DE2901506A1

DE2901506A1 - Scherbolzenkupplung

Info

Publication number: DE2901506A1
Application number: DE19792901506
Authority: DE
Inventors: Cornelis Johannes Gerardus Bom; Ary Van Der Lely
Original assignee: C Van der Lely NV
Current assignee: C Van der Lely NV
Priority date: 1978-01-18
Filing date: 1979-01-16
Publication date: 1979-07-19
Also published as: FR2415231B1; IT1110030B; GB2012923A; NL7800577A; DE2901506C2; US4292819A; EP0003368B1; IT7919372A0; EP0003368A1; DE2963042D1; FR2415231A1; GB2012923B

Description

Scherbolzenkupplung

Die Erfindung betrifft eine Scherbolzenkupplung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer derartigen Scherbolzenkupplung kann nach Bruch des Scherbolzens dessen Reststück derart verkanten, daß es nicht mehr in eine die Kupplungsteile erneut verbindende Stellung gelangen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Scherbolzenkupplung so zu verbessern, daß sie über längere Zeit zuverlässig arbeitet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen-, der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausfühungsform und den Zeichnungen. Es zeigt

Fig.1 eine Antriebswelle mit einer Scherbolzenkupplung gemäß der Erfindung

Fig.2 einen Schnitt durch die in Fig.1 dargestellte Scherbolzenkupplung in vergrößerter Darstellung.

In Fig.1 ist eine Gelenkwelle 1 dargestellt, die im wesentlichen aus einer Teleskopwelle und zwei Endstücken 4 und 5 besteht, die mit der Teleskopwelle über je ein Kreuzgelenk 3 verbunden sind. Die Endstücke 4 und 5 sind in beliebiger Weise mit einer Antriebswelle, z.B. der Zapfwelle eines Schleppers

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bzw. mit einer Abtriebswelle, z.B. der Antriebswelle einer landwirtschaftlichen Maschine, verbunden. Im Endstück 5 ist eine Scherbolzenkupplung mit zwei Kupplungsteilen 6 und 7 vorgesehen, die beim Antreiben der Teleskopwelle um die gemeinsame Drehachse 8 rotieren (Fig.2). Das Kupplungsteil 6 hat einen radial verlaufenden Flansch 9 und eine Nabe 1o. In einer Ausnehmung der Nabe liegt eine Kugel 11, die von dem konischen Schaftende eines Gewindebolzens 12 lagegesichert ist und das Kupplungsteil 6 axial unverschieblich, jedoch drehbar mit einem Wellenzapfen 13 der Antriebswelle oder auch einer Abtriebswelle verbindet. Das Kupplungsteil 7 ist mit einem Träger 14 koaxial zur Nabe 1o angeordnet, wobei zwischen dem Träger 14 und der Nabe 1o ein Nadellager 15 vorgesehen ist. Der Träger 14 weist einen Innenring 16 auf, der an einem Druckring anliegt, welcher zusammen mit einem Sicherungsring die Kupplungsteile 6 und 7 gegen axiales Verschieben gegeneinander sichert.

Der Träger 14 ist mit der Gabel 17 des Kreuzgelenkes. 3 über Gewindebolzen 18 verbunden, die sich axial bis in einen Scherbuchsenring 19 aus gehärtetem Stahl erstrecken, so daß sie die Elemente des Kupplungsteiles 7 verbinden. Der Scherbuchsenring 19 liegt mit seiner einen Stirnfläche an dem Flansch 9 an und hat mehrere Bohrungen, die zusammen mit dem an sie angrenzenden Teil des Ringes je eine Scherbuchse bilden. In diesem Ausführungsbeispiel sind zehn Bohrungen 2o vorgesehen. Der Scherbuchsenring 19 trägt ferner zwei axial verlaufende Stützbolzen 21. Der Träger 14 ist nahe der Gabel 17 mit einer Zentrierkappe 22 verbunden, die gemeinsam mit den Stützbolzen 21 eine Halterung für zwei Halter oder Kassetten 23 bildet, die jeweils fünf Scherbolzen 24 enthalten, koaxial zum Träger verlaufen und am Boden 25 mehrere öffnungen 25A zum Austritt der einzelnen Scherbolzen aufweisen. Im

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normalen Betrieb steckt einer der zehn Scherbolzen 24 in einer im Flansch 9 vorgesehenen öffnung 9A-In dieser Stellung verbindet der Scherbolzen die beiden Kupplungsteile miteinander. Die zylindrischen Scherbolzen 24 erstrecken sich in axialer Richtung und haben an dem vom Flansch 9 abgewandten Ende eine Form, die an einen Führungsschieber 26 angepaßt ist, der den Scherbolzen nach dessen Bruch in eine andere Kupplungsstellung führt. Hierzu ist das Ende 27 des Scherbolzens konisch ausgebildet, wobei die Kegelwandung vorzugsweise einen Winkel von 45° mit der Bolzenlängsachse einschließt. Der Führungsschieber 26 weist eine entsprechend ausgebildete Ausnehmung 28 auf, so daß der Scherbolzen vom Führungsschieber spielfrei geführt wird. Der Durchmesser des FührungsSchiebers 26 ist im Scherbolzenbereich etwas größer als der des Scherbolzens, der größte Durchmesser der Ausnehmung 28 entspricht jedoch dem des Scherbolzens 24. Angrenzend an die Ausnehmung 28 hat der Führungsschieber 26 eine ringförmige Anlagefläche 29, die vorzugsweise zur Kegelfläche des Scherbolzens senkrecht verläuft,· und an den Außehumfang des Führungsschiebers 26 anschließtj der in axialer Richtung hinter der Anlagefläche 29 mit einer Schulter 3o versehen ist. Die Schulter 3o liegt an der Innenwand des Halters 23 an und bildet so einen Zentrierring für den Führungsschieber 26 im Halter 23. Der Führungsschieber weist an seinem einen vom Scherbolzen abgewandten Ende eine zylindrische Bohrung 31 auf, in der das eine Ende einer Druckfeder 32 liegt, deren anderes Ende an einem Deckel 33 des Halters anliegt. Die Feder 32 drückt den Bolzen 24 gegen den Flansch 9, so daß der Halter 23 mit dem Deckel 33 an der Zentrierplatte 22 anliegt. Der Durchmesser der Öffnung 25A ist so gewählt, daß sich der mit dem Bolzen zusammenwirkende Teil des FührungsSchiebers bis außerhalb des

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Halters 23 bewegen kann. Um den Abstand zwischen dem Boden 25 des Halters und dem Ring 19 überbrücken zu können, ist die Länge des Führungsschiebers 26 so gewählt, daß dessen Ende über einen solchen axialen Abstand heraustreten kann, daß die Anlagefläche 29 in Wirkverbindung mit einer entsprechend ausgebildeten Anlagefläche 34 treten kann, die um die Öffnung 2o vorgesehen ist und einen Anschlag für den Führungsschieber 26 bildet.

Im Betrieb bildet die Scherbolzenkupplung einen Überlasungsschutz. Nach Bruch des verbindenden Scherbolzens 24 erfolgt eine gegenseitige Verdrehung der Kupplungsteile 6 und 7, wobei das tangentiale Maß der Öffnung 9A so gewählt ist, daß die Feder 32 erst nach absichtlicher Verringerung der Drehzahl des Antriebs wieder einen der Scherbolzen in die Öffnung 9A schiebt. Jeder Führungsschieber 26 bildet dabei eine solche Führung für seinen Scherbolzen, daß dieser die richtige, ursprüngliche Lage einnimmt, in der die Längsachse des Scherbolzens parallel zur Drehachse 8 verläuft. Daß sich beim Abbrechen des Scherbolzens der verbleibende Teil des Bolzens in einer Richtung etwa quer zur Längsrichtung bewegt, wird durch die Ausbildung der rückwärtigen Spitze des Scherbolzens und der damit zusammenwirkenden Ausnehmung des FührungsSchiebers verhindert. Der Führungsschieber kann den Scherbolzen auch nach wiederholten Bruch in der vorstehend beschriebenen Weise bis außerhalb des Halter 23 führen. Zwischen dem Halter 23 und dem Ring 19 ist wegen der Art der Anordnung des Halters zwischen der Zentrierplatte 22 und dem Stützbolzen 21 ein bestimmter axialer Abstand erforderlich. Besonders in diesem Bereich zwischen Halter und Scherbolzen ist die Gefahr groß, daß sich der verbleibende Teil des Scherbolzens in unerwünschter Weise zur Seite bewegt.

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Die Führung bringt das Ende des Scherbolzens bis in die unmittelbare Nähe der Öffnung 2o, wodurch der Scherbolzen praktisch über seine ganze Länge benutzbar ist, ohne daß hierbei der Führungsschieber 26 beschädigt werden kann.

Für die beschriebene Kupplung sind Scherbolzen von 8 mm vorgesehen. Gewünschtenfalls kann die Kupplung durch Ersatz des Ringes 19 (dessen Öffnungen 2o an das Maß der Scherbolzen angepaßt sind) und durch Anbringen von Haltern 23 mit z.B. Bolzen von 9 mm Durchmesser für ein höheres, zu übertragendes Maximalmoment umgerüstet werden. Auch bei diesem größeren Maß sind die beschriebenen Anlageflächen besonders vorteilhaft. Insbesondere die Ausbildung des FührungsSchiebers eignet sich für alle üblichen Bolzendurchmesser. Gewünschtenfalls kann die Ausbildung des Scherbolzens 24 und des FührungsSchiebers 26 umgekehrt werden, so daß der Scherbolzen die Ausnehmung aufweist. Die beschriebene Führungseinrichtung ist auch bei anderen Kupplungen als der beschriebenen Kupplung verwendbar, z.B. bei einer stillstehenden Kupplung.

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Leerseite

Claims

Patentanwalt f\ J q3

Dipl.-Ing. Walter Jadcisch

Stuttgart N, Menzelstraße 40 . , .-.-_

Iß, Jan. 1979

C. van der LeIy N.V.
Maasland/Holland

Ay Scherbolzenkupplung, bei der zwei Kupplungsteile durch einen oder mehrere Scherbolzen in mindestens einer Bewegungsrichtung fest verbunden sind, mit einer Führungseinrichtung zur Verlagerung des Reststückes des abgescherten Scherbolzens in eine die Verbindung herstellende Eingriffsstellung, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung an ihrem dem Scherbolzen (24) zugewandten Ende so ausgebildet ist, daß sie im wesentlichen nur ein axiales Verschieben des Scherbolzens (24) zuläßt.
2. Scherbolzenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung einen Führungsschieber (26) aufweist, der in seinem dem Scherbolzen zugewandten Ende eine Ausnehmung (28) aufweist.
3. Scherbolzenkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Scherbolzen (24) und sein Führungsschieber (26) einander angepaßte Anlageflächen (27 bzw.28) aufweisen.
4. Scherbolzenkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die eine Anlagefläche bildende Ende (27) des Scherbolzens konisch ist.
5. Scherbolzenkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenwinkel des konischen Scherbolzen? etwa 9o° beträgt.

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6. Scherbolzen nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Führungsschiebers (26) größer als der des Scherbolzens (24) ist.
7. Scherbolzenkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Durchmesser der konischen Ausnehmung (28) des FührungsSchiebers (26) im wesentlichen dem Durchmesser des Scherbolzens (24) entspricht.
8. Scherbolzenkupplung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an die konische Ausnehmung (28) des FührungsSchiebers (26) eine ringförmige Anlagefläche (29) vorgesehen ist.
9. Scherbolzenkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Anlagefläche (29) des Führungsschiebers (26) im wesentlichen senkrecht zu der konischen Anlagefläche (28) für das Ende des Scherbolzens (24) verläuft.
10. Scherbolzenkupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Anlagefläche (29) zwischen der Mantelfläche des Führungsschiebers (26) und der konischen Ausnehmung (28) liegt.
11. Scherbolzenkupplung nach einem der Ansprüche 8 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Anlagefläche (29) des Führungsschiebers (26) einer entsprechend ausgebildeten Anlagefläche (34) des mit dem Scherbolzen verbundenen Kupplungsteiles zugeordnet ist.
12. Scherbolzenkupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (34) des Kupplungsteiles eine öffnung (2o) umgibt, in der der Scherbolzen (24) geführt ist.

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13. Scherbolzenkupplung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (34) einen Anschlag zur Begrenzung der Bewegung des Führungsschiebers (26) in Richtung auf die Grenzfläche zwischen den beiden Kupplungsteilen bildet.
14. Scherbolzenkupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (34) eine in dem Kupplungsteil vorhandene Ausnehmung begrenzt.
15. Scherbolzenkupplung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflache (34) des Kupplungsteiles und die zugehörige Aufnahmeöffnung (2o) für den Scherbolzen (24) von einer Scherbuchse des Kupplungsteiles aus gehärtetem Stahl gebildet sind.
16. Scherbolzenkupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 15, bei der der Scherbolzen wenigstens teilweise in einem Halter liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung für den Scherbolzen (24) im Halter (23) so bemessen ist, daß durch sie hindurch auch der mit dem Scherbolzen (24) zusammenwirkende Teil des Führungsschiebers (26) bis außerhalb des Halters (23) bewegbar ist.
17. Scherbolzenkupplung nach den Ansprüchen 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Führungsschiebers (26) wenigstens gleich dem Abstand zwischen dem Halter (23) und der Scherbuchse (19) ist.
18» Scherbolzenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, die um ihre Mittelachse drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung einer Bewegung des Scherbolzens (24) in tagentialer und in radialer Richtung entgegenwirkt, bezogen auf einen zu der Drehachse konzentrischen Kreis.

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19. Scherbolzen zum Einsatz in eine Scherbolzenkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Scherbolzen (24) an seinem einen Ende eine Anlagefläche für die Führungseinrichtung aufweist.
20. Verfahren zum Betreiben einer sich drehenden Scherbolzenkupplung mit zwei Kupplungsteilen und einem Scherbolzen, der bei Überlastung abgeschert wird, wobei der abgescherte Teil die Kupplung in einer zu deren Drehachse radial verlaufenden Richtung verläßt, dadurch gekennzeichnet, daß nach Verringerung der Drehzahl eines der beiden Kupplungsteile in bezug auf den anderen ein Scherbolzen durch eine Führungseinrichtung in seiner Längsachse in eine neue die beiden Kupplungsteile wieder miteinander kuppelnde Stellung verschoben wird, wobei die Verschiebung eines Bolzens nach jedem Überlastungsfall selbsttätig so lange erfolgt, bis die Führungseinrichtung einen Anschlag erreicht und der Bolzen unwirksam wird.
21. Scherbolzen zur Verwendung in einer Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 19 und/oder zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß er auf mindestens einer Seite eine Paßfläche (27) aufweist.

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