DE10324520A1 - Kuppelvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Kuppelvorrichtung, insbesondere zum Antreiben oder im Antrieb von landwirtschaftlichen Geräten oder Maschinen, umfassend ein erstes Kreuzgelenk 2 mit einer ersten Außengabel 3 und einer ersten Innengabel 4, ein zweites Kreuzgelenk 5 mit einer zweiten Außengabel 6 und einer zweiten Innengabel 7, Verbindungsmittel 8, mittels derer die erste Innengabel 4 und die zweite Innengabel 7 drehfest miteinander verbunden sind, ein erstes Kupplungselement 12, das drehfest mit der ersten Außengabel 3 verbunden ist, eine Druckfeder 16, die axial gegen ein Stützelement 15, welches Bestandteil der Verbindungsmittel 8 ist und gegen das erste Kupplungselement 12 abgestützt und zwischen diesen vorgespannt ist, Längenausgleichsmittel 11, 13, welche eine axiale Verschiebung des ersten Kupplungselements 12 relativ zum Stützelement 15 zulassen.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Kuppelvorrichtung, insbesondere zum Antreiben oder im Antrieb von landwirtschaftlichen Geräten oder Maschinen. Die Kuppelvorrichtung kann z.B. zum Verbinden eines Geräts mit einem Getriebe dienen, wobei geringe Winkelabweichungen auszugleichen sind.
- Eine solche Kupplungsvorrichtung ist aus der JP 04-030319 U bekannt. Diese Druckschrift zeigt eine Kreuzgelenkgabel, die über ein Rillenkugellager ortsfest, z.B. in einem Getriebe, um eine Drehachse drehbar gelagert ist. In einer koaxial zur Drehachse angeordneten Bohrung der Kreuzgelenkgabel ist ein erstes Kupplungselement axial verschiebbar und drehfest geführt. Eine Druckfeder stützt sich zum einen gegen die Kreuzgelenkgabel und zum anderen gegen das erste Kupplungselement ab, so dass das erste Kupplungselement zu einer gegenüber der Kreuzgelenkgabel ausgerückten Position beaufschlagt ist. Das erste Kupplungselement weist auf einer von der Kreuzgelenkgabel abgewandten Seite axial vorstehende Mitnehmerklauen auf, die in einem mit einem zweiten Kupplungselement gekuppelten Zustand in Lücken zwischen Mitnehmerklauen des zweiten Kupplungselements eingreifen. Das zweite Kupplungselement weist ferner einen in Richtung zum ersten Kupplungselement zentral vorstehenden Zentrieransatz auf, der im gekuppelten Zustand in eine zentrale Bohrung des ersten Kupplungselements eingreift. Durch die Druckfeder kann das zweite Kupplungselement zunächst in eine Einkuppelposition überführt werden, in der der Zentrieransatz in die Bohrung des ersten Kupplungselements eingreift. Hierbei können die Mitnehmerklauen des ersten Kupplungselements und des zweiten Kupplungselements frontal gegeneinander stoßen, ohne dass die beiden Kupplungselemente ineinander eingreifen. Durch Drehen der Kreuzgelenkgabel werden die Kupplungselemente derart zueinander verdreht, dass die Mitnehmerklauen des einen Kupplungselements den Lücken zwischen den Mitnehmerklauen des anderen Kupplungselements gegenüberstehen. Die Federanordnung drückt in dieser Position das erste Kupplungselement, so dass dessen Mitnehmerklauen in die Lücken zwischen den Mitnehmerklauen des zweiten Kupplungselements eingreifen.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kuppelvorrichtung zu schaffen, die Winkelabweichungen zwischen zwei miteinander zu verbindenden Wellen ausgleicht und bei der ein Abwinkeln eines direkt zu einem ersten Kupplungselement benachbarten Gelenks der Kuppelvorrichtung aufgrund der Schwerkraft im nicht gekuppelten Zustand vermieden wird.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kuppelvorrichtung, insbesondere zum Antreiben oder im Antrieb von landwirtschaftlichen Geräten oder Maschinen, umfassend
- – ein erstes Kreuzgelenk mit einer ersten Außengabel und einer ersten Innengabel,
- – ein zweites Kreuzgelenk mit einer zweiten Außengabel und einer zweiten Innengabel,
- – Verbindungsmittel, mittels derer die erste Innengabel und die zweite Innengabel drehfest miteinander verbunden sind,
- – ein erstes Kupplungselement, das drehfest mit der ersten Außengabel verbunden ist,
- – eine Druckfeder, die axial gegen ein Stützelement, welches Bestandteil der Verbindungsmittel ist, und gegen das erste Kupplungselement abgestützt und zwischen diesen vorgespannt ist,
- – Längenausgleichsmittel, welche eine axiale Verschiebung des ersten Kupplungselements relativ zum Stützelement zulassen,
- Die Druckfeder erfüllt hierbei zwei Funktionen. Zum einen beaufschlagt sie das erste Kupplungselement in Richtung zu einer Einkuppelposition des ersten Kupplungselements, so dass beim Ankuppeln eines zweiten Kupplungselements das erste Kupplungselement stets in Eingriff zum zweiten Kupplungselement gehalten ist. Ferner wird ein automatisches Einkuppeln realisiert, wenn das erste Kupplungselement fron tal gegen ein zweites Kupplungselement stößt, ohne einzukuppeln und erst durch ein Verdrehen die Kupplungselemente in eine Drehposition zueinander verdreht werden, in der sie ineinander eingreifen können. Zum anderen sorgt die Druckfeder dafür, dass das erste Kreuzgelenk zu einer gestreckten Position hin beaufschlagt ist. Somit wird ein Abwinkeln des ersten Kreuzgelenks aufgrund der Gewichtskraft der ersten Außengabel und des ersten Kupplungselements vermieden.
- Ein Längenausgleich, welcher eine axiale Verschiebung des ersten Kupplungselements relativ zum Stützelement zulässt, kann dadurch erreicht werden, dass das erste Kupplungselement axial verschiebbar auf einem Verschiebeabschnitt der ersten Außengabel geführt ist und dass die erste Innengabel und die zweite Innengabel axial unverschiebbar miteinander verbunden sind.
- Um eine möglichst kurze Baulänge zu erreichen, sind die erste Innengabel und die zweite Innengabel über einen Basiskörper, der die Verbindungsmittel darstellt, einstückig miteinander verbunden und bilden somit eine Doppelgabel, wobei die erste Innengabel und die zweite Innengabel voneinander abgewandt angeordnet sind.
- Vorzugsweise ist das erste Kupplungselement auf einer Profilwelle, die mit der ersten Außengabel verbunden ist, axial verschiebbar geführt. Somit ist eine einfache drehfeste aber axial verschiebbare Anordnung des ersten Kupplungselements gegenüber der ersten Außengabel gewährleistet.
- Die Profilwelle kann mit einem Zentrierabschnitt mit zylindrischer Außenfläche axial über eine dem ersten Kreuzgelenk abgewandten Stirnfläche des ersten Kupplungselements vorstehen. Der Zentrierabschnitt dient in diesem Fall dazu, in eine entsprechende Bohrung eines zweiten Kupplungselements einzugreifen, um vor dem in Eingriffbringen des ersten Kupplungselements zum zweiten Kupplungselement eine Zentrierung der beiden Kupplungselemente vorzusehen.
- Das erste Kupplungselement kann an einer dem ersten Kreuzgelenk abgewandten Stirnfläche erste Mitnehmerklauen aufweisen, die dazu bestimmt sind, im gekuppelten Zustand in entsprechende Lücken zwischen zweiten Mitnehmerklauen eines zweiten Kupplungselements einzugreifen.
- Ferner kann das Kupplungselement eine Außenumfangsnut aufweisen, die dafür bestimmt ist, das Kupplungselement im nicht gekuppelten Zustand in einer Haltevorrichtung zu halten, die in die Außenumfangsnut eingreift. Somit kann im nicht gekuppelten Zustand das erste Kupplungselement in eine Haltevorrichtung abgelegt werden. Hierbei sorgt die Druckfeder ferner dafür, dass keines der beiden Kreuzgelenke aufgrund des Eigengewichts abgewinkelt wird, da die Druckfeder das erste Kreuzgelenk in seiner gestreckten Position hält, so dass auch das zweite Kreuzgelenk nicht abgewinkelt werden kann, sofern die Kuppelvorrichtung mit der zweiten Außengabel mit einem Wellenzapfen oder eine ähnlichen Anschlusselement, z.B. eines Getriebes verbunden ist.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
- Hierin zeigt
- Figur einen Teillängsschnitt einer erfindungsgemäßen Kuppelvorrichtung mit einem ersten Kupplungselement in einer Auskuppelposition;
-
2 das Kupplungselement gemäß1 mit dem ersten Kupplungselement in einer Einkuppelposition und -
3 eine Frontansicht des ersten Kupplungselements. - Die
1 bis3 werden im Folgenden zusammen beschrieben. Sie zeigen eine erfindungsgemäße Kuppelvorrichtung, die um eine Längsachse1 drehbar ist. Die Kuppelvorrichtung umfasst ein erstes Kreuzgelenk2 mit einer ersten Außengabel3 und einer ersten Innengabel4 . Die erste Außengabel3 und die erste Innengabel4 sind durch ein Zapfenkreuz miteinander verbunden, welches aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nicht dargestellt ist. - Ferner umfasst die Kuppelvorrichtung ein zweites Kreuzgelenk
5 mit einer zweiten Außengabel6 und einer zweiten Innengabel7 . Die zweite Außengabel6 und die zweite Innengabel7 sind ebenfalls über ein Zapfenkreuz miteinander verbunden, welches aus Übersichtlichkeitsgründen hier nicht dargestellt ist. - Die beiden Innengabeln
4 ,7 sind einteilig mit einem Basiskörper8 ausgebildet, wobei die beiden Innengabeln4 ,7 abgewandt zueinander angeordnet sind. Der Basiskörper8 ist hierbei scheibenförmig ausgebildet und koaxial zur Drehachse1 angeordnet. - Die erste Außengabel
3 weist eine Bohrung9 auf, welche eine Profilwelle10 aufnimmt. Die Profilwelle10 weist eine Längsverzahnung11 auf, die in eine entsprechende Längsverzahnung der Bohrung9 eingreift, um eine drehfeste Verbindung zwischen der Profilwelle10 und der ersten Außengabel3 zu gewährleisten. Für eine axiale Sicherung der Profilwelle10 innerhalb der Bohrung9 können bekannte Sicherungsmittel wie zum Beispiel quer zur Längsachse1 verlaufende Sicherungsstifte vorgesehen sein. Somit ist die Profilwelle10 sowohl drehfest als auch axial unverschiebbar in der Bohrung9 gehalten. - Die Profilwelle
10 ragt auf derjenigen Seite, die vom zweiten Kreuzgelenk5 abgewandt ist, aus der Bohrung9 heraus. Auf der Profilwelle10 ist ferner auf dem herausragenden Teil ein erstes Kupplungselement12 axial entlang der Längsachse1 verschiebbar angeordnet. Das erste Kupplungselement12 sitzt hierbei mit einer Bohrung13 auf der Profilwelle10 auf, wobei die Bohrung13 eine der Längsverzahnung11 der Profilwelle10 entsprechende Längsverzahnung aufweist, so dass eine drehfeste Verbindung gegeben ist. Ferner steht die Profilwelle10 über eine Stirnfläche36 des ersten Kupplungselements12 vor. - Das erste Kupplungselement
12 bildet eine kreisringförmige erste Stützfläche14 , welche dem Basiskörper8 zugewandt und koaxial zur Längsachse1 angeordnet ist. Der Basiskörper8 bildet eine zweite Stützfläche15 , die ebenfalls kreisringförmig gestaltet ist und koaxial zur Längsachse1 angeordnet ist. Die zweite Stützfläche15 ist der ersten Stützfläche14 zugewandt. Eine Druckfeder16 stützt sich gegen die erste Stützfläche14 und die zweite Stützfläche15 axial ab und ist zwischen diesen vorgespannt. Somit wird das erste Kupplungselement12 in Richtung zu einer in2 dargestellten Einkuppelposition beaufschlagt, in der das erste Kupplungsele ment12 gegen einen Spannstift17 axial abgestützt ist, der in einer Bohrung18 der Profilwelle10 sitzt. Die Druckfeder16 bewirkt ferner, dass das erste Kreuzgelenk2 in einer gestreckten Position gehalten wird. - Das erste Kupplungselement
12 weist ferner eine der ersten Außengabel3 zugewandte Bohrung20 auf, welche auf einem zylindrischen Sitzabschnitt19 der ersten Außengabel3 sitzt. Ein Dichtring21 sitzt in einer Nut22 des Sitzabschnitts19 und dichtet die Bohrung20 gegen das erste Kupplungselement12 ab. - In dem ersten Kupplungselement
12 ist ein Schmiernippel23 vorgesehen, der mit einer Radialbohrung24 verbunden ist, welche zu einer zu der Längsverzahnung11 des ersten Kupplungselements12 offenen Schmiernut37 in der Bohrung13 führt. Somit kann die Längsverzahnung11 zwischen dem ersten Kupplungselement12 und der Profilwelle10 abgeschmiert werden. - Ferner weist das erste Kupplungselement
12 eine Außenumfangsnut25 , mit der das erste Kupplungselement12 in einer Ausnehmung27 einer Haltevorrichtung26 angeordnet ist. Im nichtgekuppelten Zustand kann somit das erste Kupplungselement12 auf eine durch die Haltevorrichtung26 gebildete Stützfläche28 abgelegt werden. Dabei ist durch die Druckfeder16 , welche das erste Kreuzgelenk2 in einer gestreckten Stellung hält, gewährleistet, dass die beiden Kreuzgelenke2 ,5 nicht abwinkeln, wenn das erste Kupplungselement12 in der Haltevorrichtung26 abgelegt ist. Ferner ist hierbei die zweite Außengabel6 in einem Gehäuse29 drehbar um die Längsachse1 gehalten. Damit das erste Kupplungselement12 nicht vollständig aus der Haltevorrichtung26 bewegt werden muss, wenn das erste Kupplungselement12 mit einem zweiten Kupplungselement31 gekoppelt wird, und das erste Kupplungselement12 innerhalb der Haltevorrichtung26 axial frei bewegt werden kann, ist die Außenumfangsnut25 breiter ausgebildet als die Haltevorrichtung26 . - Das Kupplungselement
12 trägt stirnseitig vom zweiten Kreuzgelenk5 abgewandte erste Mitnehmerklauen30 . Diese greifen in einer Einkuppelposition, wie sie in2 dargestellt ist, in Lücken zwischen zweiten Mitnehmerklauen32 eines zweiten Kupplungselements31 ein. Somit kann Drehmoment zwischen den beiden Kupplungselementen12 ,31 übertragen werden. Die Druckfeder16 sorgt hierbei dafür, dass im Fall, dass die ersten Mitnehmerklauen30 und die zweiten Mitnehmerklauen32 stirnseitig aufeinander stoßen, das erste Kupplungselement12 gegen die Federkraft der Druckfeder16 zunächst in eine in1 dargestellte Auskuppelposition verschoben wird. Daraufhin können die beiden Kupplungselemente12 ,31 zueinander verdreht werden, bis die Mitnehmerklauen30 ,32 in entsprechende Lücken zwischen den Mitnehmerklauen des jeweilig anderen Kupplungselements eingreifen können. In dieser Position wird das erste Kupplungselement12 axial in die in2 dargestellte Einkuppelposition überführt und in dieser gehalten, so dass die Mitnehmerklauen30 ,32 ineinander eingreifen. - Um beim Kuppelvorgang auch bereits in der Auskuppelposition des zweiten Kupplungselements
12 eine Zentrierung zum zweiten Kupplungselement31 zu gewährleisten, weist die Profilwelle10 einen Zentrierabschnitt33 auf, der eine zylindrische Außenfläche aufweist und axial in Richtung zum zweiten Kupplungselement31 vorsteht. Der Zentrierabschnitt33 greift hierbei in eine zentral angeordnete Zentrierbohrung35 des ersten Kupplungselements31 ein. - Da die beiden Innengabeln
4 ,7 über das scheibenförmige Basiselement8 miteinander verbunden sind, ist eine sehr kurze Baulänge zu realisieren. Ferner ist eine kurze Druckfeder16 ausreichend, so dass sich die Kuppelvorrichtung auch für hohe Drehzahlen eignet, da kurze Druckfedern bei hohen Drehzahlen weniger zum radialen Ausbauchen neigen. -
- 1
- Längsachse
- 2
- erstes Kreuzgelenk
- 3
- erste Außengabel
- 4
- erste Innengabel
- 5
- zweites Kreuzgelenk
- 6
- zweite Außengabel
- 7
- zweite Innengabel
- 8
- Basiskörper
- 9
- Bohrung
- 10
- Profilwelle
- 11
- Längsverzahnung
- 12
- erstes Kupplungselement
- 13
- Bohrung
- 14
- erste Stützfläche
- 15
- zweite Stützfläche
- 16
- Druckfeder
- 17
- Spannstift
- 18
- Bohrung
- 19
- Sitzabschnitt
- 20
- Bohrung
- 21
- Dichtring
- 22
- Nut
- 23
- Schmiernippel
- 24
- Radialbohrung
- 25
- Außenumfangsnut
- 26
- Haltevorrichtung
- 27
- Ausnehmung
- 28
- Stützfläche
- 29
- Gehäuse
- 30
- erste Mitnehmerklauen
- 31
- zweites Kupplungselement
- 32
- zweite Mitnehmerklauen
- 33
- Zentrierabschnitt
- 34
- Außenfläche
- 35
- Zentirerbohrung
- 36
- Stirnfläche
- 37
- Schmiernut
Claims (7)
- Kuppelvorrichtung, insbesondere zum Antreiben oder im Antrieb von landwirtschaftlichen Geräten oder Maschinen, umfassend – ein erstes Kreuzgelenk (
2 ) mit einer ersten Außengabel (3 ) und einer ersten Innengabel (4 ), – ein zweites Kreuzgelenk (5 ) mit einer zweiten Außengabel (6 ) und einer zweiten Innengabel (7 ), – Verbindungsmittel (8 ), mittels derer die erste Innengabel (4 ) und die zweite Innengabel (7 ) drehfest miteinander verbunden sind, – ein erstes Kupplungselement (12 ), das drehfest mit der ersten Außengabel (3 ) verbunden ist, – eine Druckfeder (16 ), die axial gegen ein Stützelement (15 ), welches Bestandteil der Verbindungsmittel (8 ) ist, und gegen das erste Kupplungselement (12 ) abgestützt und zwischen diesen vorgespannt ist, – Längenausgleichsmittel (11 ,13 ), welche eine axiale Verschiebung des ersten Kupplungselements (12 ) relativ zum Stützelement (15 ) zulassen. - Kuppelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungselement (
12 ) axial verschiebbar auf einem Verschiebeabschnitt (10 ) der ersten Außengabel (3 ) geführt ist und dass die erste Innengabel (4 ) und die zweite Innengabel (7 ) axial unverschiebbar miteinander verbunden sind. - Kuppelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Innengabel (
4 ) und die zweite Innengabel (7 ) über einen Basiskörper (8 ), der die Verbindungsmittel darstellt, einstückig miteinander verbunden sind und eine Doppelgabel bilden. - Kuppelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungselement (
12 ) auf einer Profilwelle (10 ), die mit der ersten Außengabel (3 ) verbunden ist, axial verschiebbar geführt ist. - Kuppelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilwelle (
10 ) mit einem Zentrierabschnitt (33 ) mit zylindrischer Außenfläche (34 ) axial über eine dem ersten Kreuzgelenk (2 ) abgewandten Stirnfläche des ersten Kupplungselements (12 ) vorsteht. - Kuppelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungselement (
12 ) an einer dem ersten Kreuzgelenk (2 ) abgewandten Stirnfläche erste Mitnehmerkauen (30 ) aufweist, die dazu bestimmt sind, im gekuppelten Zustand in entsprechende Lücken zwischen zweiten Mitnehmerklauen (32 ) eines zweiten Kupplungselements (31 ) einzugreifen. - Kuppelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungselement (
12 ) eine Außenumfangsnut (25 ) aufweist, die dafür bestimmt ist, das erste Kupplungselement (12 ) im nicht gekuppelten Zustand in einer Haltevorrichtung (26 ) zu halten.
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