DE4105794A1

DE4105794A1 - Verschluss zur sicherung einer kupplungshuelse

Info

Publication number: DE4105794A1
Application number: DE4105794A
Authority: DE
Inventors: Mathias Dipl Ing Konrad; Entrup Hubert Dipl Ing Grosse
Original assignee: GKN Walterscheid GmbH
Current assignee: Walterscheid GmbH
Priority date: 1991-02-23
Filing date: 1991-02-23
Publication date: 1992-09-03

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorge sehen, daß das Dehnelement aus einer Schraubenfeder be steht.

Alternativ besteht die Möglichkeit, daß das Dehnelement aus mehreren Tellerfedern, aus übereinandergeschobenen Konusringen oder aus einem Wellschlauch besteht.

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.

Die Erfindung wird anhand von mehreren Ausführungsbei spielen in den nachfolgenden Zeichnungsfiguren näher er läutert.

Es zeigt

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

Fig. 2 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform des Verschlusses mit einer Schraubenfeder,

Fig. 3 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform des Verschlusses mit mehreren Tellerfedern,

Fig. 4 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform des Verschlusses mit einem Konusring und

Fig. 5 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform des Verschlusses mit einem Wellschlauch.

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 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.

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.

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. 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. 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. 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.

Bezugszeichenliste

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

Claims

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.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnelement aus einer Schraubenfeder (16) besteht.

3. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnelement aus mehreren Tellerfedern (19) besteht.

4. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnelement aus übereinandergeschobenen Konus ringen (22) besteht.

5. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnelement aus einem Wellschlauch (23) be steht.