DE8018986U1 - Fliehkraftkupplung - Google Patents

Description

Fliehkraftkupplung

Automatische Kupplungen, die durch Zentrifugalkraft betätigt werden, finden sich in vielen Kraftfahrzeugen und tragbaren Werkzeugmaschinen. Auch werden sie in Anlassern für Brennkraftmaschinen, Kleinkrafträder und Mopeds verwendet.

Im allgemeinen bestehen solche Kupplungen aus einer Drehplatte, die fest an einer Motorwelle angebracht ist und mehrere, in gleichem Abstand zur Drehachse und in gleichmäßiger Winkelverteilung angeordnete Lagerzapfen trägt, an denen Schwenkbacken gelagert sind, die mit Reibungsbelägen versehen sind und an deren freien Enden Zugfedern angreifen, die die Schwenkbacken gegeneinander ziehen. Das die zu übertragende Kraft aufnehmende Organ besteht aus einer koaxial zur vorerwähnten Motorwelle gelagerten zylindrischen Trommel, die so angeordnet ist, daß die Schwenkbacken mit den Belägen sich an ihre innere Mantelfläche anlegen können, wenn der Antriebsmotor eine ausreichend hohe Drehzahl erreicht, daß die von Schwenkbacken und Reibungsbelägen entwickelten Zentrifugalkräfte die Rückholkraft der vorerwähnten Federn überwinden.

Wenn die Drehzahl weiter ansteigt, kann in Übereinstimmung mit Berechnungen die Reibungskraft zwischen den Reibungsbelägen und der Trommel die Fähigkeit erlangen, das Motordrehmoment zu übertragen. Die automatischen Kupplungen unterscheiden sich unter anderen Charakteristika durch die Lage der Schwenkbacken und ihrer Reibungsbeläge in bezug auf die Lage ihrer Schwenkachsen an der Platte. Es gibt solche, bei denen in bezug auf die Drehrichtung gesehen die Schwenkachse der Schweckbacke vorauseilt. Sie sind progressiv in dem Sinne, daß die Drehzahl der Trommel in dem Maße zunimmt, wie die Drehzahl der die Schwenklagerzapfen tragenden Platte ansteigt. Es gibt andere, bei denen die Schwenkbacke ihrer Schwenkachse vorauseilt.

Diese neigen zu einem Blockieren der Schwenkbacken mit der
Trommel. Man nennt sie selbstsperrende Kupplungen.

Sowohl bei den progressiven automatischen Kupplungen als auch
bei den selbstsperrenden Kupplungen kann sich das Drehmomentübertragungsvermögen mit der Drehzahl, der Kraft der Rückstellfedern, der Masse der Schwenkbacken und anderen Para- I metern ändern. Es kann geschehen, daß bei Verminderung der | Drehzahl an einer eingerückten Kupplung eine Drehzahl unter- | schritten wird, bei welcher die Kupplung durchrutscht. Wenn $; sich aufgrund dessen das Widerstandsmoment an der treibenden
Scheibe verringert, kann diese wieder jene Drehzahl erreichen,
die zum Einkuppeln ausreicht. Es ergibt sich auf diese Weise f eine instabile bzw. pulsierende Momentenübertragung, die eine |

diskontinuierliche Ausnutzung der Motorleistung zur Folge hat | und daher völlig unbefriedigend ist. |

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung i;

anzugeben, bei der die Ausschwenkung der Schwenkbacken, die |

durch die Zentrifugalkraft hervorgerufen wird, unterstützt f

wird und bei der andere, radial wirkende Kräfte entwickelt |

werden, die dem verfügbaren Motordrehmoment feinfühlig an- |

paßbar sind und so wirken, daß die resultierenden Kräfte |

sicherstellen, daß die Schwenkbacken an den inneren Trommel- |

umfang zur Drehmomentübertragung ausreichend stark auch bei §

Drehzahlen angedrückt bleiben, die unterhalb derjenigen liegt, I

die bei bekannten Kupplungen die Schwenkbacken unter der 1

Wirkung der Zentrifugalkraft zum Ausschwenken bringt. |

Die Stärke der radialen Kraftkomponenten, die die von den umlaufenden beweglichen Massen hervorgebrachten Zentrifugalkräfte ergänzen, kann sich zwischen vorgegebenen Grenzen
ändern und hängt von der jeweiligen Konstruktion ab. Damit
eröffnet sich ein weites Feld wichtiger Anwendungsmöglichkeiten, etwa im Antrieb von Maschinen und Kraftfahrzeugen,

wie Mopeds, Kleinkrafträdern, Motorsägen und dgl., wo sie auch oder speziell zum Starten oder Anlassen von Verbrennungsmotoren eingesetzt werden können und dort kleinere und leichtere Kupplungen als die bisher bekannten Kupplungen darstellen.

Im Nachfolgenden soll die Erfindung an einem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Fliehkraftkupplung h entsprechend der Linie CD von Fig. 2, aus welchem

die Schwenkbacken, die Lagerzapfen und die Rückstellfedern ersichtlich sind;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Anordnung nach

Fig. 1;

Fig. 3 einen Sektor von 90° der Tragplatte für die Übertragungsstifte für das Motordrehmoment in

;/; Draufsicht und im Längsschnitt;

Ι Fig. 4 eine einzelne Schwenkbacke mit Reibungsbelag

in Draufsicht urd im Schnitt längs der Linie EF;

Fig. 5 in Draufsicht und im Schnitt eine Platte und ihre Führungshülsen, die die Zapfen trägt, an welchen die Schwenkbacken gelagert sind, und

Fig. 6 ein Detail von Zapfen und Hülse, die der Drehmomentübertragung dienen.

Gemäß Fig. 1 ist mit einer Motorwelle 1 mittels Paßfeder und Mutter 4 eine Platte 2 fest verbunden. Die Platte 2 trägt in gleichmäßigem Abstand zur Achse der Welle 1 und in gleich-

mäßiger Winkelverteilung mehrere, im vorliegenden Fall zwei sich axial erstreckende Zapfen 5, auf denen jeweils eine Hülse 6 drehbar gelagert ist, die an dem zugehörigen Zapfen mittels eines Federringes 13 gesichert ist. Die Platte 2 weist einen Achsstutzen 9 auf, auf welchem drehbar eine mit einer Führungshülse 8 versehene Tragplatte 7 angeordnet und an dem Achsstutzen durch einen Federring 10 gesichert ist. Die Tragplatte 7 trägt in gleichen Abständen zur Achse der Welle 1 und in gleichmäßiger Winkelverteilung mehrere, im vorliegenden Fall zwei Lagerzapfen 11, an denen je eine Schwenkbacke 12 gelagert ist, die gegen die Tragplatte 7 durch eine Beilagscheibe 14 auf Abstand gehalten ist. Jede Schwenkbacke 12 ist an ihrem Lagerzapfen 11 mittels eines Federringes 15 gesichert.

Die Schwenkbacken 12 tragen an ihren den Lagerbohrungen 17 fernliegenden Enden 16 jeweils einen Puffer 18 aus elastomerem Material zur Dämpfung von Stoßen, die auftreten können, wenn die Schwenkbacken 12 gegeneinander zurückgeschwenkt werden. An diesen Puffer 18 stößt dabei das entgegengesetzte Ende der jeweils anderen Schwenkbacke 12 an, wenn die Kraft von Rückstellfedern 19, die die Schwenkbacken 12 gegeneinanderziehen, die entgegengerichtete Zentrifugalkraft überschreitet.

Die Schwenkbacken 12 werden von den das Motordrehmoment übertragenden Zapfen 5 in Rotation um die Achse der Welle 1 versetzt, indem die Zapfen 5 die Innenseite 20 der Schwenkbacken 12 berühren. In den Lagerbohrungen 17 wird ein Schub erzeugt, der sich über die Lagerzapfen 11 auf die Tragplatte 7 überträgt.

Die Rotation der Schwenkbacken 12 ruft eine Zentrifugalkraft hervor, die den Kräften der Rückstellfedern 19 entgegengerichtet ist und diese bei ausreichend hoher Drehzahl überwinden kann, was zu einem Ausschwenken der Schwenkbacken 12 führt, so daß deren Reibungsbeläge 23 mit dem inneren Umfang einer zylindrischen Trommel 22 in Berührung treten, die fest mit einem Rotor 25 verbunden ist, der seinerseits mit einer

das zu übertragende Drehmoment aufnehmenden Welle 24 drehfest verbunden ist. Diese Welle 24 kann zu einer Brennkraftmaschine gehören, die in Betrieb gesetzt werden soll, insbesondere eines Fahrzeugs.

Im selben Maße, wie das der Drehung der Schwenkbacken 12 um dii Achse der Welle 1 von der Welle 24 vermittelte Widerstandsmoment steigt, verstärken die das Drehmoment übertragenden Zapfen 5 ihren Druck gegen die Schwenkbacken 12, Da die Innenseiten 21 der Schwenkbacken zur Achse der Welle 1 einen ungleichförmigen Abstand aufweisen, entsteht zwischen den Zapfen 5 und den Schwenkbacken 12 eine Keilwirkung, die radial nach außen gerichtete Kräfte an den Schwenkbacken 12 hervorruft, die proprtional den von den Zapfen 5 übertragenen tangentialen Kräften sind. Der Proportionalitätsfaktor der Reibungskraft hängt von der Form der Innenseiten 21 der Schwenkbacken 12 ab, so daß diesbezüglich wie mit der Masse der Schwenkbacken 12 ein bequemes Mittel bei der Konstruktion zur Verfügung steht, die Reibungskraft zu beeinflussen und bestimmte Funktionseigenschaften zu erzielen.

Wenn nach Abschalten des antreibenden Motors das Widerstandsmoment das Vorzeichen ändert, endet die zuvor beschriebene Keilwirkung der Zapfen 5 und es ist nur noch die Zentrifugalkraft an den Schwenkbacken 12 wirksam, die im allgemeinen nicht ausreicht, um eine ausreichende tangentiale Reibungskraft zwischen den Reibungsbelägen 23 und der Trommel 22 aufrechtzuerhalten. Die Schwenkbacken 12 verlieren dadurch an Rotationsgeschwindigkeit und lösen schließlich ganz den Reibungskontakt zur Trommel 22, so daß die Wellen 1 und 24 voneinander entkuppelt werden.

Die Erfindung ist auch anwendbar an einer Fliehkraftkupplung mit gegenüber dem Beispiel nach Fig. 1 umgekehrtem Drehsinn. Es muß dabei aber die Innenkontur der Schwenkbacken 12 die mit 21a bzeichnete Kontur aufweisen, um wieder die gewünschte

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Keilwirkung zwischen den Schwenkhacken 12 und den Zapfen 5 entwickeln zu können, die die Zentrifugalkräfte unterstützt,

Claims (4)

1. Ansprüche

   Fliehkraftkupplung, insbesondere für leichtmotorisierte Kraftfahrzeuge, wie Mopeds, Kleinkrafträder und dgl., insbesondere für Anlasser an denselben, und für Werkzeugantriebe, bestehend aus einer drehbar gelagerten zylindrischen Abtriebstrommel und einer konzentrisch dazu gelagerten Antriebswelle mit von dieser an Lagerzapfen getragenen, innerhalb der Trommel gelegenen, mit Reibungsbelägen versehenen Schwenkbacken, die gegen die Kraft von Rückstellfedern gegen die Trommelwand schwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerzapfen

   (11) an einer gegenüber der Antriebswelle (1) verdrehbaren Platte (7) gelagert sind, daß die Schwenkbacken

   (12) an ihrer der Antriebswelle (1) zugewandten (Innen-) Seite (21) einen ungleichmäßigen Abstand zur Antriebswelle (1) aufweisen, und daß mit der Antriebswelle (1) sich an die Innenseiten (21) der Schwenkbacken (12) anlegende, Drehmoment übertragende Zapfen (5) drehfest verbunden sind.

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2. 2. Fliehkraftkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmoment übertragenden Zapfen (5) auf einer Tragplatte (2) angeordnet sind, die drehfest mit der Antriebswelle (1) verbunden ist und auf der an einem Achsstutzen (9) die die Schwenkbacken (12) haltende Platte (7) verdrehbar gelagert ist.
3. 3. Fliehkraftkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem Drehmoment übertragenden Zapfen (5) eine auf dem Zapfen (5) drehbare zylindrische Hülse (6) angeordnet ist.
4. 4. Fliehkraftkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das Drehmoment von den Zapfen (5) aufnehmenden Bereiche der Innenseiten (21) der Schwenkbacken (12) vor oder hinter den Zapfen (5) von selten der Lagerzapfen (11) der Schwenkbacken (12) gesehen angeordnet sind.