DE1475499A1 - Antriebsvorrichtung,mittels der von einer Antriebswelle aus durch Zentrifugalkraft eine Betaetigungsvorrichtung antreibbar ist - Google Patents

Description

• Antriebsvorrichtung, mittels der von einer Initriebsvrelle aus

  durch Zentrifugalkraft eine Betä,tigungsvorrichtunä antreibbar ist

  Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung, mittels

  der von einer Antriebswelle aus durch. Zentrifugalkraft eine Be-

  tätigungsvorrichtung, beispielsweise eine Kupplung, eine Z'Jciub-

  lrraftvorrichtun,; od. dgl., antreibbar ist. Sie verwendet hierbei

  einen an eine Zuleitung f-':r Druckflüssigkeit angeschlossenen Zy-

  linder, in dem zwei in ihrem Abstand zueinander veränderbare Kol-

  ben angeordnet sind, ctie als Folge der, sich auf die Flüssigkeit

  zwischen den Kolben <:urwirkenden Zentrifugalkraft einem seitli-

  chen Schub unterliegen und hierdurch auf die im `vv(ege ihrer axi-

  alen Verlagerung @:.nöeordnete Betätigungsvorrichtung einwirken.

  Diese Kolben sind unabhängig vom Kraft-Eingang und -pusgang dreh-

  bar angeordnet und sind somit unabhängig von den Eingangs- und

  Ausgangg. 0.9ri hwindigkeiten; deshalb kann der Betätigungsschub

  voll @ommdiesen Geschwindigkeiten entwickelt werden.

  Eine freitere Besonderheit der Erfindung bezieht sich auf eine

  besonders wirksame Ausbildung des umlaufbaren Druckflüssigkeit-

  in dem die Flüssigkeit zus@iirurien mit dem Zylinder be-

  scAleunigt und verlangsamt wird und sich allen Geschwindigkeits-

  ;Inderungen schigell anpaßt. Das allgemein mit der Erfindung ange-

  strebte Ziel ist die Schaffung einer hochtourigen Betätigungs-

  vor riehtuu@, cIie unabhcingig von denixiga,n-;#- #:xid sau ug`:ngst;e-

  schwindi;k":iten eine unbegrenzt cn @'Lerba-re bteueri"ng ermöglicht.

  Ausgehend von einer Antriebävarric@>_tr_.ri@;, mittels der von einer

  Aritriebswelle aus durch Zentrifugalkraf t eine hetL-cigungsvor-

  richtung j.ntreibbar ist, wird #iiects Ziel erfixictLtngsgeLiär er-

  reicht durch einen die Antriebsvelle konzentrisch umgebenden

  Zylinder, der z.;ei ..:juf die AntriebsiJelle uF@geberiden -*h,lzlagern

  c .n;eordnete, zwischen sich eine grö@enver;.nder liche , mit einer

  Zuleitung für eine Druckflüssigkeit versehene Flüssigkeitsk@:m-

  Eier bildende Kolben umschließt, von denen vreiii.gutens der eine

  Kolben a:ii@"l versc_iiebbvr i.nid in mit der Bet:-

  ti"un&svorrichtuii- zu br@@_ri..exl ist, :robei die von dexi Kolben und

  dem üylinder uisschlossene @lüssizieit;iyer uxtabh-'.rigig vcan der

  £intri.ebsZJelle und deret:tiLxigsvorrichtuag und i.tit verschiede-

  nen Geschv.Findigkeiten umlaufbar ist und durch den hierbei in der

  Kamuer erzeugten Zexitrifu#-;.,.ldruciz ein c:=er Unlaufgeschwindigi:eit

  dieser Ka.Elnier proportionrler al_ialer Schub c-i.uf den verschiebba-

  ren Kolben luogeLibt wird.

  Jvitere Besonderheiten der erfindungsgenU.ß nu: -ebildeten An-

  triebsvorrichtung ergeben sich aus der ziaclifolgeriden- I#;r 14ute-

  rung von zwei auf der Zeichnung ver5knsci2.ulichten ptusfiihrun,#;s-

  beispielen. In dieser Zeichnung sind Fig. 't und 2 einerseits,

  Fig. 3 und 4 andererseits Z@xigs- b ,--v,-. querschnitte der nachfol-

  gend beschriebenen. Ausführungen. -

  Die in Fir;e 1 und 2 dargestellte Axitriebsvorric#ittin#; besteht '

  aus einer in 9h:lzlat,erxi ? und 10 gelagerten Velle 1 , die voxi

  irgendeiner in der Zeichnung nicht veranschaulichten Kraft--

  quelle ihren Antrieb erhElt. Über diese Antriebsvorrichtung . _-

  können irgendwelche Zubehörteile zu einer ii£4seiine ihren An-

  trieb erholten; es können hierdurch beispielsweise Landungs-

  klappen eines Flugzeugs betUtigt werden, es kann irgendeine

  8chubkraftvorrichtung hierdurch angetrieben werden, und die dar-.

  gestellte AusfWzrwig zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in

  Verbindung mit einer üblichen Reibungskupplung C. Diese Kupplung

  bestellt aus einer Reihe von Reibscheiben Q-, die'auf eine hülsen-

  förmige« Nabe 5 aufgekeilt sind, die ihrerseits mittels eines

  Keils 6 auf der Welle 1 befestigt ist. Zwicschen diesen Scheiben

  ist eine weitere Reine von Reibscheiben 7 vorgesehen, die mit-

  tels einer Keilverbindung 8 mit der getriebenen Kupplungshälfte

  verbunden ist, in deren Tabe das Wälzlager 10 angeordnet ist.

  Die Kupplung arbeitet in üblicher Weise. Jird die Druckplatte 11

  in der Zeichnung nach links bestoßen, werden die Reibscheiben

  gegeneinander geprellt und die Kupplung dadurch geschlossen,

  die dann die Umlaufbewegung von der Welle 1 auf die Kupplungs-

  hälfte 9 überträgt.

  Die Welle 1 ist von einem zu ihr koaxial angeordneten Zylinder

  13 umgeben, der eine von der Welle 1 unabhängige Bewegung aus-

  führen kann.. Irn Innern dieses Zylinders und gegen dessen Innen-

  wandung durch Dichtringe 17, 18 fltis";igkeitsdicht abgedichtet

  ist ein Paar scheibenförmig oder als hreisringfl:che ausgebil-

  deter Kolben 15 und 16 vorgesehen. Der Zylinder 13 bist auf den

  Li:rf,i,ng des Kolbens 15 fest "=.ufgedrückt, so daß er iai@ diesem

  axit::l verschiebbar eine Einheit darstellt. Der 1Lolben 16 ist

  in af@[email protected] ficht-ung verschiebbar im Zylinder angeordnet. Auf

  diese Meise i3t zwischen. den einander -regenillberliegenden K.ol-

  benfl'=.o'Leti eine Flüsgigkeitskammer 20 beschaffen, die außen

  den

  durlrlinder 1> begrenzt ist: Je nach der Größe des Hubes-,

  den üian bei de-r Vorrichtung erreichen Drill, kanxi der Zylinder.

  1> uriterr,-c_Iiedliehe L.n@,en in axi@:ler hichtung haben.

  Jeder der Y-olbcn 15 und 16 i;-t über w,F,lzl@@,;er 2 5 ulld 26 drehbar

  ::Lef den- @@.trie@ba@ellc 1 @:ngcordnet. Dz-t;,3 11;tjer 25 trügt auf Sei-

  iiem <j,ußeren L-=.ufrinj 25a einmüich in a,:ialer Richtung erstrek-

  henc' en hingansatz 15a üc:s holbeiiu 15. Der innere Laufring 25b stützt sich auf einer auf der Welle 1 durch einen Keil 25 befestigten Habe 27 ab, die in einen Bund 27a ubergeht, welcher .
• als Anschlag für das Zager 25 dient und dieses -e;en axiale Verschiebung nach der einen 12)eite hin sichert. Lin die labe 27 radial durchdringender und außen etwas vorstehender Stift 29 dient als Anschlag für den inneren Laufring 25b, um dessen Verschiebung auch in entgegengesetzter Richtung zu verhindern. Durch einen auf der Antriebswelle 1 angebrachten Sicherungsring 20 wird eine axiale .Verschiebung der Nabe 27 in Fit- 1 nach rechts hin verhindert. Das andere Lager 26 erthält einen äußeren Laufring 26a, auf den der Kolben 16i:iittels eines in arider Richtung erstrechenden Ringansatzes 16a angebracht und auf ihm durch eine Schulter 16b und einen Sicherungsring 30 festgeh alten ist. Der innere Laufring 26b sitzt L.uf einer Habe 31, die durch einen heil 32 mit der i@e @_le 1 verbunden ist, mit dieser also zusammen umläuft, aber zuf ihr axial gleitbar ist. Axial angeordnete Federn 33 sind zwischen der Habe 5 und der Nabe 31 angeord-` net, i..robei r."ie die Tabe 51 wegdrücken und dadurch die Kupplunlösen bzw. in der gelösten Stellung halten. Die in der beschriebeiden Weise auf den i-TC:lz l"a,L#ern 25, 26 angeordneten Kolben 15, 16 und die von ihnen mit dein Zylinder 13 umschlossene Flüssigkeitskanuiier 20 kann «.lso mit einer Geschwindigkeit umlaufen, die sowohl von der Antriebswelle 1 als auch von der Kupplungs-' liC-.lf t e 9 unabhängig ist. In der nac fol.eend beschriebenen Weise wird der Kammer 20 lau- . fend irgendeine Flüssigkeit, beispielsweise Ü1, unter liiedrigem Druck zugeführt, die einer in der Zeichnung nicht veranschaulichten Quelle [email protected] ist, durch die Leitung 35 in die .Vorrichtung eingeführt ist, in der Antriebswelle 1 einen @Lr1ialen Kanal 36 durchströmt und durch einen radialen Kanal 57 in den Raum 20 gelangt. Durch andere Kai1"-:le >8 und durch enge Leitungen 39 in der Habe 5 wird die Flüssi-kü-,#it überdies zu den Reibscheiben geführt, um diese in üblicher Weise zu kühlen. Beim Umlauf wird in die Kammer 20 eingeströmte Öl nach aussen hin gegen die Innenwand des Zylinders 13 gedrängt Je schneller die Vorrichtung umläuft, in unso stärkerem Maße wird dc,s in der Kammer befindliche Öl an der Außenwandd zusammengedrängt, und dieser Druck treibt die Kolben 15, 16 auseinr.nder bzw. den Kolben 16 in Fig. 1 nach links. Das La er .46 und die Habe j 1 werden hierbei mitgenommen, und über den @@,ußeren Ereisring 31a werden die Reibscheiben 4, 7 zusai:@ilengedrücht und d",idurcli die Kupplung betätigt. , Zwischen den Kolben 15 und 16 befindet sich eine Vorrichtun", welche dafür sorgt, dwß die zwischen den Kolben befindliche Fl.i s si<!-,keitsmenge zusal!lLien init den iinderuil-en in teer Umlaufgesc`-!vrindigkeit des Kolbens beselileuri"#:t und verlangsamt. Dadurch, daß man die Flüssigkeitsmenge schnell auf irgendwelche Geschwindigkeitsanderungen ansprechen läßt, wird eine sehr em--#)findlich reagierende Vorrichtung geschaffen, und dies wird auf folgende Weisee erreicht ein den l:alben_ 15 und 16 i,@t eine Reihe ineinandergreifender Flügel 40 und 41 befestigt, die sich in der Kammer 20 im wesenttlichen radial erstrecken, aber einen gekrümmten Verlauf haben und die zum Regeln oder Steuern der Flüssigkeitsbewegung dienen. Wenn sich die Kolben axia1 zueinander verlagern, gleiten die Flügel aneinander vorbei und sind irmmer wirksam, um die Umtlaufgeschvindikeit der Flüssigkeit mit jener der Kalben zu synchronisieren. Bei mit hofher Geschwindigkeit urmlaufender Vorrichtung, auf w elche sich die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt bezieht, ist eine solche Steuerung der Flüssigkeit hinsieh Llich ihrer Umlaufgeschwindigkeit gegenüber den Kolben selig .wichtig. t Da mnit sich hinter den Lagern 25 und 26 kein Flüssigkeitsdruck aufbauen kann, ist in der Randfläche des Ringansatzes 15a des Kolbens 15 eine nach außen führende leitung 27c vorgesehen, wohingegen die Seite. des Kolbens 16 offen ist und dadurch freien Abfluß überschüssiger Flüssigkeit am Lager vorbei er-Die vorn Zylinder 13 umgebene Vorrichtung mit unterschiedlicher Geschwindigkeit umlaufen, wodurch @uch der in der Kammner zu erzeuende Zentrifugaldruck auf jeden gewünschten Wert gebracht werden kann. Zu diesem Zweck ist der Ringansatz 15a, bis zu einer die Welle 1 umgebenden Mabe 45 verlängert, dessen Aus@enseite ein Zahnrad 44 vorgesehen ist, eich mit einem aüf einer Welle 48 befestigten und von dieser angetriebenen äußeren Zahnrad 47 in Eingriff befindet. Die belle 48 ist in La gern 49 eines anschließenden Rahnengestells 50 gelagert. Für ihren Antrieb ist eine beliebige Energiequelle verwendbar, wie der dargestellte kleine Electromotor, @, der mit unterschiedlicher GeschWindigkeit umlaufen kna@n und gf. unter Zwischenschaltung einer Anpassungskupplug 51 Cdie2 welle 48 entsprechend antreiben kann. Die Antriebsvorrichtung ermnöiglicht also, den Zylinder und alle hiermit verbundenen und zusammenwirkenden Teile unabhängig von vder Antriebswelle 1 und in jeder Geschwindigkeit relativ zu dieser Welle antreiben zu können. Die in Fib. 3 und 4 wiedergegebene Ausführungsform enthält viele Teile, die identisch mit oder ähnlich zu den Einzelteilen des vorhergehenden Beispiels sind, weshalb insoweit die Bezugszeichen die gleichen sind. Auch bei diesem zweiten. Beispiel ist ein Zylinder 60 vorgesehen. der axial gleitbar ist und in seiner Seitenwand @1 eine Reihe @luten 62 enthält. Eine auf der en tgegengesetzten Seite befindliche Seitenwand 63 ist längs Nuten 64, über Welelie, eine

  Verbindung zu einem Kolben 72 besteht, in axialer Richtung

  gleitbar. Durch eine Reihe von Federn 65 wird die Zylinder-

  wand 63 in Fig. 3 nach rechts gegen einen am Lude des ZJlin-

  ders 60 befindlichen Mcherungsrin- 60a gedrückt. 3in a,ri An-

  triebsglied' 1 befestigter radialer plansch 66 liegt je,-ren die

  citenvr,-axld 63 uliter i#Yri:,iche111a,ge eines Bremsbelags 63an. die

  Außenfläche der Wand 63 bildet oomit reit dein Flansch 66 eine

  Reibkupplung zwischen dem Antriebselement und dem Zylinder.

  :Ein fester litJudeilteil 70 ist Tr::*Lgc:r einer hil,3litr o splilelibreuise

  B, die gegenüber dem G, linder 60 5:iittels einer in Gewindeg,1zge

  70b eingreifenden t-atellsciraube 70e verstellbar ist. Durch ire-

  hell der Spule 13 ist der zwischen Oyaule und seitlicher wl-lilider-

  wand vorliz-:ndene IluftsPalt 70c einstellbar.

  Beien irr egeli der Bremsspule zielfit diese die I'jcitenvrt-#lid 61 des

  7 r

  linders in einen vorbestii-nnten hhße an und bewegt dadurch

  den Zylinder in der `leichnung nach links und damit ab vom

  :jreiislelag 69 der 13cite?hra,nd 63: Bei voller `LArregung der hrei_ls-

  ::pule ist der -liildcr ü0 nit der Seitenwand 63 über den Si-

  cherungsring 60a, Brie Fit-,- 3 zeigt, g-nz zurUekgezogerl und aus-

  oer Eingriff iait deal Bremshelag 69, !jo da,ß dort ein Luftspalt

  70d verbleibt l:ii(J er dadurch vorn Ij.n.trieb [email protected] Z-.lin-

  der d,-A.iln stilletolit. andererseits die 13rerilospule völlig ab-

  erregt ist, gelangt vier Zylinder unter dem Druck der Federn 65

  nit seiner iD'PiteiiiJ=lild in reibun-ssel-ilLlss ixe Verbindun- i.iit dem

  Plansch 66 -und ist d ja;@it :1n die Umlaufbewegung des Antrie:bs-

  elci:mlit;@ 1 °.Il@@e;@c@lo@»exi.

  Dio Brernsspulc li#-:iln so längsam wie gevri-21;301-it abeL-regt :erden,

  und jede :';evr;ri.;c:rte @se^c.llünt:.Ei;leit der Vorrichtung kaim für

  beliebi,.;c, Z"it wfrechter11alten werden. huch In-Jai der Luhplungs-

  offekt ilur teil:=ci:@e erreicht werden. Der Zylinder 60 kr-,lin in j e-

  Gern gewünschten Maße Liit deni kntriebseleinent verbunden werden,

  was ; -1 so [email protected]::utc.t, daß er durch daq jintriebselenent i.iit jeder ge#-

  wUnsehtene [email protected] gegenüber diesem @a,ri;etrc.;bc:n vrerden

  kein. Es ist footzuutellen,

  daß in diesem Fall die zum Umlauf des Zylinders benutzte Energie vom Eingang oder vom Antriebselement 1 entnommen wird. Die beiden Kolben 21 und 22 bilden eine größenveränderliche Flüssigkeitskammer 73. Sie werden vom Zylinder 60 bei dessen Umlaufbewegung über die Nutenverbindung 62 bzw. 64 mitgenommen, über welche auch axiale Verschiebungen innerhalb des Zylinders und untereinander möglich sind. Am Umfang der Kolben angebrachte Dichtringe 74 stellen die erforderliche Abdichtung gegenüber dem Zylinder dar. In den Kolben befinden sich Taschen 75, die, wie die Flügel der Ausführung nach Fig. 1, 2 den Zweck haben, die Flüssigkeit zu beschleunigen. Das Wälzlager 25 wird von einer auf dem Antriebselement 1 befestigten Hülse 76 getragen, deren seitliche Wandung den schon erwähnten Flansch 66 bildet. Sowohl die Nabe 31 wie die Hülse 76 sind über einen Keil 77,der ihre axiale Verschiebung ermöglicht, mit dem Antriebselement 1 verbunden. Das Wälzlager 26 stützt den Kolben 71 gegenüber der Nabe 31 ab, und der Sicherungsring 30 und die Schulter 71a verhindern eine axiale Bewegung des äußeren Laufrings 26a gegenüber dem Kolben. In der Zylinderwandung vorgesehene Löcher 78 ermöglichen das Ablaufen von Flüssigkeit, die zwischen die Außenseite der Kolben und den Zylinder gelangt sein sollte. Somit stellen die beiden zuvor beschriebenen Ausführungsformen eine mit hoher Geschwindigkeit umlaufende Antriebsvorrichtung. dar, in welcher der von ihr erzeugte axiale Schub von der Um-. laufgeschwindigkeit der Zylindereinheit abhängig ist. Andererseits ist die Umlaufgeschwindigkeit des Zylinders unabhängig sowohl von der Geschwindigkeit des den Eingang darstellenden Antriebselementes als auch jener des zu betätigenden Elementes. Die Zylindereinheit umfaßt ein Paar Kolben, die reibungsfrei in Labern geftürt sind und die unabhängig von der Ein nge-und der Ausgangsgeschwindigkeit der Vorrichtung sind. Die ganze Vorrichtung kann schnell und einwandfrei überprüft Wrerden. Mit der Vorrichtung können Zentrifugalkräfte entwickelt und ausgenutzt werden, die von der Eingangs- und Ausgangsge schwindigkeit unabhän gig sind. Der sich ergebende axiale Schub wächst mit dem Quadrat der Umlaufgeschwindigkeit des Zylinders. Dadurch ist es möglich, eine vielmals größere Klemmkraft zu erhalten, als diese mit den üblichen, durch Zentrifugalkraft betätigte Kupplungsvorrichtungen u: dgl: erzielbar ist.

Claims (3)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Antriebsvorrichtung, mittels der von eineer Antriebswelle aus durch Zentrifugalkrt2ft eine Betätigungsvorriehtung, beispielsweise eine Kupplung, antreibbar ist, gekennzeichnet durch einen die Antriebswelle konzentrisch umgebenden Zylinder, der zwei auf die Antriebswelle umgebenden Wälzlagern angeordnete, zwischen sich eine größenveränderliche, mit einer Zuleitung für eine Druckflü ssigkeit versehene Flüssigkeitskammuer bildende Kolben umschließt, von denen wenigstens der eine Kolben axial verschiebber und in Züsamminwirkung mit der Betätigungsvorrichtung zu bringen ist, wobei die von den Kolben und dem Zylinder umschlossene Flüssigkeitskammer unabhängig von der Antriebswelle und der Betätigungsvorrichtung und mit verschiedenen Geschwindigkeiten umlaufbar ist und durch den hierbei in der Kammer erzeugten Zentrifugaldruck ein der Umlaufgeschwvindigkeit dieser Kammer proportionaler axialer Schub auf den verschiebbaren Kolben ausgeübt wird.
2. 2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch von wenigstens einem der Kolben getragene, sich ir wesentlichen radial in der Flüssigkeitskammer zwischen den Kolben erstreckende Flügel, die bei Geschwindigkeitsänderungen der Zylindereinheit die Beschleunigung bzw. Verlangsamung de Flusses erleichtern.
3. 3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbart zu diem verschiebbar angeordneten Kolben vorgesehene Betätigungsvorrichtung aus einer auf der An- .. triebswelle angeordneten Scheibenkupplung besteht. 4.. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,. daß die Welle eine drehbare, axial verschiebbare Rabenhülse (31) tragt, auf der ein den verschiebbaren Kolben (16) ab- stützendes Wälzlager (26) angeordnet ist und die einen mit der Betc-Itigungsvorrichtung in Zusammenwirkung zu bringenden Flansch. (31a) aufweist. ' 5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlager .aus zwei mit inneren und äußeren Laufrin- gen versehenen Kugellagern (25, 26) bestehen und daß auf den jeweils äußeren Laufringen (25a, 26a) die jeweiligen Kolben (15p 16) angebracht sind. 6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekenn- zeich.n.et9 daß der eine:-innere Laufring (26b) auf der' Naben- hülse (31) angebracht ist. 7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der fest auf der Antriebswelle angeordnete innere Lauf- ring (25b) des anderen Kugellagers (25) gehindert ist, sich vom Kugellager (26) wegzubewegen. 8. Antriebzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zjlinder (13) mit dem ortsfest zu haltenden Kolben (15) fest verbunden ist. Antriebsvorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb des Zylinders (13) ein unabhängig von , der .Antriebswelle umlaufendes Zahnradgetriebe (44, 47) vor- geSelLen ist. 10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (60) axial verschiebbar angeordnet und zwi- schon diesem und der Antriebselement eine hupplungsverbindung (69) sowie eire Elektro spulenbremse (B) vorgesehen ist, durch die der Zy linder wahlweise verschiebbar ist und über die Kupplungsverbindung in jenen gewünschten @aße meit dem Antriebselement verbunden werden kann.