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Dokumentenidentifikation DE60116062T2 24.08.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001261515
Titel BLOCKIERUNGSSYSTEM FÜR EIN DREHLAGER
Anmelder John Deere Forestry Oy, Tampere, FI
Erfinder HYYTIÄINEN, Jouko, FIN-33100 Tampere, FI
Vertreter GRAMM, LINS & PARTNER GbR, 38122 Braunschweig
DE-Aktenzeichen 60116062
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 08.03.2001
EP-Aktenzeichen 019194745
WO-Anmeldetag 08.03.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/FI01/00226
WO-Veröffentlichungsnummer 2001066407
WO-Veröffentlichungsdatum 13.09.2001
EP-Offenlegungsdatum 04.12.2002
EP date of grant 21.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse B62D 53/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F16D 1/108(2000.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verriegelungssystem gemäß dem Oberbegriff des beigefügten Anspruchs 1.

Für die Ernte sind Arbeitsmaschinen bekannt, die sich mit Rädern in einem Gelände bewegen. Diese beinhalten eine Erntemaschine, bei der eine Ernteeinrichtung am Ende einer Auslegereinrichtung, ein so genannter Erntekopf zum Schneiden und Fällen eines Baumstammes und zum Sägen in Stücke gewünschter Länge, vorgesehen ist. Die gesägten Baumstämme werden mit einem Ladeapparat oder einem Förderer, der mit einem Greifer ausgestattet ist, gesammelt und in seinen Laderaum befördert. Eine Erntearbeitsmaschine mit Knicklenkung besteht beispielsweise aus zwei Rahmenteilen, die angeordnet sind, um über ein Gelenk relativ zueinander um eine vertikale Achse zu drehen. Eine Drehbasis ist am ersten Rahmenteil montiert, um um die vertikale Achse zu drehen, und ist mit einer Kabine und einer Auslegereinrichtung ausgestattet, ein Erntekopf ist am Ende der Auslegereinrichtung montiert. Die Auslegereinrichtung kann ebenfalls an einer separaten Drehbasis montiert werden, und die Kabine kann feststehen. Der zweite Rahmen ist mit einer Kraftquelle und einem Radpaar ausgestattet. Der erste Rahmenteil enthält normalerweise ein oder zwei Radpaare.

Ein anderer bekannter Förderer, der mittels Rädern beweglich ist, ist in der schwedischen Patentveröffentlichung 509 907 offenbart und beinhaltet zwei Rahmenteile, die über ein Gelenk miteinander verbunden sind. Eines der Rahmenteile ist mit einem Laderaum ausgestattet, wo die Baumstämme durch eine Ladeeinrichtung vom Boden gesammelt werden, dessen Auslegereinrichtung normalerweise ebenfalls am vorderen Teil des zweiten Rahmenteils befestigt ist. Der erste Rahmenteil ist mit einer Kabine und einer Kraftquelle für die Arbeitsmaschine ausgestattet. Um die Beweglichkeit im Gelände zu verbessern, sind die Rahmenteile angeordnet, um durch eine Drehkupplung relativ zueinander um eine Achse in Längsrichtung des Rahmens gelenkig verbunden zu werden. Die Drehbewegung ist normalerweise begrenzt. Zusätzlich dazu wird die Arbeitsmaschine durch das Lenken der Rahmenteile um eine vertikale Achse durch Zylinder gesteuert.

Zur Zeit sind ebenfalls so genannte kombinierte Maschinen bekannt, die die Funktionen einer Erntemaschine und eines Förderers kombinieren. In einem Beispiel umfasst die Arbeitsmaschine zwei Rahmenteile, die um eine Längs- und Vertikalachse gedreht werden können. Dabei ist der erste Rahmenteil sowohl mit einer Auslegereinrichtung und einer Kabine, z.B. auf einer Gelenkdrehbasis, als auch mit einer Kraftquelle ausgestattet, und das zweite Rahmenteil ist mit einem Raum für die Ladung ausgestattet. Das zweite Rahmenteil wird normalerweise von zwei getrennten Radachsen getragen.

Um die Stabilität der Arbeitsmaschinen aufrecht zu erhalten, als Beispiel kann hier das Dokument GB-A-2258437 angesehen werden, welches an die einleitenden Merkmale des Anspruchs 1 erinnert, muss es möglich sein, die Drehkupplung zu verriegeln, um die Drehung der Rahmenteile zu verhindern. Insbesondere wenn die Auslegereinrichtung benutzt wird, z.B. während des Ladens, Schneidens und Entastens, wird diese Position verriegelt, wobei das Gewicht des zweiten Rahmenteils auch als Gegengewicht benutzt wird. Die dargestellte Drehkupplung beinhaltet normalerweise ein Axiallager, welches ein einreihiges Lager mit Füllloch ist. Der äußere Ring und der innere Ring des Lagers sind an unterschiedliche Rahmenteile gekoppelt. Der Rahmenteil kann ebenfalls mit einem Transversalgelenk ausgestattet sein, um welches sich die Drehkupplung und das Rahmenteil drehen.

Wie bekannt, ist die Drehkupplung ebenfalls mit getrennten Bremsscheiben ausgestattet, die durch Bremszylinder verriegelt werden. Die Bremsscheiben und die Bremszylinder werden groß, und sie müssen außerhalb der Drehkupplung platziert werden, was die Größe und das Gewicht der Drehkupplung deutlich erhöht. Aufgrund der Montage und der Größe der Bremsscheiben ist die Drehung häufig nur innerhalb erlaubter Grenzen möglich, was die Bewegung der Rahmenteile einschränkt. Das Gelenk kann beispielsweise mit einer bogenförmigen Verzahnung ausgestattet sein, wobei sich die Zähne in axialer Richtung erstrecken. Die Drehbewegung wird durch Verriegelungsmittel, die in der radialen Bewegung [Richtung) bewegbar sind, verriegelt und durch die Verzahnung festgelegt. Z.B. ist eine getrennte Zylinderkonstruktion zur Bewegung der Verriegelungsmittel, die durch ein unter Druck stehendes Medium betrieben wird, oft ebenfalls von beträchtlicher Größe. Wie auch immer, insbesondere die Verriegelungskraft eines einzigen Verriegelungsmittels verursacht auch ein unnötiges und ungleiches Drehmoment zwischen dem äußeren und dem inneren Ring des Axiallagers, was das Axiallager beansprucht. Folglich erhöhen die Verriegelungen des Standes der Technik die Größe der Gelenke und die Beanspruchungen.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben angeführten Probleme zu beseitigen. Um diesen Zweck zu erreichen, ist das Verriegelungssystem gemäß der Erfindung in erster Linie durch das gekennzeichnet, was im kennzeichnenden Teil des beigefügten Anspruchs 1 vorgestellt werden wird.

Durch die Nutzung der Erfindung wird eine erheblich integrierte und kompakte Konstruktion erzielt, wobei diese auch in verschiedenen Drehkupplungen verwendet werden kann, die auch Gelenke in Transversalrichtung beinhalten. Das Verriegelungssystem ermöglicht es ebenfalls, die Rahmenteile relativ zueinander ohne Begrenzung zu drehen. Ein spezieller Vorteil wird dadurch erreicht, dass das Axiallager der Drehkupplung in verriegelter Position keinen Kräften ausgesetzt ist, die durch die Verriegelung verursacht wurden. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein weiterer spezieller Vorteil ein großer ringförmiger Hydraulikraum für das unter Druck stehende Medium, wobei die erforderlichen Steuerdrücke zur Aufrechterhaltung sogar großer Verriegelungskräfte ebenfalls angemessen aufrechterhalten werden können. Die Anzahl der getrennten Hydraulikräume kann ebenfalls einfach erhöht werden. Ein Vorteil ist, dass externe Energie und das unter Druck stehende Medium nur benutzt werden, wenn sie für die Verriegelung und für die Aufrechterhaltung der Verriegelung benötigt werden, und dass die Verrieglung dank der Ausgestaltung der Verzahnung automatisch gelöst wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Rest der Verzahnung ebenfalls in einer Weise angeordnet werden kann, dass er keine Verriegelungs- oder Lösekräfte verursacht, wobei das Verriegelungssystem einfach bewegt werden kann. Der Hydraulikraum und die Verzahnungen können ringförmig ausgeführt sein, wobei eine ausbalancierte Last und die Funktionsfähigkeit der Drehkupplung in allen Drehpositionen erzielt werden. Insbesondere die zylindrischen, zentral angeordneten Teile des Verriegelungssystems sind einfach herzustellen, z.B. durch Drehen.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Verwendung eines Verriegelungssystem gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung unter Bezugnahme auf die beigefügten Bilder als ein Beispiel detaillierter beschrieben, in denen

1 die perspektivische Ansicht einer Drehkupplung in einer Arbeitsmaschine zeigt, die in Verbindung mit einem Drehgelenk und seinen Steuerzylindern verwendet wird,

2 die Drehkupplung aus 1 in einem Querschnitt in der Seitenansicht zeigt, um ein Verrieglungssystem gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung darzustellen, und

3 eine perspektivische Darstellung des Verriegelungssystems aus 2, losgelöst von der Drehkupplung, zeigt.

In 1 ist die Drehkupplung 1 in einer Anwendung im Zusammenhang mit einem Drehgelenk 7 zwischen den Rahmenteilen 5 und 6 einer Arbeitsmaschine gezeigt. Die Drehkupplung 1 ist zwischen dem ersten Rahmenteil, der in dieser Beschreibung auch Vorderteil 5 genannt wird, und dem zweiten Rahmenteil, das in dieser Beschreibung auch Heckteil 6 genannt wird, angeordnet, die Rahmenteile sind relativ zueinander um eine Achse X1 drehbar. Das Rahmenteil 6 ist in einer Ausschnittsansicht gezeigt. Die Achse X1 ist normalerweise parallel zu der Längsachse der Arbeitsmaschine, wenn die Rahmenteile 5 und 6 hintereinander in der Arbeitsmaschine befestigt sind, wobei es den Rahmenteilen ermöglicht wird, sich um die Längsachse zu drehen. Der vordere Rahmenteil der Arbeitsmaschine kann entweder Rahmenteil 5 oder 6 sein. Der erste Rahmenteil 5 der Arbeitsmaschine ist ebenfalls mit einem Gelenk 7 ausgerüstet, wodurch die Kupplung 1 und der Rest des Rahmenteils 5 relativ zueinander um eine vertikale Achse Z1 gedreht werden können. Das Gelenk 7 wird zur Rahmensteuerung der Arbeitsmaschine benutzt. Zu diesem Zweck enthält das Gelenk 7 zwei Halterungen 7a und 7b, die im Abstand zueinander zum Lagern ausgebildet sind. Die Halterungen sind vorzugsweise auf unterschiedlichen Seiten der Achse X1 angeordnet. Vorzugsweise schneidet die Achse Z1 die Achse X1. Es ist offensichtlich, dass das Gelenk 7 auch vollständig entfernt werden kann, wobei sich die Rahmenteile 5 und 6 nur relativ zueinander drehen. Alternativ kann das Rahmenteil 6 mit einem Gelenk 7 des dargestellten Typs ausgestattet sein. Es ist auch möglich, dass beide Rahmenteile mit solch einem Gelenk ausgestattet sind. Weiterhin kann das Gelenk 7 nur einen Zylinder enthalten.

Halterungen 9a und 9b sind symrnetrisch auf unterschiedlichen Seiten der Achse Z1, mit einem Abstand voneinander, vorgesehen. Das erste Ende eines ersten Drehzylinders 2 ist mit einem Gelenk an der Halterung 9a befestigt, und das erste Ende des zweiten Drehzylinders 3 ist mit einem Gelenk an der Halterung 9b befestigt. Die zweiten Enden der Zylinder 2 und 3 sind mit einem Gelenk an dem Teil des ersten Rahrenteils 5 angebracht, das an dem Gelenk 7 befestigt ist. Durch die Steuerung der Linearbewegung der Zylinder werden die Rahmenteile, z.B. für die Rahmensteuerung, relativ zueinander um die Achse Z1 gedreht. Die Zylinder werden an beiden Enden um eine im Wesentlichen vertikale Achse gedreht.

Ein geschütztes Lager gemäß 2 ist zwischen dem Vorderteil 5 und dem Heckteil 6 angeordnet, das es diesen erlaubt, getrennt um die Achse X1 zu drehen. Durch das Lager wird ebenfalls die Trennung des Vorderteils und des Rahmenteils voneinander in Richtung der Achse X1 verhindert. Das Lager ist vorzugsweise als ein ringförmiges Lager mit Füllloch ausgeführt, das als solches bekannt ist, welches zentral auf der Achse X1 platziert ist, dessen äußerer Ring mit dem Heckteil 6 und dessen innerer Ring mit dem Vorderteil 5 verbunden ist. Ein Verriegelungssystem L gemäß der Erfindung ist ebenfalls innerhalb der Drehkupplung 1 angeordnet, wobei ebenfalls die Drehung des Vorderteils 5 und des Heckteils 6 relativ zueinander verhindert wird, wenn nötig. In der verriegelten Position wird die Drehbewegung zwischen den Rahmenteilen übertragen. Die Drehkupplung 1 ist normalerweise während der Beladung der Arbeitsmaschine und während der Benutzung der Auslegereinrichtung verriegelt und während des Fahrens frei.

2 zeigt das Verriegelungssystem L in einem Querschnittsauschnitt entlang der Achsen X1 und Z1 der 1. Nur die notwendigen Teile der Rahmenteile 5 und 6 sind dargestellt. In der dargestellten Ausgestaltung sind das Verriegelungssystem L und das Ringlager 11 rotationssymmetrische Teile, die zentral auf der Achse X1 platziert sind. Das Verriegelungssystem L ist in der verriegelten Position gezeigt, wobei das Verriegelungsmittel 12 nach links bewegt wird und wobei eine erste Verzahnung 13 und eine zweite Verzahnung 14 in Kontakt miteinander stehen. Das Ringlager 11 umfasst einen äußeren Ring 11a und einen inneren Ring 11b. Der innere Ring 11b ist vorzugsweise durch eine Schraubbefestigung mit dem Vorderteil 5 verbunden, die mit einer einfachen Strich-Punkt-Linie dargestellt ist. Der äußere Ring 11a ist an das Heckteil 6 gekoppelt, das mit einer einfachen Strich-Punkt-Linie dargestellt ist.

Das Verriegelungssystem L enthält eine Verzahnung 14, die mit dem Vorderteil 5 um die Achse X1 drehbar ist und eine ringförmige Stirnfläche enthält, die dem Heckteil 6 gegenüberliegt, die im Wesentlichen eine Standardbreite hat und mit radialen Zähnen ausgestattet ist. Das Verriegelungssystem L umfasst eine innere Verzahnung 15, die sich mit dem Heckteil 6 um die Achse X1 dreht und eine ringförmige Stirnfläche enthält, die der Achse X1 gegenüberliegt, die im Wesentlichen eine Standardbreite hat und mit axialen Zähnen ausgestattet ist. Das Verriegelungssystem L umfasst ebenfalls ein steifes Verriegelungsmittel 12, das in Richtung der Achse X1 beweglich ist und in funktionalem Kontakt mit den Verzahnungen 14 und 15 angeordnet ist, wobei es die Drehbewegung zwischen dem Vorderteil 5 und dem Heckteil 6 überträgt und sich gleichzeitig mit dem Heckteil 6 dreht.

Das Verriegelungsmittel 12 enthält eine Verzahnung 13, die an ihrem ersten Ende 12a angeordnet ist und eine ringförmige Stirnfläche enthält, die der Verzahnung 14 gegenüberliegt, die im Wesentlichen eine Standardbreite hat und mit radialen Zähnen ausgestattet ist. Die Verzahnungen 13 und 14 sind als konzentrisches Zahnradpaar in einem Kontakt miteinander verbunden, der Drehbewegung und Kraft überträgt, wobei die Drehbewegung zwischen dem Verriegelungsmittel 12 und dem Vorderteil 5 verhindert wird. Wenn das Verriegelungsmittel 12 ohne Kontakt ist, ist die entgegengesetzte Drehbewegung möglich.

Das Verriegelungsmittel 12 enthält eine äußere Verzahnung 16, die an ihrem zweiten Ende 12b angeordnet ist und eine ringförmige Stirnfläche enthält, die sich radial von der Achse X1 erstreckt und mit axialen Zähnen ausgestattet ist, die zum Beispiel durch eine Nutung gebildet wurden. Die Verzahnungen 15 und 16 sind als konzentrisches und zylindrisches inneres Zahnradpaar ausgestaltet, um ständig in einem Kontakt zu bleiben, der die Drehbewegung überträgt, wobei immer die Drehbewegung zwischen dem Verriegelungsmittel 12 und dem Heckteil 6 verhindert wird. Die Verzahnung 16 ist angeordnet, um in Richtung der Achse X1 hin und her in die Verzahnung 15 zu gleiten, um eine Bewegung des Verriegelungsmittels 12 zu erlauben.

Das Verriegelungsmittel 12 ist vorzugsweise als röhrenförmiges, rotationssymmetrisches Teil ausgebildet, und die Verzahnungen sind vorzugsweise ringförmig, umfangsförmig oder kreisförmig, wobei die unbeschränkte Drehbewegung und Verriegelung der Rahmenteile in allen Drehpositionen möglich ist. Wenn die Drehkupplung 1 verriegelt ist, überträgt das steife Verbindungsmittel 12 das Drehmoment effektiv zwischen den Rahmenteilen der Arbeitsmaschine.

Die radiale äußere Oberfläche 18 des Verriegelungsmittels 12 ist außerdem mit einer umfänglichen axialen Stirnfläche 17 versehen. Durch eine Kraft, die auf die Stirnfläche 17 aufgebracht wird, wird das Verriegelungsmittel 12 in Richtung der Achse X1 zur Verzahnung 14 bewegt. Die Kraft wird durch einen Druckeffekt durch ein unter Druck stehendes Medium in dem Bereich der Stirnfläche 17 produziert. Durch den Krafteffekt wird die Drehkupplung 1 verriegelt, und durch das Lösen der Kraft wird die Drehkupplung 1 gelöst. Auf beiden Seiten der Stirnseite 17 ist das Verriegelungsmittel 12 mit zylindrischen äußeren Dichtoberflächen auf der äußeren Oberfläche 18 versehen. Die Oberflächen sind zu der zylindrischen inneren Oberfläche 19 abgedichtet, die in einem Dichtungselement 21 eingepasst ist, das sich mit dem Vorderteil 5 und dem inneren Ring 11b dreht. Nuten, die an beiden Seiten der Stirnseiten 17 und 20 an der Oberfläche 19 angeformt sind, sind mit Dichtungen 22 und 23 versehen. Die Nut auf der Oberfläche 19 ist außerdem mit einem Lager 25, z.B. einem Gleitlager, versehen, um die Mittel 12 und 21 durch ein Lager zu verbinden. Die innere Oberfläche 19 des Dichtungselements 21 ist außerdem mit einer umfänglichen axialen Stirnfläche 20 versehen. Die Stirnflächen 20 und 17 liegen einander gegenüber. Die äußere Oberfläche 18 und die innere Oberfläche 19 liegen ebenfalls einander gegenüber. Der Bereich der Oberfläche 20 ist ebenfalls der oben genannten Druckwirkung durch das unter Druck stehende Medium ausgesetzt. Jedoch ist es der Oberfläche 20 und dem Dichtungselement 21 nicht möglich, sich in Richtung der Achse X1 relativ zu dem inneren Ring 11b oder der Verzahnung 15 zu bewegen. Der Bereich der Oberfläche 20 ist somit einer Gegenkraft für die Kraft, die auf die Oberfläche 17 einwirkt, ausgesetzt und bewegt das Verriegelungsmittel 12 in axialer Richtung. Die Gegenkraft wirkt durch den inneren Ring 11b auf den Vorderteil 5. Ähnlich wird die Kraft, die in den Verzahnungen 13 und 14 wirkt, vom Teil 29 auf den Vorderteil 5 ausgeübt, wobei ein deutlicher Vorteil ist, dass keine Belastungskräfte durch die Verriegelung verursacht werden, die zwischen dem inneren Ring 11b und dem äußeren Ring 11a wirken.

Die äußere Oberfläche 18, die innere Oberfläche 19 und die Stirnflächen 17 und 20 bilden einen ringförmigen Hydraulikraum 24 für ein unter Druck stehendes Medium. Das Volumen des Hydraulikraums 24 verändert sich, wenn das Verriegelungsmittel 12 bewegt wird, wobei das Verriegelungsmittel 12 als eine Art Kolben und eine Kolbenstange verwendet wird und das Dichtungselement 21 als eine Art Zylinder verwendet wird. Der Abstand zwischen den Oberflächen 17 und 20 in axialer Richtung ist größer als die Länge der miteinander verbundenen Verzahnungen 13 und 14 in verriegelter Position des Verriegelungsmittels 12. Es ist somit möglich, die Verriegelung zu lösen, und die Verzahnungen reiben nicht aneinander. Zur gleichen Zeit ist die Länge der Verzahnung 16 um das jeweilige Maß größer als die Breite der Verzahnung 15, um den Kontakt in den unterschiedlichen Positionen des Verriegelungsmittels 12 aufrecht zu erhalten. Das Dichtungselement 21 ist mit mindestens einem Kanal (nicht gezeigt in den Figuren) für die Beförderung des unter Druck stehenden Mediums in den und aus dem Hydraulikraum 24 versehen. Das unter Druck stehende Medium wird zum Beispiel durch Röhren oder Schläuche in den Kanal eingeführt.

Das unter Druck stehende Medium kann durch Ventile, die als solche bekannt sind, gesteuert werden, wodurch der Druck, der Volumenstrom, und die Flussrichtung des unter Druck stehenden Mediums, z.B. durch einen hydraulisch, elektrisch gesteuerten Steuerkreis, in gewünschter Weise gesteuert werden kann. Der Steuerkreis kann z.B. in Verbindung mit einem anderen Steuerkreis der Arbeitsmaschine angeordnet werden, wobei die Arbeitsweise außerdem automatisch durch das Steuersystem der Arbeitsmaschine gesteuert werden kann. Wie auch immer, die Dimensionierung des benötigten Druckes und des Volumenstromes und des Steuerkreises für unterschiedliche Situationen und Ladungen ist für jeden Fachmann auf der Basis der obigen Beschreibungen offensichtlich, wodurch eine detaillierte Beschreibung nicht notwendig wird. Ähnlich wird die letztendliche Dimensionierung der Verzahnungen, z.B. die detailliertere Auswahl der Profile, Räume, Anzahl und anderer Parameter der Zähne und ihre Tests für die Arbeit im Verriegelungssystem in verschiedenen Beladungssituationen für jeden Fachmann auf Basis der obigen Beschreibung offensichtlich.

Die Arbeitsweise des Verriegelungsmittels 12 wird in folgender Weise geregelt. Wenn verriegelt und wenn das Vorderteil 5 gedreht wird, dreht die Verzahnung 14 die Verzahnung 13 und ferner das Heckteil 6 über die Mittel 12 und die Verzahnungen 15 und 16. Aufgrund des Profils der Verzahnungen 14 und 13 wird das Verriegelungsmittel 12 einer Kraft, die die Verriegelung löst und in Richtung der Achse X1 wirkt, ausgesetzt. Diese Kraft wird durch die Kraft der Druckeinwirkung im Hydraulikraum 24 kompensiert. Aufgrund des Profils der Verzahnungen 15 und 16 sind insbesondere Reibungskräfte zwischen ihnen wirksam, die dem Gleiten des Verriegelungselementes 12 in unterschiedliche Richtungen widerstehen. Gemäß der Erfindung sind die Profile der Verzahnungen so dimensioniert, dass die verursachte axiale Reibungskraft kleiner als die oben genannten Lösekräfte ist. Die Verzahnung ist vorzugsweise axial, wobei das Mittel 12 axialen (X1) Kräften ausgesetzt ist, die durch die Übertragung der Drehbewegung verursacht werden, die so klein wie möglich sind. Somit wird, wenn die Druckwirkung des Hydraulikraums 24 zurückgenommen wird (das unter Druck stehende Medium wird entladen und der Druckraum 24 wird kleiner), die Verriegelungseinrichtung 12 automatisch durch die Einwirkung der lösenden Kraft bewegt, und die Verriegelung ist automatisch gelöst. Die Verriegelung wird durch die Wiederherstellung der Druckwirkung des Hydraulikraums 24 wieder hergestellt (das unter Druck stehende Medium wird eingeführt und der Hydraulikraum 24 wird ausgedehnt).

Um das Auslösen der Verriegelung sicher zu stellen und um die Verzahnungen 13 und 14 weiter von einander weg zu bewegen, wird eine Druckfeder 26 benutzt. Die Feder 26 produziert eine axiale Kraft, die das Verriegelungsmittel 12 bewegt. Die Feder 26 kann in ihrer Konstruktion leicht, z.B. eine Schraubenfeder, sein, weil sie nur die Reibungskräfte kompensieren muss, die sowohl durch die Dichtungen 22, 23 und das Lager 25 als auch durch die Reibungskräfte zwischen den Verzahnungen 15 und 16 verursacht werden. An ihrem ersten Ende wirkt die Feder 26 auf ein umfängliches Endstück 27, das vorzugsweise durch eine Schraubverbindung an dem Verriegelungsmittel 12 befestigt wird. An ihrem zweiten Ende wird die Feder 26 durch ein ringförmiges Federlagerungsteil 28 unterstützt, das um das Verriegelungsmittel 12 herum geführt ist und außerdem mit einer inneren Verzahnung 15, z.B. durch Nuten, ausgestattet ist. Das Federlagerungsteil 28 ist vorzugsweise durch eine Schraubverbindung am Heckteil 6 befestigt. Die Verzahnung 14 ist an einem ringförmigen Endstück 29 ausgebildet, das ferner vorzugsweise durch eine Schraubverbindung am Vorderteil 5 befestigt ist. An dem Endstück 29 ist vorzugsweise durch Schraubverbindung ein ringförmiges Ringstück 30 befestigt, das sich innerhalb des Verriegelungsmittels 12 erstreckt und gegen dasselbe abgedichtet ist, um das Verriegelungsmittel 12 zu unterstützen. Das Dichtungselement 21 ist um das Verriegelungselement 12 herum und zentral innerhalb des ringförmigen Lagers 11 platziert. Das Dichtungselement 21 ist an dem inneren Ring 11 vorzugsweise durch eine Schraubverbindung befestigt. Das Dichtungselement 21 und der innere Ring 11b können außerdem in ein Teil integriert sein. In gleicher Weise können zum Beispiel sowohl die Teile 29 und 30 als auch die Teile 12 und 27 in ein Teil integriert sein, in der vorliegenden Erfindung sind sie getrennt, insbesondere um die Herstellung der Verzahnungen zu erleichtern. Die Teile 27 und 28 bilden vorzugsweise einen ringförmig abgedichteten Raum für die Federn 26.

Ein schützender Hohlraum 31, durch den es möglich ist, Rohre, Schläuche und Kabel für Elektrizität und das unter Druck stehende Medium vom einen Rahmenteil der Arbeitsmaschine zum anderen zu leiten, verbleibt im Zentrum des Verriegelungssystems L. Das Dichtungselement 21 wird nicht in axialer Richtung bewegt, und in der dargestellten vorteilhaften Ausgestaltung wird es mit dem Vorderteil 5 gedreht. Das Dichtungselement 21 kann auch am Heckteil 6 befestigt sein, wobei es mit dem Heckteil 6 zusammen mit dem Verriegelungsmittel 12 gedreht wird. Somit wird die oben beschriebene Gegenkraft durch das Heckteil 6 auf den äußeren Ring 11a aufgebracht, wobei das Lager 11 einer Belastung zwischen dem inneren Ring 11b und dem äußeren Ring 11a ausgesetzt ist, die durch die Verriegelung verursacht wurde. Somit kann die Verzahnung 15 in dem Dichtungselement 21 ausgebildet werden oder die Funktionsweisen, z.B. des Federlagerungsteils 28 und des Dichtungselements 21, können zumindest teilweise kombiniert werden.

Es ist außerdem offensichtlich, dass die Verzahnungen 13 und 14 ebenfalls in die Richtung der Längsachse X1 gekippt werden können, wodurch sie konisch werden. Ferner ist es offensichtlich, dass die Verzahnungen 15 und 16 außerdem in die Richtung der Längsachse X1 gekippt werden können, wodurch der Kontakt zwischen ihnen gelöst werden kann, wenn das Verriegelungselement 12 bewegt wird und wodurch sie konisch werden. Somit sind auch die Verzahnungen 15 und 16 in einer Weise angeordnet, dass sie in einen Kontakt gesetzt werden können, der die Drehbewegung überträgt, zumindest wenn das Verriegelungselement 12 blockiert ist. Jedoch können die Kräfte, die die Verriegelung, die durch das Profil der Zahnräder verursacht wird, lösen, so gesteigert werden, wodurch ebenfalls die erforderliche Presswirkung größer sein muss. Zur gleichen Zeit kann die Verbindung mehr Zeit beanspruchen und der Verschleiß der Verzahnungen wird gesteigert. Ferner sind der äußere Ring 11a und der innere Ring 11b einer Belastung unterworfen, die durch die diagonalen oder aufrechten Verzahnungen 15 und 16 verursacht wird, wenn das Verriegelungsmittel 12 an dem inneren Ring 11b befestigt ist. Es ist außerdem möglich, mehrere, getrennte Hydraulikräume 24 zwischen den Mitteln 12 und 21 vorzusehen, um eine ausreichende Kraftwirkung zu erzielen.

3 zeigt das Verriegelungssystem L, das von der Drehkupplung 1 abgenommen ist, um die kreisförmige und rotationssymmetrische Konstruktion des Systems zu zeigen. Die Figur zeigt außerdem die Verzahnungen 13, 14 und 16. Das System L ist in seiner verriegelten Position gezeigt. Die Bezugszeichen der 3 entsprechen den Bezugszeichen der 2, und das Endstück 29 ist z.B. außerdem in 1 sichtbar. Es ist offensichtlich, dass die Verzahnungen außerdem aus einer oder mehreren bogenförmigen Teilen verschiedener Längen bestehen können, die nur einen Teil des Umfangs abdecken, insbesondere wenn die Drehbewegung der Drehkupplung begrenzt ist. In der Ausgestaltung der 3 können die Verzahnungen 15 und 16 bogenförmig sein. Für eine ausgewogene Belastung müssen die getrennten bogenförmigen Teile symmetrisch in Bezug zu der Achse X1 platziert werden.

Die Erfindung ist nicht nur auf die oben aufgeführten Ausgestaltungen begrenzt, sondern kann innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche modifiziert werden.


Anspruch[de]
  1. Verriegelungssystem für eine Drehkupplung, bei dem die Drehkupplung (1) ein Lager (11, 11a, 11b) aufweist, um mit einem ersten Rahmenteil (5) und einem zweiten Rahmenteil (6) in einer Arbeitsmaschine verbunden zu werden, um die Rahmenteile zueinander um eine axiale Richtung (X1) zu drehen, wobei das Verriegelungssystem (L) zur Verriegelung und zur Freigabe der Drehbewegung zwischen den Rahmenteilen (5, 6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungssystem (L) ein starres Verriegelungsmittel (12) enthält, das in axialer Richtung (X1) beweglich angeordnet ist und ausgestattet ist mit

    – einer ersten Verzahnung (13), die zur Verriegelung mit dem Verriegelungsmittel (12) in einen ersten Kontakt mit einer zweiten Verzahnung (14) versetzt werden kann, um die Rotationsbewegung zu übertragen, die zweite Verzahnung (14) ist angeordnet, um sich mit dem ersten Rahmenteil (5) zu drehen, wobei die Verzahnungen (13, 14) zur Freigabe der Verriegelung in einer Weise ausgebildet sind, dass zwischen ihnen ein Krafteffekt ausgebildet wird, der den ersten Kontakt löst,

    – einer dritten Verzahnung (16), die zumindest während der Verrieglung in einem zweiten Kontakt mit einer vierten Verzahnung (15) angeordnet ist, um die Drehbewegung zu übertragen, die vierte Verzahnung (15) ist angeordnet, um sich mit dem zweiten Rahmenteil (6) zu drehen, wobei die Verzahnungen (15, 16) angeordnet sind, um das Verriegelungsmittel (12) mit dem zweiten Rahmenteil (6) um die axiale Richtung (X1) zu drehen, und

    – einem Dichtungselement (21), welches angeordnet ist, um mindestens einen geschlossenen Hydraulikraum (24) zwischen dem Verriegelungsmittel (12) und dem Dichtungselement (21) zu bilden, mit einem Volumen, das abhängig von der Bewegung des Verriegelungsmittels (12) variiert, wobei ein unter Druck stehendes Medium in und aus dem Hydraulikraum (24) befördert werden kann, wobei das Verriegelungsmittel (12) angeordnet ist, um durch die Einwirkung des unter Druck stehenden Mediums zum Blockieren und um blockiert zu bleiben verlagert zu werden.
  2. Verriegelungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (21) angeordnet ist, um mit dem ersten Rahmenteil (5) um die axiale Richtung (X1) drehbar zu sein.
  3. Verriegelungssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Dichtungselement (21) um das zylindrische Verriegelungsmittel (12) angeordnet ist, die Mittel (12, 21) sind angeordnet, um zentrisch im Inneren eines Lagers mit ringförmigen Umfang platziert zu werden, das als das Lager (11, 11a, 11b) benutzt wird.
  4. Verriegelungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verzahnung (13) und die zweite Verzahnung (14) in Bezug auf die axiale Richtung (X1) im Wesentlichen radial sind.
  5. Verriegelungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Verzahnung (16) und die vierte Verzahnung (15) zu der axialen Richtung (X1) im Wesentlichen parallel sind, wobei sie angeordnet sind, um in Kontakt zu bleiben, auch wenn das Verriegelungsmittel (12) bewegt wird.
  6. Verriegelungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikraum (24) ringförmig ist und zentrisch um die axiale Richtung (X1) platziert ist.
  7. Verriegelungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gleitlager zwischen dem Dichtungselement (21) und dem Verriegelungsmittel (12) angeordnet ist.
  8. Verriegelungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtung (22, 23) zur Abdichtung des Hydraulikraums (24) zwischen dem Dichtungselement (21) und dem Verriegelungsmittel (12) angeordnet ist.
  9. Verriegelungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Druckfeder (26), die das Lösen der Verriegelung unterstützt, angeordnet ist, um auf das Verriegelungsmittel (12) einzuwirken.
  10. Verriegelungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Verzahnung (15) und mindestens eine Druckfeder (26), die das Lösen der Verriegelung unterstützt, mit einem ringförmigen Federlagerungsteil (28) versehen sind, das um das Verriegelungsmittel (12) angebracht ist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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