BE1023477B1

BE1023477B1 - Koppeling

Info

Publication number: BE1023477B1
Application number: BE2016/5121A
Authority: BE
Inventors: Xavier G.J.M Bonte; Ruben Gryson
Original assignee: Cnh Industrial Belgium Nv
Priority date: 2016-02-22
Filing date: 2016-02-22
Publication date: 2017-04-04
Also published as: US10578165B2; EP3228166B1; EP3228166A1; US20170241484A1

Abstract

Industrieel werkvoertuig dat een frame bevat en een eerste as (1) die draaibaar verbonden is met het frame door middel van een eerste en een tweede lagersteun (3, 4), waarbij het werkvoertuig verder een tweede as (2) bevat die draaibaar gepositioneerd is in lijn met de eerste as (1) en verbonden met de eerste as door middel van een koppeling (6), en de tweede as (2) verder verbonden is met het frame door middel van een derde lagersteun (5), waarbij de koppeling (6) een eerste verbinding (28) en een tweede verbinding (29) bevat, waarbij de eerste verbinding (28) de eerste as (1) verbindt met de tweede as (2) door middel van een vierde lager (28) dat geschikt is om een radiale belasting (F2) te ondersteunen en om een axiale rotatie mogelijk te maken en een hoeksgewijze foutieve uitlijning van één as ten opzichte van de andere as op te nemen waarbij de tweede verbinding (29) de eerste as (1) verbindt met de tweede as (2) door middel van flenselementen (27, 18) die onderling verbonden zijn door middel van een tussenliggend element (29) dat geschikt is om een koppel over te brengen en om een foutieve uitlijning van één as ten opzichte van de andere as op te nemen.

Description

Koppeling

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

Deze uitvinding heeft betrekking op een industrieel werkvoertuig dat een frame bevat en een eerste as die draaibaar verbonden is met het frame door middel van een eerste en een tweede lagersteun, waarbij het werkvoertuig verder een tweede as bevat die draaibaar gepositioneerd en uitgelijnd is met de eerste as, en verbonden met de eerste as door middel van een koppeling, en waarbij de tweede as verder verbonden is met het frame door middel van een derde lagersteun.

Zulke combinatie van assen wordt dikwijls gebruikt in industriële werkvoertuigen om twee bewegingen te synchroniseren. Een eerste beweging houdt rechtstreeks verband met de eerste as en een tweede beweging houdt rechtstreeks verband met de tweede as. Daarbij wordt één van de twee assen gewoonlijk aangedreven en is de andere van de twee assen verbonden met één van de assen zodat omwenteling van één as overgebracht kan worden op de andere as. Door een koppeling tussen deze assen te verschaffen, kan een mechanisme ter beveiliging tegen overbelasting samen met een vrijloopmechanisme toegepast worden tussen de assen om te zorgen voor een juiste werking en om de operationele elementen van het voertuig te beveiligen.

Een nadeel van zulke opstelling is dat elke statische of dynamische foutieve uitlijning tussen de eerste as en de tweede as een aanzienlijke slijtage van de koppeling en de assen veroorzaakt. Meer bepaald, wanneer hoge koppels van de eerste as op de tweede as worden overgebracht of vice versa, zoals gebruikelijk is bij industriële werkvoertuigen, kan de slijtage de levensduur van de koppeling aanzienlijk beperken. Zelfs wanneer de koppeling gekozen wordt om opgewassen te zijn tegen zulke foutieve uitlijningen, veroorzaken deze foutieve uitlijningen nog altijd wringingskrachten op de as in radiale richtingen. Spieverbindingen, die gewoonlijk gebruikt worden om de assen met de koppeling te verbinden, kunnen zulke radiale krachten niet weerstaan en hebben de neiging af te slijten. Wanneer de tanden van de spieverbinding afgesleten zijn, moet de volledige as vervangen worden, wat omslachtig, tijdrovend en duur is.

Het is een doelstelling van deze uitvinding om een oplossing te verschaffen voor één of meerdere van de bovenvermelde nadelen.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

Daartoe verschaft de uitvinding een industrieel werkvoertuig dat een frame bevat en een eerste as die draaibaar verbonden is met het frame door middel van een eerste en een tweede lagersteun, waarbij het werkvoertuig verder een tweede as bevat die draaibaar gepositioneerd is in lijn met de eerste as en verbonden is met de eerste as door middel van een koppeling en een tweede as die verder verbonden is met het frame door middel van een derde lagersteun, waarbij de koppeling een eerste verbinding en een tweede verbinding bevat, waarbij de eerste verbinding de eerste as verbindt met de tweede as door middel van een vierde lager dat geschikt is om een radiale belasting te ondersteunen en om een axiale omwenteling mogelijk te maken en een foutieve hoekuitlijning van één as ten opzichte van de andere as op te kunnen nemen, waarbij de andere verbinding de eerste as verbindt met de tweede as door middel van flenselementen die onderling verbonden zijn door middel van een tussenliggend element dat geschikt is om een koppel over te brengen en om een foutieve uitlijning van één as ten opzichte van de andere as op te kunnen nemen.

In deze uitvinding bevat de koppeling een eerste verbinding en een tweede verbinding. Deze voorziening is gebaseerd op het inzicht dat een koppeling die een foutieve uitlijning op kan nemen, gewoonlijk erg slecht is in het ondersteunen van een radiale belasting. Bovendien zijn koppelingen die een hoog koppel over moeten brengen traditioneel erg slecht in staat om een foutieve uitlijning op te nemen. Wanneer zulke koppeling geschikt is om een foutieve uitlijning op te nemen en in staat is om een radiale belasting te ondersteunen, veroorzaakt de foutieve uitlijning een radiaal koppel op de assen op, wat leidt tot slijtage van de tanden van de verbinding. Daarbij wordt radiaal koppel gedefinieerd als een koppel dat uitgeoefend wordt rond een as die een hoek maakt ten opzichte van de rotatieas van de as. De koppeling volgens de uitvinding lost dit probleem op door een dubbele verbinding te verschaffen. De eerste verbinding wordt gevormd door het vierde lager dat geschikt is om de radiale belasting te ondersteunen, zodat de tweede verbinding vrij is van radiale belastingen. Dit maakt het mogelijk om de tweede verbinding geschikt te maken om een koppel over te brengen en om een foutieve uitlijning op te nemen zonder een radiaal koppel op de assen te veroorzaken. Doordat de foutieve uitlijning wordt opgenomen zowel door de eerste als door de tweede verbinding, zonder een significant radiaal koppel op de assen te veroorzaken, kan de koppeling haar werk doen, en een radiale belasting ondersteunen en een hoog koppel overbrengen zonder de assen te beschadigen.

Bij voorkeur is het vierde lager een bollager. Van bollagers is bekend dat ze radiale belastingen ondersteunen en dat ze axiale rotatie mogelijk maken en een foutieve hoekuitlijning van één as ten opzichte van de andere as kunnen opnemen. Het is bekend dat bollagers bij het axiaal draaien en het opnemen van foutieve hoekuitlijning geen radiale belastingen veroorzaken. Zodoende is een bollager optimaal voor het vormen van de eerste verbinding.

Bij voorkeur is minstens één van de flenselementen door middel van een vrijloopmechanisme met één van de eerste en de tweede assen verbonden. Het vrijloopmechanisme stelt één van de assen in staat om verder te draaien nadat de andere as is gestopt. Dit verbetert de werkvoorwaarden wanneer met het voertuig achteruit gereden wordt en één van de assen ten minste gedeeltelijk de grond raakt, terwijl de andere van de twee assen geen vergelijkbare belasting opneemt.

Bij voorkeur bevatten de flenselementen ten minste een eerste flenselement dat verbonden is met de eerste as en een tweede flenselement dat verbonden is met de tweede as, waarbij het eerste flenselement en het tweede flenselement elk een zich radiaal uitstrekkend oppervlak bevatten en de flenzen zo gepositioneerd zijn dat de oppervlakken naar elkaar toe gericht zijn. Wanneer flenselementen uitgerust zijn met zich radiaal uitstrekkende oppervlakken die naar elkaar toe gericht zijn, kan een tussenliggend element gemakkelijk aangebracht en ontworpen worden om de flenzen onderling te verbinden om in staat te zijn een koppel van de ene as op de andere over te brengen en er een bollager in onder te brengen.

Bij voorkeur bevat het tussenliggende element minstens één veerplaat. Van veerplaten is bekend dat ze een elastische vervorming mogelijk maken door het buigen van de platen zonder beduidende weerstand, ten minste wanneer ze binnen bepaalde grenzen vervormen. Meerdere veerplaten kunnen naast elkaar of bovenop elkaar gepositioneerd worden om de flenselementen onderling te verbinden.

Bij voorkeur is de minstens één veerplaat op meerdere lokaties langs een cirkel met het eerste flenselement verbonden met de eerste as als middelpunt, en is met het tweede flenselement verbonden in meerdere overeenkomstige lokaties langs een overeenkomstige cirkel, met de tweede as als middelpunt, waarbij de lokaties over een hoek verschoven zijn ten opzichte van de overeenkomstige lokaties. Als gevolg van de hoekverplaatsing liggen de lokaties niet in lijn met de overeenkomstige lokaties. Doordat de lokaties niet in lijn liggen met de overeenkomstige lokaties, worden de afstanden tussen lokaties en overeenkomstige lokaties overbrugd door de veerplaat in richtingen die in wezen loodrecht staan op de zich radiaal uitstrekkende oppervlakken van de flenzen. Dit stelt de veerplaten in staat te buigen tussen lokaties en overeenkomstige lokaties waarbij ze een foutieve uitlijning aankunnen zonder een beduidend radiaal koppel op de assen te veroorzaken.

Bij voorkeur bevat de minstens één veerplaat een veerplaat voor elk van de meerdere lokaties om een afstand te overbruggen als resultaat van de hoekverplaatsing tussen elke lokatie en elke overeenkomstige lokatie, waarbij elke veerplaat zich recht uitstrekt tussen een lokatie en een overeenkomstige lokatie. Doordat de veerplaten zich recht uitstrekken tussen de lokatie en de overeenkomstige lokatie, is de plaat geoptimaliseerd om een kracht over te brengen die het gevolg is van een beweging van de ene lokatie ten opzichte van de andere lokatie. Het verschaffen van meerdere veerplaten voor het verbinden van elk van de meerdere lokaties met elk van de overeenkomstige lokaties is alleen mogelijk doordat de radiale belasting opgenomen wordt door het vierde lager. In situaties waarbij geen dubbele verbinding wordt verschaft, moet de veerplaat, volgens de stand van de techniek, een extra functie hebben. om de lokaties in een voorafbepaalde relatieve positie ten opzichte van de overeenkomstige lokaties te houden. Daarom was het niet mogelijk om afzonderlijke veerplaten aan te brengen tussen de lokaties en de overeenkomstige lokaties, aangezien in zulke situatie de afzonderlijke veerplaten geen radiale belasting op kunnen nemen. In de opstelling volgens de uitvinding is dit wel mogelijk doordat de radiale belasting ondersteund wordt door het vierde lager zodat het midden van de eerste as uitgelijnd wordt gehouden met het midden van de tweede as en de veerplaten alleen dienen om een voorafbepaalde hoekpositie van het eerste flenselement ten opzichte van het tweede flenselement in stand te houden.

Bij voorkeur hebben de cirkel en de overeenkomstige cirkel een straal die kleiner is dan de afstand tussen de lokaties. De veerplaten overbruggen de afstand, en hoe groter de afstand, hoe efficiënter de foutieve uitlijning opgenomen kan worden wegens de lengte van de veerplaten, aangezien de lengte waarover ze kunnen buigen in reactie op een foutieve uitlijning, toeneemt. Daarom kan door de afstand groter te maken dan de straal *** and the circle -> of the circle *** van de cirkel waarop de lokatie en overeenkomstige lokaties aangebracht zijn, een foutieve uitlijning maximaal opgenomen worden met een minimum radiaal koppel op de assen terwijl het axiale koppel optimaal overgebracht kan worden.

Bij voorkeur zijn het vrijloopmechanisme en de veerplaten zo naar elkaar gericht dat het axiale koppel overgebracht kan worden in een enkele draairichting door een trekkracht uit te oefenen op de veerplaten. Het vrijloopmechanisme heeft als een rechtstreeks gevolg dat een koppel slechts in een enkele draairichting door de koppeling overgebracht kan worden. De veerplaten zijn dan ook op zulke wijze tussen de lokaties en overeenkomstige lokaties aangebracht dat, wanneer een koppel overgebracht wordt in de enkele draairichting, een trekbelasting aangebracht wordt op de veerplaten. Veerplaten zijn gewoonlijk geoptimaliseerd om een kracht over te brengen door het toepassen van een trekspanning.

De veerplaten zijn in wezen symmetrisch gepositioneerd, bij voorkeur lijn- of vlaksymmetrisch, zodat het koppel op een uitgebalanceerde manier door de veerplaten wordt overgedragen. Daarbij wordt het ontstaan van ongewenste neveneffecten, zoals radiale belastingen, vermeden.

Bij voorkeur bevat minstens één van de flenselementen een mechanisme ter beveiliging tegen overbelasting. Door middel van het mechanisme ter beveiliging tegen overbelasting worden de koppeling, de assen en de mechanismen die door de assen worden aangedreven tegen overbelasting beveiligd.

Bij voorkeur is het industrieel werkvoertuig een landbouwvoertuig. Verder is het frame bij voorkeur een opraperframe, en is bij voorkeur de eerste as een aandrijfas van de opraper en is de tweede as een aandrijfas van een pakker. De uitvinding heeft als doel significante slijtageproblemen van pick-up aandrijfassen van de opraper en de aandrijfassen van de pakker op te lossen De aandrijfas van de pick-up opraper is verbonden met de aandrijfas van de pakker zoals hierboven beschreven door middel van een koppeling. Eender welke foutieve uitlijning van één as ten opzichte van de andere as veroorzaakt, in een opstelling volgens de stand van de techniek, een significante slijtage van de spievertanding die op de assen is aangebracht zodat de assen een kortere levensduur hebben. Dit probleem werd opgelost door een as toe te passen zoals hierboven werd beschreven.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

Sommige uitvoeringsvormen van toestellen en/of werkwijzen in overeenstemming met uitvoeringsvormen van deze uitvinding worden nu beschreven, bij wijze van voorbeeld, en met verwijzing naar de bijbehorende tekeningen, waarin:

Figuur 1 een opstelling illustreert van een eerste as en een tweede as volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding;

Figuur 2 een koppeling illustreert volgens de stand van de techniek;

Figuur 3 een koppeling illustreert volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding

Figuur 4 de veerplaten illustreert van de uitvoeringsvorm van Figuur 3;

Figuur 5 een koppeling illustreert volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding;

Figuur 6 de veerplaat illustreert van de uitvoeringsvorm van Figuur; en

Figuur 7 een koppeling illustreert volgens een derde uitvoeringsvorm van de uitvinding.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

Industriële werkvoertuigen, zoals landbouwvoertuigen en voertuigen voor landschapsaanleg, bevatten gewoonlijk elementen voor mechanische verwerking die specifiek zijn voor het voertuig. Heel dikwijls worden zulke verwerkingselementen aangedreven door middel van tandwielkasten en mechanische transmissiesystemen, waarbij een beperkt aantal vermogenbronnen zoals hydraulische motoren en/of interneverbrandingsmotoren meerdere verwerkingselementen aandrijven. Deze verwerkingselementen zijn onderling met elkaar verbonden, door middel van assen, koppelingen en tandwielen om de verwerkingselementen te synchroniseren en de verwerkingselementen in staat te stellen aangedreven te worden door het beperkte aantal vermogenbronnen.

Figuur 1 toont schematisch een opraapsysteem voor een landbouwvoertuig. Zulk opraapsysteem bevat meerdere verwerkingselementen die elk verbonden zijn met hun respectieve as. Figuur 1 toont een aandrijfas 1 van een pakker, die uit meerdere segmenten 1a, 1b en 1c bestaat; die samen de aandrijfas 1 vormen, en een aandrijfas 2 voor de opraper. De aandrijfas 1 van de pakker bevat meerdere pakkerelementen 17 of pakkertanden. De pakkerelementen 17 worden aangedreven door een beweging te veroorzaken door middel van het draaien van de aandrijfas 1 van de pakker. De aandrijfas van de pakker is draaibaar verbonden met een frame (niet weergegeven) door middel van een eerste steunlager 3 en een tweede steunlager 4. Deze steunlagers 3 en 4 bepalen de positie van de aandrijfas van de pakker ten opzichte van het frame. De aandrijfas 2 van de opraper is verbonden met het frame door middel van een derde steunlager 5. De aandrijfas 2 van de opraper is in lijn met de aandrijfas 1 van de pakker aangebracht en is verbonden met aandrijfas 1 van de pakker door middel van een koppeling 6. Doordat de koppeling 6 verbonden is met de aandrijfas 1 van de pakker, die een vaste positie heeft ten opzichte van het frame, is de aandrijfas 2 van de opraper ook geplaatst in een vaste positie ten opzichte van het frame door middel van het derde steunlager 5 en de koppeling 6.

Het frame (niet weergegeven) kan integraal gevormd zijn met een frame van het landbouwvoertuig, zodat de lagers 3, 4 en 5 de eerste en de tweede as 1 en 2 rechtstreeks aan het landbouwvoertuig koppelen. Als alternatief kan het frame opgehangen worden aan het landbouwvoertuig en daarbij een subframe vormen, bijvoorbeeld in de weergegeven uitvoeringsvorm waarin de lagers 3, 4 en 5 verbonden zijn met een opraperframe. In deze uitvoeringsvorm is het opraperframe verbonden met het landbouwvoertuig door middel van andere lagers 16, waarbij het frame van het landbouwvoertuig schematisch geïllustreerd is met lijn 15.

In de opstelling van Figuur 1 wordt de aandrijfas 1 van de pakker aangedreven door middel van een tandwiel 7 dat verbonden is met de aandrijfas 1 van de pakker. Het tandwiel 7 is verbonden met een vermogenbron 8 door middel van een volgend tandwiel 9 van de vermogenbron 8, en het tandwiel 7 en het volgende tandwiel 9 zijn verbonden door middel van een ketting of riem 10. De vermogenbron 8 kan gevormd worden door een tandwielkast die verbonden is met de motor van het landbouwvoertuig. Als alternatief is de vermogenbron 8 verbonden met een hydraulische motor.

De aandrijfas 2 van de opraper is verbonden met een aandrijfelement 12 van de opraper door middel van een tandwiel 11 en een volgend tandwiel 13 dat overbrugd wordt door een ketting of riem 14. Door middel van zulke opstelling is de aandrijfas 2 van de opraper in staat om aandrijfelementen van de opraper te bedienen. Wegens de mechanische koppeling tussen de aandrijfas 1 van de pakker en de aandrijfas 2 van de opraper, bewegen de pakkerelementen 17 en de elementen 12 van de opraperaandrijving automatisch op een voorafbepaalde gesynchroniseerde manier. Daarbij is de synchronisatie verzekerd door middel van de mechanische verbinding of de mechanische transmissie.

De koppeling 6, die de aandrijfas 1 van de pakker en de aandrijfas 2 van de opraper verbindt, is zo aangebracht dat een koppel overgedragen kan worden van de aandrijfas 1 van de pakker naar de aandrijfas 2 van de opraper. Bovendien bevat de koppeling 6 bij voorkeur een mechanisme ter beveiliging tegen overbelasting. Optioneel bevat de koppeling 6 een vrijwielmechanisme zodat een koppel slechts in één draairichting kan worden overgebracht. Zulk mechanisme ter beveiliging tegen overbelasting en optioneel vrijwielmechanisme verzekeren de juiste werking van de pakkerelementen en elementen van de opraperaandrijving in extreme werkvoorwaarden. Een koppeling 6 is verbonden met de aandrijfas 1 van de pakker, bijvoorbeeld door middel van een spieasverbinding 19 en is verbonden met de aandrijfas van de opraper bijvoorbeeld door middel van een flens 18. Een koppeling 6' volgens de stand van de techniek is geïllustreerd in Figuur 2.

Hoewel Figuur 1 de specifieke situatie van een opraper voor gebruik in de landbouw toont, zal het duidelijk zijn dat dergelijke opstellingen gebruikt kunnen worden in andere types industriële werkvoertuigen en voor andere verwerkingsdoeleinden. Om die reden zal de vakman inzien dat de beschrijving van Figuur 1 toepasselijk is op eender welke situatie waarin een eerste as 1 in lijn met een tweede as 2 aangebracht is, waarbij de eerste as draaibaar verbonden is met het frame door middel van een eerste lager en een tweede lagersteun en de tweede as verbonden is met het frame door middel van een derde lagersteun en gekoppeld is met de eerste as 1 door middel van een koppeling 6. Zodoende zal de beschrijving van Figuur 1 breder toepasbaar zijn dan op opstellingen en koppelingen die een aandrijfas 2 van een opraper met een aandrijfas 1 van een pakker verbinden.

Figuur 2 toont de eerste as 1 en de tweede as 2, die onderling verbonden zijn door middel van een koppeling 6' zoals bekend volgens de stand van de techniek. Deze koppeling 6' bevat een verbindingsdeel met spievertanding 21 voor het monteren van de koppeling 6' op de eerste as 1 door middel van een spieverbinding 19. Referentienummer 20 illustreert de tanden van de spieverbinding 19. Deze tanden zijn op een complementaire manier aan de binnenkant van het verbindingsdeel met spievertanding 21 en aan de buitenkant van de eerste as 1 aangebracht.

Het verbindingsdeel met spievertanding 21 is verder verbonden met een tussenliggende koppelingsconnector 22. Bij voorkeur is een vrijwielmechanisme 23 aangebracht tussen het verbindingsdeel met spievertanding 21 en de tussenliggende koppelingsconnector 22 zodat het verbindingsdeel met spievertanding 21 in één enkele draairichting vrij kan draaien binnen de tussenliggende koppelingsconnector. Zulke vrijwielmechanismen zijn bekend volgens de stand van de techniek en zijn zodoende niet meer in detail beschreven.

De tussenliggende koppelingsconnector 22 bevat een overbelastingsschijf 24 die geklemd zit tussen meerdere aantal elementen van het huis van de overbelastingsbeveiliging 25 zodat er een voorafbepaalde wrijving aanwezig is tussen de overbelastingsschijf 24 en de elementen van het elementen van het huis van de overbelastingsbeveiliging 25. Wegens deze voorafbepaalde wrijving wordt de koppeling 6' tegen overbelasting beschermd. De voorafbepaalde wrijving komt overeen met een maximumkoppel dat overgebracht kan worden door middel van de koppeling 6'. Wanneer het maximumkoppel wordt overschreden, zal de overbelastingsschijf 24 tussen en ten opzichte van de overbelastingselementen in het huis 25 zo draaien dat de rechtstreekse mechanische transmissie wordt onderbroken.

De wrijving tussen de overbelastingsschijf 24 en de elementen 25 in het elementen van het huis van de overbelastingsbeveiliging, die de hoogte bepaalt van het maximumkoppel dat overgebracht kan worden door de koppeling 6', is aanpasbaar door middel van spanbouten 26. Deze spanbouten verbinden verder de elementen 25 van het elementen van het huis van de overbelastingsbeveiliging met het koppelingshuis 27. Het koppelingshuis 27 vormt, ten minste wanneer de koppeling 6' aangebracht is op de eerste as 1 zoals hierboven beschreven, een flenselement voor de eerste as 1. Dit flenselement wordt in deze beschrijving ook eerste flenselement genoemd. In de koppeling 6' volgens de stand van de techniek is het koppelingshuis 27 rechtstreeks verbonden met de flens 18 van de tweede as 2.

Het gebruik van zulke koppeling 6' volgens de stand van de techniek zoals getoond in Figuur 2 in een opstelling zoals getoond in Figuur 1, is suboptimaal in een werkelijke situatie. In theorie kunnen de eerste as 1 en de tweede as 2 perfect in lijn met elkaar georiënteerd zijn. In een werkelijke situatie echter kan zulke perfecte uitlijning niet gerealiseerd worden. In een werkelijke situatie is er gewoonlijk een statische en een dynamische foutieve uitlijning, met verschillende mogelijke oorzaken, en kan de statische en/of dynamische foutieve uitlijning in de loop van de tijd veranderen. Slechte uitlijning kan het resultaat zijn van bijvoorbeeld niet-perfecte positionering van het eerste lager 3, het tweede steunlager 4 en/of het derde steunlager, doordat de eerste as 1 en/of de tweede as 2 niet perfect recht zijn, doordat de eerste as 1 en/of de tweede as 2 niet perfect stijf zijn en er zijn nog vele andere oorzaken mogelijk.

Een verder effect dat zich voordoet wanneer een opstelling zoals geïllustreerd in Figuur 1 wordt gebruikt, zal uitgelegd worden met verwijzing naar Figuur 2. De tweede as 2 is verbonden met de overeenkomstige operationele elementen door middel van tandwiel 11. Verbinding van het tandwiel 11 met de overeenkomstige elementen veroorzaakt een kracht F1 op de as 2. De tweede as 2 zal zich gedragen als een hefboom met een scharnierpunt op het derde steunlager 5, zodat een kracht F2 op de koppeling 6' wordt overgebracht en een radiale belasting vormt op de koppeling 6. Deze kracht F2 moet ondersteund worden door de koppeling 6' tijdens de werking. De koppeling 6' moet zodoende niet alleen in staat zijn om een koppel over te brengen van de eerste as 1 op de tweede as, maar moet ook in staat zijn de radiale belasting of kracht F2 te dragen.

Een foutieve uitlijning zal verder resulteren in bewegingen van de eerste as 1 ten opzichte van de tweede as 2 in een draairichting die in Figuur 2 geïllustreerd is met pijl M. Deze draairichting staat ten minste gedeeltelijk loodrecht op de rotatieas van de as 1. De koppeling 6', zoals getoond in Figuur 2, is geschikt om de kracht F2 te ondersteunen. Deze koppeling 6' is echter niet geschikt om een foutieve uitlijning op te nemen, meer bepaald niet aan de beweging M die volgt uit de foutieve uitlijning. Zodoende zal eender welke beweging van de koppeling als gevolg van een foutieve uitlijning een radiaal koppel veroorzaken in dezelfde richting als de beweging M. Radiaal koppel is gedefinieerd als een koppel dat ten minste gedeeltelijk, bij voorkeur ten minste meer dan 50 procent, opgewekt wordt rond een as die loodrecht staat op de rotatieas van de eerste as 1. Axiaal koppel is gedefinieerd als een koppel rond de rotatieas van de eerste as 1. De radiale koppels M zullen de slijtage van de koppeling 6' en de koppelende verbinding met de eerste as 1 en de tweede as sterk doen toenemen. Daarbij hebben proeven uitgewezen dat de spieverbinding de meeste weerslag zal hebben op de slijtage. In de loop van de tijd zullen de tanden 20 van de eerste as 1 afslijten, zodat de volledige as 1 moet worden vervangen.

Figuur 3 toont een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van de koppeling 6 volgens de uitvinding. De koppeling 6 verbindt de eerste as 1 rechtstreeks met de tweede as. In de uitvoeringsvorm van Figuur 3, bevat de koppeling 6 een eerste verbinding 28 die verwezenlijkt is in het centrale deel van de koppeling 6 en een tweede verbinding 29 die verwezenlijkt is aan de omtrek van de koppeling 6. De eerste verbinding wordt gevormd door een vierde lager 28, dat bij voorkeur een bollager is. Het lager 28 is zo gekozen dat een axiale omwenteling van de eerste as 1 ten opzichte van de tweede as 2 verwezenlijkt wordt en dat een beperkte radiale omwenteling resulterend uit een foutieve uitlijning tussen de eerste as 1 en de tweede as 2 ook door het lager 28 kan worden opgenomen. Bovendien is het lager 28 gekozen om in staat te zijn een radiale belasting te ondersteunen. Daarbij ondersteunt het lager 28 de kracht F2 die veroorzaakt wordt op de koppeling 6 tijdens de werking. Doordat de kracht F2 ondersteund wordt door het vierde lager 28, worden de resterende onderdelen van de koppeling 6 van zulke radiale belasting ontlast. Dit maakt stelt het tweede deel van de verbinding, dat verwezenlijkt wordt aan de omtrek van de koppeling 6, in staat om geschikt te zijn om een axiaal koppel over te brengen en tegelijk een foutieve uitlijning mogelijk te maken en een radiale belasting op te nemen, aangezien deze radiale belasting ondersteund wordt door de eerste verbinding.

In de uitvoeringsvorm van Figuur 3 bevat de koppeling 6 een verbindingsdeel met spievertanding 21 dat verbonden is met de eerste as 1 door middel van een spieverbinding 19. De koppeling bevat ook een tussenliggende koppelingsconnector 22 die verbonden is met het verbindingsdeel met spievertanding 21 door middel van een vrijwielmechanisme 23. De tussenliggende koppelingsconnector bevat een overbelastingsschijf 24 die geklemd zit tussen meerdere elementen van het elementen van het huis van de overbelastingsbeveiliging 25 om een beveiliging tegen overbelasting in de koppeling te verwezenlijken. De elementen in het elementen van het huis van de overbelastingsbeveiliging zijn verbonden met elkaar en met het koppelingshuis 27 door middel van spanbouten 26. In tegenstelling tot de koppeling van Figuur 2, is het koppelingshuis 27 niet rechtstreeks gekoppeld aan de flens van de tweede as 2, maar onrechtstreeks verbonden met deze flens 18 door middel van veerplaten 29.

De veerplaten strekken zich in wezen loodrecht uit ten opzichte van de rotatieas van de eerste as 1. Deze veerplaten 29 zijn aangebracht tussen het koppelingshuis 27 dat een eerste flenselement 27 vormt dat een bestanddeel is van de eerste as 1, en de flens 18 die een tweede flenselement 18 vormt dat een bestanddeel is van de tweede as 2. Het eerste flenselement 27 en het tweede flenselement 18 bevatten een in wezen identiek patroon van lokaties voor het verbinden van de veerplaten 29. Daarbij kan elke lokatie van de lokaties op het eerste flenselement 27 een overeenkomstige lokatie op het tweede flenselement 18 hebben. In Figuren 3 en 4 zijn de lokaties en de verbinding met de veerplaten 29 op.het eerste flenselement 27 aangegeven met nummer 31 en zijn de overeenkomstige lokaties en overeenkomstige verbindingen met de veerplaten op het tweede flenselement 18 aangegeven met nummer 30.

Figuur 4 toont een dwarsdoorsnede en illustreert hoe de veerplaten 29, waarvan drie veerplaten 29a, 29b en 29c weergegeven zijn in Figuur 4, het eerste flenselement 27 en het tweede flenselement onderling verbinden. Daarbij illustreert Figuur 4 de hoekverplaatsing 35 rond de rotatieas van de eerste as 1 van het patroon van de lokaties 31 ten opzichte van het patroon van de overeenkomstige lokaties 30. Deze hoekverplaatsing 35 resulteert in een afstand 36 tussen elke lokatie van de lokaties 31 en de overeenkomstige lokaties 30. Daarbij zijn de veerplaten 29 zo aangebracht dat ze de afstand 36 overbruggen. De veerplaten zijn gemaakt van een materiaal dat, binnen voorafbepaalde grenzen, het buigen van de plaat 29 door elastische vervorming mogelijk maakt. Deze eigenschap van de veerplaten 29, in combinatie met afstand 36, maakt het mogelijk de axiale afstand tussen elke lokatie van de lokaties 31 en de overeenkomstige lokaties 30 binnen voorafbepaalde grenzen te variëren. Deze variatie kan namelijk opgenomen worden door de veerplaten 29 door middel van de elastische vervorming ervan. Wanneer de axiale afstand tussen een lokatie en een overeenkomstige lokatie minimaal is, kan de plaat 29 zich in wezen vlak tussen deze lokaties uitstrekken. Wanneer de axiale afstand toeneemt, zal de veerplaat buigen om de vorm van een S-kromme aan te nemen, en daarbij de axiale afstand tussen de lokatie 31 en de overeenkomstige lokatie 30 overbruggen Zulke S-vormige kromme heeft een verwaarloosbare invloed op de afstand 36 die in de radiale richting door de platen 29 overbrugd wordt.

Het zal duidelijk zijn uit Figuur 4 dat deze platen 29 niet in staat zijn een radiale belasting op te nemen. In de koppeling 6 wordt de radiale belasting echter ondersteund door het vierde lager 28. Om de verbinding van de veerplaten 29 met de eerste en de tweede flenselementen 27, 18 te vergemakkelijken, kunnen de flenselementen zo gevormd worden dat ze ruimte verschaffen voor verbindingselementen zoals geïllustreerd in Figuur 4 door de vorm van het tweede flenselement 18. Als alternatief kunnen uitsparingen 34 aangebracht worden in de flenselementen zoals geïllustreerd met verwijzing naar 34 in Figuren 3 en 4.

De geassembleerde koppeling volgens de eerste uitvoeringsvorm, zoals getoond in Figuur 3, bevat een eerste deel 33 aan een uiteinde van de eerste as 1, en bevat een tweede deel 32 aan een uiteinde van de tweede as 2. Een axiaal koppel kan overgebracht worden van het eerste deel 33 op het tweede deel 32 door middel van de veerplaten 29. Een radiale belasting F2 kan ondersteund worden door het vierde lager 28. Bewegingen M die resulteren uit een foutieve uitlijning tussen de eerste as 1 en de tweede as 2 kunnen opgenomen worden door zowel het vierde lager 28 dat bij voorkeur een bollager is, en door de veerplaten 29 zoals hierboven werd beschreven. Het gevolg daarvan is dat in de koppeling 6 bewegingen ten gevolge van een foutieve uitlijning mogelijk zijn met een minimale weerstand zodat er geen significante radiale koppelkrachten ontstaan. Dit doet de slijtage van de spieverbinding 19 aanzienlijk dalen.

Figuren 5 en 6 geven een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding weer, waarin het segment van de koppeling tussen het eerste flenselement 27 en de eerste as 1 in wezen identiek is aan dat van de uitvoeringsvorm van Figuur 3. Zodoende kan een beschrijving van dit deel weggelaten worden en wordt daarvoor verwezen naar de bovenstaande beschrijving.

In de uitvoeringsvorm van Figuur 5 is een veerplaat 29 aangebracht die de eerste verbinding 28 bevat in een centraal deel van de koppeling 6 en de tweede verbinding aan de omtrek van de koppeling 6. Meer bepaald bevat de veerplaat 29 een centrale opening waar de tweede as 2 in is aangebracht. Door dit insteken van de tweede as 2 in de centrale opening van de veerplaat 29, kunnen radiale belastingen F2 opgenomen worden. Bovendien zijn aan de omtrek van de veerplaat 29 een reeks uitsteeksels aangebracht. Deze uitsteeksels zijn het best geïllustreerd in Figuur 6. Elk van de uitsteeksels komt overeen met een lokatie of overeenkomstige lokatie op het eerste of tweede flenselement. In de uitvoeringsvorm van Figuur 5 is het buigen van een uitsteeksel aan de ene of andere kant van het vlak van de veerplaat mogelijk door middel van elastische vervorming van de plaat, ten minste binnen voorafbepaalde grenzen. Dit maakt het mogelijk om zonder significante weerstand axiale afstanden tussen een lokatie 30 en een overeenkomstige lokatie 31 te overbruggen. Als een effect kan foutieve uitlijning van de eerste as 1 en de tweede as 2 opgenomen worden door de aan de omtrek gelegen verbinding van de koppeling 6.

De eerste uitvoeringsvorm van Figuur 3 is superieur ten opzichte van de tweede uitvoeringsvorm van Figuur 5 doordat axiaal koppel beter overgebracht kan worden door de veerplaten 29 van Figuur 3 dan door de veerplaat 29 van Figuur 5. De veerplaat van Figuur 3 strekt zich recht en rechtstreeks uit tussen elke lokatie en elke overeenkomstige lokatie. In de veerplaat van Figuur 5 wordt het axiale koppel overgebracht van één uitsteeksel door middel van een centraal deel van de veerplaat op een verder uitsteeksel, wat suboptimaal is. Figuur 5 illustreert dit hoe onderaan de koppeling 6 de veerplaat 29 verbonden is met de tweede flens door middel van verbinding 30 en toont hoe bovenaan de koppeling 6 de veerplaat 29 verbonden is met de eerste flens door middel van verbinding 31.

Figuur 7 toont een derde uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarbij het deel van de koppeling tussen de eerste as 1 en het eerste flenselement 27 identiek is aan de vorige uitvoeringsvormen. De koppeling bevat een eerste verbinding 28 die gevormd wordt door een vierde lager dat zich in het centrum deel van de koppeling bevindt en bevat een tweede verbinding aan de omtrek van de koppeling, die in de uitvoeringsvorm van Figuur 7 gevormd wordt door een sferische spieverbinding 39. Het vierde lager 28 is ook als een bollager 28 gevormd, zodat het vierde lager een radiale belasting kan ondersteunen en een foutieve uitlijning van de eerste as 1 en de tweede as 2 kan opnemen. Een binnenste deel van een sferische spievertanding 37 is verbonden met de tweede as 2. Dit binnenste deel 37 is verbonden met een buitenste deel 38 van een sferische spievertanding. Dit buitenste deel 38 vormt een flens 40 die stevig verbonden is met de eerste flens. Toleranties op het vierde lager 28 en de spieverbinding 39 zijn zo ontworpen dat ten minste het grootste deel van een radiale belasting ondersteund wordt door het vierde lager 28. Dit neemt ten minste het grootste deel van de radiale belasting F2 weg van de sferische spieverbinding 39 zodat de spieverbinding alleen een axiaal koppel overbrengt.

Op basis van de figuren en de beschrijving zal de vakman de werking en de voordelen van de uitvinding begrijpen, alsook de verschillende uitvoeringsvormen ervan. Er dient evenwel te worden opgemerkt dat de beschrijving en de figuren enkel en alleen bedoeld zijn om de uitvinding te laten begrijpen, en niet om de uitvinding te beperken tot bepaalde uitvoeringsvormen of voorbeelden die hierin zijn gebruikt. Daarom wordt benadrukt dat de reikwijdte van de uitvinding alleen bepaald zal worden in de conclusies.

Claims

Conclusies

1. Industrieel werkvoertuig dat een frame bevat en een eerste as (1) die draaibaar verbonden is met het frame door middel van een eerste en een tweede lagersteun (3, 4), waarbij het werkvoertuig verder een tweede as (2) bevat die draaibaar gepositioneerd is in lijn met de eerste as (1) en verbonden met de eerste as door middel van een koppeling (6), en waarbij de tweede as (2) verder verbonden is met het frame door middel van een derde lagersteun (5), waarbij de koppeling (6) een eerste verbinding en een tweede verbinding bevat, waarbij de eerste verbinding de eerste as (1) verbindt met de tweede as (2) door middel van een vierde lager (28) dat geschikt is om een radiale belasting (F2) te ondersteunen en om een axiale rotatie mogelijk te maken en een hoeksgewijze foutieve uitlijning van één as ten opzichte van de andere as op te nemen, waarbij de tweede verbinding de eerste as (1) verbindt met de tweede as (2) door middel van flenselementen (27, 18) die onderling verbonden zijn door middel van een tussenliggend element (29) dat geschikt is om een koppel over te brengen en een foutieve uitlijning van één as ten opzichte van de andere as op te kunnen nemen.
2. Industrieel werkvoertuig volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat het vierde lager (28) een bollager is.
3. Industrieel werkvoertuig volgens conclusie 1 of 2, gekenmerkt doordat minstens één van de flenselementen (27) verbonden is door middel van een vrijwielmechanisme (23) met één van de eerste as en de tweede as
4. Industrieel werkvoertuig volgens eender welke van de vorige conclusies, gekenmerkt doordat de flenselementen (27, 18) ten minste een eerste flenselement (27) bevatten dat verbonden is met de eerste as (1) en een tweede flenselement (18) dat verbonden is met de tweede as (2), waarbij het eerste flenselement (27) en het tweede flenselement (18) elk een zich radiaal uitstrekkend oppervlak bevatten en de flenzen zo gepositioneerd zijn dat de oppervlakken naar elkaar toe gericht zijn.
5. Industrieel werkvoertuig volgens conclusie 4, gekenmerkt doordat het tussenliggende element (29) minstens één veerplaat bevat.
6. Industrieel werkvoertuig volgens conclusie 5, gekenmerkt doordat de minstens één veerplaat (29) op meerdere lokaties (31) met het eerste flenselement (27) verbonden is langs een cirkel waarvan het middelpunt samenvalt met de aslijn van de eerste as (1), en met het tweede flenselement (18) verbonden is in meerdere overeenkomstige lokaties (30) langs een overeenkomstige cirkel waarvan het middelpunt samenvalt met de aslijn van de tweede as (2), waarbij de lokaties (31) over een hoek (35) verschoven zijn ten opzichte van uit de overeenkomstige lokaties (30).
7. Industrieel werkvoertuig volgens conclusie 6, gekenmerkt doordat de minstens één veerplaat (29) een veerplaat bevat voor elke lokatie van de meerdere lokaties (31) om een afstand (36) te overbruggen als resultaat van de hoekverplaatsing (35) tussen elke lokatie (31) en elke overeenkomstige lokatie (30) en doordat elke veerplaat (29) zich recht uitstrekt tussen een lokatie (31) en een overeenkomstige lokatie (30)
8. Industrieel werkvoertuig volgens conclusie 7, gekenmerkt doordat de cirkel en de overeenkomstige cirkel een straal hebben die kleiner is dan de afstand tussen de lokaties.
9. Industrieel werkvoertuig volgens conclusie 3 en conclusie 7 of 8, gekenmerkt doordat het vrijloopmechanisme (23) en de veerplaten (29) zo ten opzichte van elkaar gepositioneerd zijn dat een axiaal koppel overgebracht kan worden in een enkele draairichting door een trekkracht uit te oefenen op de veerplaten.
10. Industrieel werkvoertuig volgens eender welke van de conclusies 7 tot 9, gekenmerkt doordat de veerplaten (29) in wezen symmetrisch gepositioneerd zijn zodat het koppel op een uitgebalanceerde manier door de veerplaten wordt overgedragen.
11. Industrieel werkvoertuig volgens een of meerdere van de voorgaande conclusies, gekenmerkt doordat minstens één van de flenselementen (27) een mechanisme bevat ter beveiliging tegen overbelasting (24, 25).
12. Industrieel werkvoertuig volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat het industrieel werkvoertuig een landbouwvoertuig is.
13. Landbouwvoertuig volgens de vorige conclusie, gekenmerkt doordat het frame een opraperframe is, de eerste as (1) een aandrijfas van de opraper en de tweede as (2) een aandrijfas van een pakker.