DE4105794A1 - Locking mechanism for securing sleeve on journal shaft - uses screw to engage groove cut across splines of shaft - Google Patents

Locking mechanism for securing sleeve on journal shaft - uses screw to engage groove cut across splines of shaft

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    • F16D3/387—Fork construction; Mounting of fork on shaft; Adapting shaft for mounting of fork

Abstract

Locking mechanism (7) for securing a coupling sleeve (6) on a journal shaft (4) or a drive journal (5) of a self-propelled piece of equipment or a tractor. A locking device in the form of an expansion element such as a spring screw (16) is provided which has a barrier surface (15) for engagement in an annular groove (12) provided on the splines (9) of the shaft to create a positive releasable connection between the sleeve and the shaft. ADVANTAGE - Simple method of creating a connection free of axial and rotational play between a coupling sleeve and a shaft.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verschluß zur drehfesten und axialen Sicherung einer Kupplungshülse auf einer Zapf­ weite, insbesondere eines selbstfahrenden Arbeitsgerätes, beispielsweise eines Traktors, wobei die Kupplungshülse eine Bohrung mit einer Vielkeilverzahnung aufweist und die Zapfwelle mit einem korrespondierenden Vielkeilprofil und einer umlaufenden Ringnut versehen ist und eine zweite Bohrung der Kupplungshülse zur Aufnahme eines Verschluß­ elementes rechtwinklig zur Längsachse angeordnet ist und die Ringnut schneidet, wobei das in der zweiten Bohrung vorgesehene Verschlußelement mit mindestens einer Sperr­ fläche in die Ringnut eingreift und eine lösbare Verbin­ dung zwischen Zapfweile und Kupplungshülse bildet.The invention relates to a closure for non-rotatable and axial securing of a coupling sleeve on a journal wide, especially a self-propelled implement, for example a tractor, the coupling sleeve has a bore with multiple splines and the PTO with a corresponding splined profile and is provided with a circumferential ring groove and a second Bore of the coupling sleeve to accommodate a closure element is arranged perpendicular to the longitudinal axis and the ring groove cuts, which is in the second hole provided closure element with at least one lock engages in the ring groove and a detachable connection between the nozzle and the coupling sleeve.

Es ist bekannt, die Festlegung der Kupplungshülse und der Zapfweile über Verschlußelemente in Form von Kugeln vorzu­ nehmen, die in radialen Durchbrüchen der Kupplungshülse geführt und in eine quer zur Zapfachse verlaufende Ringnut in Verschlußstellung eingreifen und radial durch einen Verschlußring gesichert sind. Solche Verschlüsse sind als Schnellverschlüsse gedacht. Sie sind daher mit Spiel be­ haftet und zwar in Axialrichtung als auch in Drehmoment­ übertragungsrichtung. 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 Verschluß­ elemente die Folge sein. It is known to define the coupling sleeve and the Zapfweil over closure elements in the form of balls vorzu take that in radial breakthroughs of the coupling sleeve guided and in an annular groove running transversely to the journal axis engage in the closed position and radially through a Locking ring are secured. Such closures are considered Quick fasteners thought. They are therefore with game adheres in the axial direction as well as in torque direction of transmission. When used in connection with Devices in which in the direction of rotation and / or axis vibrating stress occurs for the connection, can a knock out of the tooth profile or the closure elements be the result.  

Aus der DE 33 40 120 C1 ist eine Ausführungsform mit einem schwenkbaren Verschlußring bekannt, die mit einer Ver­ schlußschraube versehen ist. Die Verschlußschraube drückt auf einen zusätzlich in der Kupplungshülse angeordneten Keil, der in der Umfangsrichtung das Spiel zwischen den Verzahnungen von Kupplungshülse und Radwelle ausgleichen soll.DE 33 40 120 C1 describes an embodiment with a pivotable locking ring known with a Ver closing screw is provided. The locking screw presses on an additional arranged in the coupling sleeve Wedge, which in the circumferential direction the game between the Compensate the toothing of the coupling sleeve and wheel shaft should.

Ferner ist aus der US-PS 46 45 368 ein Schnellverschluß­ mechanismus bekannt, der aus einem Verschlußbolzen be­ steht, welcher quer zur Zapfenwellenachse und radial beab­ standet in Höhe der Ringnut eine Bohrung aufweist. In dieser Bohrung ist ein Verschlußbolzen gelagert, der fe­ derbelastet in der Bohrung geführt ist. Der Verschlußbol­ zen ragt an einem radial abgesetzten Ende aus dieser Boh­ rung heraus, so daß er von außen durch Krafteinwirkung gegen die Kraft einer Feder nach innen verlagert werden kann. Der Verriegelungsbolzen selbst greift mit einer Verdickung in die Ringnut ein und verbindet die Kupplungs­ hülse mit der Zapfwelle. Eine Freigabeposition wird durch Eindrücken des Verriegelungsbolzens erreicht. Beide be­ kannten Ausführungen einer Wellen- und Nabenverbindung sind für eine Schnellmontage vorgesehen und weisen in Axialrichtung und in der Drehmomentübertragungsrichtung ein Spiel auf, wobei bei der zuletzt genannten Ausführung die kraftschlüssige Verbindung alleine durch die Feder­ kraft erreicht wird.Furthermore, from US-PS 46 45 368 a quick release mechanism known that be from a locking bolt stands, which is perpendicular to the PTO shaft axis and radially stands at the level of the annular groove has a hole. In this hole a locking bolt is mounted, the fe which is loaded in the bore. The bolt zen protrudes from this hole at a radially offset end tion out so that it from the outside by force be shifted inward against the force of a spring can. The locking bolt itself engages with one Thickening in the ring groove and connects the coupling sleeve with the PTO. A release position is through Pushing in the locking bolt reached. Both be knew versions of a shaft and hub connection are intended for quick assembly and have a Axial direction and in the torque transmission direction a game, with the latter execution the non-positive connection by the spring alone force is achieved.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Verschluß vorzuschlagen, der eine axial- und drehspiel­ freie Verbindung zwischen der Kupplungshülse und der Zapf­ welle durch eine spielfreie Arretierung gewährleistet und unverlierbar gelagert ist. The invention is therefore based on the object Propose closure that has an axial and rotational play free connection between the coupling sleeve and the pin shaft guaranteed by a play-free locking and is captively stored.  

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verschlußelement ein Dehnelement ist und in einer als Sackbohrung ausgebildeten Bohrung der Kupplungshülse ein­ liegt, wobei das Dehnelement bei axialer Beaufschlagung eine Umfangsvergrößerung erfährt und eine formschlüssige und spielfreie Verbindung zwischen Kupplungshülse und Zapfwelle bewirkt und die äußere Umfangsfläche als Sperr­ fläche in die Ringnut eingreift.This object is achieved in that the Closure element is an expansion element and in a as Blind bore trained bore of the coupling sleeve lies, the expansion element when axially loaded undergoes an increase in circumference and a positive one and play-free connection between the coupling sleeve and PTO causes and the outer peripheral surface as a barrier engages in the ring groove.

Wenn das Verschlußelement beaufschlagt ist, stützt es sich mit seiner Sperrfläche unmittelbar in der Ringnut der Zapfwelle ab, so daß die Zapfwelle über die Sperrfläche des Verschlußelementes mit der Kupplungshülse formschlüs­ sig verbunden ist. Gleichzeitig wird eine drehspielfreie Verbindung durch ein Verspannen in der Ringnut erzielt und durch ein radiales Verlagern der Kupplungshülse gegenüber der Zapfwelle eine spielfreie Axialverspannung erreicht. Hierbei wird durch die radiale Verlagerung der Kupplungs­ hülse die Zapfwelle mit ihrem Vielkeilprofil in die gegen­ über der zweiten Bohrung befindlichen Vierkeilverzahnung der Kupplungshülse gedrückt. Die Verbindung ist dadurch in beiden Drehrichtungen spielfrei. Dies ist deshalb möglich, weil die Form der Vielkeilverzahnung so gestaltet ist, daß nur die Flanken ein Drehmoment übertragen.When the closure element is acted upon, it is supported with its blocking area directly in the annular groove PTO from, so that the PTO over the locking surface of the closure element with the coupling sleeve sig is connected. At the same time, there is no Connection achieved by bracing in the ring groove and by a radial displacement of the coupling sleeve the PTO shaft achieves a backlash-free axial tension. This is due to the radial displacement of the clutch sleeve the PTO with its splined profile in the opposite Four-spline located above the second hole the coupling sleeve pressed. The connection is in backlash in both directions. This is possible because the shape of the spline is designed so that only the flanks transmit torque.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorge­ sehen, daß das Dehnelement aus einer Schraubenfeder be­ steht.In a first embodiment of the invention is pre see that the expansion element from a coil spring be stands.

Alternativ besteht die Möglichkeit, daß das Dehnelement aus mehreren Tellerfedern, aus übereinandergeschobenen Konusringen oder aus einem Wellschlauch besteht. Alternatively, there is the possibility that the expansion element from several disc springs, from one another Cone rings or a corrugated hose.  

Durch ein Dehnelement, welches in der zweiten Bohrung der Kupplungshülse gelagert ist und aus einem der vorgenannten Elemente besteht, ist die Möglichkeit gegeben, durch eine von außen zugängliche Andruckschraube, z. B. eine Maden­ schraube eine axiale Kraftkomponente auf das Dehnelement auszuüben, so daß es sich in der Bohrung der Kupplungshül­ se formschlüssig ausweiten kann. Mit einer Vergrößerung des Außendurchmessers des Dehnelementes erfolgt die form­ schlüssige Verbindung zwischen der Kupplungshülse, wobei die äußere Umfangsfläche des Dehnelementes als Sperrfläche ausgebildet ist. Durch diese Art des Verschlußelementes wird unter der Verwendung von standardisierten Bauelemen­ ten eine einfache und kostengünstige Wellen- und Nabenver­ bindung realisiert.By an expansion element, which in the second hole of the Coupling sleeve is mounted and from one of the aforementioned There is an opportunity given by an element externally accessible pressure screw, e.g. B. a maggot screw an axial force component onto the expansion element exercise so that it is in the bore of the coupling sleeve it can expand positively. With an enlargement the outer diameter of the expansion element is shaped conclusive connection between the coupling sleeve, wherein the outer peripheral surface of the expansion element as a blocking surface is trained. Through this type of closure element is made using standardized construction elements simple and inexpensive shaft and hub adjustment bond realized.

Die Erfindung wird anhand von mehreren Ausführungsbei­ spielen in den nachfolgenden Zeichnungsfiguren näher er­ läutert.The invention is illustrated in several embodiments play in more detail in the following drawing figures purifies.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 einen Schlepper mit angehängtem Gerät, welches über eine Gelenkwelle angetrieben wird, Fig. 1 shows a tractor with the attached device, which is driven via a propeller shaft,

Fig. 2 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform des Verschlusses mit einer Schraubenfeder, Fig. 2 is a longitudinal section of a first embodiment of the closure with a coil spring,

Fig. 3 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform des Verschlusses mit mehreren Tellerfedern, Fig. 3 is a longitudinal section of a further embodiment of the closure having a plurality of disk springs,

Fig. 4 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform des Verschlusses mit einem Konusring und Fig. 4 shows a longitudinal section of a further embodiment of the closure with a conical ring and

Fig. 5 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform des Verschlusses mit einem Wellschlauch. Fig. 5 shows a longitudinal section of a further embodiment of the closure with a corrugated hose.

In Fig. 1 ist ein Traktor 1 mit angehängtem Gerät 2 darge­ stellt, welches von dem Traktor 1 angetrieben wird. Zum Antrieb des Gerätes 2 ist eine Gelenkwelle 3 vorgesehen, welche mit einem Ende auf die Zapfwelle 4 des Traktors 1 aufgesteckt ist und mit dem zweiten Ende mit einem An­ triebszapfen 5 des Gerätes 2 verbunden ist. Zur Verbindung der Gelenkwelle mit der Zapfwelle 4 und/oder dem Antriebs­ zapfen 5 kann eine Kupplungshülse 6 vorgesehen sein, die mit einem Verschluß 7 ausgestattet ist, wie er im Zu­ sammenhang mit den Fig. 2 bis 5 näher beschrieben ist.In Fig. 1, a tractor 1 with attached device 2 is Darge, which is driven by the tractor 1 . To drive the device 2 , an articulated shaft 3 is provided, which is attached at one end to the PTO shaft 4 of the tractor 1 and is connected to the second end with a drive pin 5 of the device 2 . To connect the PTO shaft with the PTO shaft 4 and / or the drive pin 5 , a coupling sleeve 6 can be provided, which is equipped with a closure 7 , as described in connection with FIGS . 2 to 5.

In den Fig. 2 bis 5 sind die Verschlüsse 7 jeweils in der Verschlußstellung gezeigt. Die Zapfwelle 4 bzw. der Antriebszapfen 5 weist ein Vielkeilprofil 8 auf, welches aus mehreren umfangsverteilten Zähnen 9 besteht. Die Kupplungshülse 7 weist eine Vielkeilverzahnung 10 auf, welche zu den Zähnen 9 der Zapfwelle 4 korrespondierende Ausnehmungen 11 entsprechend der Anzahl der vorhanden Zähne 9 aufweist. Die Zapfwelle 4 bzw. der Antriebszapfen 5 weist im Abstand zu ihrem herausragenden Ende eine Aus­ nehmung in Form einer Ringnut 12 auf, welche umlaufend um die Zapfwelle 4 bzw. den Antriebszapfen 5 ausgestaltet und in die Zähne 9 eingeschnitten ist. Im Querschnitt gesehen stellt die Ausnehmung einen Kreisbogen dar.In Figs. 2 to 5, the shutters 7 are respectively shown in the closed position. The PTO shaft 4 or the drive pin 5 has a multi-spline profile 8 , which consists of a plurality of teeth 9 distributed around the circumference. The coupling sleeve 7 has a multi-spline toothing 10 which has recesses 11 corresponding to the teeth 9 of the PTO shaft 4 in accordance with the number of teeth 9 present. The PTO shaft 4 or the drive pin 5 has at a distance from its protruding end from a recess in the form of an annular groove 12 which is circumferential around the PTO shaft 4 or the drive pin 5 and is cut into the teeth 9 . Seen in cross section, the recess represents an arc.

Die Kupplungshülse 6 ist mit einer zweiten Bohrung 13 versehen, welche zur Aufnahme des Verschlußelementes vor­ gesehen ist. Die Bohrung 13 ist rechtwinklig zur Längs­ achse der Zapfwelle 4 und mit ihrer Wandung 14 korrespon­ dierend zum radialen Abstand der Ringnut 12 angeordnet. Das Verschlußelement greift mit einer Sperrfläche 15 in die Ringnut 12 ein und bewirkt eine formschlüssige Verbin­ dung zwischen der Kupplungshülse 6 und Zapfwelle 4 bzw. dem Antriebszapfen 5. Das Verschlußelement selbst ist in den Zeichnungsfiguren 2 bis 5 unterschiedlich ausgeführt und wird im nachfolgenden näher beschrieben. The coupling sleeve 6 is provided with a second bore 13 , which is seen before for receiving the closure element. The bore 13 is perpendicular to the longitudinal axis of the PTO shaft 4 and with its wall 14 corresponding to the radial distance of the annular groove 12 . The closure element engages with a locking surface 15 in the annular groove 12 and causes a positive connec tion between the coupling sleeve 6 and PTO shaft 4 and the drive pin 5th The closure element itself is designed differently in the drawing figures 2 to 5 and is described in more detail below.

Fig. 2 zeigt ein Verschlußelement in Form eines Dehnele­ mentes, welches aus einer Schraubenfeder 16 besteht. Die Bohrung 13 der Kupplungshülse 6 ist als Stufenbohrung mit einem Führungsabschnitt 13a und einem Gewindeabschnitt 13b ausgeführt, wobei die Schraubenfeder 16 im Führungsab­ schnitt 13a einliegt. Auf die Schraubenfeder 16 wird eine Vorspannung, beispielsweise durch eine Madenschraube, Stiftschraube, Kopfschraube oder Innensechskantschraube 17 ausgeübt, so daß die Schraubenfeder 16 zusammengedrückt und die Umfangsfläche 18 der Schraubenfeder 16 vergrößert wird, wodurch eine formschlüssige spielfreie Verbindung zwischen Kupplungshülse 6 und Zapfwelle 4 bzw. Antriebs­ zapfen S erfolgt. Fig. 2 shows a closure element in the form of a Dehnele element, which consists of a coil spring 16 . The bore 13 of the coupling sleeve 6 is designed as a stepped bore with a guide section 13 a and a threaded section 13 b, the coil spring 16 in the guide section 13 a. A prestress is exerted on the helical spring 16 , for example by a grub screw, stud screw, cap screw or hexagon socket screw 17 , so that the helical spring 16 is compressed and the circumferential surface 18 of the helical spring 16 is enlarged, as a result of which a positive, play-free connection between the coupling sleeve 6 and the PTO shaft 4 or Drive pin S takes place.

Fig. 3 zeigt ein Dehnelement, welches aus mehreren Tellerfedern 19 besteht, die über einen Schraubbolzen 20 gehalten und beaufschlagt sind. Der Teil 21 des Schraub­ bolzens 20 dient hierbei zur Halterung der Tellerfedern 19 und weist kein Gewinde auf. Fig. 3 shows an expansion element, which consists of several plate springs 19 which are held and acted upon by a screw 20 . The part 21 of the screw bolt 20 is used to hold the plate springs 19 and has no thread.

Fig. 4 zeigt ein Dehnelement, welches aus mehreren Konusringen 22 besteht, die über einen Schraubbolzen 20 gehalten und beaufschlagt sind. Der Teil 21 des Schraub­ bolzens 20 dient hierbei wiederum zur Halterung der Konus­ ringe 22. Wie bei der Fig. 2 und 3 wird durch Vergrößern der Umfangsfläche 18 eine formschlüssige spielfreie Ver­ bindung zwischen Kupplungshülse 6 und Zapfwelle 4 bzw. Antriebszapfen 5 hergestellt. Fig. 4 shows an expansion element, which consists of several cone rings 22 which are held and acted upon by a screw 20 . The part 21 of the screw bolt 20 in turn serves to hold the cone rings 22nd As in FIGS . 2 and 3, a positive play-free connection between coupling sleeve 6 and PTO shaft 4 or drive pin 5 is produced by enlarging the peripheral surface 18 .

Fig. 5 zeigt ein Dehnelement in Form eines Wellschlauches 23, der durch einen Schraubbolzen 20 axial beaufschlagt ist und durch die Umfangsvergrößerung eine form- und spielfreie Verbindung zwischen Kupplungshülse 6 und Zapf­ welle 4 oder Antriebszapfen 5 des Traktors 1 bewirkt. Fig. 5 shows an expansion element in the form of a corrugated hose 23 , which is axially acted upon by a screw bolt 20 and by the enlargement of the circumference causes a shape and play-free connection between the coupling sleeve 6 and PTO shaft 4 or drive pin 5 of the tractor 1 .

BezugszeichenlisteReference symbol list

 1 Traktor
 2 Gerät
 3 Gelenkwelle
 4 Zapfwelle
 5 Antriebszapfen
 6 Kupplungshülse
 7 Verschluß
 8 Vielkeilprofil der Zapfwelle
 9 Zähne
10 Vielkeilverzahnung der Kupplungshülse
11 Ausnehmung
12 Ringnut
13 zweite Bohrung der Kupplungshülse
13a Führungsabschnitt der Bohrung
13b Gewindeabschnitt der Bohrung
14 Wandung
15 Sperrfläche
16 Schraubenfeder
17 Innensechskantschraube
18 Umfangsfläche
19 Tellerfeder
20 Schraubbolzen
21 Teil
22 Konusring
23 Wellschlauch 1 tractor
2 device
3 cardan shaft
4 PTO
5 drive pins
6 coupling sleeve
7 closure
8 PTO splined profile
9 teeth
10 Splined teeth on the coupling sleeve
11 recess
12 ring groove
13 second bore of the coupling sleeve
13 a guide section of the bore
13 b threaded section of the bore
14 wall
15 restricted area
16 coil spring
17 Allen screw
18 peripheral surface
19 disc spring
20 bolts
21 part
22 cone ring
23 corrugated hose

Claims (5)

1. Verschluß (7) zur drehfesten und axialen Sicherung einer Kupplungshülse (6) auf einer Zapfwelle (4), insbesondere eines selbstfahrenden Arbeitsgerätes, beispielsweise eines Traktors (1), wobei die Kupp­ lungshülse (6) eine Bohrung mit einer Vielkeilverzah­ nung (10) aufweist und die Zapfwelle (4) mit einem korrespondierenden Vielkeilprofil (8) und einer um­ lauf enden Ringnut (12) versehen ist und eine zweite Bohrung (13) der Kupplungshülse (6) zur Aufnahme eines Verschlußelementes rechtwinklig zur Längsachse ange­ ordnet ist und die Ringnut (12) schneidet, wobei das in der zweiten Bohrung (13) vorgesehene Verschluß­ element mit mindestens einer Sperrfläche (15) in die Ringnut (12) eingreift und eine lösbare Verbindung zwischen Zapfwelle (4) und Kupplungshülse (6) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement ein Dehnelement ist und in einer als Sackbohrung ausgebildeten Bohrung (13) der Kupplungshülse (6) einliegt, wobei das Dehnelement bei axialer Beaufschlagung eine Umfangsvergrößerung er­ fährt und eine formschlüssige und spielfreie Verbin­ dung zwischen Kupplungshülse (6) und Zapfwelle (4, 5) bewirkt und die äußere Umfangsfläche (18) als Sperr­ fläche (15) in die Ringnut (12) eingreift. 1. closure ( 7 ) for rotationally and axially securing a coupling sleeve ( 6 ) on a PTO shaft ( 4 ), in particular a self-propelled implement, for example a tractor ( 1 ), the hitch be sleeve ( 6 ) a bore with a spline ( 10 ) and the PTO shaft ( 4 ) is provided with a corresponding multi-spline profile ( 8 ) and an annular groove ( 12 ) and a second bore ( 13 ) of the coupling sleeve ( 6 ) for receiving a closure element is arranged at right angles to the longitudinal axis and the Cuts annular groove ( 12 ), wherein the closure element provided in the second bore ( 13 ) engages with at least one locking surface ( 15 ) in the annular groove ( 12 ) and forms a releasable connection between the PTO shaft ( 4 ) and clutch sleeve ( 6 ), characterized that the closure element is an expansion element and lies in a bore ( 13 ) of the coupling sleeve ( 6 ) designed as a blind bore, the Expansion element with an axial application of a circumferential enlargement, he drives and a positive and play-free connection between coupling sleeve ( 6 ) and PTO shaft ( 4 , 5 ) and the outer peripheral surface ( 18 ) as a locking surface ( 15 ) engages in the annular groove ( 12 ). 2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnelement aus einer Schraubenfeder (16) besteht.2. Closure according to claim 1, characterized in that the expansion element consists of a helical spring ( 16 ). 3. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnelement aus mehreren Tellerfedern (19) besteht.3. Closure according to claim 1, characterized in that the expansion element consists of several disc springs ( 19 ). 4. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnelement aus übereinandergeschobenen Konus­ ringen (22) besteht.4. Closure according to claim 1, characterized in that the expansion element consists of cones pushed over one another ( 22 ). 5. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnelement aus einem Wellschlauch (23) be­ steht.5. Closure according to claim 1, characterized in that the expansion element consists of a corrugated hose ( 23 ) be.
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