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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schnell kupplung zum Anbau eines Arbeitsgerätes an einem Schlepper, wobei eine gerätefeste Anschlussvorrichtung an einer Kupplungsvorrichtung des Schleppers anschliessbar und eine Gelenkwelle zur Antriebsverbindung zwischen einem schlepperseitigen Zapfwellenstummel und einem geräteseitigen Antriebswellenstummel vorgesehen ist, welche Gelenkwelle zwei teleskopartig ineinanderschiebbare, über Axialnuten und Axialstege drehfest ineinandergreifende und in ihrem Einschubendbereich jeweils mit einem Ausrichtteil versehene Teilwellen, eine Aussenwelle und eine Innenwelle, umfasst,
wobei vorzugsweise die Innenwelle am Antriebswellenstummel und die Aussenweite am Zapfwellenstummel angesetzt sind und die Innenwelle mit ihrem Ausrichtteil in Anbaurichtung über die Anschlussvorrichtung vorragt.
Zum schnellen und sicheren Anbau, insbesondere Frontanbau von Arbeitsgeräten, wie Mähmaschinen od. dgl., an einem Schlepper haben sich Schnellkupplungen mit verschiedenen Anschluss- und Kupplungs- vorrichtungen, beispielsweise mit dreieckigen Anschlussrahmen bzw. Kupplungsrahmen, bereits bestens bewährt, wobei zur Antriebsverbindung zwischen Arbeitsgerät und Schlepper Gelenkwellen dienen, um den auftretenden Versatz zwischen schlepperseitigem Zapfwellenstummel und geräteseitigem Antriebswellen- stummel auszugleichen.
Um auch gleichzeitig mit dem automatischen Anbau des Arbeitsgerätes ein automatisches Kuppeln der Antriebsverbindung zu erreichen, ist bisher gemäss der DE 41 32 889 A, der DE 42 13 069 C oder der AT 379 048 B die Gelenkwelle schlepperseitig zwischen einem im Kupplungsrahmen abgestützten Steckteil und dem Zapfwellenstummel eingesetzt, so dass mit einer Steckkupplung, deren Kupplungsteile mit den Anschluss- bzw. Kupplungsrahmen positioniert werden, die Antriebsverbindung hergestellt werden kann. Dazu bedarf es aber zusätzlich zur Gelenkwelle einer eigenen Kupplungseinrichtung und entweder gemäss der DE 41 32 889 A bzw. der DE 42 13 069 C einer zusätzlichen Stelleinrichtung zum Einkuppeln bzw.
Auskuppeln der Steckkupplung oder gemäss der AT 379 048 B einer speziellen Konstruktion der Anschluss- bzw. Kupplungsrahmen, die zum malen Ineinanderführen der Steckkupplungsteile ebenfalls stirnseitig zusammenzusetzen sind und nicht mehr durch ein formschlüssiges Aufsatteln des Anschlussrahmens auf dem Kupplungsrahmen aneinander angeschlossen werden können. Die Zusatzeinrichtungen bzw. die Sonderrahmenkonstruktionen bringen aber einen entsprechenden Mehraufwand mit sich, erfordern zusätzliche Wartungsarbeiten und erhöhen die Störanfälligkeit.
Aus der DE 42 42 995 A ist auch schon eine Kuppelvorrichtung bekannt, bei der die Gelenkwellenteile im Einschubendbereich Ausrichtteile aufweisen, die einerseits aus einem Ausrichttrichter, anderseits aus einem Ausrichtzapfen bestehen, wobei der Ausrichttrichter am Schutzrohr der Aussenweite und der Ausrichtzapfen an der Innenwelle befestigt sind. Durch das Zusammenwirken von Ausrichttrichter und-zapfen wird hier zwar das Einführen der Innenwelle in die Aussenweite etwas erleichtert, doch muss von vornherein für eine recht fluchtende Annäherung der Wellenteile gesorgt sein, um das Ineinanderstecken von Innen- und Aussenwelle zu erreichen, was auch spezielle Federbügelhalterungen zur Vorzentrierung der Gelenkwellen- eile erfordert.
Ein Kuppeln setzt daher ein umständliches, exaktes Manöverieren des Traktors voraus, wozu noch kommt, dass eine unpassende relative Drehlage der beiden profilierten Gelenkwellenteile zueinander ein Ineinanderschieben verhindert und den Kupplungsvorgang unterbindet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine Schnellkupplung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die sich bei vergleichsweise einfachem Aufbau durch ihre Robustheit und Funktionssicherheit auszeichnet.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass von den Ausrichtteilen der Teilwellen der eine Ausrichtteil drehbar, aber axial unverschiebbar auf der Aussenwelle und der andere Ausrichtteil drehbar und gegen Federkraft axial zurückschiebbar auf der Innenwelle sitzen und aufeinander abgestimmte Zentriereinrichtungen und Axialanschläge bilden und dass die Aussenwelle an ihrem Enschubende eine zur Wellenachse schrägverlaufende, zu einer Axialnut hinführende Leitfläche und die Innenwelle an ihrem Einschubende einen einem Axialsteg vorgeordneten Gleitstein aufweisen, wobei der Gleitstein beim Ineinanderschieben der Teilwellen unter deren Relativverdrehung bis zum Fluchten von Axialnuten und Axialstegen der Leitfläche entlanggleitet.
Erfindungsgemäss wird die von vornherein in eine Innen- und Aussenwelle geteilte Gelenkwelle durch die Zusatzausstattung mit Ausrichtteiten und Verdreheinrichtungen gleichzeitig als lösbare Kupplung der Antriebsverbindung herangezogen. Es sind eigene Wellenkupplungen oder Stelleinrichtungen mit ihrem Mehraufwand und Platzbedarf unnötig und durch die Beweglichkeit der Gelenkwelle bzw. der Teilwellen lassen sich auch übliche Anschluss- bzw. Kupplungsrahmen mit ihrer gegenseitigen Aufsattelbarkeit oder beliebige andere Anschluss- und Kupplungsvorrichtungen zum Anbau der Arbeitsgeräte verwenden.
Zu einem solchen Anbau braucht lediglich der Schlepper an das entsprechende Arbeitsgerät heranzufahren, wobei durch die über die eine Vorrichtung vorstehende Teilwelle mit ihrem Ausrichtteil noch vor dem Zusammenschluss von Anschlussvorrichtung und Kupplungsvorrichtung die beiden Teilwellen mittels der ihnen zugeordneten Ausrichtteile gegeneinander zentriert, ausgerichtet und dann beim Ineinanderschieben
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auch gegeneinander bis zum Fluchten der ineinandergreifenden Axialnuten und Axialstege verdreht werden, was ein automatisches Zusammenschieben der Teilwellen erlaubt und dann unabhängig davon den Anschlussvorgang der Anschlussvorrichtung an der Kupplungsvorrichtung des Schleppers ermöglicht.
Zum Ausrichten der Drehlage der ineinanderschiebbaren Wellenteile sind die Teilwellenenden entsprechend mit einem Gleitstein bzw. einer Leitfläche ausgerüstet, so dass durch ein Ineinanderschieben zwangsweise der
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wodurch unabhängig von der jeweiligen Ausgangsdrehlage der Teilwellen stets ein ordnungsgemässes Kuppeln der Teilwellen gewährleistet wird.
Die Teilwellen können an den ihnen zugehörenden Wellenstum- meln bleibend angeschlossen sein, wobei vorzugsweise die Innenweite geräteseitig montiert ist und mit ihrem Ausrichtteil über die Anschlussvorrichtung vorragt, so dass die am Schlepper angekuppelte Aussenwelle nicht über die Kupplungsvorrichtung vorzuragen braucht, was für den Schlepperbetrieb bei abgebautem Arbeitsgerät störend und vor allem auch gefährlich wäre.
Weisen der eine Ausrichtteil einen in einen äusseren Ringflansch übergehenden Ausrichttrichter und der andere Ausrichtteil einen in einen Ringkragen übergehenden Ausnchtkonus als einander zugeordnete Zentriereinrichtungen und Axialanschläge auf, kommt es auf einfache Weise zur gegenseitigen Ausrichtung und Zentrierung der Teilwellen, da der Ausrichtkonus und der Ausrichttrichter innerhalb grosser Wirkbereiche ineinandergeführt werden können und dabei auch bei grossen Winkelabweichungen der Wellenachsen automatisch eine Achsausrichtung durch das Ineinanderschieben mit sich bringen. Sobald beim Ineinanderschieben der Ringflansch und der Ringkragen zusammengedrückt werden, ist die Koaxialität der Teilwellen und damit die Voraussetzung für das Ineinanderschieben der Teilwellen garantiert.
Da der eine Ausrichtteil axial verschiebbar auf der zugehörenden Teilwelle sitzt, lassen sich die ausgerichteten Teilwellen relativ zu den Ausrichtteilen ineinanderschieben und die Verdrehbarkeit der Ausrichtteile gegenüber den Wellen erlaubt einen ordnungsgemässen Wellenantrieb ohne ein Mitbewegen der Ausrichtteile.
Um zu verhindern, dass beim Ineinanderschieben der Teilwellen der Gleitstein der Innenwelle in einem Totpunkbereich der Leitfläche aufsetzt, der sich durch den Übergang der einen Neigungsrichtung entlang des Aussenwellenumfangs in die andere ergibt, und in diesem Ausnahmsfall eine Relatiwerdrehung der
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zuordnen, die eine auf der Innenwelle drehfest, aber axial verschiebbar sitzende Gewindebüchse mit steilgängigem Aussengewinde und eine auf der Gewindebüchse verschraubbar geführte Stellmutter aufweist, wobei die gegen einen im Einschubsinn vorderen Endanschlag federbelastete Stellmutter an ihrer vorderen Stirnseite eine vorzugsweise kegelige Mitnahmefläche bildet, die beim Ineinanderschieben der beiden
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teil befestigten Stellhülse zusammenwirkt,
bevor der Gleitstein der Innenwelle auf einen Totpunktbereich der Leitfläche der Aussenweite aufsetzbar ist. Durch die gegenüber dem zugehörenden Gleitstein bzw. der Leitfläche entsprechend vorragenden Mitnahme- und Gegenflächen von Stellmutter und Stellhülse kommt es beim Zusammenschieben der Teilwellen zuerst zu einem Mitahmekontakt zwischen Stellhülse und Stellmutter, der ein axiales Weiterschieben in eine Drehbewegung wandelt und über die Gewindebüchse zu einer Relatiwerdrehung von Aussen- und Innenwelle führt, so dass diese Drehung ein rein axiales Aufsetzen des Gleitsteines auf einem Totpunktbereich der Leitfläche sicher verhindert.
Ausserhalb des Totpunktbereiches kann der Geitstein auf eine beliebige Stelle der Leitfläche aufsetzen und wird dann entlang der Leitfläche unter Relatiwerdrehung der Teilwellen in die richtige Drehposition zum Ineinanderschieben der Axialnuten bzw. Axialstege geführt.
Besitzen das Aussengewinde und die Leitfläche gleiche Steigungen, kommt es zu einer Synchronisation der Drehbewegungen seitens der Stellmutter oder seitens der Leitfläche, was eine reibungsintensivere Relatviverdrehung der Mitnahme- und Gegenfläche von Stellmutter bzw. Stellhülse vermeidet.
Zur federnden Abstützung des innenwellenzugehörenden Ausrichtteiles können verschiedene Federelemente, wie Schrauberfeder od. dgl., eingesetzt werden, doch ist es zweckmässig, diesen Ausrichtteil über federbelastete Scherenhebel axial an einem am Gelenkkopf der Innenwelle gelagerten Stützring abzustützen, da so mit einfachen Federn mittels der Scherenhebel ein entsprechend grosser federbelasteter Verschiebeweg für den Ausrichtteil zur Verfügung steht und dabei auch die axiale Kraftkomponente beim Verschieben des Ausrichtteiles zum Glenkkopf hin mit zunehmendem Verschiebeweg abnimmt, was hinsichtlich der Federbelastung des Ausrichtteiles wünschenswert ist.
Sind die Ausnchtteile geräte- bzw. schlepperseitig über vorzugsweise federnde Zugelemente aufgehängt und in einer Mittellage positionierbar, wird dafür gesorgt, dass die Teilwellen nach dem Entkuppeln nicht ungewollt weit auspendeln, sondern für eine neuerliche Kupplung in einer Mittellage, aus der sie aber durch die Aufhängung bedarfsweise ausgelenkt werden können, verbleiben.
Da die Ausrichtteile bei entkuppelten Teilwellen in deren Endbereich sitzen und bei zusammengeschobenen, gekuppelten Teilwellen fest gegeneinandergedrückt sind, eignen sie sich bestens zur Abstützung
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von Schutzeinrichtungen und sie sind daher auch vorzugsweise mit Schutzabdeckungen für die zugehörenden Teilwellen verbunden, so dass die rotierenden Teile der Abtriebsverbindung praktisch vollständig innerhalb der Schutzabdeckungen Platz finden und Verletzungsgefahren minimiert werden können.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch veranschaulicht, und zwar zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemässe Schnellkupplung mit ihren an einem Schlepper bzw. an einem
Arbeitsgerät angebauten Teilen in Seitenansicht,
Fig. 2 und 3 die Teilwellen der zugehörenden Gelenkwelle in teilgeschnittener Seitenansicht grösseren
Massstabes,
Fig. 4 den Kuppelvorgang der zugehörenden Gelenkwelle im Axialschnitt grösseren Massstabes,
Fig. 5 die Gelenkwelle im gekuppelten Zustand ebenfalls im Axialschnitt sowie
Fig. 6 ein etwas abgeändertes Ausführungsbeispiel der Gelenkwelle beim Kupplungsvorgang in einer Darstellung gemäss Fig. 4.
Eine Schnellkupplung 1 zum Anbau eines Anbeitsgerätes A an einem Schlepper S besteht geräteseitig aus einem Anschlussrahmen 2 und schlepperseitig aus einem an den Lenkern L der Schlepperhydraulik angelenkten Kupplungsrahmen 3 sowie aus einer Gelenkwelle 4 zur Antriebsverbindung zwischen dem schlepperseitigen Zapfwellenstummet Z und einem geräteseitigen Antriebswellenstummel W.
Die Gelenkwelle 4 besteht aus zwei teleskopartig ineinanderschiebbaren Teilwellen, einer Aussenwette 5 und einer Innenwelle 6, wobei zum drehfesten Ineinandergreifen der Teilwellen die Aussenweite 5 Axialnuten 7 und die Innenwelle 6 entsprechende Axiaistege 8 aufweisen.
Die beiden Gelenkköpfe 9,10 der Gelenkwelle 4 sind jeweils an dem dem Einschubende 11, 12 der Teilwellen abgewandten Teilwellenende angeordnet und an den zugehörenden Wellenstummel Z, W festgeklemmt. Die Gelenkwelle 4 erlaubt eine einwandfreie Antriebsverbindung zwischen Schlepper S und Arbeitsgerät A mit der Möglichkeit eines Ausgleichs auftretender Axial- und Winkelversätze zwischen den Wellenstummel, und durch ein mehr oder weniger weites Ineinanderschieben der Teilwellen 5, 6 ist für eine Längenänderung der Gelenkwelle zum Ausgleich auftretender Anstandsänderungen zwischen den Wellenstummel gesorgt.
Zum automatischen Kuppeln der Teilwellen 5,6 sind die Aussenwelle 5 in ihrem Einschubendbereich 11 mit einem Ausrichtteil 13 und die Innenwelle 6 in ihrem Endbereich 12 mit einem Ausrichtteil 14 versehen, wobei der Ausrichtteil 13 über ein entsprechendes Drehlager 15 drehbar auf einer axial unverschiebbaren Muffe 16 der Aussenweite 5 und der Ausrichtteil 14 über ein Drehlager 17 drehbar auf einer axial verschiebbaren Muffe 18 der Innenwelle 6 sitzen. Der Ausrichtteil 14 wird ausserdem zum Einschubende 12 hin federbeaufschlagt, wozu ein Paar einander diametral gegenüberliegende Scherenhebel 19 mit zwischen den Scherenschenkeln angeordneten Federn 20 vorgesehen ist, welche Scherenhebel 19 sich an einem am Gelenkkopf 10 drehbar gelagerten Stützring 21 abstützen.
Der Ausrichtteil 13 bildet einen zur Aussenwelle 5 koaxialen, dem Einschubende 11 vorgeordneten Ausrichttrichter 22, der in einen äusseren Ringflansch 23 übergeht, und der Ansrichtteil 14 ist mit einem darauf abgestimmten Ansrichtkonus 24 und einem anschliessenden Ringkragen 25 ausgestattet, wobei Ausnchttricher 22 und Ausrichtkronus 24 einander zugeordnete Zentriereinrichtungen und Ringflansch 23 und Ringkragen 25 zusammenwirkende Axialanschläge ergeben, so dass beim Ineinanderführen der Aus- richtteile 13, 14 zwangsweise eine Zentrierung und Ausrichtung der zugehörenden Wellenteile erfolgt.
Die Aussenwelle 5 weist ausserdem an ihrem Einschubende 11 eine, beispielsweise entlang einer
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und die Teilwellen zusammengeschoben werden können.
Um zu verhindern, dass der Gleitstein 27 auf einen Totpunktbereich 28 der Leitfläche 26 aufsetzt und dadurch ein Weiterbewegen blockiert, kann der Innenwelle 6 eine Verdreheinrichtung 29 zugeordnet sein, die, wie in Fig. 6 angedeutet, aus einer auf der Innenwelle 6 drehfest, aber axial verschiebbar sitzenden Gewindebüchse 30 mit steilgängigem Aussengewinde 31 und einer auf der Gewindebüchse 30 verschraubbar geführten Stellmutter 32 besteht, wobei die gegen einen im Einschubsinn vorderen Endanschlag 33 durch eine Stellfeder 34 federbelastete Stellmutter 32 an ihrer vorderen Stirnseite eine kegelige Mitnahmefläche 35 bildet, die beim Ineinanderschieben von innen-und Aussenwette 5,
6 mit einer hohlkegeligen Gegenfläche 36 einer am Ansrichtteil 13 der Aussenwelle 5 befestigten Steilhülse 37 zusammenwirkt, bevor der Gleitstein 27 auf den Totpunktbereich 28 der Leitfläche 26 aufsetzen kann. Durch dieses Zusammenwirken verschiebt sich die Stellmutter 32 axial und erfährt dadurch gewindebedingt eine Verdrehung, die sich über die Gewindehülse 30 auf die Innenwelle oder die Stellhülse 37 auf die Aussenweite überträgt und damit zwangsweise den Gleitstein 27 vom Totpunktbereich 28 der Leitfläche 26 wegbringt und dann durch das
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Zusammenwirken von Gleitstein und Leitfläche ein fluchtendes Ausrichten von Axialstegen und der Axialnuten 7, 8 erzwingt.
Die Ausrichtteile 13,14 werden schlepper- bzw. geräteseitig über federnde Zugelemente 38 bzw.
Schnurelemente 39 aufgehängt, so dass sie eine das Kuppeln erleichternde Mittellage einnehmen, aus dieser Mittellage aber erforderlichenfalls ausgelenkt werden könne. Ausserdem sind die Ausrichtteile 13,14 mit Schutzabdeckungen 40,41 verbunden, die ein weitgehendes Andecken der durch die Gelenkwelle gegebenen rotierenden Teile und damit einen Schutz vor Verletzungen mit sich bringen.
Zum Anbau eines Arbeitsgerätes A an einem Schlepper S braucht dieser nur an das Gerät heranzufahren, wobei der Kupplungsrahmen 3 auf den Anschlussrahmen 2 bzw. die Ausrichtteile 13, 14 grob aufeinander auszurichten sind (Fig. 1). Bevor noch die Rahmen miteinander verbunden werden, trifft der über den Anschlussrahmen 2 vorstehende Ausrichtteil 14 der Innenwelle 6 mit dem Ansrichtteil 13 der Aussenweite 5 zusammen und durch das Ineinanderführen von Ausrichtkonus 24 und Ausrichttrichter 23 und das anschliessende Aneinanderlegen von Ringflansch 23 und Ringkragen 25 kommt es zu einem automatischen Ausrichten von nnen- und Aussenwette 5,6, wobei Ausrichtbewegungen einerseits durch die Gelenkköpfe 9,10, anderseits durch die Aufhängung der Ausrichtteile über die Zugelemente 38,39 ermöglicht werden.
Sobald nun tnnnen-und Aussenwette 5,6 koaxial aufeinander ausgerichtet sind, ergibt ein weiteres Zusammenschieben der Teilwellen das Auftreffen des Gleitsteins 27 auf der Leitfläche 26 und das anschliessende Relatiwerdrehen mit dem Ausrichten von Axialnuten und Axialstegen 7, 8 (Fig. 4) oder bei eingebauter Verdreheinrichtung 29 eine Zwangsverdrehung noch vor dem Aufsetzen des Gleitsteins 27 auf der Leitfläche 26 (Fig. 6), wodurch die innen-und Aussenwelten auch hinsichtlich ihrer Drehlage ausgerichtet sind.
Schon während dieses Ausrichtvorganges kann der Kupplungsrahmen 3 über die Lenker L der Schlepperhydraulik zum Aufsätteln des Anschlussahmens 2 abgesenkt und in entsprechender Position wieder angehoben werden, so dass gleichzeitig mit dem Anschluss des Anschlussrahmens 2 am Kupplungrahmen 3 das ordnungsgemässe Ineinanderschieben von Innen- und AussenweIle 5, 6 erfolgt und es zu einer einwandfreien Antriebsverbindung zwischen Arbeitsgerät A und Schlepper S kommt, sobald auch die Anschluss- bzw. Kupplungsrahmen 2, 3 ordnungsgemäss miteinander verbunden sind (Fig. 5).
Zum Abbauen des Arbeitsgerätes A braucht lediglich das Gerät abgesetzt und der Kupplungsrahmen 3 vom Anschlussrahmen 2 abgezogen zu werden, was zwangsweise beim Zurückfahren des Schleppers auch die Teilwellen auseinanderzieht und die Antriebsverbindung löst.