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Die gegenständliche Erfindung betrifft eine Gelenkwelle zum Antrieb von oder in Antrieben von Landmaschinen mit einem ersten Wellenabschnitt, umfassend ein erstes Kreuzgelenk und ein daran angeschlossenes erstes Profilrohr, mit einem zweiten Wellenabschmtt, umfassend ein zweites Kreuzgelenk und ein daran angeschlossenes zweites Profilrohr mit einem vom Kreisquer- schnitt abweichenden Querschnitt, mit Mitteln zum Kuppeln der beiden Wellenabschnitte, umfas- send eine dem ersten Profilrohr zugeordnete Zentrierführung und einen dem zweiten Profilrohr zugeordneten Zentrierzapfen, der im Querschnitt rund und zum freien Querschnitt der Bohrung des ersten Profilrohres passend ausgebildet ist und über das Profilrohr in Richtung der Längsachse vorsteht, welche zur Ausrichtung der beiden Wellenabschnitte dienen,
wobei die Wellenabschnitte im gekuppelten Zustand eine gemeinsame Langsachse aufweisen.
Eine solche Gelenkwelle mit Kuppelmitteln ist in der DE 33 02 976 C1 beschrieben. Die beiden Profilrohre sind als Zwei-Rippenrohre gestaltet und grössenmässig so aneinander angepasst, dass sie ineinandergesteckt Drehmomente übertragen können und darüber hinaus Verstellbewegungen, das heisst Längenänderungen zwischen den beiden Kreuzgelenken, zulassen. Um die beiden Pro- filrohre miteinander kuppeln zu können, ist ein winkelgerechtes Ausrichten des inneren Profilrohres zum äusseren Profilrohr erforderlich. Um dieses Ausrichten bei einer Antriebsanordnung, bei der die Drehmomentübertragung in nur einer Drehrichtung erfolgt, zu erleichtern, ist es des weiteren vor- gesehen, entweder eine im Schleppergetriebe vorhandene Freilaufeinrichtung zu nutzen oder zu- sätzlich endseitig an der Gelenkwelle einen Freilauf anzuordnen.
Eine solche Ausbildung ist jedoch nicht geeignet, um bei einer Gelenkwelle, die für die Übertragung von Drehmoment in beiden möglichen Richtungen eingesetzt werden soll, vorgesehen zu werden
In der DE 31 49 019 A1 wird eine Gelenkwelle mit zwei ineinander schiebbaren Gelenkwellen- abschnitten beschrieben. Einer der beiden Gelenkwellenabschnitte ist mit einer Zentrierspitze versehen und weist einen runden Querschnitt mit auf den Umfang verteilten Federn auf Der ande- re Gelenkwellenabschnitt weist eine passend ausgebildete Bohrung mit Nuten auf. Um das Ein- schieben der Federn in die Nuten und das rotatorische Ausrichten der Federn gegenüber den Nu- ten zu erleichtern, sind die Nuten in Richtung zu dem anderen Gelenkwellenabschnitt hin verbrei- tert.
Für ein winkelgerechtes Ausrichten der beiden Gelenkwellenbauteile zueinander muss jedoch mindestens ein Gelenkwellenbauteil frei drehbar sein.
Aus der FR 1 406 145 ist eine Gelenkwelle mit zwei ineinander schiebbaren und als Profilwel- len ausgebildeten Gelenkwellenabschnitten bekannt. Durch die entsprechend ausgebildeten Profi- lierungen der Gelenkwellenabschnitte können Drehmomente übertragen werden. Durch eine Zent- rierspitze und durch Mittel zur rotatorischen Ausrichtung der beiden Gelenkwellenbauteile wird das Ineinanderstecken der Gelenkwellenbauteile erleichtert. Jedoch muss auch hier mindestens ein Gelenkwellenbauteil während des Ineinandersteckens frei drehbar sein.
Der gegenständlichen Erfindung liegen die Aufgaben zugrunde, eine Gelenkwelle mit Kuppel- mitteln zu schaffen, die geeignet sind, auch bei Ausbildung derselben zur Übertragung von Dreh- momenten in beiden möglichen Drehrichtungen das Kuppeln der beiden Gelenkwellenabschnitte zu erleichtern und darüberhinaus die Zentrierung zu vereinfachen.
Diese Aufgaben werden erfin- dungsgemäss dadurch gelöst, dass die Mittel zum Kuppeln der beiden Wellenabschnitte ferner eine Klauenkupplung mit einem ersten und zweiten Kupplungsteil umfassen, dass das erste Kupplungs- teil an dem dem ersten Kreuzgelenk entfernten Ende des ersten Profilrohres mit in Richtung von diesem weg weisenden ersten Klauen angebracht ist und dass das zweite Kupplungsteil am zwei- ten Profilrohr drehfest und gegen Federkraft in Richtung des zweiten Kreuzgelenkes entlang der Längsachse verstellbar angeordnet ist und zweite Klauen besitzt, die in Richtung des ersten Kupp- lungsteiles weisen
Von Vorteil bei einer solchen Ausbildung ist, dass die beiden Wellenabschnitte zunächst so zu- einander ausgerichtet werden,
dass sie auf der gemeinsamen Langsachse zentriert sind und da- nach erst das Kuppeln für die Drehmomentübertragung erfolgt. Die beiden Wellenabschmtte mit den ihnen zugeordneten Kupplungsteilen können dann, wenn der Zentrierzapfen sich bereits in der Bohrung des ersten Profilrohres befindet und soweit einsitzt, dass das zweite Kupplungsteil gegen die Kraft der Feder verstellt wurde, durch Betätigung des Antriebes gegeneinander verdreht wer- den, bis eine Stellung der Klauen der Kupplungsteile zueinander erreicht ist, bei der ein Einrasten möglich ist, das heisst die jeweiligen Klauen den zugehörigen Lucken gegenüberliegen. In diesem Zustand wird dann das zweite Kupplungsteil bis zur Einrastung durch die Feder auf das erste
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Kupplungsteil zu verschoben.
Damit wird der Kupplungsvorgang erleichtert, denn das Einführen des im Querschnitt runden Zentrierzapfens ist, um die beiden Längsachsen der Wellenabschnitte aufeinander auszurichten, einfacher, als wenn zusätzlich noch gleichzeitig eine Umfangszentrie- rung erfolgen müsste.
Um die Fuhrung des zweiten Kupplungsteiles zu verbessern, ist diesem eine Stellhülse zuge- ordnet, die zum zweiten Profilrohr passend ausgebildet ist und auf dem zweiten Profilrohr verstell- bar und drehfest geführt ist. Hierdurch wird das von den beiden Kupplungsteilen zu übertragende
Drehmoment günstiger über die Stellhülse in das zweite Profilrohr eingeleitet. Da bei den Kreuzge- lenken das Drehmoment über eine Umdrehung variiert, das aber durch die Einbaulage der Gelenk- welle kompensiert wird, muss zur Aufrechterhaltung dieser Kompensation gewährleistet sein, dass die beiden Wellenabschnitte in einer bestimmten Phasenstellung zueinander gekuppelt werden.
Aus diesem Grunde ist vorgesehen, dass die Klauen der beiden Kupplungsteile nur einen Eingriff in zwei um die Längsachse um 180 verdrehte Stellungen zulassen.
Ferner ist, da die Stellhülse von einer Feder beaufschlagt ist, vorgesehen, den Verstellweg, den die Stellhülse zusammen mit dem zweiten Kupplungsteil ausführen kann, und zwar in Richtung vom zweiten Kreuzgelenk weg, durch einen Anschlag zu begrenzen.
Um die Gelenkwelle möglichst leicht zu halten, jedoch andererseits den erforderlichen Abstand des Zentrierzapfens zum zweiten Kreuzgelenk bzw. den Abstand mit dem dieser über das Ende des zweiten Profilrohres vorsteht, trotzdem einzuhalten, ist der Zentrierzapfen aus zwei Elementen aufgebaut, von denen eines einen massiven Zapfenabschnitt darstellt, der in einen mit dem zwei- ten Kreuzgelenk oder dem zweiten Profilrohr verbundenen Rohrabschnitt eingesteckt ist.
Vorzugsweise bestehen die beiden Profilrohre und die Stellhülse aus Rohren, welche zwei diametral von der Längsachse nach aussen gerichtete Ausformungen in Form von sich parallel zur Längsachse erstreckenden Rippen aufweisen. Dabei ist vorzugsweise eine Anordnung getroffen, bei der die beiden Profilrohre gleiche Abmessungen aufweisen und die Stellhülse entsprechend grösser bemessen ist, so dass sie über das zweite Profilrohr passt und auf diesem verstellbar ist und aufgrund des Eingriffs der Ausformungen ineinander eine Drehmomentübertragung möglich ist.
Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass die Bohrung des ersten Profilrohres unmittelbar für die Zent- rierung des Zentrierzapfens genutzt werden kann, denn der ausserhalb der Ausformung liegende Bereich der Bohrung weist Kreisform auf. Es ist jedoch für das erste Profilrohr möglich, ein zylindri- sches Rohr zu wählen, da die Drehmomentübertragung durch das mit dem ersten Profilrohr fest verbundene erste Kupplungsteil erfolgt. Die Ausbildung auch des ersten Profilrohres als Zwei- Rippen-Rohr hat den Vorteil, dass dies zu einer günstigen Verbindung mit der Gelenkgabel des ersten Kreuzgelenkes zur Drehmomentübertragung führt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer anmeldungsgemässen Gelenkwelle und deren An- wendung bei einem Mähwerk für einen Maispflücker ist in der Zeichnung schematisch dargestellt
Es zeigen:
Fig. 1 ein Mähwerk eines Maispflückers und für eines der beiden Seitenteile des Mähwerkes die beiden zugeordneten Wellenabschnitte der Gelenkwelle,
Fig. 2 die Gelenkwelle als Einzelteil im gekuppelten Zustand der beiden Wellenabschnitte,
Fig. 3 einen Querschnitt gemäss Schnittlinie 111-111 von Fig. 2, jedoch in vergrössertem Massstab,
Fig. 4 eine Ansicht auf das erste Kupplungsteil in seiner Zuordnung zum ersten Profilrohr mit einer Blickrichtung auf das erste Kreuzgelenk zu, ebenfalls in vergrossertem Massstab zu
Fig. 2,
Fig.
5 in vergrössertem Massstab als Detail einen Längsschnitt durch einen Abschnitt des zwei- ten Wellenabschnittes mit dem Zentrierzapfen, dem zweiten Kupplungsteil und deren
Zuordnung zum zweiten Profilrohr und
Fig. 6 eine Ansicht nur auf die mit Klauen versehene Stirnfläche des zweiten Kupplungsteiles in
Blickrichtung X in einer Grösse, die der Darstellung gemäss Fig. 5 entspricht.
In Fig 1 ist schematisch das Mähwerk 1 eines Maispflückers dargestellt, das ein Mittelteil 2 und zwei wegklappbare Seitenteile 3,3' umfasst. Das Seitenteil 3 ist in ausgezogenen Linien in der Arbeitsposition dargestellt, in welcher es das Mittelteil 2 verbreitert. In gestrichelten Linien ist es in der Transportposition weggeklappt dargestellt. Das zweite Seitenteil 3' ist in ausgezogenen Linien in die Transportposition geklappt mit dem ersten Wellenabschnitt 4 dargestellt. Ferner ist die Zu- ordnung des zweiten Wellenabschnittes 6, der mit dem Antrieb verbunden ist, von dem die Dreh-
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bewegung abgeleitet ist, angedeutet. In gestrichelten Linien ist die Endposition des zweiten Seiten- teiles 3' dargestellt. Beide Wellenabschnitte 4,6 sind in der getrennten Position durch Halter 5 bzw.
7 in einer vorgegebenen Stellung im Verhältnis zum Mittelteil 2 bzw. dem Seitenteil 3' gehalten.
Wird nun das Seitenteil 3' im rechtsschwenkenden Sinne in Richtung auf das Mittelteil 2 bewegt, so nähert sich auch der erste Wellenabschnitt 4 dem zweiten Wellenabschnitt 6 an, um mit diesem verbunden zu werden, damit in der Arbeitsposition auch das Seitenteil 3 des Mähwerkes angetrie- ben werden kann. Da in der Arbeitsposition die Lage der beiden Wellenabschnitte sich im Verhält- nis zu den Haltern 5,7 nur wenig ändert, brauchen diese nur geringe Bewegungen der Gelenkwel- le zulassen bzw. können so gestaltet werden, dass sie gegebenenfalls die beiden Wellenabschnitte 4,6 freigeben.
Nachfolgend wird die Gelenkwelle mit den beiden Wellenabschnitten 4,6 anhand der Fig. 2 bis 6 naher erläutert.
Der erste Wellenabschnitt 4 der Gelenkwelle weist ein erstes Kreuzgelenk 8 auf, das mittels einer Anschlussgabel 9 mit einem Eingangszapfen zum Antrieb des Seitenteiles 3 des Mähwerkes verbindbar ist. Es umfasst ferner die erste Gelenkgabel 11 und das beide gelenkig miteinander verbindende erste Zapfenkreuz 10. Die erste Gelenkgabel 11 ist an das erste Profilrohr 12 ange- schlossen. Für dieses und den zweiten Wellenabschnitt 6 ist die gemeinsame Längsachse mit 13 in der Zeichnung bezeichnet. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist das erste Profilrohr 12 als ein soge- nanntes Zweirippenrohr gestaltet, dass zwei parallel zur Längsachse 13 verlaufende und um 180 versetzte Ausformungen in Form von Rippen 14,15 aufweist.
Aus Fig. 3 ist ferner erkennbar, dass die Bohrung 16 über einen Umfangsabschnitt jeweils zwischen den beiden Rippen 14,15 Kreis- form annimmt, d. h. eine Kreisbohrung darstellt.
Dem ersten Wellenabschnitt 4 ist ferner ein erstes Schutzrohr 17 zugeordnet, das koaxial um das erste Profilrohr 12 angebracht ist. Dieses ist über ein Verbindungsstück und einen Lagerring auf einem entsprechenden Ansatz der ersten Gelenkgabel 11 gelagert. Ferner ist ein erster Schutztrichter 18 vorhanden, der ebenfalls mittels des Verbindungsstuckes auf der ersten Gelenk- gabel 11gelagert ist. Der Schutztrichter 18 überdeckt das erste Kreuzgelenk 8 zumindest teilweise, so dass ein Berührungsschutz gegeben ist.
Das dem ersten Kreuzgelenk 8 entfernte Ende des ersten Profilrohres 12 ist an das erste Kupplungsteil 19 angeschlossen. Hierzu ist, wie aus Fig. 4 ersichtlich, das erste Profilrohr 12 auf einer vorgegebenen Länge mit der das erste Kupplungsteil 19 auf das erste Profilrohr aufgescho- ben ist, zylindrisch abgedreht, d. h. die Rippen 14,15 sind in diesem Bereich abgetragen. Das erste Kupplungsteil 19 weist eine entsprechende Bohrung auf, mit der es auf diesem Abschnitt des ersten Profilrohres 12 aufgeschoben ist. Das erste Kupplungsteil 19 ist mit dem ersten Profilrohr 12 durch eine Schweissnaht verbunden, so dass es zum ersten Profilrohr 12 ortsfest gehalten ist. An seiner freien Stirnfläche ist das erste Kupplungsteil 19 mit zwei diametral angeordneten ersten Klauen 20,21 und dazwischen mit zwei ebenfalls umfangsversetzten ersten Lücken 22,23 verse- hen.
Die beiden Klauen 20,21 unterscheiden sich durch ihre Umfangserstreckung von der der Lücken 22,23, wobei die Umfangserstreckung der Lücken 22,23 grösser als die der beiden Klauen 20,21 ist.
Der zweite Wellenabschnitt 6 besitzt ein zweites Kreuzgelenk 24 mit einer zweiten Anschluss- gabel 25, die beispielsweise zur Verbindung mit einem Abzweiggetriebe für den Antrieb des Sei- tenteiles 3 gemäss Fig. 1 gedacht ist Ferner weist das zweite Kreuzgelenk 24 eine zweite Gelenk- gabel 26 auf. Die zweite Gelenkgabel 26 ist mit der zweiten Anschlussgabel 25 durch das zweite Zapfenkreuz 27 gelenkig verbunden. An die zweite Gelenkgabel 26 ist das zweite Profilrohr 28 angeschlossen. Das zweite Profilrohr 28 ist in seinen Abmessungen kleiner bemessen als das erste Profilrohr 12, wie es beispielsweise aus Fig. 3 ersichtlich ist. Das zweite Profilrohr 28 ist je- doch wesentlich kürzer als das erste Profilrohr 12 gestaltet.
In das zweite Profilrohr 28 ist ein Zentrierzapfen 29 eingesteckt, der einen massiven Zapfenabschnitt 30 mit einem zu seinem Ende hin sich verjüngenden Abschnitt besitzt und darüber hinaus ein Einsteckende besitzt, mit dem er in einen Rohrabschnitt 31 eingesteckt ist, dessen Aussendurchmesser dem der Bohrung des zweiten Profilrohres 28 angepasst ist und gegenüber diesem z. B. in axialer Richtung durch eine Stiftverbin- dung festgelegt ist. Der Aussendurchmesser des Zapfenabschnittes 30 ist so bemessen, dass er zur Bohrung 16 des ersten Profilrohres 12 passt. Koaxial um den Rohrabschnitt 31 ist ein Distanzrohr 32 angeordnet, das im Durchmesser dem des Zapfenabschnittes 30 und damit der Bohrung 16 des
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ersten Profilrohres 12 entspricht und bis zur Stirnfläche 33 des zweiten Profilrohres 28 reicht.
Die Länge des Distanzrohres 32 ist so bemessen, dass die zweiten Klauen 41,42 des zweiten Kupp- lungsteiles 40 vor dieser Stirnkante liegen, wenn sie mit den ersten Lücken 22,23 des ersten
Kupplungsteiles 19 in Eingriff sind, wie in Fig. 2 dargestellt.
Aus Fig. 2 ist ferner ersichtlich, dass das zweite Kupplungsteil 40 an der Stellhülse 34 befestigt ist, die ebenfalls als Zweirippenrohr gestaltet ist und abmessungsmässig dem ersten Profilrohr 12 entspricht. Die Stellhülse 34 weist ebenfalls eine Zylinderfläche auf, über die die beiden Rippen abgearbeitet sind, so dass das zweite Kupplungsteil 40 mit seiner Bohrung auf dem so entstande- nen zylindrischen Sitz aufgeschoben und mit der Stellhulse 34 durch eine Schweissnaht an ihrer dem zweiten Kreuzgelenk 24 zugewandten Stirnflache verbunden werden kann. Die Stellhülse überdeckt eine erhebliche Länge des zweiten Profilrohres 28. Gegen ihre erste Stirnfläche 35 liegt eine Stützscheibe 48 an, die von einer Druckfeder 38 beaufschlagt ist, deren anderes Ende gegen die Anlagefläche 39 der zweiten Gelenkgabel 26 abgestützt ist.
Diese Druckfeder 38 beaufschlagt die Stellhülse 34 zur Verstellung weg vom ersten Kreuzgelenk 24 in Richtung auf das erste Kupp- lungsteil 19, so dass die zweiten Klauen 41,42 in Eingriff zu den ersten Lücken 22,23 und die ersten Klauen 20,21 in Eingriff zu den zweiten Lücken 43,44 gehalten werden und eine Drehmo- mentübertragung beispielsweise vom zweiten Profilrohr 28 über die Stellhülse 34 und das zweite Kupplungsteil 40 auf das erste Kupplungsteil 19 und von diesem auf das erste Profilrohr 12 erfol- gen kann. In Figur 2 sind die Kupplungsteile 19,40 im eingerasteten Zustand, also in dem der Drehmomentübertragung dienenden Zustand dargestellt. Es ist erkennbar, dass die zweite Stirnflä- che 36 der Stellhülse 34 sich dabei im axialen Abstand von dem Anschlag 37 befindet.
Die Druck- feder 38 drückt die Stellhülse 34 mit Vorspannung gegen den Anschlag 37 im entkuppelten Zu- stand. Der Anschlag 37 ist in Form eines Sicherungsringes dargestellt, der in einer Nut des Dis- tanzrohres 32 einsitzt. Dieser begrenzt die Bewegung des zweiten Kupplungsteiles 40 und der Stellhülse 34 auf dem zweiten Profilrohr 28 von dem zweiten Kreuzgelenk 24 weg, wenn die bei- den Kupplungsteile 19,40 ausser Eingriff sind. Der zweite Wellenabschnitt 6 weist ein zweites Schutzrohr 45 auf, das mit einem zweiten Schutztrichter 46 verbunden ist. Beide zusammen sind auf der zweiten Gelenkgabel 26 gelagert. Das zweite Schutzrohr 45 umgibt koaxial das zweite Profilrohr 28 sowie den daran angeschlossenen Zentrierzapfen 29 und es besitzt an seinem Ende einen Zentriertrichter 47 zur Vorzentrierung der beiden Wellenabschnitte 4, 6 zueinander.
Um die beiden Wellenabschnitte 4,6 ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten Position mit- einander zu kuppeln, erfolgt zunächst eine Annäherung des Wellenabschnittes 4 an den Wellenab- schnitt 6, bis das Ende des ersten Wellenabschnittes 4, der durch das erste Kupplungsteil 19 rep- räsentiert wird, in Annäherung zum Zentriertrichter 47 gelangt und von diesem eine radiale Aus- richtung erfährt, so dass der konische Teil des Zapfenabschnittes 30 des Zentrierzapfens 29 eine weitere Zentrierung übernimmt, nachdem er zunächst die Bohrung des ersten Kupplungsteils pas- siert hat und in die Bohrung 16 des ersten Profilrohres 12 gelangt ist.
Anschliessend erfolgt eine An- näherung der beiden Kreuzgelenke 8,24 zueinander, das heisst der Zentnerzapfen 29 taucht tiefer in das erste Profilrohr 12 hinein und gleichzeitig bewegen sich die beiden Kupplungsteile 19,40 aufeinander zu, bis das erste Kupplungsteil 19 mit seinen ersten Klauen 20,21 beispielsweise gegen die zweiten Klauen 41,42 des zweiten Kupplungsteiles anstösst und bei weiterer Ineinan- derbewegung der beiden Wellenabschnitte 4,6 das zweite Kupplungsteil 40 zusammen mit der Stellhülse 34 auf dem zweiten Profilrohr 28 eine Verstellung gegen die Kraft der Feder 38 in Rich- tung auf das zweite Kreuzgelenk 24 erfährt.
Wird nun der Drehantneb in Bewegung gesetzt, so dass zum Beispiel der zweite Wellenabschnitt 6 rotiert, so tritt eine Relativdrehung der beiden Kupplungsteile 19, 40 um die Längsachse 13 ein, bis jeweils die ersten Klauen 20,21 in überein- stimmende Lage zu den zweiten Lücken 43,44 und die zweiten Klauen 41,42 in übereinstimmen- de Lage zu den ersten Lücken 22,23 gekommen sind Ist diese Stellung erreicht, erfolgt eine Ver- schiebung des zweiten Kupplungsteils 40 mit der Stellhülse 34 auf dem zweiten Profilrohr 28 auf- grund der Feder 38 vom zweiten Kreuzgelenk 24 weg, bis die Kupplungsteile 19,40 sich in der ein- gerasteten Position befinden.