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Dokumentenidentifikation EP1308076 12.06.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 1308076
Titel Schutzanordnung für ein Gelenk, insbesondere Doppelkreuzgelenk
Anmelder GKN Walterscheid GmbH, 53797 Lohmar, DE
Erfinder Herchenbach, Paul, 53809 Ruppichteroth, DE;
Coenen, Herbert, 53639 Königswinter, DE
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument DE
EP-Anmeldetag 06.09.2002
EP-Aktenzeichen 020200143
EP-Offenlegungsdatum 07.05.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.06.2003
IPC-Hauptklasse A01B 71/08
IPC-Nebenklasse F16D 3/84   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Schutzanordnung für ein Gelenk, insbesondere Doppelkreuzgelenk für den Antrieb von oder in Antrieben in landwirtschaftlichen Geräten und Arbeitsmaschinen. Solche Schutzanordnungen dienen als Berührungsschutz und werden über Verbindungsmittel ortsfest gehalten, so dass das von der Schutzanordnung umschlossene Gelenk darin rotiert. Die Schutzanordnung soll einen Kontakt von Personen mit den drehenden Bauteilen vermeiden.

Es sind bereits vielfältige Ausbildungsvarianten einer solchen Schutzanordnung bekannt.

So beschreibt die DE-OS 2 046 236 eine Schutzanordnung, bei der dem Gehäuse des Kreuzgelenkes ein erstes Schutzelement zugeordnet ist, welches auf dem Gehäuse und relativ zu diesem drehbar gelagert. Der Anschlussgabel des Doppelkreuzgelenkes ist ein Schutztrichter zugeordnet. Der Gelenkgabel, die mit der Profilwelle verbunden ist, ist eine weitere Schutzanordnung zugeordnet, die ebenfalls ein sich erweiterndes trichterartiges Schutzelement umfasst. Dieses übergreift das mit dem Gehäuse verbundene erste Schutzelement und greift selbst in den Schutztrichter, der der Anschlussgabel zugeordnet ist, ein. Bei großen Abwinklungen ist jedoch keine volle Überdeckung gegeben. Es entstehen Spalte zwischen den Schutzelementen, die ein Eingreifen von Hand oder das Hineinstecken eines Fingers erlauben.

Eine der vorgenannten Konstruktion vergleichbare Konstruktion ist in der DE 7 322 406 U beschrieben. Dabei sind ebenfalls mehrere glockenförmige Schutzelemente ineinandergeschachtelt, die dafür sorgen sollen, dass ein Eingriff verhindert wird. Eine solche Konstruktion, die insgesamt vier gegeneinander verstellbare Elemente umfasst, ist jedoch aufwendig und für die Praxis nicht geeignet.

Die US 4605332 beschreibt eine Schutzanordnung für ein Doppelkreuzgelenk, wobei auf dem Gehäuse des Doppelkreuzgelenkes ein erstes Schutzelement gelagert ist, das einen hohlkugelförmigen Abschnitt umfasst, in dem ein kugeliges Element eines zweiten Schutzelementes, das mittels eines Anschlusselementes auf einer Gelenkgabel gelagert ist, aufgenommen ist. Das Anschlusselement dient zum Anschluss eines Schutzrohres, welches das mit der Gelenkgabel verbundene Verschiebeprofil überdeckt. Aber auch hierbei ist bei großen Abwinklungen zwischen den beiden kugelförmigen Abschnitten der Schutzelemente die Möglichkeit gegeben, dass ein Spalt entsteht, durch den ein Eingriff möglich ist.

Um gänzlich einen Kontakt zu vermeiden, ist in der EP 0641 946 A1 ein Vollschutz beschrieben, bei dem ein Einfachgelenk vollständig von einem Faltenbalg überdeckt wird, der mit einem ortsfesten Anschlusselement verbunden wird. Es hat sich gezeigt, dass solche vollkommen gekapselten Schutzanordnungen für den Einsatz in landwirtschaftlichen Geräten und Arbeitsmaschinen nur schlecht geeignet sind, weil Staub in die Schutzanordnung gelangt, so dass eine Mitnahme der Schutzanordnung in Drehrichtung eintreten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzanordnung vorzuschlagen, die einerseits geeignet ist, den Eingriff von außen zu verhindern, andererseits jedoch gewährleistet, dass in das Innere der Schutzanordnung gelangter Schmutz wieder aus dieser austreten kann.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Schutzanordnung für ein Gelenk, insbesondere Doppelkreuzgelenk für den Antrieb von oder in Antrieben von landwirtschaftlichen Geräten und Arbeitsmaschinen, die dadurch gekennzeichnet ist,

dass ein zweites Schutzelement aus Kunststoff vorgesehen ist, das als beidendig offener Hohlkörper mit einem axial offenen ersten Endabschnitt und einem axial offenen zweiten Endabschnitt und zwischen beiden einem umlaufenden Mantelabschnitt ausgebildet ist,

dessen Mantelabschnitt verteilt angebrachte Durchbrüche oder eine Gitterstruktur aufweist,

dessen erster Endabschnitt mit dem Befestigungsabschnitt des ersten Schutzelementes verbindbar ist, dessen zweiter Endabschnitt zur Verbindung mit einem Anschlusselement, das an einem zweiten Bauteil des Gelenkes gelagert ist, dient.

Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, dass über die Gitterstruktur der Schmutz, der in den Innenraum zu den Gelenkbauteilen gelangt ist, wieder austreten kann. Darüber hinaus kann die Gitterstruktur von ihren Abmaßen so gewählt werden, dass ein Eingriff von Hand oder das Hindurchstecken eines Fingers nicht möglich ist. Die Gitterstruktur bzw. die Durchbruchausbildung sorgt für die nötige Flexibilität, so dass auch bei großen Abwinklungen eine Anpassung gewährleistet ist. Ferner wird über die Gitterstruktur auch gewährleistet, dass eine drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Schutzelement und dem Anschlusselement, mit dem das zweite Schutzelement ebenfalls verbunden ist, erreicht wird. Über die Gitterstruktur kann ein Drehmoment (Schleppmoment) in ausreichendem Maße abgestützt werden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gitterstruktur im abgewickelten Zustand des Mantelabschnittes aus untereinander parallelen ersten Stegen und untereinander parallelen zweiten Stegen gebildet ist, wobei sich die ersten Stege und die zweiten Stege in Knotenpunkten schneiden. Die ersten Stege und die zweiten Stege sind an den Knotenpunkten miteinander verbunden. Sie sind also einstückig ausgebildet. Ferner ist es möglich, die Gitterstruktur dadurch zu bilden, dass der Mantelabschnitt in einem Muster angeordnete Durchbrüche aufweist. Diese Durchbrüche können kreisförmig, oval oder rautenförmig oder als Langlöcher gestaltet sein. Vorzugsweise ist der erste Endabschnitt mit einem größeren Durchmesser versehen als der zweite Endabschnitt. Der erste Endabschnitt des zweiten Schutzelementes kann günstig mit dem Befestigungsabschnitt des ersten Schutzelementes durch Formschluss verbunden sein. Hierzu kann beispielsweise der Befestigungsabschnitt einen Kragen aufweisen, der von dem entsprechend gestalteten ersten Endabschnitt des zweiten Schutzelementes übergriffen wird. Zur Verbindung des zweiten Endabschnittes des zweiten Schutzelementes mit einem Anschlusselement, das am Gelenk angebracht ist, ist der zweite Endabschnitt mit einem axial verlaufenden Schlitz versehen. In Umfangsrichtung ist beidendig desselben jeweils eine Verdickung mit einer Bohrung zur Aufnahme einer Schraube vorgesehen.

Im eingebauten Zustand kann eine Anordnung für den Mantelabschnitt derart getroffen sein, dass dieser im Längsschnitt eine Falte bildet. Hierdurch wird bei Abwinklung des ersten Schutzelementes bzw. des Befestigungsabschnittes im Verhältnis zum zweiten Endabschnitt des zweiten Schutzelementes genügend Material zur Verfügung gestellt, um die Verkürzung durch Einrollen und die Verlängerung durch Strecken zuzulassen.

Eine besonders günstige Gestaltung ergibt sich dadurch, dass die Durchbrüche in Umfangsrichtung des Mantelabschnitts auf einer Umfangslinie verteilt angeordnet sind und in Achsrichtung gesehen Reihen bilden, wobei die Durchbrüche, die zu unterschiedlichen Reihen gehören, in Umfangsrichtung des Mantelabschnitts zueinander versetzt sind. Durch eine solche Anordnung werden die Schleppmomente, die bei Rotation des Gelenkes auftreten, günstig aufgenommen.

Eine günstige Verformung des Mantels kann dadurch erreicht werden, dass auf dem Innen- und/oder Außenumfang des Mantelabschnitts Rippen in Umfangsrichtung verlaufend angeordnet sind.

In der Zeichnung ist die Zuordnung einer erfindungsgemäßen Schutzanordnung zu einem Gelenk in Form eines Doppelkreuzgelenkes im Längsschnitt bezüglich der zur Schutzanordnung gehörenden Bauteile dargestellt.

Es zeigt

Figur 1
einen Längsschnitt der Schutzanordnung in Zuordnung zu einem Gelenk in Form eines Doppelkreuzgelenkes,
Figur 2
einen Schnitt II-II durch den zweiten Endabschnitt des zweiten Schutzelementes und das zugehörige Anschlusselement,
Figur 3
eine erste Ausführungsform der Gitterstruktur mit rautenförmigen Durchbrüchen,
Figur 4
eine zweite Ausführungsform der Struktur mit kreisförmigen Durchbrüchen und Rippen, und
Figur 5
eine weitere Variante der Gitterstruktur mit Langlöchern als Durchbrüche.

Aus Figur 1 ist ein Gelenk 1 in Form eines Doppelkreuzgelenkes im Halblängsschnitt ersichtlich, wobei dieses eine Anschlussgabel 2 umfasst, die über ein erstes Zapfenkreuz 3 mit der entsprechenden Gelenkgabel eines Gehäuses 4 verbunden ist. Das Gehäuse 4 wiederum ist über ein zweites Zapfenkreuz 5 mit der Gelenkgabel 6 verbunden. In der Beschreibung und den Ansprüchen stellt das Gehäuse 4 das erste Bauteil des Gelenkes und die Gelenkgabel 6 das zweite Bauteil dar. Die Gelenkgabel 6 ist mit einem Profilrohr 9 verbunden. Ein Drehmoment wird beispielsweise über die Anschlussgabel 2, die beiden Zapfenkreuze 3, 5 und das Gehäuse 4 auf die Gelenkgabel 6 und von dieser über das Profilrohr 9 auf eine entsprechende Anordnung mit einem Kreuzgelenk über ein weiteres Profilrohr, das in dem Profilrohr 9 verschiebbar aufgenommen ist, weitergeleitet. Da bei landwirtschaftlichen Geräten und Arbeitsmaschinen häufig eine solche Antriebsanordnung offen liegt, beispielsweise wenn sie zur Weiterleitung der Drehbewegung von der Zapfwelle eines Traktors an das Gerät dient, sind hierfür Schutzanordnungen vorgesehen. Diese Schutzanordnungen sind als stillstehende Schutzanordnungen gestaltet, d.h. sie werden zwar von der Gelenkanordnung getragen, rotieren jedoch nicht mit dieser, weil sie über nicht dargestellte Mittel mit einem ortsfesten Teil des Gerätes verbunden werden. Die zur gesamten Schutzanordnung gehörenden Bauteile sind untereinander so verbunden, dass sie eine drehfeste Verbindung bewerkstelligen, so dass sämtliche Bauteile stillstehen. Die erfindungsgemäße Schutzanordnung wird nachfolgend beispielhaft anhand einer Schutzanordnung für das vorbeschriebene Gelenk 1 in Form eines Doppelkreuzgelenkes erläutert.

Auf der Gelenkgabel 6 ist ein Anschlusselement 7 angebracht, das zur Verbindung mit einem inneren Schutzrohr 8 dient, welches das Profilrohr 9 überdeckt. Das Anschlusselement 7 umfasst einen Lagerring, mit dem es auf der Gelenkgabel 6 gelagert ist, welcher hierzu in eine Nut der Gelenkgabel 6 eingreift. Das Anschlusselement 7 ist mit einer Sitzfläche 10 versehen.

Das erste Schutzelement 12 ist über einen Lagerring 11 an dem Gehäuse 4 gelagert, wozu dieses ebenfalls eine Nut aufweist, in welche der Lagerring 11 eingreift.

Das erste Schutzelement 12 weist ein erstes axiales Ende 13 und dazu beabstandet ein zweites axiales Ende 15 auf. Es ist rohrförmig gestaltet und weist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel einen vom ersten axialen Ende 13 zum zweiten axialen Ende 15 sich verkleinernden Durchmesser auf. An dem ersten axialen Ende 13 ist ferner ein nach außen gerichteter Kragen 14 vorgesehen, der zum Befestigungsabschnitt 16 des ersten axialen Endes 13 gehört.

Ein zweites Schutzelement 17 ist mit einem ersten Endabschnitt 18 versehen, mit dem es formschlüssig an dem Befestigungsabschnitt 16 des ersten Schutzelementes 12 festgelegt ist. Es weist ferner einen dazu im Durchmesser verringerten zweiten Endabschnitt 19 auf. Dieser dient zur Festlegung an der Sitzfläche 10 des Anschlusselementes 7. Hierzu ist der zweite Endabschnitt 19 axial geschlitzt. Der Schlitz 21 ist insbesondere in Figur 2 zu sehen. In Umfangsrichtung ist beidseitig des Schlitzes 21 dem zweiten Endabschnitt 19 jeweils eine Verdickung 22 bzw. 23 angeformt, die jeweils eine Bohrung 24 bzw. 25 aufweisen, in welche eine Schraube 26, die beispielsweise selbstschneidend ist, eingreift. Es ist jedoch auch möglich, den Endabschnitt 19 axial zu schlitzen und durch ein Spannelement in Form eines Spannbandes oder Kappe festzulegen.

Der zwischen dem ersten Endabschnitt 18 und dem zweiten Endabschnitt 19 befindliche Mantelabschnitt 20 weist eine Gitterstruktur auf. Darüber hinaus ist er, wie aus dem Längsschnitt gemäß Figur 1 zu ersehen, faltenförmig verlaufend gebogen. Durch die Falte kann das Einrollen auf der Stauchseite und das Strecken auf der Dehnseite bei Abwinklung der Anschlussgabel im Verhältnis zur Gelenkgabel gewährleistet werden. Die Gitterstruktur des Mantelabschnittes 20 und Abwandlungen zu dieser sind in den Figuren 3 bis 5 näher dargestellt und anhand derselben erläutert, wobei die Figuren 3 bis 5 jeweils nur Abschnitte einer Abwicklung des Mantelabschnittes 20 zeigen. Bei der ersten Ausführungsform weist der Mantelabschnitt 20 erste Stege 27 auf, die untereinander parallel verlaufen. Diese werden von zweiten Stegen 28 geschnitten, die untereinander parallel verlaufen. Die ersten Stege 27 und die zweiten Stege 28 schneiden sich in Knotenpunkten 29, an denen sie miteinander verbunden sind. Sie umschließen gemeinsam jeweils rautenförmige Durchbrüche 30.

Die Figur 4 zeigt eine abgewandelte Form der Struktur des Mantelabschnitts, weshalb in Figur 4 der Mantelabschnitt als Variante zur Ausbildung gemäß Figur 3 mit 120 bezeichnet ist. Der Mantelabschnitt weist kreisförmige Durchbrüche 130 auf, die reihenweise auf Umfanglinien des Mantelabschnitts 120 angeordnet sind, wobei die Durchbrüche der Reihen umfangsmäßig versetzt angeordnet sind. Darüber hinaus befindet sich zumindest zwischen zwei Reihen eine Rippe 31, die auf dem Außenumfang des Mantelabschnitts 120 angeordnet ist. Alternativ ist es möglich, wie in Figur 5 dargestellt, für einen Mantelabschnitt 220 die Gitterstruktur durch ovale Durchbrüche 230 zu bilden, wobei auch hier eine Gitterstruktur dadurch erzielt werden kann, dass ovale Ringe aneinanderhängend gefertigt werden. Das so aufgebaute zweite Schutzelement kann durch Spritzgießen aus einem Kunststoff hergestellt werden.

Bezugszeichenliste

1
Doppelkreuzgelenk
2
Anschlussgabel
3
erstes Zapfenkreuz
4
Gehäuse / erstes Bauteil
5
Zweites Zapfenkreuz
6
Gelenkgabel / zweites Bauteil
7
Anschlusselement
8
Inneres Schutzrohr
9
Profilrohr
10
Sitzfläche
11
Lagerring
12
erstes Schutzelement
13
erstes axiales Ende
14
Kragen
15
Zweites axiales Ende
16
Befestigungsabschnitt
17
Zweites Schutzelement
18
erster Endabschnitt
19
Zweiter Endabschnitt
20,120, 220
Mantelabschnitt
21
Schlitz
22
Verdickung
23
Verdickung
24
Bohrung
25
Bohrung
26
Schraube
27
Erste Stege
28
zweite Stege
29
Knotenpunkt
30,130, 230
Durchbruch
31
Rippe


Anspruch[de]
  1. Schutzanordnung für ein Gelenk (1), insbesondere Doppelkreuzgelenk für den Antrieb von oder in Antrieben von landwirtschaftlichen Geräten und Arbeitsmaschinen, mit einem rohrförmigen ersten Schutzelement (12), das ein erstes axiales Ende (13) und ein zweites axiales Ende (15) aufweist, wobei zumindest das erste axiale Ende (13) offen ist, und welches zum ersten axialen Ende (13) hin einen Befestigungsabschnitt (16) aufweist und das zur Lagerung an einem ersten Bauteil (4) des Gelenkes (1) bestimmt ist,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass ein zweites Schutzelement (17) aus Kunststoff vorgesehen ist, das als beidendig offener Hohlkörper mit einem axial offenen ersten Endabschnitt (18) und einem axial offenen zweiten Endabschnitt (19) und zwischen beiden einem umlaufenden Mantelabschnitt (20, 120, 220) ausgebildet ist,

    dessen Mantelabschnitt (20, 120, 220) verteilt angebrachte Durchbrüche (130, 230) oder eine Gitterstruktur (27, 28, 29) aufweist und

    dessen erster Endabschnitt (18) mit dem Befestigungsabschnitt (16) des ersten Schutzelementes (12) verbindbar ist, dessen zweiter Endabschnitt (19) zur Verbindung mit einem Anschlusselement (7), das an einem zweiten Bauteil (6) des Gelenkes (1) gelagert ist, dient.
  2. Schutzanordnung nach Anspruch 1,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass die Gitterstruktur im abgewickelten Zustand des Mantelabschnittes (20) aus untereinander parallelen ersten Stegen (27) und untereinander parallelen zweiten Stegen (28) gebildet ist, die sich in Knotenpunkten (29) schneiden.
  3. Schutzanordnung nach Anspruch 1,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass die Gitterstruktur dadurch gebildet ist, dass der Mantelabschnitt (20, 120, 220) in einem Muster angeordnete Durchbrüche (30, 130, 230) aufweist.
  4. Schutzanordnung nach Anspruch 3,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass die Durchbrüche (30, 130, 230) kreisförmig, oval oder rautenförmig oder als Langloch gestaltet sind.
  5. Schutzanordnung nach Anspruch 1,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass der erste Endabschnitt (18) einen größeren Durchmesser aufweist als der zweite Endabschnitt (19).
  6. Schutzanordnung nach Anspruch 1,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass der Mantelabschnitt (20, 120, 220) im Längsschnitt gesehen eine Falte bildet.
  7. Schutzanordnung nach Anspruch 3,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass die Durchbrüche (130) in Umfangsrichtung des Mantels auf einer Umfangslinie verteilt angeordnet sind und in

    Achsrichtung gesehen Reihen bilden, wobei die Durchbrüche, die zu unterschiedlichen Reihen gehören, in Umfangsrichtung des Mantels zueinander versetzt sind.
  8. Schutzanordnung nach Anspruch 1,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass auf dem Innen- und/oder Außenumfang des Mantelabschnitts (120) Rippen (31) in Umfangsrichtung verlaufend angeordnet sind.






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