<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung mit Überlastsicherung, die eine Anzahl Sollbruchglieder aufweist, wobei über eines im normalen Betrieb zwei Kupplungsteile auf gemeinsame Drehung um eine Drehachse drehfest miteinander verbunden sind und nach dessen Bruch beide Kupplungsteile gegeneinander verdrehbar sind.
In der US-PS Nr. 3, 049, 898 ist eine Kupplung beschrieben, bei der eine Anzahl von Scherbolzen verwendet wird. Jeder Bolzen ist jedoch nur einmal abscherbar und jeder Bolzen ist zusammen mit einer Druckfeder in einem eigenen Halter angeordnet. Diese Halter sind nicht lösbar, vielmehr ist es erforderlich einen Deckel abzuschrauben. Wenn bei einer derartigen Kupplung alle Scherbolzen abgeschert sind, muss die Kupplung ausser Betrieb genommen werden. Sodann muss nach Abschrauben jedes Deckels jede einzelne Feder entfernt und jeder einzelne Bolzen ausgewechselt werden. Sodann müssen sämtliche Federn und Deckel wieder an ihren Platz gebracht werden. Diese Prozedur ist äusserst umständlich und zeitraubend und überdies können hiebei Teile verlorengehen.
Auch bei einer aus der DE-PS Nr. 1090975 bekanntgewordenen Sicherheitskupplung sind die Bolzen bloss einmal abscherbar. Es ist kein eigener Bolzenhalter vorgesehen und das Auswechseln der Bolzen ist sehr zeitraubend und mühsam, da die Kupplung als solche hiezu zerlegt werden muss.
Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beheben. Dieses Ziel lässt sich, ausgehend von einer Kupplung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch erreichen, dass die Sollbruchglieder in einem gesonderten Halter untergebracht sind und jedes mindestens zwei Betriebsstellungen aufweist, in welchen sie abscherbar sind und dass der Halter durch einen Schnellverschluss lösbar mit einem (ersten) Kupplungsteil verbunden ist.
Die erfindungsgemässe Lösung ergibt den Vorteil, dass das Auswechseln der Bolzen nur in längeren Zeiträumen erforderlich ist und überdies dann sehr schnell vor sich geht, weil jeweils ein kompletter neuer Halter mit Bolzen ausgetauscht werden kann.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung samt ihren weiteren Vorteilen ist im folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind. In diesen zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kupplung nach der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 eine Teil-Stirnansicht einer Kupplungshälfte im Bereich der Aufnahmeöffnung für den Scherbolzen, Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Kupplung, Fig. 7 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VII in Fig. 6, Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 7, Fig.
9 eine Ansicht längs der Linie IX-IX in Fig. 6, Fig. 10 einen Halter mit Sollbruchgliedern für die Kupplung nach den Fig. 6 bis 9, Fig. 11 einen Teil der Kupplung nach Fig. 6 in einer andern Ausführungsform, Fig. 12 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Kupplung, Fig. 13 einen Schnitt
EMI1.1
längs der Linie XVII-XVII in Fig. 16.
Die Scherbolzenkupplung ist insbesondere zur Verwendung in der Gelenkwelle einer Landmaschine bestimmt. Wird die Maschine durch Blockieren angetriebener Teile od. ähnl. Störungen überlastet, so trennt die Kupplung durch Abscheren eines Bolzens den Antrieb von der Zapfwelle des Schleppers, mit dem die Maschine betrieben wird.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 sind zwei Kupplungsteile --76 und 77-vorgesehen, wobei der Kupplungsteil --77-- im Bereich seines Umfanges auf der vom Kupplungsteil --76-- abgewendeten Seite einen sich axial erstreckenden Träger --78-- besitzt, dessen Umfang, in Richtung der Achse --79-- der Kupplung gesehen, mit einem Teil des Umfanges des Kupplungsteiles --77-- zusammenfällt (Fig.
2). Der Träger --78-- erstreckt sich über einen Winkelbereich von etwa 80 und hat an seinen beiden Enden in bezug auf den Kupplungsteil --77-radial nach innen verlaufende Stützteile --80--. Zwischen den Stützteilen --80-- und dem Träger --78-- ist ein Halter --81-- mit mehreren stiftförmigen Sollbruchgliedern --60-- befestigt, die je mit einer Feder --67-- in Richtung auf den Kupplungsteil --76-- gedrückt werden. Im
<Desc/Clms Page number 2>
Halter --81-- ist vorzugsweise eine grosse Zahl von Sollbruchgliedern, im Ausführungsbeispiel fünf, nebeneinander gelagert.
Der nach Art einer Kassette ausgebildete Halter --81-- wird durch einen Schnellverschluss --82-- am Träger --78-- befestigt. Der Schnellverschluss --82-- besitzt eine Schenkelfeder --83--, die den um eine Achse --84-- verschwenkbaren Schnellver- schluss --82-- in Richtung auf den Kupplungsteil --76-- drückt. Das dem Kupplungsteil --77-- zugewendete Ende des Halters --81-- hat einen aus der Innenwandung ragenden Vorsprung --85--, der das Sollbruchglied --60-- mit geringem Spiel umgibt. Der Vorsprung --85-- dient als Anschlag für einen Bund --60A-- des Sollbruchgliedes. Das vom Bund --60A-- abgewendete Ende der Druckfeder --67-- stützt sich an einem Ring --86-- ab, der mit einem Querbolzen --87-- im Halter --81-- gesichert ist.
Jedes Sollbruchglied liegt mit geringem Spiel in einer Öffnung --88-- im Kupplungsteil --77--. Eines der Sollbruchglieder --60-- ragt in eine Vertiefung --68-im Kupplungsteil --76--, die mit dem Auslass --69-- verbunden ist. Um die Kupplung auszuwuchten, kann am Kupplungsteil --77--, dem Halter --81-- diametral gegenüberliegend, ein zweiter Halter befestigt werden. Es können auch Ausgleichmassen in Bohrungen --89-- angeordnet werden, um die Kupplung auszuwuchten.
Die Sollbruchglieder sind so lang, dass sie mehrfach abgeschert werden können. Das Reststück wird jeweils von der Druckfeder vorgeschoben, so dass es in die Vertiefung --68-- einrasten kann. Nach dem Abscheren eines Gliedes dreht sich die angetriebene Kupplungshälfte weiter, so dass eines der im Halter befindlichen Sollbruchglieder dann in die Vertiefung --68-- einrasten kann.
Die Sollbruchglieder sind nach Abnahme des Halters --81-- leicht auszuwechseln. Sie können auch ohne den Bund --60A-- ausgebildet sein, wobei die Feder --67-- auf andere Weise gegen das Sollbruchglied abzustützen ist. Solche Sollbruchglieder können auch dadurch ausgewechselt werden, dass sie bei abgenommenem Halter in die Öffnungen --88-- eingesetzt werden und der Halter dann auf die Sollbruchglieder aufgesetzt und mittels des Schnellverschlusses --82-befestigt wird.
Die Fig. 4 und 5 zeigen in Ansicht und im Schnitt eine Ausbildung der Vertiefung --68--.
In diese ist mit einer Senkkopfschraube --71-- eine kreisrunde gehärtete Scheibe --70-- eingesetzt. Die Schraube ist an der gegenüberliegenden Stirnseite der Kupplungshälfte --76-- mit einer Mutter --72-- unter Zwischenschaltung einer Tellerfeder --73-- befestigt. Die Scheibe --70-- kann um die Schraube --71-- gedreht und durch Festziehen der Mutter --72-- in ihrer Drehlage festgelegt werden. Am Umfang der Scheibe --70-- sind vier im Querschnitt teilkreisförmige Ausnehmungen --74-- vorgesehen. In Abhängigkeit vom Scheibendurchmesser und der Grösse der Ausnehmungen --74-- können auch mehr als vier Ausnehmungen vorgesehen sein.
Wie Fig. 4 zeigt, liegt jeweils eine der Ausnehmungen --74-- in Verlängerung des Auslasses - -69--, dessen Mündung in der Mantelfläche der Kupplungshälfte die Auswurföffnung für das jeweils abgescherte Stück des Sollbruchgliedes bildet. Der Auslass verläuft von der Scheibe-70aus in bezug auf die Drehrichtung B der Kupplung nach vorne. Die Längsachse des Auslasses bildet mit der Radialen, die durch den Mittelpunkt der anschliessenden Ausnehmung --74-- geht, einen nach aussen geöffneten Winkel von etwa 50 . Diese Winkellage ist für das Ausschleudern des abgescherten Stückes besonders zweckmässig.
Das jeweilige, die Verbindung zwischen den Kupplungshälften herstellende Sollbruchglied --60-- greift in die an den Auslass --69-- angrenzen- de Ausnehmung --74-- und teilweise in den Auslass selbst ein. Ist die Scherkante der Ausnehmung --74-- schadhaft geworden oder abgenutzt, so kann die Scheibe --70-- nach Lockern der Mutter --72-- um die Schraube --71-- gedreht werden, so dass eine der andern, noch intakten Ausnehmungen --74-- in die an den Auslass --69-- angrenzende Lage gebracht werden kann.
Die Kupplung nach den Fig. 6 bis 10 ist im wesentlichen symmetrisch zu einer eine Achse --90-- der Kupplung enthaltenden Symmetrieebene ausgebildet. Die Kupplung ist mit Gabelteilen --91-- eines Kardangelenkes verbunden (nicht gezeigt). Die Kupplung besitzt einen mit den Gabelteilen --91-- verbundenen Kupplungsteil --92-- und einen mit einer Antriebswelle --18-verbundenen Kupplungsteil --93--, der mit einer Nabe --94-- versehen ist. Die Nabe hat eine radial verlaufende Öffnung --95-- für eine Kugel --96--, die in eine Ringnut --97-- am Umfang der Antriebswelle --18-- eingreift und in radialer Richtung durch einen Bolzen --96A-- gesichert
<Desc/Clms Page number 3>
ist. Mit der Nabe --94-- ist ein radial nach aussen gerichteter Flansch --98-- starr verbunden.
Der Kupplungsteil --92-- weist einen im wesentlichen konzentrisch zur Nabe --94-- verlaufenden Träger --99-- auf, der mit einem Nadellager --100-- auf der Nabe --94-- abgestützt und axial in Richtung auf das Kardangelenk --23-- durch eine Scheibe --101-- und einen Sicherungsring --102-- gesichert ist. Die Gabelteile --91--, der Träger --99-- und ein kreisförmiger, wenigstens teilweise am Flansch --98-- anliegender Ring --104-- sind durch vier Gewindebolzen --103-- miteinander verbunden. Am Ring --104-- ist eine scheibenförmige Platte --105-befestigt, deren Rand --106-- rechtwinkelig in Richtung auf das Kardangelenk abgebogen ist.
Mit den Gewindebolzen --103-- ist eine zweite scheibenförmige Platte --107-- gehaltert, deren Rand --108-- in Richtung auf den Kupplungsteil --93-- rechtwinkelig abgebogen ist. Mit den abgebogenen Rändern --106, 108-- werden zwei Halter --109-- zentriert und an der Kupplung befestigt. Die Halter --109--, die jeweils ein Gehäuse für mehrere stiftförmige Sollbruchglieder --110-- bilden, sind mit einem in Richtung auf das Kardangelenk vorstehenden Rand --111-unter dem abgebogenen Rand --108-- und der Platte --107-- festgeklemmt. Die Sollbruchglieder --110-- sind durch je eine Druckfeder --112-- in Richtung auf den Flansch --98-- belastet.
Innerhalb des Halters --109-- sind die Sollbruchglieder --110-- in Buchsen --113-- geführt.
Die Sollbruchglieder ragen mit geringem Spiel in Öffnungen im Ring --104-- und in der Plat- te-105-. Wie Fig. 6 zeigt, hat der am Sollbruchglied anliegende Teil der Druckfeder --112-mehrere Windungen mit kleinerem Durchmesser als die Windung des übrigen Teiles der Feder.
Die Sollbruchglieder --110-- verbinden die beiden Kupplungsteile --92, 93-- drehfest miteinander, und die Sollbruchglieder und die zugehörigen Federn sind zusammen etwa so lang, wie der Befestigungsteil der Antriebswelle --18--.
Im Flansch --98-- ist eine Öffnung --114-- mit einem nahezu radial verlaufenden Schlitz --115-- vorgesehen (Fig. 9). Die in tangentialer Richtung gemessene Weite der Öff- nung --114-- beträgt in Abhängigkeit vom Durchmesser des Sollbruchgliedes --110-- etwa 10 bis 20 mm. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die beiden Kupplungsteile bei verringerter Drehzahl wieder miteinander gekuppelt werden, beträgt bei dieser Ausführungsform der Abstand zwischen dem Sollbruchglied --110-- in der Öffnung --114-- und der diesem gegenüberliegenden Wand der Öffnung --114-- etwa 50 bis 70% des Durchmessers des Sollbruchgliedes, das in axialer Richtung von einer Bodenwandung --116-- abgestützt wird.
Der Flansch --98-- weist neben der Öffnung --114-- eine nahezu kreisförmige Platte --117-- auf, die, wie der Ring --104--, aus gehärtetem Material besteht und einen Durchmesser von etwa 20 bis 30 mm hat. Die Platte hat längs ihres Umfanges drei Vertiefungen --118-- und wird mit einem Spannstift --119-am Kupplungsteil --93-- gehaltert. Die Sollbruchglieder können in der in Fig. 10 dargestellten Weise mit einem Sicherungsstift --120-- im Halter --109-- gesichert werden. Zur Befestigung des Halters --109-- wird der Sicherungsstift --120-- aus dem Halter gezogen.
Die Sollbruchglieder --110-- werden dann mittels der Federn --112-- durch die Öffnungen der als Zentrierung dienenden Platte --105-- hindurch in die Öffnungen des Ringes --104-- gedrückt. Der Halter
EMI3.1
Kippen der Sollbruchglieder. Der bei Überlastung abgescherte Teil des Sollbruchgliedes wird über den Schlitz --115-- nach aussen weggeführt.
Da die Öffnung --114-- ähnlich wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen in Tangentialrichtung eine kritische Abmessung hat, kann das abgescherte Sollbruchglied --110-- erst bei einer verringerten Drehzahl der Zapfwelle --20-wieder in die Öffnung --114-- gelangen. Die Platte --117-- kann nach Beschädigung der mit der Öffnung --114-- zusammenwirkenden Vertiefung --118-- gedreht und eine andere Vertiefung kann in den Bereich des Sollbruchgliedes gebracht werden. Durch entsprechende Abmessungen des Sollbruchgliedes --110-- und der Öffnungen im Ring --104-- und in der Platte --105-lassen sich mit den Sollbruchgliedern kleinere oder grössere Drehmomente übertragen.
Der Halter --109-- kann ebenso wie der Halter --81-- nach Fig. 3 auch selbst als Druckelement für die Sollbruchglieder dienen.
Der Halter --121-- nach Fig. 11 ist an seiner Oberseite durch eine Kappe --122-- abgeschlos- sen und besteht vorzugsweise aus Kunststoff. Die Kappe --122-- besitzt eine Vertiefung für
<Desc/Clms Page number 4>
das eine Ende einer Druckfeder --123--, die mit ihrem andern Ende in einer Sacklochbohrung eines Druckstiftes --124-- liegt, mit dem das Sollbruchglied-110-in seine Betriebsstellung gedrückt wird. Der Druckstift --124-- hat einen Endabschnitt --125-- mit erweitertem Aussendurchmesser, der an der Innenwandung des Halters --121-- anliegt. Der Druckstift --124-- kann ebenfalls aus Kunststoff bestehen. Der Halter --121-- ist billig herzustellen und gewährleistet eine störungsfreie und sichere Arbeitsweise der Kupplung.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 12 bis 15 ist der Kupplungsteil --93-- gleich ausgebildet wie der Kupplungsteil nach Fig. 6. Er ist über ein stiftförmiges Sollbruchglied --111-- mit einem Kupplungsteil --126-- drehfest verbunden. Der Kupplungsteil --126-- ist mit mehreren Gewindebolzen --127-- mit einem Befestigungsteil --128-- mit nahezu kreisförmigem Umfang verbunden, an dem die Gabelteile --91-- befestigt werden. Der Befestigungsteil --128-- besitzt einen Träger --129--, der die gleiche Wirkung hat, wie der Träger --99--, und zwischen dem Befestigungsteil --128-- und dem Ring --104-- liegt. Der Träger --129-- weist zwei in bezug auf die Achse --130-- der Kupplung diametral einander gegenüberliegende Ausnehmungen--131-zur Aufnahme von Haltern für die Sollbruchglieder auf.
In jeder Ausnehmung sind vorzugsweise fünf zylinderförmige Halter --132-- für je ein Sollbruchglied --110-- untergebracht. Jeder Halter --132-- ist von einer Hülse aus Kunststoff gebildet und erstreckt sich zwischen dem Befestigungsteil --128-- und dem Ring --104--.
Der beim Ring --104-- liegende Endabschnitt des Halters --132-- besitzt einen konisch verdickt ausgebildeten, sich nach aussen verjüngenden Innenwandungsabschnitt --133--, der eine Führung für das Sollbruchglied --110-- und einen Anschlag für den verbreiterten Teil eines Druckstückes --134-- bildet, das im wesentlichen dem Druckstift --124-- entspricht. Der Halter ist an dem von dem Sollbruchglied abgewendeten Ende ähnlich abgeschlossen, wie der Halter-121-- nach Fig. 11. Die Kappe --135-- ist mit Hilfe eines Spannstiftes im Halter befestigt.
In der Ausnehmung --131-- sind die Halter --132-- mit einem Deckel --136-- gesichert, der koaxial zur Achse --130-- ausgebildet ist und dessen axial verlaufende Ränder --137-- (Fig. 13) etwa radial nach aussen gebogen sind. Die Ränder --137-- werden von Federn --138-hintergriffen, die mit einem Windungen aufweisenden Zwischenstück auf den Gewindebolzen sitzen und den Deckel --136-- in Richtung auf die Achse --130-- drücken. Um ein axiales Verschieben des Deckels in bezug auf die Feder --138-- zu verhindern, ist jeder Rand --137-- mit Profilierungen --139-- versehen, die, in Axialrichtung gesehen, im Bereich der die Ränder hintergreifenden Federteile liegen.
Das Sollbruchglied --110-- greift in die Öffnung --114-- ein, die, in Drehrichtung B, an ihrer Vorderseite durch eine Scheibe --70-- nach den Fig. 4 und 5 begrenzt wird (Fig. 14). An der der Scheibe --70-- gegenüberliegenden Seiten der Öffnung --114-- ist ein plattenförmiges Füllstück --140-- vorgesehen, das durch einen Gewindebolzen und eine Mutter
EMI4.1
--93-- befestigt ist.Weite --141--.
Die von der zugehörigen Seite der Öffnung --114-- bis zur Achse des Gewindebolzens und bis zu dem von der Scheibe --70-- abgewendeten Ende des Füllstückes --140-- gemesse- nen Abstände sind in Fig. 14 mit --141a und 141b-bezeichnet. In der folgenden Tabelle sind die Abmessungen --141a und 141b-- in Abhängigkeit von verschiedenen Durchmessern der Sollbruchglieder angegeben.
EMI4.2
EMI4.3
<Desc/Clms Page number 5>
Faktor T in der Formel S = 1/2A T2, der im wesentlichen durch den Durchmesser des Sollbruchgliedes und die in tangentialer Richtung gemessene Weite --141-- der Öffnung --114-- bestimmt ist, bei verschiedenen Durchmessern der Sollbruchglieder konstant gehalten werden, weil das Füllstück --140-- bei unterschiedlichen Durchmessern der Sollbruchglieder nur ausgetauscht zu werden braucht. S bezeichnet in der obgenannten Formel den Abstand, den das Sollbruchglied --110-- in Richtung auf die Öffnung --114-- zurücklegen soll, um die beiden Kupplungsteile drehfest miteinander zu verbinden und A ist die von der Feder --123-- ausgeübte Kraft.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 16 bis 17 weist das stiftförmige, dem Sollbruchglied --110-- weitgehend entsprechende Sollbruchglied --142-- über seine ganze oder nahezu seine ganze Länge eine parallel zu seiner Achse verlaufende Nut --143-- auf, in die ein entsprechender Nocken --144-- eingreift, der an der Führung für das Sollbruchglied, beispielsweise der Buchse --113--, der Zentrierplatte --105-- und dem Ring --104-- in Fig. 6, vorgesehen ist.
Der Nocken --144-- verhindert ein Verdrehen des Sollbruchgliedes in bezug auf den übrigen Kupplungsteil.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kupplung mit Überlastsicherung, die eine Anzahl Sollbruchglieder aufweist, wobei über eines im normalen Betrieb zwei Kupplungsteile auf gemeinsame Drehung um eine Drehachse drehfest miteinander verbunden sind und nach dessen Bruch beide Kupplungsteile gegeneinander verdrehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchglieder (60,110, 142) in einem gesonderten Halter (81,109, 121,132) untergebracht sind und jedes mindestens zwei Betriebsstellungen aufweist, in welchen sie abscherbar sind und dass der Halter (81,109, 121,132) durch einen Schnellverschluss (112 + 111 + 108,82, 138) lösbar mit einem (ersten) Kupplungsteil (92) verbunden ist.