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Dokumentenidentifikation DE10001421C2 25.10.2001
Titel Getriebe mit integrierter Drehspielkupplung
Anmelder GKN Walterscheid GmbH, 53797 Lohmar, DE
Erfinder Zubik, John, Lockport, Ill., US
Vertreter Harwardt Neumann Patent- und Rechtsanwälte, 53721 Siegburg
DE-Anmeldedatum 15.01.2000
DE-Aktenzeichen 10001421
Offenlegungstag 12.04.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 25.10.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.10.2001
IPC-Hauptklasse A01D 69/06
IPC-Nebenklasse A01B 71/06   F16H 1/14   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für den Antrieb von oder für Antriebe in landwirtschaftlichen Geräten, welches ein Getriebegehäuse, eine erste Welle, die um eine erste Drehachse im Getriebegehäuse drehbar gelagert ist, deren eines Wellenende aus dem Getriebegehäuse herausragt und die ein erstes Zahnrad trägt sowie eine zweite Welle, die um eine zweite Drehachse im Getriebegehäuse drehbar gelagert ist, deren eines Wellenende aus dem Getriebegehäuse herausragt und die ein zweites Zahnrad trägt, umfaßt, wobei das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad miteinander kämmen.

Aus der DE 196 43 559 A1 ist bereits ein Winkelgetriebe, insbesondere für den Antrieb von oder Antriebe in landwirtschaftlichen Geräten bekannt, bei dem zwei Kegelräder auf zwei senkrecht zueinander stehenden und sich schneidenden Drehachsen angeordnet sind, wobei die Kegelräder miteinander kämmen und von einem Getriebegehäuse umschlossen sind.

In der DE 44 45 634 C2 ist eine Kupplung beschrieben, welche zum antriebsmäßigen Verbinden in Antrieben von oder von Antrieben für landwirtschaftlichen Geräten dient und welche Drehmomente überträgt, wobei eine Kupplungsnabe und eine Kupplungshülse über einen begrenzten Drehwinkel zueinander frei relativ drehbar ausgebildet sind, so daß beispielsweise eine mit der Zapfwelle eines Traktors zur Herstellung einer Antriebsverbindung für ein davon angetriebenes landwirtschaftliches Gerät dienende Gelenkwelle mit ihren Anschlußmitteln leichter mit der Zapfwelle kuppelbar ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Getriebe zu schaffen, das beim Einsatz im Antriebsstrang zum Antrieb landwirtschaftlicher Geräte das Kuppeln zur Erzielung einer Antriebsverbindung mit dem Traktor oder von einzelnen Teilantrieben mit dem Hauptantrieb erleichtert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Getriebe für den Antrieb von landwirtschaftlichen Geräten ein Getriebegehäuse, eine erste Welle, die um eine erste Drehachse im Getriebegehäuse drehbar gelagert ist, wobei ein erstes Wellenende der ersten Welle aus dem Getriebegehäuse herausragt, ein erstes Zahnrad, das auf der ersten Welle axial fest und relativ zu dieser begrenzt drehbar angeordnet ist, eine zweite Welle, die um eine zweite Drehachse im Getriebegehäuse drehbar gelagert ist, wobei das erste Wellenende der zweiten Welle aus dem Getriebegehäuse herausragt, sowie ein zweites Zahnrad, das mit der zweiten Welle in axialer Richtung und in Drehrichtung fest verbunden ist, umfaßt, wobei das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad miteinander kämmen.

Von Vorteil bei dieser Ausführung mit einer in das Getriebe integrierten Drehspielverbindung ist, daß eine dem Getriebe vorgeschaltete Drehspielverbindung entfallen kann. Die Antriebswelle und die Abtriebswelle des Getriebes sind über einen begrenzten Drehwinkel zueinander frei relativ drehbar, so daß die Bauteile der Antriebsverbindung, die in eine übereinstimmende Lage zu bringen sind, gegeneinander so weit drehbar sind, daß ein leichtes Einkuppeln der Verbindung erreichbar ist. Bei einem mit einem Vielkeilprofil versehenen Zapfen und einer entsprechend ausgebildeten Bohrung können somit die Zähne und die Lücken so aufeinander ausgerichtet werden, daß ein einfaches Aufschieben und damit Kuppeln möglich ist. Die Größe der Teilungsunterschiede kann so gewählt werden, daß ein genügend großer Drehwinkel zur Verfügung steht, um bei feststehender Abtriebswelle des Getriebes beispielsweise zu erreichen, daß ein Zahn des angetriebenen Getriebezapfens, um eine Teilung zu einer Zahnlücke einer Keilverzahnung bei einer typischen Gelenkwelle, wie sie für Zapfenwellenantriebe genormt ist, in Übereinstimmung zu bringen.

Ferner kann eine in das Getriebe integrierte Drehspielverbindung auch innerhalb eines Antriebsstranges eines landwirtschaftlichen Geräts eingesetzt werden, um beispielsweise ein geringes relatives Drehen einer Gelenkwelle zwischen einem Untergetriebe und einem Hauptgetriebe zu ermöglichen. Dies kann beispielsweise bei Geräten, das angetriebene Abschnitte aufweist, die für die Straßenfahrt in eine Ruhestellung klappbar sind, das Kuppeln für die Arbeitsstellung erleichtern.

In Konkretisierung der Erfindung ist vorgesehen, daß das erste Zahnrad zwischen einer zur ersten Welle gehörenden ersten Wellenschulter und einem Lager axial fest gelagert ist. Dadurch können auf das Zahnrad übertragene axiale Kräfte auf die erste Welle weitergeleitet werden.

In weiterer Ausgestaltung weist das erste Zahnrad an einer Stirnseite mindestens zwei axial gerichtete Klauen auf und die erste Welle weist mindestens zwei radiale Vorsprünge auf, wobei die Vorsprünge in die Ausnehmungen zwischen den Klauen mit Drehspiel eingreifen. Dies ermöglicht eine begrenzte Drehbewegung des ersten Zahnrades relativ zur ersten Welle.

Eine bevorzugte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die axial gerichteten Klauen an der der ersten Wellenschulter zugewandten Stirnseite des Zahnrades ausgebildet sind und daß die radialen Vorsprünge der ersten Welle unmittelbar benachbart zu der ersten Wellenschulter angeordnet sind.

Vorzugsweise ist das zweite Zahnrad zwischen einem Lager und einer Sicherungsmutter, die mit der zweiten Welle verbunden ist, axial gehalten und in Drehrichtung formschlüssig mit der zweiten Welle verbunden. Durch diese Anordnung können auf das zweite Zahnrad wirkende axiale Kräfte auf die zweite Welle weitergeleitet werden. Ferner kann ein Drehmoment vom zweiten Zahnrad auf die zweite Welle übertragen werden.

Vorzugweise ist eine Anwendung bei Kegelradgetrieben vorgesehen, so daß das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad als Kegelräder ausgebildet sind.

Ferner sind die erste Drehachse und die zweite Drehachse in weiterer Ausgestaltung rechtwinklig zueinander verlaufend und sich schneidend angeordnet.

In Konkretisierung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die erste Welle als Antriebswelle und die zweite Welle als Abtriebswelle dient. Dabei kann die Antriebswelle beispielsweise mit einer Gelenkwelle zur Verbindung mit der Zapfwelle eines Traktors und die Abtriebswelle zum Antrieb der Werkzeuge eines landwirtschaftlichen Gerätes dienen.

Anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels ist das Wesen und die Funktion der Erfindung näher beschrieben. Dieses ergibt sich aus den Zeichnungen.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Winkelgetriebes mit integrierter Drehspielkupplung und

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Drehspielkupplung gemäß Schnittlinie II-II von Fig. 1.

Aus Fig. 1 ist das Getriebe 1 mit integrierter Drehspielkupplung ersichtlich. Das Getriebe 1 besitzt ein Getriebegehäuse 2 mit einem daran angeflanschten Gehäuseabschnitt 3. Das Getriebegehäuse 2 umfaßt eine erste Lagerbohrung 5 und eine zweite Lagerbohrung 6, welche auf einer ersten Drehachse 4 zentriert und an gegenüberliegenden Seiten des Getriebegehäuses 2 angeordnet sind. Es umfaßt ferner eine erste Welle 7, welche auf der ersten Drehachse 4 zentriert und in den beiden Lagerbohrungen 5, 6 mittels zweier Wälzlager 8, 9 gelagert ist und welche ferner ein aus dem Getriebegehäuse 2 herausragendes zapfenförmiges erstes Wellenende 10, eine erste Wellenschulter 11 sowie unmittelbar benachbart zu der ersten Wellenschulter 11 zwei radiale Vorsprünge 12 aufweist. Es weist des weiteren ein erstes Zahnrad 13 in Form eines Kegelrades, welches an seiner der ersten Wellenschulter 11 zugewandten Stirnseite zwei axial gerichtete Klauen 14 besitzt, auf, wobei die Vorsprünge 12 in die Ausnehmungen 19 zwischen den Klauen 14 mit Drehspiel eingreifen. Dabei ist das erste Zahnrad 13 zwischen dem Innenring des ersten Wälzlagers 8 und der ersten Wellenschulter 11 der ersten Welle 7 axial fest und relativ zur ersten Welle 7 begrenzt drehbar gelagert.

Der Außenring des ersten Wälzlagers 8 ist gegen einen ersten Sicherungsring 15, welcher in einer Nut in der ersten Lagerbohrung 5 einsitzt, abgestützt. Der Außenring des zweiten Wälzlagers 9 ist gegen einen zweiten Sicherungsring 16, welcher in einer Nut in der zweiten Lagerbohrung 6 einsitzt, abgestützt. Der Innenring des ersten Wälzlagers 8 stützt sich gegen eine zweite Wellenschulter 17 der ersten Welle 7 ab und der Innenring des zweiten Wälzlagers 9 stützt sich gegen eine dritte Wellenschulter 18 der ersten Welle 7 ab.

Somit ist die erste Welle 7 axial fest gelagert. Auf die erste Welle 7 übertragene Axialkräfte können von den beiden Wälzlagern 8, 9 aufgenommen werden.

Der angeflanschte Gehäuseabschnitt 3 besitzt eine längliche Bohrung 21, welche auf einer zweiten Drehachse 20 zentriert angeordnet ist und welche einen ersten Absatz 22 und einen zweiten Absatz 23 aufweist. Er besitzt ferner eine zweite Welle 24, welche auf der zweiten Drehachse 20 zentriert und mittels eines dritten Wälzlagers 25 und eines vierten Wälzlagers 26 in der länglichen Bohrung 21 gelagert ist. Die zweite Welle 24 ein aus dem angeflanschten Gehäuseabschnitt 3 herausragendes zapfenförmiges erstes Wellenende 27 und ein zweites Wellenende 28 sowie ein zweites Zahnrad 29 in Form eines Kegelrades auf. Das zweite Zahnrad 29 ist in axialer Richtung zwischen dem Innenteil des vierten Wälzlagers 26 und einem auf das zweite Wellenende 28 der zweiten Welle 24 aufgeschraubten Sicherungsmutter 30 eingespannt. Es ist mittels einer Verzahnung 31 drehfest gegenüber der zweiten Welle 24 gehalten. Dabei ist der Außenring des dritten Wälzlagers 25 auf dem ersten Absatz 22 der Bohrung 21 sitzend gegen eine Schulter abgestützt. Der Außenring des vierten Wälzlagers 26 ist auf dem zweiten Absatz 23 der Bohrung 21 sitzend gegen eine Schulter abgestützt. Der Innenring des dritten Wälzlagers 25 stützt sich gegen eine erste Wellenschulter 32 der zweiten Welle 24 ab. Somit ist die zweite Welle 24 in axialer Richtung fest gelagert. Auf die zweite Welle 24 übertragene axiale Kräfte können von den beiden Wälzlagern 25, 26 aufgenommen werden.

Das Getriebegehäuse 2 und der Gehäuseabschnitt 3 sind mittels Schrauben 37 so miteinander verbunden, daß die erste Drehachse 4 und die zweite Drehachse 20 rechtwinklig zueinander verlaufen und sich schneiden und daß ferner das erste Zahnrad 13 in Form eines Kegelrades und das zweite Zahnrad 29 in Form eines Kegelrades innerhalb des Getriebegehäuses 2 miteinander kämmen.

Das Getriebe 1 weist zwischen der ersten Welle 7 und den Lagerbohrungen 5, 6 sowie zwischen der zweiten Welle 24 und der länglichen Bohrung 21 Ringöffnungen auf, wobei die Ringöffnungen zwischen der ersten Welle 7 und der Lagerbohrung 5 sowie zwischen der zweiten Welle 24 und der länglichen Bohrung 21 mittels Dichtungen 33, 34 in Form von Radialwellendichtringen nach außen abgeschlossen sind und wobei ferner die zweite Lagerbohrung 6 mittels eines Deckels 35 nach außen abgeschlossen ist. Dadurch wird verhindert, daß das Schmieröl aus dem Getriebe 1 austritt, bzw. Schmutz in das Getriebe 1 eindringt. Um das Getriebeöl auszutauschen zu können, ist eine Ölablaßschraube 36 vorzusehen. Bezugszeichenliste 1 Getriebe

2 Getriebegehäuse

3 Gehäuseabschnitt

4 erste Drehachse

5 erste Lagerbohrung

6 zweite Lagerbohrung

7 erste Welle

8 erstes Lager/Wälzlager

9 zweites Lager/Wälzlager

10 erstes Wellenende

11 erste Wellenschulter

12 radialer Vorsprung

13 erstes Zahnrad

14 Klauen

15 erster Sicherungsring

16 zweiter Sicherungsring

17 zweite Wellenschulter

18 dritte Wellenschulter

19 Ausnehmung

20 zweite Drehachse

21 Bohrung

22 erster Absatz

23 zweiter Absatz

24 zweite Welle

25 drittes Lager/Wälzlager

26 viertes Lager/Wälzlager

27 erstes Wellenende

28 zweites Wellenende

29 zweites Zahnrad

30 Sicherungsmutter

31 Verzahnung

32 erste Wellenschulter

33 Dichtung

34 Dichtung

35 Deckel

36 Ölablaßschraube

37 Schraube


Anspruch[de]
  1. 1. Getriebe (1) für den Antrieb von landwirtschaftlichen Geräten, welches

    ein Getriebegehäuse (2),

    eine erste Welle (7), die um eine erste Drehachse (4) im Getriebegehäuse (2) drehbar gelagert ist und deren erstes Wellenende (10) aus dem Getriebegehäuse (2) herausragt,

    ein erstes Zahnrad (13), das auf der ersten Welle (7) axial fest und relativ zu dieser begrenzt drehbar angeordnet ist,

    eine zweite Welle (24), die um eine zweite Drehachse (20) im Getriebegehäuse (2) drehbar gelagert ist und deren erstes Wellenende (27) aus dem Getriebegehäuse (2) herausragt sowie

    ein zweites Zahnrad (29), das mit der zweiten Welle (24) in axialer Richtung und in Drehrichtung fest verbunden ist, umfaßt,

    wobei das erste Zahnrad (13) und das zweite Zahnrad (29) miteinander kämmen.
  2. 2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Zahnrad (13) zwischen einer zur ersten Welle (7) gehörenden ersten Wellenschulter (11) und einem ersten Lager (8) axial fest gelagert ist.
  3. 3. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

    daß das erste Zahnrad (13) an einer Stirnseite mindestens zwei axial gerichtete Klauen (14) aufweist und

    daß die erste Welle (7) mindestens zwei radiale Vorsprünge (12) aufweist, wobei die Vorsprünge (12) in die Ausnehmungen (19) zwischen den Klauen (14) mit Drehspiel eingreifen.
  4. 4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

    daß die axial gerichteten Klauen (14) an der der ersten Wellenschulter (11) zugewandten Stirnseite des ersten Zahnrades (13) ausgebildet sind und

    daß die radialen Vorsprünge (12) der ersten Welle (7) unmittelbar benachbart zu der ersten Wellenschulter (11) angeordnet sind.
  5. 5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Zahnrad (29) zwischen einem dritten Lager (25) und einer Sicherungsmutter (30), der mit der zweiten Welle (24) verbunden ist, axial gehalten ist und in Drehrichtung formschlüssig mit der zweiten Welle (24) verbunden ist.
  6. 6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Zahnrad (13) und das zweite Zahnrad (29) als Kegelräder ausgebildet sind.
  7. 7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Drehachse (4) und die zweite Drehachse (20) rechtwinklig zueinander verlaufend und sich schneidend angeordnet sind.
  8. 8. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Welle (7) als Antriebswelle und die zweite Welle (24) als Abtriebswelle dient.






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