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Zapfwellenkupplung
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betrifft eine Zapfwellenkupplung zur Verbindung der Antriebswelle eines Gerätes
mit der Zapfwelle eines Motorfahrzeuges, insbesondere eines landwirtschaftlichen
Schleppers, bestehend aus zwei ineinandergreifenden Kupplungsgliedern, von denen
das eine am Ende der Zapfwelle angeordnet ist und das andere am Ende der das Gerät
antreibenden Welle.
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Es ist allgemein übliche, daß das Ende der Zapfwelle genutet ist oder
mit einer Zahnung versehen ist und eine ringförmige Ausnehmung aufweist. Bisher
wird auf dieses verzahnte Ende der Zapfwelle eine mit einer Innenverzahnung oder
nach innen gerichteten Vorsprüngen mit einer den Nuten entsprechenden Teilung versehne
Hülse aufgeschoben, die über ein Kreuz gelenk mit der Antriebswelle des Gerätes
verbunden ist. Diese Hülse weist vor ihrem vorderen Ende einen (oder zwei) radial
beweglichen Zapfen auf, der mit der kraft einer Feder in Achsrichtung gedrückt wird
und der an seinem nach außen weisenden Ende einen Drucksohieber aufweist, den man
mit dem Daumen entgegen der Kraft der Feder um ein Stuck nach innen drücken kann.
Dieser Zapfen greift dann, wenn die Hülse voll über das
Zapfwellenende
geschoben ist, in die Ringnut ein und sichert auf diese Weise einen unverrückbaren
Sitz der Hülse auf dem Zapfwellenende. Diese bekannt und heute allgemein übliche
Ankupplung der Antriebswelle an das Zapfwellenende weist nicht nur den Nachteil
auf, daß das Ankuppeln der Antriebswelle an die Zapfwelle ein schwieriger Arbeitsvorgang
ist, sondern auch den Nachteil, daß bei diesem Ankuppeln bereits eine Vielzahl von
Arbeits unfällen erfolgt ist. Die Zapfwelle ist ein Maschinenteil, welches hinten
aus einem Getriebekasten herausragt.
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An sich sollte sie, wenn sie nicht eingeschaltet ist, stillstehen.
Das aber ist manchmal nicht der Fall, weil sie durch reibende Kräfte im Inneren
des Getriebes mitgenommen wird. Manchmal hat aber auch der Schlepperfahrer nicht
beachtet, daß er, wenn kein Arbeitsgerät angekoppelt ist, die Zapfwellendrehung
eingeschaltet hat.
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Auch dann kann die frei nach hinten herausstehende Zapfwelle Anlaß
zu Unfällen werden. Eine Zapfwelle ist bei manchen Ausführungsformen von Schleppern
vor deren Vorderachse angeordnet. Auch hier treten die genannten Nachteile auf.
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Es sind bereits von den verschiedendsten Seiten vielerlei Versuche
ausgeführt worden, um eine kupplung zu schaffen, mit der die Antriebswelle leichter
und gefahrloser an die Zapfwelle anzukoppeln ist. Hier sind schon verschiedene Kupplungsformen
entworfen worden, die sich aber in den Betrieb generall nicht haben einführen lassen,
weil sie zu aufwendig und zu kompliziert waren, das Gewicht der Antriebswelle erheblich
erhöhten und letztlich doch nicht die gewünschte Erleichterung beim Ankoppeln und
die gewünschte Sicherheit gegen Unfälle brachten.
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8 ist die Aufgabe der Erfindung eine einfach auigebaute, leicht zu
handhabende Schnellkupplung zu schaffen, mit der die Antriebswelle eines Gerätes
mit der Zapfwelle eines Motorfahrzeuges zu verbinden ist.
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Die Erfindung besteht darin, daß das eine Kupplungsglied ein mit radialen
Mitnehmerfingern versehenes Rad und das andere Kupplungsglied ein mit achsparallel
angeordneten Mitnehmerklauen versehenes Rad ist, daß an dem die Zapfwelle aufnehmenden
Getriebekasten ein Gehäuse in Form eines das eine Kupplungsglied umgebenden kastenförmigen
Rahmens angebracht ist, daß an der das Gerät antreibenden Welle unmittelbar hinter
dem Kupplungsglied ein Schild in Form einer Platte angeordnet ist, in der die das
Kupplungsglied tragende Welle drehbar gelagert ist, und daß an dem kastenförmigen
Rahmen Befestigungsvorrichtungen für den Schild vorgesehen sind.
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Eine derartige Kupplung zeichnet sich dadurch aus, daß sie nicht nur
schnell ankoppelbar ist, sondern auch ab.zukoppeln ist, ohne daß die Hände einer
Bedienungsperson in unmittelbarer Nähe der Kupplungsglieder befindlich sind. Denn
beim Ankuppeln können die Hande der Bedienungsperson entweder am Schild selbst angreifen
oder an einer die Antriebswelle umgebenden starren Hülse. Hierdurch ist gesichert,
daß Unfälle im Bereich der Zapfwelle beim Ankoppeln nicht mehr erfolgen und daß
der Ankoppelvorgang besonders schnell und einfach ausgeführt werden kann.
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Besonders leicht lässt sich dieser Ankoppelvorgang dann ausführen,
wenn die Befestigungsvorrichtungen für das Schild aus einem unter der Zapfwelle
angeordneten Trichter und einem über der Zapfwelle angeordneten, entgegen
der
Kraft einer Feder verschwenkbaren Haken besteht.
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Für das Ankoppeln braucht dann nämlich nur noch das Schild mit seiner
Unterkante in den Trichter hineingesetzt zu werden, der zweckmäßigerweise an denn
kastenförmigen Rahmen fest angebracht ist. Dabei steht das Schild nicht vertikal
in dem Trichter, sondern infolge der schrägen Trichterwand nimmt auch das Schild
eine Schrägstellung ein. Für das Ankoppeln braucht dann das Schild lediglich in
die vertikalle Stellung verschwenkt zu werden, wobei während dieses Verschwenkvorganges
die beiden Kupplungsglieder ineinadergreifen.
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Als sehr zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn das Schild aus einer
am unteren Ende zweimal gekröpften Platte besteht, wobei die beiden Endteile des
Schildes parallel zueiander verlaufen.
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Um das Schild für das Ankoppeln gleich in die richtige Stellung beim
Einsetzen in den Trichter zu führen, ist es zweckmäßig, wenn das Schild am unteren
Ende zwei Zentrierzapfen und der kastenförmige Rahmen zwei Zentrierlöcher für die
Aufnahme des Zentrierzapfens aufweist.
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Für die Zentrierung kann es aber auch wichtig sein, wenn von unten
her in den Trichter an diesem oder am Rahmen eingeschraubte Zentrierschrauben vorgesehen
sind, ebenfalls ist es zweckmäßig, wenn am Schild weitere Zentrierschrauben angebracht
sind.
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Um das Schild besonders leicht handhaben zu können, ist es vorteilhaft,
wenn am oberen Ende des Schildes ein Handgriff angebracht ist. Zweckmäßigerweise
steht dieser Handgriff oben über den Rahmen hinaus. Dieser Handgriff kann aber nicht
nur von Hand betätigt werden, es ist auch
möglich, ihn mit Hilfe
eines Stabes, der an seinem Ende einen Haken aufweist zubetätigen. Das kann vom
Schleppersits aus erfolgen.
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Weiter ist es vorteilhaft, wenn der als Befestigungsvorrfchtung dienende
und das Schild in seiner vertikalen Stellung haltende Haken einen nach oben durch
den Rahmen geführten Handgriff aufweist, der zweckmäßigerweise so gestaltet wird,
daß er ebenfalls von dem mit einem Haken versehenen Stock vom Fahrersitz aus bedient
werden kann.
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Dann kann das Ankoppeln und das Abkoppeln der Antriebswelle von der
Zapfwelle mit Hilfe eines 3tockes vom Schleppersitz aus geschehen. Das ist nicht
nur für den Schlepperfahrer äusserst bequem, sondern es ist auch völlig unfallsichert
Damit diese vorteilhafte Kupplung nicht nur an neuen Fahrzeugen und neuen Geräten
anwendbar ist, sondern überall auch an alten Schleppern und Geräten anwendbar ist,
ist es zweckmäßig, wenn das eine Kupplungsglied auf das Ende der genuteten Zapfwelle
aufgesetzt ist, - wozu es eine axiale, innen genutete oder gezahnte Bohrung und
den bekannten in die Ringnut der Zapfwelle eingreifenden, radial verschiebbaren
Zapfen aufweist -, und wenn das andere im Schild drehbar gelagerte Kupplungsglied
mit einem Wellen.
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zapfen in Form eines Zapfwellenendes versehen ist. Dann wird auf das
Antriebswellenende eines jeden Gerätes ein aus Wellenzapfen, Schild und einem Kupplungsglied
bestehenden Bauteil angebracht, während auf das Ende der Zapfwelle das andere Kupplungsglied
einmal aufgesetzt und dann dort verbleibt.
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Vorteilhaft ist es, wenn der kastenförmige Rahmen durch mindestens
eine verschiebbare Wand abschließbar ist, so
daß dann wenn das
Schild nicht eingesetzt ist und somit kein, Gerät an die Zapfwelle angekoppelt ist,
das Zapfwellenende mit dem einen Kupplungsglied verschlossen ist. Hierbei ist es
zweckmäßig, wenn auf die verschiebbare Wand die Kraft einer Feder wirkt, die diese
verschiebbare Wand in ihre Verschlußstellung drückt.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn aus den Mitnehmerflächen der Mitnehmerfinger
Kugelflächen oder kegelförmige Flächen herausstehen und wenn in derjenigen Seite
der Mitnehmerklauen, an denen die Mitnehmerflächen anliegen, entsprechend negativ
geformte Ausnehmungen eingearbeitet bzw. eingeformt sind. Diese Kugelflächen oder
Kegelflächen sorgen für eine ausgezeichnete Zentrierung und gewährleisten eine verschleiß-
und reibungsfreie Kraftübertragung.
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Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung
schematisch dargestellten Ausf gsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine
Ansicht von hinten auf den Zapfwellengetriebekasten mit dem auf diesen aufgebauten
Rahmen ohne verschiebbare Wände.
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Fig. 2 eine Ansicht Von hinten auf den Rahmen mit eingesetztem Schild
und breite geschobener verschiebbarer Wand.
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Fig. 3 einen Schnitt durch die eingekuppelte Zapfwellenkupplung FigQ
4 einen Schnitt durch die Zapfwellenkupplung vor dem Einkupplungs- bzw. nach dem
Abküpplungsvorgang Fig. 5 eine Ansicht des Schildes von der Wellenstumpfseite.
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Fig. 6 eine Ansicht des Schildes von der tuppelgliedseite.
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Fig. 7 eine Seitenansicht des Schildes mit Kupplung und Wellenstumpf.
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Fig. 8 eine Ansicht eines Betätigungsstabes.
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Fig. 9 eine Ansicht des Hakens des Betätigungsstabes.
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Fig.1O einen Schnitt durch ein anderes Kuppelglied.
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Fig.1l eine Ansicht dieses Kuppelgliedes.
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An dem Gehäuse 1 des Zapfwellengetriebes eines landwirtschaftlichen
Schleppers ist mittels schrauben 2 ein Rahmen 3 angebracht, der durch verschiebbare
Wände bzw. verschiebbare Türen 4 nach aussen abschließbar ist. In diesen Rahmen
hlnein ragt aus dem Getriebekasten 1 eine Zapfwelle 5 und evtl. noch eine weitere
Zapfwelle 6. Auf diese Zapfwellen ist jeweils ein Kuppelglied 7 bzw. 8 aufgesetzt.
Das Kuppelglied 7 ist radförmig gestaltet, weist eine Zentralbohrung auf, deren
Innenfläche entsprechend den Nuten auf der Aussenfläche der Zapfwelle 5 mit Vorsprüngen
versehen ist und drei Mitnehmerfinger 9 trägt.
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Diese Mitnehmerfinger 9 weisen eine Mitnehmerfläche 10 auf, aus der
für die Zentrierung elne Kugelfläche II oder ein Kegelzapfen heraussteht. Diese
ugelfläche kann durch eine in eine Bohrung eingesetzte und mit einem Stift oder
einem eingeschraubten Ring gehaltene Kugel bestehen.
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Die andere Zapfwelle trägt ein ähnliches Kupplungsglied 8, welches
jedoch eine andere Zahl (zwei,vier oder mehr) Mitnehmerfinder besitzt. Unterhalb
jeder Zapfwelle ist ein Trichter 12 als Fangtrog angeordnet. Oberhalb jeder Zapfwelle
befindet sich ein um eine horizontal liegende Welle verschwenkbarer Haken 13, der
unter der Kraft einer Feder 14 gegen einen Anschlag 15 gedrückt wird. Dieser Anschlag
15
ist so angeordnet, daß der Haken sich in einer Stellung befindet, in der er mittels
seiner Anlaufkante 16 von dem Schild 7 beim Einsetzen und Einkoppeln angehoben werden
kann und, sobald das Schild 17 die Einkuppelstellung erreicht hat, hinter das Schild
17 greift und dieses in der Einkuppelstellung festhält.
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Der Trichter 17 weist nicht nur zwei schräggestellte Seitenwände auf,
sondern auch eine schräggestellte Vorderwand. Dieser Trichter 12 dient zum Einführen
und Zentrieren der Unterkante des Schildes 17.
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Das Schild 17 trägt in einem Lager 18 einen Wellenstumpf 19, der auf
der dem Zapfwellengetriebe 1 abgewandten Seite eine Reihe von Nuten oder eine Verzahnung
trägt, die zweckmäßigerweise in der gleichen Weise wie die Zapfwellenverzahnung
ausgebildet ist. Es ist auch möglich, daß der Wellenstumpf 19 ein Teil des nachfolgenden
Kreuzgelenkes der angetriebenen Maschine ist. Auf P der anderen, dem Zapfwelengetriebe
1 zugewandten Seite trägt er das zweite Kupplungsglied 20. Dieses Kupplungsglied
20 besteht aus einem Rad, an dessen Stirnseite in der Nähe des Umfanges Mitnehmerklauen
21 angeordnet sind, die auf derjenigen Seite 22, die an den Mitnehmerfingern 9 anliegt,
eine eingearbeitete Kugelpfanne 23 aufweist, in die nach dem Einkuppeln die Kugel
11 des Mitnehmerfingers 9 eingreift. Diese Kugeln - man kann auch Kegelstümpfe verwenden
- sorgen für eine ausgezeichnete Zentrierung und gewährleisten eine verchleiß- und
reibungsfreie Kraftübertragung.
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Über den Wellenstpf 19 wird die Hülse 24 der Antriebswelle 25 für
das anzutreibende Gerät herübergeschoben und befestigt. Teil 19, 24, 25 können aber
auch ein einziges Teil sein, welches mit der Antriebswelle des Gerätes verbunden
ist.
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Das Schild 17 weist in seinem oberen Teil, der über den Rahmen 3 hinaussteht,
ein Randgriffloch 26 auf, so daß als oberes Ende des Schildes 17 ein Eandgrit! 27
entsteht. An diesem wird das Schild getragen und in den Trichter 12 eingesetzt.
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Um das Schild 17 in den Trichter 12 gut einsetzen zu kennen ist das
Schild 17 zweimal gekröpft, wobei am oberen und am unteren Ende des Schildes parallel
zueinander verlaufende Flächen entstehen, die durch eine Schräg.
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fläche 28 unterbrochen sind. Der Neigungswinkel dieser Schrägfläche
wird so gewählt, daß bei Anlage der Schrägfläche 28 an der Wand des Trichters 12,
wie es in Fig. 4 dargestellt-ist, das Schild 17 nicht vertikal steht. In der vertikalen
Stellung des Schildes 17 (Fig.3) ist die Flache 28 weniger gegen die Vertikale geneigt
als die Wand des Trichters 12.
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Das untere Ende des Schildes 17 läuft entweder in zwei Zentrierzapfen
49 und/oder einen länglichen Zentrierdorn 29 aus, die durch Löcher im Boden des
Trichters 12 zentriert werden. Diese Zentrierzapfen oder der Zentrierdorn sind konisch
oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet . Auf diese Weise wird die Unterseite des
Schildes 17 zentriert.
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Die Oberseite des Schildes 17 wird durch den Haken 13 zentriert, der
in eine für sein Eingreifen vorgesehene Ausnehmung 30 einfallt, sobald das Schild
aus der Stellung der Fig. 4 in die Stellung der Fig. 3 gedrückt wird. Die Seitenkanten
der Ausnehmung 30 bewirken dabei die Zentrierung nach den Seiten hin, während die
Feder 14 einen Teil der Zentrierkraft in vertikaler Richtung übernimmt. Der andere
Teil der Zentrierkraft ist durch die Schwerkraft bewirkt, die auf das Schild und
die angeschlossene Antriebswelle wirkt. Eine Feinzentrierung kann mit Einstellschrauben
31 am Boden des Trichters bewirkt werden, die vertikal verstellbar sind sowie durch
Einstellschrauben 32, die
horizontal verstellbar sind.
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Der Haken 13 weist eine durch den Rahmen 3 hindurchtretende Handhabe
33 auf. Mit dieser Handhabe kann der Haken 13 angehoben werden, so daß beim Abkoppelvorgang
das Schild 17 aus der Stellung der Fig. 3 in die Stellung der Fig. 4 einfällt.
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Die Tätigkeiten des Abkoppelns und Ankoppelns können vom Schleppersitz
ausgeführt werden, wenn hierzu ein Stab benutzt wird, wie er in Fig. 8 und Fig.
9 dargestellt ist.
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Dieser Stab 34 weist in der Mitte ein feststellbares Gelenk 35 auf,
um ihn zusammenklappbar zu machen. Am einen Ende weist der Stab 34 einen Handgriff
36, am anderen Ende einen Haken 37 auf. Dieser Haken 37 hat die Form eines halben
Rohres, welches an der einen Stirnseite eine Ausnehmung 38 aufweist. Dieser Haken
37 wird benutzt, um am Handgriff 27 anzugreifen. Die Ausnehmung 38 kann dabei an
die Seitenflächen des Handgriffloches 26 angreifen, kann aber auch an die Handhabe
33 angreifen.
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Das Einkuppeln mit dieser Vorrichtung wird so vorgenom meaD daß das
am Ende einer Antriebswelle befestigte Schild 17 mit seiner Unterseite inden Trichter
12 eingesetzt wird, wie es Fig. 4 zeigt. Dazu dient der Handgriff 27.
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Die. doppelte Kröpfung bewirkt, daß die Unterkante des Schildes 17
mit dem Zentrierdorn 19 bereits in den Trichter 12 eingesetzt werden kann, sich
die beiden Kuppflungsteile noch weirt entfernt voneinander befinden. Hat man den
Zentrierdorn 29 über die Oberkante des Trichters 12 herübergesetzt, kann man den
Handgriff 27 einfach loslassen und das Schild 17 rutscht mit Sicherheit in die in
Fig. 4 dargestellte Stellung hinein. Dann braucht nur noch das Schild in die in
Fig. 3 gezeigte Stellung verschwenkt
su werden, was durch einfaches
Drücken am Handgritt 27 möglich ist. Hierbei greifen die Kupplungsteile ineinander
und gelangen so in die eingekuppelte Stellung. der federbelastete Haken 13 wird
hierbei durch seine Anlaufkante 16 hochgehoben und fällt mit seinerRaltenase hinter
das Schild 17, sobald dieses die vertikale Stellung bzw. die Einkuppelstellung erreicht
hat, Zum Entkuppeln braucht man nur an der Handhabe 33 anzufassen und nach oben
zu ziehen, so daß der Haken 13 entgegen der Kraft der Feder 14 verschwenkt wird,
Dadurch fällt das Schild 17 aus seiner in Fig. 3 gezeigten Stellung in die in Fig.
4 gezeigte Stellung. Dabei erfolgt das Entkoppeln der beiden Kupplungsglieder. 3ieraui
wird das Schild an dem Handgriff 27 hochgehoben und dann das Schild beiseitegesetzt.
Alle diese Arbeitsvorgänge verlaufen ohne jegliche Unfallgefahr, weil sich die Hände
der Bedienungaperson weitab von der Zapfwelle und den sich drehenden Kupplungsteilen
befinden.
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Das in Fig. 10 dargestellte Kuppelglied 39 ist verschiebbar auf der
Zapfwelle 5 angeordnet, die an ihrem Ende einen Begrenzer ftir die Verschiebung
des Kuppelgliedes 39 in Forir eines federnden Sicherungsringes 40 trägt, der in
eine Nut am Zapfwellenende gelagert ist. Das Kuppelglied 39 steht unter der Kraft
einer Feder 41, die sich gegen den Feder teller 42 ab stützt, dar seinerseits gegen
einen Absatz 50 auf der Zapfwelle 5 gedrückt ist. In halbkugelförmige Ausnehmungen
43 der Mitnehmerflächen 44 der Mitnehmerfinger 45 sind Kugeln 46 eingesetzt, die
Zapfen 47 tragen, die mit Speil in achsparallelen Bohrungen 48 in den Mitnehmerfingern
45 gelagert sind. Diese Zapfen verhindern ein Herausfallen der Kugeln. Die Feder
41 erleichtert ein Einkuppeln,
indem sie ein Zurückschieben des
Kupplungsgliedes 39 beim Einkuppeln ermöglicht. Das zurückgeschobene Kupplungsglied
39 springt bei drehender Zapfwelle sofort in die Kuppelstellung, sobald die Mitnehmerklauen
des anderen Kupplungsgliedes dieses zulassen.