PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE202007008591U1 27.09.2007
Titel Antriebsanordnung insbesondere für landwirtschaftliche Geräte
Anmelder GKN Walterscheid GmbH, 53797 Lohmar, DE
Vertreter Neumann Müller Oberwalleney & Partner Patentanwälte, 53721 Siegburg
DE-Aktenzeichen 202007008591
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 27.09.2007
Registration date 23.08.2007
Application date from patent application 15.06.2007
IPC-Hauptklasse F16D 7/04(2006.01)A, F, I, 20070615, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16D 3/72(2006.01)A, L, I, 20070615, B, H, DE   A01D 69/08(2006.01)A, L, I, 20070615, B, H, DE   A01D 78/10(2006.01)A, L, I, 20070615, B, H, DE   A01D 80/00(2006.01)A, L, I, 20070615, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung, insbesondere für landwirtschaftliche Geräte, welche zumindest zwei Überlastkupplungen umfasst, die jeweils ein erstes Kupplungselement zum Verbinden mit einem Antrieb und jeweils ein zweites Kupplungselement zum Verbinden mit jeweils einem Abtrieb aufweisen, wobei die ersten Kupplungselemente miteinander antriebsverbunden sind und wobei die zweiten Kupplungselemente über Verbindungsmittel miteinander verbunden sind.

Gattungsgemäße Antriebsanordnungen sind insbesondere an landwirtschaftlichen Geräte zum Schutz vor Überlastungen verbaut, da zum Antreiben solcher Geräte meist Antriebe verwendeten werden, mittels welchen sehr hohe Antriebsdrehmomente bzw. Antriebskräfte generiert werden, um die einzelnen Aggregate des Geräts, wie etwa Kreisel eines Heuwenders antreiben zu können. Hierbei sind die Einsatzbedingen regelmäßig derart rau, dass es beim Betrieb der Geräte immer wieder zu unvorhergesehenen Störungen kommt, wobei die Geräte bei fortlaufendem Antrieb zumindest temporär vollständig blockieren. Um Schäden an dem Gerät oder der Antriebsmaschine weitestgehend zu vermeiden, verfügen die hier eingesetzten Antriebsan ordnungen präventiv über Überlasteinrichtungen, die Drehmoment- bzw. Kräfteflüsse zwischen Antrieben der Geräte und geeigneten Abtrieben, an welchen die Arbeitsaggregate angeschlossen sind, unterbrechen, sobald eine derartige Blockade an einem der Abtriebe auftritt.

Da es insbesondere in der Landwirtschaft nicht unüblich ist, mehr als ein Arbeitsaggregat an einen einzigen Gerät vorzusehen und anzutreiben, weisen hier eingesetzte Antriebsanordnungen nicht selten meist mehrere mit Überlasteinrichtungen ausgestattete Abtriebe auf, an welchen jeweils ein Arbeitsaggregat angeordnet ist. Oftmals sind mehrere Arbeitsaggregate an einem Gerät derart angeordnet, dass sie zumindest teilweise ineinander greifen. Um beispielsweise bei einem Heuwender lückenlos und flächendeckend arbeiten zu können und um sich hierbei nicht gegenseitig zu behindern, greifen die Arme der Kreisel ineinander, wobei die Kreisel synchron zueinander laufen. Hierbei ist es aber unabdingbar, dass beim Auslösen einer ersten Überlasteinrichtung eines ersten Abtriebs die Überlasteinrichtungen weiterer vorhandener Abtriebe ebenfalls auslösen, damit ineinander greifende Arbeitsaggregate sich nicht gegenseitig schädigend berühren.

Beispielsweise sind in der Patentschrift DE 195 38 351 C1 sowie in der Patentschrift DE 32 05 513 C1 jeweils eine Drehmomentbegrenzungskupplung beschrieben, welche dazu geeignet sind, insbesondere in Antriebssträngen zum Antreiben landwirtschaftlicher Maschinen oder Geräte eine Überlast in blockierenden Landwirtschaftsmaschinen beziehungsweise in blockierenden Landwirtschaftsgeräten zu gewährleisten.

Die dort beschriebenen Drehmomentbegrenzungskupplungen sind als Sperrkörperkupplungen ausgebildet und haben sich im Betrieb vielfältig bewährt, da sie bei einer Maschinenblockade zuverlässig auslösen und somit eine Antriebsanordnung, in welcher sie integriert sind, vor größeren Schäden sehr gut schützen. Die derart aufgebauten Drehmomentbegrenzungskupplungen lassen sich vorteilhafter Weise an den unterschiedlichsten Maschinen einsetzen, da Auslösedrehmomente individuell eingestellt werden können. Hierzu weisen die Drehmomentbegrenzungskupplungen federgelagerte Mitnehmerkörper auf, die in Kupplungsnaben geführt angeordnet sind und mittels der Federkraft in entsprechende Ausnehmungen von Kupplungshülsen eingreifen, solange sie Antriebsdrehmomente und/oder Antriebskräfte übertragen.

Insbesondere im Hinblick auf synchron laufende Arbeitswerkzeuge beispielsweise ein landwirtschaftliche Gerät, ist in der europäischen Patentschrift EP 1 258 187 B1 eine weiterentwickelte Antriebsanordnung mit mehreren untereinander wirkverbundenen Sperrkörperkupplungen beschrieben. Bei dieser Antriebsanordnung ist jedem vorhandenen Abtrieb eine Sperrkörperkupplung zugeordnet, so dass alle Arbeitsaggregate des landwirtschaftlichen Geräts von einem gemeinsamen Antrieb der Antriebsanordnung entkoppelt werden können, sobald nur an einem der Arbeitsaggregate eine kritische Überlast auftritt, welche eine Blockade verursacht.

Es versteht sich, dass es insbesondere bei ineinander eingreifenden Arbeitsaggregate, wie es beispielsweise bei Heuwendemaschinen der Fall ist, nichts nützt, wenn nur das blockierende Arbeitsaggregat vom Antriebsstrang entkoppelt wird und die weiteren vorhandenen Arbeitsaggregate ungeachtet der Blockade eines ersten Arbeitsaggregats weiter angetrieben werden. Deshalb sind alle der vorhandenen Überlastkupplungen mittels einer Drehmitnahme derart miteinander verbunden, dass beim Auslösen einer ersten Überlastsicherung ein Auslösen weiterer vorhandener Überlastsicherungen gewährleistet ist. Hierbei sind alle Überlastkupplungen in Reihe geschaltet, so dass bei einer Blockade eines ersten Arbeitsaggregats alle weiteren Arbeitsaggregate mittels ihrer jeweils zugeordneten Überlastkupplung sukzessive ebenfalls vom Antrieb entkoppelt werden. Die Mitnehmereinrichtungen sind hierbei als spielbehaftete Klauenkupplungen ausgeführt, so dass eine Mitnehmereinrichtung, welche zwischen zwei Überlastkupplungen wirkt, ein gewisses Bewegungsspiel zwischen den zwei mittels ihr verbundenen Überlastkupplungen zulässt.

Mittels einer solchen Antriebsanordnung wird wirkungsvoll unterbunden, dass ineinander greifende Arbeitsaggregate bei einer Blockade eines ersten Arbeitsaggregats unvermindert weiterlaufen und größere Schäden an sich selbst oder an einer landwirtschaftlichen Maschine hervorrufen. Jedoch unterliegen die hier eingesetzten Überlastkupplungen einer solch enorm hohen Belastung, dass sie oftmals selbst ausfallen.

Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, gattungsgemäße Antriebsanordnungen, insbesondere für landwirtschaftliche Geräte, weiter zu entwickeln, so dass die Belastung mehrerer untereinander anregender Überlastkupplungen verringert ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird von einer Antriebsanordnung, insbesondere für landwirtschaftliche Geräte, gelöst, welche zumindest zwei Überlastkupplungen umfasst, die jeweils ein erstes Kupplungselement zum Verbinden mit einem Antrieb und jeweils ein zweites Kupplungselement zum Verbinden mit jeweils einem Abtrieb aufweisen, wobei die ersten Kupplungselemente miteinander antriebsverbunden sind und wobei die zweiten Kupplungselemente über Verbindungsmittel miteinander verbunden sind, und wobei die Verbindungsmittel zumindest ein drehelastisches Federelement umfassen.

Es versteht sich, dass eine solche Antriebsanordnung unterschiedlich aufgebaut sein kann. Beispielsweise handelt es sich bei dem Antrieb um einen Antriebswellenzapfen, welcher von einer Getriebewelle eines Traktors angetrieben wird.

Bei den hier vorgesehenen Abtrieben kann es sich beispielsweise direkt um Maschinenwerkzeuge einer landwirtschaftlichen Maschine oder eines landwirtschaftlichen Gerätes handeln oder lediglich um Abtriebswellenenden, an welchen entsprechende Maschinenwerkzeuge befestigbar sind.

Der Begriff „Überlastkupplung" umfasst vorliegend jegliche Einrichtungen, mittels welchen eine Überlast an weiteren Bauteilen der Antriebsanordnung verhinderbar ist. Beispielsweise ist eine solche Überlastkupplung als Sperrkörperkupplung ausgebildet.

Bei den „ersten Kupplungselementen" handelt es sich im Wesentlichen um antriebsseitige Bauteile oder Bauteilgruppen, die im Falle einer kritischen Überlast derart von den zweiten Kupplungselementen getrennt werden, dass keine Antriebsdrehmomente bzw. Antriebskräfte mehr zwischen einem Antrieb und Abtrieben eines Geräts übertragen werden. Im Normalfall werden mit den ersten Kupplungselementen Antriebsdrehmomente und Antriebskräfte zwischen dem Antrieb und den Abtrieben übertragen und wenigstens zwei Überlastkupplungen sind mittels der ersten Kupplungselemente antriebsseitig untereinander verbunden. Beispielsweise weisen die ersten Kupplungselemente ein gemeinsames Außenteil zweier untereinander verbundener Überlastkupplungen auf, wobei verlagerbare Mitnehrner der Überlastkupplungen jeweils trennbar mit dem gemeinsamen Außenteil verbunden sind.

Der Begriff „zweite Kupplungselemente" umschreibt hingegen abtriebsseitige Bauteile oder Bauteilgruppen der Überlastkupplungen, mittels welchen die Überlastkupplungen einerseits mit einem jeweiligen Werkzeug bzw. Arbeitsaggregat und andererseits untrennbar miteinander verbunden sind. Die zweiten Kupplungselemente übertragen untereinander mittels des Verbindungsmittels lediglich Auslösedrehmomente beziehungsweise Auslösekräfte.

In einem kritischen Überlastfall werden diese Auslösedrehmomente bzw. Auslösekräfte bisher schlagartig von einer ersten ausgelösten Überlastkupplung auf eine weitere Überlastkupplung übertragen, so dass die weitere Überlastkupplung ebenfalls auslöst. Hierbei treten in den Bauteilen oder in den Bauteilgruppen der zweiten Kupplungselemente sowie in diesbezüglichen Verbindungsmitteln extrem hohe Belastungsspritzen auf, so dass diese oftmals bereits nach wenigen Betriebsstunden beschädigt werden und sogar ausfallen.

Erfindungsgemäß werden diese Auslösedrehmomente beziehungsweise Auslösekräfte zumindest hinsichtlich ihrer Belastungsspitzen auf die zweiten Kupplungselemente oder auf die Verbindungsmittel baulich dadurch reduziert, dass die zweiten Kupplungselemente ein drehelastisches Federelement umfassen, worüber zweite Kupplungselemente einer ersten Überlastkupplung und zweite Kupplungselemente einer weiteren Überlastkupplung elastisch miteinander verbunden sind.

Vorteilhafter Weise werden insbesondere schlagartig auftretende Auslösedrehmomente beziehungsweise Auslösekräfte mittels des drehelastischen Federelements gedämpft, so dass diese einen kritischen Wert nicht überschreiten und hierdurch die Gefahr verringert ist, dass Bauteile, insbesondere sekundärseitig verbaute Bauteile einer Überlastkupplung, beschädigt werden.

Der Begriff „sekundärseitig" oder „Sekundärseite" beschreibt hier Bauteile oder Bauteilgruppen einer Überlastkupplung, die von einer Antriebsseite abgewandt sind, jedoch keine Antriebsdrehmomente bzw. Antriebskräfte zwischen einem Antrieb und Abtrieben übertragen, wie es hinsichtlich einer Abtriebsseite einer Überlastkupplung der Fall ist.

Baulich besonders einfach sind die vorliegenden Überlastkupplungen, wie eingangs bereits kurz erwähnt, bereitgestellt, wenn sie als formschlüssige Sicherheitskupplungen, insbesondere als Sperrkörperkupplungen, ausgebildet sind. Es versteht sich, dass die hier verwendeten Überlastkupplungen auch als anders wirkende Sicherheitskupplungen, etwa als reibschlüssige Sicherheitskupplungen, ausgebildet sein können. Jedoch eignen sich formschlüssig arbeitende Sicherheitskupplungen hinsichtlich der rauen Einsatzbedingungen an landwirtschaftlichen Maschinen beziehungsweise Geräten besonders gut.

Es versteht sich, dass auch das drehelastische Federelement vielfältig aufgebaut sein kann. Als baulich besonders einfache und robuste Ausführung ist es vorteilhaft, wenn die Verbindungsmittel eine drehelastische Welle umfassen. Mittels der drehelastischen Welle ist ein sehr einfach gestaltetes drehelastisches Federelement bereitgestellt, welches selbst bei rauen Einsatzbedingungen wartungsfrei ist.

Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass das drehelastische Federelement starr mit den zweiten Kupplungselementen der Überlastkupplungen verbunden ist. Starr bedeutet vorliegend, dass die Verbindung zwischen dem drehelastischen Federelement und den zweiten Kupplungselementen der Überlastkupplungen spielfrei ausgelegt ist. Beispielsweise ist hierzu eine drehelastische Welle über geeignete Flanschverbindungen an den zweiten Kupplungselementen angeschraubt.

Eine drehelastische Weile kann auch mittels einer Splineverbindung spielfrei mit den zweiten Kupplungselementen der Überlastkupplungen verbunden sein. Hierbei wird beispielsweise eine drehelastische Welle bei einer Montage einfach auf eine geeignete Sekundärseite eines zweiten Kupplungselementes einer Überlastkupplung geschoben.

Weist eine verwendete Splineverbindung ein Passungsspiel auf, welches eine Relativdrehung zwischen dem drehelastischen Federelement und den zweiten Kupplungselementen der Überlastsicherungen zulässt, kann gewährleistet werden, dass das Drehmoment beim Auslösen einer ersten Überlastkupplung zunächst aufgrund des Passungsspiels und dem damit verbundenen Drehspiel zwischen dem Federelement und den zweiten Kupplungselementen ausreichend abnimmt, bis das Drehmoment der Blockade über das Federelement des zweiten Kupplungsteil der zweiten Überlastkupplung einwirkt. Daraufhin steigt das Drehmoment wieder an, bis auch die zweite Überlastkupplung abschaltet. Die Elastizität des Federelements und das Passungsspiel sind derart aufeinander abgestimmt, dass gewährleistet ist, dass die eine Überlastkupplung bereits zumindest teilweise abgeschaltet ist, bevor die andere Überlastkupplung ebenfalls beginnt abzuschalten. Bei einem gleichzeitigen Abschalten würden sich die beiden Abschaltdrehmomente der Überlastkupplungen addieren, so dass erst bei höheren Drehmomenten vollständig abgeschaltet würde. Ferner ist das Drehmoment an der ersten Überlastkupplung noch nicht vollständig abgefallen. Beim Antreiben verspannt sich nämlich der Antriebsstrang, so dass dieser beim Abschalten einer Überlastkupplung zurück schwingt und ein negatives Drehmoment erzeugt, was zu einem übermäßigen Drehmomentschlag führt, wenn im Anschluss die zweite Überlastkupplung angesprochen wird.

Dies gelingt bereits ausreichend, wenn das Passungsspiel eine Relativdrehung zwischen dem drehelastischen Federelement und den zweiten Kupplungselementen der Überlasteinrichtungen mit einem Verdrehwinkel von mehr als 0,5°, vorzugsweise mit einem Verdrehwinkel von 1°, aufweist, zulässt.

Hierbei lassen sich betriebssicher alternativ auch drehelastische Federelemente mit einem kürzeren drehelastischen Bereich vorsehen, so dass zwei Überlastkupplungen auch sehr nahe zueinander angeordnet werden können. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn beispielsweise zwei Überlastkupplungen innerhalb eines Getriebegehäuses untergebracht werden sollen.

Sehr kompakt baut eine Antriebsanordnung mit mehreren Überlastkupplungen bereits, wenn die ersten Kupplungselemente ein gemeinsames antriebsseitiges Außenteil umfassen, welches etwa mit abtriebsseitig federgelagerten Sperrkörpern wechselwirkt.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn das gemeinsame antriebsseitige Außenteil ein gemeinsames Gehäuse mehrerer Überlastkupplungen bildet. Hierdurch kann die Antriebsanordnung baulich noch kompakter ausgeführt werden.

Weiter kompakt baut die Antriebsordnung, wenn die ersten Kupplungselemente ein Gehäuse aufweisen, innerhalb welchem die zweiten Kupplungselemente, insbesondere das drehelastische Federelement, angeordnet sind.

Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnung erläutert, in welcher schematisch eine Antriebsanordnung mit zwei mittels eines drehelastischen Federelements verbundenen Sperrkörperkupplungen dargestellt ist.

Es zeigt

1 schematisch einen Längsschnitt einer Antriebsanordnung, bei welcher zwischen zwei Sperrkörperkupplungen ein drehelastisches Federelement vorgesehen ist,

2 schematisch eine Ansicht eines Querschnittes der Antriebsanordnung entlang der Schnittlinie A-A,

3 schematisch eine Ansicht eines Querschnittes der Antriebsanordnung entlang der Schnittlinie E-E, und

4 schematisch eine Ansicht eines Querschnittes der Antriebsanordnung entlang der Schnittlinie F-F.

Die in den 1 bis 4 gezeigte Antriebsanordnung 1 umfasst einen Antriebsflansch 2, eine erste Abtriebsnabe 3, eine zweite Abtriebsnabe 4 sowie eine erste Sperrkörperkupplung 5 und eine zweite Sperrkörperkupplung 6, welche mittels eines drehelastischen Federelements 8 drehelastisch miteinander verbunden sind. Die Sperrkörperkupplungen 5 und 6 stellen in diesem Ausführungsbeispiel zwei Überlastkupplungen der Antriebsanordnung 1 dar.

Das drehelastische Federelement 8 ist in diesem Ausführungsbeispiel als drehelastische Welle realisiert, welche keine Wartung erfordert und darüber hinaus selbst unter widrigsten Bedingungen problemlos als drehelastisches Federelement 8 dauerhaft einsetzbar ist. Alle genannten Bauteile können um eine gemeinsame Rotationsachse 7 mit einer Rotationsrichtung 7A rotieren (siehe 2).

Die Antriebsanordnung 1 wird zum Antreiben in Rotationsrichtung 7A mittels des Antriebsflansches 2 an einem hier nicht gezeigten Antrieb befestigt. Hierzu weist der Antriebsflansch 2 insgesamt sechs konzentrisch um die gemeinsame Rotationsachse 7 angeordnete Bohrungen 9 (hier nur exemplarisch beziffert) auf. Über diese Bohrungen 9 lässt sich der Antriebsflansch 2 mittels Schrauben (hier nicht gezeigt) fest aber lösbar an dem nicht gezeigten Antrieb anschrauben.

Die erste Sperrkörperkupplung 5 weist als ein erstes Kupplungselement der Sperrkörperkupplung 5 ein Kupplungsaußenteil 10 auf, welches in diesem Ausführungsbeispiel an dem Antriebsflansch 2 angeschweißt ist. Darüber hinaus weist die erste Sperrkörperkupplung 5 als ein zweites Kupplungselement der Sperrkörperkupplung 5ein Kupplungsinnenteil 11 auf, welches einstückig mit der ersten Antriebsnabe 3 ausgebildet ist.

An dem Kupplungsinnenteil 11 sind vier Mitnehmer 12 (hier nur exemplarisch beziffert, siehe auch 2) gelagert, welche durch Federkräfte beaufschlagt radial zur gemeinsamen Rotationsachse 7 nach außen in Ausnehmungen 13 (hier nur exemplarisch beziffert) gedrückt werden. Die voreingestellten Federkräfte, welche auf die Mitnehmer 12 wirken, können mittels einer ersten Tellerfederanordnung 14 und einer zweiten Tellerfederanordnung 15 eingestellt werden, indem die Vorspannungen der beiden Tellerfederanordnungen 14 und 15 mittels einer Einstellmutter 16 eingestellt werden, welche aufgeschraubt auf einem Gewindezapfen 17 des Kupplungsinnenteils 11 sitzt. Der Gewindezapfen 17 wird in diesem Ausführungsbeispiel von einer Schraube bereitgestellt.

Zwischen der ersten Tellerfederanordnung 14 und den Mitnehmern 12 ist eine erste Mitnehmerführung 18 und zwischen der zweiten Tellerfederanordnung 15 und den Mitnehmern 12 eine zweite Mitnehmerführung 19 vorgesehen, so dass zwischen den Tellerfederanordnungen 14 und 15 und den Mitnehmern 12 eine vorteilhafte Kräfteumlenkung und Kräfteverteilung stattfindet.

Während das Kupplungsinnenteil 11 an seiner Abtriebsnabe 3 zur Aufnahme einer Werkzeugwelle (hier nicht dargestellt) einen Innensechskantbereich 20 und eine Querstiftbohrung 21 aufweist, ist das Kupplungsinnenteil 11 an dem der ersten Abtriebsnabe 3 gegenüber liegendem Ende 22, also an der Sekundärseite der ersten Sperrkörperkupplung, mit einer Innenverzahnung 23 ausgestattet, welche mit einer ersten Außenverzahnung 24 des drehelastischen Federelements 8 wechselwirkt, und die Innenverzahnung 23 und die Außenverzahnung 24 eine Splineverbindung 25 zwischen der ersten Sperrkörperkupplung 5 und dem drehelastischen Federelement 8 bilden.

Die Splineverbindung 25 ist mit einem Spiel (der Übersichtigkeit halber hier nicht explizit gezeigt) versehen, sodass die Innenverzahnung 23 des Kupplungsinnenteils 11 und die erste Außenverzahnung 24 des drehelastischen Federelements 8 derart aufeinander abgestimmt sind, dass sie eine Relativdrehung zueinander um die gemeinsame Rotationsachse 7 mit einem Verdrehwinkel von 1° durchführen können. Auf Grund des geringen Verdrehwinkels lassen sich zusätzlich insbesondere Stöße zwischen den Sperrkörperkupplungen 5 und 6 und dem drehelastischen Federelement 8 schlagartig noch in einem unkritischen Maße austauschen, welche insbesondere bei sehr kurzen drehelastischen Federelementen 8 einem Auslösen der Sperrkörperkupplungen 5 und 6 oder umgekehrt förderlich sein können.

Die zweite Sperrkörperkupplung 6 ist ähnlich aufgebaut wie die erste Sperrkörperkupplung 5 und weist dementsprechend ein weiteres Kupplungsaußenteil 28 als erstes Kupplungselement der zweiten Sperrkörperkupplung 6 auf, welches an dem Kupplungsaußenteil 10 angeschweißt ist und hierdurch mit diesem zusammen eine gemeinsame Außenhülle 29 der beiden Sperrkörperkupplungen 5 und 6 bildet.

Auch weist die zweite Sperrkörperkupplung 6 ein Kupplungsinnenteil 30 als zweites Kupplungselement der zweiten Sperrkörperkupplung 6 auf, welches einstückig mit der zweiten Abtriebsnabe 4 ausgebildet ist. An dem weiteren Kupplungsinnenteil 30 sind weitere Mitnehmer 31 gelagert, welche mittels Federkräfte radial nach außen in weitere Ausnehmungen 32 des weiteren Kupplungsaußenteils 28 gedrückt werden. Die hierfür erforderlichen Federkräfte werden mittels einer dritten Tellerfederanordnung 33 und einer vierten Tellerfederanordnung 34 aufgebracht.

Zwischen den weiteren Mitnehmern 31 und den beiden Tellerfederanordnungen 33 und 34 sind weitere Mitnehmerführungen 35 und 36 vorgesehen. Vorgespannt werden die Tellerfederanordnungen 33 und 34 mittels einer weiteren Einstellmutter 37, die auf einen Gewindezapfen 38 des Kupplungsinnenteils 30 aufgeschraubt ist. Auch die zweite Abtriebsnabe 4 weist einen Innensechskantbereich 39 und eine Querstiftbohrung 40 auf, um betriebssicher eine weitere hier nicht dargestellte Werkzeugwelle aufnehmen zu können.

Das weitere Kupplungsinnenteil 30 weist an seinem der zweiten Abtriebsnabe 4 gegenüber liegenden Ende 41 eine Innenverzahnung 42 auf, die mit einer zweiten Außenverzahnung 43 des drehelastischen Federelements 8 korrespondiert und hierbei eine weitere Splineverbindung 44 des drehelastischen Federelements 8 und der zweiten Sperrkörperkupplung 6 bildet.

Die weitere Innenverzahnung 42 und die zweite Außenverzahnung 43 sind derart gewählt, dass das drehelastische Federelement 8 ebenfalls spielbehaftet mit dem weiteren Kupplungsinnenteil 30 korrespondieren kann.

Es versteht sich, dass in anderen Ausführungsbeispielen nur eine der vorhandenen Splineverbindungen 25 und 44 spielbehaftet ausgebildet sein kann. Auch kann bei weiteren Ausführungen auf ein solches Spiel bei allen vorhandenen Splineverbindungen 25, 44 zwischen einem Verbindungsmittel 8 und zweiten Kupplungselementen 22, 41 verzichtet werden, insbesondere wenn das Verbindungsmittel 8 einen drehelastischen Bereich 45 mit einer ausreichenden Länge aufweist.

Blockiert nun beispielsweise das hier nicht näher dargestellte Werkzeug, welches an der zweiten Abtriebsnabe 4 befestigt ist, löst die zweite Sperrkörperkupplung 6 aus, indem das weitere Kupplungsinnenteil 30 auf Grund des blockierten Werkzeuges nicht weiter mit der gemeinsamen Außenhülle 29 um die gemeinsame Rotationsachse 7 rotieren kann. Hierdurch verlagern sich die Mitnehmer 31 entgegen der Federkräfte der beiden Tellerfederanordnungen 33 und 34 aus den weiteren Ausnehmungen 32 radial nach innen heraus, wodurch der Drehmomenten- beziehungsweise Kräftefluss zwischen der Außenhülle 29 und dem zweiten Kupplungsinnenteil 30 unterbrochen wird bzw. ist. Auf Grund dieser Entkoppelung wird das an der zweiten Abtriebsnabe 4 angeschlossene Werkzeug nicht weiter angetrieben und bleibt stehen.

Damit das an der ersten Abtriebsnabe 3 angeschlossene Werkzeug nicht mit dem stehen gebliebenen Werkzeug der zweiten Abtriebsnabe 4 kollidiert, also die erste Abtriebsnabe 3 und die zweite Abtriebsnabe 4 keine allzu große Relativbewegung um die gemeinsame Rotationsachse 7 zueinander durchführen, wird die Drehblockade des zweiten Kupplungsinnenteils 30 mittels des drehelastischen Federelements 8 auf das erste Kupplungsinnenteil 11 übertragen, wodurch, wenn auch etwas zeitversetzt, die erste Sperrkörperkupplung 5 ebenfalls ausgelöst wird.

Auch die Mitnehmer 12 der ersten Sperrkörperkupplung 5 bewegen sich entgegen der Federkräfte der beiden Tellerfederanordnungen 14 und 15 radial innen auf die gemeinsame Rotationsachse 7 zu und verlagern sich hierbei aus den ersten Ausnehmungen 13 heraus, wodurch der Drehmomenten- beziehungsweise Kräftefluss zwischen der gemeinsamen Außenhülle 29 und dem Kupplungsinnenteil 11 ebenfalls unterbrochen wird. Somit wird auch das Werkzeug, welches an der ersten Abtriebsnabe 3 angeschlossen ist, nicht mehr angetrieben und bleibt stehen.

Vorteilhafter Weise dämpft das drehelastische Federelement 8 die Übertragung der abrupten Blockade zwischen den beiden Sperrkörperkupplungen 5 und 6, indem sich das drehelastische Federelement 8 insbesondere im drehelastischen Bereich 45 zusätzlich tordieren kann, so dass die erste Innenverzahnung 23 der drehelastischen Welle sich gegenüber der weiteren Innenverzahnung 42 der drehelastischen Welle um einen Torsionswinkel 46 tordiert. Durch diese Art der Dämpfung werden die miteinander gekoppelten Bauteile der beiden Sperrkörperkupplungen 5 und 6 weniger stark beansprucht, so dass ihre Lebensdauer und damit die Betriebszeit der gesamten Antriebsanordnung 1 wesentlich verlängert ist.

1
Antriebsanordnung
2
Antriebsflansch
3
erste Abtriebsnabe
4
zweite Abtriebsnabe
5
erste Sperrkörperkupplung
6
zweite Sperrkörperkupplung
7
gemeinsame Rotationsachse
7A
Rotationsrichtung
8
drehelastisches Federelement
9
Bohrungen
10
Kupplungsaußenteil
11
Kupplungsinnenteil
12
Mitnehmer
13
Ausnehmungen
14
erste Tellertederanordnung
15
zweite Tellertederanordnung
16
Einstellmutter
17
Gewindezapfen
18
erste Mitnehmerführung
19
zweite Mitnehmerführung
20
Innensechskantbereich
21
Querstiftbohrung
22
gegenüberliegendes Ende
23
Innenverzahnung
24
erste Außenverzahnung
25
Splineverbindung
28
weiteres Kupplungsaußenteil
29
gemeinsame Außenhülle
30
weiteres Kupplungsinnenteil
31
weitere Mitnehmer
32
weitere Ausnehmungen
33
dritte Tellerfederanordnung
34
vierte Tellerfederanordnung
35
dritte Mitnehmerführung
36
vierte Mitnehmerführung
37
weitere Einstellmutter
38
weiterer Gewindezapfen
39
weiterer Innensechskantbereich
40
weitere Querstiftbohrung
41
weiteres gegenüber liegendes Ende
42
weitere Innenverzahnung
43
zweite Außenverzahnung
44
weitere Splineverzahnung
45
drehelastischer Bereich
46
Torsionswinkel


Anspruch[de]
Antriebsanordnung (1), insbesondere für landwirtschaftliche Maschinen, umfassend zumindest zwei Überlastkupplungen (5, 6), die jeweils ein erstes Kupplungselement (10, 28) zum Verbinden mit einem Antrieb und jeweils ein zweites Kupplungselement (11, 30) zum Verbinden mit jeweils einem Abtrieb aufweisen, wobei die ersten Kupplungselemente (10, 28) miteinander antriebsverbunden sind und wobei die zweiten Kupplungselemente (11, 30) über Verbindungsmittel miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel zumindest ein drehelastisches Federelement (8) umfassen. Antriebsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbiridungsmittel eine drehelastische Welle umfassen. Antriebsanordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die drehelastische Welle (8) einen drehelastischen Bereich (45) aufweist. Antriebanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem drehelastischen Federelement (8) und den zweiten Kupplungselementen (11, 30) der Überlasteinrichtungen (5, 6) jeweils eine Splineverbindung (25, 44) angeordnet ist. Antriebsanordnung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Splineverbindung (25, 44) ein Passungsspiel aufweist, welches eine Relativdrehung zwischen dem drehelastischen Federelement (8) und den zweiten Kupplungselementen (11, 30) der Überlasteinrichtungen (5, 6) zulässt. Antriebsanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Passungsspiel eine Relativdrehung zwischen dem drehelastischen Federelement (8) und den zweiten Kupplungselementen (11, 30) der Überlasteinrichtungen (5, 6) mit einem Verdrehwinkel von mehr als 0,5°, vorzugsweise mit einem Verdrehwinkel von 1°, zulässt. Antriebsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kupplungselemente (10, 28) ein gemeinsames antriebsseitiges Außenteil umfassen, welches mit abtriebsseitigen federgelagerten Sperrkörpern (12, 31) wechselwirkt. Antriebsanordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame antriebsseitige Außenteil ein gemeinsames Gehäuse (29) mehrerer Überlastkupplungen (5, 6) bildet. Antriebsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kupplungselemente (10, 28) ein Gehäuse (29) aufweisen, innerhalb welchem die zweiten Kupplungselemente (11, 30), insbesondere das drehelastische Federelement (8), angeordnet sind. Antriebsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkupplungen (5, 6) als formschlüssige Sicherheitskupplungen, insbesondere als Sperrkörperkupplungen (5, 6), ausgebildet sind.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com