защитное устройство для карданных валов

Формула изобретения

1. Защитное устройство для карданного вала (1), состоящего из двух карданных шарниров (2, 2"), каждый из которых включает две вилки (3, 4), шарнирно соединенные с крестовиной (5), и из соединительного вала (6), состоящего из двух вставленных друг в друга с возможностью их сдвигания и раздвигания, раздвижных профилей (6", 6""), при этом соединительный вал (6) соединен с одной вилкой (4) каждого карданного шарнира (2, 2") и одной защитной трубой (8, 8"), которые вставлены одна в другую и установлены соосно с продольной осью (7) соединительного вала (6), при этом с помощью соединительного колпачка (9) и подшипника скольжения (10) каждая защитная труба (8, 8") соединена с защитным воронкообразным элементом (12), который по меньшей мере частично прикрывает по продольной оси соответствующий карданный шарнир (2, 2"), причем каждый защитный воронкообразный элемент (12), каждая защитная труба (8, 8") и каждое кольцо скольжения (10) соединены с соединительным колпачком (9), а каждое кольцо скольжения (10) расположено в пазу (11) вилки (4) соответствующего карданного шарнира (2, 2"), при этом защитный воронкообразный элемент (12) закреплен на соединительном колпачке (9) с возможностью съема, в том числе и при смонтированном на карданном валу защитном устройстве, причем соединительный колпачок (9) имеет посадочную поверхность (15), на которую установлен защитный воронкообразный элемент (12) своим крепежным участком (16) и закреплен с помощью фиксирующих средств с возможностью ручного разъединения, отличающееся тем, что крепежный участок (16) защитного воронкообразного элемента (12) и соединительный колпачек (9) имеют средства (33, 34) для исключения их относительного смещения в направлении вращения вокруг продольной оси (7), за счет контакта перекрывающихся частей указанных средств (33, 34), которые обеспечивают также возможность перемещения защитного воронкообразного элемента (12) вдоль продольной оси, при этом соединительный колпачок (9) и крепежный участок (16) защитного воронкообразного элемента (12) снабжены упорами (21, 26) для фиксирования защитного воронкообразного элемента (12) вдоль продольной оси (7) в направлении от защитной трубы (8, 8"), кроме того, имеется по меньшей мере один пружинящий стопор (22), который при перемещении защитного воронкообразного элемента (12) крепежным участком (16) на посадочную поверхность (15) соединительного колпачка (9) имеет возможность возвращаться в свое исходное положение и фиксировать таким образом положение крепежного участка (16) с помощью своей блокирующей поверхности (28), расположенной с возможностью воздействия на соответствующую ответную поверхность (29, 29") крепежного участка (16) в направлении к защитной трубе (8, 8").

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кольцо скольжения выполнено заодно с пружинящим стопором (22).

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что кольцо скольжения (10) выполнено из пластмассы, например из полиамида, а пружинящий стопор (22) снабжен металлической пластинчатой пружиной (27).

4. Устройство по пп. 1 - 3, отличающееся тем, что оно снабжено двумя пружинящими стопорами, смещенными на 180^o в окружном направлении вокруг продольной оси (7).

5. Устройство по одному из пп.1 - 4, отличающееся тем, что ответная поверхность (29) крепежного участка (16) расположена в радиальном отверстии (23) крепежного участка (16).

6. Устройство по одному из пп.1 - 4, отличающееся тем, что ответная поверхность (29") крепежного участка (16) расположена в вырезе (24) крепежного участка (16).

7. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что блокирующая поверхность (28) является составной частью выступа (30) на стопоре (22), выступ (30) обращен наружу от продольной оси (7).

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что выступ (30) для перевода стопора (22) в отведенное назад положение снабжен наклонной поверхностью (31).

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что выступ (30) имеет углубление для инструмента.

10. Устройство по пп.1 - 5, отличающееся тем, что защитный воронкообразный элемент (12) выполнен составным и состоит из детали, содержащей крепежный участок (16), а также из защитного элемента (17).

11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для исключения относительного смещения крепежного участка (16) защитного воронкообразного элемента (12) и соединительного колпачка (9) соединительный колпачок (9) снабжен распределенными по окружности вокруг продольной оси (7) выступающими наружу над посадочной поверхностью колпачка (9) клиньями (33), а крепежный участок (16) защитного воронкообразного элемента (12) снабжен соответственно распределенными и выполненными проходящими параллельно продольной оси (7) пазами (34), причем исключение смещения происходит за счет контакта перекрывающихся частей каждого клина (33) и соответствующего паза (34).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к защитному устройству для карданного вала, причем карданный вал состоит из двух карданных шарниров, каждый из которых включает в себя по две вилки шарнира и шарнирно соединяющую их крестовину, и из двух вставляемых друг в друга раздвижных профилей соединительного вала, каждый из которых соединен с одной из вилок шарнира обоих карданных шарниров, с двумя предназначенными для соосного расположения по отношению к соединительному валу и его продольной оси, вставленными друг в друга защитными трубами, с соответствующим соединительным колпачком, кольцом скольжения и защитным воронкообразным элементом на каждый шарнир, который предназначен для по меньшей мере частичного перекрытия по оси соответствующего шарнира, причем каждый защитный воронкообразный элемент, защитная труба, а также кольцо скольжения соединены с соединительным колпачком и скользящее кольцо предназначено для расположения в пазу вилки соответствующего шарнира, а защитный воронкообразный элемент даже при смонтированном на карданном валу защитном устройстве закреплен на соединительном колпачке с возможностью разъема, причем соединительный колпачок имеет посадочную поверхность, на которую может надеваться защитный воронкообразный элемент крепежным участком и закрепляться с помощью фиксирующих средств и разъединяться вручную.

Такое защитное устройство описано в DE 32 08 541 C2. Для разъемного соединения защитного воронкообразного элемента и соединительного колпачка защитный воронкообразный элемент на своем крепежном участке имеет проходящие параллельно продольной оси выемки для имеющихся на соединительном колпачке фиксирующих выступов. После прохождения блокирующих выступов защитный воронкообразный элемент поворачивается на определенный угол относительно соединительного колпачка, так что фиксирующие выступы закрепляют в осевом направлении крепежный участок защитного воронкообразного элемента в этом положении. Этой меры, однако, недостаточно, чтобы получить надежное фиксирование во всех рабочих состояниях, так как во время вращения карданного вала возникают вибрации относительно находящегося неподвижно защитного устройства, которые могут способствовать перемещению защитного воронкообразного элемента относительно блокирующих выступов. Поэтому предусмотрены дополнительные мероприятия, например, в виде винта, который фиксирует защитный воронкообразный элемент относительно соединительного колпачка также в направлении вращения, если он затягивается.

В основе изобретения лежит задача предложить защитное устройство, при котором при надвигании защитного воронкообразного элемента его крепежным участком на соответствующую посадочную поверхность соединительного колпачка достигается фиксирование защитного воронкообразного элемента против отвода относительно соединительного колпачка как в направлении вращения, так и в осевом направлении.

Эта задача, согласно изобретению, решается благодаря тому, что крепежный участок защитного воронкообразного элемента и соединительный колпачок имеют средства для исключения относительного смещения за счет контакта перекрывающихся частей в направлении вращения вокруг продольной оси, которые создают возможность перемещения защитного воронкообразного элемента вдоль его продольной оси, что крепежный участок защитного воронкообразного элемента и соединительный колпачок снабжены упорами для фиксирования защитного воронкообразного элемента в направлении вдоль продольной оси в сторону от примыкающей защитной трубы, и что далее имеется по меньшей мере один пружинящий стопор, который при надвигании защитного воронкообразного элемента своей крепежной частью на посадочную поверхность соединительного колпачка может переводиться в отведенное назад положение, и, после достижения положения монтажа обоих относительно друг друга, крепежный участок с помощью поверхности стопора, воздействующей на соответствующую ответную поверхность крепежного участка, фиксируется в направлении к защитной трубе.

Преимуществом при этом мероприятии является то, что соотношение посадок защитного воронкообразного элемента и соединительного колпачка можно рассчитать так, что защитный воронкообразный элемент может быть легко перемещен назад после срабатывания пружинящего стопора для высвобождения шарнирных деталей и, несмотря на это, благодаря геометрическому замыканию в направлении вращения вокруг продольной оси, после повторного перемещения невозможно никакое расшатывание вследствие возникшей вибрации. Отвод воронкообразного элемента требуется для того, чтобы обеспечить доступ к деталям шарнира, например, обеспечить доступ к комплекту крестовины перекрытого шарнира или месту опоры защитного устройства на вилке закрытого шарнира для раздвижных профилей в целях смазки. Благодаря перемещению защитного воронкообразного элемента его крепежным участком на соответствующую посадочную поверхность соединительного колпачка, пружинящие стопоры автоматически приводятся в действие, в результате чего они, после достижения позиции монтажа соединительного колпачка и крепежного участка относительно друг друга, под действием усилия пружины автоматически захватывают крепежный участок в зоне его ответной поверхности и таким образом прикрепляют защитный воронкообразный элемент к соединительному колпачку в направлении продольной оси. Соединение, предотвращающее поворачивание, достигается благодаря контакту перекрывающихся частей крепежного участка и соединительного колпачка.

Особенно благоприятная конструкция получается благодаря тому, что пружинящий стопор относится к кольцу скольжения и выполнен за одно целое с ним. Кольцо скольжения, как правило, изготовляют из высококачественной пластмассы, обладающей хорошими пружинными свойствами. Тем самым особенно благоприятно, когда стопор или стопоры относятся к нему и могут быть получены, например, с помощью литья под давлением за одно целое с кольцом скольжения.

Однако возможно также прикрепление к соединительному колпачку, причем для этого следует выбрать в качестве материала соответствующую пластмассу, чтобы обеспечить пружинящие свойства.

Предпочтительно кольцо скольжения состоит из полиамидной пластмассы. Для того, чтобы на длительное время исключить возможность отказа пружинящих свойств стопора из-за ползучести пластмассы или других явлений усталости, к пружинящему стопору прикреплена для усиления металлическая пластинчатая пружина. Ее можно изготовить, предпочтительно, из нержавеющего металла.

Предпочтительно предусмотреть два смещенных по окружности вокруг продольной оси на 180^o пружинящих стопора. Защитный колпачок имеет соответствующие отверстия, через которые пружинящий стопор может пройти своей стопорной поверхностью в радиальном направлении в область ответной поверхности крепежного участка.

Благоприятная конструкция получается при расположении ответной поверхности крепежного участка в радиальном отверстии или в осевом вырезе. Благодаря этому обеспечивается, что фиксирующий стопор размещен под защитой и не может быть случайно деблокирован, так как он не выступает в осевом направлении от соединительного колпачка. Предпочтительно при расположении двух смещенных относительно друг друга по окружности на 180^o пружинящих стопоров предусмотрено, что ответная поверхность для одного стопора размещается в отверстии крепежного участка, а для другого стопора - в осевом вырезе. Благодаря этому достигают, что при размещении с ограничением в отверстии открытие стопора возможно лишь при использовании инструмента, в то время как другой стопор можно открыть с помощью надавливания, например, пальцем руки.

При этом достигается, в сущности, обслуживание с помощью двух рук таким образом, что одну руку можно использовать для открытия одного стопора, а другую, при применении инструмента, для открытия другого стопора. В целом, благодаря этому достигается, что возможно лишь целенаправленное открытие и, таким образом, отвод защитного воронкообразного элемента от его монтажной позиции.

При таком расположении ответной поверхности в конкретном случае выполнения изобретения предусмотрено выполнение стопорной поверхности пружинящего стопора в виде составляющей части выступающего наружу от продольной оси выступа. При этом выступ для перевода стопора в отведенное назад положение в процессе установки защитного воронкообразного элемента его крепежным участком на соединительный колпачок в положение монтажа можно снабдить поверхностью набегания, которая взаимодействует с крепежным участком. После достижения позиции монтажа стопор автоматически спружинивает наружу и ложится своей блокирующей поверхностью позади ответной поверхности крепежного участка. При этом выступ можно снабдить углублением для воздействия инструмента, например отвертки, который вводится в углубление от руки, а затем, благодаря наклону, прилегает к стенкам отверстия и, тем самым, позволяет поднять с помощью рычага пружинящий стопор.

Согласно другому варианту выполнения изобретения, защитный воронкообразный элемент выполнен из нескольких частей и состоит из детали, представляющей крепежный участок, и из защитного элемента. Благодаря этому становится возможным сам крепежный участок выполнить относительно жестким, в то время как защитный элемент в требуемом направлении, а именно в осевом направлении, можно выполнить мягче. Крепежный участок и защитный элемент затем жестко, например, с помощью геометрического замыкания, соединяют друг с другом и предусматривают возможность совместного соединения или разъединения с соединительным колпачком.

Согласно другому важному конструктивному признаку соединение с геометрическим замыканием достигается благодаря тому, что соединительный колпачок имеет распределенные по окружности вокруг продольной оси и выступающие наружу в радиальном направлении над посадочной поверхностью клинья, а крепежный участок защитного воронкообразного элемента - соответственно распределенные и выполненные, проходящие параллельно продольной оси пазы.

Предпочтительный пример выполнения защитного устройства согласно изобретению и важные отдельные детали представлены схематически на чертежах применительно к карданному валу для привода сельскохозяйственной машины.

На фиг.1 показан предусмотренный для привода сельскохозяйственных машин сельскохозяйственный карданный вал в половинном разрезе по длине с защитным устройством согласно изобретению; на фиг.2 - расположение защитного воронкообразного элемента для представленного на фиг.1 шарнира, продольное сечение на фиг. 4; на фиг. 3 - деталь X на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение III - III на фиг. 2, и на фиг. 5 - защитный воронкообразный элемент отведен от соединительного колпачка, сечение, сравнимое с фиг. 2.

На фиг. 1 представлен карданный вал 1 с защитным устройством согласно изобретению. Карданный вал 1 включает два карданных шарнира 2, 2". Каждый из двух карданных шарниров 2, 2" состоит из двух вилок шарнира 3, 4, из которых одна предназначена для подсоединения к ведущему или ведомому органу, например валу отбора мощности трактора, или приводной цапфе сельскохозяйственного аппарата, и причем обе вилки шарнира 3, 4 с помощью крестовины 5 шарнирно соединены друг с другом.

Между обоими карданными шарнирами 2, 2" расположен соединительный вал 6, который состоит из двух телескопически вставленных друг в друга раздвижных профилей 6", 6"".

Изменение длины осуществляется вдоль продольной оси 7. Защитное устройство включает две расположенные соосно раздвижным профилям 6", 6"" защитных трубы 8, 8", которые с помощью соединительного колпачка 9 и кольца скольжения 10, которое входит в паз 11 соответствующей вилки шарнира 4, закреплены на шарнире. Далее, каждый соединительный колпачок 9 снабжен защитным воронкообразным элементом 12, который по меньшей мере частично закрывает находящийся под ним карданный шарнир 2, 2". При работе защитное устройство закреплено с помощью цепи или иного элемента, так что вращается только карданный вал, а защитное устройство неподвижно.

Как видно из фиг.2 и 3, соединительный колпачок включает посадочную поверхность 15 для защитного воронкообразного элемента 12, трубообразный затвор в качестве присоединения защитной трубы 13 для соединения с защитной трубой 8, а также средства для закрепления относительно кольца скольжения 10. Эти средства состоят из стопорного выступа 14, который фиксирует кольцо скольжения 10 в осевом направлении между двумя упорами. Кроме того, соединительный колпачок 9 удерживает кольцо скольжения 10 в радиальном направлении против расширения. На кольце скольжения 10, выступая в направлении к защитной трубе 8, т.е. в сущности в направлении продольной оси, отформованы два пружинящих стопора 22, которые расположены со смещением в окружном направлении вокруг продольной оси на 180^o.

Каждый пружинящий стопор 22 имеет на своем свободном конце выступ 30, выступающий наружу по радиусу от продольной оси 7, и имеющий в направлении к соответствующему карданному шарниру 2 блокирующую поверхность 28. В направлении к защитной трубе 8 выступ 30 имеет проходящую с наклоном поверхность 31, в которой сделано углубление 32 для инструмента.

Защитный воронкообразный элемент 12 состоит из защитного элемента 17, изготовленного из первого материала, и крепежного участка 16 из материала более высокого качества. Однако также возможно, что при наличии соответствующего материала и наличии соответствующих методов изготовления, крепежный участок 16 и защитный элемент 17 могут быть выполнены в виде единой детали.

Крепежный участок 16 имеет отверстие 18, которое выполнено в соответствии с посадочной поверхностью 15 соединительного колпачка 9. Далее крепежный участок 16 имеет два упора 19, 20, между которыми закреплен защитный элемент 17. Таким образом, защитный элемент 17 и крепежный участок 16 образуют, в основном, одну конструктивную деталь, которая или может быть надета на соединительный колпачок 9 или снята с него. Для закрепления крепежного участка 16 и тем самым защитного воронкообразного элемента 12 на соединительном колпачке 9 служат упоры 21, 26 в направлении продольной оси 7 с одной стороны и два пружинящих стопора 22 с блокирующей поверхностью 28 с другой стороны которые контактируют с соответствующими ответными поверхностями 29, 29" крепежного участка 16. Оба упора 21, 26 предохраняют защитный воронкообразный элемент 12 от перемещения в направлении к карданному шарниру 2, в то время как блокирующие поверхности 28 в соединении с ответными поверхностями 29 или 29" служат для предохранения от перемещения в противоположном направлении вдоль продольной оси 7. При этом ответная поверхность 29 является составляющей частью радиального отверстия 23 крепежного участка для первого стопора 22, а ответная поверхность 29" - составляющей частью выреза 24 для второго стопора 22. Вырез 24 начинается от конечной поверхности 25 крепежного участка 16. Он открыт в ее сторону. Положение отверстия 23 и выреза 24 лучше всего видно на фиг. 5.

Благодаря расположению выступа 30 пружинящего стопора 22 в отверстии 23 невозможно управлять им от руки. Для этого требуется инструмент, например, отвертка, которую вставляют острием в углубление 23 и прикладывают к нему усилие.

Для предохранения можно дополнительно выполнить блокирующие поверхности 28 и ответные поверхности 29 или 29" с незначительным наклоном так, чтобы при приложении усилия к крепежному участку 16 в направлении продольной оси 7 к присоединенной защитной трубе 8 получалось положительное фиксирование. Уступ 30 второго стопора, который взаимодействует с вырезом 24 и не представлен на чертеже, может быть приведен в действие от руки, благодаря своему выполнению в виде выреза, так что для освобождения защитного воронкообразного элемента 12 от соединительного колпачка 9 один стопор 22 можно ослабить от руки а второй - только с помощью инструмента.

Чтобы гарантировать, что пружинящий стопор даже при наступлении возможной усталости не потеряет своих функций стопорения, он снабжен пластинчатой пружиной 27, которая его поддерживает. При этом один конец пластинчатой пружины 27 опирается на нижнюю сторону пружинящего стопора 22, а другая сторона - на кольцо скольжения 10.

Из фиг. 4 видно, что защитный воронкообразный элемент 12 дополнительно закреплен на соединительном колпачке 9 в направлении вращения вокруг продольной оси 7. К тому же, как видно из фиг. 4, соединительный колпачок 9 снабжен двумя смещенными на 180^o клиньями, которые к своему концу, т.е. в направлении к защитной трубе 8, имеют наклонные поверхности, которые позволяют более легкое сдвигание и центрирование крепежного участка 16 с его пазами 34. В смонтированном состоянии клинья 33 и пазы 34 прилегают друг к другу плоскими поверхностями, так что получается надежное фиксирование в направлении вращения.

На фиг. 5 представлен защитный воронкообразный элемент 12 в его положении, отведенном от соединительного колпачка в направлении к защитной трубе 8, так что карданный шарнир 2 доступен для смазки, например, опоры крестовины 5 или кольца скольжения 10 и раздвижных частей. Если защитный воронкообразный элемент 12, исходя из его положения, представленного на фиг. 5, снова переместить к соединительному колпачку 9 его крепежным участком 16, то соединительный колпачок 9 своим отверстием попадет на наклонную поверхность 31 пружинящего стопора 22 и заставит его спружинить обратно в положение, более приближенное к продольной оси 7, для того, чтобы крепежный участок 16 мог пройти мимо выступа 30 для достижения положения монтажа, и выступ 30 может снова спружинить по радиусу наружу для фиксирования крепежного участка 16.