-
Ein- und ausrückbare Reibungskupplung Die Erfindung bezieht sich auf
eine ein-und ausrückbare Reibungskupplung zum Antrieb von Ladegebläsen für Flugmotoren,
bei welcher die Reibflächen des treibenden und des getriebenen Teils durch einen
von einem flüssigen Druckmittel beaufschlagten Kraftkolben, der in einem Arbeitsraum
eines Kupplungsteils beweglich angeordnet ist, aneinandergepreßt werden und bei
welcher das durch die hohle Welle zugeführte Druckmittel auf seinem Wege in den
Arbeitsraum und aus dem Arbeitsraum unter der Wirkung und in Richtung der Fliehkraft
strömt.
-
Kupplungen zum Antrieb von Ladegebläsen für Flugmotoren müssen bekanntlich
einwandfrei auf den in einer bestimmten Flughöhe von einem höhenabhängigen Regler
vermittelten Impuls ansprechen, wenn die Leistung des Flugmotors in allen Flughöhen
wirtschaftlich ausgenutzt werden soll.
-
Die bekannten Kupplungen weisen jedoch erhebliche Nachteile auf, welche
das angestrebte
Ziel nicht erreichen lassen. So sind beispielsweise
die für die Betätigung der bekannten Kupplungen erforderlichen Mittel derart ausgebildet
und der Fliehkraft unterworfen, daß zum Einkuppeln eine andere Kraft als zum Auskuppeln
erforderlich ist. Mit diesen Kupplungen kann also nicht erreicht werden, daß ein
Ladegebläse in derselben Flughöhe, in der es vorher durch den Impuls eines höhenabhängigen
Reglers eingeschaltet worden ist, wieder ausgeschaltet wird. Die erwähnten Nachteile
der bekannten Kupplungen haben damit zur Folge, daß der Flugmotor entweder überbeansprucht
wird oder daß sich seine Leistungsausbeute ungünstig gestaltet.
-
Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß
in dem den Druckmittelarbeitsrauin enthaltenden Kupplungsteil ein als Drehschieber
ausgebildetes Steuerglied radial zur Kupplungsachse festliegend angeordnet ist,
welches einen mit der Druckmittelquelle und einen mit dem Druckmittelabfluß in Verbindung
stehenden Kanal aufweist und derart verstellbar ist, daß zum Zwecke der Zufuhr des
Druckmittels zum Druckmittelarbeitsraum bzw. der Abfuhr des Druckmittels aus dem
Arbeitsraum der eine oder der andere Steuergliedkanal mit dem Druckmittelarbeitsraum
in Verbindung gebracht werden kann.
-
Das als Drehschieber ausgebildete Steuerglied ist dabei zweckmäßig
an seinem der Drehachse der Kupplung zugekehrten Teil mit einem Zahnkörper versehen,
in welchen ein zweiter Zahnkörper eingreift, der in Richtung der Drehachse in einer
mittig angeordneten, mit der Druckmittelzuleitung in Verbindung stehenden Bohrung
untergebracht ist und mit einem einerseits vom Druckmittel beaufschlagten und andererseits
unter der Wirkung einer Feder stehenden, als Verschiebekolben ausgebildeten Verstellglied
in Verbindung steht, wobei die Verstellung des Steuergliedes durch die Druckkraft
des zuströmenden Druckmittels erfolgt.
-
Der Schwerpunkt des den Zufluß bzw. Abfluß des Druckmittels regelnden
Steuerschiebers und der Schnittpunkt der Kupplungsachse mit der Achse des Steuerschiebers
fallen dabei vorteilhaft zusammen, so daß sich die bei Betrieb der Kupplung auf
den Steuerschieber einwirkenden Fliehkräfte ausgleichen und die Schwenkarbeit des
Steuerschiebers um seine Achse nicht beeinträchtigt wird.
-
Die Kupplung gemäß der Erfindung besitzt außerdem eine zusätzliche,
unter dem Einfluß der Fliehkraft an Schrägflächen Verdrängerarbeit leistende Körper
enthaltende Vorrichtung in der in Richtung der Drehachse angeordneten Bohrung, welche
beim Überschreiten einer bestimmten Drehzahl durch Freigabe einer Durchbrechung
in der Wand der Kupplungshohlnabe eine Verstellung des Steuerschiebers im Sinne
des Lösens der Kupplung bewirkt.
-
Die zusätzliche Vorrichtung wird vorzugsweise durch einen Fliehkraftregler
gebildet, der durch eine der Fliehkraft entgegenwirkende Feder belastet ist, derart,
daß er erst bei einer bestimmten Drehzahl anspricht und dabei ein in den Druckmittelzulauf
eingeschaltetes Absperrglied verstellt.
-
Die am Fliehkraftregler angreifende Federkraft ist vorteilhaft durch
Verschiebbarkeit des einen Federwiderlagers hinsichtlich ihrer Größe einstellbar.
-
Das in den Druckmittelzulauf eingeschaltete und diesen bei übermäßig
hohen Drehzahlen absperrende Absperrglied weist zweckmäßig öffnungen auf, die bei
seiner Verstellung in die Sperrlage gleichzeitig eine Verbindung zwischen den in
Strömungsrichtung hinter dem Absperrglied liegenden, mit Druckmittel erfüllten Räumen
und dem Druckmittelablauf herstellen.
-
Die Kupplung gemäß der Erfindung besitzt außerdem eine Hilfsvorrichtung,
die durch Fliehkörper gebildet wird, welche sich gegen schräge Flächen des Kraftkolbens
und des zugehörigen Kupplungsteils abstützen, so daß sie beim Nachlassen des Druckes
im Druckmittelärbeitsraum auf ein völliges Lösen der Kupplung durch Entfernen der
Reibflächen hinwirken.
-
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es
zeigt Abb. i den Mittellängsschnitt einer Ausführungsform der Kupplung nach der
Erfindung, Abb. i a eine Einzelheit der Ausführungsform nach Abb. i bei ausgeschalteter
Kupplung und Abb. 2 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie II-II in Abb. i. Der
Kupplungsteil i steht mit der treibenden, der Kupplungsteile mit der getriebenen
Welle in Verbindung. Der Druckmittelarbeitsraum wird von einer ringförmigen, mit
der Kupplungsdrehachse gleichachsig angeordneten Ausnehmung 4o des Kupplungsteils
i gebildet, deren zylindrische Begrenzungswände 44 42 eine Führung für einen in
axialer Richtung hin und her verschiebbaren und ebenfalls als Ringkörper ausgebildeten
Kolben 43 bilden. Zur Zuführung des Druckmittels zum Arbeitsraum 4o dient ein Drehschieber
45, welcher in einer in Richtung eines Durchmessers verlaufenden Bohrung 46 unverschiebbar,
aber um seine Achse schwenkbar sitzt und welcher
so ausgebildet
ist, daß sich beim Betrieb der Kupplung an ihm angreifende Zentrifugalkräfte ausgleichen.
Der Drehschieber 45 weist Flüssigkeitszufuhrkanäle 14 und Flüssigkeitsabfuhrkanäle
15 auf, welche durch Schwenken des Drehschiebers 45 über gegeneinander um go° versetzte
Querkanäle 17 und 18 mit den zum Druckmittelarbeitsraum 40 führenden Kanälen ig,
2o des Kupplungsteils i in Verbindung gebracht werden können. Die Schwenkbewegung
des Drehschiebers 45 wird durch einen Verschiebekolben 5o eingeleitet, welcher in
einer in Richtung der Drehachse sich erstreckenden zylindrischen Bohrung 58 des
mit dem Kupplungsteil i umlaufenden und diesem gegenüber undrehbar festgelegten
Nabenansatzes 52 angeordnet ist. Zu diesem Zweck ist an dem Verschiebekolben 5o
ein nach Art einer Zahnstange ausgebildeter Zahnkörper 55 festgelegt, der mit einem
am Drehschieber 45 sitzenden Zahnkörper 56 im Eingriff ist. Der vor dem Kolben 5o
liegende Teil der Bohrung 58 ist mit Druckmittel erfüllt, welches durch in die Seitenwand
der Hohlnabe 52 eingearbeitete Zufuhrkanäle 57 eintritt. Auf der anderen Kolbenseite
ist eine Rückstellfeder 6o angeordnet, deren Kraft derjenigen des Druckmittels in
der Bohrung 58 entgegengerichtet ist. Die Feder 6o stützt sich mit ihrem einen Ende
gegen den Kolben 5o, mit ihrem anderen Ende gegen ein Widerlager 61 ab.
-
Die Verstellung des Steuerschiebers 45 erfolgt in Abhängigkeit von
der Druckkraft des Druckmittels. Dieses Druckmittel übt auf die Vorderseite des
Kolbens 5o eine Kraft aus und versucht den Kolben 5o entgegen der Kraft der Feder
6o zu verschieben.. Hierbei wird der Steuerschieber 45 mittels der Zahnkörper 55,
56 so gedreht, daß der Druckmittelarbeitsraum 4o über die Kanäle 14, 17, i9 mit
der Bohrung 58 der Hohlnabe 52 verbunden wird. Das Druckmittel gelangt also in den
Arbeitsraum 40, und der Kolben 43 wird in seine Einrückstellung verschoben. Das
Lösen der Kupplung erfolgt selbsttätig beim Nachlassen des Druckes in der Druckmittelzuleitung
und damit in der Bohrung 58. Bei einer solchen Druckverminderung wird der Kolben
5o durch die Kraft der Feder 6o nach links verschoben, und der Drehschieber 45 wird
dabei so geschwenkt, daß die Druckmittelzufuhrkanäle 14 und 17 vom Kanal i9 des
Druckmittelarbeitsraumes 40 getrennt und die Abflußkanäle 15 und 18 mit dem Kanal
2o des Druckmittelarbeitsraumes 4o in Verbindung kommen, so daß das Druckmittel
aus dem Raum 40, unterstützt durch die Fliehkraft, auf dem angegebenen Wege nach
außen tritt. Die den Druckmittelabfluß unterstützende Wirkung der Fliehkraft ist
dabei besonders vorteilhaft, weil dadurch Rückstände, wie z. B. abgesetzter Schlamm
u: dgl., aus dem Druckmittelraum mit abgeführt werden.
-
Bei einer Kupplung der in Abb. i dargestellten Art ist es oft erwünscht,
daß die Kupplung beim Überschreiten einer bestimmten Drehzahl des treibenden Teils
selbsttätig gelöst wird, damit durch Überdrehzahlen entstehende unzulässig hohe
Beanspruchungen des anzutreibenden Teils vermieden werden. Zu diesem Zweck ist in
der Bohrung 58 der Hohlnabe 5-, ein Satz Fliehkörper 65 angeordnet. Die Fliehkörper
65 sind keilartig ausgebildet und legen sich mit ihren Keilflächen 66 und 67 an
Widerlager 68, 69 an, von denen das eine, 69, in axialer Richtung unverschiebbar
mit der Hohlnabe 5a verbunden ist, während das andere, 68, in axialer Richtung verschiebbar
ist. Das Widerlager 68 wird von der Kraft einer Feder 7o belastet, welche sich ihrerseits
wieder gegen ein verstellbares Widerlager (Schraube 78) abstützt, so daß die Größe
der Federkraft einstellbar ist. Diese Kraft ist so gerichtet, daß sie das Widerlager
68 in Richtung auf das Widerlager 69 hin bewegt, wobei die Fliehkörper 65 nach der
Nabenmitte hin verdrängt werden. Am Widerlager 68 ist außerdem noch eine Schiebhülse
71
befestigt, welche an der zylindrischen Innenwand der Bohrung 58 gleitend
und flüssigkeitsdicht geführt ist. Beim Überschreiten einer bestimmten Drehzahl
werden die Fliehkörper 65 nach außen gedrängt und bewirken dabei eine Verschiebung
des Widerlagers 68 entgegen der Kraft der Feder 70. Dadurch wird auch die Schiebhülse
71 bewegt, bis sie schließlich mit ihrem einen Ende die Druckmittelzulaufkanäle
57 in der Wand der Hohlnabe 52 dichtend abschließt, so daß kein Druckmittel mehr
in die Bohrung 58 eintreten kann. Gleichzeitig kommt dabei eine Durchbrechung 74
der Schiebhülse 71 zur Deckung mit einer Unterbrechung 75 der Wand der Hohlnabe
52, die ihrerseits in einen druckfreien Raum 76 mündet, der an den Druckmittelabfluß
angeschlossen ist. Das die Bohrung 58 und die Steuerschieberkanäle erfüllende Druckmittel
kann sich nunmehr über die Duchbrechungen 74 und, 75 nach dem Raum 76 hin entspannen,
so daß der Druck in der Bohrung 58 nachläßt. Als Folge davon wird der Kolben 5o
durch die Feder 6o in einem das Lösen der Kupplung bewirkenden Sinne bewegt.
-
Um in allen Fällen ein einwandfreies Lösen der Kupplung, d. h. ein
zuverlässiges Entfernen der Reibbeläge zu erzielen, ist noch eine Hilfsvorrichtung
vorgesehen, durch
welche der Kolben 43 beim Nachlassen oder Verschwinden
des Druckes im Arbeitsraum d.o in seine Ausgangsstellung zurückgeführt wird. Diese
Vorrichtung besteht im wesentlichen aus Fliehkörpern 8o, welche sich gegen nach
außen keilförmig verlaufende Ringflächen 81, 82 des Kolbens 4.3 einerseits und des
Kupplungsteils i andererseits abstützen und infolge der auf sie wirkenden Fliehkraft
ein Entfernen der Keilflächen 81, 82 und damit die Verstellung des Kolbens 43 in
die Ausgangsstellung herbeiführen.