herbeizuführen, lassen sich für die gesamte vorliegende
Erfindung auch die Maßnahmen der Kupplung nach Patent 408004 vorsehen, wonach die
Sperrung mit dem Verschwinden der Beschleunigung beseitigt wird -und ein Massenstoß
lediglich die Rolle des Einlegens der Sperrung übernehmen kann.
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Es besteht keine Schwierigkeit, die Verfeinerung der Arbeitsweise
des Schlosses der Kupplung auch auf solche Ausgesta.ltungsmöglichkeiten der Kupplung
zu erstrecken, bei welchen nicht nur die Massenkräfte innerhalb der Kupplung beim
Steuervorgange entscheidend sind, sondern auch fremde Kraftwirkurigen von außen
her in die Kupplung geleitet werden.
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Ob nun der Massenstoß an einer besonders, auf irgendwelche Weise vorgesehenen
Schaltmasse in beliebiger Richtung zur Auswirkung gebracht wird, ob unmittelbar
die Konstruktionsteile der antreibenden Kupplungshälfte als Schaltmasse dienen,
ob es sich darum handelt, die den kuppelnden Eingriff übernehmenden Glieder unmittelbar
oder mittelbar zu steuern, ob die Einwirkung des Massenstoßes innerhalb der Kupplung
selbst erfolgt, oder Kraftwirkungen außerhalb der Kupplung im Spiele sind, es ist
in allen Fällen möglich, ihn nach der vorliegenden Erfindung so auf eine Riegeleinrichtung
einwirken zu lassen, daß die Arbeitsweise der Kupplung im Sinne einer bei denkbar
kleinen Massenwirkungen betriebssicheren Steuerung eine Verfeinerung erfährt bzw.
daß sie nur auf Massenstöße besonderer Art abgestimmt ist.