DE3145116A1

DE3145116A1 - Schaltbare sicherheitskupplung

Info

Publication number: DE3145116A1
Application number: DE19813145116
Authority: DE
Inventors: Mathias Dipl.-Ing. 5210 Troisdorf Konrad
Original assignee: GKN Walterscheid GmbH; Jean Walterscheid GmbH
Current assignee: Walterscheid GmbH; Jean Walterscheid GmbH
Priority date: 1981-03-17
Filing date: 1981-11-13
Publication date: 1983-05-26
Also published as: DE3145116C2

Description

Schaltbare Sicherheitskupplung
Die Erfindung betrifft eine schaltbare Sicherheitskupplung für ein an die Zapfwelle eines landwirtschaftlichen Schleppers angebautes Holzbearbeitungsgerät, bestehend aus einer mittelbar durch einen von einer Feder beaufschlagten Ziehverschluß gegen axiale Verschiebung auf der Zapfwelle sicherbaren Rupplungshülse mit einer flanschartigen Erweiterung und einer mit, zu Durchbrüchen der flanschartigen Erweiterung korrespondierenden Ausnehmungen versehenen, auf der Kupplungshülse drehbar gelagerten Mitnehmerscheibe und einem mit, die Durchbrüche der flanschartigen Erweiterung durchgreifenden, in Drehmomentübertragungsstellung in die Ausnehmungen der Mitnehmerscheibe eingreifenden Schaltstiften versehenen, axial verschiebbar auf der Kupplungshülse gehaltenen Schaltring, wobei der Schaltring mit nur zwei Schaltstiften versehen ist, und die radiale Zentrierung des Schaltringes durch die beiden die Durchbrüche der flanschartigen Erweiterung durchgreifenden Schaltstifte gegeben ist, und der Schaltring von mindestens einer Feder in Anlage zur flanschartigen Erweiterung gehalten ist, und der Schaltring einen größeren Außendurchmesser aufweist als die flanschartige Erweiterung und ein am HolzbearbeitungsgerSt vorgesehener Schutzbügel durch Einwirkung des Schutzbügels auf den Schaltring auskuppelbar ist, nach Patent (Patentanmeldung P 31 10 257.3).
Es ist bekannt, die Vorteile unterschiedlicher Kupplungsarten miteinander zu kombinieren bzw. zu überlagern (DE-OS 27 40 223).
Die Offenlegungsschrift beschreibt eine Sicherheitskupplung für Maschinen, bei der einer Reibungskupplung eine formschlüssig wirkende mechanische Drehmomentbegrenzungskupplung vorgeschaltet ist, deren Abschaltmoment geringfügig oberhalb des Rutschmomentes der Reibungskupplung liegt.
Durch die angegebene Kombination soll ein stoßfreier Anlauf über die Reibungskupplung ermöglicht werden und ein Umschalten durch die Drehmomentbegrenzungskupplung in den Freigang bei einem exakt festgelegten Nennmoment ermöglicht werden.
Insbesondere sollen die bei Reibungskupplungen üblichen Reibschwankungen der Reibbeläge eliminiert werden.
Bei der beschriebenen Kupplungskombination ist es von Nachteil, daß bei Auftreten einer Unfallgefahr kein sofortiger manueller Eingriff zum Abschalten des Antriebes möglich ist und daß selbst bei Eintreten eines Überlastungsfalles und wirksam werden der Drehmomentbegrenzungskupplung der Abtrieb ungehindert über längere Zeit auslaufen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitskupplung zu schaffen, die bei normalen Betriebsbedingungen als Überlastkupplung wirksam ist und bei Betätigung der Schaltkupplung den Abtriebsstrang selbsttätig abbremst.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß a) die Kupplungshülse mit einem Kupplungsgehäuse einer Reibungskupplung verbunden ist b) der Schaltring drehfest, jedoch axial beweglich zum Kupplungsgehäuse gehalten ist c) der Schaltring mit mindestens einem radial nach außen weisenden Nocken versehen ist d) am Gerätegehäuse ein in den Rotationsdurchmesser des Nokkens ragender Anschlag angeordnet ist e) eine als flanschartige Erweiterung einer auf die Zapfwelle des Gerätes aufsteckbaren Kupplungsnabe ausgebildete Bremsscheibe innerhalb des Kupplungsgehäuses reibschlüssig gehalten ist.
Von besonderem Vorteil bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Sicherheitskupplung ist es, daß die als Überlastkupplung wirkende Reibungskupplung unter Betriebsbedingungen das übertragbare Drehmoment überwacht und nach Betätigung der formschlüssigen Abschaltkupplung selbsttätig als Bremse für den Abtriebsstrang wirksam wird. Durch diese kombinierte Wirkung der Reibungskupplung läßt sich die gesamte Sicherheitskupplung auf kleinstem Raum zusammendrängen, so daß der zwischen einem Schlepper und einem angebauten Gerät bestehende beengte Freiraum nicht übermäßig belastet wird. Darüber hinaus ist es von Vorteil, daß die Reibungskupplung bei jedem Abschalten zwangshäufig als Bremse tätig wird, so daß das bekannte Ankleben der Bremsbeläge an den Gegenflächen, wie es bei langzeitiger Nichtbenutzung einer Reibungskupplung sich häufig einstellt, mit Sicherheit vermieden wird.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß der Abtriebsstrang stets mit einem vorgegebenen Bremsmoment beaufschlagt wird. Die Abbremsung ist damit unabhängig von den jeweiligen Betätigungskräften.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Ausnehmungen der Mitnehmerscheibe als in Umfangsrichtung verlaufende Nuten ausgebildet, wobei die Tiefe der Nuten in Drehrichtung wenigstens auf einem Teil ihrer in Umfangsrichtung verlaufenden Länge zur zugeordneten Stirnfläche der Mitnehmerscheibe hin ansteigend ausgebildet ist.
Dieses Merkmal ermöglicht es, daß die Schaltkupplung nicht nur durch Einwirkung eines Schutzbügels oder ähnlichem auf den Schaltring betätigbar ist, sondern die Wirkung der Sicherheitskupplung auch durch einfaches Abschalten der antreibenden Schlepperzapfwelle bewirkt werden kann.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigt: Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine schaltbare Sicherheitskupplung Fig. 2 einen Schnitt der Abwicklung der Mitnehmerscheibe einer bevorzugten Ausführungsart der Sicherheitskupplung.
Die Sicherheitskupplung gemäß Fig. 1 ist über die Kupplungsnabe 134 auf eine den Antriebseingang des anzutreibenden Gerätes bildende Zapfwelle (nicht dargestellt) aufsteckbar und mittels des Ziehverschlusses 110 gegen axiale Verschiebung auf der Zapfwelle sicherbar. Das Antriebsmoment wird über eine Gelenkgabel 118 und eine über eine Lagerung 117 auf der Kupplungshülse 122 gelagerten Mitnehmerscheibe 119, auf die in Betriebsstellung in Ausnehmungen 121 der Mitnehmerscheibe 119 ragende Schaltstifte 112 übertragen. Die Schaltstifte sind an einem der Mitnehmerscheibe 119 abgewandten Seite der flanschartigen Erweiterung 120 der Kupplungshülse 122 durch Federn 129 gehaltenen Schaltring befestigt und durchgreifen in der flanschartigen Erweiterung 120 der Kupplungshülse 122 vorgesehene Durchbrüche 124.
Die flanschartige Erweiterung 120 der Kupplungshülse 122 ist über die Distanzhülsen 131 fest mit einem Kupplungsgehäuse 126 einer als Überlastkupplung wirkenden Reibungskupplung verbunden.
Innerhalb des Kupplungsgehäuses 126 ist eine fest mit der Kupplungsnabe 134 verbundene Bremsscheibe 127 zwischen Reibbelägen 128 reibschlüssig gehalten, wobei die das Nenndrehmoment der Überlastkupplung wirkenden Reibkupplung bestimmende Normalkraft hier durch eine Tellerfeder 130 aufgebracht wird.
IS normalen Betriebszustand wird das Drehmoment von der Gelenkgabel 118 über die Schaltkupplung auf das Gehäuse 126 der Überlastkupplung und von dieser über die Bremsscheibe 127 und die Kupplungsnabe 134 auf die geräteseitige (nicht dargestellte) Zapfwelle übertragen.
Bei Eintritt eines Gefahrenfalles kann der Schaltring 113, dessen Außendurchmesser größer gehalten ist als der Außendurchmesser der flanschartigen Erweiterung 120 der Kupplungshülse 122, durch Einwirkung einer nicht dargestellten Schaltgabel, die z.B.
durch einen nicht dargestellten Schutzbügel oder eine ähnliche Einrichtung beaufschlagbar ist, derart in Richtung auf die Reibungskupplung verschoben werden, daß die Schaltstifte 112 aus den Ausnehmungen 121 der Mitnehmerscheibe 119 herausgezogen werden und der Antrieb damit getrennt wird.
Gleichzeitig wird ein am Außendurchmesser des Schaltringes 113 angeordneter, radial nach außen weisender Nocken 123 in den Wirkbereich eines mit dem Rahmen des Gehäuses verbundenen Anschlags 125 gegen die Kraft der den Schaltring 113 in Anlage an der Kupplungshülse 122 haltenden Feder 129 verschoben. Bei Anlaufen des Nockens 123 gegen den Anschlag 125 werden die Kupplungshülse 122 und das fest mit ihr verbundene Kupplungsgehäuse 126 schlagartig abgebremst. Über die Reibbeläge 128 wird die Bremsscheibe 127 mit dem der Reibungskupplung zugeordneten Nennmoment abgebremst. Diese Abbremsung setzt sich über die Zapfwelle in den Antriebsstrang des Gerätes fort.
Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind die Ausnehmungen in der Mitnehmerscheibe 119 als in Umfangsrichtung verlaufende Nuten 121 ausgebii:det, wobei die Tiefe der Nuten in Drehrichtung auf wenigstens einem Teil ihrer in Umfangsrichtung verlaufende Länge zur zugeordneten Stirnfläche der Mitnehmerscheibe 119 hin ansteigend ausgebildet ist (Fig. 2).
Wird bei dieser Ausführung der Antriebs des Schleppers abgestellt, so wird die schlepperseitige Zapfwelle durch innere Reibung des vorgeschalteten Getriebes bzw. bei manchen Schlepperausführungen durch eine der Schlepperzapfwelle zugeordnete Bremse stark verlangsamt, wobei die Schaltstifte 112 der aufgrund der anhängenden Masse weiterlaufenden Schaltkupplung sich in der bisherigen Drehrichtung weiterbewegen und eine Anstiegsrampe 132 hochlaufen. Durch diese Ausbildung kann durch Abstellen des Schlepperantriebes die Schaltkupplung außer Eingriff gebracht werden und gleichzeitig die Bremswirkung der nachgeschalteten Reibungskupplung, wie vorher beschrieben, eingeschaltet werden.
Die Rampe 132 kann an ihrer der Drehrichtung zugewandten Seite mit einer Anschlagkante 133 versehen sein, um ein Überlaufen der Schaltstifte 112 zu vermeiden. Der Übergang der Rampe 132 in die zugeordnete Stirnfläche der Mitnehmerscheibe 119 könnte auch ansteigend, z.B. mit einer größeren Steigung als die der Rampe 132 ausgebildet sein, um ein gezieltes Überlaufen der Schaltstifte 112 zu ermöglichen.
Die erfindungsgemäße schaltbare Sicherheitskupplung kann außer in den angegebenen der Landtechnik zuzuordneten Anwendungsgebieten selbstverständlich auch in anderen technischen Gebieten Verwendung finden, bei denen es aus Sicherheitsgründen wünschenswert ist, gleichzeitig mit dem Abschalten des Antriebs eine Bremse für die der Kupplung nachgeschaltete Rotationsmasse einzuschalten.
BEZUGSZEICHENLISTE 110 Ziehverschluß 112 Schaltstift 113 Schaltring 117 Lagerung 118 Gelenkgabel 119 Mitnehmerscheibe 120 flanschartige Erweiterung 121 Ausnehmung (in der Mitnehmerscheibe) 121' Ausnehmung (als Nut ausgebildet) 122 Kupplungshülse 123 Nocken 124 Durchbruch in der flanschartigen Erweiterung 125 Anschlag 126 Kupplungsgehäuse 127 Bremsscheibe 128 Reibbelag 129 Feder 130 Tellerfeder 131 Distanzhülse 132 Rampe 133 Anschlagkante 134 Kupplungsnabe

Claims

Patentansgrche 1. Schaltbare Sicherheitskupplung für ein an die Zapfwelle eines landwirtschaftlichen Schleppers angebautes Holzbearbeitungsgerät, bestehend aus einer mittelbar durch einen von einer Feder beaufschlagten Ziehverschluß gegen axiale Verschiebung auf der Zapfwelle sicherbaren Kupplungshülse mit einer flanschartigen Erweiterung und einer mit, zu Durchbrüchen der flanschartigen Erweiterung korrespondierenden Ausnehmungen versehenen, auf der Kupplungshülse drehbar gelagerten Mitnehmerscheibe und einem mit, die Durchbrüche der flanschartigen Erweiterung durchgreifenden, in Drehmomentübertragungsstellung in die Ausnehmungen der Mitnehmerscheibe eingreifenden Schaltstiften versehenen, axial verschiebbar auf der Kupplungshülse gehaltenen Schaltring, wobei der Schaltring mit nur zwei Schaltstiften versehen ist, und die radiale Zentrierung des Schaltringes durch die beiden die Durchbrüche der flanschartigen Erweiterung durchgreifenden Schaltstifte gegeben ist, und der Schaltring von mindestens einer Feder in Anlage zur flanschartigen Erweiterung gehalten ist, und der Schaltring einen größeren Außendurchmesser aufweist als die flanschartige Erweiterung und ein am Holzbearbeitungsgerät vorgesehener Schutzbügel durch Einwirkung des Schutzbügels auf den Schaltring auskuppelbar ist, nach Patent (Patentanmeldung P 31 10 257.3), dadurch gekennzeichnet, daß a) die Kupplungshülse (122) mit einem Kupplungsgehäuse (126) einer Reibungskupplung verbunden ist b) der Schaltring (113) drehfest, jedoch axial beweglich zum Kupplungsgehäuse (126) gehalten ist c) der Schaltring (113) mit mindestens einem radial nach außen weisenden Nocken (123) versehen ist d) am Gerätegehäuse ein in den Rotationsdurchmesser des Nokkens (123) ragender Anschlag (125) angeordnet ist e) eine als flanschartige Erweiterung einer auf die Zapfwelle des Gerätes aufsteckbaren Kupplungsnabe (134) ausgebildete Bremsscheibe (127) innerhalb des Kupplungsgehäuses (126) reibschlüssig gehalten ist.
2. Schaltbare Sicherheitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß f) die Ausnehmungen (121) der Mitnehmerscheibe (119) als in Umfangsrichtung verlaufende Nuten (121') ausgebildet sind g) die Tiefe der Nuten (121')in Drehrichtung wenigstens auf einem Teil ihrer in Umfangsrichtung verlaufenden Länge zur zugeordneten Stirnfläche der Mitnehmerscheibe (119) hin ansteigend ausgebildet ist.