DE9206232U1 - Overload protection for the drive elements of a piston press for agricultural crops - Google Patents
Overload protection for the drive elements of a piston press for agricultural cropsInfo
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Description
— &ogr; ——&ogr;—
überlastsicherung für die Antriebselemente einer Aufsammeikolbenpresse für landwirtschaftliches Erntegut Overload protection for the drive elements of a collecting piston press for agricultural crops
Die Erfindung betrifft Überlastsicherungen für Antriebselemente von Aufsammelkolbenpressen für landwirtschaftliche
Erntegüter, wobei innerhalb des Antriebssystems
dieser Aufsammelkolbenpressen eine Schwungmasse vorgesehen
ist. Solche Überlastsicherungen in einer Ausbildung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sind bereits
bekannt.The invention relates to overload protection devices for drive elements of piston presses for agricultural harvested goods, wherein within the drive system
Such overload protection devices in a design according to the preamble of claim 1 are already
known.
Wie in der DE-PS 30 34 140 beschrieben, müssen mit
Preßkolben ausgerüstete Aufsammelpressen wegen der
stoßartigen Belastungen in ihrem Antriebssystem eineAs described in DE-PS 30 34 140,
Pick-up presses equipped with pistons due to the
shock loads in their drive system.
Schwungmasse aufweisen. Die Schwungmasse ist alsThe flywheel is designed as
Schwungscheibe ausgebildet und vor dem Hauptgetriebe
der Aufsammelkolbenpresse angeordnet. Sie wird im allgemeinen
von der Zapfwelle eines Zugfahrzeugs aus angetrieben und rotiert mit der Zapfwellendrehzahl von 540
U/min oder 1.000 U/min.Flywheel and in front of the main gearbox
the collecting piston press. It is generally driven by the power take-off shaft of a towing vehicle and rotates at the PTO speed of 540 rpm or 1,000 rpm.
Eine erste Überlastsicherung, die zwischen dem Zugfahrzeug
und der Schwungmasse angeordnet ist, soll insbesondere den Antrieb des Zugfahrzeugs vor der Wirkung der
Schwungmasse sichern, wenn beispielsweise starke periodische
Drehzahlungleichförmigkeiten der Schwungmasse
auftreten oder diese aus dem Stillstand heraus beschleu-A first overload protection device, which is arranged between the towing vehicle and the flywheel, is intended in particular to protect the drive of the towing vehicle from the effect of the
Secure the flywheel if, for example, strong periodic speed irregularities of the flywheel
occur or accelerate them from standstill
nigt werden muß. Diese überlastsicherung kann ein relativ niedriges Ansprechdrehmoment aufweisen und spricht sehr häufig an. Des weiteren kann sie mit einem Freilauf kombiniert sein, so daß eine Leistung nur vom Zugfahrzeug aus in Richtung Schwungscheibe übertragbar ist, aber keine Leistungsübertragung von der Schwungscheibe in Richtung Zugfahrzeug erfolgen kann. Dies ist von Bedeutung, wenn die Drehzahl der Schwungscheibe größer ist als die Zapfwellendrehzahl, da dann durch Wirkung der Schwungscheibe Antriebselemente des Zugfahrzeugs zerstört werden könnten.This overload protection can have a relatively low response torque and responds very frequently. Furthermore, it can be combined with a freewheel so that power can only be transferred from the towing vehicle to the flywheel, but no power can be transferred from the flywheel to the towing vehicle. This is important if the speed of the flywheel is higher than the PTO speed, as the effect of the flywheel could then destroy drive elements of the towing vehicle.
Eine zweite Überlastsicherung ist in Antriebsrichtung direkt hinter der Schwungmasse vor dem Hauptgetriebe der Aufsammei kolbenpresse vorzusehen. Das Ansprechdrehmoment dieser überlastsicherung muß etwa drei bis vier mal größer sein als das der erstgenannten Überlastsicherung. Sie verhindert eine Zerstörung des Antriebes des Preßkolbens, falls dieser durch überlastung, Verstopfung oder Fremdkörper plötzlich blockiert wird. Im Falle eines zu hohen Ansprechdrehmomentes dieser Überlastsicherung können durch Wirkung der Schwungmasse erhebliche Schaden auftreten. Ist das Ansprechdrehmoment zu niedrig, kommt es zu häufigen Arbeitsunterbrechungen und es können nur Erntegutballen mit geringer Dichte gepreßt werden.A second overload protection device must be provided in the drive direction directly behind the flywheel in front of the main gear of the collecting piston press. The response torque of this overload protection device must be about three to four times greater than that of the first overload protection device. It prevents the drive of the pressing piston from being destroyed if it is suddenly blocked by overload, blockage or foreign objects. If the response torque of this overload protection device is too high, considerable damage can occur due to the effect of the flywheel. If the response torque is too low, work will be interrupted frequently and only low-density crop bales can be pressed.
C CC C
Nach der DE-PS 30 34 140 sind beide Uberlastsicherungen der Schwungscheibe als Rutschkupplungen ausgelegt, deren Wirkung auf einem einstellbaren Reibschlupf beruht. Diese Rutschkupplungen haben den Nachteil, daß sie in der Außerbetriebszeit der Aufsammelkolbenpresse festrosten und ihr Ansprechdrehmoment dann erheblich ansteigt. Mit der Einrichtung nach der o.g. Erfindung wird die Aufgabe verfolgt, festgerostete KupplungsteiIe voneinander zu trennen, nicht aber das Festrosten zu verhindern.According to DE-PS 30 34 140, both overload protection devices of the flywheel are designed as slip clutches, the effect of which is based on an adjustable friction slip. These slip clutches have the disadvantage that they rust when the collecting piston press is not in operation and their response torque then increases considerably. The device according to the above-mentioned invention is intended to separate rusted coupling parts from each other, but not to prevent rusting.
Bei einer weiterhin durch die DE-AS 23 48 784 bekannten überlastsicherung bestehen ebenfalls Nachteile. Hier wird antriebsseitig der Schwungmasse ebenfalls eine Rutschkupplung eingesetzt. Es werden abtriebsseitig der Schwungmasse aber Scherstiftsicherungen verwendet, wobei zwei Scherstifte bei Überlastung des Hauptgetriebes abgeschert werden und vor der erneuten Inbetriebnahme der Presse erneuert werden müssen, was Arbeitszeitverluste zur Folge hat. Durch die vorteilhafte Anordnung der Scherstifte ist das Ansprechdrehmoment dieser überlastsicherung zwar direkt nach der Montage der Scherstifte in die überlastsicherung relativ genau festzulegen, aber durch Materialermüdung verändern sich die qualitativen Eigenschaften der Scherstifte relativ schnell. Dadurch verändert, insbesondere verringert sich ihre Abscherfestigkeit und das Ansprechdrehmoment der Überlastsicherung ist nicht exakt reproduzierbar.There are also disadvantages with an overload protection device known from DE-AS 23 48 784. Here, a slip clutch is also used on the drive side of the flywheel. However, shear pin protection devices are used on the output side of the flywheel, whereby two shear pins are sheared off when the main gear is overloaded and must be replaced before the press is put back into operation, which results in lost working time. Due to the advantageous arrangement of the shear pins, the response torque of this overload protection device can be determined relatively precisely immediately after the shear pins have been installed in the overload protection device, but the qualitative properties of the shear pins change relatively quickly due to material fatigue. This changes, in particular reduces, their shear strength and the response torque of the overload protection device cannot be reproduced exactly.
Rutschkupplungen können antriebsseitig der Schwungmasse
trotz der genannten Nachteile zum Einsatz kommen, da
diese im Betrieb der Aufsammeikolbenpressen sehr häufig
ansprechen. Es kann hier also nicht zum Festrosten der Kupplungsteile kommen. Nach der Außerbetriebszeit der
Aufsammelkolbenpresse ist ein einmaliges Lösen dann
eventuell festgerosteter Kupplungsteile vom erforderlichen
Aufwand her vertretbar. Des weiteren ist eine
solche Rutschkupplung vor der Schwungmasse sinnvoll, da auch bei Überlast weiterhin ein Drehmoment übertragen
werden soll, das im Rahmen der Möglichkeiten des Zugfahrzeugs
liegt.Slip clutches can be used on the drive side of the flywheel despite the disadvantages mentioned above, since
These are very frequently activated during operation of the piston presses. This means that the coupling parts cannot rust. After the out-of-service period of the
Pick-up piston press is a one-time release then
possibly rusted clutch parts is justifiable in terms of the effort required. Furthermore, a
Such a slip clutch in front of the flywheel makes sense, since even in case of overload a torque can still be transmitted
which is within the capabilities of the towing vehicle.
Tritt eine Überlastung am Preßkolben auf, ist es nachteilig, wenn weiterhin ein Drehmoment übertragen wird.If an overload occurs on the press piston, it is disadvantageous if torque continues to be transmitted.
Dies ist so, wenn Rutschkupplungen als Überlastsicherungen
abtriebsseitig hinter der Schwungmasse dienen.
Außerdem sprechen diese Überlastsicherungen sehr selten an, können also auch in der Betriebszeit der Aufsammelkolbenpressen
festrosten.This is the case when slip clutches serve as overload protection on the output side behind the flywheel.
In addition, these overload protection devices are very rarely activated and can therefore rust during the operating period of the collecting piston presses.
Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer Aufsammelkolbenpresse
die abtriebsseitig hinter einer Schwungmasse
befindlichen Bauelemente bzw. Baugruppen des Antriebssystems so gegen überlastung abzusichern, daß nur denIt is the object of the invention to provide a piston press which has a flywheel on the output side
components or assemblies of the drive system against overload in such a way that only the
Erfordernissen entsprechende, exakt vorwahl bare maximale
Drehmomente von der Schwungmasse in Richtung des
Hauptgetriebes der Presse übertragbar sind und sich dasPrecisely preselectable maximum torques from the flywheel mass in the direction of the
main gear of the press and the
vorgewählte Ansprechdrehmoment der Überlastsicherung innerhalb der Lebensdauer der Aufsammelkolbenpresse durch Umwelteinwirkungen oder Material Veränderungen nicht ungewollt verändert. In der Überlastsicherung soll die nach dem überschreiten des Ansprechdrehmomentes gelöste Antriebsverbindung erst dann selbsttätig wieder hergestellt werden, wenn die Schwungmasse nahezu stillsteht, so daß Schädigungen des Antriebssystems sowie zusätzlicher Handarbeitsaufwand vermieden werden.The preselected response torque of the overload protection device is not changed unintentionally during the service life of the collecting piston press due to environmental influences or material changes. In the overload protection device, the drive connection that has been released after the response torque has been exceeded should only be automatically re-established when the flywheel is almost at a standstill, so that damage to the drive system and additional manual work are avoided.
Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich die überlastsicherung in der Antriebsverbindung zwischen der Schwungscheibe und dem Hauptgetriebe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aus. Hinsichtlich weiterer Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche 2 bis 7 verwiesen.To solve this problem, the overload protection in the drive connection between the flywheel and the main gear is characterized by the features specified in claim 1. With regard to further embodiments, reference is made to claims 2 to 7.
Indem die Überlastsicherung als Nockenabschaltkupplung ausgelegt ist, werden alle Forderungen der Aufgabenstellung erfüllt. Diese Kupplungen bestehen aus einer Eingangs- und einer Ausgangsseite, die über Nocken kraftschlüssig miteinander verbindbar und dann relativ zueinander unbeweglich sind. Bei Auftreten bzw. überschreiten eines exakt vorwähl baren Ansprechdrehmomentes verschieben sich die Nocken entgegen Federkraft. Dann ist die Eingangsseite der Nockenabschaltkupplung relativ zu ihrer Ausgangsseite beweglich und die Antriebsverbindung zwischen der Schwungmasse und dem HauptgetriebeBy designing the overload protection as a cam shut-off clutch, all the requirements of the task are met. These clutches consist of an input and an output side, which can be connected to one another in a force-locking manner via cams and are then immobile relative to one another. When a precisely preselectable response torque occurs or is exceeded, the cams move against the spring force. The input side of the cam shut-off clutch is then movable relative to its output side and the drive connection between the flywheel and the main gearbox
ist so getrennt, daß nahezu kein Drehmoment übertragbar ist. Die Federkraft wird über Keile mit nicht konstantem Keilwinkel auf die Nocken übertragen. Dadurch wird erreicht, daß ein relativ großer Anteil der Federkraft, der das Ansprechdrehmoment der Nockenabschaltkupplung bestimmt, auf die Nocken wirkt, wenn diese in der die Eingangs- und die Ausgangsseite verbindenden Position sind. Verschieben sich die Nocken aber nach überschreiten des Ansprechdrehmomentes, verringert sich der Anteil der Federkraft, der über die Keile auf die Nocken übertragen wird. Die mit einer solchen geringen Kraft beaufschlagten Nocken können sich erst dann wieder in ihre Ausgangsposition zurückbewegen, wenn nahezu keine Relativbewegung zwischen der Eingangs- und Ausgangsseite der Nockenabschaltkupplung stattfindet. Nach Auftreten einer Störung im Betrieb der Aufsammei kolbenpresse, beispielsweise einer Blockierung des Preßkolbens, wird die Antriebsverbindung von der Schwungmasse zum Hauptgetriebe gelöst, wenn das Ansprechdrehmoment der Nockenabschaltkupplung überschritten wurde. Die Schwungmasse bewegt sich weiter, bis von der Bedienperson der Hauptantrieb, beispielsweise die Zapfwelle des Zugfahrzeugs abgeschaltet wurde und bis sie abgebremst ist. Erst etwa bei Stillstand der Schwungmasse wird die Antriebsverbindung innerhalb der Nockenabschaltkupplung selbsttätig wieder hergestellt. Nach Beseitigung der Störung kann ohne zusätzlichen Handarbeitsaufwand zur Wiedet—is separated in such a way that almost no torque can be transmitted. The spring force is transmitted to the cams via wedges with a non-constant wedge angle. This ensures that a relatively large proportion of the spring force, which determines the response torque of the cam shut-off clutch, acts on the cams when they are in the position connecting the input and output sides. However, if the cams move after the response torque has been exceeded, the proportion of the spring force that is transmitted to the cams via the wedges is reduced. The cams, which are subjected to such a low force, can only move back to their starting position when almost no relative movement takes place between the input and output sides of the cam shut-off clutch. If a fault occurs in the operation of the collecting piston press, for example a blockage of the pressing piston, the drive connection from the flywheel to the main gear is released if the response torque of the cam shut-off clutch has been exceeded. The flywheel continues to move until the operator has switched off the main drive, for example the power take-off shaft of the towing vehicle, and until it has braked. Only when the flywheel has come to a standstill is the drive connection within the cam shut-off clutch automatically re-established. Once the fault has been rectified, the machine can be returned to operation without any additional manual effort.
herstellung der überlastsicherung weitergearbeitet werden.work on the production of the overload protection must continue.
Das Ansprechdrehmoment der Nockenabschaltkupplung ist vom Maschinenhersteller entsprechend den konstruktiven Erfordernissen exakt vorwählbar. Da insbesondere die Nocken, die Keile und die Federn in einem nach außen abgedichteten Gehäuse untergebracht sind, sind die die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Ein- und der Ausgangsseite der Nockenabschaltkupplung bestimmenden Bedingungen über lange Zeit konstant.The response torque of the cam shut-off clutch can be precisely preselected by the machine manufacturer in accordance with the design requirements. Since the cams, wedges and springs in particular are housed in a housing that is sealed from the outside, the conditions that determine the force-locking connection between the input and output sides of the cam shut-off clutch remain constant over a long period of time.
Eine detaillierte Beschreibung der Erfindung erfolgt an Hand eines Ausführungsbeispiels. In den dazugehörigen
Zeichnungen zeigen:
15A detailed description of the invention is given using an embodiment. The accompanying drawings show:
15
Fig. 1: Eine schematische Seitenansicht einer Aufsammel-Fig. 1: A schematic side view of a collecting
kolbenpresse mit einer Überlastsicherung nachpiston press with an overload protection according to
der Erfindung;the invention;
Fig. 2: eine schematische Seitenansicht auf den Hauptantrieb der Aufsammeikolbenpresse nach Fig. 1 in teilweise geschnittener Darstellungsweise;Fig. 2: a schematic side view of the main drive of the collecting piston press according to Fig. 1 in a partially sectioned representation;
Fig. 3: Schnitt III - III aus Fig. 2. 25Fig. 3: Section III - III from Fig. 2. 25
In Fig. 1 ist der Grundaufbau einer Aufsammelkolbenpresse verdeutlicht. Im Betrieb stützt sie sich auf Rädern 1 zum Erdboden hin ab und wird über eine Zugdeichsel 2 von einem Zugfahrzeug gezogen. Die Presse weist eine Einrichtung zur Aufnahme von Erntegut, wie beispielsweise Stroh, Heu oder angewelktem Grüngut auf, die als Pick-up 3 ausgelegt ist. Querförderschnecken 4 führen das aufgenommene Erntegut auf eine Breite zusammen, die etwa der Breite eines Preßkanals 5 entspricht. Durch Wirkung eines Förderers 6, der in der Zeichnung nur angedeutet ist, wird das Erntegut gesammelt und in den Preßkanal 5 gefördert. Dort wird es von einem sich hin- und herbewegenden Preßkolben 7 fest verdichtet. Nach Fertigstellung eines Erntegutballens der gewünschten Länge wird dieser Ballen durch eine Bindevorrichtung mehrfach mit Bindematerial umwickelt, wobei nur eine Bindenadel 8 und ein Knoter 9 angedeutet wurden. Der Preßkolben 7 wird über ebenfalls nur angedeutete Koppelgetriebe 10 von einem Hauptgetriebe 11 der Aufsammelkolbenpresse aus angetrieben. Auf Grund der periodisch stark schwankenden Belastung des Preßkolbens 7 und damit auch des Hauptgetriebes 11 ist eine Schwungmasse, insbesondere eine Schwungscheibe 12 vorgesehen, die in Antriebsrichtung vor dem Hauptgetriebe angeordnet ist. Durch die im Betrieb der Aufsammelkolbenpresse in der Schwungscheibe 12 gespeicherte Leistung, die abgegeben wird, wenn sehr hohe Kräfte fürThe basic structure of a collecting piston press is shown in Fig. 1. During operation, it rests on wheels 1 on the ground and is pulled by a towing vehicle via a drawbar 2. The press has a device for picking up harvested material, such as straw, hay or wilted green waste, which is designed as a pick-up 3. Cross conveyor screws 4 collect the harvested material to a width that corresponds approximately to the width of a pressing channel 5. The harvested material is collected by a conveyor 6, which is only indicated in the drawing, and conveyed into the pressing channel 5. There it is firmly compressed by a reciprocating pressing piston 7. After a bale of harvested material of the desired length has been made, this bale is wrapped several times with binding material by a binding device, whereby only a binding needle 8 and a knotter 9 are indicated. The press piston 7 is driven by a main gear 11 of the collecting piston press via a coupling gear 10, which is also only indicated. Due to the periodically strongly fluctuating load on the press piston 7 and thus also on the main gear 11, a flywheel, in particular a flywheel 12, is provided, which is arranged in front of the main gear in the drive direction. The power stored in the flywheel 12 during operation of the collecting piston press, which is released when very high forces are applied for
die Bewegung des Preßkolbens 7 erforderlich sind, wird eine Vergleichmäßigung des Leistungsbedarfs der Aufsammei kol benpresse erreicht.the movement of the press piston 7, an equalization of the power requirement of the collecting piston press is achieved.
Der Hauptantrieb 13 der Aufsammeikolbenpresse ist in Fig. 2 detaillierter dargestellt. Die Schwungscheibe 12 ist auf einer Eingangswelle 13 des Hauptgetriebes 11 um eine Rotationsachse 14 drehbeweglich gelagert. Dazu sind zwei Kugellager 15, 16 vorgesehen. Die Schwungscheibe 12 wird gebildet aus einem Außenring 17, in dem sich ihre Masse konzentriert, aus einer auf der Eingangswelle 13 gelagerten Buchse 18 und aus einer die Buchse 18 und den Außenring 17 verbindenden Scheibe 19, wobei die Scheibe 19 auch durch Speichen ersetzt sein könnte.Die Schwungscheibe 12 ist verbindbar mit der Zapfwelle eines Zugfahrzeugs. Eine dazu erforderliche Gelenkwelle 20 ist nur in Fig. 1 angedeutet. Die Antriebsverbindung von der Zapfwelle zur Schwungscheibe 12 sowie Antriebselemente des Zugfahrzeuges sind durch eine Rutschkupplung 21 bekannter Bauweise, die mit einem Freilauf kombiniert ist, vor überlastung abgesichert. Im Ausführungsbeispiel ist die Rutschkupplung 21 als Reibscheibenkupplung ausgelegt und einseitig an der Schwungscheibe 12 verschraubt sowie andererseits durch die Gelenkwelle 20 mit der Zapfwelle verbindbar. Bei überlastung des Zapfwellengetriebes des Zugfahrzeugs arbeitet die Rutschkupplung 21 mit Schlupf und überträgt nur ein begrenztes Drehmoment an dieThe main drive 13 of the collecting piston press is shown in more detail in Fig. 2. The flywheel 12 is mounted on an input shaft 13 of the main gear 11 so that it can rotate about an axis of rotation 14. Two ball bearings 15, 16 are provided for this purpose. The flywheel 12 is formed from an outer ring 17 in which its mass is concentrated, from a bushing 18 mounted on the input shaft 13 and from a disk 19 connecting the bushing 18 and the outer ring 17, whereby the disk 19 could also be replaced by spokes. The flywheel 12 can be connected to the power take-off shaft of a towing vehicle. A required universal joint shaft 20 is only indicated in Fig. 1. The drive connection from the power take-off shaft to the flywheel 12 as well as drive elements of the towing vehicle are protected against overload by a slip clutch 21 of known design, which is combined with a freewheel. In the example, the slip clutch 21 is designed as a friction disk clutch and is screwed on one side to the flywheel 12 and can be connected to the power take-off shaft on the other side by the universal joint shaft 20. If the power take-off shaft gearbox of the towing vehicle is overloaded, the slip clutch 21 works with slip and only transmits a limited torque to the
Schwungscheibe 12. Damit ist je nach Leistungsklasse des Zugfahrzeugs, der die Einstellung der Rutschkupplung 21 zu entsprechen hat, bei jeder Inbetriebnahme der Aufsammelkolbenpresse aber auch periodisch im Betrieb der Presse zu rechnen.Flywheel 12. Depending on the power class of the towing vehicle, which the setting of the slip clutch 21 must correspond to, this must be taken into account each time the collecting piston press is put into operation, but also periodically during operation of the press.
Der in die Rutschkupplung integrierte Freilauf garantiert, daß keine Leistung von der Schwungscheibe 12 an das Zugfahrzeug übertragbar ist, wenn die Drehzahl der Schwungscheibe 12 größer ist als die Zapfwellendrehzahl.The freewheel integrated in the slip clutch guarantees that no power can be transferred from the flywheel 12 to the towing vehicle if the speed of the flywheel 12 is greater than the PTO speed.
In einer anderen Ausführung könnte die Rutschkupplung 21 auch in eine Gelenkwelle integriert sein. Verschiedene
Gelenkwellen mit verschieden eingestellten Rutschkupplungen
könnten dann je nach Typ des Zugfahrzeugs Verwendung finden. Hier besteht aber die Möglichkeit
von Fehlhandlungen des Maschinennutzers, der beispielsweise
eine einfache Gelenkwelle ohne Rutschkupplung versehentlich einsetzen könnte.
Im normalen Betrieb der Aufsammelkolbenpresse wird
durch eine Nockenabschaltkupplung 22 die Verbindung zwischen der Schwungscheibe 12 und der Eingangswelle 13
des Hauptgetriebes 11 hergestellt. Diese Nockenabschaltkupplung
22 weist eine an der Schwungscheibe 12 gehalterte Eingangsseite 23 und eine mit der Eingangswelle
13 verbundene Ausgangsseite 24 auf, wobei sie insgesamt
koaxial zu der Rotationsachse 14 der Schwungscheibe 12
angeordnet ist. Die Rutschkupplung 21, eine Keilriemen-In another embodiment, the slip clutch 21 could also be integrated into a cardan shaft. Different cardan shafts with differently set slip clutches could then be used depending on the type of towing vehicle. However, there is a possibility of errors by the machine user, who could, for example, accidentally use a simple cardan shaft without a slip clutch.
During normal operation of the collecting piston press, the connection between the flywheel 12 and the input shaft 13 of the main gear 11 is established by a cam shut-off clutch 22. This cam shut-off clutch 22 has an input side 23 held on the flywheel 12 and an output side 24 connected to the input shaft 13, and is arranged coaxially to the rotation axis 14 of the flywheel 12. The slip clutch 21, a V-belt
scheibe 25 sowie die Eingangsseite 23 der Nockenabschaltkupplung 22, die als Flansch 26 ausgelegt ist, sind gemeinsam durch Schrauben 27 an der Buchse 18 der Schwungscheibe 12 gehaltert.disc 25 and the input side 23 of the cam shut-off clutch 22, which is designed as a flange 26, are jointly held by screws 27 to the bushing 18 of the flywheel 12.
Die Keilriemenscheibe 25 ist gekröpft und umhüllt die Nockenabschaltkupplung 22 teilweise. Sie rotiert immer gemeinsam mit der Schwungscheibe 12 und wird zum Antrieb von Zusatzbaugruppen wie beispielsweise einer ölpumpe genutzt. Die Keilriemenscheibe 25 sowie die Nockenabschaltkupplung 22 sind platzsparend in einem von der Schwungscheibe 12 gebildeten Hohlraum angeordnet. The V-belt pulley 25 is cranked and partially encloses the cam shut-off clutch 22. It always rotates together with the flywheel 12 and is used to drive additional components such as an oil pump. The V-belt pulley 25 and the cam shut-off clutch 22 are arranged in a cavity formed by the flywheel 12 to save space.
Die Wirkungsweise der Nockenabschaltkupplung 22 wird besonders durch Fig. 3 verdeutlicht. Im Betrieb der Aufsammei kolbenpresse dreht sich der Flansch 26 der Eingangsseite 23 gemeinsam mit der Schwungscheibe 12 in Richtung des Pfeils 28. Am Flansch 26 ist eine Hülse verschweißt. Die Ausgangsseite 24 besteht aus einer Nabe 30 mit einer Innenverzahnung, so daß die Nabe drehfest mit der Eingangswelle 13 des Hauptgetriebes verbindbar ist. Die Nabe 30 ist an ihren beiden Enden mit Dichtungen 31, 32 versehen, die verhindern, daß Staub oder andere unerwünschte Medien einerseits zwischen der Nabe 30 und dem Flansch 26 und andererseits zwischen der Nabe 30 und der Hülse 29 ins Innere der Nockenabschaltkupplung 22 eindringen. In der Nabe 30 sind vier zueinander um jeweils 90 Grad um die Rotati-The operation of the cam shut-off clutch 22 is particularly illustrated in Fig. 3. When the collecting piston press is in operation, the flange 26 of the input side 23 rotates together with the flywheel 12 in the direction of the arrow 28. A sleeve is welded to the flange 26. The output side 24 consists of a hub 30 with internal teeth so that the hub can be connected to the input shaft 13 of the main gear in a rotationally fixed manner. The hub 30 is provided with seals 31, 32 at both ends which prevent dust or other undesirable media from penetrating into the interior of the cam shut-off clutch 22 between the hub 30 and the flange 26 on the one hand and between the hub 30 and the sleeve 29 on the other. In the hub 30, four seals are arranged which are each rotated 90 degrees to one another.
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onsachse 14 versetzte Ausnehmungen 33 vorgesehen, in denen Nocken 34 verschiebbar gelagert sind. Die Nocken 34 weisen an ihrer Oberseite eine Stirnfläche 35 und eine dazu abgewinkelte Reibfläche 36 auf. Entsprechend dieser Form der Nocken 34 sind innen in der Hülse 29 vier Nuten 37 vorgesehen, in die die Nocken 34 teilweise einschiebbar sind und so eine Verbindung zwischen der Eingangsseite 23 und der Ausgangsseite 24 der Nokkenabschaltkupplung 22 herstellen. Diese Verbindung ist kraftschlüssig, da von der sich drehenden Hülse 29 über die Reibflächen 36 eine Kraft auf die Nocken 34 übertragen wird, die ein Verschieben der Nocken 34 in den Ausnehmungen 33 in Richtung der Eingangswelle 13 bewirkt. Ohne Gegenkraft würden die Nocken 34 vollständig in die Ausnehmungen 33 der Nabe 30 eintauchen und es würde keine Verbindung zwischen der Nabe 30 und der Hülse 29 mehr bestehen. Die erforderliche Gegenkraft wird durch Druckfedern 38 erzeugt, die in Bohrungen der Nabe 30 rechtwinklig zu den Ausnehmungen 33 gehaltert werden und über Keile 40 mit den Nocken 34 in Verbindung stehen. Die Druckfedern 38 werden durch Madenschrauben 41 in den Bohrungen 39, die teilweise mit Gewinde versehen sind, vorgespannt. Sie drücken die Keile 40 in Richtung der Ausnehmungen 33, wobei die Keile 40 mit den Nocken 34 in Kontakt stehen und diese nach außen in die Nuten 37 der Hülse 29 drücken. An den Kontaktflächen 42, 43 zwischen den Keilen 40 und denrecesses 33 offset from the cam axis 14 are provided in which cams 34 are slidably mounted. The cams 34 have an end face 35 on their upper side and a friction surface 36 angled thereto. In accordance with this shape of the cams 34, four grooves 37 are provided inside the sleeve 29 into which the cams 34 can be partially inserted, thus creating a connection between the input side 23 and the output side 24 of the cam shut-off clutch 22. This connection is force-locking, since a force is transmitted from the rotating sleeve 29 via the friction surfaces 36 to the cams 34, which causes the cams 34 to move in the recesses 33 in the direction of the input shaft 13. Without counterforce, the cams 34 would be completely immersed in the recesses 33 of the hub 30 and there would no longer be a connection between the hub 30 and the sleeve 29. The required counterforce is generated by compression springs 38, which are held in holes in the hub 30 at right angles to the recesses 33 and are connected to the cams 34 via wedges 40. The compression springs 38 are pre-tensioned by grub screws 41 in the holes 39, some of which are threaded. They press the wedges 40 in the direction of the recesses 33, whereby the wedges 40 are in contact with the cams 34 and press them outwards into the grooves 37 of the sleeve 29. On the contact surfaces 42, 43 between the wedges 40 and the
Nocken 34 wird die Federkraft in Reibkräfte umgewandelt, wobei eine Komponente der Federkraft in Richtung der möglichen Bewegung der Nocken 34 verläuft. Die Kontaktflächen 42, 43 sind wellenförmig ausgebildet, so daß in Abhängigkeit von der Lage der Nocken 34 und der Keile 40 verschiedene Keilwinkel und daraus resultierende Kräfte vorhanden sind. Befinden sich die Nocken 34 in den Nuten 37 der Hülse 29, ist der Keilwinkel sehr flach und ein großer Anteil der Federkraft wirkt der Bewegung der Nocken 34 in Richtung der Eingangswelle 13 entgegen. Durch diesen Kraftanteil wird das Abschaltdrehmoment der Nockenabschaltkupplung 22 bestimmt. Erst wenn von der Hülse 29 über die Reibflächen 36 eine so große Kraft auf die Nocken 34 ausgeübt wird, daß die von den Druckfedern 38 ausgeübte Gegenkraft überwunden wird, können sich die Nocken 34 in Richtung der Eingangswelle 13 aus den Nuten 37 herausbewegen. Da die Federkraft sehr genau einstellbar ist, ist auch das Drehmoment sehr genau reproduzierbar, bei dem sich die Nocken 34 aus den Nuten 37 herausbewegen, die Verbindung zwischen der Hülse 29 und der Nabe 30 unterbrochen und bei dem somit auch die Leistungsübertragung zum Hauptgetriebe 11 unterbrochen wird. Bewegen sich die Nocken 34 in Richtung der Eingangswelle 13, ändert sich der Keilwinkel zwischen den Nocken 34 und den Keilen 40 deutlich. Die Reibfläche ist dann wesentlich steiler zur Federkraft angestellt, so daß ein geringerer AnteilThe spring force is converted into frictional forces by the cams 34, with a component of the spring force running in the direction of the possible movement of the cams 34. The contact surfaces 42, 43 are wave-shaped, so that depending on the position of the cams 34 and the wedges 40, different wedge angles and resulting forces are present. If the cams 34 are in the grooves 37 of the sleeve 29, the wedge angle is very flat and a large proportion of the spring force counteracts the movement of the cams 34 in the direction of the input shaft 13. The switch-off torque of the cam switch-off clutch 22 is determined by this force component. Only when the sleeve 29 exerts such a large force on the cams 34 via the friction surfaces 36 that the counterforce exerted by the compression springs 38 is overcome can the cams 34 move out of the grooves 37 in the direction of the input shaft 13. Since the spring force can be adjusted very precisely, the torque at which the cams 34 move out of the grooves 37, the connection between the sleeve 29 and the hub 30 is interrupted and the power transmission to the main gear 11 is thus also interrupted can be reproduced very precisely. If the cams 34 move in the direction of the input shaft 13, the wedge angle between the cams 34 and the wedges 40 changes significantly. The friction surface is then set much steeper to the spring force, so that a smaller proportion
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der Federkraft auf die Nocken 34 übertragen wird. Die in diesem Zustand relativ zur Nabe 30 rotierende Hülse 29 rotiert solange, bis die Zapfwelle des Zugfahrzeugs abgestellt wurde und die Schwungscheibe 12 ausgelaufen ist. bzw. abgebremst wurde, wobei die Nabe 30 stillsteht. Die geringe Kraft, die von den Druckfedern 38 über die Keile 40 auf die Nocken 34 übertragen wird, reicht nicht aus, um die Nocken 34 wieder in die Nuten 37 einzuführen, wenn die Nuten 37 sich schnell an den Ausnehmungen 33 vorbei bewegen. Dies kann erst geschehen, wenn die Relativgeschwindigkeit zwischen der Hülse 29 und der Nabe 30 nahe Null ist, die Schwungscheibe also fast stillsteht. Dann werden die Nocken 34 wieder in die Nuten 37 eingeschoben und die Schwungscheibe 12 steht schlagartig gemeinsam mit der Eingangsseite 23 der Nockenabschaltkupplung 22 still. Die von der Schwungscheibe 12 abzugebende Leistung ist aber nur noch sehr gering und es können keine Bauelemente des Antriebssystems geschädigt werden. Nach Stillstand der Schwungscheibe 12 kann der Grund für die überlastung beseitigt und anschließend sofort weitergearbeitet werden, ohne zusätzlichen Handarbeitsaufwand zur Wiederherstellung der Antriebsverbindung betreiben zu müssen.the spring force is transferred to the cams 34. The sleeve 29, which rotates relative to the hub 30 in this state, rotates until the power take-off shaft of the towing vehicle has been switched off and the flywheel 12 has run down or has been braked, whereby the hub 30 comes to a standstill. The small force that is transferred from the compression springs 38 to the cams 34 via the wedges 40 is not sufficient to reinsert the cams 34 into the grooves 37 when the grooves 37 move quickly past the recesses 33. This can only happen when the relative speed between the sleeve 29 and the hub 30 is close to zero, i.e. the flywheel is almost at a standstill. The cams 34 are then pushed back into the grooves 37 and the flywheel 12 suddenly comes to a standstill together with the input side 23 of the cam shut-off clutch 22. However, the power delivered by the flywheel 12 is only very low and no components of the drive system can be damaged. Once the flywheel 12 has stopped, the reason for the overload can be eliminated and work can then continue immediately without having to carry out additional manual work to restore the drive connection.
Der Hauptvorteil der überlastsicherung nach der Erfindung liegt in der sehr exakten Einstellbarkeit und in der langfristigen Konstanz des Ansprechdrehmomentes,The main advantage of the overload protection according to the invention lies in the very precise adjustability and in the long-term constancy of the response torque,
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bei dem die Antriebsverbindung von der Schwungscheibe 12 zum Hauptgetriebe 11 unterbrochen wird. Des weiteren ist vorteilhaft, daß nach Unterbrechen der Antriebsverbindung nahezu kein Drehmoment mehr übertragen wird, was beispielsweise bei Rutschkupplungen der Fall wäre und zu Folgeschäden führen kann. Ein dritter Vorteil bei der Verwendung der Nockenabschaltkupplung 22 besteht darin, daß die Antriebsverbindung nach ihrer Unterbrechung wegen überlastung selbsttätig wieder hergestellt wird, wenn die Schwungscheibe 12 nahezu stillsteht, also keine oder nur eine geringe Leistung an das Hauptgetriebe 11 abgeben kann. Beispielsweise bei Scherstiftsicherungen ist hier unnötiger Handarbeitsaufwand erforderlich.in which the drive connection from the flywheel 12 to the main gear 11 is interrupted. Another advantage is that after the drive connection is interrupted, almost no more torque is transmitted, which would be the case with slip clutches, for example, and can lead to consequential damage. A third advantage of using the cam shut-off clutch 22 is that the drive connection is automatically re-established after it has been interrupted due to overload when the flywheel 12 is almost stationary, i.e. cannot deliver any or only a small amount of power to the main gear 11. For example, with shear pin locks, unnecessary manual work is required here.
Die Nockenabschaltkupplung ist einfach montierbar und sehr platzsparend angeordnet.The cam shut-off clutch is easy to install and arranged to save space.
Es sind prinzipiell auch anders konstruierte Kupplungen gleicher Wirkung denkbar, die als überlastsicherung zwischen der Schwungscheibe 12 und dem Hauptgetriebe einsetzbar sind. Beispielsweise könnte eine von vier abweichende Anzahl von Nocken vorgesehen werden. Die Nocken könnten auch in der Eingangsseite einer Nockenabschaltkupplung gelagert sein und von Kraftspeichern mit einstellbaren Kräften beaufschlagt werden.In principle, differently designed clutches with the same effect are also conceivable, which can be used as overload protection between the flywheel 12 and the main gear. For example, a number of cams other than four could be provided. The cams could also be mounted in the input side of a cam shut-off clutch and be subjected to adjustable forces by energy accumulators.
Claims (7)
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| DE9206232U DE9206232U1 (en) | 1992-05-09 | 1992-05-09 | Overload protection for the drive elements of a piston press for agricultural crops |
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