Предлагаемое изобретение касается известных фрикционных муфт сцепления, у которых взаимное прижимание поверхностей трения сцепляемых вращающихся частей происходит при участии особых вспомогательных тел, расположенных в муфте с возможностью радиального отбрасывания вследствие развивающейся при вращении центробежной силы. По одной конструкции таких муфт эти тела находятся на ведущей части муфты, а по другой - на ведомой части. Первая конструкция применяется у таких муфт, которые автоматически включаются, когда ведущая часть из состояния покоя или из медленного хода переходит в более быстрое вращение, и точно так же автоматически выключаются, когда ведущая часть останавливается или переходит на медленный ход. Второй тип конструкции служит в качестве трансмиссионной муфты, которая может быть включена и выключена при продолжающемся движении ведущей части. В таком случае отбрасываемые тела дают то преимущество, что при возрастании числа оборотов муфты возрастает также сила нажатия поверхностей трения, а следовательно и передаваемый момент вращения. С другой стороны, такая муфта как при включении, так и при выключении требует большого расхода энергии, потому что при включении центробежная сила еще не принимает участия в прижимании друг к другу поверхностей трения, а при выключении приходится преодолевать всю центробежную силу отбрасываемых тел. В том случае, когда усилие для включения муфты получается от разжимания пружины, то для выключения должно быть приложено еще усилие на обратное сжатие этой пружины.
Целью изобретения является устранение означенных недостатков путем уменьшения тех сопротивлений, которые приходится преодолевать при включении и при выключении муфты.
Для означенной цели отбрасываемые тела отделяются, согласно изобретению, от ведущей части и ставятся на особой ее соединительной части, не находящейся в жестком соединении ни с одной из половинок муфты, но имеющей такую конструкцию, что эту особую часть можно соединить с ведущей частью муфты через вспомогательную муфту, причем эта часть снабжается еще целесообразно устроенным тормозом, позволяющим осуществить быструю остановку.
На чертеже показаны два примера выполнения предлагаемой муфты; фиг. 1 изображает в продольном разрезе муфту в применении для соединения двух валов, а фиг. 2, 3 и 4 относятся к муфте для соединения колеса с валом, причем фиг. 2 изображает ее в продольном разрезе по линии II-II, фиг. 3 - в поперечном разрезе по линии III-III и фиг. 4 дает перспективное изображение детали к этой муфте.
На фиг. 1 показана муфта для соединения ведущего вала 1 (например, коленчатого вала мотора) с ведомым валом 2, от которого движение передается далее через зубчатку 3. С этой целью на ведущем валу 1 жестко насажена часть 4, имеющая коническую, служащую для сцепления, фрикционную поверхность 4, а на ведомом валу 2 также жестко, но с возможностью перемещения в осевом направлении, насажена часть 5′ с такой же, как поверхность 4, поверхностью 5. Пружина 6, вставленная между частями 4′ и 5′., стремится отделить друг от друга их конические поверхности 4 и 5. На ведущем валу 1 надета свободно вращающаяся и продольно перемещаемая втулка 7 с укрепленной на ней частью в виде звезды 8, между лучами которой помещены шары 9, служащие отбрасываемыми по радиусам телами. Эти шары могут вращаться между полыми конусами 10 и 11, из которых первый 10 жестко связан (или составляет одно целое) с частью 4′, а второй 11 - с частью 5′, так что при удалении продольно подвижного полого конуса 11 от неподвижного на оси конуса 10, конические сцепные поверхности 4 и 5 будут приближаться и, наоборот, удаляться при сближении полых конусов 10 и 11. Втулка 7 на одном конце несет конус 12 вспомогательной фрикционной муфты, могущей соприкасаться с другим ее конусом 13, выполненным на части 4′, а на другом конце втулки имеется тормозный конус 14, который может соприкасаться с неподвижно установленным тормозным конусом 15. Пружина 21, упирающаяся в неподвижный упор и в конус 14, стремится вдвинуть фрикционный конус 12 в конус 13 и тем связать втулку 7 и часть 8 для отбрасываемых тел с ведущим валом 1. Рычаг 17, поворачивающийся около неподвижной точки 16 и связанный посредством тяги 19 с педалью 20, зацепляется другим концом за кольцевой паз 18 втулки 7 и при нажатии педали может перемещать втулку с сидящими на ней тормозным конусом 14 и конусом 12 вспомогательной муфты.
Действие предлагаемой муфты происходит таким образом. На чертеже ведущий и ведомый валы показаны в состоянии покоя и конические поверхности трения 4 и 5 муфты благодаря пружине 6 отодвинуты друг от друга, т.е. муфта в этом случае выключена. Часть 8 для отбрасываемых тел связана с ведущим валом 1 через втулку 7 и при посредстве вспомогательной муфты, конусы 12 и 13 которой сдвинуты действием пружины 21; поэтому, когда ведущий вал 1 приходит во вращение, обрасываемые шары 9 также участвуют в нем, причем они катаются в жолобе, образованном стенками полых конусов 10 и 11; приобретаемая ими центробежная сила стремится раздвинуть эти конусы в осевом направлении и тем сблизить конические поверхности трения 4 и 5 основной муфты. Когда скорость вращения ведущего вала повысится настолько, что центробежная; сила шаров 9 превзойдет натяжение пружины 6, то поверхности трения 4 и 5 придут в соприкосновение, вызывая постепенное включение основной муфты.
Если нужно выключить муфту, то достаточно нажать на педаль 20, отчего втулка 7 сдвинется влево, а ее тормозный конус 14 прижмется к неподвижному конусу 15 и вызовет остановку вращения втулки 7 и шаров 9. С прекращением действия их центробежной силы шары 9 отойдут к оси втулки и пружина 6, вследствие этого будет в состоянии отодвинуть поверхность трения 5 от поверхности трения 4. Таким образом произойдет выключение муфты.
Повторное включение при продолжающемся вращении ведущего вала 1 производится прекращением нажатия педали 20 и отпуска тем тормоза 14, 15; тогда под действием пружины 21 втулка 7 уходит вправо и муфта включится снова.
Фрикционные конусы муфты можно сконструировать и наоборот, а именно: конусу трения 4 ведущей части придать осевое перемещение, а конус трения 5 установить на ведомой части неподвижно, отчего способ действия муфты не изменится. Вместо же конусов для поверхностей трения могут применяться, по принципу изобретения, части какой угодно иной формы, например, плоские диски, цилиндры и т.д.
Для обеспечения, плавного включения муфты предусматривается буферное приспособление для медленного, даже при быстром отбрасывании педали 20, передвижения части 8 с отбрасываемыми телами с целью ее включения с ведущим валом. Такое приспособление может состоять, например, из неподвижного наполненного жидкостью цилиндра катаракта 25, поршень 26 которого присоединен к рычагу 17. Жидкость, вытесняемая поршнем, при его перемещении в момент выключения муфты, может беспрепятственно переходить через обратный клапан 27 с одной стороны на другую. Наоборот, при включении муфты, течению жидкости в обратном направлении создается значительное сопротивление в узком проходе 28, сечение которого может изменяться по желанию при помощи шпинделя 29. Это сопротивление задерживает протекание жидкости и замедляет соответственно перемещение части 8.
Муфта по фиг. 2-4 предназначается, для того, чтобы соединить с ведущим валом 1 свободно сидящий на нем ведомый орган, например зубчатку 34. С этой целью и здесь на валу 1 также насаживается свободно вращающаяся и аксиально перемещаемая втулка 7 для отбрасываемых тел, выполненных в этом случае в виде роликов 9′, могущих перемещаться в радиальных вырезах втулки. Для возбуждения трения между сцепными частями муфты служит скрепленная с ведущим валом 1 прокладка 30 кольцевой формы, упругая в радиальном направлении и прилегающая своей наружной стороной к цилиндрической внутренней стенке ведомой зубчатки 34, образуя фрикционную поверхность 31 муфты. Для передачи на прокладку центробежной силы роликов 9′ служит помещенная между этими частями гильза 32 (фиг. 4), целесообразно разрезанная по ломаной линии 33, чтобы ролики 9′ по возможности без толчков проходили место разреза. Втулка 7 имеет на торцах конические поверхности 12 и 14, из которых первая может соприкасаться с соответственной поверхностью 13 на части, вращающейся вместе с валом 1, a поверхность 14 - с такой же поверхностью 15 на неподвижной стойке 35, служащей также и подшипником для вала 1. Для перемещения втулки 7 служит рычажная рукоятка 36, поворачиваемая около неподвижной оси 37 и захватывающая втулку 7 хомутиком 38, лежащим в ее пазу 18.
Если нужно, зубчатку 34 соединить с валом 1, то втулку 7 приводят в положение, показанное на фиг. 2, при котором конические поверхности 12 и 13 соприкасаются между собою, и следовательно втулка 7 участвует во вращении вала 1. Вследствие развившейся при этом центробежной силы тела 9′, нажимая на гильзу 32, разводят ее, а та в свою очередь прижимает прокладку 30 в поверхности трения 31; в результате зубчатка 34 получает вращение от вала 1.
Для расцепления муфты втулка 7 перемещается вправо до соприкосновения поверхностей 14 и 15 и вследствие этого затормаживается; центробежная сила тел 9′ исчезает и происходившее от нее фрикционное сцепление зубчатки 34 с валом 1 прекращается.
Прокладку 30 у подобной муфты можно устроить и так, чтобы она жестко соединялась с ведомой частью, а от действия центробежной силы отбрасываемых тел прилегала бы для образования поверхности трения к ведущей части.
Для обеспечения постоянного взаимного прижимания поверхностей трения вспомогательной муфты 12, 13 или тормоза 14, 15 рукоятка 36 снабжена пружинным запором 39, 40, конец 42 которого заскакивает по ту или другую сторону зуба 43, имеющегося на неподвижной стойке 35.
1. Центробежная фрикционная муфта сцепления, у которой вращающиеся и перемещающиеся в радиальном направлении вследствие центробежной силы тела вызывают прижимание поверхностей трения для соединения обеих половин муфты, отличающаяся тем, что тела 9, 9, центробежная сила коих используется, помещены в части 8, являющейся по отношению к остальным частям муфты свободно вращающейся и соединяющейся с ведущим валом 1 при посредстве вспомогательной муфты 12, 13.
2. Форма выполнения муфты по п. 1, отличающаяся применением тормоза 14, 15 для остановки части 8, несущей отбрасываемые тела 9, 9′.
3. Форма выполнения муфты по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что часть 14 тормоза и конус 12 вспомогательной муфты выполнены как одно целое и устроены подвижными в осевом направлении.
4. Форма выполнения муфты по пп. 1 и 3, отличающаяся тем, что для смягчения действия пружины 21, включающей вспомогательную муфту 12, 13, применен масляный катаракт 25-28.
5. Форма выполнения муфт по п. 1 (фиг. 2), отличающаяся тем, что одна из фрикционных поверхностей муфты представляет собою податливую в радиальном направлении цилиндрическую поверхность, скрепленную по окружности, одним концом с одной из половин сцепной муфты.
6. Форма выполнения по п. 1, отличающаяся тем, что тела 9, 9′, выполненные в виде известных тел качания, вращаются известным образом между двумя полыми конусами 10 и 11, которые могут сдвигаться в осевом направлении относительно друг друга, причем один конус 10 соединен с фрикционной сцепной поверхностью 4, а второй конус 11 - с другой сцепной поверхностью 5 таким образом, что как только, благодаря центробежной силе тел 9, полые конусы 10 и 11 раздвинутся по осевому направлению, фрикционные поверхности 4, 5 сблизятся между собой и произведут таким образом сцепление муфты (фиг. 1).
