CN103687474A - 用于工作机的模块化农业切割单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于工作机（1）的模块化农业切割单元（8），该工作机具体地为联合收割机，该模块化农业切割单元具有多个切割模块（13），每个切割模块具有水平地布置的能驱动以进行旋转的轴（15）以及布置在适当的轴（15）上以用于切割农作物材,料的多个切割元件（16），其中切割模块（13）的轴（15）布置成在切割单元（8）的切割宽度（9）中不交叠。

Description

用于工作机的模块化农业切割单元

技术领域

本发明涉及农业切割单元，其具有水平地设置的轴，该轴被驱动以进行旋转，多个切割元件布置在该轴上。

切割单元安装在工作机上或者形成工作机，并且尤其用于切割和/或切碎草、稻草、谷物、肉类、玉米、油菜籽、向日葵、豆类、其它茎杆以及其它植物和植物机体结构。切割单元与其大致水平的切割平面对准。

切割单元具体可以是用于联合收割机的连枷切割器。

背景技术

从手册“Spearhead.eu;Spearhead-Stoppelmanagement:DieErntereste im Griff”（残株管理：控制下的收割残留物）中了解用于移动式工作机的农业切割单元。移动式工作机是牵引机，切割单元安装到该牵引机上。切割单元设计成连枷切割单元，其具有一个水平地设置的被驱动以旋转的轴以及被布置在该轴上以用于切割农作物材料（尤其是收割残留物）的多个连枷。还可以是多个切割单元安装在工作机上，其轴和切割单元的独立切割宽度交叠，以获得一个整体切割宽度。为此，切割单元中的一些例如布置在牵引机的前轮的前方，而其它切割单元布置在牵引机的后轮之后。

此外，本领域中通常已知的是提供一种联合收割机，其具有若干切割单元，以切碎收割台（用于收割）附近的收割残留物，这限定了联合收割机的工作宽度。在本文中，切割单元中的一个或多或少直接地沿行进方向布置在主收割台之后，同时两个其它的切割单元在联合收割机的端部处附接在后轮之后，这样，切割单元的轴和切割单元的切割宽度交叠，以形成整体切割宽度。

发明内容

发明目的

本发明的目的在于提供一种用于工作机的农业切割单元，利用该切割单元可以以简单且可变的方式形成切割单元的不同切割宽度。

解决方案

本发明的目的通过独立权利要求的特征来实现。从属权利要求涉及本发明的其它优选实施例。

发明概述

本发明涉及用于工作机的模块化农业切割单元。切割单元具有多个切割模块，每个切割模块具有水平地布置的能驱动以进行旋转的轴以及布置在适当的轴上以用于切割农作物材料的多个切割元件，其中切割模块的轴布置成在切割单元的切割宽度中不交叠。

本发明还涉及工作机，特别是联合收割机或其它可驱动的割草装置，包括如上所述的模块化切割单元。

本发明还涉及用于联合收割机的模块化连枷切割单元，该模块化连枷切割单元具有支撑框架和多个连枷模块，每个连枷模块具有水平地布置的被驱动以进行旋转的轴以及安装在适当的轴上以用于切割农作物材料的多个连枷。连枷模块被设计成单独的且能够独立地管理的单元，并且通过将相同和/或不同宽度的不同数量的连枷模块直接地或间接地组合在支撑框架上且通过联接件连接在一起，而形成不同的连枷切割单元切割宽度。连枷模块在联合收割机的整个工作宽度上延伸。

定义

在本申请中，农业切割单元被认为是这样一种切割单元，其在农业和林业部门中、在维护公众绿化空间和照料其它植被区域的市政部门中，用于农作物材料的切割、割草、切断、切碎、覆盖等。

在本申请中，工作机被理解为是自推进工作机、被拖动的工作机、割草机、割草机器、联合收割机或牵引机，在每种情况下，其具有如上限定的农业切割单元。

工作机具有工作宽度。工作宽度被理解为是工作机的与其行进方向垂直的有效活动区域。如果工作机是割草机，那么工作宽度也对应于切割器单元的切割宽度。另一方面，如果工作机是联合收割机，那么联合收割机的工作宽度对应于收割台（主切割单元）的实际切割宽度，而用于切割收割残留物的辅助切割单元的切割宽度不被称为工作宽度，而是称为切割宽度。在本申请中，模块化切割单元被认为是具有若干单独模块的切割单元，通过它们彼此的直接组装而形成模块化切割单元。换言之，模块化切割单元不被认为是工作机的单独切割单元，它们在不同的点处安装在工作机上（主要是以交叠布置的方式），以形成整体切割宽度。

切割单元的切割区域是这样一种区域，切割单元在该区域中切割农作物材料。模块化切割单元的切割宽度被认为是其与工作机的行进方向垂直的切割区域的宽度。

本发明的其它说明

新型农业切割单元包括多个切割模块，它们组装在一起以形成切割单元，并且由此限定切割单元的切割宽度，在切割单元的切割宽度中不存在任何交叠。通过使用每个都具有单独轴的模块，能够形成切割单元的不同的切割宽度，以产生模块化系统。因此，切割模块可以是标准单元，而与切割单元的整体切割宽度无关，因此可以以较大的数量和较低的成本进行生产。从平均宽度为例如90cm和/或120cm（3英尺或4英尺）的切割模块，可以产生非常大的可变切割单元切割宽度，包括非常大的宽度，例如3m。

相对于现有技术的另一个优点在于，减小了与切割单元的宽度垂直的切割单元布置所需的组装空间。这是因为模块的较短的轴可以具有较低的弯曲刚度，因此相对于连续轴将具有较小的直径。因为轴的直径由于其上切割单元的布置而较大地限定了与切割单元的宽度垂直的切割单元的安装空间，所以这导致具有本领域中不存在的用于安装切割单元的选择。

这样，首次能够布置切割模块，其切割元件被布置成使得整个切割单元的切割区域相对于机器的行进方向处于前轮的前方。具体地，当切割单元的切割模块在工作机的整个工作宽度上延伸时，具有的优点在于，在农作物材料被切割之前，工作机的车轮没有驱动到农作物材料上，也没有向下压农作物材料。这在工作机的整个工作宽度上产生始终良好的切割结果。此外，确保了切割结果并不取决于工作机的驱动位置，也就是工作机沿直线行进还是沿曲线行进是不重要的。

因此，切割模块优选地被布置成使得它们的轴可以围绕共同的旋转轴线被驱动。旋转轴线被认为是几何轴线。每个切割模块的轴都可以具有其自身的驱动装置，或者具有完全地或部分地单独的驱动装置。

切割模块优选地形成为单独的且独立地管理的单元，以用于通过组合相同和/或不同宽度的不同数量的切割模块而构造不同的切割单元切割宽度。即使在仅仅使用一个切割模块宽度时，也通过n个切割模块的按需布置而形成宽范围的不同整体宽度。通过使用具有不同宽度的切割模块，例如具有2个、3个、4个或更多个不同宽度的切割模块，仍然具有极高的可变性，使得切割单元事实上可以适应于工作机的任何工作宽度。

切割模块可以直接地或间接地布置在支撑框架上。支撑框架的长度比切割模块长，并且支撑框架容纳若干切割模块。支撑框架可以是一个部件，或者可以由两个或更多个相互连接的部分构成。因此，有利地，支撑框架被专门地确定，以用于待形成的限定的切割单元切割宽度。因此，为了实现切割单元的期望的紧凑性，优选的是，切割模块具有较小的尺寸且具有直径较小的轴，并且支撑框架实际上承受力和力矩且提供必要的弯曲刚度。

在不钻孔的情况下，切割模块可以通过夹持而直接地或间接地附接到支撑框架。没有钻孔的布置意味着，模块可以容易地且快速地安装到支撑框架，这在切割单元的初始安装以及后续维护和服务期间都提供的显著的优点。

多个连接板可以在不钻孔的情况下通过夹持而固定到支撑框架，并且切割模块可以固定到连接板。这进一步简化了模块化切割单元的组装和拆卸。

两个相邻的切割模块可以通过联接件连接，其中该联接件具有弹簧元件，该弹簧元件被设计成吸收来自于互连的切割模块的轴的相对运动的力。一方面，这确保了驱动该旋转轴所需的转矩通过该联接件被轴有效地传递到下一个轴，另一方面，不会传递来自于轴的相对运动的不期望的力。

优选地，切割单元是连枷切割器，于是切割模块被设计成连枷模块，且切割元件被设计成连枷。具体地，利用连枷切割器可以高效地切割、切碎和覆盖收割残留物。

具体地，工作机可以是联合收割机。于是，新型农业切割单元优选地用作辅助切割单元。如已知的，联合收割机具有主切割单元，利用该主切割单元来切割诸如小麦的农作物。然后，模块化切割单元具体安装在该联合收割机的所谓“收割台”的背部上。尤其可以想到的是，该联合收割机使得其主切割单元位于比本领域中高的位置，也就是处于距离地面较大的水平距离处。这减少了吸入到联合收割机中的杆的量。于是，新型模块化切割单元用来切割距离地面较长的剩余残株，并将其切碎。模块化设计和减小的空间需求意味着，切割单元现在可以沿着行进方向布置在主切割单元后方，也可以布置在联合收割机的前轮的前方。

权利要求、说明书和附图中公开了本发明的有利的进一步发展。说明书的前序部分提到的各种特征的优点和各种特征的组合仅仅是示例性的，并且可以可选地或累积地实现，优点不必通过本发明的实施例获得。在附图中示出了其它的特征，尤其是所表示的几何形状、若干部件彼此之间的相对尺寸以及它们的相对布置和功能性连接。本发明不同实施例的特征的组合或者不同权利要求的特征的组合通过权利要求的所选参考的变更也是可能的，并且由此是建议的。这也应用于在单独的图中示出的或者在其说明书所表示的那些特征。这些特征还可以与不同的权利要求的特征组合。同样，对于本发明的其它实施例而言，可以省略权利要求中所列的特征。

在权利要求和说明书中涉及的特征在其数量方面应当确切地理解为该数量或者比出现的所述数量大的数量，而不需要明确地使用词语“至少”。例如，当提到轴时，应当理解为精确地具有一个轴或两个轴或若干轴。然而，如果涉及特征的确切数量，那么在适当的特征之前插入形容词“仅仅”。

附图说明

以下利用附图所示的优选实施例进一步解释和描述本发明。

图1示出了具有模块化农业切割单元的工作机的第一示例性实施例的前部部分的透视图。

图2示出了根据图1的工作机的侧视图。

图3示出了新型模块化农业切割单元的示例性实施例处于部分拆卸位置中的透视图。

图4示出了处于其进一步安装位置中的图3的切割单元。

图5示出了新型模块化农业切割器单元的示例性实施例的透视图以及从切割单元的中间区域看的详细视图。

图6示出了具有模块化农业切割单元的新型工作机的一部分的侧视图。

图7示出了沿着图6中的线D-D的切割单元的截面图，以及切割单元的详细视图。

图8示出了用于连接两个相邻的切割模块的新型联接件的示例性实施例的平面图。

图9示出了沿着图8中的线F-F的联接件的截面图。

图10示出了新型切割单元的示例性实施例的不同视图。

图11示出了支撑框架的示例性实施例的截面图，其中切割模块利用夹具安装在该支撑框架上。

具体实施方式

图1和2示出了工作机1的前部部分。在这种情况下，工作机1描述为联合收割机2。然而，其也可以等效地为不同的工作机1。仅仅示出了工作机1的前部部分，原因是工作机1的其余部分对于本发明而言没有重要意义。

工作机1是移动式的，因此具有若干车轮，在图1和2中仅仅示出了前轮3。为了执行工作机的工作，工作机1沿着地面5在行进方向4上运动。

联合收割机2具有主切割单元6，该主切割单元用来实施实际的收割过程。主切割单元6限定了与行进方向4垂直的工作机1的工作宽度7。主切割单元6并不是本发明的目的，因此以下不再详细描述。

除了主切割单元6之外，工作机1还具有模块化切割单元8。模块化切割单元8用于切割由切割单元6留在地面5上的农作物残株，并且具有切割宽度9，在本文所示的联合收割机2中，该切割宽度大致对应于该联合收割机2的工作宽度7。换言之，在联合收割机2中使用的过程中，沿着行进方向4，农作物材料在距离地面5较大距离处首先被主切割单元6切割。然后，所有剩余的残株被更靠近地面5的模块化切割单元8切掉，并且被切碎。

切割单元8由辊子10支撑在地面5上，具体地，其在工作机1行进期间由这些辊子引导。辊子10具有笼式设计，并且具体由金属构成。辊子10提供对模块化切割器8的良好引导，即使在困难的地面条件下，例如岩石、孔洞、斜坡等。

切割单元8在工作机1的整个工作宽度7上延伸。因此，不需要本领域中已知的额外的切割单元来通过若干切割单元的若干交叠切割宽度而覆盖工作机1的整个工作宽度7。从而，切割单元8仅仅具有一个几何旋转轴线18。

图3和4中清楚地示出了切割单元8的新型模块化设计。模块化切割单元8在本文中采取连枷切割器11的形式。然而，其也可以采取其它类型的切割单元8的形式，例如具有以相反旋转驱动的叶片。切割单元8具有支撑框架，在本文中示出了该支撑框架的一半。在图5中示出了整个支撑框架12。优选地，在图3和4中表示的支撑框架12的部分由一体式轮廓构成。然而，其也可以由若干部件构成。

切割单元8包括多个切割模块13。每个切割模块13具有壳体14和轴15（参见图7），该轴水平地布置在壳体14中，并且能够被驱动以进行旋转。在图3和4的图示中，轴15被壳体14覆盖，因而是不可见的。每个轴15设置有用于切割农作物材料的多个切割元件16。在所示的示例性连枷切割单元11中，切割元件16是连枷17。

切割模块13被设计成单独的且能够独立地管理的单元，以用于通过组合相同和/或不同宽度的不同数量的切割模块13而构造不同的切割单元8切割宽度9。在所示的例子中，在所表示的支撑框架12的部分上布置有四个宽度相同的切割模块13。然而，切割模块13也可以具有不同的宽度（例如，参见图4、5、10）。切割模块13被布置成使得它们的轴15能够通过一个或多个驱动器28和驱动轴29（参见图5）而绕共同的旋转轴线18被驱动。在两个相邻的切割模块13之间总是具有农作物分隔器26，该农作物分隔器用来将农作物材料引导到适当的切割模块13的切割区域中。

多个连接板19在没有钻孔的情况下借助于夹具25附接到支撑框架12。继而，切割模块13通过螺栓彼此连接，并且连接到连接板19。此外，设有连接托架20，其用于连接到工作机1的支撑系统或连接系统。其它部件，例如辊子10、驱动部件等，也能够借助于夹具25可变地安装到支撑框架12。

图6和7进一步示出了模块化切割器单元8的结构细节。图7在其上部区域中示出了切割单元8的左侧部分。具体地，在放大部分中，可以看到，轴15在本文中采取中空轴的形式，并且相邻的切割模块13的轴15通过联接件21彼此连接。

图8和9中可以看到联接件21的进一步的细节。联接件21具有凹部22，该凹部用于固定相邻的轴15并且用于转矩传递。在这种情况下，开口22采取多边形轮廓的形式。然而，其它设计也是可能的。联接件21具有弹性元件23，该弹性元件具体由硬橡胶形成。两个相邻的轴15通过联接件21在非常小的空间内彼此连接，该联接件21包括沿旋转方向提供弹性的元件23。这意味着，在轴15之间可以补偿例如高达大约0.3mm的轴偏移和高达大约1°的轴角度偏移。

图10是模块化切割单元8的完整视图，具有支撑框架12的左侧部分和右侧部分。从而，本文所示的切割单元8在整个切割宽度9上延伸。可以看到的是，切割模块13具有不同的宽度，这样，具有完全可变切割宽度9的切割单元8能够以模块化插入系统的方式由标准模块组装而成。切割模块13的壳体14均可以具有起伏的内表面，以便在切割单元8操作期间产生湍流，从而延长农作物材料在切割单元8中的驻留时间，并且实现农作物材料的精细切割。

图11示出了支撑框架12的截面图，其中切割模块13安装在该支撑框架上。连接板19通过夹持装置25附接到支撑框架12。切割模块13固定到连接板19。

Claims (14)

1.一种用于工作机（1）的农业模块化切割单元（8），其具有多个切割模块（13），每个切割模块具有水平地布置的能驱动以进行旋转的轴（15）以及布置在适当的轴（15）上以用于切割农作物材料的多个切割元件（16），其中切割模块（13）的轴（15）布置成在切割单元（8）的切割宽度（9）中不交叠。

2.根据权利要求1所述的模块化切割单元，其特征在于，工作机（1）具有工作宽度（7），切割单元（8）的切割模块（13）在工作机（1）的整个工作宽度（7）上延伸。

3.根据权利要求1或2所述的模块化切割单元，其特征在于，工作机（1）具有前轮（3），切割模块（13）及其切割元件（16）被布置成使得它们的切割区域沿着工作机（1）的行进方向（4）处于前轮（3）的前方。

4.根据前述权利要求中至少一项所述的模块化切割单元，其特征在于，所有切割模块（13）被布置成使得它们的轴（15）能够绕共同的旋转轴线（18）被驱动。

5.根据前述权利要求中至少一项所述的模块化切割单元，其特征在于，切割模块（13）是单独的且能够独立地管理的单元，以用于通过组合相同和/或不同宽度的各种数量的切割模块（13）而获得不同的切割单元（8）的切割宽度（9）。

6.根据前述权利要求中至少一项所述的模块化切割单元，其特征在于，切割模块（13）沿着切割单元（8）的切割宽度（9）的方向具有不同的宽度。

7.根据前述权利要求中至少一项所述的模块化切割单元，其特征在于，切割模块（13）直接地或间接地布置在共同的支撑框架（12）上。

8.根据权利要求7所述的模块化切割单元，其特征在于，切割模块（13）通过夹具（25）直接地或间接地固定到支撑框架（12）。

9.根据前述权利要求中至少一项所述的模块化切割单元，其特征在于，多个连接板（19）通过夹具（25）固定到支撑框架（12），并且切割模块（13）连接到连接板（19）。

10.根据前述权利要求中至少一项所述的模块化切割单元，其特征在于，两个相邻的切割模块（13）通过联接件（21）连接，该联接件（21）具有弹性元件（23），该弹性元件被设计成用以吸收来自于互连的切割模块（13）的轴（15）的相对运动的力。

11.根据前述权利要求中至少一项所述的模块化切割单元，其特征在于，切割模块（13）被设计成连枷模块（24），并且切割元件（13）被设计成连枷（17）。

12.根据前述权利要求中至少一项所述的模块化切割单元，其特征在于，工作机（1）是联合收割机（2）。

13.一种工作机（1），具体地为联合收割机（2）或其它轮式收割机，其具有模块化切割单元（8），具体地为根据前述权利要求中至少一项所述的模块化切割单元，该模块化切割单元具有多个切割模块（13），每个切割模块具有水平地布置的能驱动以进行旋转的轴（15）以及布置在适当的轴（15）上以用于切割农作物材料的多个切割元件（16），其中切割模块（13）的轴（15）布置成在切割单元（8）的切割宽度（9）中不交叠。

14.一种用于联合收割机（2）的模块化连枷切割器（11），具体地为根据前述权利要求1至12中至少一项所述的模块化切割单元，其包括：

支撑框架（12）;以及

多个连枷模块（24），每个连枷模块具有水平地布置的能驱动以进行旋转的轴（15）以及布置在适当的轴（15）上以用于切割农作物材料的多个连枷（17），

其中连枷模块（24）被设计成单独的且能够独立地管理的单元，并且用于通过将相同和/或不同宽度的各种数量的连枷模块（24）直接地或间接地组合在支撑框架（12）上且通过联接件（21）彼此连接，而形成不同的连枷切割单元（11）的切割宽度（9），并且

其中连枷模块（24）在联合收割机（2）的整个工作宽度（7）上延伸。

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