NL8701418A - Automatische breekpenkoppeling. - Google Patents

Description

* Τ. ϊ C. van der Lely N.V., Maasland.

Automatische breekpenkoppeling

De uitvinding heeft betrekking op een breekpenkoppeling met ten minste één breekpen, die tijdens normaal bedrijf twee om een rotatieas roteerbare koppelingshelften onderling verbindt en die in ten minste één richting 5 verplaatsbaar met één van de koppelingshelften verbonden is en kan samenwerken met een opening voor de breekpen in de andere koppelingshelft.

Bekende breekpenkoppelingen omvatten een breekpen die na het afbreken van een deel van de breekpen onbruikbaar 10 is en met de hand vervangen moet worden.

De uitvinding beoogt een breekpenkoppeling te verschaffen, die gedurende een lange tijd en zonder verwisseling van de breekpen na elk geval van overbelasting bruikbaar is.

15 Volgens de uitvinding wordt dit bereikt, doordat de breekpen ten minste twee delen omvat waarbij, na het .afbreken van een eerste deel, een tweede deel zelfstandig de verbinding tussen de beide koppelingshelften herstelt en waarbij de breekpen zich ten opzichte van de rotatieas in 20 radiale richting, uitstrekt.

Op deze wijze wordt een breekpenkoppeling verkregen die aangepast is aan de gewenste efficiency bij het gebruik van moderne werktuigen, welke breekpenkoppeling met name voordelig toepasbaar is bij werktuigonderdelen die 25 moeilijk voor het verwisselen van delen van de breekpen bereikbaar zijn, als bijvoorbeeld bij grote landbouwwerktuigen.

Volgens een verder aspect van de uitvinding omvat de breekpenkoppeling een met de delen samenwerkend regel-30 mechanisme, dat na het af breken van het eers.te deel eerst na een vermindering van de rotatiesnelheid van de aangedreven koppelingshelft het tweede deel in een de beide koppelingshelften verbindbare stand brengt. Hiermede wordt bereikt dat na het af breken van een deel van de breekpen de •£7 A 1 ' > y * v s : ' > ! » * 2 verbinding tussen de beide koppelingshelften van de breekpen-koppeling niet eerder tot stand kan komen dan dat de aandrijving door de bedienaar bewust in toerental gereduceerd is. Op deze wijze voorkomt men enerzijds beschadiging van de 5 aangedreven delen en anderzijds het op onnodige wijze herhaaldelijk breken van delen van de breekpen.

Aan de hand van enkele in de tekening weergegeven breekpenkoppelingen zal de uitvinding nader worden toegelicht.

IQ Figuur 1 toont gedeeltelijk in aanzicht en gedeel telijk in doorsnede een breekpenkoppeling.

Figuur 2 toont een aanzicht van de breekpenkoppeling volgens de pijl II in figuur 1.

i

Figuur 3 toont een aanzicht van een gedeelte van 15 een andere breekpenkoppeling.

Figuur 4 toont een doorsnede van de breekpenkoppeling volgens de lijnen IV-IV in figuur 3.

Figuur 5 toont een doorsnede volgens de lijnen V-V in figuur 3.

20 De in figuur 1 weergegeven breekpenkoppeling omvat een koppelingshelft 1, die in het uitvoeringsvoorbeeld op niet weergegeven wijze is verbonden met een drijvende as. De koppelingshelft 1 omvat een althans ten dele holle as· 2 welke nabij een einde star is verbonden met een zich over enige 25 afstand in radiale richting uitstrekkende koppelingsplaat 3. De plaat 3 strekt zich, gezien in aanzicht volgens figuur 2, vanaf de as 2 in buitenwaartse richting lipvormig uit en heeft nabij het van de as 2 afgekeerde einde een breedte welke ongeveer overeenkomt met een derde van de grootte van 30 de diameter van de as 2. Tegen de van de as 2 afgekeerde zijde van de koppelingsplaat. 3 is een ring 4 gelast, welke zich vanaf de plaat 3 ten opzichte van de as 2 in tangentiale richting uitstrekt. De as 2 is roteerbaar om een rotatieas 2A. Op het van de rotatieas 2A afgekeerde vlak van de ring 4 35 is een houder 5 voor een breekpeneenheid 6 bevestigd. De houder 5 strekt zich hierbij vanaf de ring 4 in radiale en buitenwaartse richting uit en wordt gevormd door een cilindervormige huls. De breekpeneenheid 6 omvat een breekpen % 7 p i λ ; n ^cSjf ί V/ J λ U w 3 * # 7 met een aantal afbreekbare delen. Het buitenste einde van de breekpen 7 ligt opgesloten in een ringvormige zitting 8, welke zitting aan de van de breekpen afgekeerde zijde een steunvlak vormt voor een schroefvormige veer 9 die zich vanaf 5 de zitting 8 tot nabij het buitenste einde van de houder 5 uitstrekt. Het buitenste einde van de veer 9 ligt aan tegen een cirkelvormige plaat 10, welke met behulp van een borg-middel, gevormd door een borgpen 11, de veer in radiale richting opsluit. De borgpen 11 is verder voorzien van een 10 opsluitring 12 waardoor de pen 11 ten opzichte van de houder 5 gefixeerd is.

Binnen de ring 4 is een bus 13 gelegen welke zich vanaf de houder 5 in de richting van de rotatieas 2A uitstrekt en welke bus 13 dient voor het opnemen van de 15 kracht welke de breekpeneenheid 6 overbrengt. Hiertoe bezit de bus 13 een nauwe aansluiting met de breekpen 7. De bus 13 is bijvoorbeeld uit gehard materiaal samengesteld.

De breekpeneenheid 6 verbindt de koppe lings helft 1 met een koppelingshelft 14. De koppelingshelft 14 omvat een 20 co-axiaal om de rotatieas 2A gelegen koppelingsplaat 15, welke zich over enige afstand in axiale richting uitstrekt en nabij de rotatieas 2A een cilindervormige holte omvat. De . koppelingsplaat 15 is voorzien van een voor het opnemen van het breekperteinde bestemde huls 16. De huls 16 is bij 25 voorkeur samengesteld uit gehard materiaal en kan op een zodanige wijze in de koppelingsplaat 15 zijn aangebracht dat de huls 16 op eenvoudige wijze vervangbaar is. De huls 16 ’ omvat voor het opnemen van het breekpeneinde een opening 17 die in het uitvoeringsvoorbeeld cilindervormig is met een 30 enigszins grotere doorsnede dan de doorsnede van de breekpen 7. Het is echter ook mogelijk.dat de opening 17, die zich ten opzichte van de rotatieas 2A in radiale richting uitstrekt, evenwijdig loopt aan het oppervlak van een kegel waarvan de tophoek aan de van de breekpen 7 af gekeerde zijde ligt. De 35 opening 17 strekt zich in radiale richting uit tot ongeveer een vierde van de radiale lengte van de huls 16. De opening 17 heeft een naar de rotatieas 2A gerichte bodem welke met het einde van de breekpen 7 kan samenwerken. De koppe lings- §70 Hl 3 V * 4 helft 14 omvat verder een met de koppelingsplaat 15 star verbonden asdeel 18 dat in de cilindervormige opening in de koppelingsplaat 15 bevestigd is en zich vanaf de koppelingsplaat 15 in de richting van de rotatieas 2A over 5 enige afstand uitstrekt. Het asdeel 18 omvat, gezien in aanzicht volgens figuur 2, een spievertanding 19 voor het overbrengen van een hoog wringend moment op een met het asdeel 18 te koppelen as. Het asdeel 18 is binnen de as 2 binnen een mof 20 gelegen, welke in de as 2 geperst is, 10 waarbij het materiaal van de mof 20 afgestemd is op het tijdelijk als glij lager functioneren van de mof 20 ten opzichte van het asdeel 18. De mof 20 en het asdeel 18 zijn onderling door een spie in de vorm van een bout-moerverbinding 21 geborgd tegen axiale verschuiving. Hiertoe 15 15 omvatten de mof 20 en het asdeel 18 een corresponderende co-axiaal om de rotatieas 2A gelegen opening 22.

De werking van de in de figuren 1 en 2 uitgebeelde breekpenkoppeling is als volgt.

Tijdens bedrijf kan de breekpenkoppeling worden 20 gebruikt tussen twee asdelen of tussen een as en machineonderdelen, zoals bijvoorbeeld de onderdelen van een landbouwwerktuig, ter beveiliging van de machineonderdelen en de assen. Hiertoe is de breekpeneenheid 6 afgestemd op een maximaal over te brengen moment. Wordt dit maximale moment 25 overschreden dan zal het deel van de breekpen 7 dat in de opening 17 ligt, afbreken. Nadat het eerste deel van de pen afgebroken is vindt om de rotatieas 2A een relatieve verdraaiing van de ene koppelingshelft ten opzichte van de andere koppelingshelft plaats, waarbij de beide helften 30 onderling in axiale richting geborgd zijn met behulp van de spie 21. Hierbij zal door het verbreken van de verbinding tussen de beide koppelingshelften de aandrijvende koppelings-helft blijven roteren en de aangedreven koppelingshelft - afhankelijk van de soort overbelasting reeds zeer snel of na 35 enige tijd tot stilstand komen. Doordat de koppelingshelft 1 in rotatie blijft, blijven ook de daarmede verbonden houder 5 en de breekpeneenheid 6 in rotatie. Dit heeft tot gevolg dat onder invloed van de middelpuntsvliedende kracht de breekpen 670 1 4 ! 8 5 ψ. or 7 tegen de veerspanning van de veer 9 in buitenwaartse richting drukt. De veerspanning van de schroefveer 9 is bij voorkeur aangepast aan de massa-traagheid van de breekpen 7.

Het gevolg van deze balancering tussen de massa van de 5 breekpen 7 en de veerkracht van de veer 9 is dat bij het in normale rotatie blijven van de koppelingsheIft 1 de breekpen 7 met een slechts zeer geringe druk in de richting van de opening 17 wordt gedrukt. Op deze wijze is de pen 7 niet in staat om onder de heersende omstandigheden met een tweede 10 deel de verbinding tussen de koppelingshelften te herstellen.

De verbinding tussen de beide koppelingshelften komt eerst tot stand nadat de rotatiesnelheid van de koppelingshelft 1 tot een relatief laag toerental wordt gereduceerd of nadat de koppelingshelft 1 door het uitschakelen van de aandrijving 15 althans nagenoeg tot stilstand is gekomen. Het door overbelasting van de koppeling herhaaldelijk afbreken van delen van de breekpen heeft tot gevolg dat de veer 9 een grotere lengte inneemt en derhalve een geringere druk uitoefent op de breekpen 7. Bij voorkeur wordt de veerkarakteristiek zodanig 20 gekozen dat de ten gevolge van het afbreken van delen van de breekpen verminderde veerkracht in overeenstemming is met de door het afbreken van delen van de breekpen verminderde massa-traagheid van de breekpen 7. Op deze wijze wordt ook na het enige malen afbreken van delen van de breekpen verkregen 25 dat op bovenomschreven wijze door het verminderen van het toerental van de aandrijving een verbinding tussen de beide koppelingshelften realiseerbaar is. Opgemerkt wordt dat door het radiale verloop van de opening 17 het afgebroken deel van de breekpen 7 automatisch de opening 17 weer verlaat, terwijl 30 een ander deel van de breekpen 7 de verbinding zelfstandig na afbreken en na het verminderen van het toerental weer herstelt. Op deze wijze vormt de opening 17 tevens een afvoerinrichting voor het afgebroken deel. Met deze breekpen-koppeling kan worden bereikt dat de bedienaar na het zich 35 voordoen van overbelasting slechts dan de koppeling tussen de beide koppelingshelften weer kan herstellen indien hij bewust de aandrijving in aanzienlijke mate reduceert, respectievelijk stilzet. Hierdoor kan een overbodig afbreken 870141 8 6 van breekpendelen voorkomen worden. Een dergelijke breekpen-koppeling is met name zeer voordelig inzetbaar bij landbouwmachines en wel in delen die met name tijdens bedrijf moeilijk of in het geheel niet bereikbaar zijn.

5 Indien de breekpen, welke ten minste vijf afbreekbare delen omvat.doch die op gunstige wijze tien delen kan omvatten, volledig afgebroken is, na het zich herhaaldelijk voordoen van overbelasting, is de breekpen 7 op zeer eenvoudige wijze verwijderbaar. Hiertoe behoeft men slechts de borgpen 11 te 10 verwijderen en een nieuwe breekpen 7 in de houder 5 te schuiven. De breekpeneenheid 6 is zodanig samengesteld dat het mogelijk is met deze breekpenkoppeling slechts tijdens de normale onderhoudsbeurten van de machine eenvoudigheidshalve de breekpeneenheid in zijn geheel te vervangen door een nieuw 15 exemplaar.

In de figuren 3, 4 en 5 is een tweede uitvoeringsvoorbeeld van een breekpenkoppeling weergegeven die een koppelingshelft 23 omvat, bestaande uit een hol asdeel 24, roteerbaar om een rotatieas 24A en aan de 20 binnenzijde voorzien van spiebanen 25 voor het opnemen van èen niet-weergegeven aandrijvende astap. Het asdeel 24 is nabij een einde voorzien van een koppelingsplaat 26, welke zich co-axiaal ten opzichte van het asdeel 24 uitstrekt. Tegen de van het asdeel gekeerde zijde van de plaat 26 is 25 nabij de omtrek een ringvormig steunorgaan 27 bevestigd dat een bevestigingsdeel 28 omvat dat vanaf de buitenomtrek van de koppelingsplaat 26 zich in binnenwaartse richting uitstrekt. Het bevestigingsdeel 28 is met behulp van bouten 29, die op onderling ongeveer gelijke afstand nabij de omtrek 30 van de koppelingsplaat 26 gelegen zijn, vastgezet. Het bevestigingsdeel 28 is voor het opnemen van de bout 29 voorzien van een van schroefdraad voorziene opening. Elke bout 29 is bij voorkeur aan het van het bevestigingsdeel 28 afgekeerde einde bij voorkeur glad uitgevoerd in de vorm van 35 een tap 30, zodat de bout tévens als scharnieras kan dienen voor een om de bouttap 30 gelegen scharnierveer 31, welke veer een werking heeft vergelijkbaar met die van de veer 9 in het vorige uitvoeringsvoorbeeld. Het steunorgaan 27 omvat & 1 A Ί no

V

7 verder een haaks omgezet steundeel 32, dat co-axiaal ten opzichte van de rotatieas 24A gelegen is. Het steundeel 32 is voorzien van een radiaal gerichte uitsparing 33, welke dient voor het ondersteunen en geleiden van een breekpeneenheid 34 5: welke een aantal, in het uitvoeringsvoorbeeld zeven, delen 35 omvat, waarvan de langshartlijn in lijn ligt en ongeveer radiaal gericht is en die te zamen een breekpen vormen. De breekpendelen 35 zijn onderling verbonden door middel van een plaatselijk verzwakte overgang 36 tussen de aangrenzende 10 delen 35. Bij voorkeur is de dikte van het steundeel 32, gemeten in radiale richting, zodanig dat althans nagenoeg twee breekpendelen 35 in de uitsparing 33 zijn gelegen. De diameter van de uitsparing 33 is zodanig dat de uitsparing 33 de breekpeneenheid 34 nauw omsluit, waarbij een verschuiving 15 in radiale richting van de breekpeneenheid 34 mogelijk is. De scharnierveer 31 rust met een vrij einde op het buitenste deel 35 van de breekpeneenheid 34. Hierbij rust een been van de scharnierverbinding tegen de breekpeneenheid 34, terwijl het andere been, dat een hoek insluit met het eerste been, 20 door een opening 37 in het bevestigingsdeel 28 is geleid en met een afgebogen deel rust tegen een ringvormnige groef 38 in de naar het steunorgaan 27 gekeerde zijde van de buitenrand van de koppelingsplaat 26 (fig. 4). Aldus drukt de scharnierveer 31, scharnierend om de bouttap 30, de 25. breekpeneenheid 34 in de richting van de rotatieas 24A. Op de beschreven wijze is op het steunorgaan 27 op onderling regelmatige afstand een achttal breekpeneenheden 34 aangebracht. Hiervan vormen zeven breekpeneenheden een reserve en is één breekpeenheid werkzaam. De werkzame 3Ό breekpeneenheid 34 verbindt de koppelingshelft 23 met een daarmee samenwerkende koppelingshelft 39. De koppelingshelft 39 omvat een flens of koppelingsplaat 40‘en een daarop aangebracht asdeel 41, waarvan de hartlijn samenvalt met de 'rotatieas 24A. Het asdeel 41 omvat aan de binnenzijde 35 eveneens spiebanen 25 bestemd voor het opnemen van een niet-weergegeven aangedreven as.

Opgemerkt wordt dat op niet-weergegeven wijze de beide koppelingshelften 23 en 29 analoog aan het uitvoerings- S 7 0 1 4 5 8

V

8 voorbeeld volgens de figuren 1 en 2 door middel van borgmiddelen tegen axiale verschuiving geborgd worden. Het kan echter voordelig zijn met het oog op warmte-uitzetting dat de borging een zeer geringe axiale verschuiving van de 5 helften mogelijk maakt.

De flens 40 is voorzien van een opening 42, bestemd voor het opnemen van het de koppelingshelften verbindende deel van de breekpeneenheid 34. De opening 42 grenst althans ten dele aan een hardmetalen bus 43 welke 10 vanaf de omtrek van de flens 40 zich in binnenwaartse richting uitstrekt, bij voorkeur strekt de hartlijn van de bus 43 zich hierbij evenwijdig uit aan de hartlijn van de bijbehorende breekpeneenheid 34. Hierbij omhult de bus 43 boogvormig de opening 42 over een boog van ongeveer 100°. De 15 opening 42, welke een diepte heeft die ongeveer overeenkomstig is aan de hoogte van een breekpendeel 35 en welke opening aan de naar de rotatieas 24A gerichte zijde verder geheel gesloten is uitgevoerd, is verder voorzien van een afvoerinrichting gevormd door een kanaal 44 bestemd voor 20 het uit de opening afvoeren van het afgebroken breekpendeel 35. Hiertoe is het kanaal 44 voorzien van een wand 45 welke tenminste ten dele een gekromd verloop bezit. De wand beschrijft een boog van ongeveer 90ö, waarbij de wand nabij de opening tangentiaal gericht is en nabij het van de opening 25 afgekeerde deel axiaal gericht is. Hierbij strekt de wand zich uit in de richting van de van de koppelingshelft 23 afgekeerde'zijde van de koppelingshelft 39. Tijdens bedrijf verzorgt de breekpenkoppeling volgens de figuren 3 t/m 5 de verbinding tussen een drijvend en een aangedreven deel van 30 een as en/of machine verbinding en 'roteert hierbij volgens de pijl A (fig. 3), Hierbij is de werkzame breekpeneenheid 34 die samenwerkt met de opening 42 ondersteund in het steun-orgaan 27 dat geheel of ten dele ter plaatse van het steundeel 32 uit gehard materiaal is samengesteld. De opening 35 42 is verder door de bus 43 uit gehard materiaal beschermd tegen een ongewenste materiaalvervorming. Indien overbelasting optreedt, zal het in de opening 42 gelegen deel 35 afbreken, welk deel 35 vanuit de opening in het kanaal 44 a 7 λ ή /. i ö 0 i Si 1 -i j ö 9 schiet en door de speciale vormgeving van de wand 45 in axiale richting worden uitgeworpen. Deze uitwerprichting kan gunstig zijn bij toepassing van de breekpenkoppeling in opwaarts gerichte asdelen. Door het afbreken van het in de 5 opening 42 gelegen deel 35 zal, als in het eerste uitvoeringsvoorbeeld, tussen de beide koppelingshelftên een onderlinge verdraaiing optreden, waarbij ten gevolge van de overbelasting de koppelingshelft 39 reeds direct of na enige tijd stil komt te staan en de koppelingshelft 23 de bedrijfs-10 rotatiesnelheid behoudt. Door de toepassing van de scharnier-veren 31 op de breekpeneenheden 34 wordt een effect verkregen als reeds beschreven in het eerste uitvoeringsvoorbeeld. Voordelig echter hierbij is dat door het toepassen van meerdere breekpeneenheden 34 een balancering van de breekpen-15 koppeling aanwezig is, terwijl bovendien de breekpenkoppeling gedurende een bijzonder lange tijd zonder enige vervanging van breekpendelen bruikbaar is. Tevens is door de wijze van aanbrenging van de veren 31 het mogelijk een koppeling te verkrijgen welke een slechts geringe diameter bezit. Na de 20 vermindering van het toerental van de koppelingshelft 23 zal een volgend breekpendeel de verbinding tussen de koppelings-helften herstellen. Het is duidelijk dat dit herstellende deel willekeurig tot éên van de breekpeneenheden 34 kan behoren. Door het grote aantal breekpendelen behorende bij 25 een breekpeneenheid 34 zal het verbruik van breekpendelen stochastisch geschieden en zullen de breekpeneenheden aldus gelijkmatig worden verbruikt. Opgemerkt wordt nog dat de plaatselijk verzwakte overgangen 36 in de breekpeneenheden 34 tevens toepasbaar zijn bij de breekpeneenheid 6 in het eerste 30 uitvoeringsvoorbeeld.

8701418

Claims (8)

1. Breekpenkoppeling met ten minste één breekpen, die tijdens normaal bedrijf twee om een rotatieas roteerbare koppelingshelften onderling verbindt en die in ten minste één richting verplaatsbaar met één van de koppelingshelften is 5 verbonden en kan samenwerken met een opening voor de breekpen in een andere koppelingshelft, met het kenmerk, dat de breekpen ten minste twee delen omvat, waarbij na het afbreken van een eerste deel, een tweede deel zelfstandig de verbinding tussen de beide koppelingshgelften herstelt en 10 waarbij de breekpen zich ten opzichte van de rotatieas in radiale richting uitstrekt. t

2. Breekpenkoppeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de breekpenkoppeling een met de delen samenwerkend regelmechanisme omvat dat na het afbreken van 15 het eerste deel eerst na een vermindering van de rotatie-snelheid van de aangedreven koppelingshelft het tweede deel in een de beide koppelingshelften verbindbare stand brengt.

3. Breekpenkoppeling volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het regelmechanisme een veer omvat waarvan de 20 grootte van de veerdruk is aangepast aan de massa en de plaats van de breekpen en de rotatiesnelheid, waarbij de verbinding tot stand komt.

4. Breekpenkoppeling volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de breekpen zich in radiale richting uitstrekt 25 en aan de van de rotatieas afgekeerde zijde met de veer is verbonden.

5. Breekpenkoppeling volgens conclusie 3 "of 4, met het kenmerk, dat de opening nabij de naar de rotatieas toegekeerde zijde van de breekpen gelegen deel is.

6. Breekpenkoppeling volgens een der‘conclusies 3 - 5, met het kenmerk, dat de veer zodanig ten opzichte van de breekpen is gelegen dat het afbreken van een deel van de breekpen een aangepaste vermindering van de veerdruk ten gevolge heeft.

7. Breekpenkoppeling volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de veer een schroefvormige veer is die zich 870 1 4 1 8 vanaf de breekpen in radiale en buitenwaartse richting uitstrekt.

8. Breekpenkoppeling volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk, dat de veer een scharnierveer is die, gezien in 5 axiale richting, zijdelings van de breekpen is gelegen. » 8 70 1 *13