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Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein landwirtschaftliches Gerät mit mindestens zwei Geräteabschnitten, von denen der erste Geräteabschnitt eine erste Drehantriebsvorrichtung und der zweite Geräteabschnitt eine zweite Drehantriebsvorrichtung besitzt, die über eine Wellenanordnung mit der ersten Antriebsvorrichtung drehmässig verbunden ist, wobei der zweite Geräteabschnitt gegenüber dem ersten Geräteabschnitt von einer aktiven Stellung in eine inaktive Stellung um eine Schwenkachse schwenkbar ist.
In der DE 196 40 888 C1 ist ein landwirtschaftliches Gerät beschrieben, das einen ersten Geräteabschnitt und ein schwenkbares Seitenteil umfasst, welches in Arbeitsposition heruntergeklappt und in Transportposition hochgeklappt angeordnet ist. Dabei wird zum Antrieb der dem Seitenteil zugehörigen Werkzeuge eine aus zwei Wellenabschnitten gebildete Gelenkwelle vorgeschlagen, von denen ein Wellenabschnitt dem ersten Geräteabschnitt und der andere Wellenabschnitt dem Seitenteil des landwirtschaftlichen Gerätes zugeordnet ist. Eine Kupplung ermöglicht, dass die beiden Wellenabschnitte auf eine gemeinsame Längsachse ausgerichtet und miteinander drehfest verbunden werden können. Dabei sind zwei Kupplungsklauen des ersten Wellenabschnitts mit zwei Kupplungsklauen des zweiten Wellenabschnitts in Eingriff bringbar.
In dieser Position können die beiden den Wellenabschnitten zugehörigen profilierten Wellenrohre ineinander einfahren. Beim Hochklappen des Seitenteils ist keine Drehung der Gelenkwelle vorgesehen und die Wellenabschnitte müssen für das Hochklappen getrennt werden.
Die DE 44 45 634 C2 zeigt eine Freilaufkupplung zur antriebsmässigen Verbindung in Antrieben von oder für landwirtschaftliche Geräte für zwei Antriebsdrehrichtungen mit einem Innenring und einem Aussenring, sowie mit schwenkbaren Sperrklinken, die zur Drehmomentübertragungsposition hin durch Federn beaufschlagt werden. Dabei ist keine Drehung des Innenrings in eine definierte Position vorgesehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebsanordnung für ein landwirtschaftliches Gerät vorzuschlagen, bei der eine Trennung der die Antriebsverbindung darstellenden Bauteile und damit auch deren Zentrierung für das Wiedereinkuppeln beim Überführen des zweiten Geräteabschnittes von der Ruhestellung in die Betriebsstellung überflüssig ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Antriebsvorrichtung für ein landwirtschaftliches Gerät mindestens zwei Geräteabschnitte, nämlich einen ersten Geräteabschnitt und einen zweiten Geräteabschnitt aufweist, wobei der zweite Geräteabschnitt zum ersten Geräteabschnitt um eine Schwenkachse von einer Betriebsstellung in eine Ruhestellung schwenkbar ist, umfassend eine dem ersten Geräteabschnitt zuzuordnende erste Drehantriebsvorrichtung, eine dem zweiten Geräteabschnitt zuzuordnende zweite Drehantriebsvorrichtung, eine die erste Drehantriebsvorrichtung mit der zweiten Drehantriebsvorrichtung verbindende Wellenanordnung, die zumindest ein der ersten Drehantriebsvorrichtung zugeordnetes erstes Kreuzgelenk aufweist, das ein Zapfenkreuz mit zwei in zueinander senkrechten Zapfenachsen zentrierten Zapfenpaaren besitzt,
sowie eine kraftbetätigte Stellvorrichtung, mittels derer das der Wellenanordnung zugehörige und der ersten Drehantriebsvorrichtung zugeordnete erste Kreuzgelenk in eine Drehstellung überführbar ist, in der eine der Drehachsen eines der beiden Zapfenpaare des ersten Kreuzgelenkes drehrichtungsmässig einer Parallelen zur Schwenkachse zumindest angenähert ist.
Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, dass der zweite Geräteabschnitt relativ zum ersten Geräteabschnitt bis zu einem Schwenkwinkel von 110 um die Schwenkachse schwenkbar ist, ohne dass eine Trennung der Antriebsverbindung erforderlich ist, wobei ferner keine Gefahr der Zerstörung des Kreuzgelenks aufgrund einer ungünstigen Winkelposition der Zapfenachsen relativ zur Schwenkachse besteht.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Wellenanordnung, mittels der Stellvorrichtung in eine Drehstellung überführbar, in der zwischen einer Zapfenachse des ersten Kreuzgelenkes
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und einer durch den Schnittpunkt der beiden Zapfenachsen verlaufenden Parallelen zur Schwenkachse ein Drehwinkel aufgespannt wird, der maximal 15 beträgt. Dadurch wird sichergestellt, dass sich die Gelenkgabeln bei einer Schwenkbewegung des zweiten Geräteabschnitts relativ zum ersten Geräteabschnitt nicht berühren.
Eine bevorzugte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung eine Freilaufkupplung und einen Kraftantrieb umfasst.
Die Freilaufkupplung weist einen Innenring, der mit einem der Antriebsbauteile, nämlich mit der ersten Drehantriebsvorrichtung oder einer damit verbundenen Antriebsmittel, mit der zweiten Drehantriebsvorrichtung oder einer der damit verbundenen Antriebsmittel oder mit der Wellenanordnung, drehfest verbunden ist, und einen Aussenring, auf den der Kraftantrieb zur Drehverstellung einwirkt, auf, wobei der Innenring und der Aussenring auf einer Drehachse zentriert angeordnet sind.
Ferner umfasst eines der Kupplungsteile der Freilaufkupplung, nämlich der Innenring oder der Aussenring zumindest eine schwenkbar gelagerte und federbeaufschlagte Sperrklinke, welche in zumindest eine Ausnehmung des anderen Kupplungsteils in Eingriff bringbar ist. Bei Betrieb des landwirtschaftlichen Gerätes, d. h. bei einer Rotation der mit der Freilaufkupplung verbundenen Welle in Antriebsdrehrichtung, ist die Sperrklinke nicht im Eingriff und der mit der Welle verbundene Innenring der Freilaufkupplung dreht frei relativ zum Aussenring.
Bei abgeschaltetem Antrieb und damit stehender Wellenanordnung und einer gleichzeitigen Drehbewegung des Aussenteils mittels des Kraftantriebs in der Antriebsdrehrichtung verbindet die Sperrklinke den Innenring und den Aussenring der Freilaufkupplung, wenn eine Drehstellung erreicht wird, in der die Sperrklinke einrasten kann, so dass die Wellenanordnung in die gewünschte Position gedreht wird. Der Drehweg, den der Aussenring mittels des Kraftantriebs ausführen kann, ist so ausgelegt, dass stets die gewünschte Drehposition erreicht wird.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung besitzt die erste Drehantriebsvorrichtung oder die zweite Drehantriebsvorrichtung eine Welle, mit der der Innenring der Freilaufkupplung drehfest verbunden ist.
Vorzugsweise sind dem Innenring zwei Sperrklinken zugeordnet, die jeweils um 180 um die Drehachse der Welle versetzt angeordnet sind, und dem Aussenring sind vier Ausnehmungen zugeordnet, die jeweils um 90 um die Drehachse versetzt angeordnet sind.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist der Kraftantrieb als Hydraulikzylinder gestaltet, der einerseits mit dem Aussenring der Freilaufkupplung (und zwar versetzt zur zweiten Drehachse) und andererseits mit dem jeweiligen Geräteabschnitt verbunden ist. Der Hydraulikzylinder besitzt einen Kolben, der beim Herausfahren aus dem Zylinder eine Drehbewegung des Aussenrings gegenüber dem Innenring der Freilaufkupplung in der Betriebsdrehrichtung der mit dem Innenring verbundenen Welle bewirkt. Zweckmässigerweise ist für diese Funktion ein einfach wirkender Hydraulikzylinder verwendbar, der unter Federwirkung seine eingefahrene Stellung wieder einnimmt.
Schaltungsmässig kann der Hydraulikzylinder mit dem Schwenkantrieb des landwirtschaftlichen Gerätes verbunden werden, wobei zumindest das Antriebsbauteil des landwirtschaftlichen Gerätes, an dem die Freilaufkupplung angebracht ist, vor Betätigung des Hydraulikzylinders in Ruhe sein muss, damit die Wellenanordnung in die gewünschte Drehstellung gebracht werden kann. Während der Schwenkbewegung des zweiten Geräteabschnittes gegenüber dem ersten Geräteabschnitt kann die Wellenanordnung mit dem ersten Kreuzgelenk in eine Drehstellung gebracht werden, bei der eine der beiden Zapfenachsen des Zapfenkreuzes des ersten Kreuzgelenkes einer Parallelen zur Schwenkachse angenähert ist.
Dabei muss die Endposition der gewünschten Drehstellung der Zapfenachsen vorliegen, wenn der Winkel, welcher zwischen dem ersten Geräteabschnitt und dem zweiten Geräteabschnitt aufgespannt wird, maximal 60 beträgt.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, dass das Wesen und die Funktion der Erfindung näher beschreibt, ergibt sich aus den nachstehend beschriebenen Zeichnungen.
Es zeigt Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines landwirtschaftlichen Gerätes, Figur 2 ein Kreuzgelenk gemäss Figur 1 in einer Seitenansicht, Figur 3 das Hauptgetriebe des landwirtschaftlichen Gerätes gemäss Figur 1 in einer
Seitenansicht, Figur 4 eine Stellvorrichtung gemäss Figur 3 in einer Seitenansicht, Figur 5 eine Freilaufkupplung gemäss Figur 3 in einem Querschnitt bei Betrieb des landwirtschaftlichen Gerätes, Figur 6 einen Querschnitt entsprechend Figur 5, wobei die Freilaufkupplung in Übertra- gungsposition ist, und Figur 7 eine perspektivische Ansicht eines landwirtschaftlichen Gerätes mit seitlich angeordneter Stellvorrichtung.
Aus Figur 1 ist das landwirtschaftliche Gerät 1 ersichtlich, welches einen ersten Geräteabschnitt 2 und zwei zweite Geräteabschnitte 3, die mit diesem verbunden sind und spiegelsymmetrisch zu diesem angeordnet sind, umfasst. Dabei können die beiden zweiten Geräteabschnitte 3 jeweils relativ zum ersten Geräteabschnitt 2 um eine Schwenkache x von einer Betriebsstellung in eine Ruhestellung geschwenkt werden.
Der erste Geräteabschnitt 2 besitzt eine erste Drehantriebsvorrichtung 4 in Form eines Hauptgetriebes und die zweiten Geräteabschnitte 3 besitzen jeweils eine zweite Drehantriebsvorrichtung 5 in Form eines Untergetriebes. Die erste Drehantriebsvorrichtung 4 und die zweiten Drehantriebsvorrichtungen 5 sind jeweils mittels einer Wellenanordnung 6 in Form einer Kreuzgelenkwelle drehmässig miteinander verbunden. Dabei weist jede der beiden Wellenanordnungen 6 ein erstes Kreuzgelenk 7, welches der ersten Drehantriebsvorrichtung 4 des ersten Geräteabschnitts 2 zugeordnet ist, ein zweites Kreuzgelenk 8, welches der zweiten Drehantriebsvorrichtung 5 des entsprechenden zweiten Geräteabschnitts 3 zugeordnet ist, sowie eine die beiden Kreuzgelenke 7,8 verbindende Zwischenwelle 9 auf.
In Figur 2 ist ein entsprechendes erstes Kreuzgelenk 7 zu sehen, welches zwei in zueinander senkrechten und sich schneidenden Zapfenachsen y, z zentrierte Zapfenpaare 10,11 sowie zwei Gelenkgabeln 12,13 aufweist, die jeweils mit dem Zapfen eines der beiden Zapfenpaare 10, 11um die Zapfenachse y, z schwenkbar verbunden sind.
Aus Figur 3 ist die erste Drehantriebsvorrichtung 4 ersichtlich, welche mit dem ersten Geräteabschnitt 2 verbunden ist und welche die beiden zweiten Drehantriebsvorrichtungen 5 des zweiten Geräteabschnittes 3 über die Wellenanordnungen 6 in Form von Kreuzgelenkwellen kraftmässig antreibt. Die erste Drehantriebsvorrichtung 4 weist ein Gehäuse 14, eine aus diesem herausragende Antriebswelle 15, zwei seitlich angeordnete Abtriebswellen 16 mit einer ersten Drehachse u sowie eine weitere freilaufende Welle 17 mit einer zweiten Drehachse v, die drehmässig mit den beiden Abtriebswellen 16 verbunden ist, auf. Dabei ist die Antriebswelle 15 mit einer Gelenkwelle 18 drehmässig verbunden, die ihrerseits mit einer Zapfwelle eines Traktors verbindbar ist.
Die beiden seitlich angeordneten Abtriebswellen 16 sind drehfest mit den freien Gelenkgabeln 12 der der ersten Drehantriebsvorrichtung 4 zugeordneten Kreuzgelenke 7 verbunden. Die beiden Abtriebswellen 16 befinden sich in Phase zueinander, d. h. die beiden der ersten Drehantriebsvorrichtung 4 zugeordneten Kreuzgelenke 7 der beiden Wellenanordnungen 6 in Form von Kreuzgelenkwellen und somit auch die Zapfenachsen y, z befinden sich stets in der gleichen Drehposition zueinander. Die Abtriebswellen 16 und die Welle 17 werden von der Antriebswelle 15 angetrieben. Dabei besitzen die Welle 17 und die beiden Abtriebswellen 16 ein
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Übersetzungsverhältnis von 1:1. Diese Ausbildung bewirkt bei einer Drehung der Welle 17 um einen bestimmten Winkel eine entsprechende Drehung der Abtriebswellen 16 um genau denselben Winkel und eine Drehung der Antriebswelle 15.
Dabei entspricht eine der beiden Zapfenachsen y, z der Wellenanordnung 6 in Form einer Kreuzgelenkwelle in vier Drehpositionen der Abtriebswelle 16 einer Parallelen zur Schwenkachse x. Diese vier Drehpositionen sind gleichmässig über einen Kreisumfang verteilt, d. h. nach jeder Vierteldrehung ist eine der beiden Zapfenachsen y, z einer Parallelen zur Schwenkachse x zumindest angenähert. Denkbar ist auch ein Übersetzungsverhältnis zwischen den Abtriebswellen 16 und der Welle 17, welches dem Übersetzungsverhältnis von 1 :1 Dann müsste der Betrag der Drehbewegung der Welle 17 entsprechend angepasst sein, damit die Abtriebswellen 16 in die geforderte Drehposition gebracht werden können.
Die freilaufende Welle 17 ist mit einer Stellvorrichtung 19, die eine Freilaufkupplung 20 und einen Kraftantrieb 21 in Form eines Hydraulikzylinders umfasst, verbunden.
Aus Figur 4 ist die Stellvorrichtung 19 ersichtlich. Die Freilaufkupplung 20 wird mittels des Kraftantriebes 21 in Form eines Hydraulikzylinders geschaltet. Dieser ist einfach wirkend ausgebildet und auf einer Längsachse w zentriert angeordnet. Ferner besitzt der Kraftantrieb 21 einen Zylinder 22 mit einer Lasche 23 an seinem ersten Ende und einen Kolben, von dem nur die Kolbenstange 24 mit einem Gabelkopf 25 am zweiten Ende sichtbar ist. Der Gabelkopf 25 der Kolbenstange 24 ist mittels eines Bolzens 26 mit einem der Freilaufkupplung 20 zugeordneten Schwenkarm 27 schwenkbar verbunden, wobei die Längsachse w des Kraftantriebs 21 die Drehachse v der Welle 17 mit Abstand kreuzend angeordnet ist. Die Lasche 23 des Kraftantriebes 21 ist mit dem ersten Geräteabschnitt 2 schwenkbar verbunden.
Die Freilaufkupplung 20 ist anhand der Figuren 5 und 6 näher erläutert. Sie besitzt einen Innenring 28, einen Aussenring 29, mit welchem der Schwenkarm 27 fest verbunden ist, sowie zwei Sperrklinken 30, die mittels Federelementen 31 beaufschlagt werden. Es ist erkennbar, dass der Innenring 28 der Freilaufkupplung 20 auf der zweiten Drehachse v der Welle 17 zentriert angeordnet ist und eine Aufsteckbohrung 32 mit einem Vielkeilprofil aufweist, das dem Profil der Welle 17 entspricht. Dem Innenring 28 sind die zwei Sperrklinken 30 zugeordnet, die in zwei Ausnehmungen 33 in der Aussenfläche des Innenrings 28 aufgenommen sind.
Die Sperrklinken 30 sind um 180 um die Drehachse v der zweiten Abtriebswelle 17 versetzt angeordnet und weisen einen abgesetzten Bereich auf, in welchem das Federelement 31 in Form einer Blattfeder einliegt, die sich zwischen dem Grund der ersten Ausnehmung 33 und der Unterfläche der Sperrklinke 30 abstützt und diese radial nach aussen beaufschlagt. Ferner bildet eine der Seitenflächen 35 der Ausnehmung 33 eine Stützfläche, an welche sich die Sperrklinke 30 mit einer entsprechenden Stützfläche 34 im ausgeschwenkten Zustand abstützt. In Figur 5 befinden sich die Sperrklinken 30 in ihrer zurückgezogenen Position, d. h. sie befinden sich innerhalb der Aussenkontur des Innenrings 28. In dieser Position können die Sperrklinken 30 kein Drehmoment übertragen.
Die Welle 17 und die Abtriebswellen 16 sind in Betrieb und der Innenring 28 dreht sich relativ zum ruhenden Aussenring 29 der Freilaufkupplung 20.
Wenn die zwei zweiten Geräteabschnitte 3 hochgeschwenkt werden sollen, wird der Kraftantrieb 21 in Form eines Hydraulikzylinders bei ruhender Welle 17 aktiviert. Die Ausfahrbewegung des Kolbens 24 bewirkt eine Schwenkbewegung des Schwenkarms 27 der Freilaufkupplung 20 in der Betriebsdrehrichtung der freilaufenden Welle 17 um die zweite Drehachse v. Dabei ist der Kraftantrieb 21 in Form eines Hydraulikzylinders derart auszulegen, dass der zwischen eingefahrener Stellung und ausgefahrener Stellung zurücklegbare Weg des Kolbens eine Drehbewegung des Aussenrings 29 der Freilaufkupplung 20 um 90 bewirkt. Der Aussenring 29 dreht sich relativ zum Innenring 28 der Freilaufkupplung 20 bis die beiden Sperrklinken 30 in die erstmöglichen Stützausnehmungen 36 des Aussenrings 29 einrasten.
In Figur 6 befinden sich die Sperrklinken 30 in ihrer ausgeschwenkten Position und damit in Eingriff zu zwei von vier Stützausnehmungen 36 in der Innenfläche des Aussenrings 29. Die vier Stützausnehmungen 36 des Aussenrings 29 sind um jeweils 90 versetzt um die Drehachse v der zweiten Abtriebswelle 17
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angeordnet, so dass beide Sperrklinken 30 gleichzeitig in zwei gegenüberliegende Stützausnehmungen 36 eingreifen. Dadurch ist eine drehfeste Verbindung zwischen dem Innenring 28 und dem Aussenring 29 hergestellt und bei der weiteren Drehbewegung des Aussenrings 29 wird der Innenring 28 entsprechend mitgedreht, bis die Gesamtdrehung von 90 erreicht ist.
In der Endposition befindet sich die Welle 17 und somit auch die Abtriebswellen 16 in einer von vier Drehstellungen, bei der eine der beiden Zapfenachsen y, z der mit den ersten Abtriebswellen 16 verbundenen Wellenanordnung 6 in Form von Kreuzgelenkwellen einer Parallelen zur Schwenkachse x entspricht.
Der Rückzug des Kolbens erfolgt durch eine Feder. Dabei dreht sich der Aussenring 29 der Freilaufkupplung 20 wieder um 90 in der Betriebsdrehrichtung zurück, wohingegen der Innenring 28 in seiner Drehposition verharrt.
Schaltungsmässig ist der Kraftantrieb 21 in Form eines Hydraulikzylinders mit dem Schwenkantrieb des landwirtschaftlichen Gerätes 1 verbunden. Bevor der Kolben des Kraftantriebes 21 in Form eines Hydraulikzylinders ausgefahren werden kann, müssen die Antriebsbauteile der ersten Drehantriebsvorrichtung 4 in Ruhe sein. Die Ausfahrbewegung des Kolbens bewirkt dann eine Drehbewegung der Wellenanordnungen 6 in Form von Kreuzgelenkwellen in die geforderte Position.
Aus Figur 7 ist eine Variante der Erfindung ersichtlich. Dabei ist die Stellvorrichtung 19 dem schwenkbaren zweiten Geräteabschnitt 3 des landwirtschaftlichen Gerätes 1 zugeordnet. Die mit dem zweiten Geräteabschnitt 3 verbundene zweite Drehantriebsvorrichtung 5 besitzt eine freilaufende Welle 17, mit der der Innenring 28 der Freilaufkupplung 20 drehfest verbunden ist.
Der Aussenring 29 der Freilaufkupplung 20 ist mit dem Kraftantrieb 21 verbunden, der seinerseits mit dem zweiten Geräteabschnitt 3 verbunden ist. Die Funktionweise der Stellvorrichtung 19 ist identisch mit der bereits oben beschriebenen Funktionsweise, bei der die Stellvorrichtung 19 dem ersten Geräteabschnitt 2 bzw. der ersten Drehantriebsvorrichtung 4 zugeordnet ist.
Patentansprüche : 1. Antriebsvorrichtung für ein landwirtschaftliches Gerät (1), welches mindestens zwei Gerä- teabschnitte (2,3), nämlich einen ersten Geräteabschnitt (2) und einen zweiten Geräteab- schnitt (3) aufweist, wobei der zweite Geräteabschnitt (3) zum ersten Geräteabschnitt (2) um eine Schwenkachse (x) von einer Betriebsstellung in eine Ruhestellung schwenkbar ist, umfassend eine dem ersten Geräteabschnitt (2) zuzuordnende erste Drehantriebsvorrichtung (4), eine dem zweiten Geräteabschnitt (3) zuzuordnende zweite Drehantriebsvorrichtung (5), eine die erste Drehantriebsvorrichtung (4) mit der zweiten Drehantriebsvorrichtung (5) ver- bindende Wellenanordnung (6), die zumindest ein der ersten Drehantriebsvorrichtung (4) zugeordnetes erstes Kreuzgelenk (7) aufweist, das ein Zapfenkreuz mit zwei in zueinander senkrechten Zapfenachsen (y, z)
zentrierten Zapfenpaaren (10,11) besitzt, sowie eine kraftbetätigte Stellvorrichtung (19), mittels derer das der Wellenanordnung (6) zugehörige und der ersten Drehantriebsvorrichtung (4) zugeordnete erste Kreuzgelenk (7) in eine Drehstellung überführbar ist, in der eine der Zapfenachsen (y, z) des ersten Kreuz- gelenkes (7) drehrichtungsmässig einer Parallelen zur Schwenkachse (x) zumindest ange- nähert ist.