DE2136521A1

DE2136521A1 - Schnellverriegelungskupplung

Info

Publication number: DE2136521A1
Application number: DE19712136521
Authority: DE
Inventors: J A Federspiel
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1970-09-14
Filing date: 1971-07-21
Publication date: 1972-03-23
Also published as: DE2136521C3; BE772590A; US3796502A; DE2136521B2; FR2107496A5; SE377170B; GB1339806A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. KWeickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

<983921/22>

Schu/H.

FFlC CORPORATION, 1105 Colaman Avenue,

San Jose, CALIFORNIA, USA

Schnellverriegelungskupplung.

Die vorliegende Erfindung betrifft kleine Traktoren und Einrichtungen, um über eine Uelle angetriebene Traktorzubehörgeräte mit einer Abtriebsuelle des Traktors zu verbinden.

Die bisher bekannten Kupplungsvorrichtungen der genannten Art weisen solche Vorrichtungen auf, bei denen das Einsetzen eines Stiftes in von Hand und optisch ausgerichtete Löcher der Antriebswelle und einer Kupplung erforderlich ist. Bei anderen bekannten Kupplungsvorrichtungen ist keine visuelle Ausrichtung erforderlich, jedoch wird ein von zuei Händen ausgeführter Arbeitsgang benötigt, oder es sind gefährliche Uorsprüngaj die die Bedienungsperson verletzen können, und ein Drahtende odar ein ähnliches Material vorgesehen, das sich um die Kupplung und die Antriebswelle herumwickeln kann. Bai anderen Kupplungen, die einen Ein=-Hand-Arbeitsgang ermöglichen würden^ sind jedoch verhältnismäßig kompliziert und teuer in der Herstellung, oder sie können nicht in einsr zueck-

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mäßigen Größe hergestellt werden, um schwere Zubehörgeräte anzutreiben. Bei einer anderen Art von Kupplung, die drehend betätigt wird, besteht die Gefahr, daß sie sich durch die Zentrifugalkräfte entriegelt, uenn das Antriebsdrehmoment vorübergehend dadurch unterbrochen wird, daß das angetriebene Zubehörteil angehalten uird. Alle diese bekannten Vorrichtungen waren mit anderen Uorten auf die Lösung eines bereits seit langem auf diesem Gebiet anstehenden Problems gerichtet, jedoch jede Vorrichtung ueist einen oder mehrere Nachteile auf, so daß sie ihre geforderte Funktion nicht hundertprozentig erfüllt.

Zwei Beispiele für bekannte Schnellkupplungen sind in den US-Patentschriften 2 948 559 und 3 179 450 beschrieben, bei denen " durch eine Drehung eines äußeren Teiles jeder Kupplung in einer Richtung eine innere Verriegelung geöffnet uird, so daß eine mit einer Keilverzahnung versehene Uelle eingeführt oder herausgezogen werden kann. Oede dieser bekannten Kupplungen zeichnet sich durch einen besonderen Kompliziertheitsgrad aus, und eine Ein-Hand-Bedienung dürfte nicht zweckmäßig sein, da zwei kombinierte, jedoch getrennte Bewegungen für einen Kupplungsvorgang notwendig sind, d„ h. eine drehende Bewegung und eine Bewegung in Längsrichtung·

Die Schnellverriegelungskupplung der vorliegenden Erfindung besitzt einen bemerkenswert einfachen, kompakten und gewichtsmäßig leichten Aufbau, und sie ermöglicht eine Ein-Hand-Betätigung, da sie zum Öffnen oder Schließen ihrer inneren Verriegelung durch eine radiale Greifkraft betätigbar ist. Da zunächst eine Greif— kraft benötigt wird, um irgendeine Kupplungswelle in Längsrichtung zu verschieben, ermöglicht die erfindungsgemäße Schnellver— riegelungskupplung einen wirklichen Ein-Hand-Betrieb.

Indem eine radial verstellbare, durch eine Feder vorgespannte Hülse vorgesehen wird, die einen Ringflansch aufweist, der übar dem offenen Ende einer mit Keilen versehenen Kupplungsnabe liegt, wird ein Abschnitt des Randes, der die Öffnung der Hülse bestimmt, in eine Ringnut in einer mit einer Keilverzahnung versehenen An-

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triebsuelle vorgespannt, die in der Nabe sitzt, um die Uelle in der Längsrichtung festzulegen. Uenn man die Hülse in eine mit der Uelle coaxiale Lage bringt, indem man die Hülse radial vorschiebt, rastet der Rand des Hülsenflansches aus der Uellennute aus, so daß die mit Keilnuten versehene Kupplungsnabe von der mit einer Keilverzahnung versehenen Antriebswelle abgezogen oder auf diese aufgeschoben werden kann·

Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der Zeichnung dargestellten vorzugsueisen Ausführungsbeispielen erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1, eine Seitenansicht eines Gartentraktors, bei dem die erfindungsgemäße Schnellverriegelungskupplung verwandt wird, um ein Fläherzubehörgerät anzutreiben,

Fig. 2, eine vergrößerte Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Kupplung suellenanordnung,

Fig. 3, einen vergrößerten Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Schnellverriegelungskupplung,

Fig. 4, einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3,

Fig. 5

vergrößerte perspektivische Darstellungen der Schnellverriegelungskupplung, in denen der gelöste Zustand der Kupplung und die Betätigung der Kupplung dargestellt ist, um diese mit einer Antriebswelle in Verbindung zu bringen oder von dieser zu lösen.

In Fig. 1 ist ein typischer Gartentraktor 10 dargestellt, der auf steuerbaren Vorderrädern 12 und angetriebenen Hinterrädern fährt, die von einer Verbrennungskraftmaschine E angetrieben werden. Ein Riemen- und ein Riemenschaibenantrieb 16 von der Verbrennungskraftmaschine ist wahlweise von der Bedienungsperensteuerbar ,

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um eine Leistungsabnahmewelle 18 anzutreiben. Die Leistungsabnahmewelle verläuft von einem Lagerhängearm 20 souohl nach vorwärts wie auch nach rückwärts, um Zubehörgeräte anzutreiben, die vor den Vorderrädern 12 oder zwischen den Vorder- und den Hinterrädern angebracht sind, oder um Zubehörgeräte anzutreiben, die hinter den Hinterrädern 14 herlaufen. In jedem Falle benötigt gewöhnlich jedes getrennte Zubehörgerät, wie etwa der dargestellte Drehmäher 22, eine eigene Antriebswellenanordnung 24, da sich der Abstand zwischen der Eingangswell8 26 (Fig. 2) des Zubehörgerätes und der Leistungsabnahmewelle 18 änderte

Eine typische Antriebswellsnanordnung 24 für durch eine Uelle angetriebene Zubehörgeräte kann an einem Ende, das mit der Eingangswelle 26 des Zubehörgeraies verbunden wird, ein Universalgelenk 28, ein Stück einer Uelle 30 und ein zweites Universalgelenk 32 an dem anderen Ende der Anordnung aufweisen, um diese an die Leistungsabnahmeuelle 18 des Traktors anzukuppeln. Im vorliegenden Falle stellt das Universalgelenk 32 eine mit der erfindungsgemäßen Schnellkupplungsverriegelung 34 zusammenhängenden Teil dar.

Zum treibenden Eingriff mit der Antriebswellenanordnung 24 ist eine zylindrische Nabe 36 des Universalgelenks 32 mit inneren Keilnuten 38 (Fig. 3 bis 6) vorgesehen. An diese Keilnuten angepaßte Keilleisten 40, (Fig. 6) sind an dem Endteil der Leistungsabnahmewelle 18 angebracht, die durch eine ringförmige Verriegelungsnute 42 unterbrochen sind, die durch die einander gegenüberliegenden Endflächen der aneinander grenzenden, in Längsrichtung ausgerichteten Keilleisten gebildet wird. Einwärts von der Nute 42 sind Keilleisten bei 43 vorgesehen, die zur Anbringung der Antriebsriemenscheiben des Antriebs 16 aus dem Riemen und einer Riemenscheibe dienen.

Es ist wichtig festzustellen, daß nur die radialen Endwände bei 44 der äußeren Ksiileisten notwendig sind. So kann die Leistungsabnahmewelle 18 entsprechend der vorliegenden Erfindung auch dann funktionieren, wenn sie glatt ist und radial vorstehende Endkeilleisten aufweist. So bildet auch nur die Nabe 36 des Universalge-

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lenks 32 einen wesentlichen Teil der Schnellverriegelungskupplung, uährand die Nabenkeilnuten 38 nicht notwendig sind, wenn statt dessen eine andere zwangsläufige Drehmomentverbindung verwandt wird, wie etwa eine Verbindung, bei der in der Nabe eine quadratische Fassung vorgesehen X3t, die eine Leistungsabnahmewelle mit einem quadratischen Ende aufnehmen kann.

Die Schnellkupplungsverriegelung 34 umfaßt eine l/erriegelungshülse oder einen Ring mit einem zylindrischen Körper 46, dar mit einem radial verlaufenden, mit einer Öffnung versehenen Ringflanech 48 versehen ist« Der Körper 46 weist einen Innendurchmesser auf, der größer als der Außendurchmesser der Nabe 36 ist, so daß die Hülse radial gegen die Nabe verstellt werden kann, und der Flansch 48 besitzt eine axiale Ausdehnung, die kleiner als die Breite der V/erriegelungsnute 42 ist, so daß der Flansch sich in die Nute setzen kann· Die Kreisöffnung 50 des Flansches 48 ist etwas größer als der äußere oder Hauptdurchmesser der Nabenkeilleisten 40, so daß der Flansch über die Leistungsabnahmewelle 18 geschoben werden kann.

Der Körper der Verriegelungshülse 46 (Fig. 3 und 4) ist mit Hilfe eines radialen l/erriegelungsstiftes 52 so angebracht, daß er axial gehalten wird, daß sr mit der zylindrischen Nabe 36 drehbar ist und eine begrenzte radiale Bewegung auf der zylindrischen Nabe 36 ausführen kann. Der Stift 52 ist in einer Öffnung in dem Körper der l/erriegelungshülse 46 befestigt und erstreckt sich mit einem geringen Spiel in die Nabe des Universalgelenkes 36 hinairio Diametral gegenüber dem Verriegelungsstift 52 ist ein eine Feder haltender Stift 54 angeordnet, der sich von dem Körper 46 aus nach einwärts und in eine Druckfeder 56 hinain erstreckte In dar Nabe 36 ist eine Fassung für die Feder ausgebildet^ und die Feder spannt den Körper 46 so vor, daß dieser nicht axial mit der Nabe 36 ausgerichtet ist«

Die Mittelachse A1 (Fig. 3) des Körpers der l/erriegelungshülse 46 kann gegen die Vorspannung der Druckfeder 56 so verstellt werden,

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daß sie coaxial mit der Wittelachse A2 der im Inneren mit Keilnuten versehenen Nabe 36 verläuft. In dieser ausgerichteten Lage können in die inneren Keilnuten 38 der Nabe 36 die Keilleisten der Leistungsabnahmeuelle 18 eingeführt uerden. Uenn die Leistungsabnahmeuelle angekuppelt ist, und die Achsen A1 und A2 nicht miteinander ausgerichtöt sind, sitzt ein Abschnitt des Flansches 48 bei 58 (Fig. 3 und 5) in der Nute 42 in der Leistungsabnahmeuelle 18. Dia Kupplungsverriegelung 34 befindet sich somit im verriegelten Zustand, da der Flanschabschnitt 58 die Enduände 44 der Keilleisten sperrt. Hierdurch uird aine relative axiale Trennbeuegung der Leistungsabnahmeuelle 18 gegen das Universalgelenk 32 verhindert, während durch die Keilwarzahnung ein Antriebsdrahmoment auf den Drehmäher 22 oder irgendein anderes Zusatzgerät, das gerade veruandt uird, übertragen uird.

Aus den Fig. 5 und 6 ist klar zu ersehen, uie einfach die Kupplungsverriegelung 34 betätigbar ist, und daß hierzu lediglich sin mit einer Hand ausführbarer Arbeitsvorgang notwendig ist. In der Stellung der Fig. 5 befindet sich der Flansch 48 der Verriegelungsvorrichtung in einer radial gsgen die mit Keilnuten versehene Nabe 36 versetzten Stellung, oder mit anderen Uorten» der Flansch befindet sich in seiner durch die Fader vorgespannten, normalerueise v/erriegelten Stellung. Um die Antriebsuellenanordnung 24 an die Leistungsabnahmeuella 13 anzukuppeln, uird die Kupplungsverriegelung 34 ergriffen, indera ein radialer Druck auf den l/erriegelungshülsenkörper 46 ausgeübt uird, uis es in Fig, 6 gezeigt ist, um den Körper zu Vorschieben und um die Achsen A1 und A2 (Fig. 3) zusammenfallen su lassen bzu. miteinander auszurichten_e Die inneren Keilnuten 38 der Nabe werden somit freigegeben, so daß sie die angrenzenden Keilleisten 40 der Leistungsabnahmeuelle 18 aufnahmen können, und dar Hülsankörper 46 uird über die Welle 18 geschoben.

Der Hülsenkörper kann uährend des Kupplungsvorganges losgelassen uerden, uann die Uand dar Öffnung 50 des Flansches 48 radial auf den Keilleisten 40 der Leistungsabnahmeuelie aufliegt, und der Flanschabschnitt 58 schnappt sodann in die Uollannute 42 ein,

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um das Universalgelenk 32 gegen die Leistungsabnahmewelie 18 festzulegen. Die Antriebsuellenanordnung 24 wird dadurch ausgekuppelt, daß lediglich der Verriegelungshülsenkörper 46 radial verschoben und das Universalgelenk 32 des Mähers so bewegt wird, daß der Körper 46 von der Leistungsabnahrnsuslle 18 abgezogen wird»

Aus der vorhergehenden Beschreibung geht hervorp daß die Schnellkupplungsverriegelung 34 leicht durch ©ine Betätigung mit siner Hand und ohne eine visuelle Ausrichtung oder Werkzeuge in die Verriegelungsstellung gebracht oder gelöst werden kann_s und es ist weiterhin ersichtlich, daß die Schnellverriegeiungskupplung kompakt und einfach ausgebildet ist und vollständig in einem mit einer glatten Oberfläche versehenen und keinesfalls gefährlichen Gehäuse enthalten ist_e Weiterhin behält die Kupplung die Vorteile einer zwangsläufigen Antriebsverbindung mit den oben beschriebenen Merkmalen bei, und die Kupplung uird selbst dann nicht entriegelt, wenn das angetriebene Zubehörgerät plötzlich zufällig angehalten uird, oder uenn die Antriabsenergie vorübergehend unterbrochen uird. Es soll gleichfalls bemerkt uerden, daß die Richtung , in der die Antriebsenergie zugeführt uird, umgekehrt uerden kann, d. h. es kann die Nabe 36 anstelle der Welle 18 angetrieben uerden, und es kann gleichfalls die Drehrichtung umgekehrt uerdan, ohne daß die Leistungsübertragung über die Kupplung nachteilig beeinflußt uird.

, .~_r.-,~,_::! ;_Aii;i3ff?cⁱ² 09813/0981.

Claims

Patentansprüche :

1. Varriegelungshülse zum Anbringen auf einer zylindrischen Nabe, die eine Bohrung aufweist, die eine Uelle zum treibenden Eingriff mit der Nabe aufnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die l/erriegelungshülse (34) einen ringförmigen Körper (46), der einen Innendurchmesser aufweist, der größer als der Durchmesser der Nabe (36) ist, und einen ringförmigen, radial verlaufenden Flansch (48) aufweist, der sich von dem Körper aus nach einwärts erstreckt und daß der Flansch einen Innendurchmesser aufweist, der größer als der Hauptdurchmesser der Welle (18) ist, und daß bei einer axialen Ausrichtung des ringförmigen Körpers mit der Nabe die Bohrung der Nabe freigelegt wird, so daß die Uelle eingeführt werden kann·

2· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungshülse begrenzt radial gegen die Nabe (36) verschiebbar ist, und daß ein Flanschabschnitt (58) in einer radial gegen die Achse der Nabe verschobenen und mit der Achse der Nabe nicht ausgerichteten Stellung der Verriegelungshülse soweit gegen die in die Nabe eingeführte Uslle (18) vorsteht, daß ein radialer Anschlag (42) an der Welle durch den Flanschabschnitt (58) gegen eine axiale Verschiebung gesichert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Verriegelungshülse (34) durch eine federnde Einrichtung (56) in eine radial gagen die Nabe verschobene und mit der Achse der Nabe nicht ausgerichtete Stellung vorgespannt ist.

4, Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungshülse (34, 46) auf der Naba (36) angeordnet ist, und daß die federnden Einrichtungen (56) zwischen der Nabe und der Verriegelungshülse angeordnet sind.

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5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Nabe (36) in treibenden Eingriff bringbare Antriebswelle (18) an einem Ende eine radiale Anschlagsfläche aufweist, mit der der Flanschteil (58) der Verriegelungshülse in ihrer radial gegen die Nabe verschobenen Stellung in Eingriff bringbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe eines Endes der Welle (18) eine Ringnute (42) ausgebildet ist, und daß der Flanschteil (58) eine solche Wandstärke aufweist, daß er in diese Ringnute (42) eingreifen kann.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der Uelle mehrere Keilleisten ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Endwände (44) der Keilleisten in einer gemeinsamen radialen Ebene enden und die mit dem Flanschteil (58) in Eingriff bringbare Anschlagswand bilden.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Ringflansches (48) größer als der Außendurchmesser der mit der Nabe in Eingriff bringbaren Uelle (18) ist, und daß Einrichtungen (52, 54, 56) vorgesehen sind, durch die die Verriegelungshülse (34) so begrenzt radial bewegbar auf der Nabe angeordnet ist, daß in einer Grenzstellung der Verriegelungshülse die Uelle (18) frei in die Nabe (36) einführbar ist und daß in der anderen Grenzstellung ein Abschnitt (58) des Flansches (48) gegen die Anschlagswand (44) der Welle anliegt, so daß eine axiale Verschiebung der Uelle gegenüber der Nabe verhindert wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (48) einen größeren Innendurchmesser als der maximale Durchmesser der Keilleisten (40) der Uelle aufweist·

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10, Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtungen für die
Verriegelungshülse einen radial verlaufenden Führungsstift
(52), der an der Hülse (46) befestigt ist und sich durch eine Öffnung in der Nabe nach einuärts erstreckt, und die federnde Einrichtung umfaßt, die aus einer Druckfeder (56) besteht, die zwischen der Nabe und der Hülse in einer diesem Führungsstift gegenüberliegenden Stellung angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein won der Innenwand der Hülse (46) nach einuärts durch die Druckfeder (56) vorstehender Haltestift (54) vorge-

^ sehen ist und daß in der Außenwand der Nabe mit diesem Haltestift ausgerichtet ein Federsitz vorgesehen ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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