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Selbsttragender, nicht drehbarer Gelenkwellenschutz
Die Erfindung bezieht sich auf einen selbsttragenden, nicht drehbaren Gelenkwellenschutz, der aus ineinander schiebbaren Kappen von teilweise kugelförmiger Gestalt besteht, wobei innerhalb oder ausser- halb der Kappen eine frei schwingbare, mit Stosskanten versehene Deckeinlage angeordnet ist und einen verhältnismässig grossen Winkelausschlag der Welle ermöglicht.
Die bisher bekannten Schutzhauben für Gelenkwellen, insbesondere für diejenigen, die zur Kraft- übertragung vom Schlepper auf eine Landmaschine dienen, weisen zahlreiche Nachteile auf. Entweder entsprechen sie nicht den Sicherheitsvorschriften, da sie nicht die ganze Gelenkwelle abdecken, wodurch die Bedienungsperson gefährdet wird, oder sind sie aus einem nachgiebigen Material verfertigt, so dass beim Aufsteigen auf die Haube diese derart deformiert wird, dass sie auf die im Inneren der Haube umlaufende Gelenkwelle zu liegen kommen kann. Dies kann wieder zu einem Unfall der Bedienungsperson führen.
Es sind zwar einige, den Sicherheitsvorschriften Rechnung tragende Schutzhauben bekannt, die jedoch entwederzu kompliziert und deshalb kostspielig sind oder einen relativ grösseren Ausschlagwinkel, z. B. beim Umdrehen des Schleppers an der Kehre, nicht zulassen, wodurch der Drehungshalbmesser des ganzen Aggregates vergrössert wird. Dies führt dann zu einer Vergrösserung der Kehre und zu einem unnützen Anwachsen der Zeitverluste.
Als Beispiel einer allzu komplizierten Schutzhaube kann eine bekannte doppelte gelenkige Ringhaube dienen, die eine beträchtliche Anzahl von kleinen, in der Herstellung kostspieligen Bestandteilen aufweist, wie z. B. schwingbare Kardanringe, Muffen, Schutzkappen, zwei Arten von Schraubenbolzen usw.
Ein anderes Beispiel einer bekannten Gelenkwellenschutzhaube, die zwar den Sicherheitsvorschriften Rechnung trägt, jedoch einen grösseren Ausschlagwinkel nicht gestattet, stellt eine an einem teleskopischen Mittelteil angeordnete Kugelhaube dar, die infolge ihrer Anordnung einen Höchstausschlag von 550 zulässt. Ein grösserer Ausschlag des Gelenkes wird durch den Anstoss der Kanten der Halbkugeln verhindert. Bei einer eventuellen Vergrösserung des Ausschlagwinkels käme es bei dieser Anordnung zur Blosslegung des umlaufenden Gelenkes, was im Widerspruch zu den Sicherheitsvorschriften stünde.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die Haube aus zwei im wesentlichen halbkugelförmigen Teilen herzustellen, in welchen ein Ring vorgesehen ist. Jedoch nicht einmal dieser Ring ermöglicht eine vollständige Verdeckung des Gelenkes bei einem grösseren Ausschlag, da die Lage des Ringes in keiner Weise gesichert ist und es leicht vorkommt, dass der Ring beim Ausschlag der Welle zusammenmit einem der kugelförmigen Haubenteile ausschwingt und das Gelenk blossgelegt wird.
Es sind auch Schutzhaubenbekannt, die zum guten Abdecken des Wellengelenkes nicht nur zwei z. B. halbkugelförmige, ineinander eingesteckte Kappen aufweisen, sondern bei denen noch oberhalb oder innerhalb dieser Kappen eine weitere Deckeinlage angeordnet ist. Diese Deckeinlage weist aber oft den wesentlichen Nachteil auf, dass bei einem Ausschlag des Gelenkes eine an der Deckeinlage angeordnete Stosskante nicht unmittelbar mit einem Anschlag zusammenwirken muss, so dass das Gelenk
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teilweise abgedeckt bleiben kann, wodurch die Bedienungsperson gefährdet ist.
Anderseits ist auch eine andere Deckeinlage bekannt, die oberhalb der Schutzkante eines Gleichlaufgelenkes angeordnet ist. Beide angeführten Deckeinlagen ermöglichen keinen grösseren Gelenkausschlag. Die mit diesen Deckeinlagen ausgerüsteten Schutzhauben sind zu kompliziert und kostspielig.
Deren Hauptnachteil beruht aber darin, dass sie keinen relativ grösseren Ausschlagwinkel, z. B. beim Umdrehen des Schleppers an der Kehre, zulassen, wodurch der Drehungshalbmesser des ganzen Aggregates vergrössert wird. Dies führt dann zu einer Vergrösserung der Kehre und zu einem unnützen Anwachsen der Zeitverluste.
Weiters ist eine Gelenkwellenschutzeinrichtung bekannt, bei der an einer Schutzkappe ein Vorsprung vorgesehen ist, der in eine an der andern Schutzkappe angeordnete Rille hineinragt. Abgesehen davon, dass diese Vorrichtung keine Anordnung der Deckeinlage einschliesst, ist dieser Gelenkwellenschutz durch seine nicht volle Abdeckung des Gelenkes nachteilig.
Gemäss der Erfindung werden die oben angeführten Nachteile dadurch beseitigt, dass bei einem einleitend beschriebenen Gelenkwellenschutz die Stosskanten der Deckeinlage zu einer unmittelbaren Berührung einerseits mit einem Anschlag und anderseits mit einer Stütze angepasst sind, wobei der Anschlag die Gestalt eines Stutzens oder eines Lagerringes und die Stütze die Gestalt eines Ringes oder ebenfalls eines Lagerringes aufweist.
Vorzugsweise sind der Anschlag und die Stütze im Inneren der Kappen vorgesehen sowie die Lagerringe zur Aufnahme von das Gelenk tragenden Lagern angepasst. Die Stosskante an der Deckeinlage ist durch eine Rippe gebildet.
Gemäss einer weiteren Vervollkommnung der Erfindung wird die Drehung des teleskopischen Mittelteiles der Schutzhaube selbst dann vermieden, wenn das die teleskopischen Schutzrohre abstützende Lager sich an der umlaufenden Welle festfrisst. Bekanntlich kann es in einem solchen Falle zur unerwünschten Drehung der teleskopischen Rohre kommen. Dies wird gemäss der Erfindung dadurch verhindert, dass auf der einen Kappe diametral entgegengesetzte Vorsprünge vorgesehen sind, die in die in der andern Kappe vorgesehenen in einer axialen Ebene liegenden Rillen eingreifen. Dadurch wird die Deckeinlage und die frei bewegliche Kappe schwingbar, jedoch nicht drehbar, mit der ortsfesten Kappe verbunden.
Die erfindungsgemässe Haube entspricht vollkommen den Sicherheitsvorschriften, verdeckt die gesamte umlaufende Gelenkwelle bei jedwelchem Ausschlag und ermöglicht überdies noch eine Vergrö- sserung des Ausschlagwinkels bis zu 630.
Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsbeispiele der Erfindung : Fig. l zeigt die Gelenkwelle mit der Schutzhaube gemäss der ersten Ausführung im Längsschnitt, Fig. 2 zeigt die Gelenkwelle mit der zweiten Ausführungsform der Schutzhaube ebenfalls im Längsschnitt, Fig. 3 zeigt einen Teil der Schutzhaube in vergrössertem Massstab im Querschnitt, Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch die Schutzhaube entlang der Linie A- A aus Fig. 3, Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform im Längsschnitt, Fig. 6 zeigt eine Einzelheit dieser Ausführung im Längsschnitt und in grösserem Massstab und Fig. 7 zeigt dasselbe im Querschnitt.
Ein Kreuzgelenk 1, dessen eine Gabel mit einer Muffe 2 versehen ist, die Nuten zwecks Anschluss an die Zapfwelle eines Schleppers oder an die Welle einer Landmaschine aufweist, ist von einer äusseren Deckkappe 3 umgeben, deren Aussenteil eine kugelförmige Gestalt aufweist und in die eine halbkugelförmige Gegenkappe 4 einragt. Im Inneren dieser beiden Kappen ist eine frei schwingbare Deckeinlage 5 angebracht, welche die Gestalt eines teilweisen Kugelmantels aufweist, der an beiden Seiten mit Stosskanten 9 und 10 versehen ist. Die kugelförmige Deckkappe 3 besitzt innen in ihrem Mittelteil einen Anschlag 7, der in der in Fig. l dargestellten Ausführung die Gestalt eines die Muffe 2 umgebenden Stutzens aufweist, jedoch falls erforderlich auch anders gestaltet sein kann.
Die Deckkappe ist in geeigneter Weise, z. B. mittels Schrauben 11 und Halteplatten 12 an einem feststehenden Maschinenteil befestigt und daher ortsfest.
Die frei schwingbare Gegenkappe 4 ist in ihrem Mittelteil innen mit einer Stütze 8 versehen, die in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Gestalt eines Ringes aufweist. Die teleskopische Welle 13 ist von teleskopisch ineinander schiebbaren Schutzrohren 14 und 15 umgeben. Der die Stütze 8 bildende Ring liegt etwa in der Verlängerung des äusseren Schutzrohres 15 und umgibt die Welle 13 bzw. die Anschlussmuffe 16 des Kreuzgelenkes 1.
Es ist naheliegend, dass auch die Stütze 8 verschiedenartig ausgeführt werden kann. Die eine Stirnkante 10 oder, falls erforderlich, auch die andere Stirnkante 9 können mit einer Umbördelung 6 versehen werden.
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In einer alternativen Ausführung kann die Einlage 5 anstatt im Inneren der beiden Kappen 3 und 4 aussen an denselben angeordnet werden. In diesem Falle muss natürlich auch die Deckkappe 3 aussen eine halbkugelförmige Gestalt aufweisen, damit sich die Einlage 5 entlang ihrer Aussenfläche bewegen kann.
Die erfindungsgemässe Schutzhaube wirkt folgendermassen : Wenn die Achse der Muffe 2 mit der Achse der Welle 13 im wesentlichen übereinstimmt oder nur in einem kleinen Winkel abweicht, nimmt die Deckeinlage 5 eine beliebige Stellung ein, so wie beispielsweise auf der rechten Seite der Zeichnungen dargestellt ist.
Bei einem grösseren Ausschlag des Kreuzgelenkes 1, wie dies auf der linken Seite der Zeichnungen veranschaulicht ist, schiebt sich die Gegenkappe 4 an der einen Seite weiter ins Innere der kugelförmigen Deckkappe 3 ein, während sie auf der andern Seite ausser Berührung mit der Kappe 3 gerät, so dass falls die Deckeinlage 5 nicht vorgesehen wäre, sich die Schutzhaube an dieser Stelle öffnen würde. Dies wird jedoch durch die Deckeinlage 5 verhindert, welche die durch das gegenseitige Auseinanderrücken der Kanten der kugelförmigen Deckkappe 3 und der kugelförmigen Gegenkappe 4 entstandene Spalte verdeckt.
Die Einlage 5 weist nämlich eine solche Breite auf, dass beim Ausschlag der Welle entweder die Stosskante 9 auf der Stütze 8 oder die Stosskante 10 auf dem Anschlag 7 aufliegt, wodurch bei einem weiteren Ausschlag der Welle die Einlage zwangläufig zusammen von dem ausschwingenden Teil der Welle derart mitgenommen wird, dass sie in jedem Falle die Spalte verdeckt, die durch Auseinanderrücken der Deckkappe 3 von der Gegenkappe 4 an jedwelcher Stelle entstehen kann.
Im linken Teil der Zeichnungen ist die Schutzhaube mit derDeckeinlage 5 in einer Stellung dargestellt, die beinahe dem vollen Ausschlag entspricht d. h., wenn die Einlage 5 beim Ausschlag der Welle in der Pfeilrichtung in diejenige Stellung verdreht wurde, in der ihre Stosskante 10 gegen den Anschlag 7 stösst. In der Endstellung würde die Stosskante 9 der Einlage 5 gegen die Stütze 8 aufliegen. Die Breite der Deckeinlage 5 muss derart gewählt werden, dass selbst in dieser am weitesten ausgeschwungenen Stellung die Deckeinlage 5 mit Sicherheit die ganze, durch das Auseinanderrücken der beiden Kappen 3 und 4 entstandene Spalte verdeckt.
Falla die Deckeinlage 5 zufällig unter dem Einfluss von Unreinigkeiten od. dgl. an der einen oder andern Kappe 3 oder 4 anhaften sollte, wird dies selbstverständlich keinerlei Einfluss auf ihre Tätigkeit haben, da sie in jedem Falle in ihre richtige Lage entweder durch die Stütze 8 oder durch den Anschlag 7 verschoben wird, die beim Ausschlag der Welle gegen ihre Stosskante 9 oder 10 stossen.
Die Umbördelung 6 dient einerseits zur Versteifung der Einlage, anderseits kann auch die Umbördelung selbst die Wirkungsweise einer Stosskante übernehmen und als Begrenzungsanschlag dienen.
Die Schutzhaube kann in diesem Falle so ausgestaltet sein, dass die Deckeinlage 5 in der einen ausgeschwenkten Stellung durch Aufliegen der Kante 9 gegen die Stütze 8 und auf der andern Seite durch das Aufliegen der Umbördelung 6 gegen die Stirnkante 17 der Gegenkappe 4 in ihre Schutzstellung gedreht wird.
Die richtige Lage der Einlage 5 kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch durch das Zusammenwirken von Stosskanten und Anschlägen bzw. Stützen erzielt werden, die auch an andern Stellen der Kappen 3, 4 bzw. der Einlage 5 angeordnet sein können als in den Zeichnungen dargestellt ist. So könnte z. B. in der Einlage 5 eine ausragende Rippe angeordnet sein, die mit einem an der entsprechenden Stelle der Deckkappe 3 bzw. Gegenkappe 4 vorgesehenen Anschlag zusammenwirkt. Es ist jedoch einleuchtend, dass derartige Abänderungen völlig im Rahmen der gegenständlichen Erfindung liegen und deshalb nicht eingehend beschrieben werden.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Schutzrohr 14 bzw. 15 durch ein Lager 18 bzw. 19 auf dem zylindrischen Teil 16 bzw. 20 der entsprechenden Anschlussmuffe abgestützt. Dies ist insbesondere bei einer längeren Welle vorteilhaft. Falls die Gelenkwelle unter schwie- rigen Betriebsbedingungen arbeitet, z. B. Verunreinigungen ausgesetzt ist, kann es vorkommen, dass das Lager 18 bzw. 19 sich einreibt.
Dies kann auch durch ungenügende Schmierung oder durch mangelhafte Qualität der Erzeugung verursacht werden und in einem solchen Falle würde dann der mittlere teleskopische Teil des Gelenkverlenschutzes zusammen mit der Welle in Drehung versetzt werden. Dies wäre natürlich im Widerspruch mit den Sicherheitsvorschriften, gemäss welchendie Schutzhaube nicht in Drehung versetzt werden darf, damit es nicht zu Unfällen der Bedienungsperson kommt.
Gemäss einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird auch diese Bedingung erfüllt. In einer der Deckkappen 3 und 4 bzw. in der Deckeinlage 5 ist mindestens eine Rille vorgesehen, die in einer
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im wesentlichen durch die Wellenachse hindurchgehenden Ebene liegt. In die Rille greift ein an dem benachbarten Teil der Schutzhaube vorgesehener Vorsprung ein, wodurch die Deckeinlage 5 und die frei bewegliche Gegenkappe 4 schwingbar, jedoch nicht drehbar mit der ortsfesten Deckkappe 3 verbunden werden.
Diese weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist in Fig. 2,3 und 4 dargestellt. Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt des abgeänderten Gelenkwellenschutzes. Wie ersichtlich, ist auch in diesem Falle das Kreuzgelenk 1 mit der Muffe 2 von einer ortsfesten Deckkappe 3 umgeben, deren Aussenteil eine kugelförmige Gestalt aufweist und die durch geeignete Mittel, z. B. Halteplatten 21, an einem feststehenden Maschinenteil befestigt ist.
Mit der Deckkappe 3 steht eine halbkugelförmige Gegenkappe 4 im Eingriff, die in diesem Falle die Deckkappe 3 von aussen umgibt. Im Inneren der beiden Kappen ist gleichfalls wie in Fig. 1 eine frei schwingbare Deckeinlage 5 in der Gestalt eines teilweisen Kugelmantels vorgesehen, die an beiden Seiten mit Stosskanten 9 und 10 versehen ist. Die Anschläge, mit denen in diesem Ausführungsbeispiel die Stosskanten 9 und 10 zusammenarbeiten, weisen die Gestalt von Lagerringen 22,23 auf, die zur Aufnahme von Lagern 24,25 dienen. Die teleskopische Welle 26 ist von Schutzrohren 27, 28 umgeben, die teleskopisch ineinander schiebbar sind, wobei das Rohr 28 mit einem Lagerdeckel 29 fest verbunden ist, der mit dem Lagerring 22 und mitder Gegenkap- pe 4 in fester Verbindung steht.
Wie in einem grösseren Massstab in Fig. 3 und 4 dargestellt, ist die Gegenkappe 4 mit einer Rille 30 versehen, die in einer im wesentlichen durch die Achse des zugehörigen Wellenteils hindurchgehenden Ebene liegt. Die Einlage 5 ist mit einem Vorsprung 31 versehen, der in die Rille 30 hineinragt und in derselben frei beweglich ist.
In ähnlicher Weise ist in der Deckeinlage 5 eine Rille 32 vorgesehen, in die ein auf der Deckkappe 3 befindlicher Vorsprung 33 einragt. Auch die Rille 32 liegt in einer im wesentlichen durch die Achse der Deckeinlage 5 hindurchgehenden Ebene. Es ist naheliegend, dass die Anordnung auch umgekehrt getroffen werden kann, d. h. dass der Vorsprung 31 auf der Gegenkappe 4 angeordnet sein und in eine in der Deckeinlage 5 vorgesehene Rille eingreifen kann. Ferner kann in der Deckklappe 3 eine Rille angebracht sein, in welche der in diesem Falle auf der Deckeinlage 5 angebrachte Vorsprung 33 einragen kann.
Es ist ferner möglich, mehrere solche miteinander zusammenarbeitende Rillen und Vorsprünge an verschiedenen Stellen des Umfanges der kugelförmigen Teile anzuordnen.
Durch diese Ausgestaltung wird die Drehung des teleskopischen Mittelteiles vermieden. Die Deckkappe 3 ist wie bereits erwähnt, durch Schrauben und Halteplatten 21 oder in einer andern Weise an einem unbeweglichen Maschinenteil befestigt. Infolge des Eingreifens des Vorsprunges 33 in die Rille 32 ist eine Drehung der Deckeinlage 5 um die Gelenkwellenachse ausgeschlossen, wobei jedoch die Deckeinlage 5 in der Pfeilrichtung X-Y frei ausschwingen und dem Ausschlag der Welle folgen kann. Dasselbe gilt von der Gegenkappe 4, deren Drehung um die Achse des zugehörigen Wellenteiles durch den in die Rille 30 eingreifenden Vorsprung 31 verhindert wird.
Auf diese Weise wird ein eventuelles Drehmoment, das beim Festsitzen des Lagers 24 auf die Gegenkappe 4 und das Schutzrohr 28 übertragen werden könnte, aufgefangen, ohne jedoch die freie Schwingbarkeit des Gelenkwellenschutzes irgendwie zu beeinträchtigen. Im Falle, dass sich das La- ger 24 vollkommen einreibt, würde der Vorsprung 31 oder 33 gewaltsam abgeschnitten und das durch die Reibung seines Stummels gegen die kugelförmige Gegenkappe 4 bzw. Deckeinlage 5 verursachte Geräusch würde die Aufmerksamkeit der Bedienungsperson auf die Störung lenken.
Die Rillen in den einzelnen Bestandteilen des Gelenkwellenschutzes können zweckmässig durch Pressen hergestellt werden. Es ist jedoch möglich, die Rillen auch in einer andern Weise herzustellen und dasselbe gilt von dem Vorsprung 31 bzw. 33, der auch durch Pressung oder als Stift od. dgl. ausgeführt sein kann.
Fig. 5, 6 und 7 veranschaulichen eine weitere Abänderung der Erfindung, bei der beide Voisprün- ge 35 auf derDeckkappe 3 und die entsprechenden Rillen 36 beide in der Gegenkappe 4 vorgesehen sind. Die Vorsprünge 35 befinden sich diametral entgegengesetzt an den Aussenenden der Deckkappe 3, d. h. an einem zu der Achse 37 der Welle senkrechten Durchmesser 38. Die Rillen 36 liegen wieder in einer durch die Längsachse der Gegenkappe 4 hindurchtretenden Ebene, wie im vorangehenden Falle gemäss Fig. 3 und 4. Bei dieser Ausführung ist die Deckeinlage 5 glatt und weist weder einen Vorsprung noch eine Rille auf und ist somit im Inneren der beiden Halbkugeln (oder aussen an ihnen) frei beweglich.
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Bei einem Ausschlag der Gelenkwelle schiebt sich der eine Vorsprung 35 ins Innere der Gegenkappe 4, wie durch den Pfeil M in Fig. 6 dargestellt ist, während der gegenüberliegende Vorsprung 35 ausser Eingriff mit der Gegenkappe 4 gerät. Der Eingriff des einen Vorsprunges 35 mit der entsprechenden Rille 36 genügt vollkommen, um die unerwünschte Drehung der Gegenkappe 4 zu verhindern. Eine Drehung der Deckeinlage 5 kann nicht stattfinden, da die Deckeinlage mit keinerlei umlaufenden Teilen in Berührung steht.
Die Anordnung der Vorsprünge und Rillen kann natürlich auch umgekehrt sein und die Vorsprünge 35 können in der Gegenkappe 4 und die Rillen 36 in der Kappe 3 vorgesehen werden.
Die beschriebene Anordnung ermöglicht eine allseitige Schwingbarkeit der Haube, da die Gegenkappe 4 sowohl um die zur Zeichnungsebene gemäss Fig. 5 senkrechte Achse 39 als auch um die Achse 38 frei schwingen kann, wobei jedoch ihre Drehung mit Sicherheit vermieden wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Selbsttragender, nicht drehbarer Gelenkwellenschutz, der aus ineinander schiebbaren Kappen von teilweise kugelförmiger Gestalt besteht, wobei innerhalb oder ausserhalb der Kappen eine frei schwingbare
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kanten (9, 10) der Deckeinlage (5) zu einer unmittelbaren Berührung einerseits mit einem Anschlag (7, 23) und anderseits mit einer Stütze (8,22) angepasst sind, wobei der Anschlag die Gestalt eines Stutzens (7) oder eines Lagerringes (23) und die Stütze die Gestalt eines Ringes (8) oder ebenfalls eines Lagerringes (22) aufweist.
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und die Stütze (8,22) im Inneren der Kappen (3, 4) vorgesehen sind.