DE634880C - Fliehkraftkupplung mit Einkupplungsverzoegerung - Google Patents

Description

Häufig liegt der Bedarf für eine Kupplung vor, welche bei Erreichung der Betriebsdrehzahl der treibenden Welle die zwangsläufige Verbindung mit der getriebenen Welle erst nach einer bestimmten Zeit herstellt. Solche Anforderungen können z. B. vorliegen, wenn der Antrieb durch Elektromotoren erfolgt, die mit einer besonderen Schaltung angelassen werden und

ίο die erst ihre Stabilität erreichen sollen, ehe die Belastung einsetzt. Würde dagegen die Kupplung unmittelbar nach Erreichung der Betriebisdrehzahl fassen, so bestände Gefahr, daß sie mit jedem kurzzeitigen Drehzahlabfall wieder entkuppelt, wodurch sich erhebliche Stromstöße und Pendelerscheinungen geltend machen würden. Hierbei braucht jene Kupplung nicht immer zur unmittelbaren Verbindung des Elektromotors mit seiner Last zu dienen. Solche Kupplungen können auch allgemein für Zentrifugalschalter anwendbar sein, um die Umschaltung der Wicklungen eines polumschaltbaren Elektromotors in Abhängigkeit von einer bestimmten Drehzahl vorzunehmen. Der angetriebene Teil der Kupplung kann dann mittelbar oder unmittelbar das Auslöse- bzw. Umschaltorgan der Wicklung bilden.
Um diese Wirkung in der beabsichtigten Weise zu erreichen, hat man u. a. bereits vorgeschlagen, den treibenden und angetriebenen Teil einer Kupplung durch ein zwischen diesen angeordnetes, frei drehbares, die Fliehgewichte tragendes Zwischenglied zu kuppeln. Mittels Reibung wird hier bewirkt, daß das Zwischenglied der Triebwelle nachfolgend allmählich beschleunigt wird, bis seine Fliehgewichte die Kupplung zum Fassen bringen. Die bekannten Fliehkraftkupplungen mit Einkupplungsverzögerung beruhen auf einem rein mechanischen Prinzip und haben daher den Nachteil, daß sie einen hohen Verschleiß aufweisen und somit eine häufige Auswechselung von Teilen erfordern.

Erfindungsgemäß erfolgt die Zeitverzögerung beim Kupplungsvorgang bei einer Fliehkraftkupplung mit einem zwischen dem treibenden! und angetriebenen Teil der Kupplung vorgesehenen, frei drehbaren, die Fliehgewichte tragenden Zwischengliede dadurch, daß das Zwischenglied bei dem Umlauf des treibenden Teiles durch einen magnetischen oder elektromagnetischen Kraftschluß mitgenommen und beschleunigt wird.

In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 ist die Erfindung durch eine Kupplung wiedergegeben, welche eine Seilscheibe 10 als anzutreibenden Teil mit einer treibenden Welle ir verbinden soll. An dieser Scheibe 10, welche mit einem hülsenförmigen Nabenteil

13 auf einer auf die Welle ii aufgepaßten Buchse 14 drehbar gelagert ist, ist ein glockenförmiger Ansatz 12 befestigt. Mit der treibenden Welle 11 ist ein Hohlkörper 15 vel·.' bunden, der auf einer Stirnseite mit dC Buchse 14 befestigt ist und an der anderen' Seite eine Öffnung besitzt, um den Naben^j teil 13 der getriebenen Scheibe 10 hindurchstecken zu können. Der äußere Umfang 16 t« des Hohlkörpers 15 besitzt eine Anzahl öffnungen 17',! in denen Reibkörper 17 gelagert sind. Ein Zwischenglied 21, 22 mit Gewichtssegmenten 18 ist frei drehbar auf dem Nabenteil 13 in 'dem Hohlkörper 15 untergebracht. Die Gewichte 18 bewegen sich unter Fliehkraft entgegen der Spannung einer Ringfeder 19 nach außen und drücken die Reibkörper 17 gegen den anzutreibenden Mantel 12 der Scheibe 10, so daß dadurch die Seilscheibe 10 mit der treibenden Welle 11 mittels Reibung gekuppelt wird.

Um eine Verlagerung der Feder 19 zu verhindern, sind die Nuten 20 in den aufeinanderfolgenden Gewichten 18 abwechselnd auf entgegengesetzten Seiten vorgesehen.

Das Zwischenglied für die Gewichte 18 besteht aus zwei Platten oder Speichenkränzen 21, wobei die Speichen 22 in Nuten 23 an den Seiten der Gewichte 18 eingreifen, wodurch eine radiale Führung der Gewichte 18 ermöglicht ist. Die gegenseitige Abstützung der Speichenscheiben 21 erfolgt durch Niete 24, welche in Ausnehmungen 2=; der Gewichte 18 liegen.

Das· Zwischenglied 21, 22 ist von dem umgreifenden treibenden Hohlkörper 15 beiderseits durch kleine Scheiben 26 getrennt, um die Mitnahme durch Reibung weitmöglichst zu verringern. Eine Verschiebung der Nabe 13· der getriebenen Seilscheibe 10 auf der Buchse 14 wird durch einen Stellring 27 mit '"' Schraube 28 verhütet. Wenn die treibende Welle 11 auf Drehzahl gebracht wird, läuft der mit der Welle 11 verbundene Hohlkörper 15 in der anzutreibenden Glocke 12 um, das Zwischenglied 21, 22 mit den Fliehgewichten 18 wird jedoch noch in Ruhe bleiben.

Um nun ein Beschleunigungsmoment auf die Gewichte 18 auszuüben, wird erfindungsgemäß ein magnetischer Kraftschluß angewendet: Dieser ist z. B. dadurch bewerkstelligt, daß die Arme 22 des Zwischengliedes aus magnetischem' Stoff hoher Koerzitivkraft, z. B. Stahl, ausgeführt werden, während der antreibende Teil 15 aus einem magnetischen Stoff, z. B. Weicheisen, besteht. Die Umdrehung des Hohlkörpers 15 kann somit auf die benachbarten Arme 22 und damit auf das Zwischenglied ein Drehmoment ausüben, um den Gewichtssatz soweit zu beschleunigen, daß er sich durch die Fliehkraft t

entgegen der Spannung der Ringfeder 19 allmählich nach außen bewegt. Auf diese Weise werden der antreibende und anzutreibende ~>Γει1 erst nach einer gewissen Zeit gekuppelt. »'/»Mn den Abb. 3, 4 und 5 ist eine Ausfüh-'il|ngsform der Erfindung in Anwendung auf *=$men Wechselstrommotor veranschaulicht. Der Motor ist ein Induktionsmotor mit Käfigläufer 29, der mit einer Büchse 32 frei drehbar auf der getriebenen Welle 30 innerhalb des im Stator 31 erzeugten magnetischen Feldes sitzt. Die Endringe des Käfigs sind mit 33 und 34, seine Leiterstäbe bekannter Ausführung mit 35 bezeichnet. Der antreibende Teil 36 der Kupplung ist durch U-förmige Gestaltung des Endringes 34 gebildet. Auch hier sind öffnungen 37' am inneren Schenkel des. Kupplungsteiles vorgesehen, welche Reibkörper 37 aufnehmen. Der anzutreibende Teil 38 der Kupplung ist mit einer Nabe 40 vernietet, die auf dem Wellenhals 38 aufgepaßt ist, so daß sie auf diese Weise mit der getriebenen Welle 30 mechanisch verbunden wird. ~

Die Gewichte sind ähnlich wie in den Abb. ι und 2, ausgebildet, ausgenommen, daß eine der Platten 21 durch das in Abb. 5 dargestellte Zwischenglied zum Antrieb der Gewichte ersetzt ist. Dieses Zwischenglied besteht aus einer Stirnplatte 42 mit glockenförmigem Umfang 43, der den treibenden Teil 36 der Kupplung umschließt, und der Stirnplatte 47. An der Innenseite der Stirnplatte 42 sind Auflagen 44 zur Führung der Gewichte 18 in radialen Nuten vorgesehen. Mittels einer Bohrung 45 kann sich das Zwischenglied 42, 43 frei um die Büchse 40 drehen. An dem äußeren; Mantel 43 trägt das Zwischenglied einen Ring 46 aus magnetischem Stoff. Die Stirnplatte 47 des frei drehbaren, die Gewichte 18 tragenden Zwischengliedes ist ähnlich dem Teil 21 der Abb. 1 und 2 ausgebildet, besteht jedoch aus unmagnetischem Stoff. Die Stirnplatten 42 und 47 des Kupplungszwischengliedes sind durch Nietbolzen 24 miteinander verbunden. Der Teil 47 ist von dem Teil 38 durch eine Einlage 48 getrennt, während auf der anderen Seite des Zwischengliedes ein Ring 49 axiale Verschiebungen verhindert. Das Drehfeld ■des Stators 31 erteilt dem Ring 46 unabhängig vom Läufer 29 eine Beschleunigung, die von dem Verhältnis des vom Drehfeld, auf den Ring ausgeübten Drehmomentes zur Gesamtmasse des Zwischengliedes 42, 4.3 abhängt. Da der Ring 46 keine besondere Wicklung erhält, \vird das auf ihn ausgeübte Drehmoment nur gering und auf alle Fälle kleiner als das auf den Läufer 29 ausgeübte Moment sein. Von der Bemessung der Breite und Stärke des Ringes 46 ist das Maß seiner

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Beschleunigung und damit der Einkupplungsverzögerung abhängig. Hat der Ring die Ansprechdrehzahl erreicht, so bewegen sich die Gewichte i8 radial nach außen und kuppeln die Teile 36 und 41 durch das Andrücken der Reibkörper 37, so daß nunmehr der Läufer 29 fest mit den anzutreibenden Teilen 38, 40. 39 verbunden ist.

Wie bereits erwähnt, ist die Ausbildung der Kupplung auch für Zentrifugalschalter mit verzögerter Schaltung anwendbar. In solchen Fällen kann dadurch die Erfindung zur selbsttätigen Umschaltung von der Anlaß- zur Betriebsanordnung der Wicklung herangezogen werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ι . Fliehkraftkupplung mit Einkupplungsverzögerung mittels eines zwischen dem treibenden und dem angetriebenen Kupplungsteil angeordneten, frei drehbaren, die Fliehgewichte tragenden Zwischengliedes·, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied von dem treibenden Teil durch ein magnetisches Feld mitgenommen und beschleunigt wird.
2. 2. Fliehkraftkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied und der treibende Kupplungsteil gegenüberliegende magnetisierbare Stoffe enthalten, von denen der des Zwischengliedes eine hohe Koerzitivkraft besitzt und als permanenter Magnet wirksam ist.
3. 3. Fliehkraftkupplung nach Anspruch t in Anwendung auf Wechselstrommotoren, dadurch gekennzeichnet, daß zum Kup-.peln des als treibende Kupplungshälfte dienenden Läufers mit der anzutreibenden Welle das Zwischenglied unabhängig vom Läufer durch das Statorfeld angetrieben und beschleunigt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen