DE19831649C1 - Klauenkupplung - Google Patents

Abstract

Eine aus zwei Kupplungshälften bestehende Klauenkupplung soll in einfacher Weise so gestaltet werden, daß auf die der Zentrierung dienenden Bauelemente verzichtet werden kann. DOLLAR A Erfindungsgemäß stehen die Kontaktflächen der beiden Kupplungshälften (2) und (4) in einem Versatz zur Drehachse der Klauenkupplung (1). Dadurch entsteht eine radiale Kraftkomponente, wodurch die beiden Klauenkupplungen (2) und (4) zentriert werden. Die Aussparungen (2b) der getriebenen, ersten Kupplungshälfte (2) sind flächenmäßig größer als die darin eingreifenden Mitnahmeklauen (4a) der zweiten, antreibenden Kupplungshälfte (4). Dadurch lassen sich die beiden Kupplungshälften (2) und (4) gegeneinander um einen vorbestimmten Winkel verdrehen. DOLLAR A Die in Frage kommende Klauenkupplung ist besonders für landwirtschaftliche Maschinen geeignet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klauenkupplung zum drehsicheren Verbinden von zwei Wellen, die eine treibende und eine getriebene Kupplungshälfte aufweist und jede Kupplungshälfte in axialer Richtung verlaufende Mitnahmeklauen und dazwischenliegende Aussparungen enthält, so daß die Mitnahmeklauen einer Kupplungshälfte im gekuppelten Zustand in die Aussparungen der anderen Kupplungshälfte eingreifen.

Die in Frage kommende Klauenkupplung ist als ausrückbare und als nichtausrückbare Kupplung bekannt. Sie wird auch als längsnachgiebige Kupplung bezeichnet, da sie den Ausgleich axialer Längenänderungen der Wellen, z. B. durch Erwärmung oder nicht vorauszusehende Einbauungenauigkeiten ermöglicht. Derartige Kupplungen lassen sich während des Betriebes ausrücken, jedoch nur im Stillstand wieder einrücken. Bei der ausrückbaren Klauenkupplung werden die Kupplungshälften mittels eines Ringes zentriert, auf dem die ineinandergreifenden Mitnahmeklauen gleiten.

Derartige Kupplungen werden besonders dann eingesetzt, wenn die Wellendurchmesser und demzufolge auch die zu übertragenden Drehmomente relativ groß sind. Ein Einsatzgebiet sind landwirtschaftliche Maschinen. So ist es beispielsweise bekannt, bei einer sogenannten Schnellkopplung zum mechanischen Verbinden eines Schleppers mit einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine bekannt, den vom Schlepper zur Arbeitsmaschine führenden Antriebsstrang mittels einer Klauenkupplung zu koppeln. Dazu ist eine Zentrierung des die Gelenkwelle aufnehmenden Achsstummels notwendig. Dazu sind die beiden Kupplungshälften an den einander zugewandten Seiten mit Zentrierflächen versehen.

Die zuvor beschriebenen Möglichkeiten der Zentrierung erfordern zusätzliche Bauteile oder eine spezielle Gestaltung, wodurch die Kosten erhöht werden. Außerdem sind sie für landwirtschaftliche Maschinen nicht sonderlich geeignet, da sie aufgrund der Verhältnisse auf Dauer störanfällig sind.

Aus dem Stand der Technik ist weiterhin die DE-AS 20 52 244 bekannt. Dort ist eine gattungsgemäße selbstzentrierende Stirnzahnkupplung offenbart, deren besondere Verzahnung eine einwandfreie Zentrierung der beiden Kupplungshälften bei einer Selbsthemmung der Kuppelverzahnung ermöglicht. Als nachteilig hat sich bei einer solchen Ausgestaltung gezeigt, daß die Schaltung der Kupplung erschwert ist, wenn die Kupplungsteile so ausgelegt sind, daß sie spielfrei ineinandergreifen sollen. Insbesondere das Einschalten der Kupplung ist erschwert, wenn nicht sogar unter bestimmten Betriebsbedingungen unmöglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klauenkupplung der eingangs näher beschriebenen Art in konstruktiv einfacher Weise so zu gestalten, daß das Einkuppeln der beiden Kupplungshälften erleichtert wird.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst, indem die Mitnahmeklauen einer ersten Kupplungshälfte, bezogen auf die Stirnfläche, flächenmäßig kleiner sind als die dazwischenliegenden Aussparungen, und daß die Mitnahmeklauen der zweiten Kupplungshälfte flächenmäßig kleiner sind als die Aussparungen der ersten Kupplungshälfte, so daß die Kupplungshälften im gekuppelten Zustand gegeneinander verdrehbar sind.

Da nunmehr die Kupplungshälften gegeneinander um einen bestimmten Winkel verdrehbar sind, ohne daß eine Mitnahme erfolgt, ist es nicht mehr erforderlich, daß die beiden Kupplungshälften vor dem Einkuppeln exakt zueinander ausgerichtet werden. Dies ist insbesondere bei landwirtschaftlichen Maschinen ein besonderer Vorteil.

Nach dem Einkuppeln der beiden Kupplungshälften kann zunächst eine Verdrehung der antreibenden Kupplungshälfte erfolgen, sobald jedoch die das Drehmoment übertragenden Kontaktflächen aneinanderliegen, erfolgt zunächst eine radiale Bewegung einer Kupplungshälfte, wodurch die Zentrierung gegeben ist. In Bezug auf die Drehachse der Klauenkupplung sind die Mitnahmeklauen zumindest einer Kupplungshälfte asymmetrisch gestaltet. Daraus ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise, daß die Mitnahmeklauen der ersten Kupplungshälfte dreieckförmig gestaltet und die Mitnahmeklauen der zweiten Kupplungshälfte trapezförmig ausgebildet sind. Dadurch ergibt sich schon die Möglichkeit einer Relativbewegung um einen vorgegebenen Winkel der ersten zur zweiten Kupplungshälfte. Dabei kann die Gestaltung jedoch wieder so getroffen werden, daß die Symmetrieachsen der Mitnahmeklauen beider Kupplungshälften auf die Drehachse der Klauenkupplung gerichtet sind. Die radiale Kraftkomponente wird erhöht, wenn die dreieckförmigen Mitnahmeklauen einer Kupplungshälfte so gestaltet sind, daß der Abstand der inneren und einander zugewandten Kanten von zwei Mitnahmeklauen kleiner ist als der äußere Abstand von zwei Mitnahmeklauen. Durch diese Gestaltung entstehen Aussparungen bei einer Kupplungshälfte, die als trapezförmig angesehen werden können.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Klauenkupplung im ausgekuppelten Zustand in einer Schnittdarstellung, und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in der Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Klauenkupplung 1 kann vorzugsweise für landwirtschaftliche Maschinen vielseitig eingesetzt werden. Die erste Kupplungshälfte 2 ist zum Antrieb eines nicht dargestellten Aggregates mit einer Riemenscheibe 3 verschraubt. Die dargestellte Klauenkupplung ist eine ausrückbare Kupplung, so daß die zweite Kupplungshälfte 4 in axialer Richtung verfahrbar ist. Dazu ist die zweite Kupplungshälfte 4 mittels einer Druckfeder 5 in Richtung zur ersten Kupplungshälfte 2 verfahrbar. Die Ausrückbarkeit erfolgt in nicht näher dargestellter Weise, beispielsweise über einen Ausrückhebel oder einen Stelltrieb. Üblicherweise sind die Klauenkupplungen mit einer ungeraden Zahl von Mitnahmeklauen ausgestattet. Bei der dargestellten Ausführung ist die erste Kupplungshälfte mit drei Mitnahmeklauen 2a ausgerüstet, so daß demzufolge auch die zweite Kupplungshälfte 4 mit drei Mitnahmeklauen 4a ausgestattet ist. Die Drehrichtungen der beiden Kupplungshälften 2 und 4 ist durch den Pfeil A gekennzeichnet.

Wie die Fig. 2 zeigt, sind die Mitnahmeklauen 2a der ersten Kupplungshälfte 2 etwa dreieckförmig gestaltet, während die Mitnahmeklauen 4a der zweiten Kupplungshälfte 4 trapezförmig gestaltet sind. Die Fig. 2 zeigt ferner, daß die zwischen den Mitnahmeklauen 2a liegenden Aussparungen 2b flächenmäßig deutlich größer sind als die Mitnahmeklauen 4a der zweiten Kupplungshälfte 4. Die das Drehmoment übertragenden Kontaktflächen stehen in einem Versatz zur Drehachse der Klauenkupplung 1, das heißt, sie schneiden sich nicht im Gegensatz zu den bislang bekannten Kupplungen in der Drehachse der Kupplung.

Aus der Fig. 2 ergibt sich, daß die beiden Kupplungshälften 2 und 4 um einen vorgegebenen Winkel gegeneinander verdrehbar sind, ohne daß ein Antrieb der Riemenscheibe 3 erfolgt. Die das Drehmoment bestimmende Normalkraft steht senkrecht zu den Kontaktflächen der Mitnahmeklauen 2a und 4b, wie durch das Bezugszeichen 6 in der Fig. 2 gekennzeichnet ist. Diese Normalkraft 6 zerfällt in eine tangentiale Umlaufkraft 7 und in eine radiale Kraftkomponente 8. Diese radiale Kraftkomponente 8 bewirkt, daß sich die beiden Kupplungshälften 2 und 4 gegeneinander in radialer Richtung verschieben können. Dadurch wird eine Selbstzentrierung erreicht. Die erste mit der Riemenscheibe 3 verschraubte Kupplungshälfte 2 besteht aus einem Kunststoff. Demgegenüber ist die zweite, antreibende Kupplungshälfte 4 aus Metall gefertigt. Die Mitnahmeklauen 4a sind an einer Nabe 4b festgelegt.

Die Fig. 2 zeigt, daß die Aussparungen 2b der ersten Kupplungshälfte 2 etwa trapezförmig sind, wobei die Abstände von zwei Mitnahmeklauen 2a im äußeren Bereich ein klein wenig größer sind als die inneren Abstände der Mitnahmeklauen 2a. Außerdem ergibt sich aus der Fig. 2, daß die Symmetrieachsen aller Mitnahmeklauen 2a und 4a sich im Drehpunkt der Klauenkupplung 1 schneiden. Wie die Fig. 2 zeigt, ist die zweite Kupplungshälfte 4, bezogen auf die Mitnahmeklauen 4a, sternförmig ausgebildet. Die Nabe 4b ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Innenverzahnung versehen und auf eine mit einer Außenverzahnung versehene Buchse 9 aufgesetzt. Wie bereits erwähnt, drückt die Druckfeder 5 die zweite Kupplungshälfte 4 gegen die erste Kupplungshälfte 2. Durch einen Sicherungsring 10 wird die Buchse 11 mitgenommen.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Wesentlich ist, daß die Kontaktflächen der Mitnahmeklauen 2a und 4a im Versatz zur Drehachse der Klauenkupplung 1 stehen, so daß durch das zu übertragende Drehmoment eine radiale Kraftkomponente 8 entsteht, um die beiden Kupplungshälften 2 und 4 zu zentrieren.

Bezugszeichenliste

1

Klauenkupplung

2

erste Kupplungshälfte

2

aMitnahmeklauen

2

bAussparungen

3

Riemenscheibe

4

zweite Kupplungshälfte

4

aMitnahmeklauen

4

bNabe

5

Druckfeder

6

Normalkraft

7

Umlaufkraft

8

radiale Kraftkomponente

9

Buchse

10

Sicherungsring

11

Buchse

Claims (4)

1. Klauenkupplung zum drehsicheren Verbinden von zwei Wellen, die eine treibende und eine getriebene Kupplungshälfte aufweist und jede Kupplungshälfte in axialer Richtung verlaufende Mitnahmeklauen und dazwischenliegende Aussparungen enthält, so daß die Mitnahmeklauen einer Kupplungshälfte in gekuppeltem Zustand in die Aussparungen der anderen Kupplungshälfte eingreifen, die das Drehmoment übertragenden in axialer Richtung stehenden Kontaktflächen der Mitnahmeklauen und beider Kupplungshälften in einem Versatz zur Drehachse der Klauenkupplung stehen, so daß zur Selbstzentrierung der Kupplungshälften eine radiale Kraftkomponente eines geschlossenen Kräftedreiecks entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeklauen (2a) einer ersten Kupplungshälfte (2), auf die Stirnfläche bezogen, flächenmäßig kleiner sind als die dazwischenliegenden Aussparungen (2b),
und daß die Mitnahmeklauen (4a) der zweiten Kupplungshälfte (4) flächenmäßig kleiner sind als die Aussparungen (2b) der ersten Kupplungshälfte (2), so daß die Kupplungshälften (2) und (4) in gekuppeltem Zustand gegeneinander verdrehbar sind.

2. Klauenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeklauen (2a) der ersten Kupplungshälfte (2) dreieckförmig gestaltet und die Mitnahmeklauen (4a) der zweiten Kupplungshälfte (4) trapezförmig ausgebildet sind.

3. Klauenkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrieachsen der Mitnahmeklauen (2a) und (4a) beider Kupplungshälften (2) und (4) auf die Drehachse der Klauenkupplung (1) gerichtet sind.

4. Klauenkupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der inneren und einander zugewandten Kanten von zwei Mitnahmeklauen (2a) der die dreieckförmigen Mitnahmeklauen (2a) aufweisenden ersten Kupplungshälfte (2) kleiner ist als der der äußeren Kanten.