AT402978B - Getriebe für den antrieb von oder in landwirtschaftlichen geräten - Google Patents

Description

AT 402 978 B

Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Getriebe für den Antrieb von oder in landwirtschaftlichen Geräten, insbesondere ein Winkelgetriebe, mit einer Eingangswelle und mit mindestens einer Ausgangswelle sowie mit mindestens einer den Wellen zugeordneten Drehrmomentmeßeinrichtung, wobei die Wellen jeweils in zwei voneinander im Abstand befindlichen Lagern drehbeweglich gelagert sind und wobei zur 5 Feststellung der Verdrehung als repräsentativ für das anliegende Drehmoment der mit der Drehmomentmeßeinrichtung versehenen Welle Dehnmeßstreifen dienen, welche an der Außenfläche der jeweiligen Welle zwischen deren Lagern angeordnet sind.

Ein derartiges mit einer Drehmomentmeßeinrichtung ausgebildetes Getriebe ist aus der DE 38 16 828 C2 bekannt. Dabei arbeitet die Meßeinrichtung berührungslos und ist die Meßelektronik außerhalb des io Getriebes angeordnet.

Der gegenständlichen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe für den Antrieb von bzw. in landwirtschaftlichen Geräten so auszugestalten, daß es für Drehmomentmeßeinrichtungen geeignet ist, bei welchen die Meßwertaufnehmer und Meßelektronik an der Welle selbst angebracht sind, wobei jedoch gewährleistet sein muß, daß durch diese Bauteile die Laufeigenschaften der Welle nicht oder nur unwesent-75 lieh beeinflußt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßelektronik in einer Querbohrung der Welle angeordnet ist, daß ein Meßwert- und Energieüberträger in einem gesonderten, abgedichteten Aufnahmeraum zwischen dem die Welle aufnehmenden Gehäuseteil und der Welle angeordnet ist und daß zwischen den Dehnmeßstreifen, der Meßelektronik und dem Meßwert- und Energieüberträger Verbindungs-20 leitungen vorgesehen sind.

Ein derartiges Getriebe ist deshalb vorteilhaft, da die Meßelektronik so angeordnet werden kann, daß keine Unwucht erzeugt wird. Die Meßelektronik kann dabei in der Querbohrung genau positioniert werden. Dadurch weiters, daß die Dehnmeßstreifen in einem Bereich angeordnet sind, welcher zwischen'den Lagern angeordnet ist, werden diese durch einwirkende Kräfte nicht beeinflußt. Die Dehnmeßstreifen gewährleisten 25 auch bei einer relativ steif ausgebildeten Welle ausreichend große Meßwertgenauigkeiten. Die in der Querbohrung angeordnete Meßelektronik sowie die Dehnmeßstreifen können so abgedichtet werden, daß der zwischen den Lagern befindliche Raum ohne weiteres mit dem Schmiermittelskreislauf bzw. mit dem Schmiermittelvorrat des Getriebes in Verbindung stehen kann, um die nötige Schmierung der Lager zu gewährleisten. Durch die gewählte Anordnung des Meßwert- und Energieüberträgers in einem mittels 30 Dichtungen getrennten Raum wird erzielt, daß die gemessenen Drehmomentmeßwerte sicher nach außen übertragen werden, um Schaltimpulse auszulösen bzw. um diese derjenigen Person, durch welche die Anlage überwacht wird, angezeigt zu werden. Durch die gewählte Anordnung der Meßwert- und Energieübertragung wird darüberhinaus gewährleistet, daß der Anschlußzapfen im Querschnitt nicht geschwächt wird. 35 Eine besonders günstige Anordnung ergibt sich dann, wenn die Querbohrung für die Aufnahme der Meßelektronik in der Lagersitzfläche für das dem aus dem Getriebe herausgeführten Anschlußzapfen der Welle benachbarte Lager angeordnet ist. Hierdurch ist gewährleistet, daß auch bei hohen Drehzahlen der Welle die Meßelektronik sicher in der vorgegebenen Position gehalten wird. Sie wird dabei vom inneren Lagerring des Lagers überdeckt. Ferner ist durch die Anordnung unter dem Lagerinnenring eine Abdichtung 4o erreichbar, wodurch die Meßelektronik auch von dem sich erwärmenden Schmiermittel für das Getriebe nicht negativ beeinflußt werden kann. Vorzugsweise ist die die Meßelektronik enthaltende Querbohrung versiegelt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Raum für den Meßwert- und Energieüberträger außerhalb des Zwischenraumes zwischen den beiden Lagern zum Anschlußzapfen der Welle hin 45 angeordnet ist. Neben der Trennung von der ölgeschmierten Lagerung wird hierdurch eine einfachere Zugänglichkeit für Reparaturen oder den Austausch des Meßwert- und Energieüberträgers, welcher durch Schleifringe gebildet ist, erreicht.

Vorzugsweise weist die Lagersitzfläche gegenüber der Außenfläche desjenigen Abschnittes der Welle, an welchem die Dehnmeßstreifen angebracht sind, und derjenigen Außenfläche der Welle, welcher der so Meßwert- und Energieüberträger zugeordnet ist, einen vergrößerten Durchmesser auf und sind von den daraus resultierenden Ringflächen jeweils zur Querbohrung hin Bohrungen für die Verbindungsteitungen angeordnet. Hierdurch wird ebenfalls erreicht, daß die Verbindungsleitungen sicher geführt sind. Die Bohrungen können nach der Hindurchführung der Verbindungsleitungen ebenfalls versiegelt werden, wodurch ein dichter Abschluß gewährleistet ist. Hierdurch wird verhindert, daß Schmieröl aus dem Bereich 55 des Getriebes in den Aufnahmeraum für den Meßwert- und Energieüberträger hin gelangt.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Winkelgetriebe, im Schnitt in der Ebene der Achsen der Wellen, 2

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Fig. 2 einen Abschnitt des Winkelgetriebes gemäß Fig. 1, in gegenüber Fig. 1 vergrößerten Maßstab und

Fig. 3 ein Detail des Winkelgetriebes gemäß Fig. 2, in gegenüber Fig. 2 vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Traktors mit Anbaugeräten, inderen Antriebsstrang minde stens ein Getriebe gemäß den Fig. 1 bis 3 angeordnet ist.

Wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist das Getriebe 1 ein Gehäuse 2 auf, an welches ein Lagergehäuse 3 angeflanscht ist. Im Lagergehäuse 3 ist in Lagern 5 und 6 eine erste Welle 4 gelagert. Die erste Welle 4 ist mit einem Anschlußzapfen 7 in Form eines Vielkeilprofiles ausgebildet, über welchen sie beispielsweise mit einem Antrieb verbunden werden kann. Das andere, im Getriebegehäuse 2 befindliche Ende der ersten Welle 4 ist als Kegelrad 8 ausgebildet.

Quer zur ersten Welle 4 ist im Gehäuse 2 bzw. in einem Flansch desselben in Lagern 13 und 14 eine zweite Welle 9 gelagert. Die aus dem Gehäuse 2 herausgeführten Enden der zweiten Welle 9 dienen als Anschlußzapfen 10 und 10a.

Die zweite Welle 9 ist zwischen den Lagern 13 und 14 mit einer Verzahnung 12 ausgebildet, auf welcher ein Kegelrad 11 mit einer in seiner Bohrung angeordneten Verzahnung drehfest angeordnet und über Sicherungsmittel axial unverschieblich gehalten ist. Die Verzahnungen der beiden Kegelräder 8 und 11 stehen miteinander im Eingriff. Die zweite Welle 9 ist gegenüber dem Gehäuse 2 mittels Dichtungen 15 und 16 abgedichtet. Ein über den Anschußzapfen 7 der ersten Welle 4 eingeleitetes Drehmoment wird über die beiden Kegelräder 8 und 11 auf die zweite Welle 9 und von deren Anschlußzapfen 10 und 10a auf ein Aggregat, welches angetrieben werden soll, übertragen.

Die erste Welle 4 ist mit einer dem Kegelrad 8 benachbarten Sitzfläche 17 für das erste Lager 5 ausgebildet, welche einen gegenüber einen anschließenden Abschnitt 19 vergrößerten Durchmesser aufweist und an welche der Innenring des ersten Lagers 5 anliegt. Der Außenring des Lagers 5 befindet sich in einer Bohrungsstufe des Lagergehäuses 3. Sämtliche Lager 5 und 6 sowie 13 und 14 der beiden Wellen 4 und 9 sind als Kegelrollenlager ausgebildet. Sie sind so angeordnet, daß der aus der Drehmomentübertragung bei Eingriff der Kegelräder 8 und 11 resultierende Axialschub aufgenommen wird. Die Lagersitzfläche 18, welche dem dem Anschlußzapfen 7 benachbarten Lager 6 zugeordnet ist, weist ebenfalls einen gegenüber dem Abschnitt 19 vergrößerten Durchmesser auf.

Im Bereich der Lagersitzfläche 18 ist eine Nut für einen Sicherungsring 20 zur Fixierung des Innenringes des Lagers 6 angeordnet. Weiters dient diese Lagersitzfläche 18 als Anlauffläche für eine Dichtung 21, welche in einer Bohrung des Lagergehäuses 3, in der auch der Außenring des Lagers 6 aufgenommen ist, gehalten ist und welche sich gegen einen weiteren Sicherungsring 24 axial abstützt. Die Dichtung 21 dient zur Abdichtung des Innenraumes des Gehäuses einschließlich des Innenraumes des Lagergehäuses 3 nach außen. In die Aufnahmebohrung für den Außenring des Lagers 6 ist anschließend an die Dichtung 21 eine Abstandsbüchse 23 eingesetzt. Die Abstandsbüchse 23 ist mittels eines Sicherungsringes 25, welcher in eine Nut der Bohrung des Lagerkörpers 3 eingesetzt ist, gesichert. In der Abstandsbüchse 23 ist eine weitere Dichtung 21a angeordnet. Diese dichtet gegenüber einer Außenfläche 22 der Welle ab, deren Durchmesser zur Lagersitzfläche 18 vermindert ist. Hieran schließt nach außen aus dem Lagergehäuse 3 vortretend der Anschlußzapfen 7 der erste Welle 4 an.

Wie dies insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, sind auf dem Abschnitt 19 der Welle zwischen den beiden Sitzflächen 17 und 18 bzw. den Lagern 5 und 6 zwei Dehnmeßstreifen 32 und 32a angeordnet, welche miteinander einen rechten Winkel einschließen, wobei sie jeweils die Drehachse X der ersten Welle 4 unter 45 * schneiden. Hierdurch kann die Verdrillung der ersten Welle 4 unter Drehmoment ermittelt werden, wobei durch diese Anordnung Biegemomente, welche auftreten können, eliminiert sind. Die Anordnung solcher Dehnmeßstreifen 32 und 32a sowie deren Verwendung für eine Drehmomentermittlung ist an sich bekannt. Die Dehnmeßstreifen 32 und 32a sind über Verbindungsleitungen 36 und 36a mit einer Meßelektronik 31, welche in einer Querbohrung 26 der ersten Welle 4 angeordnet ist, verbunden. Die Querbohrung 26, welche radial zur Drehachse X verläuft, ist im Bereich der Lagersitzfläche 18 unterhalb des inneren Lagerringes des Lagers 6 angeordnet.

Die Verbindungsleitungen 36 und 36a sind durch eine erste Bohrung 29 hindurch, welche von den Dehnmeßstreifen 32 und 32a ausgeht, zur Meßelektronik 31 in die Querbohrung 26 eingeführt. Wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist, geht die Bohrung 29 von der Ringfläche 27, welche zwischen der Lagersitzfläche 18 und dem dazu im Durchmesser verminderten Abschnitt 19 gebildet ist, aus und mündet sie in der Querbohrung 26. Die Meßelektronik 31 ist in der Querbohrung 26 so angeordnet, daß ihre Masse bei Rotation der ersten Welle 4 keine Unwucht erzeugt. Zur Lagersitzfläche 18 hin ist eine Versiegelung vorgesehen, welche die Querbohrung 26 und die Bohrung 29, durch welche die Verbindungsleitungen 36 und 36a hindurchgeführt sind, dicht schließt. Von der Stirnfläche 28 zwischen der Lagersitzfläche 18 und der ebenfalls im Durchmesser verminderten Außenfläche 22 zum Anschlußzapfen 7 hin geht eine weitere 3

Claims (4)

1. AT 402 978 B Bohrung 30 aus, welche gleichfalls in der Querbohrung 26 mündet. Aus dieser sind die Verbindungsleitungen 36 und 36a von der Meßelektronik 31 ausgehend weitergeführt. Im Bereich eines zwischen den beiden Dichtungen 21 und 21a befindlichen Aufnahmeraumes 33 sind auf der Außenfläche 22 Schleifringe 34 und 34a angeordnet, welche mit in der Abstandsbüchse 23 fest angeordneten Schleifringabnehmern Zusammenwirken. Von den Schleifringabnehmern weg sind die Übertragungsleitungen 37 und 37a nach außen geführt. Über die beiden Übertragungsleitungen 37 und 37a kann einerseits eine Energiezufuhr und andererseits die Meßwertübertragung nach außen erfolgen. Dabei kann die Meßwertübertragung zu einer Anzeige am Traktor oder Gerät führen um der Bedienungsperson den aktuellen Drehmomentwert anzuzeigen. Die Meßwertsignale können aber auch dazu benützt werden, beispielsweise den Antrieb zu- bzw. abzuschalten. In Fig. 4 ist eine Gerätekombination dargestellt, welche aus einem Traktor 38, einem Heckanbaugerät 40 und einem Frontanbaugerät 39 besteht. Die Arbeitswerkzeuge des Heckanbaugerätes 40 und des Frontanbaugerätes 39 erhalten vom Traktor 38 über jeweils eine Hauptantriebswelle 41 ihre für den Antrieb erforderliche Drehbewegung. Von den Hauptantriebswellen 41 sind unter Zwischenschaltung von Getrieben 1 über weitere Antriebswellen 42 Nebenantriebe antreibbar. Die Getriebe 1 sind dabei entsprechend Fig. 1 bis 3 ausgestaltet. Zum Schutz einzelner Antriebsstränge bzw. Nebenantriebe sind Schaltkupplungen 43 vorgesehen, deren Schaltung über die im Getriebe angeordnete Drehmomentmeßeinrichtung steuerbar ist. Die Drehmomentmeßeinrichtung ist mit einer Anzeige 44 für den Traktorfahrer verbunden. Patentansprüche 1. Getriebe für den Antrieb von oder in landwirtschaftlichen Geräten, insbesondere Winkelgetriebe, mit einer Eingangswelle und mindestens einer Ausgangswelle sowie mit mindestens einer den Wellen zugeordneten Drehmomentmeßeinrichtung, wobei die Wellen jeweils in zwei voneinander im Abstand befindlichen Lagern drehbeweglich gelagert sind und wobei zur Feststellung der Verdrehung als repräsentativ für das anliegende Drehmoment der mit der Drehmomentmeßeinrichtung versehenen Welle Dehnmeßstreifen dienen, welche an der Außenfläche der jeweiligen Welle zwischen deren Lagern angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelektronik (31) in einer Querbohrung (26) der Welle (4) angeordnet ist, daß ein Meßwert- und Energieüberträger (34, 34a) in einem gesonderten, abgedichteten Aufnahmeraum (33) zwischen dem die Welle (4) aufnehmenden Gehäuseteil (3) und der Welle (4) angeordnet ist und daß zwischen den Dehnmeßstreifen (32, 32a), der Meßelektronik (31) und dem Meßwert- und Energieüberträger (34, 34a) Verbindungsleitungen (36, 36a) vorgesehen sind.
2. 2. Getriebe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbohrung (26) für die Aufnahme der Meßelektronik (31) in der Lagersitzfläche (18) für das dem aus dem Getriebe herausgeführten Anschlußzapfen (7) der Welle (4) benachbarte Lager (6) angeordnet ist.
3. 3. Getriebe nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeraum (33) für den Meßwert- und Energieüberträger (34, 34a) außerhalb des Zwischenraumes zwischen den beiden Lagern (5, 6) zum Anschlußzapfen (7) der Welle (4) hin angeordnet ist.
4. 4. Getriebe nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagersitzfläche (18), welche die Querbohrung (26) enthält, gegenüber der Außenfläche (19) der Welle (4), an welcher die Dehnmeßstreifen (32, 32a) angeordnet sind, und derjenigen Außenfläche (22) der Welle (4), welcher der Meßwert- und Energieüberträger (34, 34a) zugeordnet ist, einen vergrößerten Durchmesser aufweist und daß von den daraus resultierenden Ringflächen (27, 28) jeweils zur Querbohrung (26) hin weitere Bohrungen (29, 30) für die Verbindungsleitungen vorgesehen sind. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen 4