DE647507C - Reibungskupplung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung der im Patent 5 so 378 beschriebenen Erfindung und bezweckt, die Anwendungsmöglichkeiten für die im Hauptpatent beschriebenen Kupplungen zu erweitern. Nach den Angaben des Hauptpatents besteht die Eigenart der Kupplung darin, daß zwischen dem treibenden Kupp-' lungsteil und dem getriebenen Kupplungsteil eine Vorrichtung angeordnet ist, in welcher bei einem Wechsel in der Richtung des Kraftflusses eine Relativbewegung auftritt, wobei auch bei geschlossener Kupplung die Möglichkeit der Relativbewegung erhalten

bleibt. Diese Relativbewegung wird zum Öffnen und Schließen der Kupplung benutzt, indem die Bewegung durch eine kraftübertragende Leitung auf die den Reibungsschluß herstellenden oder lösenden Kupplungsteile übertragen wird. Die Neuerung bezieht sich auf die besondere Ausbildung dieser kraftübertragenden Leitung und besteht darin, daß in diese Leitung eine von außen her beeinflußbare zusätzliche Schaltvorrichtung eingeschaltet wird, durch welche der Kupplungszustand vollkommen unabhängig von der Stellung der unter der Einwirkung des Kraftflusses relativ zueinander beweglichen Teile beeinflußt wird. Dabei sind zunächst zwei Anwendungsfälle denkbar; durch die zusätzliche Schaltvorrichtung kann nämlich entweder bewirkt werden, daß die Kupplung auf jeden Fall sich löst oder gelöst bleibt, auch wenn von den relativ zueinander beweglichen Teilen, die im folgenden kurz als Impulsgeber bezeichnet werden, ein Impuls im Sinne des Schließens der Kupplung ausgeht; durch die zusätzliche Schaltvorrichtung kann aber auch zweitens bewirkt werden, daß die Kupplung sich schließt oder geschlossen bleibt, auch wenn der vom Impulsgeber ausgehende Impuls auf ein Lösen der Kupplung hinwirkt. Für beide Möglichkeiten sind im praktischen Betriebe Anwendungsfälle gegeben, wie die weiteren Ausführungen zeigen.

Nach den vorstehenden Ausführungen liegt die Aufgabe der Erfindung darin, eine Kupplung mit den im Hauptpatent angegebenen Eigenschaften zu schaffen, bei der durch eine zusätzliche, von außen her bedienbare Schaltvorrichtung die selbsttätige, vom Wechsel in der Richtung des Kraftflusses abhängige Wirkung nach Belieben aufgehoben werden kann, und zwar unter Anwendung einfachster Mittel, um auf· diese Weise die Verwendbarkeit und die Wirkungsmöglichkeiten der Kupplung zu erhöhen.

Durch die angegebenen Mittel wird beispielsweise erreicht, daß die Kupplung als Überholungskupplung bei beliebigem Drehsinn des Antriebsmotors Verwendung finden kann, indem für eine einzige Kupplung zwei Impulsgeber Anwendung finden, von denen

jeder für einen bestimmten Drehsinn ausgebildet ist: von den beiden Kraftübertragungsleitungen wird jeweils eine durch die zusätzliche Schaltvorrichtung in der angege benen Weise unwirksam gemacht. Durch die Erfindung wird also der Aufbau von Giftrieben ermöglicht, bei welchen das Schalten von einer Geschwindigkeitsstufe zur anderen ohne Kraftunterbrechung erfolgt und welche ίο gleichzeitig für beide Drehrichtungen des Antriebsmotors wirksam sind.

Ein weiterer Anwendungsfall liegt vor, wenn ein Antriebsmotor zeitweise als Bremse für die angetriebene Vorrichtung benutzt werden soll. In diesem Fall muß die Überholungseinrichtung, welche an sich für ein Weiterschalten auf eine andere Geschwindigkeitsstufe ohne Kraftunterbrechung erforderlich ist, zeitweise außer Wirkung gesetzt werden können. Die Kupplung soll also geschlossen bleiben, auch wenn der vom Impulsgeber ausgehende Impuls auf ein Lösen der Kupplung hinwirkt. Auch dieser Zweck kann durch eine in die Kraftübertragungsleitung zwischen dem Impulsgeber und die eigentliche Kupplung eingeschaltete zusätzliche Schaltvorrichtung ohne weiteres erreicht werden. In der angegebenen Weise läßt sich also eine besondere Vielseitigkeit in bezug auf die von der Kupplung zu erreichenden Wirkungen erzielen, so daß die Kupplung für die verschiedenartigsten Zwecke geeignet ist, beispielsweise für die Getriebe von Fahrzeugen, für Arbeitsmaschinen, Fördermaschinen, Hebezeuge und viele weitere Anwendungszwecke.

Der Gegenstand der Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen durch eine Anzahl von Ausführungsbeispielen dargestellt, welche einerseits die" Erfindung näher erläutern und andererseits die vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile veranschaulichen. Abb. ι stellt eine Kupplung nach dem Hauptpatent dar, bei welcher das Ein- und Ausrücken der Kupplung in an sich bekannter Weise durch einen Elektromagneten bewirkt \vird. Vom Motor aus wird die Welle α angetrieben, auf welcher der Kupplungsteil b einer Lamellenkupplung aufgekeilt ist. Die zweite Kupplungshälfte der Lamellenkupplung d ist drehbar auf dem angetriebenen Rade e befestigt, und zwar ist die Drehbewegung begrenzt durch die Anschläge/, welche in beiden Richtungen als Mitnehmer wirken, aber eine Relativbewegung der Teile e und d zulassen. Zwischen den beiden Teilen b und e sind zwei Schaltvorrichtungen g¹ und g- angebracht, welche bei Ausführung der Relativbewegung betätigt werden. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die Schaltvorrichtungen g¹ und g~ nicht notwendig innerhalb der Kupplung untergebracht sein müssen, sie können vorteilhaft auch außerhalb der eigentlichen Kupplung zwischen entsprechenden Verlängerungen der Teile α und e angeordnet sein. Die Einschaltung der Kupplung erfolgt durch Erregung der Magnetwicklung c¹, welche den Druckring c gegen die Kupplungslamellen preßt. In Abb. ia ist das Schaltschema für die Kupplung nach Abb. 1 dargestellt. Bei dem dargestellten Beispiel ist vorausgesetzt, daß der Lauf des Motors durch eine Schaltkurbel geregelt wird, deren Drehung nach rechts oder links von einer Nullstellung aus den Vorwärts- oder Rückwärtslauf des Motors einschaltet. Diese Motorschaltung ist in Abb. ι a nicht dargestellt, sondern lediglich die mit der Motorschaltkurbel verbundene Schaltvorrichtung m für die Magnetkupplung, deren Nullstellung mit der Nullstellung des Motorschalters übereinstimmt. Die Schaltvorrichtung m bewirkt, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, daß der Schalter g¹ für die Magnetkupplung c nur bei Vorwärtsgang, des Motors, der Schalterg³ nur bei Rückwärtsgang in den Stromkreislauf eingeschaltet wird.

Findet beim Vorwärtsgang des Motors ein Überholen statt, so wird der Schalter g¹ go infolge der Relativbewegung der Kupplungsteile geöffnet und die Kupplung gelöst. Daß· gleichzeitig der Schalter g² geschlossen wird, ist unerheblich, da dieser Schalter sowieso stromlos ist. Bei Rückwärtsgang des Motors ist umgekehrt der Schalter g^s an die Stromquelle angeschlossen, der Schalter g¹ stromlos. Dementsprechend wird, wenn eine Überholung eintritt, der Schalter g² geöffnet und dadurch die Kupplung gelöst.

In Abb. ia ist im übrigen noch dargestellt, daß die beim Erfindungsgegenstand verwendeten Schalter gleichzeitig dazu benutzt werden können, um den jeweiligen Zustand der Kupplung nach außen kenntlich zu machen. Zu diesem Zwecke ist parallel zur Magnet wicklung c eine Kontrollampe m² geschaltet, welche angibt, ob die Kupplung wirksam ist oder nicht. Die Kontrollampe kann durch beliebige Signal- oder Alarmvorrichtungen ersetzt werden, so daß auch das automatisch erfolgende Umschalten angezeigt werden kann.

In Abb. ι a ist ferner noch ein Schalter tn^s eingezeichnet, dessen Bedeutung weiter unten erläutert wird. Zu bemerken ist noch, daß die beiden Schalter g^x und g² zu einem Wechsel schalter vereinigt sein können.

Überholungskupplungen für zwei Drehrichtungen sind nicht auf elektrische Aus- iao führungen beschränkt; nach den oben anegebenen Grundsätzen ist auch die Ausfüh-

rung einer rein mechanischen Kupplung mit der gleichen Wirksamkeit möglich, wie dies in Abb. 2 dargestellt ist. Die Bezeichnungen in dieser Abbildung entsprechen sinngemäß den bisher angewandten. Mit α ist die antreibende Welle bezeichnet, mit b der zugehörige Kupplungsteil der Lamellenkupplung, mit c der Druckring, welcher die Lamellen betätigt, mit d die angetriebene

ίο Kupplungshälfte, welche zu dem angetriebenen Zahnrad e als Zwischenstück relativ beweglich ist. Durch die Relativbewegung werden die Getriebe k¹ und k² angetrieben, weiche auf den Druckring c einwirken. Das

15' Einschalten der Kupplung geschieht durch eine Bewegung des Stellringes c¹, welcher durch entsprechende Hebelübersetzungen auf den Druckring c einwirkt. Bei Vorwärtsgang wird der Stellring c¹ nach der einen Richtung verschoben, bei Rückwärtsgang nach der anderen Richtung. Beide Bewegungen wirken sich auf den Druckring c im gleichen Sinne aus, jedoch wird bei jeder der beiden Bewegungen ein anderes Gestänge benutzt; die Bewegung wird in dem einen Falle durch den Winkelhebel c², im anderen Falle durch den Winkelhebel c³ übertragen. Die beiden Schaltvorrichtungen k¹ und k² sind den beiden verschiedenen Winkelhebeln so zugeordnet, daß bei jeder Drehrichtung nur die eine der Schaltvorrichtungen in Tätigkeit treten kann, während die Bewegung der anderen Schaltvorrichtung keine Wirkung auslöst.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise einer Vorrichtung nach Abb. 2 ist die gleiche Vorrichtung nochmals in Abb. 2a dargestellt, welche die Stellung der einzelnen Teile nach einer Bewegung des Stellringes c¹ nach links, also zur Kupplung hin, zeigt. Durch die Bewegung des Stellringes ist der Hebel c² um seinen Drehpunkt an der zu k¹ gehörigen Mutter bewegt und hat dadurch den Druckring c gegen die Lamellen gepreßt. Bei der Bewegung des Druckringes c ist gleichzeitig der Winkelhebel c³ um seinen Drehpunkt an der zu k² gehörigen Mutter gedreht worden, und zwar so, daß sich das ursprünglich am Stellring c¹ anliegende Ende des Hebels nach außen bewegt, sich also von diesem Stellring noch weiter entfernt, als die Bewegung des Stellringes selbst ausmacht. Es ist aus der Abbildung nunmehr ersichtlich, daß beim Eintreten einer Überholung, wenn also das angetriebene Zahnrad e noch schneller bewegt wird, als es dem Antrieb durch die Kupplung c-d entspricht, die zwischen d und e auftretende Relativbewegung nur die Schaltvorrichtung k¹ mit dem Hebel c~ wirksam werden läßt; eine gleichzeitige Bewegung der Vorrichtung k² bleibt dagegen wirkungslos, weil der zugehörige Hebel c^s nir- | gends ein Widerlager findet. Der Aufbau der Kupplung nach Abb. 2 und Abb. 2a entspricht grundsätzlich dem Aufbau der elektrisch betätigten Kupplung nach Abb. 1 und Abb. ia; die Bewegung des Stellringes c¹ nach rechts oder links entspricht nämlich der Bewegung des Schalters m nach rechts oder links. In beiden Fällen wird die Wirkung des einen Schalters zwischen den beiden Kupplungsteilen aufgehoben.

Bei bestimmten Anwendungsfällen ist es zweckmäßig, eine Anordnung so zu treffen, daß nicht nur wahlweise die eine von zwei Schaltvorrichtungen unwirksam gemacht werden kann, sondern daß alle Schaltvorrichtungen unwirksam gemacht werden. Diesem Zwecke dient beispielsweise der in Abb. ia dargestellte Schalter m?. Wie aus dem Schaltschema hervorgeht, bewirkt ein Einlegen dieses Schalters, daß die Spule c unmittelbar an die Stromquelle unter Umgehung der beiden Schalter g¹ und g² angeschlossen wird: die Kupplung ist dadurch nicht mehr in der Lage, im Sinne einer Überholungskupplung zu arbeiten. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise zweckmäßig, wenn die Kupplung in einem Fahrzeug Anwendung findet, bei welchem zeitweise geneigte Fahrbahnen zu durchfahren sind. Bei einem solchen Fahrzeug kann der Überholungsvorgang entweder durch Einschalten eines schnelleren Ganges auftreten, ferner aber auch durch die eigene Bewegung des Fahrzeuges auf abschüssiger Fahrbahn. Im letzteren Falle ist das Lösen der Kupplung beim Überholen nicht erwünscht; um den Motor als Bremse ausnutzen zu können, muß vielmehr für eine zwangsläufige Verbindung zwischen Motor und Triebrad gesorgt werden. Diese Wirkung erreicht also der in Abb. la eingezeichnet Schalter m³.

Das Ausschalten der Überholungswirkung der Kupplung ist nicht auf Kupplungen mit. zwei Schaltvorrichtungen beschränkt, sondem kommt auch für einfache Kupplungen mit einer einzigen Schaltvorrichtung in Frage. Ein Ausführungsbeispiel für eine derartige Kupplung ist in der Abb. 3 dargestellt, und zwar ist hier eine Ausschaltvor- no richtung gezeigt, welche mit rein mechanischen Mitteln arbeitet. Wie bei den vorhergehenden Abbildungen ist die treibende Welle mit a, die zugehörige Kupplungshälfte der Reibungskupplung mit b, die angetriebene Kupplungshälfte mit ei und das angetriebene Zahnrad mit e bezeichnet. Die Relativbewegung zwischen den beiden Teilen d und e wird dadurch ermöglicht, daß die beiden Teile durch ein steilgängiges Gewinde/¹ miteinander verbunden sind; die Relativbewegung erfolgt also auf einer Schrauben-

linie, wobei die Schraube als solche gleichzeitig als Getriebe benutzt wird, also zur Herbeiführung der Kuppelbewegung aus dem vorhandenen Spiele dient. Das Einschalten der Kupplung erfolgt durch den Druckring c, welcher von einem Stellringc¹ betätigt wird: zwischen den beiden Ringen c und c¹ sowie zwischen den Teilen b und c sind Federn eingeschaltet. Die Bewegung des mit der ίο Welle α umlaufenden Ringes c¹ erfolgt durch einen feststehenden Ringe³; ein von diesem Ringe ausgehender Zapfen gleitet in einer Führung c^s. Ein weiterer von der Handkurbel c* angetriebener Ring c⁵ drückt mit aufgesetzten Schraubenflächen c⁶ gegen am Ring c² angeordnete Gleitrollen c⁷, so daß die Stellung des Druckringes c von der Handkurbel c⁴ aus beliebig eingestellt werden kann. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende. Zum Einkuppeln wird das Handrad c⁴ so bewegt, bis der Druckring c an der Kupplungshälfte d anliegt. Wenn sich die Kupplungshälfte d noch nicht in der Kuppelstellung befinden sollte, so wird die a5 Kupplungshälfte d zunächst relativ zu dem angetriebenen Rade e auf dem Gewinde f^l so lange verschoben, bis die Kuppelstellung erreicht ist; bei dieser Verschiebung pressen sich die Federn zwischen den Ringen c und c¹ auf dasjenige Maß zusammen, welches zur Herstellung der Kupplung erforderlich ist. Wird nun (etwa durch Einschalten einer zweiten Geschwindigkeitsstufe) dem Rade e eine höhere Drehzahl erteilt als der Welle a, so schraubt sich die Kuppelhälfte d auf dem Gewinde/¹ so lange zurück, bis die Reibungskupplung vollkommen gelöst ist. Soll nun eine starre Verbindung zwischen α und e hergestellt werden, trotzdem der Kraftfluß im Sinne der Überholung vorhanden ist, also etwa beim Fahren auf abschüssiger Fahrbahn, so kann die Handkurbel c⁴ weiter betätigt werden, wodurch der Druckring c der Kuppelhälfte d so lange nachfolgt, bis die Verbindung durch die Kupplung wiederhergestellt ist. Um ein sicheres Arbeiten des Getriebes f¹ zu gewährleisten, sind zwischen den Teilen e und d Druckfedern η angeordnet, welche in der Richtung des Schraubenganges wirken und daher stets für ein leichtes Andrücken des Teiles d gegen die Lamellen bzw. gegen den Ring c sorgen.

Bei den oben beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen sind lediglich rein mechanisch oder elektrisch betätigte Kupplungen angeführt worden; es besteht daneben auch die Möglichkeit, die Erfindung an Kupplungen anzuwenden, welche durch Druckluft, Druckflüssigkeit oder andere Mittel gesteuert werden. Ebenso ist es möglich, die verschiedenen Arten zu vereinigen, beispielsweise kann eine magnetisch eingeschaltete Kupplung mit mechanischen Mitteln ausgerückt werden.

Claims (3)

1. PAT ENTA N SPRÜC HE:

   ι. Reibungskupplung nach Patent 550 378, bei welcher die Relativbewegung von zwei unter der Einwirkung des Kraftflusses verschiebbaren Teilen durch eine kraftübertragende Leitung sich auf die den Reibungsschluß herstellenden oder lösenden Kupplungsteile auswirkt, dadurch gekennzeichnet, daß in die kraft- 75-übertragende Leitung zwischen den die Bewegung auslösenden Teilen (Impulsgeber g¹, g²) und den den Reibungsschluß herstellenden Kupplungsteilen (Impulsempfänger cJ von außen her beeinflußbare zusätzliche Schalteinrichtungen (ni, m^a bzw. c¹), durch welche der Zustand der Kupplung unabhängig von der jeweiligen Stellung der Impulsgeber (g^x, g-) beeinflußbar ist, derart eingeschaltet sind, daß sich die Kupplung löst oder gelöst bleibt, auch wenn vom Impulsgeber ein Impuls im Sinne des Schließens der Kupplung ausgeht, oder daß die Kupplung sich schließt oder geschlossen bleibt, auch wenn der vom Impulsgeber ausgehende Impuls auf ein Lösen der Kupplung hinwirkt.
2. 2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Impulsgeber (g¹, g·²) zwischen den relativ beweglichen Rupphingsteilen und zwei zugehörige Kraftübertragungsleitungen angeordnet sind, von denen bei jeder Drehrichtung der Antriebswelle die eine durch die ioo von außen her beeinflußte zusätzliche Schaltvorrichtung (m bzw. c¹) so außer Wirksamkeit gesetzt wird, daß die Kupplung bei jeder Antriebsrichtung als Überholungskupplung arbeitet.
3. 3. Kupplung nach Anspruch 2, bei welcher eine elektromagnetische Kupplung Anwendung findet, dadurch gekennzeichnet, daß zwei elektrische Schalter (g¹, g²) bzw. ein Wechselschalter als Impulsgeber zwischen den beiden relativ beweglichen Kupplungsteilen angeordnet ist und in die Leitung zu diesen Schaltern (g¹, g²) zusätzliche Schalter (m) eingeschaltet sind, welche in Abhängigkeit von dem Motorumschalter bedient werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen