Lernfeld 9 · Prüfung Teil 2

Gelenkwellen, Zapfwelle und Unfallverhütung

Zapfwelle und Gelenkwelle an Traktor und Anbaugerät: Normdrehzahlen, Kreuzgelenke, Länge, Schutzeinrichtungen und sicheres Arbeiten.

14 Aufgaben dazu übenKostenlos, ohne Anmeldung, mit Lösungsweg

Darum geht es

Die Zapfwelle treibt Mähwerke, Kreiseleggen, Pressen und Mulcher an. Ihre Normdrehzahlen sind 540 und 1000 Umdrehungen je Minute; das Profil des Stummels nach ISO 500 zeigt, für welche Drehzahl er bestimmt ist. Sparzapfwellen erreichen die Normdrehzahl schon bei abgesenkter Motordrehzahl. Zwischen Traktor und Gerät sitzt die Gelenkwelle mit zwei Kreuzgelenken und ineinander geschobenen Profilrohren, die Längenänderungen beim Lenken und Heben ausgleichen.

Ein abgewinkeltes Kreuzgelenk läuft ungleichförmig: Die getriebene Welle wird zweimal je Umdrehung schneller und langsamer. Mit zwei gleich großen Beugewinkeln und in einer Ebene stehenden inneren Gabeln heben sich die Schwankungen auf. Bei engen Kurven helfen Weitwinkelgelenke. Neue Wellen werden am Gespann auf Länge geprüft: In der kürzesten Stellung braucht es Restweg, in der längsten die vorgeschriebene Profilüberdeckung. Gekürzt werden Profil- und Schutzrohre um dasselbe Maß.

Drehende Gelenkwellen gehören zu den gefährlichsten Stellen in der Landwirtschaft, weil sie Kleidung erfassen und aufwickeln. Schutzrohr, Schutztrichter, Zapfwellenschutzschild am Traktor und Schutztopf am Gerät müssen vollständig und unbeschädigt sein, die Halteketten verhindern das Mitdrehen des Schutzes. Vor jedem Eingriff wird die Zapfwelle ausgeschaltet, der Motor abgestellt und der Schlüssel abgezogen; nachlaufende Geräte erst nach dem Stillstand berühren.

Das solltest du dir merken

Profil 1 3/8 Zoll mit 6 Keilen heißt 540 Umdrehungen je Minute, die Profile mit 21 oder 20 Keilen gehören zu 1000.
Gleichlauf nur mit gleichen Beugewinkeln und fluchtenden inneren Gabeln.
Profil- und Schutzrohre immer um dasselbe Maß kürzen, Überdeckung in längster Stellung prüfen.
Freilauf und Überlastsicherung gehören auf die Geräteseite der Welle.
Ohne vollständigen Schutz wird keine Gelenkwelle betrieben.

Formeln

Drehzahlschwankung am Kreuzgelenk: $n_{1} \cdot cos β \leq n_{2} \leq \frac{n _{1}}{c o s β}$; $β$ Beugewinkel des Gelenks, $n_{1}$ Antriebsdrehzahl, $n_{2}$ Drehzahl der getriebenen Welle
Zapfwellenleistung: $P = \frac{M \cdot n}{9550}$; $P$ in kW, $M$ in N·m, $n$ in 1/min

Typische Fehler in der Prüfung

Nur das Profilrohr gekürzt und das Schutzrohr lang gelassen.
Gelenkwellenhälften um eine Keilteilung verdreht zusammengesteckt.
Kosinus und Kehrwert verwechselt und so die kleinste statt der größten Drehzahl berechnet.
Ein Gerät mit großer Schwungmasse ohne Freilauf angebaut.

Tipps aus der Werkstatt

1 3/8 Zoll mit sechs Keilen heißt 540, 21 oder 20 Keile heißen 1000. Beim Kreuzgelenk ist die größte Drehzahl n1 durch cos β, die kleinste n1 mal cos β; wer nur multipliziert, hat die falsche Hälfte. Kürzen immer Profil und Schutz um dasselbe Maß, Freilauf auf die Geräteseite.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

14 Aufgaben zu „Gelenkwellen, Zapfwelle und Unfallverhütung“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

Jetzt üben

Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Land- und Baumaschinenmechatroniker/-in (2014), Lernfeld 9 (Prüfen und Instandsetzen von Kraftübertragungssystemen an Maschinen und Geräten). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.