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Die Erfindung betrifft eine Kupplung, insbesondere Drehmomentbegrenzungskupplung oder Freilauf, für einen Antriebsstrang zum Antrieb von oder für Antriebe in landwirtschaftlichen Geräten oder Maschinen mit einer Kupplungsnabe, die eine zylindrische Lagerfläche aufweist, mit einer Kupplungshülse, die eine zur Lagerfläche der Kupplungsnabe passende Lagerbohrung aufweist und mit dieser auf der Lagerfläche relativ zur Kupplungsnabe drehbar aufgenommen ist, mit Mitnehmern, die der Kupplungsnabe zugeordnet sind und die zwischen einer in die Kupplungsnabe zurückgezogenen Abschaltposition und einer über die Lagerfläche der Kupplungsnabe teilweise vorstehenden Drehmomentübertragungsposition,
in der sie jeweils durch eine Mitnahmefläche mit einer Drehmomentübertragungsfläche in einer Ausnehmung der Wandlung der Lagerbohrung der Kupplungshülse zur Erzielung einer Drehmomentübertragungsmöglichkeit zwischen Kupplungs- hülse und Kupplungsnabe in Wirkverbindung stehen, verstellbar sind, und mit Stellmitteln, welche die Mitnehmer in die Drehmomentübertragungsposition drängen.
Eine solche Kupplung, die als Drehmomentbegrenzungskupplung ausgebildet ist, ist in der DE 41 37 829 A1 beschrieben. Die Mitnehmer werden von Steuernocken und diese von Federn beaufschlagt. Die Steuernocken drängen die Mitnehmer in eine Drehmomentübertragungsposition.
Wird ein vorbestimmtes Grenzdrehmoment überschritten, rücken die Mitnehmer aus, d. h. sie bewegen sich in eine in die Kupplungsnabe zurückgezogene Position. Dabei erfolgt ein Wechsel der gegeneinander abgestützten Flächen von Steuernocken und Mitnehmern, so dass in der Abschaltposition die Mitnehmer durch die Federn, die auf die Steuernocken wirken, mit einer geringeren Kraft in die Drehmomentübertragungsposition gedrängt werden. Der Verlauf der Schaltflächen ist so gewählt, dass das Übersetzungsverhältnis hinsichtlich der Umsetzung der Federkraft zwischen Mitnehmern und Steuemocken für die Abschaltposition und die Drehmoment- übertragungsposition unterschiedlich ist. Beim Absinken der Relativdrehzahl zwischen Kupplungsnabe und Kupplungshülse erfolgt selbsttätig eine Wiedereinschaltung aufgrund der verringerten Kräfte, die auf die Mitnehmer wirken.
Bei einer solchen Ausführungsform sind jedoch die Mitnehmer ständig in Richtung auf ihre Drehmomentübertragungspositionen hin beaufschlagt und es tritt ein ständiges Ein- bzw. Ausrasten, wenn auch unter geringeren Einschaltkräften auf.
Dies führt zu einem schnelleren Verschleiss der Mitnehmer und der an der Mitnahme beteiligten Teile.
Aus der DE 33 15 750 C1 ist eine Sicherheitskupplung zum Schutz von Antriebssträngen ersichtlich. Diese besitzt eine Kupplungsnabe und eine Kupplungshülse sowie in der Kupplungsnabe radial geführte Mitnehmerkörper. Die Mitnehmerkörper weisen trapezförmig ausgebildete Kopfteile auf, welche in axialgerichtete, gleichmässig auf dem Umfang verteilte Ausnehmungen in der Kupplungshülse eingreifen. Dabei sind die Ausnehmungen in der Kupp- lungshülse in Umfangsrichtung länger ausgebildet, als die mit ihnen zusammenwirkenden Kopfteile. Die Ausnehmungen sind mit einem mittig angeordneten, radial nach innen weisenden Nocken versehen und nehmen ferner verschiebbare Steuerkörper auf. Bei Eintritt eines Überlastfalles, rollen die Steuerkörper auf den Aussenflächen des trapezförmig ausgebildeten Kopfteiles ab.
Zumindest ein Steuerkörper nimmt eine Position ein, in welcher er an dem nach innen weisenden Nocken anliegt. Nach Eintritt der Überlastung läuft die Kupplung mit einem verminderten Ratschenmoment um. Bei einer solchen Ausführungsform sind die Kopfteile ständig in Richtung auf ihre Drehmomentübertragungsposition hin beaufschlagt, so dass ein ständiges Ein- bzw. Ausrasten, wenn auch unter verringerten Einschaltkräften, auftritt.
Aus der DE 27 10 923 B1 geht eine formschlüssig arbeitende Kupplung mit einer auf der Antriebswelle gelagerten Abtriebshülse und mindestens einer Schaltkugel hervor, die mittels einer auf der Abtriebshülse axial verschiebbaren Schalthülse durch eine Bohrung in der Abtriebshülse in eine entsprechende Ausnehmung der Antriebswelle einrückbar ist. Dabei ist die Schaltkugel so angeordnet, dass sie in eingeschaltetem Zustand in einer Ebene liegt, die senkrecht zur Wellenachse angeordnet ist und in der sich auch eine Steuerkugel befindet, wobei die Steuerkugel durch einen Anschlag einen Deckel und die Schalthülse festlegt. Der Kraftfluss wird dadurch unterbrochen, dass die Schaltkugel im Überlastfall aus der Ausnehmung der Antriebswelle gegen die Steuerkugel herausgedrückt wird.
Durch Änderung der Endstellung des einstellbaren Anschlages lässt sich das Schaltverhalten der Kupplung verändern. Jedoch tritt bei allen denkbaren Schalteinstellungen Reibung zwischen der Steuerkugel und der Schaltkugel in grösserem oder kleinerem Umfang bei Rotation der Welle auf.
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Die US 3 132 730 betrifft eine Sicherheitskupplung, welche eine Welle und eine Nabe besitzt. Mit der Welle ist eine Hülse fest verbunden, die eine sich parallel zur Wellenachse erstreckende V-förmige Nut aufweist. In diese Nut greift das keilförmige Ende eines ersten zylinderförmigen Mitnehmers ein, welcher seinerseits in einer radialen Bohrung der Nabe beweglich aufgenommen ist. Der erste Mitnehmer besitzt in seiner Seitenfläche zwei V-förmige Ausnehmungen, die benachbart zueinander angeordnet sind. In Übertragungsposition der Kupplung, greift in die erste V-förmige Ausnehmung das keilförmige Ende eines zweiten Mitnehmers ein. Der zweite Mitnehmer ist in einer zur Wellenachse parallelen zweiten Nabenbohrung verschiebbar aufgenommen und wird durch ein Federelement in axialer Richtung beaufschlagt.
Das Federelement stützt sich gegen eine Schraube ab, die von aussen in der Nabenbohrung einsitzt und mittels derer die Vorspannkraft der Feder einstellbar ist. Übersteigt das zu übertragende Drehmoment, so schiebt sich der Keil des ersten Mitnehmers aus der V-förmigen Nut der mit der Welle verbundenen Hülse. Der erste Mit- nehmer bewegt sich radial von der Wellenachse weg nach aussen, so dass sich der Keil des zweiten Mitnehmers seinerseits aus der ersten Ausnehmung herausbewegt und in die zweite Ausnehmung einrastet. Der Kraftfluss zwischen Welle und Nabe ist somit dauerhaft unterbrochen und kann nur durch Eingriff von aussen wieder hergestellt werden. Dadurch, dass die Mitnehmer zum Schalten der Kupplung in der Nabe angeordnet sind, besitzt besagte Kupplung ein grosses Bauvolumen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung zu schaffen, die eine vollständige Freischaltung, d. h. Überführung der der Mitnahme dienenden Mitnehmer in eine Abschaltposition ermöglicht und welche ein Wiedereinschalten bzw. Überführen der Mitnehmer in die Drehmomentübertragungsposition durch Eingriff von aussen oder vorbestimmt zulässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsmässig dadurch gelöst, dass die Kupplungshülse eine der Anzahl der Mitnehmer entsprechende Anzahl von Durchbrüchen aufweist, dass die Durchbrüche jeweils von den Ausnehmungen in der Lagerbohrung bis zur Aussenfläche der Kupplungshülse geführt sind, dass in den Durchbrüchen jeweils ein Stützkörper verstellbar geführt ist, dass jeder Stützkörper dann, wenn sich die Mitnehmer in der Drehmomentübertragungsposition befinden, in einer ersten Schaltposition mit einer Anlagefläche zu einer Stützfläche eines Mitnehmers in Anlage befindet, dass die Stützkörper von einem Schaltring zur Anlage mit den Stützflächen durch Federmittel beaufschlagt sind,
dass der Schaltring die Stützkörper bei Überführen der Mitnehmer in die Abschaltposition mit ihrer Anlagefläche in eine zweite Schaltposition drängt und eine Rückstellung der Mitnehmer in die Drehmomentübertragungsposition verhindernd hält und dass der Schaltring durch Eingriff in eine Position rückführbar ist, die eine Rückstellung der Stützkörper in die erste Schaltposition und der Mitnehmer in die Drehmomentübertragungsposition zulässt.
Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, dass die Stützkörper ein Eintreten der Mitnehmer in die zugehörigen Ausnehmungen der Kupplungshülse verhindern. Die Kupplungshülse und Kupplungsnabe laufen frei gegeneinander um. Es wird zwischen beiden kein Drehmoment übertragen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schaltring zum Handangriff durch eine Bedienungsperson ausgebildet ist. Die Überführung des Schaltringes in eine Position, die ein Wiedereinschalten, d. h. eine Rückführung der Stützkörper derart zulässt, dass die Mitnehmer wieder in die Ausnehmung der Kupplungshülse eintreten, können, kann nur durch die Bedienungsperson erfolgen, indem der Schaltring verschoben wird.
Alternativ hierzu ist es möglich, nach einem bestimmten freien Drehweg ein Wiedereinrasten der Mitnehmer zu erreichen und ggfs. dies automatisch zu gestalten. Dazu ist nach der Erfindung vorgesehen, dass eine Schaltscheibe und mindestens ein Schaltnocken vorhanden sind, von denen eine (-r) drehfest der Kupplungshülse und die/der andere drehfest der Kupplungsnabe zugeordnet ist und eine (-r) beiden zusätzlich mit dem Schaltring axial verstellbar ist und welche bei Abschaltposition der Mitnehmer für einen vorgegebenen Relativschwenkweg von Kupplungshülse und Kupplungsnabe zueinander in Axialrichtung zueinander unverstellbar geführt sind und die bei Erreichen einer oder mehrerer bestimmter Relativpositionen zueinander eine Verstellung des Schaltringes in eine Position,
die eine Überführung der Stützkörper in die erste Schaltposition und damit der Mitnehmer in die Drehmomentübertragungsposition zulassen. Nach Durchmessen eines bestimmten Relativschwenkweges zwischen Kupplungshülse und Kupplungsnabe wird der Schaltring durch die Schaltscheibe, die gegen einen Schaltnocken anläuft, axial verstellt und gibt die Stützkörper derart frei, dass die Mitnehmer in die Drehmomentübertragungsposition einrücken
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können. Dadurch wird gewährleistet, dass die Kupplungshülse und die Kupplungsnabe zueinander in einer bestimmten Drehstellung wieder einrasten.
Günstig ist die Ausbildung der Stützkörper als Kugeln. Dies bedeutet, dass die Durchbrüche eine zylindrische Gestaltung haben können.
Um die Bewegung der Kugeln nach radial innen zu begrenzen, sind die Durchbrüche mit einem Anschlag versehen.
Bei einer Ausgestaltung der Stützkörper als Kugeln ist die Anlagefläche durch deren Aussenfläche dargestellt.
Der Schaltring ist auf der Aussenfläche der Kupplungshülse axial zwischen einer der Abschaltposition und einer der Drehmomentübertragungsposition entsprechenden Positionen verstellbar geführt. Es ist mindestens eine Feder vorgesehen, die ihn in Richtung zu seiner der Abschaltposition entsprechenden Position beaufschlagt.
Der Schaltring besitzt in Ausgestaltung der Erfindung einen Bohrungsabschnitt, der in seiner der Abschaltposition der Mitnehmer entsprechenden Position die Durchbrüche für die Stützkörper überdeckt, so dass diese nicht radial nach aussen wandern können. Sie sind also in ihrer radial nach innen verschobenen zweiten Schaltposition gegen radiales Verschieben zur ersten Schaltposition hin gehalten.
Ferner ist nach einem weiteren ergänzenden Merkmal vorgesehen, dass der Schaltring in seiner Bohrung eine Ringausnehmung mit einer Stellfläche aufweist. Die Ringausnehmung ist in ihrer der Drehmomentübertragungsposition der Mitnehmer entsprechenden Position des Schaltringes so angeordnet, dass sie die Durchbrüche, in denen die Stützkörper geführt sind, überdeckt. Die Stützkörper können in dieser Position radial nach aussen aus der Kupplungshülse herauswandern und in die Ringausnehmung eintauchen, und zwar dergestalt, bis sie an der Stellfläche abgestützt werden.
Vorzugsweise ist die Kupplung als Drehmomentübertragungskupplung ausgebildet. Dabei sind mindestens zwei umfangsverteilte Mitnehmer vorgesehen, welche durch Federkraft in die Drehmomentübertragungsposition gedrängt werden und welche nach Überschreiten eines Grenzmomentes gegen die Federkraft in die Abschaltpositionen überführt werden. Hierzu dienen die gegenseitigen Abstützflächen von Mitnehmer und Kupplungshülse. In Ausgestaltung ist es jedoch auch möglich, den Mitnehmem jeweils noch separate Steuemocken zuzuordnen, welche durch Federn beaufschlagt sind. Die Steuernocken und Mitnehmer sind zueinander durch unter- schiedliche Schaltflächen in der Abschaltposition und der Drehmomentübertragungsposition abgestützt.
Verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemässen Kupplung sind in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt
Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Kupplung als Drehmomentbegrenzungskupplung in
Drehmomentübertragungsposition mit zwei um 180 zueinander versetzten und durch Steuernocken beaufschlagten Mitnehmern, in Seitenansicht, teilweise geschnitten,
Fig. 2 einen Schnitt 11-11 gemäss Fig. 1,
Fig. 3 eine teilweise geschnittene, teilweise in Ansicht dargestellte Seitenansicht entsprechend Fig. 1, wobei sich jedoch die Mitnehmer in der Abschaltposition befinden,
Fig. 4 einen Schnitt IV-IV durch die Kupplung in der Abschaltposition gemäss Fig. 3,
Fig. 5 eine geänderte Ausführungsform der Kupplung mit vier umfangsverteilten
Mitnehmem und zu diesen rechtwinklig angeordneten Steuernocken in einer
Seitenansicht im Halbschnitt, wobei sich die Kupplung in der Drehmo- mentübertragungsposition befindet,
Fig. 6 einen Schnitt VI-VI zu Fig. 5,
Fig.
7 eine Ansicht entsprechend Fig. 5, wobei jedoch die Mitnehmer sich in der
Abschaltposition befinden,
Fig. 8 einen Schnitt VIII-VIII zu Fig. 7,
Fig. 9 einen Halblängsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Kupplung, wobei die
Ausführungsform hinsichtlich der Ausbildung und Anordnung der Mitnehmer der
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gemäss Figuren 5 bis 8 entspricht, jedoch zusätzlich eine automatische Wiederein- schaltung vorgesehen ist,
Fig. 9a eine Einzelheit X bezüglich der Stellung der Schaltscheibe und des Schaltnockens bei einer Stellung der Kupplung gemäss Fig. 9,
Fig. 9b eine Ansicht in Pfeilrichtung A gemäss Fig. 9,
Fig. 10 einen Querschnitt X-X gemäss Fig. 9,
Fig. 11 die in Fig. 9 dargestellte Kupplung in der Abschaltposition,
Fig. 12 einen Teilquerschnitt gemäss Schnittlinie Xll-Xll von Fig. 11und
Fig.
13 eine Seitenansicht eines Traktors mit einem daran angehängten Gerät, das über eine Gelenkwelle angetrieben wird.
Wie sich aus Fig. 13 ergibt, dient eine Kupplung 1, 1a, 1b nach der Erfindung dazu, eine Drehbewegung des Zapfenwellenantriebs von einem Traktor 50 an ein Gerät 51 mittels einer Gelenkwelle 52 weiterzuleiten. Dabei ist die Gelenkwelle mit einem Ende an die Zapfwelle 53 des Traktors angeschlossen, während an dem anderen Ende der Gelenkwelle 52 die Kupplung 1, 1a, 1b angeordnet und mit ihrer Kupplungsnabe auf dem Antriebszapfen 54 des Gerätes aufgesteckt ist. Die Kupplung dient dazu, die drehmomentmässige Verbindung zwischen der Gelenkwelle 52 und dem Gerät 51 zu unterbrechen, wenn beispielsweise eine Überlast eintritt oder der Gelenkwellenantrieb ausgeschaltet wurde, die rotierenden Massen des Gerätes jedoch noch nachlaufen.
Eine erste Ausführungsform einer Drehmomentbegrenzungskupplung 1 ist in den Figuren 1 bis 4 dargestellt. Die Kupplung 1 umfasst eine Kupplungsnabe 2, die eine Aufsteckbohrung 3 zum Aufstecken beispielsweise auf den Antriebszapfen eines in Figur 13 dargestellten Gerätes dient.
Die Aussenfläche der Kupplungsnabe 2 ist als Lagerfläche 4 gestaltet. Sie hat Zylinderform. Auf der Lagerfläche 4 der Kupplungsnabe 2 ist eine Kupplungshülse 5 mit ihrer Lagerbohrung 6 drehbeweglich gelagert. An die Kupplungshülse 5 ist nach links eine Gabel 10 eines Kreuzgelenkes angeschlossen, die Teil eines Flansches ist, der mit der Kupplungshülse 5 durch Schweissung fest verbunden ist. Es ist einen Innenfläche vorgesehen, die als Anlagefläche 11 dient Die Kupplungsnabe 2 liegt mit ihrer Stirnfläche gegen diese Anlagefläche 11an. Zur anderen Seite hin ist eine Lagerscheibe 7 vorhanden, die sich gegen eine radial verlaufende Fläche der Kupplungsnabe 2 abstützt und durch einen Sicherungsring 8, der in die Lagerbohrung 6 der Kupplungshülse 5 eingesetzt ist, gegen axiale Verschiebung gesichert ist.
Hierdurch wird die Kupplungshülse 5 auf der Kupplungsnabe 2 gegen Axialverschiebungen gesichert gehalten. Ferner ist eine Dichtung 9 vorhanden, die den Innenraum der Kupplung 1 nach aussen hin abdichtet.
Die Kupplungsnabe 2 weist in Richtung auf die Gabel 10 hin zwei radial verlaufende Lagerdurchbrüche 13 auf, in welchen Hülsen 14 einsitzen. In diesen ist jeweils ein Mitnehmer 12 radial verschieblich angeordnet. Jeder Mitnehmer 12 weist an einem, nämlich seinem auf die Kupplungshülse 5 zu weisenden Ende eine Mitnahmefläche 15 auf, welche im Verhältnis zur Verschiebeachse der Mitnehmer 12 geneigt verläuft. Am radial inneren Ende werden die Mitnehmer 12 durch Steuernocken 16 beaufschlagt, die 90 um die Drehachse X zu den Mitnehmern 12 versetzt angeordnet sind, beaufschlagt, und zwar nach aussen in Richtung auf ihre Drehmomentübertragungsposition hin. Es sind zwei Steuernocken 16 vorgesehen, die die Mitnehmer 12 nach radial aussen beaufschlagen.
Die Steuemocken 16 sind auf einem gemeinsamen Bolzen 18 verstellbar angeordnet und werden durch Federn 17 radial nach innen auf die Mitnehmer 12 zu gedrückt. Auf den Bolzen 18 sind von aussen Muttern 19 aufgeschraubt, die als Abstützbasis für die Federn 17 dienen.
Die Kupplungshülse 5 weist auf dem Umfang der Lagerbohrung 6 vier um 90 versetzte Ausnehmungen 21 auf, die zu den Mitnahmeflächen 15 der Mitnehmer 12 korrespondierende Drehmomentübertragungsflächen 20 besitzen. Zu diesen hin werden die Mitnehmer 12 durch die Steuemocken 16 und die Federn 17 beaufschlagt An die Ausnehmungen 21 schliessen sich radial nach aussen Durchbrüche 22 an, die zur Lagerfläche 4 der Kupplungsnabe 5 hin offen sind. Es handelt sich um zylindrische Bohrungen, die jedoch radial nach innen hin Anschlagflächen 22a aufweisen. In den Durchbrüchen 22 sind Kugeln 24 als Stützkörper angeordnet In der Dreh- momentübertragungsposition der Mitnehmer 12 ragen diese nach aussen über die Lagerfläche 4 der Kupplungsnabe 5 vor.
Die Mitnehmer 12 können aufgrund der Anordnung der Ausnehmungen 21 in vier verschiedenen Drehstellungen von Kupplungshülse 5 und Kupplungsnabe 2 zueinander
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in Drehmomentübertragungsposition überführt werden.
Auf der Aussenfläche 23 der Kupplungshülse 5, die zylindrisch gestaltet ist, ist ein Schaltring 27 axial verstellbar gelagert. Hierzu sitzt er mit seiner Schaltringbohrung 28 auf der Aussenfläche 23 auf. Dann, wenn sich die Mitnehmer 12 in der Drehmomentübertragungsposition befinden, d. h. ihre Drehmomentübertragungsfläche 20 sich an der Mitnahmefläche 15 der Kupplungshülse 5, die das treibende Teil darstellt, abstützen, stützen sich die Kugeln 24 mit ihrer Aussenfläche als Anlagefläche 25 an der äusseren Stützfläche 26 der Mitnehmer 12 ab. Ferner stützen sie sich mit der Anlagefläche 25 an einer Stellfläche 36 des Schaltringes 27 ab, die in einer Ringausnehmung 35 des Schaltringes ausgebildet ist und geneigt zu einer Ebene, welche die Verstellachse der Mitnehmer 12 und der Steuernocken 16 enthält, verläuft.
Anschliessend an die Ringausnehmung 35 weist der Schaltring 27 in seiner Schaltringbohrung 28 einen Bohrungsabschnitt 34 auf, der nur geringfügig im Durchmesser grösser ist als der Durchmesser der Aussenfläche 23 der Kupplungshülse 5. Der Schaltring 27 kann auf der Aussenfläche 23 unter Zwischenschaltung von Gleitringen oder Dichtungen geführt sein. Er kann jedoch auch unmittelbar auf der Aussenfläche 23 geführt sein. In einer Bohrungsstufe des Schaltringes 27 ist ein Stützring 31 aufgenommen, der gegen einen Sicherungsring 32, welche in einer Nut in der Aussenfläche 23 der Kupplungshülse 5 einsitzt, abgestützt ist. Ferner weist der Schaltring 27 umfangsverteilte Bohrungen 30 auf, in denen Federn 29 einsitzen, die in Richtung der Längs- bzw.
Drehachse X wirksam sind und sich einerseits im Bohrungsgrund der Bohrung 30 und andererseits gegen den Stützring 31 abstützen, so dass der Schaltring 27 in Figur 1 nach links mit seiner Stellfläche 36 in Anlage zu den Kugeln 24 gedrückt wird. Im axialen Abstand zum Stützring 31 ist ein Anschlagring 33 in der Bohrung des Schaltringes 27 angeordnet, und zwar ist er im Verhältnis zum Schaltring 27 ortsfest und dient zur Bewegungsbegrenzung des Schaltringes 27 in axialer Richtung der Drehachse X nach links. Er begrenzt die Bewegung des Schaltringes 27, wenn er zur Anlage an den Sicherungsring 32 kommt.
Wenn beispielsweise in dem Gerät, das angetrieben werden soll, eine Verstopfung oder ein sonstiger Überlastfall auftritt, so versucht die treibende Kupplungshülse 5 die Kupplungsnabe 2 zu überholen, indem bei Überschreitung des eingestellten Grenzmomentes die Mitnehmer 12 gegen die auf sie ausgeübte nach aussen gerichtete Kraft durch die Steuernocken 16 und die diese beaufschlagende Feder 17 radial nach innen auszuweichen, bis die Stützflächen 26 innerhalb der Lagerbohrung 6 der Kupplungshülse 5 liegen. Die Kugeln 24 werden aufgrund der Kraft der Federn 29, die auf den Schaltring 27 einwirken, durch die Anlage an den Stellflächen 36 radial nach innen verstellt. Die Verstellung erfolgt soweit, bis die Bewegung nach innen durch die Anschläge 22a begrenzt wird.
In dieser Position kann der Schaltring 27 soweit nach links verschoben werden, bis der Bohrungsabschnitt 34 die Durchbrüche 22 überdeckt, so dass die Kugeln 24 an einer Bewegung nach radial aussen gehindert sind. Es wird dabei ausgehend von Figuren 1 und 2 die in den Figuren 3 und 4 dargestellte Position erreicht. Eine Wiedereinschaltung der Kupplung 1 ist nur dann möglich, wenn auf den Schaltring 27 von Hand eine Kraft im Verschiebesinne gegen die Kraft der Feder 29 ausgeübt wird.
Bei gleichzeitiger Betätigung des Antriebes, d. h. der Einleitung einer Drehbewegung der Kupplungshülse 5 im Verhältnis zur Kupplungsnabe 2 können die Mitnehmer 12 dann, wenn eine korrespondierende Position zu den Ausnehmungen 21 erreicht wird, wieder radial nach aussen aufgrund der Kraft der Federn 17 verstellt werden, bis ihre Mitnahmeflächen 15 zur Anlage mit den Drehmomentübertragungsflächen 20 der Kupplungshülse 5 kommen. Dabei werden die Kugeln 24 radial nach aussen gedrückt, da die Stützfläche 26 gegen die Aussenfläche 25 der Kugeln 24 anstösst und diese in die Ringsausnehmung 35 des Schaltringes hinein verstellen.
Nach Loslassen des Schaltringes 27 durch die Bedienungsperson wird der Schaltring 27 durch die Federn 29 bis zur Anlage seiner Stellfläche 26 an die Kugeln 24 bewegt. Während der Abschaltposition der Mitnehmer 12, d. h. wenn die Kugeln 24 durch den Schaltring 27 an einer Bewegung nach radial aussen gehindert sind, in dem sie sich an dem Bohrungsabschnitt 34 abstützen, verhindern die Kugeln 24 ein Eintauchen der Mitnehmer 12 in die Ausnehmungen 21.
Da insgesamt vier Ausnehmungen 21 vorgesehen sind, sind immer nur zwei um 180 zueinander versetzte Ausnehmungen 21 in der Drehmomentübertragungsposition von den Mitnehmern besetzt, während die anderen beiden Ausnehmungen 21 frei bleiben. Die diesen zugehörigen Kugeln 24 legen sich unter der Fliehkraft nach aussen gegen die Stellfläche 36 des Schaltringes 27 bei Rotation der Kupplung 1 an.
Die Kupplung 1a nach den Figuren 5 bis 8 weicht von der Ausführungsform der Kupplung
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gemäss Figuren 1 bis 4 dergestalt ab, dass die Mitnehmer 12 durch Steuernocken 16a beaufschlagt werden, die rechtwinklig zu den Mitnehmern 12 verstellbar in Durchbrüchen der Kupplungsnabe 2 angeordnet sind. Die Steuernocken 16a sind ebenfalls durch Federn 17 beaufschlagt. Die Federn 17 stützen sich gegen Stellschrauben 49 ab. Sie beaufschlagen die Steuernocken 16a in Richtung auf die Mitnehmer 12 zu, wobei die Steuernocken 16a und die Mitnehmer 12 Schaltflächen 45,46, 47,48 aufweisen, von denen, wie in den Figuren 5 bis 6 für die Drehmomentübertragungsposition dargestellt, die Schaltfläche 45 des Mitnehmers 12 sich gegen die Schaltfläche 46 des Steuernockens 16a abstützt.
Der Verlauf der Schaltflächen 45,46 ist so, dass eine unter Berücksichtigung der Kraft der Federn 17 und der Neigung der Mitnahmefläche 15 und Drehmomentübertragungsfläche 20 festgelegte Stützkraft erzielt wird, die einem bestimmten Grenzdrehmoment entspricht, bei dem die Mitnehmer 12 von ihrer in den Figuren 5 und 6 dargestellten Drehmomentübertragungsposition in die in den Figuren 7 und 8 dargestellte Abschaltposition überführt werden. Dabei erfolgt ein Wechsel in den Anlageverhältnissen von Steuernocken 16a und Mitnehmer 12 zueinander, d. h. es gelangen die Schaltflächen 47 und 48 in Anlage zueinander, welche jedoch derart geneigt sind, dass nur eine geringere Rückstellkraft auf die Mitnehmer 12 einwirkt, welche für eine Verschiebung nach radial aussen verantwortlich ist.
Die Ausbildung des Schaltringes 27 entspricht im wesentlichen der gemäss der Kupplung 1 nach den Figuren 1 bis 4. Es ist jedoch nur eine Feder 29 vorgesehen, die zur Verstellung des Schaltringes 27 dient. Darüber hinaus ist der Anschlagring 33 Bestandteil des Schaltringes 27. Die Feder 29 ist unmittelbar an dem Sicherungsring 32 abgestützt. Die Kugeln 24 werden in der Drehmomentüber- tragungsposition gemäss Figuren 5 und 6 ebenfalls durch den Schaltring 27 bzw. dessen Stellfläche 36 beaufschlagt. Dann, wenn der Überlastfall eintritt und die Mitnehmer 12 radial nach innen in ihre in die Kupplungsnabe 2 zurückgezogene Position bewegt werden, werden auch die Kugeln 24 radial in ihren Durchbrüchen 22 nach innen bis zur Anlage an den Anschlägen 22a gedrängt.
Sie verhindern dadurch die Möglichkeit für die Mitnehmer 12 in die Ausnehmungen 21 einzutauchen und damit in Anlage zu den Drehmomentübertragungsflächen 20 der Kupplungshülse 5 zu gelangen. Bei der Kupplung 1a sind insgesamt vier Mitnehmer 12 vorhanden.
Die Figuren 9 bis 12 zeigen eine weitere Ausbildungsmöglichkeit für eine Kupplung, wie sie sich aus den Figuren 5 bis 8 ergibt. Der Schaltring 27 ist jedoch hinsichtlich der Anordnung der ihn beaufschlagenden Federn 29 entsprechend Figur 1 bis 4 gestaltet. Er weist also eine Ringausnehmung 35 mit einer Stellfläche 36 auf und ist ebenfalls auf der Aussenfläche der Kupplungshülse axial verstellbar angeordnet, wobei umfangsverteilte, in Bohrungen 30 vorgesehene Federn 29 gewählt wurden. Zusätzlich ist jedoch dem Schaltring 27 in einer an seinem der Ringausnehmung 35 abgewandten Ende ausgestalteten Bohrung eine Schaltscheibe 37 zugeordnet. Diese ist axial fest mit dem Schaltring 27 verbunden. Hierzu dienen zwei Sicherungsringe 42,43, welche die Schaltscheibe 37 zwischen sich aufnehmen.
Darüber hinaus ist ein Führungsstift 41 vorhanden, der parallel zur Achse X verläuft und einen Durchbruch 44 in der Schaltscheibe 37 durchragt, so dass die Schaltscheibe 37 undrehbar im Verhältnis zur Kupplungs- hülse 5 gehalten ist. Ferner besitzt die Schaltscheibe 37 umfangsverteilt Schaltflächen 38, von denen eine der Schaltscheibe 37 unmittelbar und die andere einem Ansatz 39 bzw. einen mit diesem verbundenen Schaltkragen 39a zugeordnet ist.
Die Schaltflächen 38 sind so angeordnet, dass sie im Verhältnis zu zwei Schaltnocken 40,40a, die entlang der Achse X versetzt der Kupplungsnabe 2 zugeordnet sind, über einen vorbestimmten Schwenkweg eine Relativdrehbewegung ausführen können, dass jedoch dann, wenn eine Übereinstimmung der Mitnehmer 12 zu den korrespondierenden Ausnehmungen 21 erreicht wird, die Schaltflächen 38 gegen die Schaltnocken 40,40a anlaufen und bei weiterer Relativdrehung von Kupplungshülse 5 und Kupplungsnabe 2 zueinander im Sinne einer Axialverstellung auf den Schaltring 27 einwirken.
Dabei wird der Schaltring 27 auf der Kupplungshülse 5 aus seiner in den Figuren 11 und 12 dargestellten Abschaltposition in eine nach rechts verschobene Position, die der Stellung in den Figuren 9 und 10 entspricht, überführt. Ferner wird der Schaltring ausgehend von seiner in Figur 11a im Verhältnis zum Schaltnocken 40 dargestellten Position in die gemäss Fig. 9a überführt.
Diese Position zeigt auch die Fig. 9b. Die Mitnehmer 12 können bei der Überführung des Schaltringes 27 in die nach rechts verschobene Position in die Ausnehmungen 21 eintauchen und die Mitnehmer 12 werden soweit nach radial aussen verschoben, bis die Mitnahmeflächen 15 in Anlage zu den Drehmomentübertragungsflächen 20 gelangt sind und die Kugeln 24 die Stellfläche
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36 beaufschlagen und dafür sorgen, dass der Schaltring um ein weiteres geringes Stück axial bewegt wird, so dass die Schaltscheibe 37 mit Spiel zum Schaltnocken 40 bzw. 40a angeordnet ist. Diese Position ist auch in Figur 9b dargestellt.
Der Schaltring 27 wird von der in Figuren 9,9a, 9b sowie 10 dargestellten Position in die Position gemäss Figuren 11 und 12 bei Überlast überführt, d. h. wenn das Drehmoment, das auf die Kupplungshülse 5 einwirkt, die Mitnehmer 12, weil ein höheres Gegenmoment auf die Kupplungsnabe 2 einwirkt, in die in die Kupplungsnabe 2 zurückgezogene Position überführt. Der Schaltring 27 kann dann von der in Figur 9 dargestellten Position aufgrund der Kraft der Federn 29 nach links verschoben werden, so dass die Kugeln 24 radial nach innen gedrängt werden und die Bohrungsabschnitte 34 diese bzw. die Durchbrüche 22 überdeckt.
Bezugszeichenliste
EMI7.1
<tb> 1, <SEP> 1a, <SEP> 1b <SEP> Kupplung
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<tb> 2 <SEP> Kupplungsnabe
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<tb> 3 <SEP> Bohrung
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<tb> 4 <SEP> Lagerfläche <SEP> der <SEP> Kupplungsnabe
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<tb> 5 <SEP> Kupplungshülse
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<tb> 6 <SEP> Lagerbohrung <SEP> der <SEP> Kupplungshülse
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<tb> 7 <SEP> Lagerscheibe
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<tb> 8 <SEP> Sicherungsring
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<tb> 9 <SEP> Dichtung
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<tb> 10 <SEP> Gelenkgabel
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<tb> 11 <SEP> Anlagefläche
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<tb> 12 <SEP> Mitnehmer
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<tb> 13 <SEP> Lagerdurchbruch
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<tb> 14 <SEP> Hülse
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<tb> 15 <SEP> Mitnahmefläche
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<tb> 16,
16a <SEP> Steuemocken
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<tb> 17 <SEP> Feder
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<tb> 18 <SEP> Bolzen
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<tb> 19 <SEP> Mutter
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<tb> 20 <SEP> Drehmomentübertragungsfläche
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<tb> 21 <SEP> Ausnehmung
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<tb> 22 <SEP> Durchbruch
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<tb> 22a <SEP> Anschlag
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<tb> 23 <SEP> Aussenfläche <SEP> der <SEP> Kupplungshülse
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<tb> 24 <SEP> Stützkörper/Kugel
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<tb> 25 <SEP> Anlagefläche
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<tb> 26 <SEP> Stützfläche <SEP> des <SEP> Mitnehmers
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<tb> 27 <SEP> Schaltring
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<tb> 28 <SEP> Schaltringbohrung
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<tb> 29 <SEP> Feder
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<tb> 30 <SEP> Bohrung
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<tb> 31 <SEP> Stützring
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32 <SEP> Sicherungsring
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<tb> 33 <SEP> Anschlagring
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<tb> 34 <SEP> Bohrungsabschnitt
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<tb> 35 <SEP> Ringausnehmung
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<tb> 36 <SEP> Stellfläche
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<tb> 37 <SEP> Schaltscheibe
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<tb> 38 <SEP> Schaltfläche
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<tb> 39 <SEP> Ansatz
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<tb> 39a <SEP> Schaltkragen
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<tb> 40, <SEP> 40a <SEP> Schaltnocken
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<Desc/Clms Page number 8>
EMI8.1
<tb> 41 <SEP> Führungsstift
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<tb> 42, <SEP> 43 <SEP> Sicherungsringe
<tb> 44 <SEP> Durchbruch
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<tb> 45, <SEP> 46 <SEP> Schaltfläche
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<tb> 47,
<SEP> 48 <SEP> Schaltfläche
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<tb> 49 <SEP> Stellschraube
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<tb> 50 <SEP> Traktor
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<tb> 51 <SEP> Gerät
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<tb> 52 <SEP> Gelenkwelle
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<tb> 53 <SEP> Zapfwelle
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<tb> 54 <SEP> Antriebszapfen
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PATENTANSPRÜCHE: 1. Kupplung, insbesondere Drehmomentbegrenzungskupplung oder Freilauf, für einen
Antriebsstrang zum Antrieb von oder für Antriebe in landwirtschaftlichen Geräten (51) oder
Maschinen mit einer Kupplungsnabe (2), die eine zylindrische Lagerfläche (4) aufweist, mit einer Kupplungshülse (5), die eine zur Lagerfläche (4) der Kupplungsnabe (2) passende
Lagerbohrung (6) aufweist und mit dieser auf der Lagerfläche (4) relativ zur
Kupplungsnabe (2) drehbar aufgenommen ist, mit Mitnehmern (12), die der
Kupplungsnabe (2) zugeordnet sind und die zwischen einer in die Kupplungsnabe (2)
zurückgezogenen Abschaltposition und einer über die Lagerfläche (4) der Kupplungsnabe (2) teilweise vorstehenden Drehmomentübertragungsposition, in der sie jeweils durch eine
Mitnahmefläche (15) mit einer Drehmomentübertragungsfläche (20) in einer Ausnehmung (21) der Wandung der Lagerbohrung (6) der Kupplungshülse (5) zur Erzielung einer
Drehmomentübertragungsmöglichkeit zwischen Kupplungshülse (5) und Kupplungsnabe (2) in Wirkverbindung stehen, verstellbar sind, und mit Stellmitteln (16 - 19), welche die
Mitnehmer (12) in die Drehmomentübertragungsposition drängen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungshülse (5) eine der Anzahl der Mitnehmer (12) entsprechende Anzahl von Durchbrüchen (22) aufweist, dass die Durchbrüche (22) jeweils von den
Ausnehmungen (21) in der Lagerbohrung (6) bis zur Aussenfläche (23) der Kupplungshülse (5) geführt sind,
dass in den Durchbrüchen (22) jeweils ein Stützkörper (24) verstellbar geführt ist, dass jeder Stützkörper (24) dann, wenn sich die Mitnehmer (12) in der
Drehmomentübertragungsposition befinden, in einer ersten Schaltposition mit einer
Anlagefläche (25) zu einer Stützfläche (26) eines Mitnehmers (12) in Anlage befindet, dass die Stützkörper (24) von einem Schaltring (27) zur Anlage mit den Stützflächen (26) durch Federmittel (29) beaufschlagt sind, dass der Schaltring (27) die Stützkörper (24) bei Überführen der Mitnehmer (12) in die
Abschaltposition mit ihrer Anlagefläche (25) in eine zweite Schaltposition drängt und eine
Rückstellung der Mitnehmer (12) in die Drehmomentübertragungsposition verhindernd hält und dass der Schaltring (27) durch Eingriff in eine Position rückführbar ist, die eine Rückstellung der Stützkörper (24)
in die erste Schaltposition und der Mitnehmer (12) in die
Drehmomentübertragungsposition zulässt.