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Dokumentenidentifikation DE10329592B3 28.04.2005
Titel Kupplung, insbesondere zum Einsatz in einem Antriebsstrang zum Antrieb von oder für Antriebe in landwirtschaftlichen Geräten oder Maschinen
Anmelder GKN Walterscheid GmbH, 53797 Lohmar, DE
Erfinder Kämpf, Klaus, 53797 Lohmar, DE;
Fartmann, Norbert, 53721 Siegburg, DE
Vertreter Harwardt Neumann Patent- und Rechtsanwälte, 53721 Siegburg
DE-Anmeldedatum 30.06.2003
DE-Aktenzeichen 10329592
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.04.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.04.2005
IPC-Hauptklasse F16D 7/10
IPC-Nebenklasse A01B 71/06   
Zusammenfassung Kupplung, die um eine Längsache 67 drehbar angeordnet ist, umfassend eine Kupplungsnabe 7, eine Kupplungshülse 11, Mitnehmer 26, die in der Kupplungsnabe 7, zwischen einer Einkuppelposition, in der sie in Ausnehmungen 37 der Kupplungshülse 11 eingreifen, und einer Auskuppelposition verstellbar geführt sind; Stellmittel 30, 31, 33, 34, die die Mitnehmer 26 zur Einnahme ihrer Einkuppelposition mit Kraft beaufschlagen; Durchbrüche 41, die jeweils von einer der Ausnehmungen 37 ausgehend zu einer Außenfläche 47 der Kupplungshülse 11 verlaufen; Sperrkörper 45, 46, die in den Durchbrüchen 41 sitzen und in diesen zwischen einer Freigabeposition und einer Sperrposition, in der sie in die Ausnehmungen ragen, verstellbar geführt sind, ein Schaltelemente 48, das zwischen einer Einschaltposition und einer Ausschaltposition, in der es gegen die Sperrkörper 45, 46, in deren Sperrposition abgestützt ist, verstellbar ist; Betätigungsmittel 63, 64 zum fremdbetätigten Überführen des Schaltelements 36 aus der Einschaltposition in die Ausschaltposition.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Kupplung, insbesondere zum Einsatz in einem Antriebsstrang zum Antrieb von oder für Antriebe in landwirtschaftlichen Geräten oder Maschinen, mit einer Kupplungsnabe und einer Kupplungshülse sowie Mitnehmern zum Übertragen von Drehmoment zwischen der Kupplungsnabe und der Kupplungshülse. Um die Drehmomentübertragung zu unterbrechen, können die Mitnehmer in eine Position überführt werden, in der kein Drehmoment zwischen der Kupplungsnabe und der Kupplungshülse übertragen wird, so dass die Kupplungsnabe und die Kupplungshülse relativ zueinander drehen.

Solche Kupplungen können als Drehmomentbegrenzungskupplung ausgestaltet sein, bei denen beim Überschreiben eines vorbestimmten Grenzdrehmoments die Mitnehmer selbständig in eine Position überführt werden, in der kein Drehmoment zwischen der Kupplungsnabe und der Kupplungshülse übertragen wird. Eine solche Kupplung ist aus der DE 44 41 218 C2 bekannt. Die Mitnehmer sind der Kupplungsnabe zugeordnet und zwischen einer zurückgezogenen Auskuppelposition und einer teilweise vorstehenden Einkuppelposition verstellbar, wobei die Mitnehmer in ihrer Einkuppelposition in Ausnehmungen der Kupplungshülse eingreifen, so dass Drehmoment zwischen der Kupplungsnabe und der Kupplungshülse übertragen werden kann. Hierbei sind die Mitnehmer mittels Stellmitteln zur Einnahme der Einkuppelposition beaufschlagt. Ausgehend von den Ausnehmungen sind Durchbrüche vorgesehen, die zu einer Außenfläche der Kupplungshülse führen. In den Durchbrüchen sitzen Stützkörper ein, die radial in den Durchbrüchen verstellbar gehalten sind. Wenn sich die Mitnehmer in der Einkuppelposition befinden, befinden sich die Stützkörper in einer ersten Schaltposition, in der gegen die Mitnehmer radial abgestützt sind. Hierbei sind die Stützkörper von einem federbelasteten Schaltring zur Anlage an die Mitnehmer beaufschlagt. Beim Überschreiten eines vorbestimmten Grenzdrehmoments verlagern sich die Mitnehmer in ihrer Auskuppelposition, wobei die Stützkörper von dem Schaltring in eine zweite Schaltposition gedrängt werden, in der sie in die Ausnehmungen hineinragen und die Mitnehmer in ihrer Auskuppelposition halten, so dass die Mitnehmer an einer Rückstellung in die Einkuppelposition gehindert sind. Erst durch manuelles Verstellen des Schaltrings und somit Freigeben der Stützkörper können die Mitnehmer zurück in die Einkuppelposition verstellt werden.

Diese Kupplung gewährleistet somit nach dem Abschalten im Fall des Überschreitens des Grenzdrehmoments, dass ein Wiedereinschalten nicht selbständig erfolgt sondern ein manuelles Verstellen des Schaltrings erforderlich ist, um die Kupplung wieder einzuschalten.

Die US 3 036 447 zeigt eine Überlastkupplung mit einer Kupplungsnabe und einer um diese angeordnete Kupplungshülse. In der Kupplungsnabe sind Mitnehmer in Form von Rollen radial verstellbar geführt und mittels Federmittel zu einer radial nach außen ausgeschobenen Position beaufschlagt. In der Kupplungshülse sind Sperrelemente in Form von Rollen vorgesehen, die ebenfalls radial verschiebbar geführt sind. In einer Drehmomentübertragungsposition sind die Mitnehmer radial nach außen ausgeschoben und die Sperrelemente gegen einen Schaltring radial nach außen abgestützt und derart angeordnet, dass die Mitnehmer in Umfangsrichtung an die Sperrelemente anlaufen. Somit kann Drehmoment zwischen der Kupplungsnabe und der Kupplungshülse übertragen werden. Beim Überschreiten eines vorbestimmten Drehmoments weichen die Mitnehmer gegen die Federkraft radial nach innen aus, so dass eine Relativbewegung zwischen der Kupplungsnabe und der Kupplungshülse ermöglicht wird. Ferner kann die Kupplung dadurch abgeschaltete werden, dass der Schaltring relativ zur Kupplungshülse verdreht wird bis Ausnehmungen des Schaltrings in eine Position verdreht sind, in der die Sperrelemente in die Ausnehmungen ausweichen können, so dass ebenfalls ein freies Rotieren der Kupplungsnabe gegenüber der Kupplungshülse ermöglicht ist.

Die DE 35 28 591 C2 zeigt einen Klinkenfreilauf, bei dem in einer Kupplungsnabe Klinken radial nach außen beaufschlagt sind und in eine Ausnehmung einer Kupplungshülse eingreifen. In einer Drehrichtung stützen sich die Klinken gegen Sperrflächen der Kupplungsnabe und der Kupplungshülse ab, so dass Drehmoment übertragen werden kann. In einer anderen Drehrichtung werden die Klinken radial nach innen gedrückt, so dass die Kupplungsnabe und die Kupplungshülse frei zueinander drehen können. Ferner sind in der Kupplungshülse je Klinke ein Steuerstift radial verschiebbar geführt, der in einer Position die Klinken radial nach innen drückt, so dass in beiden Drehrichtungen ein Freilauf gegeben ist, und in einer anderen Position die Klinken frei gibt, so dass in einer Drehrichtung Drehmoment übertragen werden kann. Die Steuerstifte können durch Verdrehen eines Schaltrings radial nach innen gedrückt werden. Hierzu weist der Steuerring, der um die Kupplungshülse angeordnet ist, je Steuerstift eine Ausnehmung auf, die eine Schaltfläche besitzt, die bei Verdrehen des Steuerrings gegen die Steuerstifte anläuft und diese radial nach innen bewegt. Zum Verdrehen des Schaltrings dient ein Sperrhebel, der von außen an dem Schaltring angreift.

Die DE 33 44 043 C2 zeigt eine Drehmomentbegrenzungskupplung, bei der Mitnehmer zwischen einer Einschaltposition und einer Ausschaltposition verstellbar sind. In der Einschaltposition wird mittels der Mitnehmer Drehmoment zwischen einer Kupplungshülse und einer Kupplungsnabe übertragen. Die Kupplung kann manuell durch Verdrehen einer Schaltscheibe abgeschaltete werden. Hierzu dient ein Schalthebel, der von außen an die Schaltscheibe angreift.

Die Druckschriften DE 37 16 105 C1 und DE 101 51 162 A1 zeigen jeweils unterschiedliche Bauarten von Überlastkupplungen. Die DE 37 16 105 C1 zeigt Mitnehmer, die radial verstellbar in einer Kupplungsnabe geführt sind und durch radial angeordnete Federelemente und Stellelemente gemeinsam federbeaufschlagt sind. Das Dokument DE 101 51 162 A1 zeigt hingegen Mitnehmer, die jeweils durch tangential verlaufende Federelemente einzeln federbeaufschlagt sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine eingangs genannte Kupplung derart auszugestalten, dass diese fremdbetätigt abgeschaltet werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kupplung, insbesondere zum Einsatz in einem Antriebsstrang zum Antrieb von oder für Antriebe in landwirtschaftlichen Geräten oder Maschinen, die um eine Längsachse drehbar angeordnet ist, umfassend

  • – eine Kupplungsnabe,
  • – eine Kupplungshülse,
  • – Mitnehmer, die in der Kupplungsnabe zwischen einer Einkuppelposition, in der sie zum Übertragen von Drehmoment zwischen der Kupplungsnabe und der Kupplungshülse in Ausnehmungen der Kupplungshülse eingreifen, und einer Auskuppelposition verstellbar geführt sind,
  • – Stellmittel, die die Mitnehmer zur Einnahme ihrer Einkuppelposition mit Kraft beaufschlagen,
  • – Durchbrüche, die jeweils von einer der Ausnehmungen ausgehend zu einer Außenfläche der Kupplungshülse verlaufen, Sperrkörper, die in den Durchbrüchen sitzen und in diesen zwischen einer Freigabeposition und einer Sperrposition, in der sie in die Ausnehmungen ragen und gegen die Mitnehmer in deren Auskuppelposition abgestützt sind und diese in deren Auskuppelposition halten, verstellbar geführt sind,
  • – ein Schaltelement, das zwischen einer Einschaltposition und einer Ausschaltposition, in der es gegen die Sperrkörper in deren Sperrposition abgestützt ist und diese in deren Sperrposition hält, verstellbar ist,
  • – Betätigungsmittel zum fremdbetätigten Überführen des Schaltelements aus der Einschaltposition in die Ausschaltposition, so dass die Sperrkörper die Mitnehmer in deren Auskuppelposition überführen, gelöst.

Es wird somit eine Kupplung bereitgestellt, die fremdbetätigt abgeschaltet werden kann. Hierbei wird das Schaltelement mittels der Betätigungsmittel aus der Einschaltposition in die Ausschaltposition überführt, wobei die Sperrkörper vom Schaltelement aus ihrer Freigabeposition in ihre Sperrposition verstellt werden. Die Sperrkörper drücken dabei die Mitnehmer aus den Ausnehmungen, so dass kein Drehmoment zwischen der Kupplungsnabe und der Kupplungshülse mehr übertragen werden kann und die Kupplungsnabe und die Kupplungshülse relativ zueinander drehen.

Vorzugsweise weist das Schaltelement Schaltausnehmungen auf, in die die Sperrkörper in deren Freigabeposition hineinragen. Die Schaltausnehmungen bilden Schaltflächen, gegen die die Sperrkörper beim Überführen des Schaltelements von der Einschaltposition in die Ausschaltposition anlaufen und von diesen in ihre Sperrposition überführt werden.

Vorzugsweise ist eine Halteanordnung vorgesehen, die das Schaltelement nach Überführen in die Ausschaltposition in dieser hält. Hierbei kann die Halteanordnung ein federbelastetes Haltelement, das der Kupplungshülse zugeordnet ist, und eine Ausnehmung aufweisen, die dem Schaltelement zugeordnet ist, wobei das Haltelement in der Ausschaltposition des Schaltelements in die Ausnehmung eingreift. Somit ist gewährleistet, dass das Schaltelement nach Abschalten der Kupplung in der Ausschaltposition gehalten ist. Ein Wiedereinschalten der Kupplung ist somit nur durch ein manuelles oder betätigtes Überführen des Schaltelements in die Einschaltposition möglich.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kupplungshülse um die Längsachse drehbar auf der Kupplungsnabe angeordnet ist und das Schaltelement als Ring gestaltet ist, der um die Längsachse drehbar um die Kupplungshülse angeordnet ist.

Hierbei kann das Schaltelement eine Schaltringbohrung aufweisen, die in der Ausschaltposition des Schaltelements die Durchbrüche überdeckt und die Sperrelemente in deren Sperrstellung gegen Verschieben zu deren Freigabestellung hält.

Vorzugsweise sind die Sperrkörper als Wälzkörper, z.B. Kugeln, gestaltet. Somit wird der Widerstand beim Überführen des Schaltelements von der Einschaltposition in die Ausschaltposition verringert, da die Sperrkörper bei dieser Bewegung auf dem Schaltelement abwälzen.

Die Kupplung kann als Drehmomentbegrenzungskupplung ausgebildet sein, wobei mindestens zwei umfangsverteilte Mitnehmer vorgesehen sind, welche durch Federkraft von Federmitteln, die Bestandteil der Stellmittel sind, zur Einnahme ihrer Einkuppelposition beaufschlagt sind und nach Überschreiten eines Grenzdrehmoments gegen die Federkraft in die Auskuppelposition überführt werden. Somit ist die Kupplung in zweierlei Hinsicht einsetzbar. Zum einen kann die Kupplung als Not-Aus-Kupplung verwendet werden, die fremdbetätigt abgeschaltet werden kann. Ferner wird eine Überlastung des Antriebes dadurch verhindert, daß die Kupplung bei Überschreiten des Grenzdrehmoments selbsttätig abschaltet.

Vorzugsweise weisen die Betätigungsmittel mindestens eine Stoppfläche auf, die durch das Schaltelement gebildet ist und mit dieser um die Längsachse drehbar ist. Die Betätigungsmittel umfassen ferner eine Sperrklinke, die zwischen einer ersten Stellung, in der die Sperrklinke außerhalb eines Rotationsbereichs der Stoppfläche angeordnet ist, und einer zweiten Stellung, in der die Sperrklinke innerhalb des Rotationsbereichs der Stoppfläche angeordnet ist und bei Rotation der Kupplung gegen die Stoppfläche in Anlage gelangt und somit das Schaltelement aus der Einschaltposition in die Ausschaltposition überführt, verstellbar ist. Durch Verschwenken der Sperrklinke aus der ersten Stellung in die zweite Stellung wird diese somit in den Rotationsbereich der Stoppfläche bewegt, so dass das Schaltelement mit der Stoppfläche gegen die Sperrklinke anläuft und abrupt abgestoppt wird. Hierbei wird beim weiteren Drehen der Kupplung das Schaltelement aus der Einschaltposition in die Ausschaltposition überführt, so dass die Kupplung abgeschaltet wird.

Damit ein abruptes Abstoppen der gesamten Kupplung verhindert wird, ist die Kupplungshülse mit einer Anlauffläche versehen, die derart gestaltet ist, dass die Sperrklinke durch Abgleiten auf der Anlauffläche von der zweiten Stellung in die erste Stellung überführt wird, unmittelbar nachdem das Schaltelement von der Einschaltposition in die Ausschaltposition überführt worden ist. Somit wird unmittelbar nach Abschalten der Kupplung die Sperrklinke aus dem Rotationsbereich der Stoppfläche hinausbewegt, so dass die abgeschaltete Kupplung nachlaufen kann. Somit werden Schäden vermieden, die durch hohe nachlaufende Massen einer Kupplung oder dem Antriebsstrang verursacht werden könnten.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Hierin zeigt

1 eine Seitenansicht eines Traktors mit einem daran angehängten Gerät, das über eine Gelenkwelle unter Zwischenschaltung einer erfindungsgemäßen Kupplung angetrieben ist;

2 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplung in der Einkuppelposition;

3 einen Teillängsschnitt durch die Kupplung gemäß 2;

4 einen Querschnitt durch die Kupplung gemäß 1 in der Auskuppelposition;

5 einen Teillängsschnitt durch die Kupplung gemäß 4 und

6 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplung.

Wie sich aus 1 ergibt, dient die erfindungsgemäße Kupplung 1 dazu, eine Drehbewegung eines Zapfwellenantriebs von einem Traktor 2 an ein Gerät 3 mittels einer Gelenkwelle 4 weiterzuleiten. Dabei ist die Gelenkwelle 4 mit einem Ende an eine Zapfwelle 5 des Traktors 2 angeschlossen, während an dem anderen Ende der Gelenkwelle 4 die Kupplung 1 angeordnet und mit einer Kupplungsnabe auf einem Antriebszapfen 6 des Geräts 3 aufgesteckt ist. Die Kupplung 1 dient dazu, den Antrieb zwischen der Gelenkwelle 4 und dem Gerät 3 zu unterbrechen, wenn z.B. ein Not-Aus-Schalter betätigt wird. Ferner kann die Kupplung 1 derart ausgestaltet sein, dass diese bei Auftreten einer Überlast den Antrieb zwischen der Gelenkwelle 4 und dem Gerät 3 abschaltet.

Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplung ist in den 2 bis 5 dargestellt, die im Folgenden zusammen beschrieben werden. Die Kupplung umfasst eine Kupplungsnabe 7, die eine Aufsteckbohrung 8 zum Aufstecken der Kupplung beispielsweise auf den Antriebszapfen eines in 1 dargestellten Geräts dient. Für eine Drehmomentübertragung zwischen der Kupplungsnabe 7 und dem Antriebszapfen ist die Aufsteckbohrung 8 mit einer Längsverzahnung 9 versehen, die in eine entsprechende Längsverzahnung des Antriebszapfens eingreift. Die Außenfläche der Kupplungsnabe 7 ist als Lagerfläche 10 gestaltet, welche zylindrisch ausgebildet ist. Auf der Lagerfläche 10 der Kupplungsnabe 7 ist eine Kupplungshülse 11 mit einer Lagerbohrung 12 drehbeweglich gelagert. An die Kupplungshülse 11 ist eine Verbindungsscheibe 13 durch Schweißung angeschlossen. In der Verbindungsscheibe 13 sind Gewindebohrungen 14 vorgesehen, mittels derer die Kupplungshülse 11 mit einem Antriebselement, z.B. einer Gelenkwelle, verbunden werden kann. Ferner bildet die Verbindungsscheibe 13 eine Innenfläche, die als Anlagefläche 15 dient. Die Kupplungsnabe 7 liegt mit einer Stirnfläche 16 gegen die Anlagefläche 15 an. Zur anderen Seite der Kupplungsnabe 7 hin ist eine Lagerscheibe 17 vorgesehen, die sich gegen eine zweite Stirnfläche 18 der Kupplungsnabe 7, die der ersten Stirnfläche 16 abgewandt ist, abstützt und durch einen Sicherungsring 19, der in einer Ringnut 20 der Lagerbohrung 12 der Kupplungshülse 11 einsitzt, gegen axiale Verschiebung gesichert ist. Hierdurch wird die Kupplungshülse 11 auf der Kupplungsnabe 7 gegen Axialverschiebungen gesichert gehalten. Ferner ist eine Dichtung 21 vorgesehen, die den Innenraum der Kupplung nach außen hin abdichtet.

Die Kupplungsnabe 7 weist zwei radial verlaufende Lagerdurchbrüche 22, 23 auf, in welchen Hülsen 24, 25 einsitzen. In diesen ist jeweils ein Mitnehmer 26, 27 radial verschiebbar angeordnet. Jeder Mitnehmer 26, 27 weist an seinem auf die Kupplungshülse 11 zu weisenden Ende eine Mitnehmerfläche 28, 29 auf, welche im Verhältnis zur Verschiebeachse der Mitnehmer 26, 27 geneigt verläuft. An den radial inneren Enden werden die Mitnehmer 26, 27 durch Steuernocken 30, 31 zur Einnahme einer Einkuppelposition radial nach außen beaufschlagt. Es sind zwei Steuernocken 30, 31 vorgesehen, die die Mitnehmer 26, 27 radial nach außen beaufschlagen. Die Steuernocken 30, 31 sind auf einer Schraube 32 verstellbar angeordnet und werden jeweils durch Federmittel 33, 34 in Form von Tellerfederpaketen radial nach innen auf die Mitnehmer 26, 27 zu gedrückt. Auf die Schraube 32 ist eine Muttern 35 aufgeschraubt, so dass die einen Federmittel 33 zwischen der Mutter 35 und einem der Steuernocken 30 und die anderen Federmittel 34 zwischen einem Schraubenkopf 36 der Schraube 32 und dem anderen Steuernocken 31 abgestützt sind.

Die Kupplungshülse 11 weist auf dem Umfang der Lagerbohrung 12 vier jeweils um 90° versetzte Ausnehmungen 37, 38 auf, die zu den Mitnehmerflächen 28, 29 der Mitnehmer 26, 27 korrespondierende Drehmomentübertragungsflächen 39, 40 bilden. In ihrer Einkuppelposition (2 und 3) greifen die Mitnehmer 26, 27 jeweils in eine der Ausnehmungen 37, 38 ein und werden hierbei durch die Steuernocken 30, 31 und die Federmittel 33, 34 zur Einnahme der Einkuppelposition beaufschlagt.

An die Ausnehmungen 37, 38 schließen sich radial nach außen Durchbrüche 41, 41'; 42, 42' an, die zur Lagerfläche 10 der Kupplungsnabe 7 hin offen sind. Die Durchbrüche 41, 41'; 42; 42' sind durch zylindrische Bohrungen dargestellt, die radial innen zur jeweiligen Ausnehmung 37, 38 hin eine Anschlagfläche 43, 44 aufweisen. In den Durchbrüchen 41, 41'; 42; 42' sitzt jeweils ein Sperrkörper 45, 45'; 46, 46' in Form einer Kugel als Wälzkörper. In der Einkuppelposition (2 und 3) der Mitnehmer 26, 27 ragen die Sperrkörper 45, 45'; 46, 46' nach außen über eine Außenfläche 47 der Kupplungshülse 11 vor. In der Auskuppelposition (4 und 5) der Mitnehmer 26, 27, in der die Mitnehmer 26, 27 nicht in die Ausnehmungen 37, 38 eingreifen, ragen die Sperrkörper 45, 45'; 46, 46' in die Ausnehmungen 37, 38 ein und ragen nicht über die Außenfläche 47 vor.

Aufgrund der Anordnung der Ausnehmungen 37, 38 können die Mitnehmer 26, 27 in vier verschiedenen Drehstellungen der Kupplungshülse 11 und der Kupplungsnabe 7 zueinander in ihre Einkuppelposition überführt werden. Die Kupplung lässt sich somit in vier Drehstellungen einkuppeln. Auf der Kupplungshülse 11, welche die zylindrische Außenfläche 47 bildet, ist ein Schaltelement 48 zwischen einer Einschaltposition und einer Ausschaltposition verdrehbar gelagert. In den 2 und 3 ist das Schaltelement 47 in der Einschaltposition und in den 4 und 5 in der Ausschaltposition dargestellt. Das Schaltelement 48 ist als Ring gestaltet und weist eine Schaltringbohrung 49 auf, mit der das Schaltelement 48 auf der Außenfläche 47 der Kupplungshülse 11 sitzt. In der Schaltringbohrung 49 sind vier Schaltausnehmungen 50 vorgesehen. Die Schaltausnehmungen 50 sind jeweils 90° zueinander versetzt angeordnet. In der Einschaltposition des Schaltelements 48 überdecken die Schaltausnehmungen 50 jeweils die Durchbrüche 41, 42 einer der Ausnehmungen 37, 38. Sofern sich die Mitnehmer 26, 27 in ihrer Einkuppelposition befinden, sind die jeweiligen Sperrkörper 45, 46 in ihrer Freigabeposition gehalten, in der die Sperrkörper 45, 46 über die Außenfläche 47 der Kupplungshülse 11 vorstehen und in eine der Schaltausnehmungen 50 eingreifen. Greift in die jeweilige Ausnehmung 37, 38 kein Mitnehmer 26, 27 ein, können die jeweiligen Sperrkörper 45, 46 frei zwischen der Freigabeposition und der Sperrposition bewegt werden, wobei sie in der Sperrposition durch die jeweilige Anschlagfläche 43, 44 gehalten sind.

Ferner bilden die Schaltausnehmungen 50 jeweils eine Schaltfläche 51. Die Schaltflächen 51 verlaufen jeweils ausgehend vom tiefsten Punkt der jeweiligen Schaltausnehmung 50 in Umfangsrichtung zur Innenfläche der Schaltringbohrung 49. Die Schaltflächen 51 sind derart gestaltet, dass beim Überführen des Schaltelements 48 aus der Einschaltposition in die Ausschaltposition die Sperrkörper 45, 46 in ihre Sperrposition überführt werden und von der Innenfläche der Schaltringbohrung 49 in dieser Position gehalten werden, wobei die Schaltringbohrung 49 die Durchbrüche 41, 41', 42, 42' überdeckt. Beim Überführen des Schaltelements 48 in die Ausschaltposition und beim damit verbundenen Überführen der Sperrkörper 45, 46 in ihre Sperrposition werden die Sperrkörper 45, 46 gegen die Mitnehmer 26, 27 gedrückt, so dass die Mitnehmer 26, 27 gegen die Federkraft der Federmittel 33, 34 in ihre Auskuppelposition überführt werden. Somit lässt sich durch Verdrehen des Schaltelements 48 die Kupplung ein- bzw. abschalten.

Zur Drehwegbegrenzung des Schaltelements 48 gegenüber der Kupplungshülse 11 sind in der Außenfläche 47 der Kupplungshülse 11 zwei Nuten 52, 53 vorgesehen, in denen jeweils ein Anschlagelement 54, 55 sitzt. Das Schaltelement 48 weist in seiner Schaltringbohrung 39 zwei Stellnuten 56, 57 auf, die sich über den Umfang betrachtet, länger ausgebildet sind als die Anschlagelemente 54, 55, wobei die Stellnuten 56, 57 jeweils durch eine erste Anschlagfläche 58, 59 und durch eine zweite Anschlagfläche 60, 61 begrenzt sind. In der Einschaltposition des Schaltelements 48 sind die Anschlagelemente 54, 55 gegen die jeweiligen ersten Anschlagflächen 58, 59 und in der Ausschaltposition des Schaltelements 48 gegen die jeweiligen zweiten Anschlagflächen 60, 61 abgestützt, so dass die Drehbewegung des Schaltelements 48 gegenüber der Kupplungshülse 11 zwischen diesen beiden Positionen beschränkt ist.

Zum fremdbetätigten Überführen des Schaltelements 48 aus der Einschaltposition in die Ausschaltposition sind Betätigungsmittel vorgesehen. Diese umfassen vier auf dem Umfang des Schaltelements 48 verteilte Nocken 62. Die Nocken 62 bilden jeweils eine Stoppfläche 63, welche radial verläuft. Ferner umfassen die Betätigungsmittel eine Sperrklinke 64, welche zwischen einer ersten Stellung, in der die Sperrklinke 64 außerhalb des Rotationsbereichs der Stoppfläche 63 angeordnet ist, und einer zweiten Stellung, in der die Sperrklinke 64 innerhalb des Rotationsbereichs der Stoppfläche 63 angeordnet ist, verschwenkt werden kann. Die Sperrklinke 64 ist relativ zur Kupplung gesehen ortsfest gehalten, z. B. an einem Rahmen des Geräts schwenkbar gelagert. Somit läuft bei drehender Kupplung und in der zweiten Stellung der Sperrklinke 64 die Stoppfläche 63 eines der Nocken 62 gegen die Sperrklinke 64 an, so dass das Schaltelement 48 aus der Einschaltposition in die Ausschaltposition gedreht wird. Damit bei Erreichen der Ausschaltposition nicht die gesamte Kupplung abrupt festgesetzt wird, wodurch Schäden am Gerät aufgrund von hohen nachlaufenden Massen entstehen können, ist eine Anlauffläche 65 vorgesehen, welche durch einen fest mit der Kupplungshülse 11 verbundenen Ring 66 gebildet ist. Die Anlauffläche 65 ist derart gestaltet, dass bei Drehung der Kupplung und bis zum Erreichen der Ausschaltposition des Schaltelements die Sperrklinke 64 allmählich radial nach außen bewegt wird, bis die Sperrklinke 64 bei Erreichen der Ausschaltposition des Schaltelements 48 nicht mehr in Anlage zur Stoppfläche 63 ist, so dass die gesamte Kupplung nachlaufen kann und nicht von der Sperrklinke 64 abgestoppt wird.

Um die Verbindungsscheibe 13 ist ein Ring 71 angeordnet und mit der Verbindungsscheibe 13 verschweißt. Der Ring 71 ist axial benachbart zum Schaltelement 48 angeordnet und weist eine Stirnfläche 72 auf, die einer Stirnfläche 73 des Schaltelements 48 zugewandt ist. In der Stirnfläche 72 des Rings 71 sind Sacklochbohrungen 74 eingebracht, in denen jeweils ein Halteelement 75 in Form einer Kugel aufgenommen ist, wobei die Halteelemente 75 durch Federn 76 in Richtung auf die Stirnfläche 73 des Schaltelements 48 beaufschlagt sind. Das Schaltelement 48 weist in der Stirnfläche 73 Ausnehmungen 77 auf, in die die Halteelemente 75 in der in 5 dargestellten Ausschaltposition des Schaltelements 48 eingreifen. Somit ist gewährleistet, dass das Schaltelement 48 nach Abschalten der Kupplung in der Ausschaltposition gehalten ist. Ein Wiedereinschalten der Kupplung ist somit nur durch ein manuelles oder betätigtes Überführen des Schaltelements 48 in die Einschaltposition möglich.

Die 6 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Kupplung, die nach demselben Prinzip wie die Kupplung gemäß der ersten Ausführungsform nach den 2 bis 5 arbeitet. Bauteile, die mit Bauteilen der Kupplung gemäß der ersten Ausführungsform übereinstimmen, sind mit Bezugszeichen versehen, die um den Wert 100 erhöht sind, und bei den 2 bis 5 beschrieben.

Die Kupplung gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich lediglich in der Betätigung der Mitnehmer 126, 127. Die Steuernocken 130, 131 sind nicht axial in Richtung auf die Mitnehmer 126, 127 zu beaufschlagt, sondern radial. Zur Beaufschlagung dienen Federmittel 133, 134 in Form von Druckfedern, die auf einem gemeinsamen radial angeordneten Bolzen 68 angeordnet sind und durch Muttern 69, 70 auf diesem gehalten sind. In der dargestellten Ansicht befindet sich der obere Mitnehmer 126 in der Ausschaltposition und der untere Mitnehmer 127 in der Einschaltposition.

Ebenso sind andere Kupplungstypen denkbar, bei denen Mitnehmer in Form von Sperrkörpern zum Einsatz kommen. So sind auch Kupplungen denkbar, bei denen die Mitnehmer jeweils unabhängig von den übrigen Mitnehmern durch Steuernocken und Federn beaufschlagt werden.

1, 101Kupplung 2, 102Traktor 3, 103Gerät 4, 104Gelenkwelle 5, 105Zapfwelle 6, 106Antriebszapfen 7, 107Kupplungsnabe 8, 108Aufsteckbohrung 9, 109Längsverzahnung 10, 110Lagerfläche 11, 111Kupplungshülse 12, 112Lagerbohrung 13, 113Verbindungsscheibe 14, 114Gewindebohrung 15, 115Anlagefläche 16, 116erste Stirnfläche 17, 117Lagerscheibe 18, 118zweite Stirnfläche 19, 119Sicherungsring 20, 120Ringnut 21, 121Dichtung 22, 122Lagerdurchbruch 23, 123Lagerdurchbruch 24, 124Hülse 25, 125Hülse 26, 126Mitnehmer 27, 127Mitnehmer 28, 128Mitnehmerfäche 29, 129Mitnehmerfläche 30, 130Steuernocken 31, 131Steuernocken 32Schraube 33, 133Federmittel 34, 134Federmittel 35Mutter 36Schraubenkopf 37, 137Ausnehmung 38, 138Ausnehmung 39, 139Drehmomentübertragungsfläche 40, 140Drehmomentübertragungsfläche 41, 141Durchbruch 42, 142Durchbruch 43, 143Anschlagfläche 44, 144Anschlagfläche 45, 145Sperrkörper 46, 146Sperrkörper 47, 147Außenfläche 48, 148Schaltelement 49, 149Schaltringbohrung 50, 150Schaltausnehmung 51, 151Schaltfläche 52, 152Nut 53, 153Nut 54, 154Anschlagelement 55, 155Anschlagelement 56, 156Stellnut 57, 157Stellnut 58, 158erste Anschlagfläche 59, 159erste Anschlagfläche 60, 161zweite Anschlagfläche 61, 161zweite Anschlagfläche 62,162Nocken 63, 163Stoppfläche 64, 164Sperrklinke 65, 165Anlauffläche 66, 166Ring 67,167Längsachse 68Bolzen 69Mutter 70Mutter 71Ring 72Stirnfläche 73Stirnfläche 74Sacklochbohrung 76Feder 77Ausnehmung

Anspruch[de]
  1. Kupplung, insbesondere zum Einsatz in einem Antriebsstrang zum Antrieb von oder für Antriebe in landwirtschaftlichen Geräten oder Maschinen, die um eine Längsachse (67, 167) drehbar angeordnet ist, umfassend

    – eine Kupplungsnabe (7, 107),

    – eine Kupplungshülse (11, 111),

    – Mitnehmer (26, 126; 27, 127), die in der Kupplungsnabe (7, 107) zwischen einer Einkuppelposition, in der sie zum Übertragen von Drehmoment zwischen der Kupplungsnabe (7, 107) und der Kupplungshülse (11, 111) in Ausnehmungen (37, 137; 38, 138) der Kupplungshülse (11, 111) eingreifen, und einer Auskuppelposition verstellbar geführt sind,

    – Stellmittel (30, 130; 31, 131; 33, 133; 34, 134), die die Mitnehmer (26, 126; 27, 127) zur Einnahme ihrer Einkuppelposition mit Kraft beaufschlagen,

    – Durchbrüche (41, 141; 42, 142), die jeweils von einer der Ausnehmungen (37, 137; 38, 138) ausgehend zu einer Außenfläche (47, 147) der Kupplungshülse (11, 111) verlaufen,

    – Sperrkörper (45, 145; 46, 146), die in den Durchbrüchen (41, 141; 42, 142) sitzen und in diesen zwischen einer Freigabeposition und einer Sperrposition, in der sie in die Ausnehmungen ragen und gegen die Mitnehmer (26, 126; 27, 127) in deren Auskuppelposition abgestützt sind und diese in deren Auskuppelposition halten, verstellbar geführt sind,

    – ein Schaltelement (48, 148), das zwischen einer Einschaltposition und einer Ausschaltposition, in der es gegen die Sperrkörper (45, 145; 46, 146) in deren Sperrposition abgestützt ist und diese in deren Sperrposition hält, verstellbar ist,

    – Betätigungsmittel (63, 163; 64, 164) zum fremdbetätigten Überführen des Schaltelements (48, 148) aus der Einschaltposition in die Ausschaltposition, so dass die Sperrkörper (45, 145;46, 146) die Mitnehmer (26, 126; 27, 127) in deren Auskuppelposition überführen.
  2. Kupplung nach Anspruch 1,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass das Schaltelement (48, 148) Schaltausnehmungen (50, 150) aufweist, in die die Sperrkörper (45, 145; 46, 146) in deren Freigabeposition hineinragen,

    dass die Schaltausnehmungen (50, 150) Schaltflächen (51, 151) bilden, gegen die die Sperrkörper (45, 145; 46, 146) beim Überführen des Schaltelements (48, 148) von der Einschaltposition in die Ausschaltposition anlaufen und von diesem in ihre Sperrposition überführt werden.
  3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halteanordnung (75, 77) vorgesehen ist, die das Schaltelement (48) nach Überführen in die Ausschaltposition in dieser hält.
  4. Kupplung nach Anspruch 3,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass die Halteanordnung ein federbelastetes Haltelement (75), das der Kupplungshülse (11) zugeordnet ist, und eine Ausnehmung (77) aufweist, die dem Schaltelement (48) zugeordnet ist,

    wobei das Haltelement (75) in der Ausschaltposition des Schaltelements (48) in die Ausnehmung (77) eingreift.
  5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungshülse (11, 111) um die Längsachse (67, 167) drehbar auf der Kupplungsnabe (7, 107) angeordnet ist und dass das Schaltelement (48, 148) als Ring gestaltet ist, der um die Längsachse (67, 167) drehbar um die Kupplungshülse (11, 111) angeordnet ist.
  6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (48, 148) eine Schaltringbohrung (49, 149) aufweist, die in der Ausschaltposition des Schaltelements (48, 148) die Durchbrüche (41, 141; 42, 142) überdeckt und die Sperrkörper (45, 145; 46, 146) in deren Sperrstellung gegen Verschieben zur deren Freigabestellung hält.
  7. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrkörper (45, 145; 46, 146) als Wälzkörper gestaltet sind.
  8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei umfangsverteilte Mitnehmer (26, 126; 27, 127) vorgesehen sind, welche durch Federkraft von Federmitteln (33, 133; 34, 134), die Bestandteil der Stellmittel sind, zur Einnahme ihrer Einkuppelposition beaufschlagt sind und nach Überschreiten eines Grenzdrehmoments gegen die Federkraft in die Auskuppelposition überführt werden.
  9. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass die Betätigungsmittel mindestens eine Stoppfläche (63, 163) umfassen, die durch das Schaltelement (48, 148) gebildet ist und mit dieser um die Längsachse drehbar ist, und

    dass die Betätigungsmittel ferner eine Sperrklinke (64, 164) umfassen, die zwischen einer ersten Stellung, in der die Sperrklinke (64, 164) außerhalb eines Rotationsbereichs der Stoppfläche (63, 163) angeordnet ist, und einer zweiten Stellung, in der die Sperrklinke (64, 164) innerhalb des Rotationsbereichs der Stoppfläche (63, 163) angeordnet ist und bei Rotation der Kupplung gegen die Stoppfläche (63, 163) in Anlage gelangt und somit das Schaltelement (48, 148) aus der Einschaltposition in die Ausschaltposition überführt, verstellbar ist.
  10. Kupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungshülse (11, 111) eine Anlauffläche (65, 165) aufweist, die derart gestaltet ist, dass die Sperrklinke (64, 164) durch Abgleiten auf der Anlauffläche (65, 165) von der zweiten Stellung in die erste Stellung überführt wird, unmittelbar nachdem das Schaltelement (48, 148) von der Einschaltposition in die Ausschaltposition überführt worden ist.
Es folgen 6 Blatt Zeichnungen






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