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Dokumentenidentifikation DE10201988C2 24.12.2003
Titel Drehmomentbegrenzungskupplung
Anmelder GKN Walterscheid GmbH, 53797 Lohmar, DE
Erfinder Kämpf, Klaus, Dipl.-Ing., 53797 Lohmar, DE
Vertreter Harwardt Neumann Patent- und Rechtsanwälte, 53721 Siegburg
DE-Anmeldedatum 21.01.2002
DE-Aktenzeichen 10201988
Offenlegungstag 18.09.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.12.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.12.2003
IPC-Hauptklasse F16D 7/08

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentbegrenzungskupplung, insbesondere in einem Antriebsstrang landwirtschaftlicher Geräte. Drehmomentbegrenzungskupplungen sollen Beschädigungen oder Zerstörungen landwirtschaftlicher Geräte durch Überbelastungen verhindern. Die Drehmomentbegrenzungskupplung trennt den Antrieb von dem landwirtschaftlichen Gerät, z. B. dann, wenn das zum Antreiben des landwirtschaftlichen Geräts erforderliche Drehmoment über einen Grenzwert ansteigt und eine Beschädigung des Gerätes hervorrufen könnte. Dies kann z. B. dann geschehen, wenn das landwirtschaftliche Gerät festgefahren ist.

Die DE 30 34 606 A1 zeigt eine Drehmomentbegrenzungskupplung mit einer Kupplungsnabe und einer Kupplungshülse, die um eine Längsachse drehbar angeordnet sind. Die Kupplungsnabe weist Durchbrüche auf, in denen Mitnehmerkörper parallel zur Längsachse verstellbar gehalten sind und in einer Drehmoment übertragenden Stellung in zu den Durchbrüchen korrespondierende Ausnehmungen eingreifen. Eine Schaltscheibe ist axial mit Federmitteln beaufschlagt und stützt sich gegen die Mitnehmerkörper ab, so dass diese in den Ausnehmungen gehalten sind. Die Schaltscheibe ist zwischen einer Drehmoment übertragenden Stellung und einer Freilaufstellung drehbar und in Umfangsrichtung zu der Drehmoment übertrageneden Stellung federbelastet.

Bei Überschreiten eines vorbestimmten Drehmoments werden die Mitnehmerkörper axial entgegen der Federkraft der Federmittel aus den Ausnehmungen gedrückt, rollen auf einer Seitenfläche der Kupplungshülse ab und drehen dadurch die Schaltscheibe in ihre Freilaufstellung, in der die Mitnehmerkörper in Ausnehmungen der Schaltscheibe eingreifen. In dieser Stellung ist die Kupplungsnabe antriebsmäßig von der Kupplungshülse getrennt, so daß kein Drehmoment zwischen der Kupplungsnabe und der Kupplungshülse übertragen werden kann. Ferner weist die Schaltscheibe auf ihrem Außenumfang einen radial nach außen weisenden Schaltnocken auf. Ein Schaltstößel ist zwischen einer Freigabeposition und einer Sperrposition verstellbar angeordnet. In der Sperrposition wirkt der Schaltstößel mit dem Schaltnocken derart zusammen, daß bei Drehung der Drehmomentbegrenzungskupplung die Schaltscheibe in ihre Freilaufstellung überführt wird, so daß die Drehmomentübertragung unterbrochen ist. Mittels eines Rückstellnockens auf der Kupplungsnase wird der Schaltstößel nach Verdrehen der Schaltscheibe zurück in die Freigabeposition bewegt. Nachteilig wirkt sich bei dieser Ausführungsform aus, daß nach Abschalten der Drehmomentbegrenzungskupplung diese bei geringen Drehzahlen automatisch wieder Einschaltet, da die Schaltscheibe zu ihrer Drehmoment übertragenden Stellung federbelastet ist. Hierdurch schaltet die Drehmomentbegrenzungskupplung auch bei einer Not-Situation, in der die Drehmomentbegrenzungskupplung abgeschaltet wurde, automatische wieder ein, wodurch ein erneute Gefahrensituation hervorgerufen werden kann.

Die DE 28 53 293 C2 zeigt einer Drehmomentbegrenzungskupplung, die nach dem gleichen Prinzip arbeitet, wie die Drehmomentbegrenzungskupplung nach DE 30 34 606 A1. Jedoch ist kein Schaltstößel vorgesehen, der mit einem Schaltnocken auf der Schaltscheibe zusammenwirkt, um die Drehmomentbegrenzungskupplung in einer Not-Situation abschalten zu können. In einer radial verlaufenden Bohrung der Schaltscheibe ist jedoch eine federbelastete Sperrkugel vorgesehen, die in der Freilaufstellung der Schaltscheibe einen Anschlag hintergreift und somit die Schaltscheibe in der Freilaufstellung hält. Nach einem Abschalten der Drehmomentbegrenzungskupplung aufgrund einer Überlast schaltet die Drehmomentbegrenzungskupplung somit nicht bei erreichen einer vorbestimmten niedrigen Drehzahl automatisch wieder ein, sondern muß manuell wieder eingeschaltet werden.

Die DE 33 44 043 C2 zeigt eine weitere Drehmomentbegrezungskupplung, die nach dem Prinzip der Drehmomentbegrenzugskupplung gemäß der DE 30 34 606 A1 arbeitet. An der Schaltscheibe sind über den Umfang verteilt radial nach außen weisende Schaltnocken vorgesehen, die jeweils eine Schaltfläche bilden. Ferner sind an der Kupplungsnabe über den Umfang verteilt Anschlagnocken vorgesehen. Eine Sperrklinke läßt sich in den Rotationsbereich der Schaltnocken und der Anschlagnocken schwenken, wobei zunächst die Einschaltnocke gegen die Sperrklinke anläuft, so daß die Schaltscheibe in ihre Auskuppelposition gedreht wird und die Kupplung abgeschaltet wird. Daraufhin läuft eine Anschlagnocke gegen die Sperrklinke an, so daß die Kupplungsnabe schlagartig gestoppt wird. Ferner sind in der Kupplungshülse radial nach außen weisende Steuernocken vorgesehen, die beim weiteren Drehen der Kupplungshülse gegen eine Schrägfläche der Sperrklinke anlaufen und diese parallel zur Längsachse verschieben, bis die Schaltnocken nicht mehr in Anlage zur Sperrklinke ist, so daß die Kupplung wieder eingeschaltet wird. Durch das Wiedereinschalten der Kupplung wird ein Reversierbetrieb ermöglicht.

In der DE 31 51 485 C1 ist eine weitere Kupplung der voran genannten Art beschrieben. Da bei Auftreten von Drehschwingungen und damit von verbundenen Nulldurchgängen der Drehbeaufschlagung die Gefahr besteht, daß die Kupplung ungewollt ausgekuppelt wird, ist in der Kupplungsnabe eine Sicherungsstift axial beweglich gehalten. Dieser ist von einer Feder an der der Schaltscheibe zugewandten Seite aus der Kupplungsnabe vorstehend gehalten und greift in eine Ausnehmung der Schaltscheibe ein. In der Einkuppelposition der Schaltscheibe wird diese in dieser Position auch bei Auftreten von Drehschwingungen durch den Sicherungsstift gehalten, der erst bei Auftreten eines vorgegebenen Grenzdrehmoments und eine damit verbundene Axialbewegung der Schaltscheibe diese freigibt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Drehmomentbegrenzungskupplung bereitzustellen, die zum einen bei Auftreten einer Überlastung eine Drehmomentübertragung unterbricht und ein automatisches Einschalten bei Erreichen geringerer Drehzahlen ermöglicht, und die zum anderen ein Not-Abschalten der Drehmomentbegrenzungskupplung ermöglicht und dabei ein automatisches Wiedereinschalten verhindert.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Drehmomentbegrenzungskupplung insbesondere in einem Antriebsstrang zum Antreiben landwirtschaftlicher Geräte umfassend

  • - eine Längsachse, um die die Drehmomentbegrenzungskupplung drehbar angeordnet ist,
  • - eine Kupplungsnabe, die umfangsverteilte Durchbrüche aufweist,
  • - Mitnehmerkörper, die parallel zur Längsachse verstellbar in den Durchbrüchen der Kupplungsnabe gehalten sind,
  • - eine Kupplungshülse, die die Kupplungsnabe antreibt und die zu den Durchbrüchen korrespondierende erste Ausnehmungen aufweist,
  • - eine Schaltscheibe,
  • - die zwischen einer Einkuppelposition und einer Auskuppelposition relativ zur Kupplungsnabe drehbar angeordnet ist,
  • - die durch in Umfangsrichtung wirkende Federmittel zur Einkuppelposition beaufschlagt ist,
  • - die durch axial wirkende Federmittel die Mitnehmerkörper in Richtung zur Kupplungsnabe beaufschlagt, wobei die Mitnehmerkörper zur Drehmomentübertragung in die ersten Ausnehmungen der Kupplungshülse eingreifen,
  • - die bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzdrehmoments durch eine Abrollbewegung der Mitnehmerkörper aus der Einkuppelposition zur Auskuppelposition überführbar ist,
  • - die zu den Durchbrüchen korrespondierende zweite Ausnehmungen aufweist, in welche die Mitnehmerkörper in der Auskuppelposition eingreifen,
  • - Arretiermittel, die zwischen einer Arretierposition, in der die Schaltscheibe in ihrer Auskuppelposition gegen Drehung in die Einkuppelposition arretierbar ist, und einer Löseposition verstellbar sind,
  • - Sperrmittel, die zwischen einer Sperrstellung, in der die Arretiermittel in ihrer Löseposition gegen Verstellen in die Arretierposition gesichert sind, und einer Freigabestellung verstellbar sind,
  • - eine Sperrklinke,
  • - die zwischen einer Neutralstellung und einer Abschaltstellung bewegbar ist,
  • - die in der Abschaltstellung mit einer radial verlaufenden Schaltfläche der Schaltscheibe zusammenwirkt und diese von der Einkuppelposition in die Auskuppelposition überführt und
  • - die in der Abschaltstellung mit einer radial verlaufenden Sperrfläche der Sperrmittel zusammenwirkt und diese von der Freigabestellung in die Sperrstellung überführt,
gelöst.

Die Arretiermittel werden lediglich dann in ihre Arretierposition überführt, wenn die Drehmomentbegrenzungskupplung mittels der Sperrklinke abgeschaltet wird. Bei einem Abschalten aufgrund einer Überlast bleiben die Arretiermittel in ihrer Löseposition. Dadurch ist gewährleistet, daß die Drehmomentbegrenzungskupplung nicht automatisch wieder einschaltet, wenn die Drehmomentbegrenzungskupplung mittels der Sperrklinke abgeschaltet wurde. Nur bei Abschalten aufgrund einer Überlast ist ein automatisches Wiedereinschalten bei Unterschreiten einer bestimmten Drehzahl möglich. Somit kann die Klinke zum Beispiel dann betätigt werden, wenn ein Not-Aus-Schalter betätigt wurde. In diesem Fall können mit einer separaten Bremsvorrichtung die angetriebenen Massen abgebremst und festgesetzt werden, ohne daß die Drehmomentbegrenzungskupplung bei Unterschreiten einer bestimmten Drehzahl automatisch wieder einschaltet.

Bei einer ersten Ausführungsform umfassen die Arretiermittel zumindest einen parallel zur Längsachse verstellbaren Arretierkörper, der in der Arretierposition die Schaltscheibe und die Kupplungsnabe drehfest zueinander hält.

Der Arretierkörper kann durch einen federbelasteten Stift dargestellt sein, der in einer parallel zur Längsachse verlaufenden Bohrung der Kupplungsnabe verstellbar geführt ist und in der Arretierposition in eine Bohrung der Schaltscheibe eintaucht.

Hierbei kann vorgesehen werden, daß die Sperrmittel durch eine Sperrscheibe dargestellt sind, die relativ zur Schaltscheibe um die Längsachse drehbar verstellbar ist, die einen Durchbruch aufweist, der in der Freigabestellung mit der Bohrung der Schaltscheibe fluchtet und ein Hindurchtreten des Stiftes ermöglicht und die in der Sperrstellung die Bohrung der Schaltscheibe abdecken und ein Eintauchen des Stiftes in die Bohrung verhindern.

Bei einer zweiten Ausführungform ist vorgesehen, daß die Arretiermittel zumindest einen radial zur Längsachse verstellbaren Arretierkörper umfassen, der in der Arretierposition die Schaltscheibe und die Kupplungsnabe drehfest zueinander hält.

Der Arretierkörper kann durch eine federbelastete Rolle dargestellt sein, die in einer ersten Radialausnehmung in einer Außenumfangsfläche der Kupplungsnabe verstellbar geführt ist und in der Arretierposition in eine zweite Radialausnehmung in einer Innenumfangsfläche der Schaltscheibe eintaucht.

Die Sperrmittel sind hierbei vorzugsweise durch eine kreisringförmige Sperrscheibe dargestellt sind, die relativ zur Schaltscheibe um die Längsachse drehbar verstellbar ist, die ausgehend von einer Innenumfangsfläche eine dritte Radialausnehmung aufweist, wobei in der Freigabestellung die dritte Radialausnehmung mit der zweiten Radialausnehmung der Schaltscheibe fluchtet und ein Eintauchen der Rolle sowohl in die zweite Radialausnehmung als auch in die dritte Radialausnehmung ermöglicht und wobei in der Sperrstellung die zweite Radialausnehmung und die dritte Radialausnehmung zueinander versetzt angeordnet sind und ein Eintauchen der Rolle in die zweite Radialausnehmungen verhindert ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzungskupplung sind anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierin zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzungskupplung;

Fig. 2 einen Vergrößerten Ausschnitt der Arretiermittel und der Sperrmittel, wobei die Arretiermittel in ihrer Arretierposition dargestellt sind;

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt der Drehmomentbegrenzungskupplung gemäß Fig. 1, wobei die Schaltscheibe in ihrer Einkuppelposition dargestellt ist;

Fig. 4 einen schematischen Querschnitt der Drehmomentbegrenzungskupplung gemäß Fig. 1, wobei die Schaltscheibe in ihrer Auskuppelposition dargestellt ist;

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzungskupplung;

Fig. 6 einen vergrößerten Ausschnitt der Arretiermittel und der Sperrmittel gemäß Fig. 5, wobei die Arretiermittel in ihrer Arretierposition dargestellt sind;

Fig. 7 einen schematischen Querschnitt der Drehmomentbegrenzungskupplung gemäß Fig. 5, wobei die Schaltscheibe in ihrer Einkuppelposition dargestellt ist, und

Fig. 8 einen schematischen Querschnitt der Drehmomentbegrenzungskupplung gemäß Fig. 5, wobei die Schaltscheibe in ihrer Auskuppelposition dargestellt ist.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform einer Drehmomentsbegrenzungskupplung in einem Längsschnitt dargestellt. Die Drehmomentbegrenzungskupplung ist um eine Längsachse 1 drehbar angeordnet und umfasst eine Kupplungsnabe 2, eine Kupplungshülse 3 sowie eine Schaltscheibe 4. Die Kupplungsnabe 2 weist umfangsverteilt Durchbrüche 5 auf, in denen als Wälzkörper wirkende Mitnehmerkörper 6 parallel zur Längsachse 1 verstellbar gehalten sind. Die Kupplungshülse 3 weist zu den Durchbrüchen 5 korrespondierende erste Ausnehmungen 7 auf. Die Schaltscheibe 4 weist zu den Durchbrüchen 5 korrespondierende zweite Ausnehmungen 8 auf. Die Schaltscheibe 4 ist um die Längsachse 1 relativ zur Kupplungsnabe 2 zwischen einer Einkuppelposition und einer Auskuppelposition drehbar angeordnet. In Fig. 1 ist die Schaltscheibe 4 oberhalb der Längsachse 1 in ihrer Einkuppelposition und unterhalb der Längsachse 1 in ihrer Auskuppelposition dargestellt. In der Einkuppelposition der Schaltscheibe 4 ragen die Mitnehmerkörper 6 in Richtung zur Kupplungshülse 3 aus den Durchbrüchen 5 heraus und greifen in die ersten Ausnehmungen 7 ein. Auf der der Kupplungshülse 3 abgewandten Seite ragen die Mitnehmerkörper 6 ebenfalls aus den Durchbrüchen S heraus und sind gegen Laufrillen 9, die zwischen den zweiten Ausnehmungen 8 der Schaltscheibe 4 angeordnet sind, axial abgestützt. Die ersten Ausnehmungen 7 der Kupplungshülse 3 und die zweiten Ausnehmungen 8 der Schaltscheibe 4 sind bezüglich ihrer Drehposition versetzt zueinander angeordnet. Die Schaltscheibe 4 ist über ein Drucklager 10gegen einen Druckring 11 axial abgestützt, wobei der Druckring 11 durch ein Tellerfederpakt 12 axial in Richtung zur Schaltscheibe 4 mit Kraft beaufschlagt ist. Das Tellerfederpaket 12 ist gegen einen Stützring 13, der fest mit der Kupplungsnabe 2 verbunden ist, abgestützt. Somit sind die Mitnehmerkörper 6 in den ersten Ausnehmungen 7 gehalten.

Bei Überschreiten eines Grenzdrehmoments werden die Mitnehmerkörper 6 aus den ersten Ausnehmungen 7 gegen die Federkraft des Tellerfederpakets 12 herausgedrückt, wobei dieses durch eine axiale Bewegung der Schaltscheibe 4 in Richtung auf das Tellerfederpaket 12 zusammengedrückt wird. Die Mitnehmerkörper 6 rollen hierbei in den ersten Laufrillen 9 der Schaltscheibe 4 sowie in zweiten Laufrillen 14 der Kupplungshülse 3 ab, wobei aufgrund der Abrollbewegungen der Mitnehmerkörper 6 die Schaltscheibe 4 relativ zur Kupplungsnabe 2 um die Längsachse 1 gedreht wird. In der Auskuppelposition der Schaltscheibe 4 greifen die Mitnehmerkörper 6 in die zweiten Ausnehmungen 8 ein, wobei die Schaltscheibe 4 aufgrund der Federkraft des Tellerfederpakets 12 axial in Richtung zur Kupplungshülse 3 bewegt wird. In dieser Schaltstellung ist die Drehmomentübertragung zwischen der Kupplungshülse 3 und der Kupplungsnabe 2 unterbrochen, so dass sich die Kupplungshülse 3 relativ zur Kupplungsnabe 2 dreht, wobei die Mitnehmerkörper 6 in den zweiten Laufrillen 14 abrollen.

Damit die Mitnehmerkörper 6 in den zweiten Ausnehmungen 8 auch dann gehalten sind, wenn sich aufgrund der Drehung der Kupplungsnabe 2 relativ zur Kupplungshülse 3 die ersten Ausnehmungen 7 und die zweiten Ausnehmungen 8 in der gleichen Drehstellung zueinander befinden, sind je Mitnehmerkörper 6 federbelastete Halteelemente 15 in Form von Kugeln vorgesehen. Diese sind in Radialbohrungen 16 der Kupplungsnabe 2 radial verstellbar geführt, wobei die Radialbohrungen 16 jeweils in einen der Durchbrüche 5 mündet. In der Auskuppelposition der Schaltscheibe 4, in der die Mitnehmerkörper 6 in die zweiten Ausnehmungen 8 eingreifen, sind die Mitnehmerkörper 6 und die Halteelemente 15 in axialer Richtung derart zueinander angeordnet, dass der axiale Abstand zwischen der Kupplungshülse 3 und den Halteelementen 15 geringer ist als der Abstand zwischen der Kupplungshülse 3 und den Mittelpunkten 17 der Mitnehmerkörper 6. Hierbei stützen sich die Halteelemente 15 gegen die Mitnehmerkörper 6 ab, so dass diese axial in den zweiten Ausnehmungen 8 gehalten sind.

Da die Mitnehmerkörper 6 in der Auskuppelposition der Schaltscheibe 4 nicht in die ersten Ausnehmungen 7 der Kupplungshülse 3 eingreifen, dreht sich die Kupplungshülse 3 relativ zur Kupplungsnabe 2. Hierzu ist ein Wälzlager 18 zwischen der Kupplungshülse 3 und der Kupplungsnabe 2 vorgesehen. Bei Reduzierung der Relativdrehzahl zwischen der Kupplungshülse 3 und der Kupplungsnabe 2 wird die Schaltscheibe 4 mit einer in Umfangsrichtung wirkenden Feder (hier nicht dargestellt) zurück in die Einkuppelposition überführt, so dass die Mitnehmerkörper 5 wieder in die ersten Ausnehmungen 7 eingreifen und eine Drehmomentübertragung zwischen der Kupplungsnabe 2 und der Kupplungshülse 3 ermöglicht wird.

Die Drehmomentbegrenzungskupplung kann auch fremdbetätigt abgeschaltet werden. Zur näheren Erläuterung der Funktionsweise werden im folgenden die Fig. 1 bis 4 zusammen beschrieben, wobei übereinstimmende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Zum fremdbetätigten Abschalten ist eine Sperrklinke 19 vorgesehen, die um eine Schwenkachse, die parallel zur Schwenkachse 1 verläuft, zwischen einer Neutralstellung und einer Abschaltstellung schwenkbar ist. Die Sperrklinke ist gegenüber der Drehmomentbegrenzungskupplung ortsfest angeordnet. Von ihrer Neutralstellung wird die Sperrklinke 19 radial in Richtung auf die Drehmomentbegrenzungskupplung in die Abschaltstellung überführt. In der Abschaltstellung kann mittels einer Anschlagfläche 20 der Sperrklinke 19 die Schaltscheibe 4 aus ihrer Einkuppelposition in ihre Auskuppelposition überführt werden. In der Abschaltstellung der Sperrklinke 19 stößt die Anschlagfläche 20 bei Drehung der Drehmomentbegrenzungskupplung gegen eine Schaltfläche 22, die durch einen Schaltnocken 21 der Schaltscheibe 4 gebildet ist. Der Schaltnocken 21 ist auf dem Umfang der Schaltscheibe 4 vorgesehen. Die Schaltscheibe 4 wird somit gegenüber der Kupplungsnabe 2 ortsfest gehalten und aus ihrer Einkuppelposition in ihre Auskuppelposition überführt. Auf dem Umfang der Kupplungsnabe 2 ist ein Nocken 23 vorgesehen, der eine Anlauffläche 24 bildet, auf der die Sperrklinke 19 bei weiterer Drehung der Drehmomentbegrenzungskupplung abgleitet und radial nach außen in die Neutralstellung gedrückt wird. Somit kann die Drehmomentbegrenzungskupplung nach dem Abschaltvorgang weiterdrehen. Eine separate Bremseinheit kann vorgesehen werden, um die nachlaufenden Massen kontrolliert abzubremsen.

Damit die Drehmomentbegrenzungskupplung bei Unterschreiten einer Grenzdrehzahl nicht automatisch einschaltet, ist eine Sperrscheibe 25 vorgesehen, die zwischen einer Sperrstellung und einer Freigabestellung relativ zur Schaltscheibe 4 drehbar angeordnet ist. Die Sperrscheibe 25 ist zudem zwischen der Kupplungsnabe 2 und der Schaltscheibe 4 angeordnet und kreisringförmig gestaltet. Sie ist in Umfangsrichtung zur Einnahme ihrer Freigabestellung mit Federmitteln beaufschlagt. Die Sperrscheibe 25 bildet eine radial verlaufende Sperrfläche 26. Nach überführen der Sperrklinke in ihre Abschaltstellung stößt diese mit der Anschlagfläche 20 zunächst gegen die Sperrfläche 26 der Sperrscheibe 25 und hält diese gegenüber der Schaltscheibe 4 ortsfest und überführt die Sperrscheibe 25 aus ihrer Freigabestellung in ihre Sperrstellung. In der Sperrstellung fluchtet die Sperrfläche 26 der Sperrscheibe 25 mit der Schaltfläche 22 der Schaltscheibe 4. Im weiteren Verlauf der Drehung der Drehmomentbegrenzungskupplung wird wie bereits erläutert die Schaltscheibe 4 ortsfest gegenüber der Kupplungsnabe 2 gehalten und in ihre Auskuppelposition überführt. In einer Bohrung 27 die parallel zur Längsachse 1 in der Kupplungsnabe 2 verläuft, ist ein Stift 28 mittels einer Feder 29 in Richtung zur Sperrscheibe 25 beaufschlagt und gegen diese abgestützt. In der Schaltscheibe 4 ist ebenfalls eine Bohrung 30 vorgesehen, die parallel zur Längsachse 1 verläuft. In der Sperrstellung der Sperrscheibe 25 deckt diese die Bohrung 30 der Schaltscheibe 4 in Richtung zur Kupplungsnabe 2 ab. In der Freigabestellung der Sperrscheibe 25 ist ein Durchbruch 31 der Sperrscheibe 25 fluchtend mit der Bohrung 30 der Kupplungsscheibe 4 angeordnet. Sobald die Sperrscheibe 25 in ihre Freigabeposition überführt ist und die Schaltscheibe 4 in ihre Auskuppelposition, tritt der Stift 28 durch den Durchbruch 31 der Schaltscheibe 25 hindurch und greift in die Bohrung 30 der Schaltscheibe 4 ein, so dass die Schaltscheibe 4 drehfest zur Kupplungsnabe 2 in ihrer Auskuppelposition gehalten ist. Ein automatisches Einschalten der Drehmomentbegrenzungskupplung bei Unterschreiten einer Grenzdrehzahl ist somit nicht möglich. Hierzu muss zunächst der Stift 28 z. B. manuell aus der Bohrung 30 der Schaltscheibe 4 und dem Durchbruch 31 der Sperrscheibe 25 bewegt werden. Die Drehmomentbegrenzungskupplung kann somit mittels der Sperrklinke 19 in einer Notsituation abgeschaltet werden, wobei gewährleistet ist, dass die Drehmomentbegrenzungskupplung nur gewollt wieder einschaltbar ist.

Da die Sperrscheibe 25 in Umfangsrichtung zur Einnahme ihrer Freigabestellung mit Federmitteln beaufschlagt ist, wird nach manuellem Verschieben des Stiftes 28 in die Bohrung 27 der Kupplungsnabe 2 die Sperrscheibe 25 automatisch in die Sperrstellung bewegt.

Die Fig. 5 bis 8 zeigen eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzungskupplung und werden im folgenden zusammen beschrieben. Bauteile, die mit Bauteilen der Drehmomentbegrenzungskupplung gemäß der Fig. 1 bis 4 übereinstimmen, sind mit Bezugszeichen versehen, die um den Wert 100 erhöht sind, und bei den Fig. 1 bis 4 beschrieben.

Im Unterschied zu der Drehmomentbegrenzungskupplung gemäß der Fig. 1 bis 4 ist bei der zweiten Ausführungsform in der Kupplungsnabe 102 eine radial verlaufende Bohrung 32 vorgesehen, in der eine Feder 33 angeordnet ist. Die Feder 33 beaufschlagt radial nach außen einen Arretierkörper 34 in Form einer Rolle. Dieser ist in einer ersten Radialausnehmung 35 der Kupplungsnabe 102 geführt. Die Schaltscheibe 104 weist eine Innenumfangsfläche 36 auf, in der eine zweite radiale Ausnehmung 37 vorgesehen ist. Ferner weist die Sperrscheibe 125 eine dritte nach innen gerichtete radiale Ausnehmung 38 auf. In Fig. 5 ist die Schaltscheibe in ihrer Auskuppelposition und die Sperrscheibe 125 in ihrer Sperrstellung dargestellt. In dieser Stellung ist der Arretierkörper 34 gegen die Sperrscheibe 125 abgestützt und greift nicht in die erste Radialausnehmung 35 der Schaltscheibe 104 ein. In den Fig. 6 und 8 ist die Schaltscheibe 104 in ihrer Auskuppelposition und die Sperrscheibe 125 in ihrer Freigabeposition dargestellt, in der der Arretierkörper 34 sowohl in die zweite Radialausnehmung 37 als auch in die dritte Radialausnehmung 38 eingreift und somit die Schaltscheibe 104 drehfest zur Kupplungsnabe 102 hält. Bezugszeichenliste 1, 101 Längsachse

2, 102 Kupplungsnabe

3, 103 Kupplungshülse

4, 104 Schaltscheibe

5, 105 Durchbruch

6, 106 Mitnehmerkörper

7, 107 erste Ausnehmung

8, 108 zweite Ausnehmung

9, 109 erste Laufrille

10, 110 Drucklager

11, 111 Druckring

12, 112 Tellerfederpaket

13, 113 Stützring

14, 114 zweite Laufrille

15, 115 Halteelement

16, 116 Radialbohrung

17, 117 Mittelpunkt

18, 118 Wälzlager

19, 119 Sperrklinke

20, 120 Anschlagfläche

21, 121 Schaltnocken

22, 122 Schaltfläche

23, 123 Nocken

24, 124 Anlauffläche

25, 125 Sperrscheibe

26, 126 Sperrfläche

27 Bohrung

28 Stift

29 Feder

30 Bohrung

31 Durchbruch

32 Bohrung

33 Feder

34 Arretierkörper

35 erste Radialausnehmung

36 Innenumfangsfläche

37 zweite Radialausnehmung

38 dritte Radialausnehmung


Anspruch[de]
  1. 1. Drehmomentbegrenzungskupplung insbesondere in einem Antriebsstrang zum Antreiben landwirtschaftlicher Geräte umfassend
    1. - eine Längsachse (1, 104), um die die Drehmomentbegrenzungskupplung drehbar angeordnet ist,
    2. - eine Kupplungsnabe (2, 102), die umfangsverteilte Durchbrüche (5, 105) aufweist,
    3. - Mitnehmerkörper (6, 106), die parallel zur Längsachse (1, 101) verstellbar in den Durchbrüchen (5, 105) der Kupplungsnabe (2, 102) gehalten sind,
    4. - eine Kupplungshülse (3, 103), die die Kupplungsnabe (2, 102) antreibt und die zu den Durchbrüchen (5, 105) korrespondierende erste Ausnehmungen (7, 107) aufweist,
    5. - eine Schaltscheibe (4, 104),
    6. - die zwischen einer Einkuppelposition und einer Auskuppelposition relativ zur Kupplungsnabe (2, 102) drehbar angeordnet ist,
    7. - die durch in Umfangsrichtung wirkende Federmittel zur Einkuppelposition beaufschlagt ist,
    8. - die durch axial wirkende Federmittel (12, 112) die Mitnehmerkörper (6, 106) in Richtung zur Kupplungsnabe (2, 102) beaufschlagt, wobei die Mitnehmerkörper (6, 106) zur Drehmomentübertragung in die ersten Ausnehmungen (7, 107) der Kupplungshülse (3, 103) eingreifen,
    9. - die bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzdrehmoments durch eine Abrollbewegung der Mitnehmerkörper (6, 106) aus der Einkuppelposition zur Auskuppelposition überführbar ist,
    10. - die zu den Durchbrüchen (5, 105) korrespondierende zweite Ausnehmungen (8, 108) aufweist, in welche die Mitnehmerkörper (6, 106) in der Auskuppelposition eingreifen,
    11. - Arretiermittel (28, 34), die zwischen einer Arretierposition, in der die Schaltscheibe (4, 104) in ihrer Auskuppelposition gegen Drehung in die Einkuppelposition arretiert ist, und einer Löseposition verstellbar sind,
    12. - Sperrmittel (25, 125), die zwischen einer Sperrstellung, in der die Arretiermittel (28, 34) in ihrer Löseposition gegen Verstellen in die Arretierposition gesichert sind, und einer Freigabestellung verstellbar sind,
    13. - eine Sperrklinke (19, 119),
    14. - die zwischen einer Neutralstellung und einer Abschaltstellung bewegbar ist,
    15. - die in der Abschaltstellung mit einer radial verlaufenden Schaltfläche (22, 122) der Schaltscheibe (4, 104) zusammenwirkt und diese von der Einkuppelposition in die Auskuppelposition überführt und
    16. - die in der Abschaltstellung mit einer radial verlaufenden Sperrfläche (26, 126) der Sperrmittel (25, 125) zusammenwirkt und diese von der Freigabestellung in die Sperrstellung überführt.
  2. 2. Drehmomentbegrenzungskupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Arretiermittel zumindest einen parallel zur Längsachse (1) verstellbaren Arretierkörper (28) umfassen, der in der Arretierposition die Schaltscheibe (4) und die Kupplungsnabe (2) drehfest zueinander hält.
  3. 3. Drehmomentbegrenzungskupplung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Arretierkörper ein federbelasteter Stift (28) ist, der in einer parallel zur Längsachse (1) verlaufenden Bohrung (27) der Kupplungsnabe (2) verstellbar geführt ist und in der Arretierposition in eine Bohrung (30) der Schaltscheibe (4) eintaucht.
  4. 4. Drehmomentbegrenzungskupplung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Sperrmittel durch eine Sperrscheibe (25) dargestellt sind,
    1. - die relativ zur Schaltscheibe (4) um die Längsachse (1) drehbar verstellbar ist,
    2. - die einen Durchbruch (31) aufweist, der in der Freigabestellung mit der Bohrung (30) der Schaltscheibe (4) fluchtet und ein Hindurchtreten (28) des Stiftes ermöglicht und
    3. - die in der Sperrstellung die Bohrung (30) der Schaltscheibe (4) abdecken und ein Eintauchen des Stiftes (28) in die Bohrung (30) verhindern.
  5. 5. Drehmomentbegrenzungskupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Arretiermittel zumindest einen radial zur Längsachse (101) verstellbaren. Arretierkörper (34) umfassen, der in der Arretierposition die Schaltscheibe (104) und die Kupplungsnabe (102) drehfest zueinander hält.
  6. 6. Drehmomentbegrenzungskupplung nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Arretierkörper eine federbelastete Rolle (34) ist, die in einer ersten Radialausnehmung (35) in einer Außenumfangsfläche der Kupplungsnabe (102) verstellbar geführt ist und in der Arretierposition in eine zweite Radialausnehmung (37) in einer Innenumfangsfläche (36) der Schaltscheibe (104) eintaucht.
  7. 7. Drehmomentbegrenzungskupplung nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Sperrmittel durch eine kreisringförmige Sperrscheibe (125) dargestellt sind,
    1. - die relativ zur Schaltscheibe (104) um die Längsachse (101) drehbar verstellbar ist,
    2. - die ausgehend von einer Innenumfangsfläche eine dritte Radialausnehmung (38) aufweist,
    3. - wobei in der Freigabestellung die dritte Radialausnehmung (38) mit der zweiten Radialausnehmung (37) der Schaltscheibe (125) fluchtet und ein Eintauchen der Rolle (34) sowohl in die zweite Radialausnehmung (37) als auch in die dritte Radialausnehmung (38) ermöglicht und
    4. - wobei in der Sperrstellung die zweite Radialausnehmung (37) und die dritte Radialausnehmung (38) zueinander versetzt angeordnet sind und ein Eintauchen der Rolle (34) in die zweite Radialausnehmungen (37) verhindert ist.






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