DE1782559B2 - Kreuzgelenkwelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreuzgelenkwelle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Kreuzgelenkwelle mit einer Überiastsicherungs-Kupplung ist für den Anschluß der Antriebswelle einer Landmaschine an die Zapfwelle eines Schleppers aus der US-PS 30 28 919 bekannt. Die Kupplung ist zwischen der Zapfwelle und der Gelenkwelle eingeschaltet und hat ein topfförmiges Gehäuse mit einer als Hülse ausgebildeten Steckaufnahme, in welche das Ende der Zapfwelle drehfest eingreift. Auf dieser Hülse ist das von der endseitigen Gabel der Gelenkwelle gebildete Kupplungsglied angeordnet. An einem Befestigungsflansch dieses Kupplungsgliedes ist ein ringförmiger Ansatz für einen aufblasbaren Schlauch verschraubt, welcher im Betrieb reibschlüssig an der innenwand des zylindrischen Gehäusemantels anliegt und das von der Zapfwelle auf das Gehäuse gegebene Drehmoment auf die Gabel des Kreuzgelenkes überträgt. Diese pneumatische Rutschkupplung ist demnach ein besonderes, zwischen Zapfwelle und Gelenkwelle eingeschaltenes Bauteil, dessen Massenträgheitskräfte sehr groß sind, weil sich das Kupplungsgehäuse radial erheblich über die Gabel der Gelenkwelle hinaus erstreckt. Infolge dieser Konstruktion werden die ohnehin hohen Beanspruchungen der Gelenkwelle so verstärkt, daß ein wirksamer Schutz der Welle und der Getriebeteile gegen Schaden durch Überlastung nicht gewährleistet ist. Die Kupplung kann vor allem "> nicht die erheblichen Biegebeanspruchungen aufnehmen, welche infolge der ständigen Lageänderungen der Gelenkwelle auftreten, die die fortwährend wechselnden Höhen- und Seitendifferenzen zwischen Schlepper und Landmaschine überbrücken muß.

in Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kreuzgelenkwelle der genannten Art so auszubilden, daß eine formschlüssig wirkende Überiastsicherungs-Kupplung einen integrierten Bauteil der Kreuzgelenkwelle ohne festigkeii5mäßige Beeinträchtigung des

ι > Kreuzgelenkes bildet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung nach kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Infolge dieser Ausbildung und Anordnung ist die

ΛΙ Überiastsicherungs-Kupplung baulich mit der Gelenkwelle so vereinigt, daß beide ein einheitliches Bauteil bilden, in welches die anzuschließende Welle lediglich eingesteckt zu werden braucht. Der einstückig mit dem einen Kupplungsglied ausgebildete Steckzapfen der

>~> Kupplung ergibt zusammen mit dem anderen Kupplungsglied eine Verbindung, die erhebliche Biegemomente aufnehmen kann. Außerdem wird eine zusätzliche Versteifung der Kupplungsglieder erreicht, weil die Kupplung zur Übertragung des Drehmomentes als

Ό Scherbolzen-Flanschkupplung ausgebildet ist, wobei einer der beiden radialen Flansche ein Teilstück der Gabel des Kreuzgelenkes ist. Die von der Schräglage der Gelenkwelle verursachten Momente können darum auch an der Flanschverbindung aufgenommen werden,

r> deren Ausbildung darüber hinaus die Übertragung des Drehmomentes ermöglicht, ohne daß die formschlüssige Verbindung mit einer Verschwächung der Kupplungsglieder erkauft werden müßte. Infolge der axial formschlüssigen Verbindung zwischen dem Steckzapfen und dem ihn umschließenden Kupplungsglied ist nach einer zum Bruch der Scherbolzen führenden Überlastung sichergestellt, daß sich die Gelenkwelle nicht von der angeschlossenen Welle löst, aber trotzdem auch beim weiteren Antrieb dieser Welle keine Schäden

4~> auftreten, weil die aneinander abgestützten Kupplungsglieder mittels der Rollkörper gegeneinander frei drehbar sind.

Es ist an sich bekannt, die Verbindung zwischen dem Kreuzgelenk einer Gelenkwelle und der von ihr

so angetriebenen Welle mittels eines Scherbolzens gegen Überlastung zu sichern (US-PS 26 78 550). Bei dieser Gelenkwelle bildet die Gabel eine buchsenförmigc Aufnahme für die Abtriebswelle, und der Scherbolzen ist so angeordnet, daß er die Gabelbuchse und das in ihr

v> befindliche Wellenende radial durchsetzt. Hierdurch wird aber das Kreuzgelenk festigkeitsmäßig so sehr verschwächt, daß eine solche Konstruktion nicht für Gelenkwellen geeignet ist, die zur Verbindung zwischen einer Schleppzapfwelle und der Antriebswelle einer

M) Landmaschine eingesetzt werden sollen. Die im Schlepperbetrieb auftretenden erheblichen Biegemomente und in ihrer Stärke wechselnden Drehmomente können von einer solchen Steckverbindung zwischen Gelenkgabel und angetriebener Welle nicht aufgenom-

h> men bzw. übertragen werden, zumal das Drehmoment ausschließlich über den Scherbolzen direkt auf die angetriebene Welle übertragen wird. Scherbolzen-Flanschkupplungen sind im Maschinen-

bau allgemein bekannt (DE-GMS 18 37 372) und auch für Nebenantriebe an Kraftfahrzeuen bereits verwendet worden (DE-AS 10 90 975). Solche Scherbolzen-Flanschkupplungen sind jedoch bisher nur in der Antriebsverbindung zwischen zwei lageunveränderlich gegeneinander angeordneten Maschinenteilen verwendet worden, so daß hiermit nicht die speziellen Vorteile erreicht wurden, wie sie mit der erfindungsgemäßen Anordnung einer Scherbolzcn-Flanschkupplung als integrierender Bestandteil der Kreuzgelenke einer Gelenkwelle erzielt werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kreuzgelenkwelle wird im folgenden im Zusammenhang mit einer Landmaschine erläutert, die an einen Schlepper angeschlossen ist.

Es zeigt

Fig. 1 eine mit der Hebevorrichtung eines Schleppers verbundene Landmaschine schematisch in Draufsicht,

Fig. 2 das an die Zapfwelle des Schleppers angeschlossene Kreuzgelenk einer Gelenkwelle mit Überlastsicherungs-Kupplung.

Die in Fig. 1 dargestellte Landmaschine ist ein Kultivator, der einen quer zur Fahrtrichtung liegenden Tragbalken 1 mit schrägsiehenden Seitenplatten 2 und 3 aufweist, in denen eine Welle 4 gelagert ist. Die Welle und die zugehörigen Werkzeuge sind von einer Haube 5 abgedeckt. Etwa mittig am Tragbalken I ist ein Zahnradgetriebe 6 abgestützt, dessen Antriebswelle 7 über ein Getriebe 8 die Werkzeugwelle 4 antreibt. Das Zahnradgetriebe 6 enthält ein Kegelradgetriebe 9, II, 11/4 mit einer quer zur Welle 7 liegenden Welle 10, die von einer zu ihr parallelen Welle 12/4 über ein Wechselgetriebe 13 angetrieben wird, welches mit einem Bügel 14 am Maschinengestell befestigt ist. Die Maschine ist mit der Dreipunkt-Hebevorrichtung eines Schleppers 17 gekuppelt, dessen Zapfwelle 16 die Antriebswelle 124 über eine Kreuzgelcnkwelle 123

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antreibt, deren dem Schlepper zugekehrtes Gelenk eine Überlastsicherungs-Kupplung 18 aufweist, mit der die Kreuzgelenkwelle an die Schlepperzapfwelle 16 ange schlossen ist. Die Kupplung 18 dient zum Schutz von Maschinenteilen gegen Überlastung des Antriebs, wie sie beispielsweise auftreten kann, wenn die angetriebenen Bodenbearbeitungswerkzeuge auf Steine auftreffen.

Fig. 2 zeigt, teilweise im Schnitt, die Ausbildung der Kupplung 18, deren eines Kupplungsglied von der Gabel 12 des Kreuzgelenkes der Gelenkwelle 12S gebildet ist. Das andere Kupplungsglied 15 der Überlastsicherungs-Kupplung hat eine Aufnahmeöffnung 15' für das genutete Ende der Zapfwelle 16. Ein mit dem Kupplungsglied 12 einstückig ausgebildeter Steckzapfen 12' ist koaxial zu der Aufnahmeöffnung 15' in das Kupplungsglied 15 eingesetzt. Die beiden Kupplungsglieder 12 und 15 haben je einen radialen Flansch 18O und sind an diesen aneinanderliegencien Flanschen formschlüssig mittels Scherbolzen 19 verbunden, welche die beiden Flansche durchsetzen und in gleichen Abständen voneinander angeordi:-..« sind. Außerdem sind die beiden Kupplungsglieder IZ und 15 axial formschlüssig derart miteinander verbunden, daß sie nach Abscheren der Bolzen 19 axial unverschieblich gehalten, aber gegeneinander frei drehbar sind. Zu diesen? Zweck hat der Steckzapfen 12' eine Umfangsnut 34, in die kugelförmige Rollkörper 35 eingreifen, welche den Steckzapfen mit der Wandung des Kupplungsgliedes 15 drehbar und axial formschlüssig verbinden. In die Umfangsnut 34 mündet eine die Wandung des Kupplungsgliedes 15 durchsetzende Bohrung 33. die zum Einsetzen der Kugeln 35 dient. Es können auch mehrere derartiger Bohrungen 33 vorgesehen sein.

Die Bohrung 33 ist mittels eines als Schraube ausgebildeten Verschlußkörpers 36 verschlossen, der zum Schutz gegen das Eindringen von Schmutz in die Bohrung dient. Zweckmäßig sind die Kugeln 35 als Kugelkranz angeordnet, so daß sie eine ringförmige gegenseitige Abstützung der Kupplungsglieder 12 und 15 bilden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kreuzgelenkwelle zum Anschluß der Antriebswelle einer Landmaschine an die Zapfwelle eines Schleppers, mit einer Überiastsicherungs-Kupplung, deren eines Kupplungsglied von der endseitigen Gabel eines der Wellengelenke gebildet ist und trennbar mit dem anderen, dem Gelenk vorgeschalteten Kupplungsglied verbunden ist, das eine Aufnahmeöffnung zur formschlüssigen Verbindung mit der anzuschließenden Welle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in Verlängerung des Gelenkes ein Steckzapfen (12') der Kupplung (18) angeordnet ist, der mit dem einen Kupplungsglied (12) einstückig ausgebildet und in das andere Kupplungsglied (15) passend und koaxial zu der Aufnahmeöffnung (15') für die anzuschließende Welle (16) eingesetzt ist, daß die Kupplung (18) zur Übertragung des Drehmomentes als Scherbolzen-FlausdikuppIung derart ausgebildet ist, daß der eine der beiden radialen Flansche (i8D) ein Teilstück der das eine Kupplungsglied (12) bildenden Gabel ist, und daß die beiden Kupplungsglieder (12 und 15) axial formschlüssig mittels kranzförmig angeordneten Rollkörpern (35) verbunden sind, die in eine Umfangsnut (34) des Steckzzpfens (12') eingreifen.

Z Kreuzgelenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Umfangsnut (34) des Steckzapfens (12') mindestens eine zum Einsetzen der Rollkörper (35) dienende Bohrung (33) mündet, welche das den Steckzapfen (12') umschließende Kupplungsglied (lSJJ.urchse'Tt.

3. Kreuzgelenkwelk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrung (33) ein Verschlußkörper (36) lösbar eingesetzt ist.

4. Kreuzgelenkwelle nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkörper (35) Kugeln sind.