DE3801348A1

DE3801348A1 - Reibungskupplung mit schalteinrichtung

Info

Publication number: DE3801348A1
Application number: DE19883801348
Authority: DE
Inventors: Clemens Dipl Ing Nienhaus
Original assignee: GKN Walterscheid GmbH
Current assignee: Walterscheid GmbH
Priority date: 1987-01-31
Filing date: 1988-01-19
Publication date: 1988-08-18
Also published as: DE3801348C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung, insbesondere zum Einsatz in Antriebssträngen in oder zum Antrieb von landwirtschaftlichen Geräten, bestehend aus einer Kupp lungsnabe, einem Kupplungsgehäuse, zwischen beiden wechsel weise angeordneten Zwischenscheiben und dazwischen befind lichen Reibbelagen, Druckfedern, die einenends gegen eine Druckscheibe der Reibanordnung und anderenends axial gegen eine ortsfest am Kupplungsgehäuse gehaltene Druckplatte abgestützt sind, wobei die Druckplatte mit mehreren um fangsverteilten Stehbolzen versehen ist, die axial durch Bohrungen in der Druckplatte herausgeführt sind, wobei die Druckscheibe über an die Stehbolzen angreifende Verstell mittel axial lüftbar ist.

Reibungskupplungen der vorgenannten Bauart dienen der Übertragung eines Drehmomentes entsprechend einer einge stellten Anpresskraft. Die der Druckscheibe zugeordneten Stehbolzen dienen zusammen mit der Druckplatte und den da zwischen angeordneten Druckfedern der Erleichterung der Montage und Demontage der Reibanordnung. Der die Druck platte gegen axiale Verschiebung im Kupplungsgehäuse sichernde Sicherungsring kann dadurch einfacher auch außerhalb einer Werkstatt zwecks Austausch der Reiban ordnung oder Veränderung der Vorspannung entfernt und wieder eingesetzt werden (DE 34 18 558 C1). Die vorge nannte Reibungskupplung ist zwar einfach im Aufbau und robust für den Einsatz in landwirtschaftlichen Maschinen, ist jedoch nicht während des Betriebes schaltbar.

Es sind zwar auch schaltbare Reibungskupplungen bekannt, diese sind jedoch aufgrund der Schalteinrichtungen nicht für den rauhen Einsatz in landwirtschaftlichen Geräten geeignet, weil zum Beispiel die der Schaltung dienenden Kolbenzylindereinheiten nicht für die auftretenden Ver schmutzungen geeignet sind. Darüberhinaus unterliegt die Kupplung in der Regel zur Drehmomentübertragung einer dauernden Druckbeaufschlagung, was bei der im Lauf auf tretenden Relativbewegung zum Verschleiß der Dichtungen führt.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, die bekannte Reibungskupplung so weiter auszu gestalten, daß der Abtrieb während des Laufens des an treibenden Teiles zu- oder abgeschaltet werden kann und eine sichere Schaltfunktion ohne nachteilige Beeinflussung über eine möglichst lange Lebensdauer aufrechterhalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Verstellmittel dem Kupplungsgehäuse ein Stützring mit einem hohlzylindrischen Nabenansatz größeren Außendurch messers zugeordnet ist, daß ein Schaltring auf der zylin drischen Außenfläche kleineren Durchmessers einer orts festen abgestützten Nabe und mit einem Zylinderansatz auf der Außenfläche des Nabenansatzes über Dichtungen abgedichtet geführt ist, daß die Nabe zusätzlich in der Bohrung des Stützringes abgedichtet aufgenommen ist und der Zylinderraum über einen in der Nabe vorgesehenen Kanal mit Durckmittel beaufschlagbar ist, und daß der Schaltring zu den Stehbolzen korrespondierende Bohrungen aufweist und durch Einstellmuttern mit diesen in axialer Mitnahmeverbindung ist.

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß der Zylinderraum und damit die der Abdichtung dienenden Dichtungen während des Betriebes der Kupplung nicht vom Druckmittel beauf schlagt sind und damit aufgrund der Relativbewegung die zwischen Nabe einerseits und Stützring bzw. Schaltring andererseits auftritt, keinem besonderen Verschleiß unterliegen. Die Druckbeaufschlagung ist nur für den Zeit raum erforderlich, für den eine Abschaltung vorgesehen ist. Dies sind meistens nur kürzere Zeiträume, die dazu dienen, beispielsweise Störungen zu beseitigen oder eine Überlastung zu vermeiden. Der eingeschaltete Zustand hat an der Gesamtlebensdauer der Kupplung auf jeden Fall einen größeren Zeitanteil. Durch die verlaufende Anordnung der Zylinderbauteile, d.h. von Schaltung und Stützring ist einer Lagerung derselben gegenüber dem Gehäuse ent behrlich. Im druckfreien Zustand dienen die Dichtungen als Gleitlager. Ein weiterer Vorteil besteht aber auch darin, daß aufgrund der relativ kleinen Durchmesser, auf dem die Dichtungen gegenüber der Nabe eine Abdichtung zu bewerkstelligen haben, zu geringerem Verschleiß führt, da bei gleicher Drehzahl im Vergleich zu einer Dichtungs anordnung mit größerem Durchmesser geringere Relativ geschwindigkeiten auftreten.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die hülsen förmigen Einstellmuttern mit einer Anschlagsfläche ver sehen sind, der an der den Druckfedern abgewandten Stirn fläche des Schaltringes in Anlage bringbar ist. Zur Er reichung eindeutiger Schaltverhältnisse ist ferner vorge sehen, daß im entlasteten Zustand der Kupplung zwischen der Einstellmutter, insbesondere deren Anschlagsfläche und dem Schaltring, insbesondere dessen Stirnfläche, ein Luft spiel vorhanden ist.

Über eine in die Einstellmutter vorgesehene Gewindedurch gangsbohrung ist eine Sicherungsschraube einschraubbar.

Nach einem weiteren Merkmal ist die Nabe an ihrem dem Kupplungsgehäuse abgewandten Ende mit einem Flansch ver sehen, der in einer Ausnehmung des Schaltringes drehbar, aber gegen Axialverschiebung gesichert aufgenommen ist.

Der Druckmittelkanal geht von einer Anschlußbohrung im Flansch aus und mündet mit einem Radialaustritt in der Außenfläche der Nabe im Zylinderraum.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für die Reibungskupplung ist die Verwendung zur Zu- und Abschaltung der von einem Hauptantrieb abgeleiteten Drehbewegung zum Antrieb von an treibbaren Nebenaggregaten insbesondere des Ballenantriebs einer Rundballenpresse, eines Querförderbandes einer För dereinrichtung oder der Entladewalze eines Ladewagens.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht der Reibungskupplung im Halbschnitt und

Fig. 2 einen Schlepper mit angehängtem und angetriebenem Gerät.

Die in Zeichnungsfigur 1 dargestellte Reibungskupplung 42 dient bevorzugt zur Anordnung in landwirtschaftlichen Ge räten oder in Antriebssträngen für landwirtschaftliche Geräte, beispielsweise dem gemäß Fig. 2. Dabei wird sie bevorzugt zur Ableitung der Drehbewegung vom Hauptantrieb eingesetzt, wobei eine Abschaltfunktion gegeben ist. Sie dient also zum Zu- und Abschalten der Nebenaggregate wäh rend des Laufs des Hauptantriebs. Die Ableitung der Dreh bewegung von der Hauptantriebswelle erfolgt über ein Win kelgetriebe und eine Antriebswelle 39. Das Kupplungsge häuse 1 der Reibungskupplung 42 besteht aus dem Flansch 37, an den ein zylindrisches Rohrteil 38 angeschlossen ist. Flansch 37 und Rohrteil 38 sind durch Schweißen mit einander verbunden. Der Flansch 37 weist beispielsweise Gewindebohrungen auf, mit denen er über Schrauben mit dem zu treibenden Teil oder Aggregat eines landwirtschaft lichen Gerätes drehfest verbindbar ist. Ferner weist die Reibungskupplung eine Kupplungsnabe 2 auf, die konzen trisch zum Kupplungsgehäuse 1 angeordnet ist. Die Kupp lungsnabe 2 besitzt eine Aufnahmebohrung 40, in die eine Antriebswelle 39 einsteckbar ist.

Antriebswelle 39 und Kupplungsnabe 2 sind drehfest und axial unverschiebbar einander gegenüber gesichert. Die drehfeste Verbindung wird beispielsweise über eine Ver zahnung erreicht. An- und Abtrieb der Reibungskupplung 42 erfolgen bevorzugt zur gleichen Seite hin.

Kupplungsgehäuse 1 und Kupplungsnabe 2 sind über wechsel seitig ihnen drehfest aber axial verschiebbar zugeordneten Zwischenscheiben 8 und Reibbelägen 9 über Reibschluß mit einander verbunden. Axial anschließend an den letzten Reibbelag 9 in Richtung der Öffnung des Kupplungsgehäuses 1 hin ist eine Druckscheibe 6 vorgesehen. Die Druckscheibe 6 weist fest mit ihr verbundene Stehbolzen 5 auf. Die Stehbolzen 5 sind konzentrisch zur Drehachse der Reibungs kupplung 42 angeordnet und über den Umfang verteilt. Im axialen Abstand zur Druckscheibe 6 ist eine Druckplatte 11 angeordnet, die Durchgangsbohrungen 12 aufweist, die kor respondierend zu den Stehbolzen 5 angeordnet sind, und aus dem die Stehbolzen herausgeführt sind.

Zwischen der Druckscheibe 6 und der Druckplatte 11 sind umfangsverteilt Druckfedern 10 angeordnet. Bevorzugt sind diese Druckfedern 10 konzentrisch zu den Stehbolzen 5 pla ciert. Die Druckplatte 11 stützt sich axial an einen Si cherungsring 44 ab, der im Hohlraum des Kupplungsgehäuses 1 axial gegen Verschiebung gesichert gehalten ist. Die Druckfedern 10 belasten die aus den Zwischenscheiben 8 und den Reibbelägen 9 bestehende Reibanordnung. Im Kupplungs gehäuse 1 ist ferner ein Stützring 7 befestigt. Der Stütz ring 7 weist zu den Stehbolzen 5 korrespondierende Füh rungsbohrungen 45 auf. In der Bohrung 13 des Stützringes 7 ist die Nabe 3 mit ihrer zylindrischen Außenfläche 16 drehbar aufgenommen.

Koaxial zur Nabe 3 und zum Stützring 7 ist ein Schaltring 4 im axialen Abstand angeordnet. Der Schaltring 4 weist ebenfalls umfangsverteilte Bohrungen 15 auf, die zu den Führungsbohrungen 45 im Stützring 7 korrespondieren. Auf die Stehbolzen 5 sind Einstellmuttern 14 aufgeschraubt.

Die Einstellmuttern 14 sind zylindrisch ausgebildet und weisen ein Innengewinde in einer Durchgangsbohrung 19 auf. Sie sind mit ihrer zylindrischen Außenfläche in der Füh rungsbohrung 45 und in der Bohrung 15 im Schaltring 4 ge führt. An ihrem dem Stehbolzen 5 abgewandten Ende besitzen die Einstellmuttern 14 einen Bund 21 mit einer Anschlag fläche 17. Der Schaltring 4 weist eine zylindrische Auf nahmebohrung 22 für die Nabe 3 auf. Kupplungsnabe 2 und Kupplungsgehäuse 1 sind gegenüber dem Schaltring 4 axial und in Drehrichtung relativ bewegbar. Der Stützring 7 besitzt einen vom Kupplungsgehäuse 1 weggerichtet verlau fenden hohlzylindrischen Nabenansatz 23, in dessen Bohrung 13 die Nabe 3 geführt ist. Auf der zylindrischen Außen fläche 24 des Nabenansatzes 23 ist der Schaltring 4 mit der Zylinderbohrung 25 eines Zylinderansatzes 26 ver schiebbar, aber abgedichtet geführt. Die Abdichtung er folgt über eine in eine Nut eingesetzte Dichtung 27. Stützring 7 und Schaltring 4 sind über weitere Dichtungen 28 gegenüber der Außenfläche 16 der Nabe 3 abgedichtet. Zwischen den Stirnflächen 29, 30 von Nabenansatz 23 und Schaltring 4 ist ein Zylinderraum 31 gebildet, in den der Kanal 32 mit einem Radialaustritt 33 mündet. Der Kanal 32 geht von einer Anschlußbohrung 34 in einem Flansch 36 der Nabe 3 zur Verbindung mit einer Druckmittelzuleitung 35 aus. Der Flansch 36 ist in einer Ausnehmung 41 durch einen Sicherungsring 43 gehalten.

Die Entlastung der Reibanordnung, d.h. die Bewegung der Druckscheibe 6 gegen die Kraft der Druckfedern 10 über die Stehbolzen 5 erfolgt durch Druckbeaufschlagung des Zylin derraumes 31 mit Druckmittel. Die axiale Bewegung des Schaltringes 4 gegenüber dem Stützring 7 erfolgt über einen ersten Weg nach rechts, bis die Stirnfläche 18 des Schalt ringes 4 an der Anschlagfläche und 17 der Einstellmutter 14 zur Anlage kommt. Beide zusammen werden dann gegen die Federkraft der Druckfedern 10 bewegt, bis die Druckscheibe 6 von der Reibanordnung abgehoben hat. Der Weg, den die Stirnfläche 18 und damit der Schaltring 4 gegenüber der Einstellmutter 14 bzw. deren Anschlagfläche 17 zurücklegen muß, bis ein Abheben der Druckscheibe 6 von der Reiban ordnung erfolgt, ist als Lüftspiel x bezeichnet und über das Gewinde in der Gewindebohrung 19 und das Außengewinde der Stehbolzen 5 den jeweiligen Verhältnissen anpaßbar.

Die Einstellung der Einstellmuttern 14 gegenüber den Steh bolzen kann durch in die Gewindebohrung 19 eingeschraubte Sicherungsschrauben 20 festgelegt werden. Die Sicherungs schraube 20 stützt sich gegen die Stirnflächen des Steh bolzens 5 ab. Die Nabe 3 wird über die angeschlossene Druckmittelleitung 35 ortsfest abgestützt.

Bezugszeichenliste: 1 Kupplungsgehäuse
2 Kupplungsnabe
3 Nabe
4 Schaltring
5 Stehbolzen
6 Druckscheibe
7 Stützring
8 Zwischenscheibe
9 Reibbelag
10 Druckfeder
11 Druckplatte
12 Bohrung für Stehbolzen
13 Bohrung des Stützringes
14 Einstellmutter
15 Bohrung für Einstellmutter im Schaltring
16 Außenfläche Nabe
17 Anschlagfläche an Einstellmutter
18 Stirnfläche des Schaltringes
19 Durchgangsbohrung in Einstellmutter
20 Sicherungsschraube
21 Bund
22 Aufnahmebohrung der Nabe
23 hohlzylindrischer Nabenansatz
24 Außenfläche des Nabenansatzes
25 Zylinderbohrung
26 Zylinderansatz
27, 28 Dichtung
29 Stirnfläche Nabenansatz
30 Stirnfläche Schaltring
31 Zylinderraum
32 Kanal
33 Radialaustritt
34 Anschlußbohrung
35 Druckmittelleitung
36 Flansch
37 Flansch des Kupplungsgehäuses
38 Rohrteil
39 Antriebswelle
40 Aufnahmebohrung in Kupplungsnabe
41 Ausnehmung
42 Reibungskupplung mit Schalteinrichtung
43, 44 Sicherungsring
45 Bohrung

Claims

1. Reibungskupplung, insbesondere zum Einsatz in Antriebs strängen in oder zum Antrieb von landwirtschaftlichen Geräten, bestehend aus einer Kupplungsnabe, einem Kupp lungsgehäuse, zwischen beiden wechselweise angeordne ten Zwischenscheiben und dazwischen befindlichen Reib belagen, Druckfedern, die einenends gegen eine Druck scheibe der Reibanordnung und anderenends axial gegen eine ortsfest am Kupplungsgehäuse gehaltene Druck platte abgestützt sind, wobei die Druckplatte mit mehreren umfangsverteilten Stehbolzen versehen ist, die axial durch Bohrungen in der Druckplatte heraus geführt sind, wobei die Druckscheibe über an die Stehbolzen angreifende Verstellmittel axial lüftbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstellmittel dem Kupplungsgehäuse (1) ein Stützring (7) mit einem hohlzylindrischen Nabenansatz (23) größeren Außendurchmessers (DG) zugeordnet ist, daß ein Schaltring (4) auf der zylindrischen Außen fläche (6) kleineren Durchmessers (DK) einer ortsfest abgestützt Nabe (3) und mit einem Zylinderansatz (26) auf der Außenfläche (24) des Nabenansatzes (23) über Dichtungen (27, 28) abgedichtet geführt ist, daß die Nabe (3) zusätzlich in der Bohrung (13) des Stütz ringes (7) abgedichtet aufgenommen ist und der Zylinderraum (31) über einen in der Nabe (3) vorge sehenen Kanal (32) mit Druckmittel beaufschlagbar ist, und daß der Schaltring (4) zu den Stehbolzen (5) korrespondierende Bohrungen (15) aufweist und durch Einstellmuttern (14) mit diesen in axialer Mitnahmeverbindung ist.

2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hülsenförmigen Einstellmuttern (14) mit einer Anschlagfläche (17) versehen sind, die an der den Druckfedern (10) abgewandten Stirnfläche (18) des Schaltringes (4) in Anlage bringbar ist.

3. Reibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im entlasteten Zutand der Kupplung (42) zwischen der Einstellmutter (14), insbesondere deren Anschlag fläche (17) und dem Schaltring (4), insbesondere des sen Stirnfläche (18), ein Luftspiel (x) vorhanden ist.

4. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmutter (14) eine mit Gewinde versehene Durchgangsbohrung (19) aufweist, in die eine Siche rungsschraube (20) einschraubbar ist.

5. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (3) an ihrem dem Kupplungsgehäuse (1) abgwandten Ende mit einem Flansch (36) versehen ist, der in einer Ausnehmung (41) des Schaltringes (4) drehbar, aber gegen Axialverschiebungen gesichert aufgenommen ist.

6. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (32) von einer Anschlußbohrung (34) im Flansch (36) ausgeht und mit einem Radialaustritt (33) in der Außenfläche (16) der Nabe (3) im Zylinderraum (31) mündet.

7. Reibungskupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Zu- und Ab schaltung der von einem Hauptantrieb abgeleiteten Drehbewegung zum Antrieb von antreibbaren Nebenaggre gaten, insbesondere des Ballenantriebes einer Rund ballenpresse, eines Querförderbandes bei einer Förder einrichtung oder der Entladewalze eines Ladewagens.