BE1026070B1

BE1026070B1 - Feldhäcksler mit separater Verarbeitung von Stoffströmen

Info

Publication number: BE1026070B1
Application number: BE20180139A
Authority: BE
Inventors: Cole L Murray; Lyndon Lucasson
Original assignee: Deere & Co
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2018-11-19
Publication date: 2020-01-08
Also published as: DE102017223174A1; BE1026070A9; BE1026070A1

Abstract

Ein Feldhäcksler (10) ist mit einem Erntevorsatz (20) ausgestattet. Der Feldhäcksler (10) umfasst eine Häckseltrommel (22) mit um ihren Umfang verteilten Messern (62, 64), der die Fruchtstände in einem ersten Abschnitt (70) und getrennt davon die übrigen Pflanzenteile in einem zweiten Abschnitt (68) zuführbar sind, der gegenüber dem ersten Abschnitt (70) axial versetzt und starr damit verbunden ist. Die in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Messer (62) der Häckseltrommel (22) weisen im ersten Abschnitt (70) einen anderen Abstand als die Messer (64) im zweiten Abschnitt (68) auf und/oder die Fördergeschwindigkeit im ersten Einzugskanal unterscheidet sich von der Fördergeschwindigkeit im zweiten Einzugskanal.

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Feldhäcksler mit einem Erntevorsatz, wobei: der Erntevorsatz mit Einrichtungen zum Ernten von Pflanzen und Mitteln zum Abtrennen von Fruchtständen der Pflanzen ausgestattet ist und die Fruchtstände einem ersten Einzugskanal des Feldhäckslers zuführbar sind, während die übrigen Pflanzenteile einem zweiten Einzugskanal des Feldhäckslers zuführbar sind, und der Feldhäcksler eine Häckseltrommel mit um ihren Umfang verteilten Messern umfasst, der die Fruchtstände durch den ersten Einzugskanal in einem ersten Abschnitt und getrennt davon die übrigen Pflanzenteile durch den zweiten Einzugskanal in einem zweiten Abschnitt zuführbar sind, der gegenüber dem ersten Abschnitt axial versetzt und starr damit verbunden ist.

Technologischer Hintergrund

Feldhäcksler dienen zur Ernte von ganzen Pflanzen oder ihren Teilen, die im Betrieb mittels eines Erntevorsatzes von einem Feld aufgenommen, durch Vorpresswalzen zusammengedrückt und einer Messertrommel zugeführt werden, deren Häckselmesser die Pflanzen im Zusammenwirken mit einem Gegenmesser zerschneiden. Anschließend werden die zerschnittenen Pflanzen oder -teile einer Konditioniereinrichtung zugeführt, um enthaltene Körner aufzuschließen und durch einen Nachbeschleuniger in einen Auswurfkrümmer gefördert, der sie auf ein Transportfahrzeug überlädt. Die geernteten Pflanzen dienen in der Regel als Viehfutter oder zur Biogaserzeugung.

Die Konditioniereinrichtung umfasst üblicherweise zwei angetriebene Walzen, zwischen denen das Erntegut hindurchgeführt

BE2018/0139 wird. Sie weist einen relativ hohen Antriebsleistungsbedarf auf, da durch sie sowohl die Stängel und Blätter der Pflanzen als auch die Fruchtstände hindurchgeführt werden.

Es gab im Stand der Technik schon verschiedene Ansätze, die Fruchtstände und die übrigen Anteile der Pflanzen getrennt zu verarbeiten. So schlagen die DE 195 27 698 C2, SU 1 713 475 Al und NL 1 007 189 C vor, bei der Ernte die Fruchtstände von den übrigen Pflanzenanteilen zu trennen, sie getrennt einer Zerkleinerungseinrichtung zuzuführen und die jeweils zerhackten Fruchtstände und übrigen Pflanzenanteile schließlich in unterschiedliche Behälter zu leiten. Die als gattungsbildend angesehene DE 195 28 817 C2 beschreibt einen Feldhäcksler, bei dem die Fruchtstände von den übrigen Pflanzenanteilen getrennt und separat getrennten Zerkleinerungseinrichtungen oder einer gemeinsam genutzten Zerkleinerungseinrichtung zugeführt und die jeweils zerhackten Fruchtstände und übrigen Pflanzenanteile schließlich in unterschiedliche Behälter geleitet werden. Diese Vorgehensweise ist relativ praxisfern, da man das Erntegut vom Feldhäcksler in zwei separate Behälter leiten und diese getrennt transportieren und abladen muss. Auch erfordern die in den drei zuerst erwähnten Dokumenten beschriebenen Anordnungen zwei getrennte Zerkleinerungseinrichtungen, was einen hohen Aufwand bedeutet.

In der DD 265 544 Al wird vorgeschlagen, die Fruchtstände zunächst einer Beschädigungseinrichtung zuzuführen, die aus zwei mit Stiften versehenen Gurtbändern besteht, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben werden und zwischen denen die Fruchtstände hindurch geführt werden. Die beschädigten Fruchtstände werden anschließend gemeinsam mit den übrigen Pflanzenanteilen gehäckselt und auf ein Transportfahrzeug überladen. Als nachteilig ist anzusehen, dass die Beschädigungseinrichtung sich nicht als praxistauglich erwiesen hat.

In der EP 1 106 047 Al wird hingegen vorgeschlagen, die Fruchtstände einer Hammermühle zuzuführen, während die übrigen

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Pflanzenanteile gehäckselt werden. Die beiden Stoffströme können durch separate Auswurfkrümmer in getrennte Behältnisse geleitet werden oder vereinigt und durch einen einzigen Auswurfkrümmer auf einen Transportbehälter ausgetragen werden. Hier erfolgt durch die Hammermühle gleichzeitig eine Zerkleinerung und Nachbearbeitung der Fruchtstände. Auch sie hat sich in der Praxis nicht bewährt.

Aufgabe

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, einen Feldhäcksler bereitzustellen, der die erwähnten Nachteile nicht oder in verringertem Maße aufweist.

Erfindung

Die vorliegende Erfindung wird durch die Patentansprüche definiert.

Es wird ein Feldhäcksler mit einem Erntevorsatz beschrieben. Der Erntevorsatz ist mit Einrichtungen zum Ernten von Pflanzen und Mitteln zum Abtrennen von Fruchtständen der Pflanzen ausgestattet. Die Fruchtstände sind einem ersten Einzugskanal des Feldhäckslers zuführbar, während die übrigen Pflanzenteile einem zweiten Einzugskanal des Feldhäckslers zuführbar sind. Der Erntevorsatz umfasst demnach Mittel zum Trennen der Fruchtstände von den verbleibenden Pflanzenteilen. Bei diesen Mitteln kann es sich um Pflückeinheiten handeln. Die Fruchtstände und die übrigen Pflanzenteile werden in separaten Strömen getrennten Einzugskanälen des Feldhäckslers zugeführt. Der Feldhäcksler umfasst eine Häckseltrommel mit um ihren Umfang verteilten Messern. Einem ersten Abschnitt der Häckseltrommel sind die Fruchtstände durch den ersten Einzugskanal zuführbar und einem zweiten Abschnitt der Häckseltrommel, der gegenüber dem ersten Abschnitt axial versetzt und starr mit dem ersten Abschnitt verbunden ist, sind getrennt vom ersten Abschnitt die übrigen Pflanzenteile durch den zweiten Einzugskanal zuführbar. Das Häckseln der beiden Stoffströme erfolgt

BE2018/0139 demnach separat voneinander, aber durch eine einzige Häckseltrommel in zwei axial versetzten Abschnitten. Um die Fruchtstände mit anderer Intensität bearbeiten und insbesondere in kleinere Stücke als die übrigen Pflanzenteile zu zerkleinern, weisen in Umfangsrichtung aufeinander folgende Messer der Häckseltrommel im ersten Abschnitt einen anderen und insbesondere kleineren Abstand als im zweiten Abschnitt auf und/oder die Fördergeschwindigkeit im ersten Einzugskanal unterscheidet sich von der Fördergeschwindigkeit im zweiten Einzugskanal, wobei sie insbesondere größer als die im zweiten Einzugskanal sein kann. Mit anderen Worten unterscheiden sich die Schnittlängen, mit denen die Häckseltrommel die beiden Erntegutströme bearbeitet.

Stromab der Häckseltrommel kann eine einzige Auswurfeinrichtung folgen, durch die sowohl die gehäckselten Fruchtstände als auch die gehäckselten, übrigen Pflanzenteile gemeinsam auf ein Transportfahrzeug überladbar sind.

Dem ersten Abschnitt kann eine stromab folgende Nachzerkleinerungsanordnung zugeordnet sein, die in an sich bekannter Weise aus zwei oder mehr zusammenarbeitenden Walzen aufgebaut sein kann. Eine derartige Nachbearbeitung durch eine mit zwei Walzen umfassende Nachzerkleinerungsanordnung erübrigt sich in der Regel für den vom zweiten Abschnitt der Häckseltrommel abgegebenen Stoffstrom, denn die gehäckselten, übrigen Pflanzenteile enthalten keine durch eine Nachzerkleinerungseinrichtung aufzuschließenden Fruchtstände. Es wäre jedoch denkbar, den vom zweiten Abschnitt der Häckseltrommel abgegebenen Stoffstrom einer zwischen dem zweiten Abschnitt der Häckseltrommel und einem Abgabeförderer angeordneten Nachschneideeinrichtung oder einem Reibboden zuzuführen.

Ausführungsbeispiel

Anhand der Abbildungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 eine schematische seitliche Ansicht eines Feldhäckslers mit einem Erntevorsatz, und

Fig. 2 eine schematische Draufsicht den Feldhäcksler und den Erntevorsatz.

In der Figur 1 ist selbstfahrender Feldhäcksler 10 in schematischer Seitenansicht dargestellt. Der Feldhäcksler 10 baut sich auf einem tragenden Fahrgestell 12 auf, welches von vorderen angetriebenen Rädern 14 und lenkbaren rückwärtigen Rädern 16 getragen wird. Die Bedienung des Feldhäckslers 10 erfolgt von einer Fahrerkabine 18 aus, von der aus ein an einem Einzugsgehäuse 36 lösbar befestigter Erntevorsatz 20 einsehbar ist. Eine mit Anzeige- und Eingabemitteln ausgestattete Bedienerschnittstelle 98 und eine damit verbundene Steuerung 52 ermöglichen es dem Bediener, von seinem Arbeitsplatz aus Betriebsparameter des Feldhäckslers 10 zu kontrollieren und verändern.

Der Erntevorsatz 20 ist für die Ernte von Mais oder anderen stängelartigen Pflanzen (wie Sonnenblumen) geeignet, die abtrennbare Fruchtstände (Kolben, Fruchtkörbe) aufweisen. Der Erntevorsatz 20 umfasst ein tragendes Gestell 60, das sich über dessen Breite erstreckt und an dem über die Breite eine Anzahl (in der dargestellten Ausführungsform acht, obwohl auch beliebige andere Anzahlen möglich wären) an Pflückeinheiten 54 und darunter angeordneten Mäh- und Einzugseinrichtungen 56 verteilt sind. Die Pflückeinheiten 54 umfassen jeweils einen Pflückspalt und eine oder zwei darunter angeordnete Pflückwalzen, welche die Stängel der Pflanzen während des Betriebes nach unten einziehen, sodass die Fruchtstände am Pflückspalt von den übrigen Pflanzenteilen (Stängel und Blättern) getrennt werden. Die Fruchtstände werden durch einen oberen Querförderer 48 in Form einer Querförderschnecke zusammengefördert und leicht gegenüber der Längsmittelebene des Erntevorsatzes 20 versetzt einem Förderer 44 zugeführt, der sie nach hinten in einen ersten Einzugskanal des Feldhäckslers 10 abgibt. Der erste Einzugskanal umfasst obere Vorpresswalzen 34 und untere Vorpresswalzen 38, von denen die unteren und/oder oberen gegen die

BE2018/0139 oberen bzw. unteren vorgespannt sind, sei es durch Federkraft und/oder einen Hydraulikzylinder (nicht gezeigt).

Die übrigen Pflanzenteile werden mittels der unter den Pflückeinheiten 54 angeordneten Mäh- und Einzugseinrichtungen 56 geerntet. Letztere umfassen untere Schneidscheiben zum Abscheiden der Stängel von den im Boden verbleibenden Stümpfen und darüber angeordnete Förderscheiben mit um ihren Rand verteilten Aussparungen zur Aufnahme der Stängel der Pflanzen. Die übrigen Pflanzenteile werden durch einen unteren Querförderer 50 in Form einer Querförderschnecke zusammengefördert und der Längsmittelebene des Erntevorsatzes 20 benachbart nach hinten in einen zweiten Einzugskanal des Feldhäckslers 10 abgegeben. Der zweite Einzugskanal umfasst obere Vorpresswalzen 30 und untere Vorpresswalzen 32, von denen die unteren und/oder oberen gegen die oberen bzw. unteren vorgespannt sind, sei es durch Federkraft und/oder einen Hydraulikzylinder (nicht gezeigt).

Der Erntevorsatz 20 ist abnehmbar an einem Einzugsgehäuse 36 des Feldhäckslers 10 angebracht, das die beiden Einzugskanäle mit den Vorpresswalzen 34, 3 8 sowie 30, 32 aufnimmt und durch einen nicht gezeigten Aktor um die Drehachse einer Häckseltrommel 22 schwenkbar ist, um die Höhe des Erntevorsatzes gegenüber dem Boden zu verstellen. Der Erntevorsatz an sich ist in der EP 1 106 047 Al beschrieben, deren Offenbarung durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen wird.

Die im ersten Einzugskanal geförderten Fruchtstände werden einem ersten Abschnitt 70 einer Häckseltrommel 22 zugeführt und durch diesen im Zusammenwirken mit einer ersten Gegenschneide 40 zerkleinert, während die im zweiten Einzugskanal geförderten, übrigen Pflanzenteile einem zweiten Abschnitt 68 der Häckseltrommel 22 zugeführt und durch diesen im Zusammenwirken mit einer zweiten Gegenschneide 46 zerkleinert werden. Die beiden Einzugskanäle und Gegenschneiden 40, 46 sind in der dargestellten Ausführungsform in

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Umfangsrichtung der Häckseltrommel 22 versetzt, obwohl sie auch in einer gemeinsamen Ebene liegen könnten.

Die beiden Abschnitte 68, 70 der Häckseltrommel 22 sind starr miteinander verbunden und vorzugsweise als einteiliges Element gefertigt. Sie können einen geschlossenen Trommelmantel umfassen oder als offene Konstruktion gefertigt sein. Die Durchmesser beider Abschnitte 70, 68 sind in der Figur 2 gleich groß dargestellt, obwohl sie auch verschieden sein könnten. So könnte der zweite Abschnitt 68 einen größeren Durchmesser als der erste Abschnitt 70 aufweisen, da er in der Regel mehr Durchsatz zu verarbeiten hat. Die gleichen Durchmesser beider Abschnitte 68, 70 bieten hingegen Fertigungsvorteile.

Im ersten Abschnitt 70 umfasst die Häckseltrommel 22 eine Anzahl um ihren Umfang verteilter Messer 62, die sich über die gesamte Breite des ersten Abschnitts 70 oder einen Teil davon erstrecken können. Im zweiten Fall können in axialer Richtung benachbarte Messer 62 in Umfangsrichtung versetzt sein, wie in der Figur 2 gezeigt, oder miteinander auf einer Linie ausgerichtet sein. Die Schneidkanten der Messer 62 können axial verlaufen, oder wie in der Figur 2 gezeigt, im Winkel zur Drehachse angeordnet sein.

Im zweiten Abschnitt 68 umfasst die Häckseltrommel 22 eine Anzahl um ihren Umfang verteilter Messer 64, die sich über die gesamte Breite des ersten Abschnitts 68 oder einen Teil davon erstrecken können. Im zweiten Fall können in axialer Richtung benachbarte Messer 64 in Umfangsrichtung versetzt sein, wie in der Figur 2 gezeigt, oder miteinander auf einer Linie ausgerichtet sein. Die Schneidkanten der Messer 64 können axial verlaufen, oder wie in der Figur 2 gezeigt, im Winkel zur Drehachse angeordnet sein.

Um die Fruchtstände intensiver als die übrigen Pflanzenteile bearbeiten zu können, sind die im ersten Abschnitt 70 vorgesehenen, in Umfangsrichtung benachbarten Messer 62 enger

BE2018/0139 aufeinander folgend angeordnet als die Messer 64 im zweiten Abschnitt 68.

Alternativ oder zusätzlich kann sich die Fördergeschwindigkeit im ersten Einzugskanal (d.h. die Umfangsgeschwindigkeit der Vorpresswalzen 34 und 38) von der Fördergeschwindigkeit im zweiten Einzugskanal (d.h. der Umfangsgeschwindigkeit der Vorpresswalzen 30 und 32) unterscheiden und insbesondere im ersten Förderkanal größer als im zweiten Förderkanal sein.

Man erreicht somit, dass die (durch die Fördergeschwindigkeit im jeweiligen Einzugskanal und den Abstand in Umfangsrichtung aufeinander folgender Messer der Häckseltrommel bestimmten) Schnittlängen der Fruchtstände und der übrigen Pflanzenteile verschieden sind oder sein können. Dadurch können insbesondere die Fruchtstände intensiver zerkleinert werden als die übrigen Pflanzenteile, was die weitere Bearbeitung (vgl. den folgenden Absatz) vereinfacht. Es wäre aber auch denkbar, die Schnittlänge der übrigen Pflanzenteile kleiner zu wählen als die Schnittlänge der Fruchtstände, je nach Wunsch des Landwirts bzw. ernährungswissenschaftlichen Erkenntnissen folgend. Man könnte mittels einer selbsttätigen Regelung der Fördergeschwindigkeit in ersten Einzugskanal die Schnittlänge der Fruchtstände auch abhängig vom Durchsatz im ersten Einzugskanal wählen, um die Fruchtstände umso kleiner zu zerhäckseln, je größer der Durchsatz ist und umgekehrt, was die Nachbearbeitung vereinfacht und weniger Energie für letztere erfordert.

Abgabeseitig (stromab) des ersten Abschnitts 70 folgt eine Nachbearbeitungseinrichtung (Körnerprozessor) mit zwei zusammenwirkenden Walzen 28, 28' beliebiger Ausführungsform, die dazu dient, die Körner der Fruchtstände zwecks besserer Verdaubarkeit anzuschlagen. Stromab der Nachbearbeitungseinrichtung vereinigen sich die aus dem ersten Einzugskanal einlaufenden, im ersten Abschnitt 70 der

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Häckseltrommel 22 gehäckselten und nachbearbeiteten Fruchtstände und die aus dem zweiten Einzugskanal einlaufenden, im zweiten Abschnitt 68 der Häckseltrommel 22 weniger kurz als die Fruchtstände gehäckselten, übrigen Pflanzenteile zu einem einzigen Strom, der durch einen Abgabeförderer 24 beschleunigt und über einen Drehkranz 66 in einen durch nicht gezeigte Aktoren höhen- und um die Hochachse verdrehbaren Auswurfkrümmer 26 mit einer verstellbaren Auswurfklappe gelangt, der als Auswurfeinrichtung dient, um das gehäckselte Erntegut auf ein neben dem Feldhäcksler 10 herfahrendes Transportfahrzeug zu überladen.

Der Antrieb der Häckseltrommel 22 und des Abgabeförderers 24 kann in üblicher Weise durch einen Riementrieb von einem längs oder quer im Heck des Feldhäckslers 10 angeordneten Verbrennungsmotor erfolgen.

Es sei noch angemerkt, dass bei der dargestellten Ausführungsform der zweite Einzugskanal mit den oberen Vorpresswalzen 30 und unteren Vorpresswalzen 32 genau auf der Längsmittelebene des Feldhäckslers 10 angeordnet ist. Die Vereinigung mit dem zweiten Erntegutstrom stromab der Nachbearbeitungseinrichtung führt dazu, dass der Abgabeförderer 24 und der Drehkranz 66 nicht auf der Längsmittelebene des Feldhäckslers 10 angeordnet, sondern in der Figur 2 seitlich nach links versetzt sind. Man könnte jedoch die beiden Einzugskanäle und die Häckseltrommel 22 nach rechts versetzen, um letztendlich den Abgabeförderer 24 und den Drehkranz 66 wieder auf die Längsmittelebene des Feldhäckslers 10 zu bekommen.

Weiterhin wäre es denkbar, die Vorpresswalzen 30 und 32 des ersten Einzugskanals einerseits und die Vorpresswalzen 34 und 38 des zweiten Vorpresskanals jeweils zusammenzuführen, d.h. sie analog zur Häckseltrommel 22 jeweils als ein einziges Element auszuführen, das sich über beide Einzugskanäle erstreckt. Andererseits könnte man aber auch die Häckseltrommel 22 zweiteilig ausführen, d.h. jedem der

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Einzugskanäle eine eigene Häckseltrommel zuordnen, die separat oder gemeinsam angetrieben werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Feldhäcksler (10) mit einem Erntevorsatz (20), wobei: der Erntevorsatz (20) mit Einrichtungen zum Ernten von Pflanzen und Mitteln zum Abtrennen von Fruchtständen der Pflanzen ausgestattet ist und die Fruchtstände einem ersten Einzugskanal des Feldhäckslers (10) zuführbar sind, während die übrigen Pflanzenteile einem zweiten Einzugskanal des Feldhäckslers (10) zuführbar sind, und der Feldhäcksler (10) eine Häckseltrommel (22) mit um ihren Umfang verteilten Messern (62, 64) umfasst, der die Fruchtstände durch den ersten Einzugskanal in einem ersten Abschnitt (70) und getrennt davon die übrigen Pflanzenteile durch den zweiten Einzugskanal in einem zweiten Abschnitt (68) zuführbar sind, der gegenüber dem ersten Abschnitt (70) axial versetzt und starr damit verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Messer (62) der Häckseltrommel (22) im ersten Abschnitt (70) einen anderen Abstand als die in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Messer (64) im zweiten Abschnitt (68) aufweisen und/oder die Fördergeschwindigkeit im ersten Einzugskanal sich von der Fördergeschwindigkeit im zweiten Einzugskanal unterscheidet.
2. Feldhäcksler (68) nach Anspruch 1, wobei die in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Messer (62) der Häckseltrommel (22) im ersten Abschnitt (70) einen kleineren Abstand als die Messer (64) im zweiten Abschnitt (68) aufweisen und/oder die Fördergeschwindigkeit im ersten Einzugskanal größer als im zweiten Einzugskanal ist.
3. Feldhäcksler (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei stromab der Häckseltrommel (22) eine Auswurfeinrichtung folgt, durch die sowohl die gehäckselten Fruchtstände als auch die gehäckselten, übrigen Pflanzenteile auf ein Transportfahrzeug überladbar sind.

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4. Feldhäcksler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 wobei dem ersten Abschnitt (70) eine stromab folgende Nachzerkleinerungsanordnung zugeordnet ist.