DE102004019816B4

DE102004019816B4 - Lagerung eines Gutförder- und/oder Gutbearbeitungselements für eine Erntemaschine

Info

Publication number: DE102004019816B4
Application number: DE102004019816.0A
Authority: DE
Inventors: Rainer Schäfer; Claus-Josef Vogelgesang; Manfred Engel
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2004-04-23
Filing date: 2004-04-23
Publication date: 2021-11-11
Anticipated expiration: 2024-04-24
Also published as: CA2505124C; DE102004019816A1; US20050238271A1; CA2505124A1

Abstract

Lagerung (34) eines Gutförder- und/oder Gutbearbeitungselements (30) für eine Erntemaschine (10), mit einem Wälzlager (48), einer axial vom Wälzlager (48) beabstandeten stationären Scheibe (58, 66) und einer mit dem Gutförder- und/oder Gutbearbeitungselement (30) rotierenden Schleuderscheibe (60, 68), die in Form eines sich radial nach außen erstreckenden, flachen und ebenen Rings mit einem in radialer Richtung nach außen und in axialer Richtung an beiden Seiten freistehenden äußeren Rand ausgeführt ist und im Zusammenwirken mit der stationären Scheibe (58, 66) eine Abdichtung des Wälzlagers (48) bildet und es vor dem Eindringen von unerwünschtem Material schützt, insbesondere von Pflanzensäften, wobei die stationäre Scheibe (58, 66) zwischen dem Wälzlager (48) und der Schleuderscheibe (60, 68) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der stationären Scheibe (58, 66) und der Schleuderscheibe (60) ein enger Spalt gebildet ist und dass die stationäre Scheibe (58, 66) einen radial inneren Bereich (61) aufweist, der sich parallel zur Schleuderscheibe (60, 68) erstreckt und mit ihr eine ringförmige radiale Dichtung bildet, dass die stationäre Scheibe (58) zwischen dem radial inneren Bereich (61) und einem radial äußeren Bereich (59) in sich abgekröpft oder abgewinkelt ist, sodass der radial äußere Bereich (59) axial weiter von der Schleuderscheibe (60) beabstandet ist als der radial innere Bereich (61) und dass das innere Ende des radial äußeren Bereichs (59) der stationären Scheibe (58) näher an der Drehachse liegt als der äußere Rand der Schleuderscheibe (60).

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerung eines Gutförder- und/oder Gutbearbeitungselements für eine Erntemaschine, mit einem Wälzlager, einer axial vom Wälzlager beabstandeten stationären Scheibe und einer mit dem Gutförder- und/oder Gutbearbeitungselement rotierenden Schleuderscheibe, die in Form eines sich radial nach außen erstreckenden, flachen und ebenen Rings mit einem in radialer Richtung nach außen und in axialer Richtung an beiden Seiten freistehenden äußeren Rand ausgeführt ist und im Zusammenwirken mit der stationären Scheibe eine Abdichtung des Wälzlagers bildet und es vor dem Eindringen von unerwünschtem Material schützt, insbesondere von Pflanzensäften, wobei die stationäre Scheibe zwischen dem Wälzlager und der Schleuderscheibe angeordnet ist, sowie eine Erntemaschine mit einer derartigen Lagerung.
Stand der Technik
In der US 6 619 851 B2 wird eine Lagerung beschrieben, bei der die rotierende Welle einer Erntegutbearbeitungseinrichtung durch ein Wälzlager am Rahmen einer Erntemaschine abgestützt wird. Eine erste, als Dichtung dienende, im inneren Bereich axial nach außen abgekröpfte Scheibe ist stationär mit dem Rahmen der Erntemaschine verbunden und schließt mit der Welle einen relativ engen Spalt ein. Eine zweite, ebenfalls als Dichtung dienende Scheibe dreht sich mit der Welle. Die zweite Scheibe befindet sich zwischen der ersten Scheibe und dem Wälzlager. Durch die Scheiben und eine Dichtung mit flexiblen Lippen, die an einem mit der Welle rotierenden Kugellaufring des Wälzlagers anliegen, soll das Wälzlager vor eindringendem Fremdmaterial, insbesondere Pflanzensäften, geschützt werden. Ein relativ dicker Trägerring ist der ersten Scheibe benachbart angeordnet. An diesen Trägerring schließt sich direkt der Mantel der Erntegutbearbeitungseinrichtung an. Der Trägerring dient somit nicht als Schleuderscheibe.
Die rotierende zweite Scheibe fördert eventuell vorhandene Pflanzensäfte durch die Fliehkraft nach außen; sie wirkt als Schleuderscheibe. Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass Feststoffe und Flüssigkeiten, die über den Spalt zwischen der ersten und zweiten Scheibe in den als Vorkammer bezeichneten Zwischenraum zwischen diesen Scheiben gelangt sind, diesen Raum nicht mehr verlassen können. Sie werden durch die zweite Scheibe permanent an den äußeren, geschlossenen Umfang des Vorkammerraums geschleudert. Durch diese Verschmutzungsansammlungen in der Vorkammer gelangen diese nach Überwindung der mit flexiblen Lippen versehenen Dichtung auch in das eigentliche Wälzlager. Denkbare Ablauföffnungen am äußeren Umfang des Vorkammerraums erweisen sich als unwirksam, da sie durch die Verschmutzungen in kurzer Zeit verstopfen und unwirksam werden.
Die als gattungsbildend angesehene DE 35 16 131 A1 zeigt eine andere Lagerung einer Erntegutbearbeitungseinrichtung eines Feldhäckslers. Dort sind die Wälzlager durch Labyrinthdichtungen abgedichtet. Der äußere, als Schleuderscheibe dienende, mit der Welle rotierende Teil der Labyrinthdichtung umfasst einen radial äußeren Teil, der einen radialen Spalt mit dem stationären Lagerlaufring bildet. Die Breite des Spaltes zwischen der Schleuderscheibe und dem Lagerlaufring ist über seine gesamte Länge konstant.
Die US 4 639 149 A zeigt eine Lageranordnung, bei der eine im radial inneren Bereich axial nach außen abgekröpfte flexible Dichtung zwischen der rotierenden Welle und dem Lagerlaufring angeordnet ist. Axial außerhalb der flexiblen Dichtung folgt noch eine mit der Welle rotierende Scheibe, die mit dem sich konisch erweiternden Lagerlaufring einen Spalt bildet.
Aufgabe
Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem wird darin gesehen, eine Lagerung eines Gutförder- und/oder Gutbearbeitungselements einer Erntemaschine dahingehend zu verbessern, dass ein Eindringen von Pflanzensäften in das eigentliche Wälzlager erschwert wird.
Lösung
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.
Die stationäre Scheibe ist zwischen der Schleuderscheibe und dem Wälzlager angeordnet. Die Schleuderscheibe wird dadurch in die Lage versetzt, eventuelle Verunreinigungen nach außen abzugeben.
Auf diese Weise vermeidet man unerwünschte Ansammlungen von Verunreinigungen, insbesondere Pflanzensäften an der Innenseite der Schleuderscheibe.
Die Schleuderscheibe ist relativ nahe an der stationären Scheibe angeordnet, so dass nur ein relativ enger Spalt zwischen ihnen verbleibt. Dadurch erhält man eine ringförmige radiale Dichtung.
Um das Abgabevermögen der Schleuderscheibe zu verbessern, ist dem äußeren Rand der Schleuderscheibe benachbart ein äußerer Bereich der stationären Scheibe angeordnet. Der äußere Bereich befindet sich in einem Abstand von der Schleuderscheibe, der größer als der Abstand zwischen dem inneren Bereich der stationären Scheibe und der Schleuderscheibe ist. Die stationäre Scheibe ist somit zwischen dem inneren und äußeren Bereich in sich abgekröpft oder abgewinkelt. Dadurch vermeidet man, dass von der Schleuderscheibe abgegebene Flüssigkeiten aufgrund von Oberflächenspannungen o. ä. an der stationären Scheibe anhaften.
Zur Verbesserung der Abdichtung zwischen der Schleuderscheibe und der stationären Scheibe bietet sich die Verwendung einer separaten Dichtung an. Die Dichtung ist vorzugsweise aus in sich elastischem Material, z. B. Kunststoff oder Gummi, und liegt entweder flächig oder mit einer Spitze an der Schleuderscheibe an und ist an der stationären Scheibe fixiert. Auch die umgekehrte Anordnung mit einer an der Schleuderscheibe fixierten Dichtung, die an der stationären Scheibe anliegt, ist denkbar.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Dichtung in radialer Richtung zwischen der stationären Scheibe und einem mit dem Gutförder- und/oder Gutbearbeitungselement rotierenden Element angeordnet sein, z. B. einem auf einer Welle der Gutförder- und/oder Gutbearbeitungselement angebrachten Kugellaufring, auf dem auch die Kugeln der Lagerung laufen. Diese Dichtung erschwert das Eindringen von Flüssigkeiten an die Innenseite der stationären Scheibe und schützt das Wälzlager. Auch hier kann die Dichtung am rotierenden Element oder an der stationären Scheibe befestigt werden.
Die Erfindung eignet sich für alle Gutförder- und/oder Gutbearbeitungselemente von (selbstfahrenden oder angebauten bzw. gezogenen) Erntemaschinen, auch von Erntevorsätzen. Sie kann insbesondere bei Feldhäckslern zur Anwendung kommen, mit denen häufig Pflanzen geerntet werden, aus denen Säfte austreten, die geeignet sind, Lagerungen zu beschädigen. Die Lagerung kann somit für Einzugswalzen, Häckseltrommeln, Walzen von Nachzerkleinerungsvorrichtungen oder Fördervorrichtungen (Gebläse) verwendet werden.
In den Zeichnungen sind fünf nachfolgend näher beschriebene Ausführungsbeispiele, von denen nur die Ausführungsform nach 2 unter den Anspruch 1 fällt, dargestellt. Es zeigt:

1 eine Erntemaschine in Seitenansicht und in schematischer Darstellung,
2 eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform einer Lagerung,
3 eine Ausschnittsvergrößerung aus einer Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform einer Lagerung,
4 eine Ausschnittsvergrößerung aus einer Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform einer Lagerung,
5 eine Ausschnittsvergrößerung aus einer Querschnittsansicht einer vierten Ausführungsform einer Lagerung, und
6 eine Ausschnittsvergrößerung aus einer Querschnittsansicht einer fünften Ausführungsform einer Lagerung.

Eine in 1 gezeigte Erntemaschine 10 in der Art eines selbstfahrenden Feldhäckslers baut sich auf einem Rahmen 12 auf, der von vorderen und rückwärtigen Rädern 14 und 16 getragen wird. Die Bedienung der Erntemaschine 10 erfolgt von einer Fahrerkabine 18 aus, von der aus eine Erntegutaufnahmevorrichtung 20 in Form eines Maisgebisses einsehbar ist. Mittels der Erntegutaufnahmevorrichtung 20 vom Boden aufgenommenes Gut, z. B. Mais, Gras oder dergleichen wird einer Häckseltrommel 22 zugeführt, die es in kleine Stücke häckselt und es einer Fördervorrichtung 24 aufgibt. Das Gut verlässt die Erntemaschine 10 zu einem nebenher fahrenden Anhänger über einen drehbaren Austragsschacht 26. Zwischen der Häckseltrommel 22 und der Fördervorrichtung 24 erstreckt sich eine Nachzerkleinerungsvorrichtung 28, durch die das zu fördernde Gut der Fördervorrichtung 24 tangential zugeführt wird. Die Nachzerkleinerungsvorrichtung 28 weist zwei Walzen 30, 32 auf, die gegensinnig in Drehung versetzt werden.
Ein potentielles Problem der Nachzerkleinerungseinrichtung 28 und auch der anderen Gutförder- und/oder Gutbearbeitungselemente der Erntemaschine 10, beispielsweise der Fördereinrichtung 24 und der nicht eingezeichneten Einzugswalzen, die der Häckseltrommel 22 vorgeordnet sind, besteht darin, dass bei der Förderung bzw. Bearbeitung des Ernteguts Pflanzensäfte anfallen, die in die Lagerungen der Gutförder- und/oder Gutbearbeitungselemente eindringen und sie durch Korrosion zerstören können.
Um das Eindringen von Pflanzensäften in die Wälzlager zu verhindern, ist die untere Walze 30 der Nachzerkleinerungsvorrichtung 28 mit einer Lagerung 34 ausgestattet, die in 2 detaillierter dargestellt ist. Auch die obere Walze 32 kann mit einer derartigen Lagerung 34 versehen sein.
Die Walze 30 weist einen Mantel 38 auf, in den eine endseitige Stützscheibe 40 eingesetzt ist. Die Stützscheibe 40 trägt einen Wellenstummel 36. Zwischen der Stützscheibe 40 und der Lagerung 34 ist eine auf den Wellenstummel 36 aufgesetzte Schutzscheibe 42 angeordnet, die die Lagerung 34 vor Pflanzensäften schützen soll. Die Lagerung 34 weist einen inneren Kugellaufring 44, der auf den Wellenstummel 36 aufgesetzt ist und einen äußeren Kugellaufring 46 auf, der den inneren Kugellaufring 44 umschließt. Zwischen dem inneren Kugellaufring 44 und dem äußeren Kugellaufring 46 sind als Wälzlager eine Reihe Kugeln 48 angeordnet, die durch Käfige 50 gehaltert sind und in entsprechenden, abgerundeten Laufbahnen der Kugellaufringe 44, 46 abrollen. In axialer Richtung sind zwei Reihen von Kugeln 48 hintereinander angeordnet. Der innere Kugellaufring 44 ist durch eine Klemmscheibe 52 auf dem Wellenstummel 36 befestigt. Die Klemmscheibe 52 oder der über sie in der Zeichnung nach rechts hinausragende Teil des Wellenstummels 36 kann auch zur Befestigung einer Riemenscheibe oder eines anderen Antriebsmittels dienen. Der äußere Kugellaufring 46 wird durch ein Lagergehäuse 54 radial umschlossen, das seinerseits an einer Seitenwand 56 des Gutförderkanals der Erntemaschine 10 befestigt ist.
Zwischen dem Lagergehäuse 54 und dem inneren Kugellaufring 44 ist eine stationäre Scheibe 58 in Form eines mit dem Lagergehäuse 54 verbundenen, sich radial nach innen bis fast zum inneren Kugellaufring 44 erstreckenden Rings angeordnet. Zwischen dem inneren Rand der stationären Scheibe 58 und dem Kugellaufring 44 verbleibt nur ein enger Spalt. Eine Schleuderscheibe 60 in Form eines sich vom inneren Kugellaufring 44 radial nach außen erstreckenden, flachen und ebenen Rings ist bezuglich der Kugeln 48 weiter außen als die stationäre Scheibe 58 angeordnet. Die stationäre Scheibe 58 ist im Bereich ihrer Mitte an einer etwas weiter innen als der äußere Rand der Schleuderscheibe 60 liegenden Stelle nach außen in Richtung auf die Schleuderscheibe 60 zu abgekropft. Sie hat somit einen flachen radial inneren Bereich 61, der der Schleuderscheibe 60 benachbart ist, und einen flachen radial äußeren Bereich 59, der gegenüber dem inneren Bereich 59 weiter in axialer Richtung von der Schleuderscheibe 60 beabstandet ist.
Die stationäre Scheibe 58 und die Schleuderscheibe 60 bilden durch ihre unmittelbar benachbarten Flächen (Bereich 61) eine Labyrinthdichtung. Die Schleuderscheibe 60 dreht sich mit dem Wellenstummel 36 mit, während die stationäre Scheibe 58 nicht rotiert. Eventuell zwischen die Schleuderscheibe 60 und die stationäre Scheibe 58 eindringendes Material, wie Pflanzensäfte, wird durch die Schleuderscheibe 60 in Drehung versetzt und durch die Fliehkraft nach außen beschleunigt. Es verlässt die Schleuderscheibe 60 an ihrem äußeren Rand, begünstigt durch den dort vergrößerten Abstand zum äußeren Bereich 59 der stationären Scheibe 58. Dadurch wird verhindert, dass störende Mengen des Materials zwischen der stationären Scheibe 58 und dem ihr radial nach innen benachbarten Bereich des Kugellaufrings 44 hindurch in eine Vorkammer 70 gelangen.
Eine Dichtung 62 mit am inneren Kugellaufring 44 anliegenden, flexiblen Lippen ist wiederum weiter von der Walze 30 entfernt als die stationäre Scheibe 58 und mit dem äußeren Kugellaufring 46 verbunden. Die Dichtung 62 verhindert ebenfalls, dass Pflanzensäfte zu den Kugeln 48 gelangen.
An der Außenseite der Lagerung 34 sind eine zweite Dichtung 64, eine zweite stationäre Scheibe 66 und eine zweite Schleuderscheibe 68 angeordnet, die im Wesentlichen zu der ersten Dichtung 62, der ersten stationären Scheibe 58 und der ersten Schleuderscheibe 60 symmetrisch sind und analog wirken.
Zwischen der ersten stationären Scheibe 58 und der ersten Dichtung 62 ist die hohlraumförmige Vorkammer 70 vorgesehen, die durch eine erste, das Lagergehäuse 54 radial durchdringende Schmiermittelzuführung 72 über einen ersten Kanal 74 mit Fett versorgt wird. Die Kugeln 48 werden über eine zweite, das Lagergehäuse 54 radial durchdringende Schmiermittelzuführung 76 und einen zweiten Kanal 78 mit Fett versorgt. Über den zweiten Kanal 78, den Raum zwischen den Kugeln 48 und unter der äußeren Dichtung 64 mit am inneren Kugellaufring 44 anliegenden flexiblen Lippen hindurch wird auch eine äußere Vorkammer 80 zwischen der zweiten Dichtung 64 und der zweiten stationären Scheibe 66 mit Fett versorgt.
In der 3 ist eine Ausschnittsvergrößerung aus einer Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform einer Lagerung dargestellt. Um das Eindringen von Pflanzensäften und anderen Verunreinigungen in die Vorkammer 70 zu erschweren, ist eine ringförmige Dichtung 82 mit dreieckigem Querschnitt aus in sich elastischem Material mit der stationären Scheibe 58 verbunden, deren äußere Spitze an der Schleuderscheibe 60 anliegt.
In der dritten Ausführungsform, wie sie in der 4 dargestellt ist, findet anstelle der Dichtung 82 eine ringförmige Dichtung 84 aus in sich elastischem, schwammartigem Material mit rechteckigem Querschnitt zur Abdichtung des Zwischenraums zwischen der Schleuderscheibe 60 und der stationären Scheibe 58 Verwendung.
Bei der vierten Ausführungsform, die in der 5 gezeigt wird, ist eine ringförmige Dichtung 86 an dem dem Kugellaufring 44 zugewandten, inneren Ende der stationären Scheibe 58 angebracht. Der Querschnitt der ringförmigen Dichtung 86 ist etwa trapezförmig, wobei eine Aussparung zum Aufschieben der Dichtung auf die stationäre Scheibe 58 vorgesehen ist. Die Dichtung 86 aus in sich elastischem Material liegt mit einer ersten Spitze an der Schleuderscheibe 60 und mit einer zweiten Spitze am Kugellaufring 44 an. Dadurch wird eine doppelte und somit verbesserte Dichtwirkung der Dichtung 86 erzielt.
Die fünfte Ausführungsform gemäß 6 entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform aus 5, jedoch liegt die hier verwendete Dichtung 88 zusätzlich an der äußeren, in axialer Richtung der stationären Scheibe 58 zugewandten Wand der Halterung der Dichtung 62 an.

Claims

Lagerung (34) eines Gutförder- und/oder Gutbearbeitungselements (30) für eine Erntemaschine (10), mit einem Wälzlager (48), einer axial vom Wälzlager (48) beabstandeten stationären Scheibe (58, 66) und einer mit dem Gutförder- und/oder Gutbearbeitungselement (30) rotierenden Schleuderscheibe (60, 68), die in Form eines sich radial nach außen erstreckenden, flachen und ebenen Rings mit einem in radialer Richtung nach außen und in axialer Richtung an beiden Seiten freistehenden äußeren Rand ausgeführt ist und im Zusammenwirken mit der stationären Scheibe (58, 66) eine Abdichtung des Wälzlagers (48) bildet und es vor dem Eindringen von unerwünschtem Material schützt, insbesondere von Pflanzensäften, wobei die stationäre Scheibe (58, 66) zwischen dem Wälzlager (48) und der Schleuderscheibe (60, 68) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der stationären Scheibe (58, 66) und der Schleuderscheibe (60) ein enger Spalt gebildet ist und dass die stationäre Scheibe (58, 66) einen radial inneren Bereich (61) aufweist, der sich parallel zur Schleuderscheibe (60, 68) erstreckt und mit ihr eine ringförmige radiale Dichtung bildet, dass die stationäre Scheibe (58) zwischen dem radial inneren Bereich (61) und einem radial äußeren Bereich (59) in sich abgekröpft oder abgewinkelt ist, sodass der radial äußere Bereich (59) axial weiter von der Schleuderscheibe (60) beabstandet ist als der radial innere Bereich (61) und dass das innere Ende des radial äußeren Bereichs (59) der stationären Scheibe (58) näher an der Drehachse liegt als der äußere Rand der Schleuderscheibe (60).
Lagerung (34) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der stationären Scheibe (58) und der Schleuderscheibe (60) eine separate Dichtung (82, 84, 86, 88) angeordnet ist.
Lagerung (34) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (82, 84, 86, 88) an der stationären Scheibe (58) befestigt ist und mit einer Spitze oder flächig an der Schleuderscheibe (60) anliegt.
Lagerung (34) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich in radialer Richtung erstreckende Dichtung (86, 88) zwischen der stationären Scheibe (58) und einer mit dem Gutförder- und/oder Gutbearbeitungselement (30) rotierenden Fläche erstreckt, insbesondere an einem Kugellaufring (44).
Erntemaschine (10) mit einer Lagerung (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.