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Kupplung
Die Erfindung bezieht sich auf Fliehkraftkupplungen, die in an sich bekannter Weise zwischen die
Antriebs- und Abtriebsseite eines Maschinen-Aggregates eingebaut werden und die Aufgabe haben, bei einer vorgegebenen Drehzahl des Antriebsmotors das abtriebseitig angeschlossene Element, beispielswei- se bei Landmaschinen ein Bodenbearbeitungswerkzeug oder im Kraftfahrzeugbau die in das Getriebe füh- rende Welle kraftschlüssig mit der Antriebsseite zu verbinden. Bei derartigen Kupplungen bewegen sich die Fliehgewichte, welche mit der Antriebsseite formschlüssig verbunden sind, bei einer vorbestimmten Drehzahl nach aussen und legen sich unter Wirkung der Fliehkraft kraftschlüssig an eine mit der Abtriebsseite verbundene Trommel od. dgl.
Die Fliehgewichte sind dabei derart mit Federn verbunden, dass ihre Bewegung nach aussen entgegen der Kraft dieser Federn erfolgt. Bisher wurden für diese Kupplungen Schraubenfedern verwendet, welche beispielsweise bei Kraftfahrzeugkupplungen meist zwischen der eigentlichen Fliehkraftkupplung und der sogenannten Schaltkupplung untergebracht werden müssen. Aus diesem Grunde ist man bei der Anwendung von Schraubenfedern räumlich sehr beengt, so dass es in den meisten Fällen sehr schwierig ist, die erfor- derlichgrosse Schaltkupplung unterzubringen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Aufhängung der Fliehbacken mittels Schraubenfedern liegt darin, dass diese Ausführungen technisch kompliziert, schwer abstimmbar und herstellungsmässig teuer sind.
An sich sind auch Fliehkraftkupplungen bekanntgeworden, bei denen sich die Fliehbacken bei auftretender Fliehkraft entgegen der Kraft von Blattfedern kraftschlüssig an die Innenfläche einer mit der Abtriebsseite verbundenen Trommel legen. Bei diesen bekannten Kupplungen handelt es sich um einfache Fliehkraftkupplungen ohne sogenannte Trennkupplungen oder Schaltkupplungen, wobei jedem Fliehgewicht eine Blattfeder zugeordnet ist, die durch Ansätze od. dgl. gehaltert ist.
Bei einer andern bekannten Ausführung einer einfachen Fliehkraftkupplung sind die Blattfedern auf zwei mit den Fliehgewichten verbundenen Stützen gelagert, während sich die beiden Enden der Blattfe- dern innerhalb von Ausnehmungen in gehäusefesten Teilen gegen diese abstützen, so dass die Fliehgewichte bei auftretender Fliehkraft durch die sich wölbenden Blattfedern nach aussen gedrückt werden.
Alle bekannten Fliehkraftkupplungen betreffen jedoch keine kombinierten Kupplungen bestehend aus einer Trenn-oder Schaltkupplung und einer Fliehkraftkupplung wie sie im Kraftfahrzeugbau verwendet werden, und bei denen es auf eine besonders raumsparende Anordnung ankommt. Durch die Erfindung soll demgegenüber eine kombinierte Kupplung geschaffen werden, welche insbesondere in axialer Richtung äusserst raumsparend ist, so dass für den Einbau einer Trenn- und Schaltkupplung ausreichend konstruktiver Raum zur Verfügung steht und weiterhin die Reibfläche genügend gross gehalten werden kann.
Die Erfindung geht demgemäss von den an sich bekannten Fliehkraftkupplungen aus, die mit der Antriebsseite, beispielsweise einem Motorschwungrad, verbundene Fliehgewichte hat, die sich nach Erreichen einer Mindestdrehzahl kraftschlüssig gegen eine Kupplungstrommel einer Schaltkupplung legen, welche ihrerseits mit mindestens einer unter Federdruck stehenden und mit der Nabe der anzutreibenden Wel-
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le formschlüssig verbundenen Lamellenscheibe in Wirkverbindung steht, wobei zwischen der Kupplungs- trommel und der Antriebsnabe ein Gesperre vorgesehen sein kann.
Gemäss der Erfindung kennzeichnet sich eine solche Kupplung dadurch, dass die Fliehgewichte in an sich bekannter Weise mit Blattfedern formschlüssig verbunden sind, wobei in Drehrichtung der Fliege- wichte gesehen, das eine Ende der Blattfeder lose in einem schwungradfesten Stützblock geführt und das entgegengesetzte Ende jeder Feder formschlüssig an einem andern Stützblock drehbar eingehängt ist.
Man kann diese Aufhängung und Führung der Fliehbacken an den Blattfedern sehr einfach gestalten, wenn die Fliehbacken auf ihrer Innenseite nutenförmige Ausnehmungen aufweisen, in welche die Blattfe- dern eingelegt und vorzugsweise in ihrem mittleren Bereich mit den Fliehbacken formschlüssig verbunden sind. Die die Enden der Blattfedern aufnehmenden Stützblöcke oder Aufhängeglieder sind mit der Schwung- scheibe fest verbunden. Hiebei erhält man eine einfache Ausbildung der Stützblöcke, wenn diese auf ih- rer Innenseite nutenförmige Ausnehmungen aufweisen. Dabei ist wesentlich, dass jeweils nur ein Ende ei- ner Blattfeder mit diesen Stützblöcken verbunden ist und diese gleichzeitig als in Radialrichtung wirken- der Anschlag für die Fliehbacke dienen.
Durch die Verwendung von Blattfedern gegenüber Schraubenfedern und unter erfindungsgemässer An- ordnung dieser Blattfedern wird ermöglicht, in eine Fliehkraftkupplung mit radialwirkenden Fliehbacken eine entsprechend grössere Kupplung, Trenn- oder Schaltkupplung, einzubauen, als dies bei Aufhängung. der Backen mittels Schraubenfedern der Fall ist. Bei Fliehkraftkupplungen, die in Kraftfahrzeugen einge- baut werden sollen, stellt dies einen erheblichen technischen Fortschritt dar.
Darüber hinaus wird durch die besonders gestalteten Stützblöcke für die Fliehbacken sowie durch die Befestigung der Blattfedern in einer eingestochenen Nut der Fliehbacken ermöglicht, dass das gesamte Fliehkraftsystem in dem von den Fliehbacken allein in Anspruch genommenen Raum bei grösstmöglichem Wirkumfang der Fliehbacken untergebracht werden kann. Hiedurch erhält man-wie bereits betont-den notwendigen konstruktiven Raum, um eine im AussendurchmessermöglichstgrosseSchaltkupplung unterzubringen, ohnedass die Reib- fläche verbreitert werden muss. Die Herstellung der Blattfedern selbst ist einfacher, billiger und gleichmässiger als die von Schraubenfedern.
Weiterhin können die Blattfedern jeweils aus einem Einzelfederblatt bestehen oder mehrfach geschichtet sein, derart, dass Federpakete gewählt werden, die eine gewünschte Federcharakteristik aufweisen. Durch die erfindungsgemässe Verwendung von Blattfedern ergeben sich weitere, sehr vorteilhafte konstruktive Möglichkeiten. So kann man die ganze Kupplung besonders dadurch in axialer Richtung gedrängt anordnen, wenn man koaxial zu den Blattfedern und dem Fliehgewicht einen mit der Schwungscheibe verbundenen zylindrischen Ansatz vorsieht, der zugleich als Träger des Sperrkranzes und des Kugellagers dient, wobei alle diese Bauelemente in einer gemeinsamen Ebene liegen können.
Darüber hinaus lassen sich in dem Raum zwischen Sperrkranz und Kugellager die Scheiben für die eigentliche Schaltkupplung unterbringen, so dass die ganze axiale Breite der erfindungsgemässen Kupplung dank der Verwendung von Blattfedern für die Fliehgewichte, trotz Einbau von Sperrkranz und/oder Kugellager und üblicher Schaltkupplungen, keine Vergrösserung erfährt.
Der Gegenstand der Erfindung soll an Hand der Zeichnungen, in welchen Ausführungsbeispiele dargestellt sind, noch näher erläutert werden.
Fig. 1 und 2 zeigen im Quer-und Längsschnitt die Ausführung einer Fliehkraftkupplung mit quaderförmigen Stützblöcken, während die Fig. 3 und 4 eine solche mit sechsseitigen Primen als Stützblöcke wiedergeben. In den Fig. 5-7 ist eine weitere, vereinfachte Ausführung der Fliehkraftkupplung veranschaulicht.
Auf der mit der Antriebsseite, also mit dem Motor verbundenen Schwungscheibe 1 sind quaderförmige Stützblöcke 2 (vgl. Fig. 1 und 2) mittels Schrauben 3 gelagert. An diesen Stützblöcken 2 ist jeweils ein Ende der Blattfeder 4, beispielsweise mittels einer Niete 5, befestigt. Die Blattfedern 4 sind auf etwa der Mitte ihrer Länge mit den Fliehbacken 6 fest verbunden. Das andere Ende der Blattfeder lagert lose auf dem Stützblock 2'der im Gegendrehsinn nächstfolgenden Fliehbacke 6'. Der Drehsinn der Schwungscheibe ist in Fig. l mit D bezeichnet. Die Blattfedern 4 sind in Nuten der Stützblöcke 2 seitlich geführt.
Die Stützblöcke 2 dienen im Stillstand als innere Abstützung der Fliehbackenenden, wobei sich diese mit ihrer Verlängerung 7 von aussen gegen die Stützblöcke 2 legen. Die Federbänder 4 sind in ungespanntem Zustand vorzugsweise gestreckt. Dadurch wird erreicht, dass innerhalb des Kupplungssystems sämtliche Federn 4,4', 4" vollkommen gleiche Rückstellkräfte auf die Fliehbacken 6 ausüben, wodurch ein genauer gleichzeitiger Eingriff sämtlicher Fliehbacken gewährleistet ist.
Von der Kupplungstrommel 8, die einen radialen Teil 23 und einen zylindrischen Ansatz 24hat, wird
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das Drehmoment über Reibbeläge 9 auf die Stahllamelle 10 und die mit ihr vernietete Nabe 11 auf die in der Zeichnung nicht mehr dargestellte Getriebewelle übertragen. Zwischen Kupplungstrommel 8 und Schwungscheibe l ist ein in an sich bekannter Weise ausgeführter, einseitig wirkendesFreilaufgesper- re 12 angeordnet, welches die Kupplungstrommel 8 mit der Schwungscheibe 1 in einer Drehrichtung ver- bindet, in der andern Drehrichtung, u. zw. bei grosser Drehzahl der Abtriebswelle gegenüber der Antriebs- welle freigibt. Die Kupplungstrommel 8 trennt baulich die Schaltkupplung gegenüber den Fliehgewichten
6 mit Blattfedern 4.
Eine andere Ausführungsart des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen in Fig. 3 und 4 darge- stellt. Sie unterscheidet sich von der vorbeschriebenen Art durch eine andere Gestaltung der Stützblöcke, die hier mit 2a bezeichnet sind. Diese haben hier vorzugsweise die Form eines sechsseitigen Prismas, wo- bei in die Seiten a, a'rechteckige Nuten zur Aufnahme elastischer Druckkörper 14 eingelassen sind. An den Druckkörpern 14 stützen sich die Fliehbacken 6a bei der Übertragung des Drehmomentes elastisch ab.
Die in Nuten der Fliehbacken 6a befestigten Blattfedern 4a stützen sich mit ihren Enden in einer Nut der
Stützblöcke 2a, in welcher sie seitlich geführt sind, ab. BeiLeerlauf dienen die Flächen b, b* der Stütz- blöcke als innerer Anschlag für die Fliehbacken, welche sich unter Einwirkung der Rückstellkraft der Blattfedern 4a mit ihren Backenenden 15 gegen die Flächen b, b* der Stützblöcke anlegen.
Die Anlageseiten a, a'der Stützblöcke 2a sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung parallel zu der durch jede Fliehbacke 6a, 6a', 6a- und 6a'" gehörigen Schwerpunkts- oder Mittenradialen.
Bei einer dritten Ausführungsart (vgl. Fig. 5, 6 und 7) ist das eine Ende der Federblätter 4b zu einer ringförmigen Öse 16 eingerollt. Mittels dieser Öse 16 sind die Federblätter 4b an einem Bolzen 17 drehbar aufgehängt, der seinerseits mit der Schwungscheibe Ib fest verbunden ist.
Das andere Ende der Federn ist lose unter die Ringöse der im Gegendrehsinn nächstfolgendenFeder geschoben. In Fig. 3 und 5 sind beispielsweise zwei Blattfedern 4a, 26a bzw. 4b, 26b innerhalb ein und und derselben Nut liegend angeordnet. Die innere Blattfeder 26a bzw. 26b hat beiderseits freie Federenden und ist symmetrisch zu ihrer Mitte angeordnet. Am ösenseitigen Ende der Fliehbacken können Bol- zen 18 in die Backen eingelassen sein, die sich bei Stillstand oder Leerlauf an ihrer Kopfstirnseite gegen die Federblätter anlegen und so einen inneren Anschlag für die Fliehbackenenden bilden. Als Anschlag für die entgegengesetzten Fliehbackenenden sind Bolzen 19 in der Schwungscheibe lb befestigr, gegen die sich die Verlängerungen der Backenenden 20 legen.
Man kann die Konstruktionen noch vereinfachen, indem-wie in Fig. 5 links unten dargestellt das eine Ende der Fliehbacke zugleich einen Anschlag 21 hat, der bis zu der Federöse vorgezogen ist, und gegen diese Anschläge kann gleichzeitig auch das Ende der gegenüberliegenden Fliehbacke einen Anschlag 22 tragen, der ebenfalls mit der Öse zusammenwirkt. Bei dieser Ausbildung der Fliebackenenden können die Bolzen 18,19 wegfallen.
Die Übertragung des Drehmomentes durch das Fliehkraftsystem erfolgt derart, dass das von der Schwungscheibe 1 über die mit ihr fest verbundenen Stützblöcke 2, 2' (s. Fig. l) ausgeübte Drehmoment auf die mittels einer Niete 5 auf den Stützblöcken 2 vernieteten Federblätter 4 weitergeleitet wird. Durch die Federblätter 4 wird das Moment auf die mit ihnen fest verbundenen Fliehbacken 6 geleitet, welche ihrerseits über Reibbeläge 13 mit der Trommel 8 unter Einwirkung der Fliehkraft in kraftschlüssige Verbindung treten.
Die Erfindung ist auf das dargestellte Ausführungsbeispiel nicht beschränkt. Es ist denkbar, dass sich der Erfindungsgedanke auch mittels Federelementen aus Draht od. dgl. an Stelle von Flachfedern verwirklichen lässt. Hiebei würden ebenfalls die Hauptvorteile der erfindungsgemässen Anordnung zurGeltung kommen, nämlich die in axialer Richtung besonders raumsparende Anordnung, die es ermöglicht, die Fliehgewichte und die normale Mitnahmekupplung annähernd in einer Ebene unterzubringen. Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung eines zylindrischen Ansatzes la, der mit der Schwungscheibe 1 bzw. lb fest verbunden ist und als Träger des Sperrkranzes und/oder des Kugellagers 12 dient.
Innerhalb der Projektion der Fliehgewichte liegt die eigentliche Schaltkupplung mit Lamellen 9, die dank der erfindungs- gemässen Ausbildung der Fliehgewichte mit Blattfedern auf diesem engen axialen Raum untergebracht werden kann.
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