DE2804010C2

DE2804010C2 - Scherbolzen-Sicherheitsvorrichtung

Info

Publication number: DE2804010C2
Application number: DE2804010A
Authority: DE
Inventors: Cornelis Johannes Gerardus Rozenburg Bom; Ary Van Der Maasland Lely
Original assignee: C Van der Lely NV
Current assignee: C Van der Lely NV
Priority date: 1977-02-01
Filing date: 1978-01-31
Publication date: 1982-11-18
Also published as: FR2544424A1; DE2804010A1; GB1598762A; US4199963A; DE2857812C2; NL8402205A; NL185631B; GB1598761A; NL185630C; FR2378978A1; FR2378978B1; IT7819812A0; FR2544425B1; NL185631C; US4315418A; NL8402206A; US4300364A; NL7701012A; FR2544425A1; FR2544424B1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Scherbolzen-Sicherheitsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Diese als Wellenkupplung ausgebildete Scherbolzen-Sicherheitsvorrichtung nach dem Hauptpatent ist so ausgebildet und dimensioniert, daß die bei Überlastung getrennten Kupplungshälften erst bei einer vorgegebenen, unter dem Normalwert liegenden Drehzahl wieder verbunden werden, so daß der jeweils ein- 6ö rastende Scherbolzen nicht ungewollt überlastet wird und zu Bruch geht. Die Dimensionierung erfordert aber, daß in der Wellenkupplung stets Scherbolzen gleichen Durchmessers verwendet werden, weil wegen der erläuterten Funktion die Weite der Rastöff- ω nung durch die Masse des Scherbolzens bedingt ist.

Gemäß der Erfindung soll die Scherbolzen-Sicherheitsvorrichtung nach dem Hauptpatent so weitergebildet werden, daß diese Wellenkupplung auf unterschiedliche Ansprechwerte eingestellt werden kann. Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die einstellbare Weite der Rastausnehmung ermöglicht es, unter Einhaltung der nach dem Hauptpatent vorgegebenen Bedingung in derselben Wellenkupplung Scherbolzen unterschiedlichen Durchmessers einzusetzen. Dadurch kann die Kupplung auf verschiedene Ansprechwerte der Überlastung eingestellt werden, wobei trotzdem gewährleistet bleibt, daß nach Eintritt des Überlastungsfalles, also Abscheren des Bolzens, eine erneute drehfeste Verbindung der Kupplungshälften erst nach Beendigung des Überlastungszustandes möglich ist.

Die Weite der Rastausnehmung kann in einfacher Weise durch ein auswechselbares Füllstück eingestellt werden. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wellenkupplung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Wellenkupplung in Seitenansicht, teilweise im Axialschnitt,

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

Fig. 3 eine Teilau<ächt auf die innere Stirnfläche des Ringflansches der einen Kupplungshälfte im Bereich der Rastausnehmung,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3.

Die Zeichnungen zeigen eine Wellenkupplung 7, die zwei ringförmige, zur Drehachse 13 der Kupplung koaxiale Kupplungshälften 53 und 54 aufweist, welche axial unverschieblich miteinander verbunden sind. Die Kupplungshälfte 53 ist auf einer genuteten Welle 9 drehfest und außerdem axial unverschieblich mit (nicht dargestellten) Rastkugeln gehalten, die mit Sicherungsschrauben 19 in ihrer Rastlage gesichert sind. Zwischen einem äußeren Ringflansch 16 der Kupplungshälfte 53 und einem mit der anderen Kupplungshälfte 54 verbundenen Träger 58 liegt ein zylindrischer Ring 32. Die zweite Kupplungshälfte 54 ist mit sechs Bolzen 56 an einer kreisringförmigen Platte 55 befestigt, die zur Gabel 57 des Kreuzgelenkes 4 einer Gelenkwelle gehört. Wie Fig. 2 zeigt, weist der Träger 58 einen Innenring 59 auf, der zusammen mit einem (nicht dargestellten) Sperrglied die beiden Kupplungshälften txial unverschieblich verbindet und eine von der Kupplungshälfte 53 gebildete Nabe 15 umgibt. Der Träger 58 hat zwei zur Drehachse 13 der Kupplung diametral liegende Ausnehmungen 60, die je eine Kammer für eine Gruppe von Scherbolzenhaltern 61 bilden, welche jeweils eine zylindrische Hülse 63 zur Aufnahme eines Scherbolzens 62 aufweisen (Fig. 1). Die Hülse 63 hat einen Durchmesser von etwa 16 mm und kann aus Kunststoff, aber auch aus Metall bestehen. Ihre Länge entspricht der axialen Erstreckung zwischen der Befestigungsplatte 55 und dem zylindrischen Ring 32. An ihrem diesem Ring zugekehrten Ende hat die Hülse einen Innenring 64, der in Richtung auf den Ring 32 konisch erweitert ist. Im Bereich seines kleinsten Durchmessers bildet der Innenring 64 eine Führung für den Scherbolzen 62. Die Hülse 63 ist an ihrem der Platte 55 zugekehrten Ende durch einen Stopfen 65 verschlossen, der mit einem Splint 66 in seiner Lage gehalten ist. Der Stopfen 65 besteht im Ausführungsbeispiel aus Kunststoff und hat eine zum Innenraum der Hülse 63 offene Sackboh-

rung zur Aufnahme einer Druckfeder 67. Das andere Ende der Feder liegt in einem Stößel 68, der mit seiner äußeren Mantelfläche an der Innenwandung der Hülse gleitet und an dessen Stirnfläche das innere Ende des Scherbolzens 62 anliegt. Die Masse des Stößels kann so dimensioniert sein, daß ein Verkanten oder Springen des Scherbolzens 62 verhindert wird. Die Scherbolzen und ihre Halter 61 werden in der Kammer 60 durch einen Schubdeckel 69 gehalten, der konzentrisch zur Kupplungsachse 13 verläuft und an den Seiten nach außen abgebogen ist, so daß axial liegende Ränder 70 gebildet sind. Je eine von zwei Druck- bzw. Klemmfedern 71 übergreift den zugehörigen Deckelrand 70 und umgibt mit einer Wendel 72 einen der Bolzen 56. Die Federn 71 sind in je einer im Träger 58 vorgesehenen Ausnehmung 73 angeordnet, die in radialer Richtung nach außen vollständig offen und in axialer Richtung an beiden Seiten durch Wände 74 des Trägers 58 begrenzt ist. Die von der Kammer 60 abgewandten Schenkel 75 jeder Klemmfeder 71 sind an einem zum Träger 58 gehörigen radialen Flansch 76 abgestützt, der von einem der holzen 56 durchsetzt ist und zwei benachbarte Ausnehmungen 73 voneinander trennt. Ein anderer Schenkel der Feder 71 ist um etwa 180° abgebogen und bildet einen Klemmbügel 77, der den Deckelrand 70 übergreift und in Richtung auf die Kupplungsachse 13 drückt. Der Deckel 69 hat an seinen Rändern 70 je zwei Nokken 78 und kann in Richtung des Pfeiles .4 über die Kammer 60 geschoben werden, wobei einer seiner beiden radialen, nach oben gebogenen Ränder 79 oder 79A in Einschubrichtung vorne liegt.

Der Ringflansch 16 der Kupplungshälfte 53 hat eine Rastausnehmung 40, in welche einer der Scherbolzen 62 zur drehfesten Verbindung der beiden Kupplungshälften eingreift (Fig. 1 und 3). In die Rastausnehmung 40 ragt eine im Ringflansch 16 versenkt angeordnete, gehärtete Abscherscheibe 80 mit einer ihrer vier Rastöffnungen 81, so daß der Scherbolzen 62 mit einem Teilberi ich seiner Mantelfläche an der teilzylindrischen Wandung der Rastöffnung anliegt. Die Abscherscheibe 80 ist mit dem Ringflansch 16 durch einen Gewindebolzen 82 verbunden, der den Ringflansch durchsetzt und an dessen außen liegender Stirnfläche mit einer selbstsichernden Mutter 84 unter Zwischenlage von telierfederartigen Unterlegscheiben 83 gehalten ist (Fig. 4).

Auf der der Abscherscheibe 80 gegenüberliegenden Seite der Rastausnehmung 40 ist in einer Vertiefung des Ringflansches 16 ^iη Füllstück 85 angeordnet, das mit einer Senkkopfschraube befestigt ist, auf deren Schaft an der Stirnfläche des Ringflansches eine Mutter 86 sitzt. Die Grundfläche der Vertiefung bildet einen Anschlag, der den Verschiebeweg des Scherboizens begrenzt (Fig. 4).

In die Kammer 60 der Wellenkupplung werden nach Abnahme des Schiebedeckels 69 die Scherbolzenhalter 61 eingesetzt, die je einen Scherbolzen 62 enthalten. Die Halter 61 sind wegen ihrer einfachen Konstruktion sehr billig und können darum in größeren Stückzahlen auf Vorrat gehalten werden. Nach dem Einsetzen der Scherbolzenhalter wird der Deckel 69 aufgeschoben, wobei die Ränder 79 und 79A als Handhabe dienen. Die Deckelränder 70 gelangen beim Einschieben unter die Klemmbügel 77, die in der Schließstellung jeweils zwischen den beiden zugehörigen Nocken 78 liegen, so daß der Deckel gegen unbeabsichtigtes Öffnen gesichert ist.

Wird der in die Rastausnehmung 40 eingreifende Scherbolzen bei Überlastung abgeschert, so bildet die der Kupplungshälfte 54 zugekehrte Stirnfläche des Ringes 32 eine Führungsbahn für das Reststück des Scherbolzens, das in die Rastausnehmung erst wieder eingreifen kann, wenn die Drehzahl der Zapfwelle, welche die Gelenkwelle antreibt, herabgesetzt wird. Die lichte Weite 87 der Rastausnehmung 40 und der Durchmesser des Scherbolzens sind durch den Faktor T in der Formel S=V₂ AT² bestimmt; dabei bezeichnet S den Weg, den der Scherbolzen 62 zum Erreichen der drehfesten Verbindung der Kupplungshälften in Richtung seiner Längsachse bis zu dem Anschlag am Ringflansch 16 zurücklegt (Fi g. 4). Mit dem Faktor A sind die auf den Scherbolzen wirkende Kraft der Feder 67 und die Masse des Scherbolzens berücksichtigt. Durch Einsetzen von Füllstücken 85 unterschiedlicher Dimensionierung kann der Faktor T bei verschiedenen Bolzendurchmessern konstant gehalten werden, wenn die Abmessungen 88 und 89 des Füllstückes 85 je nach dem Bolzendurchmesser verschieden gewählt werden. Hat die Rastausnehmung 40 eine Breite 87 (Fig. 3) von 16 mm, so ergibt sich ihre lichte Weite aus den Abmessungen 88 und 89 des Füllstückes, die bei verschiedenen Bolzendurchmessern wie folgt zu wählen sind:

20,0	mm	28,0	mm
18,5	mm	26,5	nun
15,5	mm	23,5	mm

Durchmesser Scherbolzen: Abmessung 88 Abmessung 89

7 mm

8 mm
10 mm

Die Abscherscheibe 80 ist entsprechend Fig. 3 durch einfaches Drehen um den Bolzen 82 zu verstellen, wodurch eine andere der vier Rastöffnungen 81 in den Bereich der Rastausnehmung 40 gelangt. Die Scheibe 81 braucht daher nicht schon dann ausgewechselt zu werden, wenn eine ihrer Rastöffnungen 81 am Rand durch Abscheren eines Scherbolzens schadhaft geworden ist. Stöße auf die Abscherscheibe 80 werden durch die tellerfederförmigen Unterlegscheiben 83 gedämpft.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Scherbolzen-Sicherheitsvorrichtung, die als Wellenkupplung mit zwei koaxialen und axial unverschieblich zueinander angeordneten ringförmigen Kupplungshälften ausgebildet ist, in deren einer wenigstens ein in Richtung auf seine die Kupplungshälften gegeneinander verriegelnde Betriebsstellung axial federbelasteter, insbesondere mehrfach abscherbarer Scherbolzen verschiebbar geführt ist, der in seiner Rastlage eine die Drehachse der Kupplung über 360° umschließende, eine Führungsbahn bildende Kreisringfläche der anderen Kupplungshälfte hintergreift und gegen einen seinen Verschiebeweg begrenzenden Anschlag axial abgestützt ist, und der nach Bruch beim Verdrehen der Kupplungshälften gegeneinander über 4^:e Führungsbahn abläuft und aus dieser Freigabestellung selbsttätig in eine neue Betriebsstellung umstellbar ist, und dem eine Rastausnehmung zugeordnet ist, deren in Umlaufrichtung der Führungsbahn gemessene Weite so auf die Kraft der Feder und die Masse des Scherbolzens abgestimmt ist, daß dieser erst nach Unterschreiten einer vorgegebenen Grenzdrehzahl in eine neue Betriebsstellung umstellbar ist, nach Patent 2748949,

dadurch gekennzeichnet, daß die Weite der RastausnehmuDg (40) auf Scherbolzen (62) unterschiedlichen Durchmessers einstellbar ist.

2. Scherbolzen-Siciierheiu/orrichtung nach Anspruch 1, dadurch ^kennzeichnet, daß die Weite der Rastausnehmung (4^; ; durch ein auswechselbares Füllstück (85) bestimmt ist.

3. Scherbolzen-Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllstück (85) in einer Vertiefung eines Ringflansches (16) der einen Kupplungshälfte (53) angeordnet und mit einer den Ringflansch (16) durchsetzenden Schraube befestigt ist.

4. Scherbolzen-Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Füllstück (85) eine den Scherbolzen (62) teilweise umgreifende Rastöffnung (81) gegenüberliegt.