Bodenbearbeitungsmaschine mit rotierenden Werkzeugen. Die Erfindung . bezieht sich auf Bo- denbearbeitungsmaschinen mit rotierenden Werkzeugen, die bei der Rotation in den Erdboden eindringen, ihn zerhacken und zer krümeln. Derartige Bodenbearbeitungs- maschinen haben gewöhnlich einen motori schen Antrieb, der die Maschine vorwärts bewegt und gleichzeitig dazu dient, die Werkzeuge in Drehung zu versetzen. Es gibt aber auch Maschinen, die von einem Pferde oder einem Traktor gezogen werden.
Dabei kann die Drehung der Laufräder der Ma schine auf das rotierende Glied durch eine Kette oder dergleichen übertragen werden, so dass die Werkzeuge lediglich durch das Vorwärtsziehen der Maschine bewegt werden und ein besonderer Motor nicht erforder lich ist.
Die Werkzeuge derartiger Maschinen bestehen gewöhnlich aus Haken oder Messer, die mit der angetriebenen drehbaren Welle durch Federn verbunden sind. Die Federn dienen dazu, die beim Arbeiten auftretenden Stösse aufzunehmen. Sie haben ferner den Zweck, ein Zurückweichen und Nachgeben der Werkzeuge beim Auftreffen auf Ilinder- nisse zu ermöglichen, so dass die Werkzeuge vor Bruch geschützt sind.
Bei .den bekannten Bodenbearbeitungs- maschinen mit rotierenden Werkzeugen be stehen diese Federn aus Biegungsfedern, ins besondere aus Biegungsfedern mit mehreren Windungen. Diese Federn neigen aber bei .den häufig wiederkehrenden und in Kraft und Richtung stark wechselnden Beanspru chungen zu Rissen an der Aussenseite der Windungen.
Ferner stehen die Windungen der Bie- gungsfedern so weit von der rotierenden Welle ab, dass sie häufig mit in den Boden eindringen. Infolgedessen setzt sich die Fräsvorrichtung leicht mit Erdklumpen, Wurzeln und dergleichen zu, wodurch die Reinigung der Maschinen erschwert wird. Ausserdem wird dadurch der Widerstand der Anordnung beim Eindringen der Werkzeuge in den Boden erheblich vergrössert, so dass der Kraftverbrauch der Maschine nutzlos er höht wird.
Die Erfindung vermeidet alle diese Nach teile dadurch, dass an Stelle der Biegungs- federn Torsionsfedern benutzt sind.
In den Zeichnungen sind Ausführungs beispiele der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt eine Bodenbearbeitungsmaschine mit rotierenden Werkzeugen für kleinere Be triebe; Fig. 2 bis 6 zeigen eine Ausführungs form des rotierenden Gliedes der Maschine, das zur Bearbeitung des Bodens dient, und zwar in einer Ansicht und in einigen Einzel heiten und Variationen; die Fig. 7 bis 9 zei gen eine weitere Ausführungsform in einer Ansicht und in zwei Schnitten.
Weitere Bei spiele sind in den Fig. 10 bis 15 dargestellt und in der folgenden Beschreibung näher erläutert; die Fig. 16 bis 18 zeigen eine Be festigung der Werkzeuge an den Federn.
In Fig. 1 ist eine der Bodenbearbeitungs- maschinen mit rotierenden Werkzeugen dar gestellt, auf die sich die Erfindung bezieht. An dem Körper A der Maschine ist vorn ein Explosionsmotor B und hinten der soge- nannte Schwanz C .angebracht, welcher .das rotierende Glied D mit den Werkzeugen F trägt. Das rotierende Glied ist durch eine Haube I' abgeaeckt,
.die ein Hochschleudern der Erde vernindert. Der Körper A der Maschine ist um die Achse G der Lauf räder H schwenkbar gelagert. Die Maschine wird von dem -Führer an den Holmen I ge lenkt. Sie kann mit Hilfe dieser Holme so um die Achse G bewegt werden, dass die Werkzeuge E in den Boden eingreifen. Der Motor TF treibt die Laufräder H und das rotierende Glied D. Die Drehrichtung des rotierenden Gliedes ist gewöhnlich so ge- wäh.It, dass sie mit der der Laufräder H übereinstimmt.
Infolgedessen übt der Bo denwiderstand beim Arbeiten des rotierenden Gliedes eine Kraft aus, die bestrebt ist, den Vorschub der Maschine, also die Wirkung der angetriebenen Laufräder H, noch zu unterstützen.
Bei den grösseren Maschinen ist die An ordnung des drehbaren Gliedes ähnlich der soeben beschriebenen. Nur hat hier das Fahrgestell vier Rätder. von denen, wie bei einem Traktor, zwei zum Lenken und die beiden übrigen, gewöhnlich grösseren, zum Antrieb dienen. Bei diesen grossen Maschi nen ist der Schwanz C gewöhnlich gelenkig an der Maschine angebracht, so dass er un abhängig vom übrigen Teil der Maschine gehoben und gesenkt werden kann.
In den folgenden Zeichnungen ist ledig lich das drehbare Glied D der Bodenbear- beitungsmaschine dargestellt, weil sich die Erfindung nur auf eine Verbesserung dieses drehbaren Gliedes, nicht aber auf eine Ver änderung an den übrigen Teilen der Ma schine erstreckt.
In Fig. 2 ist 1 die rotierende Welle. Auf der Welle ist eine Lagerscheibe 2 fest ange bracht. Die Torsionsfedern <B>3</B> sind mit ihrem umgebogenen Ende in Schlitze 4 der Lager scheibe 2 gesteckt und dort, wie es Fig. 2 im Schnitt zeigt, durch Stifte 5 .gehalten. Der Deckel 6, der über, der .Scheibe 2 mit einer Mutter 7 festgeschraubt ist, sichert die Stifte 5 gegen gerausfallen. Die Federn 3 bestehen bei diesem Ausführungsbeispiel aus zwei Teilen. Beide Teile werden durch die in den Fig. 3, und 5 ausführlicher darge stellte schlossartige Vorrichtung miteinander verbunden.
Die schlossartige Vorrichtun- dient gleichzeitig zur Befestigung des Werk- zeuges. Sie besteht aus den Teilen 9 und 10, die durch die Schrauben 11 miteinander ver bunden sind. Die Federstücke 3 haben um gebogene Enden, die um die Schrauben 11 herumgelegt sind. Zwischen den .Schrauben 11 ist das Werkzeug 8 angeordnet.. Das freie Ende der Feder 3 ist gemäss der Fig. 2 in einer Lagerscheibe 12 am andern Ende ,der rotierenden Welle gelagert und mit einem Stellring 13 versehen. Die Lagerscheibe 12 sitzt fest auf der rotierenden Welle und ist mit einem -durch die Mutter 14 gehaltenen Deckel 15 überdeckt.
Die Federn dieses Ausführungsbeispiels haben runden Quer- schnitt.
Bei Federn mit kantigem, insbesondere vierkantigem Querschnitt kann die Lager scheibe und Lagerung der Feder 3 auch so ausgeführt werden, wie es in Fig. 6 darge stellt ist. Bei dieser Ausführung ist die schloss.artige Vorrichtung, die das Werkzeug trägt, .als Drehkörper ausgebildet. In Fig. 6 sind 3 die Drehungsfeder, 8 das Werkzeug und 12 die Lagerscheibe, die den gleiche Ziffern tragenden Teilen -der Fig. 2 und 5 entsprechen. Der einseitig gelagerte Dreh körper 16 hat ein radiales, konisches Vier kantloch zur Aufnahme des Werkzeuges 8 und ein .achsiaJes Vierkantloch zur Auf nahme des Federendes.
Feder 3 und Werk zeug 8 sind durch Splinte 17 und 18 be festigt.
Ein anderes gemäss der Erfindung aus geführtes drehbares Glied zur Bearbeitung des Erdbodens ist in den Fig. 7 bis 9 dar gestellt. Auf der rotierenden Welle 1 sind vier Scheiben 19 mit konzentrisch angeord neten Löchern 20 angebracht. Zwischen je zwei von diesen Scheiben ist ein Drehstück 21 gelagert, in .dem das Werkzeug 8 durch einen Stift 22 befestigt ist. Das Drehstück 21 hat gemäss Fig. 8 eine seitliche Ausfrä- sung 23, in welche die stabförmige Tor sionsfeder 3 mit ihrem umgebogenen Ende eingelegt ist.
Am Ende der Welle 1 befindet sich ein fest angebrachtes Widerla.ger, das ,aus einer Scheibe 24 mit Randkerben 25 und aus einem @darübergreifenden, mit Bohrungen 2A6 versehenen und durch eine Mutter 27 be festigten Deckel 128 besteht. Der Deckel 28 kann so gedreht werden, dass seine Löcher 26 mit -den Ausfräsungen 25 der Scheibe 24 übereinstimmen, so .dass alle Federn 3 durch .die Löcher hindurch gleichzeitig eingelegt bezw. herausgenommen werden können. Durch Drehen des Deckels um eine halbe Lochteilung werden alle Federn gleichzeitig verriegelt. An dem Deckel 28 sind zwei um die halbe Lochteilung versetzte Dübel 29 vorgesehen, die in entsprechende Löcher der Scheiben 24 greifen.
Die Lagerscheiben 19 haben bei dieser Ausführung so viel konzentrisch angeordnete Löcher 20, .als ,Stabfedern vorhanden sind. Die von,dem Drehstück zu .den Widerlagern führenden Federn gehen durch die Löcher .der zwischenliegenden Lagerscheiben hin durch. Dadurch werden die Federn vor_ .den Scheiben abgestützt und vor Biegungsbean- spruchung geschützt. Die Scheiben 19 kön nen mit allen konzentrischen Löchern fertig gegossen werden.
Ausser ,dem zentralen Loch für die Fräswelle brauchen an jeder Scheibe nur die vorgegossenen Lagerlöcher der Dreh stücke aufgebohrt zu werden.
Um möglichst viel Federn innerhalb eines kleinen Durchmessers anzubringen, können auf den Scheiben 19 zwei oder mehr konzentrische Reihen von zweckmässig ge geneinander versetzten Löchern vorgesehen sein. In Fig. 9 sind beispielsweise Scheiben 19 mit zwei konzentrischen Lochkreisen dar gestellt.
Das Werkzeug kann. durch Lösen des Stiftes 22 von der Fräswelle entfernt wer den, ohne dass gleichzeitig auch die zuge hörige Feder gelöst oder entfernt zu werden braucht.
Die in Fig. 7 gezeigte Durchführung ,der Stabfedern durch die zwischen -dem Werkzeug und dem zugehörigen Widerlager liegenden Lagerscheiben kann auch bei der in Fig. 6 dargestellten Anordnung ausge führt werden. In diesem Falle muss auch hier die Lagerscheibe 12 eine oder mehrere Reihen konzentrisch angeordneter Löcher besitzen. Werden bei -den bisher beschrie benen Ausführungsbeispielen idie Werkzeuge 8 bewegt, so werden die Federn dadurch nur auf Drehung beansprucht.
Um bei den am Werkzeug wirkenden Kräften die erforder liche Durchfederung des Werkzeuges zu er zielen, darf die Länge .der Federn einen ge wissen Mindestwert nicht unterschreiten. Aus diesem Grunde sind in Fig. 7 diejeni gen Federn zu den rechts von der Mitte des .drehbaren Gliedes aus liegenden Werkzeugen gehörenden, nach dem linken Widerla.ger die zu den links liegenden Werkzeugen gehören- den Federn zum rechten Widerlager geführt. Dabei können die Querschnitte der verschie den langen Federn so ausgeführt sein, dass auf die verschiedenen Federn ausgeübte gleiche Kräfte angenähert gleiche Drehwin kel der Werkzeuge hervorrufen.
Wie man aus den Fig. 2 bis 9 erkennt, reichen die Federn nicht über den Durch messer der Lagerscheiben hinaus. Der stö rende Durchmesser der Arbeitsvorrichtung ist also bei den Bodenbearbeitungsmaschinen mit Torsionsfedern nach der Erfindung be deutend kleiner als bei den bisher bekannten Ausführungen mit Biegungsfedern, bei denen die notwendigen .Schleifen der Federn verhältnismässig viel weiter nach aussen lie gen, so dass sie den Boden berühren oder in ihn eindringen und dadurch den Energie verbrauch der Anordnung ohne Vorteil ver grössern.
Wie oben ausgeführt, vermeidet infolgedessen die neue Anordnung auch das durch die stark exzentrisch liegenden Win dungen von Biegungsfedern hervorgerufene Zusetzen des rotierenden Gliedes mit Erde. Gleichzeitig wird auch die Bruchgefahr ver mieden, die bei den gewundenen Biegungs- federn eintritt, wenn die Federwindungen auf ein festes Hindernis auftreffen.
Die Torsionsfe4ern können mit rundem, rechteckigem oder .auch mit anderem Quer- schnitt ausgeführt werden. Bei Federn mit rundem Querschnitt muss zur Befestigung ,der Federn im Widerlager oder an einem Drehstück das Federende urirund sein. Bei runden Federn können zu diesem Zwecke die Federenden flach geschlagen oder, wie es in den Figuren dargestellt ist, umgebogen sein. Bei rechteckigem oder einem andern unruii- den Querschnitt erübrigt sieh, wie es bereits die Fig. 6 zeigt, eine besondere Ausbildung der Federenden zur Befestigung.
In diesem Falle werden die Federn von dem profilier ten Federstahl auf Mass abgeschnitten und geglüht und ,gehärtet ohne besondere Ausbil dung der Enden zur Sicherung gegen Drehen.
Die Torsionsfedern dürfen, um bei den an den Werkzeugen wirkenden Kräften genü gende Durchfederungen der Werkzeugspitzen zu erzielen, eine gewisse Mindestlänge nicht unterschreiten. Infolgedessen ist bei den bis her beschriebenen Ausführungsformen die Anwendung der Erfindung bei rotierenden Wellen, die in oder Mitte angetrieben sind, sehr schwierig, weil sich in diesem Falle die Federn nur über das links oder rechts von dem Mittelantrieb sich befindende Ende der rotierenden Welle erstrecken können.
Diese Entfernung ist aber bei kleinen Bodenbear- beitunbsmaschinen häufig zu klein, um eine genügende Durchfederung der Werkzeuge zu ergeben. Dieser Nachteil kann @dadurch ver mieden werden, dass man die Werkzeuge nicht unmittelbar an den Federn oder an den mit den Federn verbundenen Drehkörpern, sondern an Rohren befestigt, welche die Stabfedern umgeben.
Ein derartige Ausführung ist in der Fig. 10 dargestellt. Auf der rotierenden Welle 1, die in ihrer Mitte durch das Ge triebe<B>30</B> angetrieben wird, ist eine Lager scheibe 31 befestigt. An .den Enden der Welle befindet sich mit ihr ebenfalls ver bunden je ein Widerlager, das aus der Scheibe 32, dem Deckel 33 und der Mutter 134 besteht. Die Scheibe 32 hat Ausfräsun- gen 133 und der Deckel Bohrungen 39, durch welche die stabförmigen Federn 3 mit den Rohren 34 hindurchgezogen sind. Dabei sichern U-förmige Futterstücke 135 die Rohre 34 vor Verschieben in achsialer Rich tung.
Die linken umgebogenen Enden der Federn 8 fassen in .die Ausfräsungen 133 der Scheibe 32, so .dass ,die Federn 8 gegen die Scheibe 32 uridrehbar befestigt sind. Das umgebogene rechte Ende .der Feder greift in eine entsprechende Ausfräsung des zugehöri gen Rohres 34 und verbindet daidurch Rohr und Feder an dieser Stelle uridrehbar mit einander. Diese Verbindung kann auch irgendwie anders, beispielsweise durch Ver- stiftung, ausgeführt sein. Das Rohr 34 ist in den Scheiben 31 und 32 in Buchsen 36 und 37 frei drehbar gelagert. Das Werk zeug 8 ist durch einen .Stift 137 mit .dem Verbindungsstück 38 und dieses fest mit dem Rohr 34 verbunden.
Die Widerstandsmomente von Rohr und zugehörigen Feder können nun je nach dem erwünschten Zweck verschieden zueinander abgepasst sein. Wird das Rohr im Verhältnis zur Feder starr ausgeführt, so ist die wirk same Länge der Federn unabhängig davon an welcher Stelle des Rohres 34 sich das Werkzeug 8 befindet. Dadurch wird er reicht, dass die Federlängen für alle Werk zeuge der Maschine idie gleichen sind.
Wird das Rohr 34 federnd ausgeführt, so wirkt als federnde Länge einmal,die Stab feder von ihrem linken bis zum rechten Ende, ferner als Fortsetzung dieser Feder das federnde Rohr 34 von seinem rechten Ende bis zum Werkzeug. Die wirksame Fe derlänge wird also bei dieser Ausführung vergrössert. Dadurch kann insbesondere bei schmalem drehbaren Glied der Raum besser ausgenutzt und das notwendige Federmate rial gut untergebracht werden. In ,diesezu Falle kann beispielsweise das Rohr ein klei neres Widerstandsmoment haben und damit eine weichere Federung ergeben als die Stab feder. In diesem Falle erfolgt,das Ansetzen des Werkzeuges verhältnismässig weich.
Bei langen Federn jedoch ist es vorteilhafter, das Rohr mit einem grösseren Widerstands moment als das der Feder auszuführen, so dass die innen liegende Feder durch .das ver hältnismässig starre äussere Rohr vor uner wünschten Biegungsbeanspruchungen ge schützt ist. In diesem Falle können die Fe dern praktisch als reine Drehungsfedern an gesehen werden.
Auf einem Rohr 34 können mehrere Werkzeuge 8 befestigt werden. Dabei wer den ,die Werkzeuge zweckmässig gegeneinan der versetzt angeordnet, so da.ss ihre Spitzen nacheinander in den Boden eingreifen und ,die durch .die verschiedenen Werkzeuge aus geübten Beanspruchungen der Federkombi nation zeitlich getrennt auftreten. Durch .diese Massnahme kann die aus Feder und Rohr bestehende Federkombination in ihren Abmessungen kleiner gehalten werden.
Die Widerlager an den Enden der rotie renden Welle werden zweckmässig ähnlich ausgeführt wie es anhand der Fig. 2 und 9 beschrieben ist. Auch hier kann der Deckel 33 Löcher 39 haben und so gedreht werden, .dass diese Löcher mit den Ausfräsungen 133 der Scheibe 32 zusammenfallen, so,dass nach dem Herausnehmen der U-förmigen Futter stücke 135 sämtliche Federn und Rohre aus der Vorrichtung entfernt bezw. in sie einge setzt werden können.
Ebenso können bei die ser Ausführung, ähnlich wie es oben be schrieben ist, besondere Lagerscheiben vor gesehen sein und die Federenden irgend eine .der vorher erwähnten Formen besitzen.
Die Fig. 11 zeigt eine weitere Ausfüh rung, .die sich von den bisher beschriebenen grundsätzlich dadurch unterscheidet, dass,das Werkzeug 8 um eine Achse drehbar ist, die ausserhalb der Achse der Feder 3 liegt. In ,der Figur ist auf der rotierenden Welle 1 in ähnlicher Weise wie es bereits beschrieben ist, eine vierkantige Feder 3 am linken Ende fest eingespannt befestigt. An einer Lager scheibe 40, durch welche die Feder 3 hin- ,durchgeht, ist -das Werkzeug 8 an einem be sonderen Drehbolzen 41 gelagert.
Der Dreh bolzen 41 hat einen Fortsatz 42, der sich gegen einen fest mit der Feder 3 verbun- .denen Anschlag 43 legt. Wird das Werk zeug 8 mit seiner Spitze in Richtung zum Beschauer hin, also aus der Bildebene heraus gedreht, so drückt der Ansatz 42 .des Dreh bolzens 41 gegen den Anschlag 43 der Fe der 3 und überträgt .dadurch die Drehung .des Werkzeuges auf die Feder.
Durch diese Anordnung wird erreicht, dass die Federn noch näher zur rotierenden Welle hin gerückt werden können. Die Vor richtung zum Übertragen der Drehbewegung des Werkzeuges auf die Feder kann nun so bemessen werden, .d.ass sich ein beliebiges Übersetzungsverhältnis ergibt, beispielsweise in der Art"dass einem grossen Ausschlag des Werkzeuges nur eine kleine Drehung :der Fe .der entspricht. Die Vorrichtung kann jedoch auch anders als es in der Fig. 11 dargestellt ist, ausgeführt sein.
Die Lagerscheibe 40 dient, wie es die Figur zeigt, gleichzeitig zur Abstützung der Feder 3 gegen Biegungsbeanspruchungen. Die Feder 3 kann, ähnlich wie es in der Fig. 7 dargestellt ist, noch weiter über die Lagerscheibe 40 hinaus zu einem entfern teren Werkzeug reichen. Eine derartige An ordnung ist in der untern Hälfte der Fig. 11 angedeutet.
Die Anwendung einer Übertragungsvor richtung zwischen Werkzeug und Feder er möglicht es nun auch, die Feder in ganz be liebigen Richtungen zur rotierenden Welh@ anzubringen. So zeigt die Fig. 12 eine An ordnung, bei .der die Federn 3 senkrecht zur rotierenden Welle 1. angeordnet sind. Die Werkzeuge sind ähnliche wie es in der Fig. 11 gezeigt ist, an einer besonderen La gerscheibe 40 an einem Drehbolzen 41 ge lagert, der sich mit einem Ansatz 42 gegen einen mit der Feder 3 verbundenen Anschlag 43 .legt. Die Feder 3 ist in einer Scheibe 44 an dem einen Ende 45 fest eingespannt und an .dem andern Ende 46 entweder ebenfalls fest eingespannt oder frei drehbar gelagert.
Die Lagerscheibe 44 ist bei diesem Ausfüh rungsbeispiel gleichzeitig als Schutzscheibe ausgeführt. Diese Scheibe hat hier den Zweck, beim Arbeiten zwischen Pflanzen reihen ein Hineinziehen von Kulturpflanzen in den Arbeitsbereich .des Werkzeuges zu verhindern. Ihr Durchmesser ist ferner so gewählt, dass die Werkzeuge 8 beim Auf treffen auf unnachgiebige Hindernisse hin ter sie zurückweichen, wodurch der Schutz vor dem Zerstören der Werkzeuge noch ver bessert ist.
Die Anwendung der beschriebenen Über tragung zwischen Werkzeugbewegung und Federbewegung macht es ferner möglich, die Erfindung auch bei Werkzeugen anzuwen- ,den, die zentrisch zur rotierenden Welle fe dernd nachgeben können und eine stets gleichbleibende Arbeitstiefe ergeben. Eine derartige -Anordnung ist in den Fig. 13 und 14 in zwei zueinander senkrechten Ansichten dargestellt.
In den Fig. 13 :und 14 ist unmit telbar auf der rotierenden Welle 1 ein Dreh- stück 47 gelagert, das zwei starre Werk zeuge 8 trägt. Die Feder 3 ist ähnlich wie die Fig. 12 zeigt, in einer Scheibe 48 ge lagert. Während aber bei den exzentrisch zur rotierenden Welle drehbaren Werkzeu gen 8 der Fig. 12 die Lagerscheibe eine kreis runde Form hat, ist sie bei dem Ausfüh rungsbeispiel der Fig. 13 und 14 elliptisch ausgeführt.
Ihr grösster Durchmesser ist mindestens eben so gross wie der des von den Werkzeugspitzen beschriebenen greises. In folgedessen weichen die Werkzeuge 8 beim Auftreffen auf steile oder andere unnach giebige Hindernisse zentrisch zur rotieren den Welle 1 zurück, bis sie hinter die Schei ben 48 gelangen und nunmehr .durch die festen Scheiben vor Bruch geschützt sind. Die .Scheiben 48 sind so fest, dass sie beim Auftreffen auf Hindernisse den ganzen Schwanz der Maschine hochheben und da durch die Werkzeuge vor Bruch bewahren.
Die Anwendung von stabförmigen Tor sionsfedern oder Rohren ermöglicht eine be sondere einfache Befestigung der Werkzeuge an den Federn. Die Werkzeuge brauchen nur einen Fortsatz mit einer unrunden Öffnung zu haben. Sie werden mit dieser Öffnung über die Feder oder über das die Feder um gebende Rohr geschoben.
Die Fig. 15 und 16 zeigen eine derartige Werkzeugbefestigung in Anwendung bei einem für .die Bearbeitung des Waldbodens besonders ,geeigneten Werkzeug 8 mit $-för- miger Schneide, das an der Vierkantfeder 3 befestigt ist. Der Befestigungsfortsatz 50 des Werkzeuges besteht aus dem Werkzeug schaft selbst, der mehrfach um die Stab feder herumgebogen ist. Der Biegungssinn ,der Feder ist zweckmässig so gewählt, dass .der beim Arbeiten des Werkzeuges auftre tende Bodenwiderstand bestrebt ist, die Win dungen zu schliessen.
Dadurch wird vermie den, @dass die Windungen durch ,das Arbeiten des Fräswerkzeuges aufgebogen werden, und dass sich allmählich ein .Spielraum zwischen Windungen und .Stabfeder bilden kann.
Fig. 17 zeigt die gleiche Ausführung bei einer Bodenbearbeitungsmaschine mit einem .die Stabfeder 3 umgebenden Rohr 34. Das Rohr 34 hat beispielsweise sechseckigen Querschnitt.
Der Befestigungsfortsatz 50 kann in ver schiedenen Formen und auf verschiedene Weise hergestellt sein. .So zeigt zum Beispiel Fig. 18 eine Ausführung, bei der das Werkzeug 8 einen schraubenschlüsselähn- lichen Ansatz hat, der mit seiner sechskan tigen Bohrung über das Rohr 34 geschoben ist.
Auf die besondere Querschnittsform der Stabfeder oder auf die Form der Rohrboh rung kommt es nicht an. Ferner brauchen die Federn oder Rohre zur Anwendung der dargestellten Befestigung nur an der Be festigungsstelle unrund zu sein.
In Fig. 15 sind, um ein seitliches Ver schieben des Werkzeuges auf der Feder 3 zu verhindern, zwei Abstandsrohre 51 links und rechts vom Werkzeug .auf die Feder auf gebracht. Statt dessen kann auch der Be festigungsfortsatz 50 des Werkzeuges durch eine grössere Anzahl von Windungen so weit verlängert sein, dass er eines .der Abstands rohre ersetzt. In vielen Fällen wird es auch genügen, die Werkzeuge dadurch gegen seit liches Verschieben zu sichern, dass man die Windungen des Fortsatzes mit Vorspannung auf die Stabfeder aufsetzt. Die gleiche Si cherung gegen Verschieben kann auch bei den Rohren 34 benutzt werden.
Soil cultivation machine with rotating tools. The invention . Refers to soil cultivation machines with rotating tools that penetrate the soil as it rotates, chop it up and crumble it. Such tillage machines usually have a motorized drive that moves the machine forward and at the same time serves to set the tools in rotation. But there are also machines that are pulled by a horse or a tractor.
The rotation of the running wheels of the machine can be transmitted to the rotating link by a chain or the like, so that the tools are only moved by pulling the machine forward and a special motor is not required.
The tools of such machines usually consist of hooks or knives which are connected to the driven rotatable shaft by springs. The springs are used to absorb the shocks that occur when working. They also have the purpose of allowing the tools to retreat and give way when they strike obstacles, so that the tools are protected from breakage.
In the known soil cultivation machines with rotating tools, these springs consist of flexure springs, in particular flexure springs with several coils. However, these springs tend to crack on the outside of the coils in the case of the frequently recurring stresses that vary greatly in force and direction.
Furthermore, the coils of the bending springs protrude so far from the rotating shaft that they often penetrate the ground with it. As a result, the milling device is easily clogged with clods of earth, roots and the like, making it difficult to clean the machines. In addition, this considerably increases the resistance of the arrangement when the tools penetrate the ground, so that the power consumption of the machine is uselessly increased.
The invention avoids all of these disadvantages in that torsion springs are used in place of the flexure springs.
In the drawings embodiment examples of the invention are shown. Fig. 1 shows a tillage machine with rotating tools for smaller Be operations; Fig. 2 to 6 show an embodiment of the rotating member of the machine, which is used for processing the soil, in a view and in some individual units and variations; 7 to 9 show a further embodiment in one view and in two sections.
Other examples of games are shown in FIGS. 10 to 15 and explained in more detail in the following description; 16 to 18 show a loading of the tools on the springs.
In Fig. 1, one of the soil cultivation machines with rotating tools is shown, to which the invention relates. An explosion engine B is attached to the body A of the machine at the front and the so-called tail C, which carries the rotating member D with the tools F, at the rear. The rotating member is covered by a hood I ',
.that prevents the earth from being thrown up. The body A of the machine is mounted pivotably about the axis G of the running wheels H. The machine is steered by the leader on the bars I. It can be moved around the axis G with the help of these spars so that the tools E engage in the ground. The motor TF drives the impellers H and the rotating member D. The direction of rotation of the rotating member is usually chosen to match that of the impellers H.
As a result, the Bo exerts resistance when the rotating member is working from a force that tries to support the advance of the machine, so the action of the driven wheels H, still.
In the larger machines, the arrangement of the rotatable member is similar to that just described. Only here the chassis has four wheels. of which, like a tractor, two are used for steering and the other two, usually larger, are used for propulsion. In these large machines, the tail C is usually articulated on the machine so that it can be raised and lowered independently of the rest of the machine.
In the following drawings, only the rotatable member D of the soil cultivation machine is shown, because the invention extends only to an improvement of this rotatable member, but not to a change in the other parts of the machine.
In Fig. 2, 1 is the rotating shaft. A bearing washer 2 is firmly attached to the shaft. The torsion springs <B> 3 </B> are inserted with their bent end into slots 4 of the bearing disk 2 and held there by pins 5, as shown in FIG. 2 in section. The cover 6, which is screwed over the washer 2 with a nut 7, secures the pins 5 against falling out. The springs 3 consist of two parts in this embodiment. Both parts are connected to one another by the lock-like device presented in greater detail in FIGS. 3 and 5.
The lock-like device also serves to fasten the tool. It consists of parts 9 and 10, which are ver by the screws 11 connected. The spring pieces 3 have bent ends which are wrapped around the screws 11. The tool 8 is arranged between the screws 11. According to FIG. 2, the free end of the spring 3 is supported in a bearing disk 12 at the other end of the rotating shaft and provided with an adjusting ring 13. The bearing disk 12 sits firmly on the rotating shaft and is covered with a cover 15 held by the nut 14.
The springs in this exemplary embodiment have a round cross-section.
For springs with angular, in particular square cross-section, the bearing disc and mounting of the spring 3 can also be designed as it is in Fig. 6 is Darge. In this embodiment, the lock-like device that carries the tool is designed as a rotating body. In Fig. 6, 3 is the torsion spring, 8 is the tool and 12 is the bearing washer, which correspond to parts bearing the same numbers in FIGS. 2 and 5. The rotating body 16 mounted on one side has a radial, conical square hole for receiving the tool 8 and a .achsiaJes square hole for receiving the spring end.
Spring 3 and work tool 8 are fastened by split pins 17 and 18 be.
Another according to the invention made of rotatable member for processing the ground is shown in FIGS. 7 to 9 is provided. On the rotating shaft 1 four disks 19 with concentrically angeord designated holes 20 are attached. A rotating piece 21 is mounted between every two of these disks, in which the tool 8 is fastened by a pin 22. According to FIG. 8, the rotating piece 21 has a lateral milled recess 23 into which the rod-shaped gate sion spring 3 is inserted with its bent end.
At the end of the shaft 1 there is a fixed abutment, which consists of a disk 24 with edge notches 25 and a cover 128 that extends over it, is provided with holes 2A6 and fastened by a nut 27. The cover 28 can be rotated so that its holes 26 coincide with the cutouts 25 of the disk 24, so that all springs 3 are inserted through the holes at the same time. can be removed. By turning the cover half a hole pitch, all springs are locked at the same time. Two dowels 29 offset by half the hole spacing are provided on the cover 28 and engage in corresponding holes in the disks 24.
In this embodiment, the bearing washers 19 have as many concentrically arranged holes 20 as there are bar springs. The springs leading from the rotating piece to the abutments go through the holes of the intermediate bearing washers. This supports the springs in front of the washers and protects them from bending stress. The disks 19 can be finished casting with all concentric holes.
Except for the central hole for the milling shaft, only the pre-cast bearing holes of the turning pieces need to be drilled out on each disc.
In order to attach as many springs as possible within a small diameter, two or more concentric rows of appropriately offset holes can be provided on the discs 19. In Fig. 9, for example, disks 19 are provided with two concentric hole circles is.
The tool can. by loosening the pin 22 from the milling shaft who removed the without the associated spring also needs to be loosened or removed at the same time.
The implementation shown in Fig. 7, the bar springs through the bearing washers lying between the tool and the associated abutment can also be performed in the arrangement shown in FIG. In this case, the bearing disk 12 must also have one or more rows of concentrically arranged holes. If the tools 8 are moved in the exemplary embodiments described so far, the springs are only subjected to rotation.
In order to achieve the necessary deflection of the tool with the forces acting on the tool, the length of the springs must not fall below a certain minimum value. For this reason, in FIG. 7 the springs belonging to the tools located to the right of the center of the rotatable member and, after the left abutment, the springs belonging to the tools located on the left, are led to the right abutment. The cross-sections of the different long springs can be designed so that the same forces exerted on the different springs produce approximately the same angle of rotation of the tools.
As can be seen from FIGS. 2 to 9, the springs do not extend beyond the diameter of the bearing washers. The disruptive diameter of the working device is therefore significantly smaller in the tillage machines with torsion springs according to the invention than in the previously known designs with bending springs, in which the necessary .Sleifen the springs are relatively much further outwards so that they touch the ground or penetrate into it and thereby increase the energy consumption of the arrangement without any advantage.
As stated above, as a result, the new arrangement also avoids the clogging of the rotating member with earth caused by the highly eccentric windings of flexural springs. At the same time, the risk of breakage, which occurs with the coiled flexural springs when the spring coils hit a solid obstacle, is also avoided.
The torsion doors can be designed with a round, rectangular or other cross-section. In the case of springs with a round cross-section, the spring end must be very round for fastening, the springs in the abutment or on a rotating piece. In the case of round springs, the spring ends can be flattened for this purpose or, as shown in the figures, bent over. In the case of a rectangular or other uneven cross-section, as already shown in FIG. 6, a special design of the spring ends for fastening is unnecessary.
In this case, the springs are cut to size from the profiled spring steel and annealed and hardened without any special training of the ends to secure against rotation.
In order to achieve sufficient deflection of the tool tips with the forces acting on the tools, the torsion springs must not fall below a certain minimum length. As a result, in the embodiments described up to now, the application of the invention to rotating shafts that are driven in or in the middle is very difficult, because in this case the springs can only extend over the end of the rotating shaft located to the left or right of the central drive .
In the case of small soil cultivating machines, however, this distance is often too small to result in sufficient deflection of the tools. This disadvantage can be avoided by attaching the tools not directly to the springs or to the rotating bodies connected to the springs, but to tubes that surround the bar springs.
Such an embodiment is shown in FIG. On the rotating shaft 1, which is driven in its center by the gear <B> 30 </B>, a bearing disk 31 is attached. At the ends of the shaft there is also an abutment made up of the disk 32, the cover 33 and the nut 134 with it. The disk 32 has cutouts 133 and the cover has bores 39 through which the rod-shaped springs 3 with the tubes 34 are drawn. U-shaped chucks 135 secure the tubes 34 from being moved in the axial direction.
The left bent ends of the springs 8 engage in the cutouts 133 of the disk 32 so that the springs 8 are fastened so that they cannot rotate against the disk 32. The bent right end of the spring engages in a corresponding cutout of the associated tube 34 and thereby connects the tube and spring at this point so that they cannot be rotated with one another. This connection can also be implemented somehow differently, for example by pinning. The tube 34 is freely rotatably mounted in the disks 31 and 32 in sockets 36 and 37. The work tool 8 is connected to the connecting piece 38 by means of a pin 137 and this is firmly connected to the tube 34.
The moments of resistance of the tube and associated spring can now be matched to one another differently depending on the desired purpose. If the tube is made rigid in relation to the spring, the effective length of the springs is independent of the point on the tube 34 at which the tool 8 is located. This ensures that the spring lengths are the same for all tools on the machine.
If the tube 34 is designed to be resilient, the resilient length acts once, the rod spring from its left to the right end, and as a continuation of this spring the resilient tube 34 from its right end to the tool. The effective length of the Fe is therefore increased in this version. As a result, the space can be better used and the necessary spring material can be accommodated well, especially with a narrow rotatable member. In this case, for example, the tube can have a smaller section modulus and thus result in a softer suspension than the rod spring. In this case, the application of the tool takes place relatively softly.
In the case of long springs, however, it is more advantageous to design the tube with a greater drag torque than that of the spring, so that the inner spring is protected from undesired bending stresses by the relatively rigid outer tube. In this case, the springs can practically be seen as pure torsion springs.
Several tools 8 can be attached to a tube 34. The tools are appropriately offset from one another so that their tips engage one after the other in the ground and occur at different times due to the various tools that have been subjected to stresses on the spring combination. By .this measure, the spring combination consisting of spring and tube can be kept smaller in its dimensions.
The abutments at the ends of the rotating shaft are expediently carried out in a similar way to that described with reference to FIGS. Here, too, the cover 33 can have holes 39 and can be rotated so that these holes coincide with the cutouts 133 of the disc 32, so that after removing the U-shaped lining pieces 135 all springs and tubes are removed from the device respectively. can be used in them.
Likewise, in this version, similar to what is described above, special bearing washers can be seen and the spring ends have any of the aforementioned shapes.
11 shows a further embodiment which differs from those previously described in that the tool 8 can be rotated about an axis which is outside the axis of the spring 3. In the figure, a square spring 3 is fixedly clamped at the left end on the rotating shaft 1 in a manner similar to that already described. On a bearing washer 40 through which the spring 3 goes through, the tool 8 is mounted on a special pivot pin 41 be.
The pivot pin 41 has an extension 42 which lies against a stop 43 that is firmly connected to the spring 3. If the tool 8 is rotated with its tip in the direction of the viewer, i.e. out of the plane of the image, the shoulder 42 of the pivot pin 41 presses against the stop 43 of the spring 3 and thereby transfers the rotation of the tool to the Feather.
This arrangement ensures that the springs can be moved even closer to the rotating shaft. The device for transmitting the rotary movement of the tool to the spring can now be dimensioned in such a way that any transmission ratio results, for example in the manner "that a large deflection of the tool only corresponds to a small rotation: the spring. However, the device can also be designed differently from what is shown in FIG.
As the figure shows, the bearing washer 40 simultaneously serves to support the spring 3 against bending loads. The spring 3 can, similar to that shown in FIG. 7, extend even further beyond the bearing washer 40 to a remote tool. Such an arrangement is indicated in the lower half of FIG.
The use of a transmission device between the tool and the spring now also makes it possible to attach the spring to the rotating Welh @ in any direction. Thus, FIG. 12 shows an arrangement in which the springs 3 are arranged perpendicular to the rotating shaft 1. The tools are similar to that shown in FIG. 11, ge superimposed on a special La gerscheibe 40 on a pivot pin 41, which with a shoulder 42 against a stop 43 connected to the spring 3. The spring 3 is firmly clamped in a disk 44 at one end 45 and either also firmly clamped or freely rotatable at the other end 46.
The bearing disk 44 is in this Ausfüh approximately example also designed as a protective disk. The purpose of this disk is to prevent cultivated plants from being drawn into the working area of the tool when working between rows of plants. Their diameter is also chosen so that the tools 8 when they hit unyielding obstacles behind ter they recede, whereby the protection against the destruction of the tools is still improved ver.
The application of the above-described transmission between tool movement and spring movement also makes it possible to apply the invention to tools that can give way to the center of the rotating shaft fe and result in a constant working depth. Such an arrangement is shown in FIGS. 13 and 14 in two mutually perpendicular views.
In FIGS. 13 and 14, a rotary piece 47 is mounted directly on the rotating shaft 1 and carries two rigid tools 8. The spring 3 is similar to that shown in FIG. 12, in a disc 48 superimposed GE. However, while in the eccentric to the rotating shaft rotatable Werkzeu gene 8 of FIG. 12, the bearing disk has a circular shape, it is approximately elliptical in the Ausfüh example of FIGS. 13 and 14.
Its largest diameter is at least as large as that of the old man described by the tool tips. As a result, the tools 8 when they hit steep or other unyielding obstacles centrically to rotate the shaft 1 back until they get behind the discs 48 and are now .by the fixed discs are protected from breakage. The .Scheiben 48 are so strong that when they hit obstacles they lift the entire tail of the machine and protect it from breakage by the tools.
The use of rod-shaped Tor sion springs or tubes enables the tools to be particularly easy to attach to the springs. The tools only need to have an extension with a non-circular opening. You are pushed with this opening over the spring or the spring around the tube.
15 and 16 show such a tool attachment in use with a tool 8 with a $ -shaped cutting edge which is particularly suitable for working the forest floor and which is attached to the square spring 3. The attachment extension 50 of the tool consists of the tool shaft itself, which is bent several times around the rod spring. The sense of bending, the spring, is expediently chosen so that the soil resistance that occurs when the tool is working tries to close the turns.
This prevents the coils from being bent open by the working of the milling tool and from gradually creating a gap between coils and rod springs.
17 shows the same embodiment in a soil cultivating machine with a tube 34 surrounding the rod spring 3. The tube 34 has, for example, a hexagonal cross section.
The attachment extension 50 can be made in various shapes and ways. For example, FIG. 18 shows an embodiment in which the tool 8 has a wrench-like attachment which is pushed over the tube 34 with its hexagonal bore.
The particular cross-sectional shape of the bar spring or the shape of the Rohrboh tion is not important. Furthermore, the springs or tubes only need to be out of round at the fastening point to use the fastening shown.
In Fig. 15, in order to prevent the tool from sliding laterally on the spring 3, two spacer tubes 51 are placed on the left and right of the tool .auf the spring. Instead, the attachment extension 50 of the tool can also be lengthened by a larger number of turns to such an extent that it replaces one of the spacer tubes. In many cases, it will also be sufficient to secure the tools against lateral shifting by placing the turns of the extension onto the bar spring with pretension. The same protection against displacement can also be used with the tubes 34.