DE19538351C1

DE19538351C1 - Kupplung zur Drehmomentbegrenzung

Info

Publication number: DE19538351C1
Application number: DE19538351A
Authority: DE
Inventors: Clemens Dipl Ing Nienhaus
Original assignee: GKN Walterscheid GmbH
Current assignee: Walterscheid GmbH
Priority date: 1995-10-14
Filing date: 1995-10-14
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2015-10-15
Also published as: US5733196A; AT408477B; FR2739909B1; ATA168896A; IT1284943B1; JP2880135B2; FR2739909A1; NL1004142C2; JPH09170631A; ITMI962114A1; NL1004142A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung zur Drehmomentbegrenzung, insbesondere im Antriebsstrang zum Antrieb landwirtschaftlicher Geräte oder Maschinen, mit einer Kupplungsnabe und einer auf dieser mit einer Lagerbohrung relativ drehbar gelagerten Kupp lungshülse, mit Mitnehmern, die in Ausnehmungen der Kupplungs nabe radial bezüglich der Drehachse zwischen einer Drehmoment übertragungsposition und einer Abschaltposition verstellbar sind und an ihren beiden radial inneren Enden in Richtung der Dreh achse Schaltflächen und an ihrem radial außen liegenden Kopf eine Drehmomentübertragungsfläche aufweisen, wobei letztere zum Angriff an Drehmomentübertragungsflächen von Ausnehmungen in der Lagerbohrung der Kupplungshülse für die Drehmomentübertragungs position bestimmt sind, mit jeweils einem in Richtung der Dreh achse seitlich der Mitnehmer angeordneten Schaltring, die je weils eine Stützfläche zur Abstützung an den Schaltflächen der Mitnehmer aufweisen und in Richtung der Drehachse federbeauf schlagt die Mitnehmer in die nach radial außen verschobene Dreh momentübertragungsposition drängen und entgegen der Kraft der Feder eine Verstellung der Mitnehmer in die radial innere Ab schaltposition bei Überschreitung eines vorgegebenen Drehmomen tes zulassen.

Eine solche Kupplung ist in der GB-PS 849 516 beschrieben. Als Mitnehmer dienen radial verschiebbare Nocken, die in radialen Durchbrüchen der Kupplungsnabe aufgenommen sind. Das innere Ende der Mitnehmer weist Schaltflächen auf, die mit entsprechenden Stützflächen zweier auf einem Bolzen sitzenden Schaltringe in die Drehmomentübertragungsposition nach radial außen bezüglich der Drehachse gedrängt werden. Jedem Schaltring ist eine Druck feder zugeordnet. Diese sitzen ebenfalls, wie die Schaltringe, auf einem gemeinsam sie durchdringenden Spannbolzen, der in der Bohrung der Kupplungsnabe angeordnet ist.

Im Überlastungsfalle, das heißt wenn das eingestellte Drehmoment überschritten wird, gleiten die Mitnehmer in ihre radial innere Abschaltposition. Sie stützen sich in der Lagerbohrung ab, bis sie im weiteren Umlauf gegen durch Rollen gebildete Drehmoment übertragungsflächen wiederum zur Anlage kommen. Das geschieht bei jedem Umlauf erneut und führt neben Schlägen zu Abnut zungserscheinungen an den Mitnehmern und den die entsprechenden Drehmomentübertragungsflächen bildenden Rollen.

In der DE-AS 12 16 622 ist eine Überlastkupplung beschrieben, bei der die Kupplungsnabe mit umfangsverteilten Taschen versehen ist, in welchen Mitnehmer in Form von Kugeln oder an den Enden konische Flächen aufweisenden Rollen aufgenommen sind, welche durch axial bezüglich der Längsachse der Kupplungsnabe wirkende Federn zum Eingriff in entsprechend umfangsverteilte Vertiefun gen in der Innenfläche der Kupplungshülse beaufschlagt sind. Sie treten bei Überlast aus den Vertiefungen der Kupplungshülse aus, werden jedoch ständig durch die Federn zur Rückführung in die nachfolgende Vertiefung bei Relativdrehung von Kupplungsnabe und Kupplungshülse beaufschlagt.

Die US-PS 47 44 447 beschreibt eine Überlastkupplung, bei der Mitnehmer in Durchbrüchen einer Kupplungshülse radial geführt sind und zum Eingriff in Ausnehmungen einer Kupplungsnabe durch seitlich, d. h. axial bezüglich der Kupplungslängsachse angeord nete und federbeaufschlagte Schaltringe veranlaßt werden. Hierzu sind die Mitnehmer mit Schaltflächen und die Schaltringe mit Stützflächen versehen. Bei Überlast treten die Mitnehmer aus den Ausnehmungen aus und werden in dieser Abschaltposition gehalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung zur Drehmomentbegrenzung zu schaffen, bei der die Wiedereinschaltung der Kupplung, das heißt das volle In-Kontakt-Kommen der Drehmo mentübertragungsfläche der Mitnehmer mit denen der Kupplungs hülse nur dann erfolgen kann, wenn eine bestimmte Drehzahl un terschritten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß minde stens einem der beiden Schaltringe mindestens ein Fliehgewicht zugeordnet ist, das radial bezüglich der Drehachse zwischen einer radial äußeren Abschaltposition und einer radial inneren Drehmomentübertragungsposition verstellbar ist, wobei es durch den Schaltring in der Drehmomentübertragungsposition gegen Verstellung gehalten ist und es bei Überschreitung des vorgege benen Drehmomentes vom Schaltring zur Verstellung in die Ab schaltposition freigegeben ist und das Fliehgewicht den Schalt ring gegen Rückstellung in die Drehmomentübertragungsposition hält, solange eine vorgegebene Schaltdrehzahl überschritten wird.

Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß, wenn die Kupplung bei Überschreitung des eingestellten Drehmomentes in die Ab schaltposition überführt worden ist, eine Wiedereinschaltung erst dann möglich ist, wenn eine entsprechend niedrige Drehzahl angenommen wird, welche die vorgegebene Grenzdrehzahl unter schreitet, bei der die Fliehgewichte wieder in die Drehmoment übertragungsposition nach innen zurückgeführt worden sind.

Aufgrund des Fliehgewichtes wird der Schaltring so lange in der Abschaltposition gehalten, bis die Grenzdrehzahl unterschritten wird. Dann wird das Fliehgewicht in seine innere, der Drehmo mentübertragungsposition entsprechende Position, in welcher es der Drehachse angenähert ist, zurückgeführt. Es gibt den Schalt ring frei, so daß dieser die Mitnehmer derart beaufschlagt, daß sie ihre Drehmomentübertragungsposition, das heißt ihre radial nach außen verschobene Position wieder einnehmen können.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Ausnehmungen zur Aufnahme der Mitnehmer als radial und parallel zur Drehachse verlaufende Schlitze in der Kupplungsnabe ausgebildet sind, in denen die die Form einer Leiste aufweisenden Mitnehmer radial und parallel zur Drehachse verstellbar sind.

Hierdurch ist es möglich, nur einen der beiden Schaltringe axial beweglich anzuordnen. Daher ist in weiterer Konkretisierung der Erfindung vorgesehen, daß ein Schaltring in Richtung der Dreh achse unverstellbar an der Kupplungsnabe abgestützt ist und der weitere Schaltring verstellbar ist und durch eine an der Kupp lungsnabe abgestützte Feder in Richtung der Drehachse zur Dreh momentübertragungsposition hin beaufschlagt ist.

Zur Bewegungsbegrenzung des Schaltringes ist dieser in der Dreh momentübertragungsposition in Anlage zu einem Anschlag der Kupp lungsnabe hin gehalten.

Um Zwängungen zu vermeiden, sind beide Schaltringe in einer radialen Ebene bezüglich der Drehachse begrenzt verstellbar zur Drehachse an der Kupplungsnabe geführt.

Eine besonders günstige Ausgestaltung ergibt sich, wenn die Mitnehmer jeweils beidseitig erste und zweite Schaltflächen aufweisen, wobei die ersten Schaltflächen zur Stützung in der Drehmomentübertragungsposition und die zweiten zum Halten in der Abschaltposition dienen. Entsprechend weisen die Schaltringe jeweils erste und zweite Stützflächen auf. In der Drehmoment übertragungsposition liegen die ersten Stützflächen an den er sten Schaltflächen an und in der Abschaltposition liegen die zweiten Stützflächen der Schaltringe an den zweiten Schaltflä chen der Mitnehmer an. Dabei ist der Verlauf der Schaltflächen und der Stützflächen so gewählt, daß aufgrund der den ersten Schaltring beaufschlagenden Feder eine entsprechende Abstützung in der Drehmomentübertragungsposition erfolgt. Unter Berücksich tigung des Übersetzungsverhältnisses wird das eingestellte Dreh moment gehalten. Bei Überschreiten erfolgt ein radiales Auswei chen der Mitnehmer nach innen, so daß die Kraft, die von der Feder in radialer Richtung auf die Mitnehmer ausgeübt wird, verringert wird. Somit erfolgt eine Wiedereinschaltung weniger plötzlich und unter geringerer Beaufschlagungskraft. Hierdurch wird ebenfalls ein positiver Einfluß auf das Verschleißverhalten ausgeübt. Des weiteren ist eine geringere Schwingungsanregung gegeben. Ferner ist die Anordnung der zweiten Schaltflächen und zweiten Stützflächen so getroffen, daß der erste Schaltring mit axialem Abstand zum Fliehgewicht gehalten wird, wenn ein Über lastungsfall eingetreten ist und somit das Fliehgewicht frei gegeben ist. Dabei ist ein axiales Spiel vorgesehen, das auch dann, wenn die Grenzdrehzahl, bei der das Fliehgewicht nach Drehmomentüberschreitung nach außen verlagert wird, einen axia len Bewegungsspielraum zwischen Schaltring und Fliehgewicht zuläßt. Somit können die Mitnehmer aufgrund der Kraft der axial wirkenden Feder noch um ein geringes Maß radial nach außen in Richtung zur Drehmomentübertragungsposition bewegt werden, und zwar im vorliegenden Ausführungsbeispiel unter dem Einfluß des Verlaufes der zweiten Schaltflächen bzw. Stützflächen. Eine derartige Funktion ist aber auch dann gewährleistet, wenn keine zweiten Schaltflächen oder Stützflächen vorhanden sind. Beim weiteren Umlauf bzw. einer weiteren relativen Drehbewegung zwi schen Kupplungsnabe und Kupplungshülse können so die Mitnehmer mit ihrer Drehmomentübertragungsfläche die entsprechende Drehmo mentübertragungsfläche der Kupplungshülse anschnäbeln, nicht jedoch vollständig einrasten. Hierdurch wird ein gewisser Brems effekt erzielt, der jedoch keine wesentliche Beaufschlagung und Abnutzung der Mitnehmer bzw. deren Drehmomentübertragungsflächen und denen der Kupplungshülse zur Folge hat. Um ein solches An schnäbeln und eine Überführung nach außen zu begünstigen, kann in Drehrichtung der Kupplungsnabe im Verhältnis zur Kupplungs hülse vor der Drehmomentübertragungsfläche der Ausnehmung der Kupplungshülse eine Steuerfläche vorgesehen sein, die außerhalb des Durchmessers der Lagerbohrung liegt und somit die Mitnehmer ein kleines Stück radial nach außen führt. Damit erfolgt auch ein Absenken der Relativdrehzahl so weit, daß die Grenzdrehzahl, bei der das Fliehgewicht nach radial außen ausweicht, unter schritten wird, wobei dieses in die Ausgangsposition zurückgeht, den Schaltring freigibt und die Überführung der Mitnehmer in die Drehmomentübertragungsposition ermöglicht. Es steht ein größerer Drehwinkel und damit ein größerer Zeitanteil zur Überführung derselben nach radial außen zur Verfügung als dies der Fall ist, wenn die Lagerbohrung unmittelbar bis an den Bereich der Aus nehmung mit unveränderter Geometrie herangeführt ist. Zur Siche rung des Fliehgewichtes in der Drehmomentübertragungsposition ist der zugehörige Schaltring mit einer Ringausnehmung versehen, in welche das Fliehgewicht mit einer Haltenase eingreift. Die Haltenase greift also in Richtung der Drehachse ein und wird freigegeben, wenn der Schaltring sich gegen die Kraft der Feder von dem Fliehgewicht entfernt hat. Das Fliehgewicht kann selbst nur radial ausweichen und ist dazu an einer radial verlaufenden Führungsfläche der Kupplungsnabe radial verstellbar geführt. Dies wird durch die konische Ausbildung der Ringausnehmung und der Haltenasen unterstützt. Sie führen die Fliehgewichte zur Anlage an der Führungsfläche.

Zur Sicherung, Steuerung und insbesondere Rückführung des Flieh gewichtes in die radial innere, der Drehmomentübertragungsposi tion entsprechenden Position ist dieses durch eine Feder beauf schlagt. Vorzugsweise ist das Fliehgewicht als Ring gestaltet, der aus mehreren Segmenten, also Fliehsegmenten besteht.

Dabei ist in Ausgestaltung vorgeschlagen, die Fliehsegmente durch eine sie umschlingende und zu einem Ring geformte Schrau ben-Zugfeder (Schlauchfeder) zu beaufschlagen. Die den Flieh gewichten zugehörige Masse und die Auslegung der Feder bestimmen die Grenzdrehzahl, bei der das Fliehgewicht bzw. dessen Flieh segmente nach axialem Ausweichen des Schaltringes radial nach außen ausweichen können. Die Fliehsegmente sichern den Schalt ring gegen axiale Verlagerung in die Drehmomentübertragungsposi tion, solange die vorgegebene Grenzdrehzahl nicht wieder unter schritten wird.

Es ist ferner vorgesehen, daß das Fliehgewicht in einer Bohrung der Kupplungshülse aufgenommen ist, wobei deren Wandung die Bewegung des Fliehgewichtes bzw. der einzelnen Fliehsegmente in die Abschaltposition begrenzt. Zur Sicherung des Schaltringes in der Abschaltposition sind das Fliehgewicht und der zugehörige Schaltring mit Halteflächen versehen. Diese dienen zur axialen Abstützung des Schaltringes gegen das Fliehgewicht. Das Fliehge wicht ist wiederum in Richtung der Drehachse gegen eine Füh rungsfläche der Kupplungsnabe abgestützt und kann damit nicht axial, sondern nur radial ausweichen. Vorzugsweise sind die Halteflächen so angeordnet, daß zwischen ihnen ein Spiel vorhan den ist, wenn sich die Mitnehmer bei Überlast, also in der Ab schaltposition mit ihren Köpfen in der Lagerbohrung abstützen. Hierdurch wird die Bewegung des Fliehgewichtes bei Unterschrei ten der Grenzdrehzahl in die Ausgangsposition, die der Drehmo mentübertragungsposition der Mitnehmer entspricht, nicht gehin dert. Dies gilt aber auch dann, wenn der Überlastfall eintritt, das heißt das eingestellte Drehmoment überschritten wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kupplung nach der Erfin dung und deren Anwendung bei einem landwirtschaftlichen Gerät sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 einen Traktor mit angehängtem Gerät, das unter Zwischenschaltung einer erfindungsgemäßen Kupp lung angetrieben wird,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kupplung in der Drehmomentübertragungsposition,

Fig. 3 einen Schnitt III-III gemäß Fig. 2 bezüglich der Mitnehmer,

Fig. 4 einen Schnitt IV-IV gemäß Fig. 2, aus dem die Stellung der Fliehsegmente des Fliehgewichtes in einer der Drehmomentübertragungsposition entspre chenden Position ersichtlich ist,

Fig. 5 bis 7 den Fig. 2 bis 4 entsprechende Darstellungen, jedoch in einer Position, bei der der Überlast fall eingetreten ist, das heißt sich die Mitneh mer und die Fliehsegmente sowie der Schaltring in der Abschaltposition befinden und

Fig. 8 und 9 Schnittdarstellungen entsprechend Fig. 5 und 6, wobei sich die Kupplung im abgeschalteten Zustand befindet und die Grenzdrehzahl noch über schritten wird, in einer Relativstellung von Kupplungshülse und Kupplungsnabe, bei der die Mitnehmer zur Erzielung der Abbremsung eine ge ringe Verstellung nach außen erfahren haben.

Aus Fig. 1 ist der Traktor 1 mit dem angehängten Gerät 2 er sichtlich. Die Zapfwelle 3 des Traktors dient dazu, mittels der Gelenkwelle 4 die Arbeitswerkzeuge des Gerätes 2 anzutreiben, die nicht dargestellt sind. Die Gelenkwelle 4 weist die erfin dungsgemäße Kupplung 5 auf, die zur Zapfwelle 3 hin angeordnet ist. Die Gelenkwelle 4 ist ferner geräteseitig mit der Antriebs welle 6 verbunden. Die Kupplung 5 dient dazu, dann, wenn bei spielsweise eine Überlastung durch Verstopfung im Bereich der Arbeitswerkzeuge des Gerätes 2 auftritt, den Antrieb zu unter brechen, da die Zapfwelle 3 weiter rotiert, die Drehmomentüber tragung auf die Gelenkwelle 4 jedoch unterbrochen ist. Der Auf bau der Kupplung 5 und deren Funktionsweise ist anhand der Fig. 2 bis 7 näher erläutert.

In den Fig. 1 bis 3 ist die Kupplung 5 in der Drehmomentüber tragungsposition dargestellt. Die Kupplung 5 weist eine Kupp lungsnabe 7 auf, die eine bezüglich der Drehachse 15 zentrale Aufsteckbohrung 8 besitzt, die dazu bestimmt ist, eine drehfeste Verbindung zwischen der Kupplungsnabe 7 und beispielsweise der aus Fig. 1 ersichtlichen Zapfwelle des Traktors herzustellen. Die Außenfläche 9 der Kupplungsnabe 7 ist zylindrisch gestaltet. Sie wird durch die beiden Seitenflächen 10, 11 begrenzt, die gleichzeitig als Führungsflächen dienen, wie nachfolgend noch näher beschrieben werden wird. In den beiden Seitenflächen 10, 11 befindet sich je eine Ringausnehmung 12, 13. Darüber hinaus sind mehrere Schlitze 14 umfangsverteilt angeordnet. Diese er strecken sich parallel zur Drehachse 15 und sind sowohl zur Außenfläche 9 als auch zu den Seitenflächen 10, 11 offen. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind insgesamt drei umfangsverteilte Schlitze 14 vorgesehen, die gleichmäßig ver teilt sind, das heißt zwischen denen jeweils ein Winkel von 120° eingeschlossen ist. Es kann aber auch eine davon abweichende Teilung vorgesehen sein, derart, daß eine Wiedereinschaltung der Kupplung immer nur nach einer vollen Relativdrehung um 360° zwischen Kupplungsnabe 7 und Kupplungshülse 42 erfolgt. Die Schlitze 14 nehmen Mitnehmer 16 in Leistenform auf. Die Mitneh mer 16 sind kürzer ausgebildet als die Schlitze 14 zwischen den beiden Seitenflächen 10, 11. Jedoch ragen sie bis in den Bereich der Ringausnehmungen 12, 13 mit ihren seitlichen Enden hinein. Am Fußbereich, das heißt dem radial inneren Bereich sind die Mitnehmer 16 zu ihren seitlichen Begrenzungsflächen hin mit ersten Schaltflächen 17, 17′ versehen, welche bezogen auf die Drehachse 15 flach verlaufen bzw. zwischen sich einen großen Winkel einschließen. Zum Kopf des Mitnehmers 16 hin schließen sich daran steiler verlaufende zweite Schaltflächen 18, 18′ an. Für den Antrieb in Antriebsdrehrichtung gemäß Pfeil N dienen jeweils an dem Kopf der Mitnehmer 16 angebrachte Drehmomentüber tragungsflächen 19, welche in der Kopffläche 50 enden. Vom Prin zip her ist die Kupplung auch in der der Pfeilrichtung N ent gegengesetzten Drehrichtung als Überlastkupplung wirksam. Eine Beschreibung erfolgt nur für die Antriebsdrehrichtung N. Im Bereich der beiden Ringausnehmungen 12, 13 sind Führungsflächen 24, 25 vorgesehen, welche radial bezüglich der Drehachse 15 verlaufen, das heißt die Drehachse 15 steht senkrecht auf Ebe nen, welche jeweils die Führungsflächen 24, 25 enthalten. Seit lich der Seitenfläche 10 ist ein erster Schaltring 22 angeord net. Dieser besitzt eine Bohrung 26, mit der er mit Spiel zur Außenfläche 28 der Kupplungsnabe 7 angeordnet ist. Damit ist der erste Schaltring 22 in radialer Richtung um das Spiel frei be weglich. Der erste Schaltring 22 besitzt einen Ansatz, der bis in die Ringausnehmung 12 hineinragt und der mit seiner rechten Stirnfläche gegen die erste Führungsfläche 24 in der Drehmoment übertragungsposition in Anlage ist. Er besitzt eine erste Stütz fläche 20, die in der Drehmomentübertragungsposition jeweils an den ersten Schaltflächen 17 der drei Mitnehmer 16 in Anlage ist. Die erste Stützfläche 20 kann beispielsweise die Form einer umlaufenden Kegelfläche aufweisen. Sie ist der ersten Schalt fläche 17 entsprechend ausgebildet. Beide können in flächiger Anlage zueinander sein.

Der erste Schaltring 22 besitzt darüber hinaus eine zweite Stützfläche 21, die zur Anlage an der zweiten Schaltfläche 18′ bestimmt ist, wenn sich die Mitnehmer 16 in der Abschaltposition befinden. Die Kupplungsnabe 7 weist an ihrem dem ersten Schalt ring 22 zugeordneten Ende ein Außengewinde 30 auf, auf welches eine Mutter 31 aufgeschraubt ist. Diese dient als Abstützbasis für eine Feder 32, die aus mehreren Einzelteilen einer Tellerfe der aufgebaut ist und die sich mit ihrem anderen Ende gegen den ersten Schaltring 22 abstützt und diesen in Richtung zu der als Anschlag dienenden Führungsfläche 24 drückt. Zu dem anderen Ende der Kupplungsnabe 7 hin ist eine weitere Außenfläche 29 an der Kupplungsnabe 7 vorhanden, welche zu den Mitnehmern 16 hin an der zweiten radial verlaufenden Führungsfläche 25 der Ringaus nehmung 13 endet. Zwischen der Außenfläche 29 und der Bohrung 27 des zweiten Schaltringes 23 ist ein Radialspiel vorhanden, so daß dieser sich in radialer Richtung einstellen kann. Der zweite Schaltring 23 liegt gegen die zweite Führungsfläche 25 an und wird zur anderen Seite hin durch einen Sicherungsring 33 gegen Verschiebung gehalten, so daß er nur in radialer Richtung Bewe gungen ausführen kann. Der zweite Schaltring 23 besitzt eine erste Stützfläche 20′, die, wie dargestellt, in der Drehmoment übertragungsposition in Anlage zur ersten Schaltfläche 17′ der Mitnehmer 16 ist und eine Kegelform annimmt. Die daran in Rich tung auf die Kopffläche 15 anschließende zweite Stützfläche 21′ dient zur Stützung der Mitnehmer 16 in der Abschaltposition durch Anlage gegen deren zweite Schaltflächen 18′. Der erste Schaltring 22 weist in seiner zur Seitenfläche 10 der Kupplungs nabe 7 hin angeordneten Ringfläche eine Ringausnehmung 34 auf, die eine Kegelfläche 35 besitzt, welche sich zur Feder 32 hin verjüngt. In die Ringausnehmung 34 greift ein Fliehgewicht 36, das aus drei ringsektorförmigen Fliehsegmenten 36′ aufgebaut ist, mit einer Haltenase 51 ein. Die Fliehsegmente 36′, die das Fliehgewicht 36 bilden, besitzen erste Führungsflächen 39, auf denen die Drehachse 15 senkrecht steht und die zur Führung der Fliehsegmente 36′ in radialer Richtung an der Seitenfläche 10 der Kupplungsnabe 7 dienen. Ferner weisen die Fliehsegmente 36′ an ihrer Haltenase 51 eine Kegel- bzw. Teilkegelfläche als zwei te Führungsfläche 40 auf, die der Kegelfläche 35 der Ringausneh mung 34 entspricht und mit der in der dargestellten Position die Fliehsegmente 36′ in ihrer radial inneren Position bezüglich der Drehachse 15 gehalten sind. Sie sind mit ihrer inneren Stirn fläche 37 zur Anlage an der abgesetzten Sitzfläche 38 des Schaltringes 22 sind. Die Fliehsegmente 36′ werden durch eine Schlauchfeder 41, die durch eine zu einem Ring geformte Zug- Schraubenfeder gebildet ist, in dieser radial inneren Position gehalten. Ferner werden sie durch die Ringausnehmung 12 in Ver bindung mit der Haltenase 51 eingeschlossen gehalten, solange sich die Mitnehmer 16 in der Drehmomentübertragungsposition gemäß Fig. 2 bis 4 befinden. Die Anordnung ist so getroffen, daß der erste Schaltring 22 durch die Feder 32 nach rechts in Richtung auf die Mitnehmer 16 gedrückt wird, wobei sich seine erste Stützfläche 20 an der ersten Schaltfläche 17 abstützt und der Mitnehmer 16 wiederum über seine weitere erste Schaltfläche 18′ gegen die Stützfläche 20′ des zweiten Schaltringes 23 abge stützt wird, wobei er sich aufgrund des Schlitzes 14 frei bis zur Anlage an dem ortsfest abgestützten zweiten Schaltring 23 bewegen kann. Diese Bewegung kann jedoch nur so weit erfolgen, bis der erste Schaltring 22 in Anlage zur ersten Führungsfläche 24 als Anschlag ist. In dieser Position werden die Mitnehmer 16 so gehalten, daß sie in Eingriff zu entsprechend umfangsverteil ten Ausnehmungen 45, die nutenartig gestaltet sind und in der Lagerbohrung 43 der Kupplungshülse 42 angeordnet sind, befinden und dabei mit ihrer jeweiligen Drehmomentübertragungsfläche 19 in Anlage zur entsprechenden Drehmomentübertragungsfläche 46 der Kupplungshülse 42 sind. Die Kupplungshülse 42 ist mit ihrer Bohrung 43 auf der Außenfläche 9 der Kupplungsnabe 7 gelagert. Die Kupplungsnabe 7 ist darüber hinaus gegen axiale Verschiebung durch Sicherungsringe 33, 43, 52 eine Schulter 53 und ein Lager 54 in der Kupplungshülse 42 gehalten. Kupplungsnabe 7 und Kupp lungshülse 42 können sich bezüglich der Drehachse 15 relativ verdrehen bzw. gemeinsam um die Drehachse 15 rotieren. Solange keine Drehmomentbeaufschlagung erfolgt, werden die Schaltringe 22, 23 auch nicht von den Mitnehmern 16 belastet. Die Fliehseg mente 36′ sind in dem Bohrungsabschnitt 44 der Kupplungshülse 42 aufgenommen und ihre radiale Bewegung wird durch die Wandung der Bohrung 44 begrenzt.

Die Fliehsegmente 36′ weisen im Bereich ihrer Haltenasen 51 nach links, das heißt zu der Feder 32 hin eine Haltefläche 48 auf. Der erste Schaltring 22 besitzt eine entsprechende Ringfläche, die als Haltefläche 47 dient. In Drehrichtung N ist vor den Nuten 45 jeweils eine Steuerfläche 49 angeordnet, die außerhalb eines Kreises liegt, der durch den Durchmesser der Lagerbohrung 43 begrenzt wird und dazu dient, die Mitnehmer 16 im Falle der Überlastung zur Wiedereinschaltung in Richtung auf die Nuten 45 zu führen. Im Falle des Eintritts einer Überlastung ausgehend von der Drehmomentübertragungsposition gemäß Fig. 2 bis 4 werden die Mitnehmer 16 radial nach innen verlagert. Dabei wird der erste Schaltring 22 gegen die Kraft der Feder 32 nach links bewegt. Gleichzeitig bewegen sich die Mitnehmer 16 ebenfalls so weit nach links, bis sie die aus den Fig. 5 und 7 ersicht liche Position einnehmen. Dabei gelangen die zweiten Schaltflä chen 18, 18′ in Kontakt zu den zweiten Stützfläche 21, 21′ der beiden Schaltringe 22, 23. Die Mitnehmer 16 befinden sich in der Abschaltposition. Das eingestellte Drehmoment kann nicht mehr übertragen werden. Die Kupplungsnabe 7 kann schneller rotieren als die Kupplungshülse 42, und zwar in Antriebsdrehrichtung N. Durch die Verschiebung des ersten Schaltringes 22 nach links in Richtung auf die Mutter 31 zu wird die Haltenase 51 der Flieh segmente 36′ freigegeben. Dies bedeutet, daß die zweiten Füh rungsflächen 40 der Fliehsegmente 36′ außer Kontakt zu der Ke gelfläche 35 des Schaltringes 22 gelangen und bei Anliegen einer entsprechenden Drehzahl die Fliehsegmente 36′ gegen die Kraft der Schlauchfeder 41 nach außen wandern können, bis sie mit ihrer Außenfläche in Anlage zur Wandung der Bohrung 44 gelangen. Durch den Verlauf der zweiten Schaltflächen 18, 18′ und zweiten Stützflächen 21, 21′ wird nur eine geringe Kraft auf die Mit nehmer 16′ durch die Feder 32 und den ersten Schaltring 22 aus geübt, welche versucht, diese in die radial äußere Position, das heißt zum Eingriff in die Nuten 45 zu verschieben. An einem gänzlichen Eintauchen werden sie jedoch dadurch gehindert, daß beiden Halteflächen 47, 48, die normalerweise mit einem geringen Abstand zueinander gehalten sind, wie aus den Fig. 8 und 9 ersichtlich, zur Anlage aneinander kommen und ein weiteres Ein tauchen verhindern. Danach erfolgt wieder ein Abheben, da die Mitnehmer ein Stück radial nach innen bewegt werden, bis ihre Kopffläche 50 sich wieder in Anlage zur Lagerbohrung 43 befin den. Dies wiederholt sich solange die Drehzahl überschritten wird, welche die Fliehsegmente 36′ in ihrer äußeren Position in Anlage zur Wandung der Bohrung 44 hält. Sinkt die Drehzahl ab, beispielsweise dadurch, daß der Antrieb der Zapfwelle des Trak tors ausgeschaltet wird und wird die Grenzdrehzahl, bei der die Fliehsegmente 36′ ihre radial äußere Position einnehmen, unter schritten, so zwingt die Schlauchfeder 41 die Fliehgewichtseg mente 36′ dazu, ihre radial innere Position einzunehmen. Diese legen sich mit ihrer Innenfläche 37 an die Sitzfläche 38 des ersten Schaltringes 22 an. Bei einer so abgesenkten Drehzahl ist es für die Mitnehmer 16 möglich, daß sie unter der Kraft der Feder 32 bei Erreichung einer übereinstimmenden Lage zu den Ausnehmungen 45 in diese einrasten können und ihre Drehmoment übertragungsflächen 19 an den entsprechenden Drehmomentübertra gungsflächen 46 der Ausnehmungen 45 zur Anlage kommen. Dabei verschiebt sich der Schaltring 22 in die in den Fig. 2 bis 4 dargestellte Lage. Bei der Überführung der Mitnehmer 16 in die Drehmomentübertragungsposition führen diese eine kombinierte Radial- und Axialbewegung bezüglich der Drehachse 15 aus.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dient die Kupplungsnabe 7 als antreibendes Teil.

Bezugszeichenliste

1 Traktor
2 Gerät
3 Zapfwelle
4 Gelenkwelle
5 Kupplung
6 Antriebswelle
7 Kupplungsnabe
8 Aufsteckbohrung
9 Außenfläche
10, 11 Seitenfläche/Führungsfläche
12, 13 Ringausnehmung
14 Schlitz/Ausnehmung
15 Drehachse
16 Mitnehmer
17, 17′ erste Schaltflächen
18, 18′ zweite Schaltflächen
19 Drehmomentübertragungsfläche
20, 20′ erste Stützfläche
21, 21′ zweite Stützfläche
22 erster Schaltring
23 zweiter Schaltring
24 erste Führungsfläche/Anschlag
25 zweite Führungsfläche
26, 27 Bohrung
28, 29 Außenfläche
30 Gewinde
31 Mutter
32 Feder
33 Sicherungsring
34 Ausnehmung/Ringausnehmung
35 Kegelfläche
36, 36′ Fliehgewicht/Fliehsegmente
37 Innenfläche
38 Sitzfläche
39 erste Führungsfläche
40 zweite Führungsfläche
41 Feder
42 Kupplungshülse
43 Lagerbohrung
44 Bohrungsabschnitt
45 Ausnehmung/Nut
46 Drehmomentübertragungsfläche der Kupplungshülse
47, 48 Haltefläche
49 Steuerfläche
50 Kopffläche
51 Haltenase
52 Sicherungsring
53 Schalter
54 Lager
N Antriebsdrehrichtung

Claims

1. Kupplung (5) zur Drehmomentbegrenzung, insbesondere im Antriebsstrang zum Antrieb landwirtschaftlicher Geräte (2) oder Maschinen, mit einer Kupplungsnabe (7) und einer auf dieser mit einer Lagerbohrung (43) relativ drehbar gelager ten Kupplungshülse (42), mit Mitnehmern (16), die in Aus nehmungen (14) der Kupplungsnabe (7) radial bezüglich der Drehachse (15) zwischen einer Drehmomentübertragungsposi tion und einer Abschaltposition verstellbar sind und an ihren beiden radial inneren Enden in Richtung der Drehachse (15) Schaltflächen (17, 18; 17′, 18′) und an ihrem radial außen liegenden Kopf eine Drehmomentübertragungsfläche (19) aufweisen, wobei letztere zum Angriff an Drehmomentüber tragungsflächen (46) von Ausnehmungen in der Lagerbohrung (43) der Kupplungshülse (42) für die Drehmomentübertra gungsposition bestimmt sind, mit jeweils einem in Richtung der Drehachse (15) seitlich der Mitnehmer (16) angeordneten Schaltring (22, 23), die jeweils eine Stützfläche (20, 20′) zur Abstützung an den Schaltflächen (17, 17′) der Mitnehmer (16) aufweisen und in Richtung der Drehachse (15) feder beaufschlagt die Mitnehmer (16) in die nach radial außen verschobene Drehmomentübertragungsposition drängen und ent gegen der Kraft der Feder (32) eine Verstellung der Mit nehmer (16) in die radial innere Abschaltposition bei Über schreitung eines vorgegebenen Drehmomentes zulassen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem (22) der beiden Schaltringe (22, 23) mindestens ein Fliehgewicht (36) zugeordnet ist, das radial bezüglich der Drehachse (15) zwischen einer radial äußeren Abschaltposition und einer radial inneren Drehmomentüber tragungsposition verstellbar ist, wobei es durch den Schaltring (22) in der Drehmomentübertragungsposition gegen Verstellung gehalten ist und es bei Überschreitung des vorgegebenen Drehmomentes vom Schaltring (22) zur Verstel lung in die Abschaltposition freigegeben ist und das Flieh gewicht (36) den Schaltring (22) gegen Rückstellung in die Drehmomentübertragungsposition hält, solange eine vorgege bene Schaltdrehzahl überschritten wird.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (45) zur Aufnahme der Mitnehmer (16) als radial und parallel zur Drehachse (15) verlaufende Schlitze in der Kupplungsnabe (7) ausgebildet sind, in denen die die Form einer Leiste aufweisenden Mitnehmer (16) radial und parallel zur Drehachse (15) verstellbar sind.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltring (23) in Richtung der Drehachse (15) unverstellbar an der Kupplungsnabe (7) abgestützt ist und der weitere Schaltring (22) verstellbar ist und durch eine an der Kupplungsnabe (7) abgestützte Feder (32) in Richtung der Drehachse (15) zur Drehmomentübertragungsposition be aufschlagt ist.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der axial verstellbare Schaltring (22) in Drehmoment übertragungsposition in Anlage zu einem Anschlag (24) der Kupplungsnabe (7) ist.

5. Kupplung nach einem Ansprüche 1 bis 4, daß die Schaltringe (22, 23) in einer radialen Ebene be züglich der Drehachse (15) begrenzt verstellbar zur Dreh achse (15) an der Kupplungsnabe (7) geführt sind.

6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mitnehmer (16) jeweils beidseitig erste (17, 17′) und zweite (18, 18′) Schaltflächen und die Schaltringe (22, 23) jeweils erste (20, 20′) und zweite Stützflächen (21, 21′) aufweisen, wobei die ersten Schaltflächen (17, 17′) und die ersten Stützflächen (20, 20′) in der Drehmomentübertra gungsposition der Mitnehmer (16) und die zweiten Schalt flächen (18, 18′) und zweiten Stützflächen (21, 21′) in der Abschaltposition aneinander liegen.

7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Schaltflächen (18) und zweiten Stützflächen (21) den Schaltring (22) mit axialem Abstand zum Fliehge wicht (36) halten.

8. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltring (22), dem das Fliehgewicht (16) zugeord net ist, eine Ringausnehmung (34) aufweist, in welche das Fliehgewicht (36) mit einer Haltenase (51) eingreift.

9. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fliehgewicht (36) an einer radial verlaufenden Führungsfläche (10) der Kupplungsnabe (7) radial verstell bar geführt ist.

10. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fliehgewicht (36) durch Federkraft zur radial inne ren Position beaufschlagt ist.

11. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fliehgewicht (36) mehrere Fliehsegmente (36′) um faßt.

12. Kupplung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehsegmente (36′) durch eine sie umschlingende, zu einem geschlossenen Ring geformte Schrauben-Zugfeder (Schlauchfeder 41) beaufschlagt sind.

13. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Fliehgewicht (36) in einer Bohrung (44) der Kupp lungshülse (42) aufgenommen ist und deren Wandung dessen Bewegung in die Abschaltposition begrenzt.

14. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Fliehgewicht (36) und der zugehörige Schaltring (22) Halteflächen (47, 48), die zur axialen Abstützung des Schaltringes (22) gegen das Fliehgewicht (36) dienen, auf weisen.