DE102010003721A1

DE102010003721A1 - Nebenabtrieb-Kupplung

Info

Publication number: DE102010003721A1
Application number: DE102010003721A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Wilks; Hans Pilzweger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2011-10-13

Abstract

Es wird eine Nebenabtrieb-Kupplung, insbesondere eine Nebenabtrieb-Kupplung eines Antriebsstrangs zum Antrieb landwirtschaftlicher Anbaugeräte vorgeschlagen, welche über ein Proportionalventil steuerbar ist, so dass an der Nebenabtrieb-Kupplung verschiedene Drücke einstellbar sind, wobei von der Nebenabtrieb-Kupplung anhand der Druck-Drehmoment-Kennlinie in Abhängigkeit vom Druck verschiedene Drehmomente übertragen werden können.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Nebenabtrieb-Kupplung, insbesondere auf eine Nebenabtrieb-Kupplung eines Antriebsstrangs zum Antrieb landwirtschaftlicher Anbaugeräte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Nebenabtrieb-Kupplung.
Zum Schutz vor einer Überlastung des Anbaugeräts wird nach dem Stand der Technik an der Zapfwelle eines handwirtschaftlichen Fahrzeugs (Traktors) eine Gelenkwelle mit einer als Reibkupplung ausgeführten separaten Überlastkupplung verwendet, wobei bei einer Überlastung des Anbaugerätes die Reibkupplung rutscht und somit das Anbaugerät vor einer Beschädigung bewahrt. Zu diesem Zweck ist die Reibkupplung auf ein bestimmtes Drehmoment ausgelegt.
Aus der DE 10 2005 002 880 A1 ist eine Antriebsanordnung einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine bekannt, mit einem Antriebsmotor, der mit einem Zapfwellenausgang zum Antrieb eines Zusatzgeräts und über ein Fahrgetriebe mit im Eingriff mit dem Erdboden befindlichen Mitteln, insbesondere Rädern, verbunden ist, und mit einer elektronischen Steuereinheit, die mit einer Eingabeeinrichtung, einem Sensor zur Erfassung des am Zapfwellenausgang durch ein Zusatzgerät abgenommenen Drehmoments und einem Aktor zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses des Fahrgetriebes verbunden und betreibbar ist.
Hierbei wird die Vortriebsgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine durch eine geeignete Ansteuerung des Aktors derart vorgegeben, dass das am Zapfwellenausgang abgenommene Drehmoment einen vorbestimmten Drehmomentsollwert nicht überschreitet.
Ferner ist aus der DE 197 44 154 C2 eine Drehmomentbegrenzungskupplung für einen Antriebsstrang zum Antrieb landwirtschaftlicher Geräte bekannt. Die bekannte Drehmomentbegrenzungskupplung umfasst eine Kupplungsnabe, welche erste Ausnehmungen aufweist, in denen Mitnehmer verstellbar sind und zweite Ausnehmungen, in denen eine Federanordnung vorhanden ist, welche über Schaltnocken den zugehörigen Mitnehmer beaufschlagt. Des weiteren ist eine Kupplungshülse vorgesehen, die um die Kupplungsnabe angeordnet ist und Deckel aufweist, welche die Einheit seitlich abschließen und die Kupplungsnabe seitlich führen. Darüber hinaus sind Dichtringe vorgesehen, welche die Einheit öldicht abschließen, wobei die Kupplung eine Ölfüllung aufweist, die den Freiraum zwischen den Bauteilen zumindest teilweise ausfüllt.
Durch diese Konzeption wird gewährleistet, dass die Mitnehmer, die in Drehmomentübertragungsposition in eine Nut eingreifen, nach einem Überlastungsfall erst in diese zurückkehren können, wenn eine niedrige Relativdrehzahl eingetreten ist; das bei Rotation in den Nuten befindliche Öl verhindert bei hoher Relativdrehzahl ein Wiedereintreten der Mitnehmer, wodurch der Verschleiß der Kupplung signifikant reduziert wird.
Da jedoch in der Regel landwirtschaftliche Fahrzeuge mit unterschiedlichen Anbaugeräten mit unterschiedlichen Drehmomenten betrieben werden, ist es notwendig, für jedes Anbaugerät eine passende Überlastkupplung vorzusehen, oder eine Überlastkupplung entsprechend einzustellen.
Hierbei müssen die als Reibkupplungen ausgeführten Überlastkupplungen in gewissen Zeitintervallen geprüft und gewartet werden, da sich ansonsten, beispielsweise durch Rost, der Reibwert erhöhen kann, wodurch der Überlastschutz nicht mehr gewährleistet ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nebenabtrieb-Kupplung, insbesondere eine Nebenabtrieb-Kupplung eines Antriebsstrangs zum Antrieb landwirtschaftlicher Anbaugeräte anzugeben, welche unabhängig vom verwendeten Anbaugerät verwendet werden kann und das jeweilige Anbaugerät vor Überlastung schützt. Des weiteren soll ein Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Nebenabtrieb-Kupplung angegeben werden.
Diese Aufgabe wird für eine Nebenabtrieb-Kupplung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Nebenabtrieb-Kupplung ist Gegenstand des Patentanspruchs 2. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird eine Nebenabtrieb-Kupplung, insbesondere eine Nebenabtrieb-Kupplung eines Antriebsstrangs zum Antrieb landwirtschaftlicher Anbaugeräte vorgeschlagen, welche über ein Proportionalventil steuerbar ist, so dass an der Nebenabtrieb-Kupplung verschiedene Drücke einstellbar sind. Die Nebenabtrieb-Kupplung ist in das Getriebe integriert.
Gemäß der Erfindung ergeben sich anhand der Druck-Drehmoment-Kennlinie der Nebenabtrieb-Kupplung somit verschiedene Drehmomente, die von der Nebenabtrieb-Kupplung übertragen werden können.
Hierbei wird das maximal zulässige Drehmoment für das jeweilige Anbaugerät im Getriebesteuergerät abgelegt oder vom angeschlossenen Anbaugerät, beispielsweise über ISO-Bus, an das Getriebesteuergerät übermittelt. Gemäß der Erfindung wird vom Getriebesteuergerät aus der Druck-Drehmoment-Kennlinie der dem maximalen zulässigen Drehmoment zugehörige maximale Druck ausgewählt und über das Proportionalventil an der Nebenabtrieb-Kupplung eingestellt, wodurch durch die Nebenabtrieb-Kupplung nur das maximal zulässige Drehmoment übertragen werden kann.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird eine Überlastung der angeschlossenen Anbaugeräte auf einfache Weise ohne die Notwendigkeit einer separaten Überlastkupplung vermieden. Somit kann eine Überlastkupplung in der Gelenkwelle zwischen dem Anbaugerät und dem landwirtschaftlichen Fahrzeug entfallen.
Durch einen Vergleich der Motordrehzahl und der Drehzahl des Nebenabtriebs kann zudem ein Rutschen der Nebenabtrieb-Kupplung erkannt werden und eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figur, welche eine Druck-Drehmoment-Kennlinie einer Nebenabtrieb-Kupplung darstellt, beispielhaft näher erläutert. Die Werte der Kennlinie sind beispielhaft und dienen lediglich der Veranschaulichung der Erfindung.
In der Figur ist mit P_1 ein Druck von 10 bar bezeichnet, welcher dem Anlegedruck der Nebenabtrieb-Kupplung entspricht. Des weiteren ist mit P_2 ein Druck von 14 bar bezeichnet, welcher gemäß der Kennlinie einem Drehmoment von 60 Nm entspricht, der wiederum dem maximal zulässigen Drehmoment eines ersten Anbaugerätes, beispielsweise eines Düngerstreuers, entspricht.
Ferner ist mit P_3 ein Druck von 18 bar bezeichnet, der gemäß der Kennlinie einem Drehmoment von 120 Nm entspricht, der wiederum dem maximal zulässigen Drehmoment eines zweiten Anbaugerätes, beispielsweise einer Kreiselegge, entspricht.
Gemäß der Erfindung wird das maximal zulässige Drehmoment des ersten Anbaugerätes über einen ISO-Bus an das Getriebesteuergerät übermittelt, so dass beim Einschalten des Nebenabtriebs die Nebenabtrieb-Kupplung über eine entsprechende Steuerung des Proportionalventils nur mit ca. 14 bar beaufschlagt wird.
Wenn das zweite Anbaugerät angeschlossen werden soll, wird das maximal zulässige Drehmoment des zweiten Anbaugerätes über einen ISO-Bus an das Getriebesteuergerät übermittelt, so dass beim Einschalten des Nebenabtriebs die Nebenabtrieb-Kupplung über eine entsprechende Steuerung des Proportionalventils nur mit ca. 18 bar beaufschlagt wird. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass das übertragene Drehmoment den maximal zulässigen Wert nicht überschreitet.
Wenn beispielsweise ein Stein in ein Anbaugerät gelangt und die Steuervorrichtung verklemmt, rutscht die Nebenabtrieb-Kupplung und schützt somit das Anbaugerät vor einem Schaden. Sobald ein Durchrutschen der Nebenabtrieb-Kupplung erkannt wird, kann eine optische und/oder akustische Warnung an den Fahrer ausgegeben werden. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann bei Erkennung eines Durchrutschens der Nebenabtrieb-Kupplung das Getriebesteuergerät die Nebenabtrieb-Kupplung abschalten, d. h. öffnen.
Bezugszeichen

P_1

Anlegedruck der Nebenabtrieb-Kupplung

P_2

Druck, der dem maximal zulässigen Drehmoment eines ersten Anbaugerätes gemäß der Druck-Drehmoment-Kennlinie entspricht

P_3

Druck, der dem maximal zulässigen Drehmoment eines zweiten Anbaugerätes gemäß der Druck-Drehmoment-Kennlinie entspricht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005002880 A1 [0003]
DE 19744154 C2 [0005]

Claims

Nebenabtrieb-Kupplung, insbesondere Nebenabtrieb-Kupplung eines Antriebsstrangs zum Antrieb landwirtschaftlicher Anbaugeräte, dadurch gekennzeichnet, dass sie über ein Proportionalventil steuerbar ist, so dass an der Nebenabtrieb-Kupplung verschiedene Drücke einstellbar sind, wobei von der Nebenabtrieb Kupplung anhand der Druck-Drehmoment-Kennlinie in Abhängigkeit vom Druck verschiedene Drehmomente übertragen werden können.
Verfahren zum Betreiben einer Nebenabtrieb-Kupplung, insbesondere einer Nebenabtrieb-Kupplung eines Antriebsstrangs zum Antrieb landwirtschaftlicher Anbaugeräte gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das maximal zulässige Drehmoment für das jeweilige Anbaugerät im Getriebesteuergerät abgelegt oder vom angeschlossenen Anbaugerät an das Getriebesteuergerät übermittelt wird, wobei vom Getriebesteuergerät aus der Druck-Drehmoment-Kennlinie der dem maximalen zulässigen Drehmoment zugehörige maximale Druck ausgewählt und über das Proportionalventil an der Nebenabtrieb-Kupplung eingestellt wird, wodurch durch die Nebenabtrieb-Kupplung nur das maximal zulässige Drehmoment übertragen werden kann.
Verfahren zum Betreiben einer Nebenabtrieb-Kupplung, insbesondere einer Nebenabtrieb-Kupplung eines Antriebsstrangs zum Antrieb landwirtschaftlicher Anbaugeräte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Vergleich der Motordrehzahl und der Drehzahl des Nebenabtriebs ein Rutschen der Nebenabtrieb-Kupplung erkannt wird und eine Warnung an den Fahrer ausgegeben wird.
Verfahren zum Betreiben einer Nebenabtrieb-Kupplung, insbesondere einer Nebenabtrieb-Kupplung eines Antriebsstrangs zum Antrieb landwirtschaftlicher Anbaugeräte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erkennung eines Durchrutschens der Nebenabtrieb-Kupplung das Getriebesteuergerät die Nebenabtrieb-Kupplung öffnet.