DE19753361C2 - Getriebekopf zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Getriebekopf zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle, insbesondere einen Heckenscherenanbausatz für ein Freischneidegerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Getriebekopf ist aus der DE 41 16 885 A1 be­ kannt. Die Antriebswelle ist in einem ersten Gehäuseteil gelagert, welches zum Anschluß an das freie Ende des Füh­ rungsrohres eines Freischneidegerätes ausgebildet ist. Am ersten Gehäuseteil ist drehbar ein zweites Gehäuseteil ge­ halten, welches die Abtriebswelle aufweist. Im Gehäuse ist zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle ein drehbares, ver­ bindendes Mittelrad vorgesehen, welches auf einer quer­ liegenden Lagerwelle angeordnet ist, die mit einem Ende in dem ersten Gehäuseteil und mit dem zweiten Ende in dem zweiten Gehäuseteil gehalten ist. Die Lagerwelle schneidet rechtwinklig die gedachten Drehachsen von Antriebswelle und Abtriebswelle, wobei der zweite Gehäuseteil mit der Ab­ triebswelle in einer zur Antriebswelle parallelen Ebene re­ lativ zum ersten Gehäuseteil um die Lagerwelle verschwenk­ bar ist. Zur Sicherung der jeweiligen Verschwenklage ist zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil eine Rastvorrichtung vorgesehen, welche aus einer gezahnten Rastkurve besteht, die mit einem entsprechend ausgebildeten mehrzahnigen Rasthebel zusammenwirkt. Problematisch bei derartigen Rastvorrichtungen ist ein oft sich zwischen Rasthebel und Rastkurve ergebendes Spiel, welches aufgrund der im Antriebskopf wirkenden Antriebsmomente zu einem un­ kontrollierten Rütteln und Schlagen des Werkzeugs führen kann. Gerade bei der Anordnung eines verstellbaren Getrie­ bekopfes (in Verbindung mit einem Heckenscherenanbausatz) an dem unteren Ende eines langen Führungsrohres eines Frei­ schneidegerätes werden durch Antriebsmomente auftretende Rüttelbewegungen als sehr unangenehm empfunden und beein­ trächtigen ein ermüdungsfreies, präzises Führen des Werk­ zeugs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verstell­ baren Getriebekopf der gattungsgemäßen Art derart weiter­ zubilden, daß ohne großen konstruktiven Aufwand ein weit­ gehend spielfreies Verriegeln der verstellbaren Gehäuse­ teile miteinander möglich ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Anordnung einer Spanneinrichtung koaxial zur Ver­ schwenkachse ermöglicht ein kraftschlüssiges Verbinden der verstellbaren Gehäuseteile zueinander. Dadurch ist gewähr­ leistet, daß Antriebsdrehmomente sicher abgestützt sind und ein Rütteln, Schlagen oder dergleichen des Werkzeugs ver­ mieden ist. Die Spanneinrichtung kann verstellbar sein, derart, daß zum Verstellen die Spannkraft signifikant redu­ ziert oder auf Null abgesenkt werden kann. Wird eine vorge­ gebene Spannkraft fest eingestellt, so ist sie derart be­ messen, daß sie beim Verstellen des einen Gehäuseteils durch die aufzubringende Stellkraft mit vertretbarem Kraftaufwand zu überwinden ist.

Um trotz Fertigungstoleranzen einen sicheren Eingriff des die Antriebswelle mit der Abtriebswelle verbindenden Mit­ telrades zu erzielen, ist vorgesehen, das Mittelrad aus zwei drehfest miteinander verbundenen Kegelrädern zu bil­ den, wobei das eine Kegelrad eine verlängerte Nabe auf­ weist, welche drehfest in das andere Kegelrad eingreift. Dabei ist ein Kegelrad relativ zum anderen axial verschieb­ bar, so daß eventuelle Achsabstandstoleranzen leicht aus­ geglichen werden können. Zweckmäßig ist hierzu zwischen den Kegelrädern eine Feder, insbesondere eine Schraubenfeder, angeordnet, durch die in jeder Verschwenklage unabhängig von eventuell bestehenden Fertigungstoleranzen ein voll­ ständiger Antriebseingriff des Mittelrades an Antriebswelle und Abtriebswelle gewährleistet ist.

Um auch bei größeren Krafteinwirkungen auf das Werkzeug ein unbeabsichtigtes Verstellen des Getriebekopfes sicher aus­ zuschließen, ist ergänzend zu der kraftschlüssigen Verrie­ gelung mittels der die Lagerwelle des Mittelrades durch­ greifenden Spanneinrichtung zwischen den Gehäuseteilen eine mechanische, formschlüssig wirkende Rastvorrichtung ange­ ordnet. Die Rastvorrichtung kann aus einer mit Rastöffnun­ gen versehenen Rastkurve und einem radial zu dieser ver­ schiebbaren Raststift bestehen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weite­ ren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein nachfolgend im einzelnen beschriebenes Ausführungsbei­ spiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Getrie­ bekopf als Heckenscherenanbausatz für eine Frei­ schneidegerät,

Fig. 2 eine Seitenansicht auf den Getriebekopf nach Fig. 1 im Teilschnitt,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Getriebekopf nach Fig. 1 mit einer Schnellspanneinrichtung,

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Getriebekopf entsprechend Fig. 3 mit einem Spannbolzen,

Fig. 5 einen Schnitt durch ein Mittelrad,

Fig. 6 eine Stirnansicht des Mittelrades nach Fig. 5.

Der in den Zeichnungen dargestellte Getriebekopf 1 dient der Verbindung zwischen einer Antriebswelle 2 und einer seitlich versetzt zu dieser liegenden Abtriebswelle 5. Wie sich insbesondere aus Fig. 3 ergibt, ist die Antriebswelle 2 in einem ersten Gehäuseteil 4 und die Abtriebswelle 5 in einem zweiten Gehäuseteil 3 gelagert. Im gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel ist das erste Gehäuseteil 4 auf das untere Ende eines Wellenrohres 6 aufgesetzt, welches das Ende des Führungsrohres eines an sich bekannten Freischneidegerätes sein kann. Der zweite Gehäuseteil 3 ist mit dem Antriebs­ gehäuse 7 eines Messerbalkens 8 einer Heckenschere verbun­ den. Die Achse 9 der Abtriebswelle 5 steht dabei senkrecht zu der durch den Messerbalken 8 definierten Ebene.

Wie insbesondere die Fig. 2 und 3 zeigen, sind die An­ triebswelle 2 und die Abtriebswelle 5 durch Anordnung ent­ sprechender Wälzlager 11 und 12 in den jeweiligen Gehäuse­ teilen drehbar gehalten. Zwischen der Antriebswelle 2 und der Abtriebswelle 5 ist ein Mittelrad 13 angeordnet, wel­ ches im gezeigten Ausführungsbeispiel als Doppelkegelrad ausgebildet ist. Das eine der Kegelräder 14 kämmt dabei mit einem Antriebskegelrad 15 der Antriebswelle 2, während das andere Kegelrad 16 des Doppelkegelrades 13 mit einem Ab­ triebskegelrad 17 der Abtriebswelle 5 kämmt. Anstelle der gezeigten Zahnradverbindung können auch andere Getriebever­ bindungen, zum Beispiel eine Reibradverbindung, zweckmäßig sein.

Das Mittelrad 13 ist auf einer Lagerwelle 18 drehbar gehal­ ten; bevorzugt ist das Mittelrad 13 auf der Lagerwelle 18 mittels Nadellagern 19 angeordnet. Erfindungsgemäß ist die Lagerwelle 18 als Hülse, zweckmäßig als Lagerrohr aus­ gebildet, welches mit seinen Enden 20, 21 in buchsenartigen Aufnahmen 22 der Gehäuseteile 3 und 4 gehalten ist. Die Stirnseiten 23 der Enden 20 und 21 liegen mit axialem Ab­ stand zum Boden 24 der Aufnahmen 22. Daneben liegt eine Ringfläche 26 des zweiten Gehäuseteils 3 an einem Ring­ flansch 27 des ersten Gehäuseteiles an. Dabei greift ein koaxial zum Lagerrohr 18 liegender zylindrischer Hals 25 des Gehäuseteils 4 in eine entsprechende koaxiale Aufnahme 28 des zweiten Gehäuseteils 3 ein. Im Bereich der Über­ deckung des zylindrischen Halses 25 und der Aufnahme 28 ist in dieser eine Dichtung 29 vorgesehen, welche die beiden Gehäuseteile gegen Eindringen von Schmutz und Austreten von Fett abdichtet.

Der erste Gehäuseteil 3 ist um das Lagerrohr 18 und den zy­ lindrischen Hals 25 relativ zum ersten Gehäuseteil 4 ver­ schwenkbar, wobei die Verschwenkachse 30 die Drehachse 9 der Abtriebswelle 5 sowie die Drehachse 31 der Antriebs­ welle 2 rechtwinklig schneidet. Die Abtriebswelle 5 ist zu­ sammen mit dem zweiten Gehäuseteil 3 in einer zur Antriebs­ welle 2 parallelen Ebene 33 relativ zum ersten Gehäuseteil 4 um das Lagerrohr 18 verschwenkbar.

Zum Feststellen der beiden Gehäuseteile 3 und 4 zueinander ist eine Spanneinrichtung 32 vorgesehen, die im Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 3 als Schnellspanneinrichtung, im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 mit einstellbarem Spann­ bolzen ausgeführt ist, deren Spannwelle 34 das Lagerrohr 13 durchragt und mit seinen Enden jeweils aus den Gehäusetei­ len 3 und 4 vorsteht. Auf dem einen Ende der Spannwelle 34 ist eine Spannmutter 35 aufgeschraubt, die sich über eine Druckscheibe 36 außen am Gehäuse 3 abstützt. Das andere Ende der Spannwelle 34 trägt einen Spannhebel 37, dessen exzentrischer Spannkopf 38 in einer von der Spannwelle 34 durchragten Kugelpfanne 39 liegt. Die Kugelpfanne 39 stützt sich unter Zwischenlage einer Druckscheibe 40 außen am ersten Gehäuseteil 4 ab.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist anstelle der Schnellspanneinrichtung ein fest verspannbarer Spannbolzen 34' vorgesehen, der sich an seinem einen Ende mit dem Kopf 38' vorzugsweise über ein Federelement 39' auf der Druck­ scheibe 40 und an seinem anderen Ende mit der Spannmutter 35 auf der Druckscheibe 36 abstützt. Zum Aufbringen der ge­ wünschten Spannkraft wird die Spannmutter 35 angezogen, so daß eine aufgebrachte Spannkraft gewünschter Größe die Ge­ häuseteile 3 und 4 kraftschlüssig gegeneinander verspannt. Die Vorspannkraft ist so gewählt, daß sie bei einer Lage­ verstellung der Gehäuseteile zueinander überwunden werden kann. Die zweckmäßig zwischen dem Kopf 38' und der Druck­ scheibe 40 angeordnete Tellerfeder 39' gewährleistet eine leichte Verstellung bei weitgehend unveränderter axialer Vorspannkraft. Die Spannmutter 35 kann zur Sicherung von einer Gehäusekappe 35' abgedeckt sein.

Neben der Spanneinrichtung ist zwischen dem ersten Gehäuse­ teil 4 und dem zweiten Gehäuseteil 3 eine Rastvorrichtung 41 angeordnet, die aus einem Raststift 42 und einer Rast­ öffnungen 44 aufweisenden Rastkurve 43 besteht. Die Rast­ kurve 43 besteht - wie insbesondere Fig. 1 zeigt - aus einem nach Art eines Viertelkreisbogens gebogenem Blech, welches etwa koaxial zur Aufnahme 28 an einem Halteflansch 45 des zweiten Gehäuseteils 3 festgelegt ist. Das Rastblech kann auf einfache Weise durch Stanzen gefertigt werden; die Rastöffnungen 44 sind in Umfangsrichtung mit äquidistanten Abständen zueinander angeordnet (Fig. 1).

Der Raststift 42 ist in einem die Rastkurve 43 übergreifen­ den Gehäusefortsatz 46 des ersten Gehäuseteils 4 gehalten und durch eine Feder, insbesondere eine Schraubenfeder 47, in seine in Fig. 3 gezeigte Raststellung kraftbeaufschlagt. Der Kopf 48 des Raststiftes 42 ragt auf der der Rastkurve 43 abgewandten Seite aus dem Gehäusefortsatz 46 heraus und ist fest mit einer Betätigungshülse 49 verbunden, die axial verschiebbar (Doppelpfeil 50) auf dem Wellenrohr 6 gehalten ist. Wie aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen, ist am zweiten Gehäuseteil ferner ein Griff 51 befestigt, der auf der dem ersten Gehäuseteil 4 zugewandten Seite etwa parallel zu einem Werkzeug, nämlich dem Messerbalken 8 liegt. Eine an­ dere Anordnung des Griffes 51 kann zweckmäßig sein. Der Spannhebel 37 liegt ferner in Längsrichtung des Messerbal­ kens 8 hinter einem Schutzflansch 52, so daß eine Sicherung gegen unbeabsichtigtes Lösen des Spannhebels gegeben ist.

Der Raststift 42 kann auch mit verjüngtem, vorzugsweise ke­ geligem Kopf ausgebildet sein, der spielfrei in eine ent­ sprechend ausgebildete Rastöffnung einfällt.

In Abhängigkeit von der gewünschten Winkelstellung des Mes­ serbalkens 8 zur Längsachse 53 des Führungsrohres 6 nimmt der Benutzer die Einstellung vor. Zunächst wird der Spann­ hebel 37 gelöst, wodurch die durch Reibschluß erzeugte kraftschlüssige Verriegelung zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil 3 und 4 aufgehoben ist. Sodann greift der Benutzer mit der einen Hand den Längsgriff 51 und zieht mit der anderen Hand die Betätigungshülse 49 in Längsrich­ tung des Wellenrohres 6 hoch, wodurch der Raststift 42 aus der entsprechenden Rastöffnung 44 ausgehoben wird. Der Be­ nutzer kann nun - über einen Schwenkwinkel von 90° - den Messerbalken relativ zum Wellenrohr 6 einstellen. In Fig. 2 ist die eine Endlage gezeigt, bei der die Längsachse 53 des Wellenrohres 6 etwa parallel zum Messerbalken 8 liegt; in Fig. 3 ist die andere Endlage des Verschwenkbereiches ge­ zeigt, in der die Längsachse 53 des Wellenrohres 6 etwa senkrecht zum Messerbalken 8 liegt. In der gewünschten Schwenklage des Messerbalkens läßt der Benutzer die Betäti­ gungshülse 49 los; unter der Kraft der Schraubenfeder 47 rastet der Raststift 42 in die nächstliegende Rastöffnung 44 ein. Die Rastvorrichtung 41 dient lediglich einer groben Ausrichtung der Teile zueinander; eine spielfreie Verriege­ lung der Gehäuseteile zueinander ist nicht erforderlich, so daß die Rastvorrichtung 41 entsprechend einfach und robust ausgeführt werden kann. Das endgültige Festlegen der Gehäu­ seteile 3 und 4 des verstellbaren Getriebekopfes 1 erfolgt mit Schließen der Schnellspanneinrichtung 32, durch die eine kraftschlüssige Verriegelung zwischen der Ringfläche 26 und dem Ringflansch 27 erfolgt. Dabei kann das Lagerrohr 18 in der Länge derart bemessen werden, daß es bei ge­ schlossener Spanneinrichtung 32 weitgehend frei von Axial­ kräften bleibt, so daß das Lagerrohr 18 ausschließlich der Führung des Mittelrades 13 dient und keinen mechanischen oder dynamischen Belastungen unterworfen ist.

Um in jeder Verschwenklage des Getriebekopfes einen siche­ ren Kraftschluß zwischen dem Antriebszahnrad 15 und dem Ab­ triebszahnrad 17 zu gewährleisten, muß entsprechend maßge­ nau gefertigt werden. Vorteilhaft wird zum Ausgleich eines eventuell auftretenden Spiels das Mittelrad 13 aus zwei einzelnen Kegelrädern gebildet, die drehfest miteinander verbunden sind, wobei jedoch das eine Kegelrad 16 relativ zum anderen Kegelrad 14 axial verschiebbar ist. Hierzu weist das eine Kegelrad 14 eine verlängerte Nabe 54 auf, welche drehfest in das Zentrum des anderen Kegelrades 16 eingreift. Wie Fig. 5 zeigt, wird zweckmäßig eine Keil­ wellenverzahnung 55 gewählt, um eine drehfeste Verbindung zwischen der Nabe 54 des einen Kegelrades 14 und dem axial auf der Nabe 54 verschiebbar gehaltenen anderen Kegelrad 16 herzustellen. Um zu gewährleisten, daß beide Kegelräder im­ mer einen vollen Zahneingriff haben, ist zwischen den Ke­ gelrädern 14 und 16 eine Feder 56 angeordnet, welche be­ vorzugt als eine die verlängerte Nabe 54 umgebende Schrau­ benfeder ausgebildet ist.

Claims (17)

1. Getriebekopf zwischen einer Antriebswelle und einer Ab­ triebswelle, insbesondere Heckenscherenanbausatz für ein Freischneidegerät, bei dem die in einem zweiten Ge­ häuseteil (3) gelagerte Abtriebswelle (5) seitlich ver­ setzt zu der in einem ersten Gehäuseteil (4) gelagerten Antriebswelle (2) liegt, mit einem zwischen der An­ triebswelle (2) und der Abtriebswelle (5) liegenden, drehbaren Mittelrad (13), welches auf einer quer zur Antriebswelle (2) und der Abtriebswelle (5) liegenden Lagerwelle (18) angeordnet ist, wobei die Lagerwelle (18) mit ihrem einen Ende (20) in dem ersten Gehäuse­ teil (4) und mit ihrem anderen Ende (21) in dem zweiten Gehäuseteil (3) gehalten ist und der zweite Gehäuseteil (3) mit der Abtriebswelle (5) in einer zur An­ triebswelle (2) parallelen Ebene (33) relativ zum er­ sten Gehäuseteil (4) um die Lagerwelle (18) ver­ schwenkbar ist, wobei die beiden Gehäuseteile gegen­ einander festlegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur kraftschlüssigen Fest­ legung der beiden Gehäuseteile gegeneinander die Lager­ welle (18) als Hülse ausgebildet ist und die Hülse von der Spannwelle (34) einer Spanneinrichtung (32) durch­ griffen ist, die mit ihren Enden an den Gehäuseteilen (3, 4) angreift.

2. Getriebekopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelrad (13) auf der Lagerwelle (18) frei drehbar ist.

3. Getriebekopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelrad (13) aus zwei drehfest miteinander verbundenen Kegelrädern (14, 16) besteht.

4. Getriebekopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Kegelrad (14) eine verlängerte Nabe (54) aufweist, welche drehfest in das andere Kegelrad (16) eingreift.

5. Getriebekopf nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Kegelrad (16) re­ lativ zum anderen Kegelrad (14) axial verschiebbar ist.

6. Getriebekopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kegelrädern (14, 16) eine Feder, insbesondere eine Schraubenfeder (56) angeordnet ist.

7. Getriebekopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse von einem Lager­ rohr (18) gebildet ist, dessen Enden (20, 21) in Aufnahmen (22) der Gehäuseteile (3, 4) gehalten sind.

8. Getriebekopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem einen Ende der Spannwelle (34) ein Spannhebel (37) angeordnet ist, dessen exzentrischer Spannkopf (38) in einer von der Spannwelle (34) durchragten Kugelpfanne (39) liegt.

9. Getriebekopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannwelle (34) ein Spannbolzen (34') ist, dessen eines Ende eine Spannmut­ ter (35) trägt.

10. Getriebekopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bolzenkopf (38') und dem Gehäuse (3, 4) ein Federelement (39') angeordnet ist.

11. Getriebekopf nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Gehäuseteilen (3, 4) eine Rastvorrichtung (41) angeordnet ist.

12. Getriebekopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung (41) aus einer mit Rastöffnungen (44) versehenen Rastkurve (43) und einem radial zu dieser verschiebbaren Rast­ stift (42) besteht.

13. Getriebekopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Raststift (42) am ersten Gehäuseteil (4) parallel zur Antriebswelle (2) verschiebbar an einem die Antriebswelle (2) aufnehmen­ den Wellenrohr (6) gehalten ist.

14. Getriebekopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Raststift (42) von ei­ ner auf dem Wellenrohr (6) verschiebbaren Betätigungs­ hülse (49) gehalten ist.

15. Getriebekopf nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gehäuseteil (3) einen Griff (51) aufweist.

16. Getriebekopf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Griff auf der dem ersten Gehäuseteil (4) zugewandten Seite etwa parallel zu einem Werkzeug (8) erstreckt.

17. Getriebekopf nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in Längsrichtung eines Werkzeuges (8) der Spannhebel (37) in seiner Spann­ stellung hinter dem Schutzflansch (52) des ersten Ge­ häuseteils (4) liegt.