DE2009607C - Fliehkraftkupplung - Google Patents

Description

5. Fliehkraftkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei hinsichtlich Größe und/oder Vorspannkraft unterschiedliche Einzelkupplungskissen zu einer asymmetrischen Kupplungskissen-Baueinheitzusammengefaßtsind.

6. Fliehkraftkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kupplungskissen (15) der Kupplungskissen-Baueinheit zu einem einzigen Kupplungskissen vereint sind.

η ...,η» Ut aus dem deutschen Gebrauchsmuster nen Gattung ist aus ucw u _Η;_-ι,_β: besteht da* 1Λ8Ο613 bekanntgeworden. Hierbei oesient aas f 1 KunDluneselement aus einem fest mit der SSSrSrf defSinenabtriebswelle verbundenen 5 · inrk in Gestalt eines Gummiringes, ar des-^ZW1S itr^UmfaiiTmit ihm fest verbundene Flieh-

^" "hi ZTlZ sind. Diese Flichgewichte tragen _gew.chte angebracht sin , _{zur Mitnahme}

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Die Erfindung bezieht sich auf eineFliehkraftkuppg mit einem elastischen Kupplungselement, wels einerseits mit der treibenden Kupplungshälfte bundcn ist und an dem andererseits mit der gebeiicnKiipplungshälftezusammenwirkende,außen- ig einen Kupplungsbelag tragende Fliehkörper aiiileii.
"line Fliehkraftkupplung der eingangs heschriebe-

I?.™TJLLt,i 1\τΛ durch die ansteigende Fliehkraft

die innere Spannung des Gummiringes uwe^unucn die Fliehgewichte wandern weiter nach außen und leiten den Kupplungsvorgang ein. ......

Kupplungen der vorbekannten Art sind durch d,e in Umfangsrichtung wirkenden Antriebskräfte e;ncreits Erheblichen Schubkräften und andererseits beachtlichen, von den Fliehkörpern herrührenden radial gerichteten Zugkräften ausgesetzt. Beim Rückstellen der Fliehkorper wirkt nämlich auf das deuche Zwischenstück eine Zugbelastung, die mit zunehmender Drehzahl anwächst. Es liegt aber nun ■ „ der Natur der Sache, daß aus Gummi bestehende Kupplungskörper eher und in viel höherem Maße Druckkräften standhalten, während sie jedoch auf Schubkräfte und insbesondere auf Zugkräfte empfindlich reagieren. Daher liegt es auf der Hand, daß solche Kupplungselemente äußersten Belastungen ausgesetzt sind. Unter Berücksichtigung dieser Gesichtspunkte ist man in der Praxis bestrebt, die Schubkräfte und in besonderem MaCi die unerwünschten Zugkräfte möglichst gering zu halten.

Von dieser Erkenntnis ausgehend, besteht nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung dann, eine Fliehkraftkupplung zu schaffen, bei der das zu übertragende Drehmoment über hochelastische, mit Druckvorspannung versehene Zwischenstücke geleitet wird wobei die radiale Komponente der Vorspannkraft in diesem Zwischenstück als Rückholfeder für die Fliehkorper wirkt.

Erreicht ist das Ziel der Erfindung in vorteilhafter weise dadurch, daß das Kupplungselement aus Kupp-Iungskissen-Baueinheiten besteht, wobei jede einzelne Kupplungskissen-Baueinheit je aus einem mit der treibenden Kupplungshälfte verbundenen Mittelstück besteht, an dessen in Umfangsrichtung liegenden Seitenflächen zwei vorzugsweise untereinander gleichgestaltete Kupplungskissen anvulkanisiert sind, deren Längsachsen einen stumpfen Winkel bilden und im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufen, wobei auf die vom Mittelstück abgewandten, mit Endstücken verbundenen Flächen durch Verbinden dieser Endstücke mit dem die Kupplungskissen-Baueinheit bogenförmig umgreifenden Fliehkörpersegment, das mit seiner Innenseite außen am Mittelstück anliegt, eine in Umfangsrichtung verlaufende Druckkraft aufgebracht wird.

Wenn man davon ausgeht, daß bei aus Gummi bestehenden Kupplungselementen diese den auf sie wirkenden Druckkräften freundlicher gegenüberstehen als den Zugbelastungen, so ist es damit der Erfindung durch die unter Druck in ihrer Längsachse vorgespannten Kupplungskissen gelungen, eine Lösung zu schaffen, die hinsichtlich der Belastbarkeit solcher

Kupplungskissen einer Ideallösung bereits sehr nahe kommt. Wirkt nun auf die Kupplungskissen-Baueinheit eine durch das Drehmoment eingeleitete Umfangskraft, so liegt eines der beiden, die Kupplungskissen-Baueinheit bildenden Kupplungskissen, im Be- S reich einer aus dieser Umfangskraft resultierenden Druckkraft, das zweite im Bereich einer aus dieser Umfangskraft herrührenden Zugkraft. Im ersteren Kupplungskissen wird die — für Gummi unschädliche — Druckkraft aus der Vorspannung noch er- höht, während im anderen Kupptungskissen die Vorspann-Druckkraft infolge der nun wirkenden Zugkraft abgebaut wird. Ob diese Vorspannkraft teilweise oder völlig abgebaut-wird oder ob die Zugkraft in

dem ftetrerfenatn Kupplungskissen die letztlich resultierende Beanspruchung darstellt, ist abhängig vom Verhältnis der Umfangskraft zur Vorspannkraft. In jedem Falle steht der wirkenden Zugkraft erst einmal die aufgebrachte Vorspannkraft gegenüber, be /or im gezogenen Kupplungskissen eine Zugbeanspruchung auftritt.

Eine weitere Bedeutung gewinnt die Erfindung durch die praktizierte Druckvorspannung der Kupplungskissen in ihren im Winkel zueinander stehenden Längsachsen dadurch, daß sich eine Längskraft ergibt, deren radiale Komponente die Fliehkörper radial nach innen zieht und auch festhält, so daß die vorgespannten Kupplungskissen damit als Rückhaltefedern für die Riehkörper wirken. Außerdem wird die Druckvorspannung durch die radiale Auswanderung der Fliehkörper infolge der Fliehkraft nicht reduziert, sondern sogar noch erhöht, da durch diese nach außen gerichtete Bewegung die Kupplungskissen in ihrer Längsachse noch weiter gestaucht werden.

Neben diesen Vorteilen des Erfindungsgegenstandes wird ein weiterer Vorzug auch darin gesehen, daß die Kupplung nunmehr selbst bei kleinerer Bauweise wesentlich höher belastet werden kann, was für die Praxis insbesondere auch für die Unterbringung soleher Kupplungen von entscheidender Bedeutung ist

Einen zusätzlichen Vorteil bietet der Erfindungsgegenstand auch noch dadurch, daß jede erfindungsgemäß vorgeschlagene Kv.pplungskissen-Baueinheit als vorgespanntes Kupplungs-Einbausegment ausgebildet ist, so daß jede Kupplungskissen-Baueinheit eine betriebsfertige Montageeinheit darstellt, bei der der Fliehkörper am die beiden Kupplungskissen in der Mitte zusammenhaltenden und gleichzeitig als Antriebssteg ausgebildeten Mittelstück anliegt und damit innerhalb der Baueinheit die radial nach innen wirkende Komponente der Vorspannkraft = Rückhaltekraft kurzschließt.

Ferner sei noch darauf hingewiesen, daß die Einschaltdrehzahl der Kupplung lediglich durch Variation der vorwählbaren Vorspannung manipuliert werden kann, da ja die Vorspannkraft ein Maß für die Rückstellkraft der Fliehkörper ist.

Hinsichtlich des konsiruktiven Aufbaues der neuen Fliehkraftkupplung ist es zweckmäßig, wenn das in der Vorderansicht im wesentlichen keilförmige Mittelstück außerhalb seines die treibende Kupplungshälfte mit dem Mittelstück verbindenden Bolzens mit einem eine Montagelagefixierung bewirkenden Arretierstift ausgerüstet ist. Hierdurch wird eine Montugehilfe der Kupplungskissen-Baueinheit erzielt, die nämlich nun zunächst fixiert und genau ausgerichtet werden kann, bevor die endgültige Verschraubung mit der treibenden Seite der Kupplung durchgeführt wird.

Es ist von der konstruktiven Seite her gesehen auch vorteilhaft, wenn der Kupplungsbolzen außerhalb des Schnittpunktes der Längsmittelachsen der Kupplungskissen, d. h. außermittig, etwa an bzw. nahe dem Außenrand des Mittelstücks angeordnet ist. Auf diese Weise kann die einzige Befestigungsschraube an einer Stelle des keilförmigen Mittelstückes untergebracht werden, wo auch genügend Platz vorhanden ist, ohne das Mittelstück in irgendeiner Weise zu schwächen.

Zur Bildung eines gemeinsamen Kupplungselementes können mehrere KupDlungskissen-Baueinheiten der Erfindung konzentrisch um die Längsmitteiacnse der Kupplung herum aneinanderge^ir:ht sein.

In diesem Zusammenhang wird i;och darauf hingewiesen, daß es selbstverständlich neben der symmetrischen Ausbildung der Kupplungskissen-Baueinheiten, wie sie durch die Erfindung vorgeschlagen wird, oh^e weiteres auch möglich ist, eine asymmetrische Anordnung zu wählen, bei der beispielsweise hinsichtlich Größe und/oder Vorspannkraft unterschiedliche Kupplungskissen verwendet werden können.

Und nicht zuletzt könnte in der Praxis die Erfindung in einer vorteilhaften Weitergestaltung ihren Niederschlag auch darin finden, daß die beiden Kupplungskissen der Kupplungskissen-Baueinheit zu einem einzigen Kupplungskissen vereint sind.

Auch wird abschließend noch darauf hingewiesen, daß man die bevorzugt als vorgespannte Montagebaueinheiten ausgelegten Kupplungskissen-Baueinheiten möglicherweise auch so gestalten kann, daß man die Vorspannung erst bei der Montage ausführt, wenn dieses sich bei einigen Sonderbautypen der Kupplung als zweckmäßig erweisen sollte.

Zusammenfassend ist es jedenfalls der Erfindung gelungen, bei einer Fliehkraftkupplung das bzw. die elastischen Kupplungselemente so aufzubauen, daß sie nicht mehr zuggefährdet sind, sondern in einer sie nicht nachteilig beeinflussenden Richtung, nämlich auf Druckbeanspruchung belastet sind. Die neue Kupplung zeichnet sich durch eine kompakte Bauweise und durch höhere Belastbarkeit besonders aus und wird dadurch höchsten Ansprüchen gerecht, womit sie sich der Praxis als eine technisch hervorragend entwickelte Lösung anbietet, die der Ideallösung der Belastbarkeit von Kupplungselementen äußerst nahekommt.

Im übrigen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in den Zeichnungen wiedergegeben; dabei zeigt

Fig. 1 eine Fliehkraftkupplung im Ruhezustand, im Achsschnitt wiedergegeben,

Fig. 2 einen Querschnitt der Kupplung ebenfalls im Ruhezustand,

Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung der Kupplung im Betriebszustand und

F i g. 4 einen Kupplungsquerschnitt, mit den Kupplungstcilcn im Mitnahmezustand.

Bei der in den Zeichnungen wiedergegebenen Kupplung ist mit 10 die Antriebsseite und mit Il der Abtrieb der Kupplung bezeichnet. Die Antriebsseite 10 der Kupplung ist mit einem Kupplungselement A verbunden, an dem seinerseits ein mit einem Kupplungsbelag 12 ausgerüsteter Fliehkörper 13 angreift. Mit seinem Kupplungsbelag 12 wirkt der Fliehkörper

i3 mit einer Glockella der Abtriebsseite 11 der Kupplung im Sinne einer Drehmitnahme zusammen und treibt dadurch die Abtriebswell·: 14 an.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden als Kupplungselement A Kupplungskissen-Baueinheiten eingesetzt, bei denen zwei untereinander gleichgestaitete, in ihren einen stumpfen Winkel .% bildenden Langsachsen B unter Druck vorgespannte und vorspanndruckrmerte Kupplungskissen 15 an ihren einander zugewandten Seitenflächen 16 Ä mit einem anvulkanisierten Mittelstiick 16 verbunden sind, das seinerseits eine in der Vorderansicht im wesentlichen keilförmige Gestalt besitzt, einen Befestigungsbolzen 17 aufweist, der über einen Radialflansch 10a mit der Antriebsseite IO der Kupplung verbunden ist und außerhalb dieses Kupplungsbolzens 17 einen Fixierstift 18 aufweist, der als Montagearretierung dient.

An den vom Mittelstück 16 abgewandten Flächen 15a eines jeden Kupplungskissens 15 sind Endstücke 19 anvulkanisiert, welche winkelförmige Umrißgestalt besitzen und mit ihren Schenkelteilen 19a mit den segmentförmigen Fliehkörpern 13 verbunden sind. Jeder Fliehkörper 13 ist im Ruhezustand der Kupplung mit seiner Innenseite 13a an der Außenseite 16a des Mittelstücks 16 abgestützt. Bevorzugt ist jede Kupplungskissen-Baueinheit als vorgespannte Montageeinheit ausgebildet. Mehrere solcher Kupplungskissen-Baueinheiten bilden zusammen ein Kupplungselement.

Die Wirkungsweise dieser neuen Fliehkraftkupplung versteht sich derart, daß, beginnend vom Ruhezustand gemäß den Fi g. I und 2, durch den in Drehung versetzten Antriebsteil 10 der Kupplung die Kupplungskissen-Baueinheiten dur-h die auf sie ausgeübten Umfangskräfte angetrieben werden. Bei dem sich drehenden Kupplungselement baut stcn dann eine radial nach außen gerichtete Kraftkomponente durch

ό die Fliehkraft der Fliehkörper auf. Zunächst hält die radial nach innen gerichtete Komponente der Vorspannkraft der Druckkissen die Fliehkörper 13 noch fest und drückt sie gegen das Mittelstück 16. Erst wenn bei Erreichen einer vorherbestimmbaren Emschakdrehzaht die nach außen wirkende Fliehkraft stärker w.rd als die radial nach innen wirkende Vorspannkraft. heben die Fliehkörper 13 vom Mittelstück 16 ab und bewegen sich radial nach außen, wobei der Kupplungsbelag 12 die Giocke Ha berührt und diese mitnimmt. Bei dieser radialen Beweaun.c der Fliebkörper 13 nach außen werden die Kissen noch weiter gestaucht, so daß dadurch die Vorspannung in den Kupplungskissen 15 noch erhöht wird. Bei Fortfall der radialen Fliehkraftkomponente, d.h.

μ im Ruhezustand der Kupplung, wirkt die Vorspanr.-kraft in den Kupplungskissen im Sinne einer radialen Ruckholung der Fliehkörper und hält diese beim Anschlag an dem Mitteistück fest.

Es versteh sich von selbst, daß die dareestellte

und beschriebene Ausführungsfonn nur als ein müe-Iicnes Av.sführungsbeispiel für die praktische Verwirklichung der Erfindung anzusehen ist. das jedoch keinesfalls allein hierauf beschränkt sein soll. Man könnte vielmehr — wie schon eingangs erwähnt —

insbesondere die Kupplungskissen-Baueinheiten auch noch in einer abweichenden Weise gestalten. Unter Umstanden wäre auch eine Anordnung eines einzelnen Kupplungskissens in Radialebene möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Fliehkraftkupplung mit einem elastischen Kupplungselement, welches einerseits mit der treibenden Kupplungshälfte verbunden ist und an dem andererseits mit der getriebenen Kupplungshälfte zusammenwirkende, außenseitig einen Kupplungsbelag tragende Fliehkörper angreifen, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupp- «ο lungselement aus Kupplungskissen-Baueinheiten (A) besteht, wobei jede einzelne Kupplungskissen-Baueinheit je aus einem mit der treibenden Kupplungshälfte verbundenen Mittelstück (16)

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Seitenfläche·? (16 b) zwei vorzugsweise untereinander gleiciigestaltete Kupplungskissen (15) anvulkanisiert sind, deren Längsachsen (B) einen stumpfen Winkel (\) bilden und im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufen, wobei auf die vom Mittelstück (16) abgewandten, mit Endstücken (19, 19«) verbundenen Flächen (15«) durch Verbinden dieser Endstücke mit dem die Kupplungskissen-Baueinheit bogenförmig umgreifenden Fliehkörpersegment (13), das mit seiner Innen- »5 seite (13«) außen am Mittelstück (16) anliegt, eine in Umfai.gsrichtung verlaufende Druckkraft aufgebracht wird.

2. Fliehkraftkupplung nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daU dar in der Vorderansieht im wesentlichen keilförmige Mittelstück (16) außerhalb seines die treibende Kupplungshälfte (10) mit dem Mittelstück verbindenden Bolzens (17) mit einem eine Montagelagefixierung bewirkenden Arretierstift (18) ausgerüstet ist.

3. Fliehkraftkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsbolzen (17) außerhalb des Schnittpunktes der Längsmittelachsen (B) der Kupplungskissen (15), d. h. außermittig, etwa an bzw. nahe dem Außenrand (16a) des Mittelstücks (16) angeordnet ist.

4. Fliehkraftkupplung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch geV-r.nzeichnet, daß je mehrere Kupplungskissen-Baueinheiten (A) konzentrisch um die Kupplungs-Längsmittelachse herum aneinandergereiht ein gemeinsames Kupplungselement bilden.