DE4006475A1 - Verschluss zur sicherung einer kupplungshuelse auf der zapfwelle eines traktors oder des antriebszapfens eines geraetes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verschluß zur drehfesten und axialen Sicherung einer Kupplungshülse auf einer mit einem Vielzahnprofil versehenen Zapfwelle eines Traktors oder Antriebswelle eines Gerätes, wobei die Kupplungshülse mit einer Bohrung, mit zum Vielzahnprofil der Zapfwelle oder des Antriebszapfens passenden Zahnprofil versehen ist.

Üblicherweise erfolgt die Festlegung über Verschlußele­ mente in Form von Kugeln, die in radialen Durchbrüchen der Kupplungshülse geführt sind und in eine die Zähne durchdringende, quer zur Zapfenachse verlaufende ringförmige Ausnehmung in Verschlußstellung eingreifen und radial durch einen Verschlußring gesichert sind. Solche Verschlüsse sind als Schnellverschlüsse gedacht. Sie sind daher mit Spiel behaftet und zwar in Axialrichtung als auch in Drehmomentübertragungsrichtung. Beim Einsatz im Zusammenhang mit Geräten, bei denen in Dreh- und/oder Achsrichtung eine schwingende Beanspruchung für die Verbindung eintritt, kann ein Ausschlagen des Zahnprofils oder der Verschlußelemente die Folge sein.

Es ist ferner eine Ausführungsform mit einem schwenkbaren Verschlußring bekannt, der mit einer Verschlußschraube versehen ist. Die Verschlußschraube drückt auf einen zusätzlich in der Kupplungshülse angeordneten Keil, der in Umfangsrichtung das Spiel zwischen den Verzahnungen von Kupplungshülse und Zapfwelle ausgleichen soll (DE 33 40 120 C1).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verschluß vorzuschlagen, der neben einem Spielausgleich in Umfangs­ richtung zwischen der Kupplungshülse und der Zapfwelle oder dem Antriebszapfen auch eine spielfreie Arretierung in Achsrichtung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine radial in eine Ausnehmung des Vielzahnprofils von Zapfwelle oder Antriebszapfen einschraubbare Verschluß­ schraube vorhanden ist, daß die Verschlußschraube mit einer Riegelkontur versehen ist, welche in Achsrichtung der Zapfwelle oder des Antriebszapfens mit zwei beabstandeten Kontaktpunkten an der Wandung der Aus­ nehmung anliegt, und daß die Zähne von Zapfwelle oder Antriebszapfen und Kupplungshülse nur an ihren Flanken aneinanderliegen.

Wenn die Verschlußschraube angezogen ist, stützt sie sich mit ihrer Riegelkontur unmittelbar in der Ausnehmung der Zapfwelle oder des Antriebszapfens ab, so daß neben dem Spielausgleich in Umfangsrichtung durch ein Verspannen und radiales Verlagern der Kupplungshülse gegenüber der Zapfwelle bzw. des Antriebszapfens auch eine axiale Verspannung erfolgt. Durch die radiale Verlagerung der Kupplungshülse durch Anziehen der Schraube wird die Zapfwelle mit ihren Zähnen in die gegenüber der Schraube befindlichen Zähne bzw. Keilflanken der Kupplungshülse gedrückt. Die Verbindung ist dadurch in beiden Drehrichtungen spielfrei. Dies ist möglich, da die Form der Zähne so gestaltet ist, daß nur die Flanken tragen.

Um dies Tragen der Flanken in allen Verspannsituationen zu unterstützen ist vorgeschlagen, daß jeweils zwischen der Kopffläche der Zähne und dem Zahngrund der zugehörigen Zahnlücke ein Spalt vorhanden ist.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Zähne von Kupplungshülse und Zapfwelle bzw. Antriebszapfen gerade aneinanderliegende Flanken aufweisen.

Alternativ kann vorgesehen sein, daß die Zähne von Kupplungshülse und Zapfwelle bzw. Antriebszapfen im Querschnitt ein Evolventenprofil aufweisen.

Um zu erreichen, daß der Verschluß auch als Schnellverschluß eingesetzt werden kann, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Kupplungshülse radiale Durchbrüche aufweist, in denen Verschlußelemente radial beweglich geführt sind und die in einer gemeinsamen Querschnittsebene mit der Verschlußschraube, jedoch zu dieser umfangsversetzt angeordnet sind und daß die Verschlußelemente in der Verschlußstellung, in der sie radial in die Ausnehmungen der Zapfwelle oder des Antriebszapfens hineinragen, durch einen Verschlußring, der gegen die Kraft einer Feder in eine Öffnungsstellung bewegbar ist, gehalten sind.

Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß der Verschluß­ ring aufgrund der als Kugeln ausgebildeten Verschlußele­ mente über die Feder stets in Richtung der Schließstellung beaufschlagt ist und die Kupplungshülse auch dann nicht abgezogen werden kann, wenn die Verschlußschraube nicht angezogen ist.

Ergänzend ist dabei ferner vorgesehen, daß die Verschlußschraube in Verschlußstellung mit ihrem Gewindeschaft einen radial verlaufenden und von einer Stirnfläche ausgehenden Schlitz des Verschlußringes durchgreift.

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

Es zeigt

Fig. 1 einen Traktor mit angehängtem Gerät, welches über eine Gelenkwelle angetrieben wird,

Fig. 2 einen Längsschnitt des Verschlusses in Ver­ schlußstellung,

Fig. 3 einen Schnitt A-A gemäß Fig. 2 mit einem geradflankigen Profil,

Fig. 4 einen Schnitt entsprechend Fig. 3 durch einen Verschluß mit Evolventenprofil,

Fig. 5 einen Längsschnitt eines Verschlusses, der zusätzlich als Schnellverschluß ausgebildet ist, in Verschlußstellung,

Fig. 6 einen Schnitt B-B gemäß Fig. 5 und

Fig. 7 den Verschluß gemäß Fig. 5 in Offenstellung.

In Fig. 1 ist ein Traktor 1 mit angehängtem Gerät 2 dar­ gestellt. Das angehängte Gerät 2 ist vom Traktor 1 anzu­ treiben. Hierzu ist die Gelenkwelle 3 vorgesehen. Diese ist auf die Zapfwelle 4 des Traktors 1 aufgesteckt. Sie verbindet die Zapfwelle 4 mit dem Antriebszapfen des Gerätes 2.

Zur Verbindung der Gelenkwelle 3 mit der Zapfwelle 4 und/oder dem Antriebszapfen kann eine Kupplungshülse vorgesehen sein, die mit einem Verschluß versehen ist, wie er im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 7 beschrieben ist.

Es sind zwei Ausführungen vorgesehen, die in der Grundkonzeption übereinstimmen und insoweit gemeinsam beschrieben werden.

In den Fig. 2 bis 6 sind die Verschlüsse in der Verschlußstellung und in Fig. 7 in der Öffnungsstellung gezeigt. Auf die Zapfwelle 4, die mit einem Vielzahnprofil 5 versehen ist, das mehrere umfangsverteilte Zähne aufweist, ist die Kupplungshülse 8 aufgeschoben. Die Zapfwelle 4 weist im Abstand zu ihrem Ende 6 eine Ausnehmung 7 auf, welche umlaufend um die Zapfwelle 4 ausgestaltet ist und in die Zähne 5 eingeschnitten ist. Im Querschnitt gesehen stellt sich die Ausnehmung 7 als Kreisbogen dar.

Die Kupplungshülse 8 ist mit einer Bohrung 9 versehen, welche ein zu dem Vielzahnprofil 5 der Zapfwelle 4 passen­ des Vielzahnprofil 10 aufweist. Bei der Ausführung nach den Fig. 2, 3 sowie 5 bis 7 sind die Zähne 5, 10 von Kupplungshülse 8 und Zapfwelle 4 mit geradflankigem Zahnprofil gestaltet. Bei der Ausführung nach Fig. 4 weisen die Zähne 5, 10 ein Evolventenprofil auf. Bei beiden Varianten erfolgt eine Zentrierung der Zähne 5, 10 an ihren Flanken 5a, 10a, bzw. 5b, 10b. Zwischen den Kopfflächen 5c, 10c der Zähne 5, 10 und dem jeweils zugehörigen Zahngrund 10d, 5d der Zahnlücke zwischen zwei Zähnen ist jeweils ein Spalt vorhanden.

Zur spielfreien Sicherung der Kupplungshülse 8 auf der Zapfwelle 4 ist der Kupplungshülse 8 eine Verschlußschraube 22 zugeordnet. Die Verschlußschraube 22 liegt in der gleichen Ebene wie die Ausnehmungen 7 in Verschlußstellung der Kupplungshülse 8 auf der Zapfwelle 4. Sie ist in eine radial verlaufende Gewindebohrung 21 der Kupplungshülse 8 mit ihrem Gewindeschaft 23 eingeschraubt.

Zur Fixierung ist die Verschlußschraube 22 mit einer Riegelkontur 24 versehen. Die Riegelkontur 24 ist so gestaltet, daß sich zwei Kontaktpunkte 25, 26 gegenüber der Wandung der Ausnehmung 7 ergeben. Hierzu ist die Verschlußschraube 22 ausgehend von ihrer Stirnfläche mit einer umlaufenden Rundung versehen. Die Mittelpunkte der Rundung, die kreisbogenförmig gestaltet sein kann, ist zu dem des Kreisbogens der Ausnehmung 7 versetzt. Die Kontur ist so zu wählen, daß keine Kantenpressung auf den Übergangsflächen zwischen der Ausnehmung 7 und der radial äußeren Zahnkopffläche 5c der Zähne 5 der Zapfwelle 4 möglich ist.

Durch Anziehen der Verschlußschraube 22 erfolgt eine radi­ ale Verlagerung der Kupplungshülse 8 gegenüber der Zapf­ welle 4, so daß auch die Flanken 5a, 5b der Zähne 5 der Zapfwelle 4 spielfrei an den Zahnflanken 10a, 10b der Zähne der Kupplungshülse 8 angepreßt werden. Darüberhinaus wird durch die beiden Kontaktpunkte 25, 26 eine Spielfreiheit der Kupplungshülse 8 in Richtung der Achse X-X erreicht.

Bei der Ausführung nach den Fig. 5 bis 7 sind in der Kupplungshülse 8 radial verlaufende Durchbrüche 11 vorgesehen. Die Durchbrüche 11 sind so angeordnet, daß sie im Bereich eines Zahnes 5 bzw. dessen Ausnehmung 7 münden, wenn sich die auf die Zapfwelle 4 aufgeschobene Kupplungshülse 8 in Verschlußstellung befindet.

Es sind zwei solcher Durchbrüche 11 vorgesehen, während insgesamt sechs Zähne 5, 10 vorhanden sind. In den beiden Durchbrüchen 11 sind Verschlußelemente in Form von Kugeln 12 radial beweglich gehalten. Um bei von der Zapfwelle 4 abgezogener Kupplungshülse 8 ein Herausfallen der Verschlußkugeln 12 radial nach innen in die Bohrung 9 zu verhindern, sind Anschläge 13 vorgesehen. Diese verkleinern den Durchlaßquerschnitt der Durchbrüche 11 in Richtung auf die Bohrung 9 der Kupplungshülse 8 zu. Auf der Außenfläche 15 der Kupplungshülse 8 ist ein Verschluß­ ring 14 axial, das heißt in Achsrichtung X-X verschiebbar angeordnet. In Verschlußstellung liegt der Verschlußring 14 an dem Sicherungsring 17 mit seiner Stirnfläche 27 an. Er wird in Richtung auf den Sicherungsring 17 zu durch die Kraft einer Feder 16 beaufschlagt. Er kann von Hand vom Sicherungsring 17 weg gegen die Kraft der Feder 16 ver­ schoben werden. Der Verschlußring 14 besitzt eine Stütz­ fläche 18 in seiner Bohrung, die zur radialen Abstützung der Verschlußkugeln 12 in der Verschlußstellung dient. Sie verhindert dann, wenn der Verschlußring 14 mit seiner Stirnfläche 27 am Sicherungsring 17 anliegt, ein radiales Ausweichen der Verschlußkugeln 12. Wird der Verschlußring 14 gegen die Kraft der Feder 16 verschoben, so haben die Verschlußkugeln 12 die Möglichkeit, in die Ausnehmungen 19 einzutreten, das heißt, sie können radial nach außen hin ausweichen, so daß die Verbindung zwischen der Kupplungs­ hülse 8 und der Zapfwelle 4 durch Abziehen der Kupplungs­ hülse 8 aufgehoben werden kann. Die Durchbrüche 11 und die Durchgangsgewindebohrung 21, in welche der Gewindeschaft 23 der Verschlußschraube 22 einschraubbar ist, sind gleichmäßig auf dem Umfang der Kupplungshülse 8 verteilt angeordnet. Sie weisen einen Umfangsabstand von jeweils 120° zueinander auf. Der Gewindeschaft 23 durchgreift dabei auch einen Schlitz 20 im Verschlußring 14, welcher von der Stirnfläche 27 des Verschlußringes 14 ausgeht und sich in Achsrichtung erstreckt. Hierdurch ist eine axiale Bewegung des Verschlußringes 14 der Verschlußschraube 22 gegenüber möglich. Die Verschlußschraube 22 verbleibt mit ihrem Gewindeschaft 23 in der Gewindebohrung 21 der Kupplungshülse 8, unabhängig davon, ob sich der Verschluß in der geöffneten oder geschlossenen Stellung befindet.

Bezugszeichenliste

 1 Traktor
 2 Gerät
 3 Gelenkwelle
 4 Zapfwelle/Antriebszapfen
 5 Vielzahnprofil/Zähne der Zapfwelle bzw. Antriebszapfen
 5a, 5b Zahnflanke
 5c Zahnkopffläche
 5d Zahngrund
 6 Ende der Zapfwelle/des Antriebszapfen
 7 Ausnehmung
 8 Kupplungshülse
 9 Bohrung in Kupplungshülse
10 Vielzahnprofil/Zähne der Kupplungshülse
10a, 10b Zahnflanke
10c Zahnkopffläche
10d Zahngrund
11 Durchbrüche
12 Verschlußelement/Verschlußkugel
13 Radialanschlag
14 Verschlußring
15 Außenfläche der Kupplungshülse
16 Feder
17 Sicherungsring
18 Stützfläche des Verschlußringes
19 Ausnehmung
20 Schlitz im Verschlußring
21 Gewindebohrung in Kupplungshülse
22 Verschlußschraube
23 Gewindeschaft
24 Riegelkontur
25, 26 Kontaktpunkte
27 Stirnfläche des Verschlußringes

Claims (6)

1. Verschluß zur drehfesten und axialen Sicherung einer Kupplungshülse auf einer mit einem Zahnprofil versehenen Zapfwelle eines Traktors oder Antriebswelle eines Gerätes, wobei die Kupplungshülse mit einer Bohrung, mit zum Vielzahnprofil der Zapfwelle oder des Antriebszapfens passenden Zahnprofil versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine radial in eine Ausnehmung des Vielzahnprofils von Zapfwelle oder Antriebszapfen einschraubbare Verschlußschraube vorhanden ist, daß die Verschlußschraube (22) mit einer Riegelkontur versehen ist (24), welche in Achsrichtung (X-X) der Zapfwelle (4) oder der Antriebszapfen mit zwei beabstandeten Kontaktpunkten (25, 26) an der Wandung der Ausnehmung (7) anliegt, und daß die Zähne (5, 10) von Zapfenwelle bzw. Antriebszapfen (4) und Kupplungshülse (8) an ihren Flanken (5a, 10a, 5b, 10b) aneinanderanliegen.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen der Kopffläche (5c, 10c) der Zähne (5, 10) und dem Zahngrund (5d, 10d) der zugehörigen Zahnlücke ein Spalt vorhanden ist.

3. Verschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (5, 10) von Kupplungshülse (8) und Zapfwelle (4) bzw. Antriebszapfen gerade aneinander­ liegende Flanken (5a, 10b, 5b, 10b) aufweisen.

4. Verschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (5, 10) von Kupplungshülse (8) und Zapfwelle (4) bzw. Antriebszapfen im Querschnitt (2) ein Evolentenprofil aufweisen.

5. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (8) radiale Durchbrüche (11) aufweist, in denen Verschlußelemente (12) radial beweglich geführt sind und die in einer gemeinsamen Querschnittsebene mit der Verschlußschraube (22), jedoch zu dieser umfangsversetzt angeordnet sind und daß die Verschlußelemente (12) in der Verschluß­ stellung, in der sie radial in die Ausnehmungen (7) der Zapfwelle (4) oder des Antriebszapfens hinein­ ragen, durch einen Verschlußring (14), der gegen die Kraft einer Feder (16) in eine Öffnungsstellung bewegbar ist, gehalten sind.

6. Verschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußschraube (22) in Verschlußstellung mit ihrem Gewindeschaft (23) einen radial verlaufenden und von einer Stirnfläche (27) ausgehenden Schlitz (20) des Verschlußringes (14) durchgreift.