-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abschneiden
und Zerschneiden von insbesondere hoch wachsendem Schnittgut. Damit wird
ein Schlegelmähwerk
angesprochen, bei dem typischerweise eine Mehrzahl von Schlegelmessern über die
Arbeitsbreite reichend an einer angetriebenen Welle frei beweglich
aufgehängt
sind, so dass sich die Schlegelmesser bei angetriebener Welle unter
Fliehkrafteinwirkung radial zur Achse der Welle ausrichten. Die
Achse der Welle kann insbesondere horizontal oder vertikal positioniert
sein. Unter Schnittgut wird insbesondere Halmgut von Getreidearten,
aber auch hoch wachsendes Gras und sonstige Pflanzen verstanden,
die einen im Wesentlichen aufrechten Wuchs aufweisen und bei denen
es darauf ankommt, das betreffende Schnittgut nicht nur ein- oder
mehrmals abzuschneiden, sondern auch die abgeschnittenen Schnittgutteile
weiter zu zerschneiden. Das Verfahren lässt sich insbesondere in Verbindung
mit Mähdreschern
bei der Ernte von Getreide einsetzen, insbesondere dann, wenn die Ähren von
dem Halm abgerissen werden und die Halme abgeschnitten und zerkleinert
werden müssen,
um sie beispielsweise unterpflügen
zu können.
-
STAND DER TECHNIK
-
Ein
Verfahren und eine Vorrichtung der angesprochenen Art sind aus der
DE 100 39 834 C2 bekannt.
Die dort eingesetzten Messer sind frei pendelnd beweglich aufgehängt und
werden in einer etwa horizontal zum Boden ausgerichteten Schnittebene
um eine etwa vertikal ausgerichtete Welle in Drehrichtung umlaufend
angetrieben. Damit ist es möglich,
das Schnittgut am Boden abzuschneiden. Die Messer sind zwar nicht
in der typischen Art von Schlegelmessern ausgebildet, besitzen jedoch
bereits Y-artig abgewinkelte Schenkel, mit denen zusätzlich eine Förderwirkung
auf das Schnittgut ausgeübt
wird. Die Messer sind an Armen aufgehängt, die über die Welle drehend angetrieben
werden. Die Arme erfüllen
die Funktion von Messerhaltern. Durch die frei pendelnde Aufhängung der
Messer richten sich diese bei angetriebener Welle unter Fliehkrafteinwirkung
radial aus, und zwar entsprechend der Anordnung des Schwerpunkts
des Messers so, dass die Verbindungslinie zwischen dem Aufhängepunkt des
Messers und dem Schwerpunkt des Messers exakt radial zur Achse der
Welle ausgerichtet wird. Die Messer sind mit Schneiden versehen,
mit denen das Schnittgut geschnitten wird. Aus ihrer durch Fliehkrafteinwirkung
radial ausgerichteten Stellung werden die Messer durch die Reaktionskraft
am Schnittgut mehr oder weniger ausgelenkt. Durch die Auslenkung
baut sich eine Schnittkraft an den Messern auf, die erforderlich
ist, das Schnittgut zu schneiden. Die Schnittkraft ist abhängig von
dem jeweiligen Schnittgut, dessen Widerstand und der momentanen
Schärfe
der Schneiden der Messer. Die Schnittkraft stellt während eines
Schneidzyklus eine schwankende Größe dar, die je nach dem auftretenden
Schneidwiderstand wechselt. Hierdurch bedingt nehmen die Messer
beim Schneiden unterschiedliche Winkelstellungen ein, je nach der
Höhe des örtlichen
Widerstands. Selbst während
eines einzelnen Schnittvorgangs an einem Halm ändert sich die Stellung der Schneide
zum Halm und damit auch die Schnittbedingungen. Der Flächenanteil
des Messers, der mit dem Halm in Kontakt kommt, reibt zu Beginn
eines Schnittes zunächst
am Halm. Damit tritt eine Reibung auf, die den Leistungsbedarf des
Mähwerks
erhöht. Durch
diese Relativbewegung zwischen Schneide und Halm zu Beginn eines
Schnittvorgangs rutschen die Schneiden an dem gebogenen Schnittgut
entlang, so dass sich die Messer um die Achse ihrer Aufhängung zurückstellen.
Dadurch wiederum vergrößert sich
der Anstellwinkel. Wenn der Anstellwinkel hinreichend groß geworden
ist, beginnt der eigentliche Schnitt.
-
Typische
Schlegelmesser in Y-Form und unter paarweiser Anordnung sind aus
dem Gebrauchsmuster
DE
298 06 664 U1 bekannt. In dieser Y-Form beträgt der Winkel
zwischen den mit Schneiden versehenen Schenkel der Schlegelmesser
etwa 100°.
Er kann auch noch größer werden,
beispielsweise 120°, ohne
dass es zu einer übermäßigen Belastung
der Messer und einer damit verbundenen Bruchgefahr kommt. Grundsätzlich bleibt
aber die Y-Form erhalten, die aber den Nachteil einer vergleichsweise
geringen Arbeitsbreite aufweist. Hierdurch vergrößert sich die Anzahl der Paare
von Schlegelmessern, die über
die Arbeitsbreite eines Schlegelmähwerks angeordnet werden. Hieraus
wiederum resultiert ein erhöhter
Leistungsbedarf.
-
Aus
der
DE 103 23 829
A1 ist ein Mähdrescher
bekannt, bei dem die Ähren über ein
erstes Schneidwerk abgeschnitten und einer Dresch- und Reinigungseinrichtung
zugeführt
werden. Zum Abschneiden und Zerkleinern der Halme ist eine nachgeordnete
Häckseleinrichtung
oder ein Zusatzschneidwerk vorgesehen. Die Häckseleinrichtung kann vorzugsweise
als Schlegelhäcksler
ausgebildet sein.
-
Aus
der
US 5 272 861 A ist
eine Vorrichtung zum Schneiden von Schnittgut bekannt, bei der an
einer Welle ein Schlegelmesserpaar aufgehängt ist. Es handelt sich in
der Regel um gerade ausgebildete Schlegelmesser, zwischen denen
eine mit Reibung arbeitende Federanordnung angeordnet ist. Damit befinden
sich die Schlegelmesser jedes Schlegelmesserpaars auf Abstand. Die
Schlegelmesser sind symmetrisch ausgebildet und besitzen zwei Schneiden,
so dass sie jeweils in zwei unterschiedlichen Relativlagen eingesetzt
werden können.
Die Schlegelmesser als gerade Messer besitzen lediglich radial abstehende
Schenkel, die sich bei Fliehkrafteinwirkung ausrichten. Die Ausrichtung
wird durch einen Anschlag und einen Gegenanschlag begrenzt, so dass
insoweit ein Kraftspeicher gebildet ist, die Schlegelmesser aber
andererseits beim Auftreffen von Hindernissen ausweichen können. Mit
dem Kraftspeicher wird eine Tangentialkraft zur Verfügung gestellt,
die der von den Schlegelmessern aufzubringenden Schnittkraft gleichgerichtet
ist. Die beabstandet zueinander angeordneten Schlegelmesser können auch
in etwa L-Form aufweisen. Bei dieser Ausführungsform besitzen die Schlegelmesser
radiale und axiale Schenkel. Über
einen Anstellwinkel der axialen Schenkel wird keine Aussage gemacht.
-
Aus
der
FR 2 776 953 A1 ist
ebenfalls eine Vorrichtung zum Schneiden von Schnittgut bekannt, bei
der Schlegelmesser vorgesehen sind, die einzeln aufgehängt und
angeordnet sind. Zwischen Messerträger und Messer ist ein Anschlag
und ein Gegenanschlag vorgesehen, so dass in Verbindung mit einer Masseverteilung
entgegen der Drehrichtung eine nach hinten verlagerte Schwerpunktsausbildung
entsteht, so dass auf diese Weise ein Kraftspeicher an jedem einzelnen
Schlegelmesser gebildet ist, der beim Schneiden wirksam wird. Das
einzelne Schlegelmesser kann dabei auch T-förmig ausgebildet sein. Es handelt
sich dabei um ein hammerähnliches Schlegelmesser,
welches bekanntlich durch einen Gießvorgang hergestellt werden
kann. Der so gebildete und sich durch Anschlag und Gegenanschlag ergebende
Winkel soll größer oder
gleich 10° sein. Bei
größeren Winkeln
wächst
der Widerstand und der Leistungsbedarf jedoch ungünstig an.
Schlegelmesser, die einen radialen und einen axialen Schenkel aufweisen,
werden nicht beschrieben.
-
Aus
der
DE 15 82 484 A ist
eine Schneidwalze für
einen Mähhäcksler bekannt,
bei dem ein Schlegelmesser mit etwa dreieckiger quergestellter Messerklinge
unter Bildung eines Kraftspeichers mit entgegen der Drehrichtung
der Welle nach hinten verlagerter Schwerpunktausbildung in Verbindung mit
einem Anschlag am Schlegelmesser und einem Gegenanschlag an der
Welle vorgesehen ist. Das Schlegelmesser entfaltet so eine beachtliche
Luftförderwirkung
unter entsprechender Einwirkung auf das Schnittgut. Das Schlegelmesser
weist weder einen radialen, sich in der Umlaufebene erstreckenden
radialen, noch einen axialen Schenkel auf. Eine Einflussnahme auf
einen Anstellwinkel eines axialen Schenkels ist nicht vorgesehen.
-
AUFGABE DER ERFINDUNG
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, dass in dem aufgezeigten
Zusammenhang ein vergleichsweise geringerer Leistungsbedarf für den Antrieb
der Schlegelmesser entsteht. Dies gilt insbesondere in Verbindung
mit Mähdreschern
bezüglich
der Zerkleinerung des Halmguts.
-
LÖSUNG
-
Die
Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Schritten und Merkmalen
der unabhängigen
Patentansprüche
gelöst.
-
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Die
Erfindung geht von dem Gedanken aus, die Schlegelmesser jedes Schlegelmesserpaares durch
einen Kraftspeicher vorzuspannen und zumindest in der Schneidposition
durch den Kraftspeicher einerseits eine Tangentialkraft an jedem
Schlegelmesser bereitzuhalten, die der aufzubringenden Schnittkraft
gleichgerichtet ist, und andererseits den axialen Schenkel jedes
Schlegelmessers durch einen Anschlag und einen Gegenanschlag in
einem vorbestimmten Winkel mit zugeordnetem optimalem Anstellwinkel
so anzustellen wird, dass der optimale Anstellwinkel über den
gesamten Schneidvorgang zur Verfügung
steht. Während
die bisher im Stand der Technik übliche
Anordnung eines Kraftspeichers für
die Schlegelmesser dazu führt,
dass diese sich nicht mehr exakt gemäß ihrer Schwerpunktanordnung
radial ausrichten und damit in dieser ausgerichteten vorgespannten
Stellung nur eine entsprechend der Massegestaltung festgelegte Tangentialkraft
besitzen, wird nunmehr auch durch die Festlegung des vorbestimmten
Winkels des radialen Schenkels in Verbindung mit dem zugeordneten
optimalen Anstellwinkel des axialen Schenkels ein geringer Leistungsbedarf
erreicht. Es wird also bereits aus der ausgerichteten festgelegten
Stellung heraus eine sinnvoll einwirkende Tangentialkraft durch
den Kraftspeicher zur Verfügung
gestellt. Der Anstellwinkel wird damit festgelegt und ist auf einen
kleineren Bereich beschränkt.
Bei dem neuen Verfahren ist eine der Schnittkraft gleichgerichtete
Tangentialkraft von vornherein vorhanden, die als Schnittkraft genutzt
wird. Die Größe der Tangentialkraft
kann dabei so bemessen sein, dass sie die durchschnittlich benötigten Schnittkräfte aufzubringen
in der Lage ist. Durch den Kraftspeicher und die von ihm bereitgestellte
Tangentialkraft ist sichergestellt, dass ein optimaler Anstellwinkel über den
gesamten Schneidvorgang zur Verfügung
steht, d. h. vom Beginn des ersten Kontakts der Schneide des Schlegelmessers
mit dem Halmgut bis zum Ende des Schnittes. Damit wird eine Gleitphase
zwischen Schneide und Halmgut und die damit verursachte Reibung
vermieden oder jedenfalls erheblich reduziert. Es erfolgt ein sofortiges
Schneiden bei Kontaktaufnahme zum Schnittgut. Der Anstellwinkel
der Schneiden verändert
sich auch nicht über
die Lebensdauer der Schlegelmesser, wenn die Schärfe der Schneiden abnimmt.
Nur bei übermäßigem Schnittwiderstand
kann ein geringfügiges
Zurückschwenken
der Schlegelmesser erfolgen, jedoch erst dann, wenn die vorgespannte
Tangentialkraft vollständig
aufgezehrt ist. Wenn der Kraftspeicher so bemessen ist, dass seine
bereitgestellte Tangentialkraft mindestens dem Einfachen, vorzugsweise
jedoch etwa dem 2- bis 3-Fachen der maximal zu erwartenden Schnittkraft
entspricht, wird ein Zurückschwenken
völlig
vermieden. Dies schließt
aber nicht aus, dass das Schlegelmesser beim Auftreffen auf Hindernisse,
beispielsweise Steine, dennoch nach hinten entgegen der Drehrichtung
ausweichen kann. Bei dem neuen Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung
stellt es einen bedeutsamen Vorteil dar, dass das System das Entstehen
von Schwingungen vermeidet, die ihre Ursache in einer variablen
unterschiedlichen Auslenkung der Schlegelmesser im Stand der Technik
haben. Insbesondere werden Drehschwingungen der Welle vermieden,
so dass die Lebensdauer von Passfedern oder sonstigen Maschinenelementen,
die der Drehmomentübertragung dienen,
erheblich gesteigert wird. Durch die Konstanz der Schnittbedingungen
und dem sofortigen Beginn eines Schnittvorgangs unmittelbar nach
Auftreten des Kontakts zwischen der Schneide und dem Halmgut treten
eine erhebliche Reduzierung des Leistungsbedarfs und auch eine Geräuschminderung auf.
Erstaunlicherweise wird auch der Verschleiß an der Schneide der Schlegelmesser
reduziert. Da die Schlegelmesser um ihre Aufhängung während der normalen Schnittarbeit
keine Bewegung ausführen, wird
auch die Reibung an der Aufhängung
der Schlegelmesser reduziert, so dass sich eine erhöhte Lebensdauer
ergibt. Da schädliche Rückwirkungen
auf den Antrieb der Welle, insbesondere Drehschwingungen, vermieden
werden, ist es vorteilhaft möglich, den
Antrieb vergleichsweise kleiner zu dimensionieren und damit leichter
zu gestalten. Die Leistungsabnahme von dem Antrieb ist wesentlich
konstanter als im Stand der Technik. Es treten – abgesehen von dem Auftreffen
auf Hindernisse – keine
Kraftspitzen auf, so dass sich zusätzlich zu dem reduzierten Leistungsbedarf
höhere
Standzeiten und damit höhere Betriebszeiten
ergeben.
-
Jedes
Schlegelmesser in der Schneidposition wird durch die einwirkende
Tangentialkraft des Kraftspeichers in einen vorbestimmten Winkel
mit zugeordnetem optimalem Anstellwinkel gebracht. Die von dem Kraftspeicher
zur Verfügung
gestellte Tangentialkraft ist dabei so bemessen und angeordnet, dass
sich die Schneide des Schlegelmessers oder die Schneiden des Schlegelmesserpaars
in eine festgelegte vorbestimmte Winkelstellung mit optimiertem Anstellwinkel
bewegen, zumindest sobald die Schlegelmesser umlaufend angetrieben
werden. Dies zielt darauf ab, im Bereich der Schneide einen zugeordneten
Anstellwinkel zu verwirklichen und gesichert zur Einwirkung zu bringen,
der auf einen sofortigen Schnitt bei Kontaktaufnahme zwischen Schneide
und Halmgut abgestimmt ist.
-
Die
Tangentialkraft des Kraftspeichers wird in Verbindung mit einem
Anschlag am Schlegelmesser und einem Gegenanschlag an der Welle
bzw. am Messerhalter gebildet werden. Durch einen solchen Anschlag
in Verbindung mit einem Gegenanschlag wird eine Schneidposition
festgelegt, bei der die durch den Kraftspeicher erzeugte Tangentialkraft dauerhaft
und von Anfang an zur Verfügung
steht und damit zu Schneidzwecken genutzt werden kann. Der optimale
Anstellwinkel ist damit unveränderlich
festgelegt. Der Anschlag und/oder der Gegenanschlag können auch
verstellbar ausgebildet sein, um je nach Art des Halmguts einen
bevorzugten Anstellwinkel einstellen zu können. Ein solcher verstellbarer
Anschlag kann auch dazu genutzt werden, um den Anstellwinkel nachstellen
zu können,
wenn ein gewisser Verschleiß und
eine gewisse Abrundung im Bereich der Schneiden eintreten. Im Allgemeinen
sind solche verstellbaren Anschläge
jedoch nicht erforderlich, weil es in erster Linie auf die Einhaltung
eines definierten Anstellwinkels für den Schneidvorgang ankommt.
Anschlag und Gegenanschlag können
auch so gestaltet sein, dass eine Ausrastung dann möglich ist,
wenn beispielsweise infolge Auftreffens auf ein Hindernis ein ungewöhnlich hoher
Kraftanstieg zu verzeichnen ist, der außerhalb des Bereichs liegt,
in dem sich überwiegend
die zu erwartende Schnittkraft abspielt.
-
Die
Tangentialkraft des Kraftspeichers kann durch verschiedene Maßnahmen
festgelegt, bestimmt oder auch verändert werden. Eine solche Maßnahme besteht
zunächst
in der Anordnung der Masseverteilung am Schlegelmesser selbst. Hierzu wird
der Umriss des Schlegelmessers, insbesondere im Bereich des Aufhänge- oder
Befestigungsschenkels, durch eine entsprechende Umrissgestaltung
so festgelegt, dass der Schwerpunkt des Schlegelmessers gegenüber der
rein radialen Richtung in Drehrichtung nach hinten versetzt angeordnet
ist. Eine zweite Möglichkeit,
auf die Größe der Tangentialkraft bestimmend
Einfluss zu nehmen, ist in der Anordnung von Zusatzmassen und deren örtlicher
Platzierung an dem Schlegelmesser zu sehen. Solche Zusatzmassen
können
auch dann eingesetzt werden, wenn Schlegelmesser Anwendung finden,
die zwei gegenüberliegend
ausgebildete Schneiden aufweisen und daher gegeneinander austauschbar
sind, um die Gebrauchsdauer zu verdoppeln. Schließlich ist
es noch möglich,
die Tangentialkraft des Kraftspeichers durch eine Federanordnung
zu bestimmen oder jedenfalls mitzubestimmen. Es versteht sich, dass
alle diese Möglichkeiten
der Einflussnahme auch in Kombination miteinander anwendbar sind.
-
Die
Tangentialkraft des Kraftspeichers sollte mindestens so groß bemessen
sein, wie dies der durchschnittlich zu erreichenden Schnittkraft
entspricht. Sinnvoller ist es, wenn die Tangentialkraft des Kraftspeichers
mindestens so groß bemessen
ist wie die maximal zu erreichende Schnittkraft. Es ist aber auch
möglich,
die Tangentialkraft des Kraftspeichers noch weiter zu erhöhen, so
dass sie dem Mehrfachen der durchschnittlich zu erwartenden Schnittkraft
entspricht. All diese Maßnahmen
dienen in verstärktem Maße dazu,
den vorbestimmten sinnvollen optimalen Anstellwinkel der Schneiden
zu erreichen und auch dann beizubehalten, wenn ein gewisser Verschleiß an den
Schneiden der Schlegelmesser eintritt.
-
Die
Vorrichtung zum Abschneiden und Zerschneiden von Schnittgut wird
auf Schlegelmesserpaare angewendet und abgestimmt. Für jedes
Schlegelmesserpaar ist ein Kraftspeicher vorgesehen, der zumindest
in Schneidposition eine Tangentialkraft zur Verfügung stellt, die der von dem
Schlegelmesser aufzubringenden Schnittkraft gleichgerichtet ist
und die ein kraftarmes Schneiden bewirkt. Die Schneidposition kann
von vornherein festgelegt sein, also von dem Schlegelmesserpaar
auch dann eingenommen werden, wenn die angetriebene Welle stillsteht. Es
gibt aber auch Ausführungsmöglichkeiten,
bei denen die Schneidposition erst dann eintritt, wenn die Welle
umlaufend angetrieben wird und die Fliehkraft zur Einwirkung gebracht
wird. Jedes Schlegelmesser wird in der Schneidposition durch die
einwirkende Tangentialkraft des Kraftspeichers in einen vorbestimmten
Winkel mit zugeordnetem Anstellwinkel angestellt. Um eine solche
Stellung zu sichern und bereitzuhalten, ist am Schlegelmesser oder
am Schlegelmesserpaar ein Anschlag und an der Welle bzw. am Messerhalter
ein Gegenanschlag vorgesehen, die entsprechend zusammenwirken. Der
Anschlag bzw. der Gegenanschlag kann fest, einstellbar und/oder
ausrastbar ausgebildet sein. Für
die Erzeugung der Tangentialkraft des Kraftspeichers gibt es verschiedene
Möglichkeiten.
In erster Linie kommt eine gestaltete Masseverteilung in Frage,
mit der ein entgegen der Drehrichtung der Welle nach hinten verlagerte
Schwerpunktsausbildung und Anordnung angestrebt wird. Dies kann
durch die Umrissgestaltung des Schlegelmessers selbst und/oder durch
anbringbare Zusatzmassen erreicht werden. Schließlich kann zusätzlich auch
die Anordnung einer oder mehrerer Federn dazu genutzt werden, um
die Tangentialkraft letztlich bestimmend festzulegen. Die aufgezeigten
Maßnahmen
können
auch in Kombination zueinander eingesetzt werden.
-
Die
Anwendung der Erfindung ist von der Form der Schlegelmesser an sich
unabhängig.
Sie wird auf Schlegelmesserpaare angewendet werden. Die Schlegelmesser
können,
wie bisher bekannt, Y-Form aufweisen. Mit besonderem Vorteil wird
die Erfindung jedoch auf L-förmige
Schlegelmesser angewendet, die eine vergleichsweise größere Überdeckung
in Arbeitsbreite aufweisen, wodurch zusätzlich die wirksame Projektionsfläche der
Schlegelmesser verringert wird. Auch durch diese Maßnahme wird der
Leistungsbedarf reduziert. Auch wird das Gewicht der Schlegelmesser
pro Einheit Arbeitsbreite reduziert.
-
Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patent
ansprüchen.
Weitere Details sind der Beschreibung und den Zeichnungen – insbesondere
den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile
zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen.
Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen
der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche abweichend
von den gewählten
Rückbeziehungen
ist ebenfalls möglich
und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die
in separaten Zeichnungsfiguren dargestellt sind oder bei deren Beschreibung
genannt werden. Diese Merkmale können
auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden.
-
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter
bevorzugter Ausführungsbeispiele
weiter erläutert
und beschrieben.
-
1 zeigt
eine Schnittansicht gemäß der Schnittangabe
I-I in 3 von zwei in Y-Form aufgehängten Schlegelmessern.
-
2 zeigt
eine Draufsicht auf die Schlegelmesser gemäß 1.
-
3 zeigt
eine zugehörige
Seitenansicht auf das Schlegelmesserpaar, teilweise geschnitten.
-
4 zeigt
eine Vorderansicht auf ein Schlegelmesserpaar in L-Form.
-
5 zeigt
die Draufsicht auf die Schlegelmesser gemäß 4 in radialer
Richtung.
-
6 zeigt
eine zu den 4 und 5 gehörende Seitenansicht,
teilweise geschnitten gemäß der Linie
VI-VI in 4.
-
7 zeigt
eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Aufhängung von
Schlegelmessern.
-
8 zeigt
eine weitere Ausführungsform auf
die Aufhängung
eines einzelnen Schlegelmessers. Die Ausführungsform der 7 und 8 wird vom
Wortlaut der Ansprüche
1 und 6 nicht umfasst.
-
9 zeigt
eine Vorderansicht des Schlegelmessers gemäß 8.
-
10 zeigt
eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Aufhängung eines
einzelnen Schlegelmessers oder eines Schlegelmesserpaars.
-
11 zeigt
schließlich
eine letzte Ausführungsform
für die
Aufhängung
eines Schlegelmesserpaars in Seitenansicht.
-
FIGURENBESCHREIBUNG
-
1 zeigt
als wesentlichen Bestandteil eines Schlegelmähwerks eine Welle 1 (ausschnittsweise),
die um eine Drehachse 2 (3) in Drehrichtung 3 umlaufend
angetrieben wird. Auf der Welle 1 sind über die Arbeitsbreite reichend
in entsprechenden Abständen
Messerhalter 4 angeordnet, die der frei beweglich pendelnden
Aufhängung
je eines Schlegelmessers 5 dienen. In 1 ist
an jeder Aufhängungsstelle,
d. h. im Bereich jedes Messerhalters 4, ein Paar von Schlegelmessern 5, 6 frei
beweglich pendelnd aufgehängt.
Jedes Schlegelmesser 5, 6 weist einen sich im
Wesentlichen radial zu der Drehachse 2 erstreckenden Schenkel 7 und
einen mehr oder weniger abgewinkelten, in etwa axial verlaufenden
Schenkel 8 auf. Die Schenkel 7 werden auch als Befestigungs-
oder Aufhängeschenkel
bezeichnet. Die Schenkel 8 werden auch als Schneidschenkel bezeichnet. 1 lässt erkennen,
dass die beiden Schlegelmesser 5 und 6 sich zu
einem Schlegelmesserpaar 5, 6 ergänzen und
in einer Y-Konfiguration gestaltet und aufgehängt sind, wobei der Winkel
zwischen den beiden Schenkeln 8 wesentlich kleiner als 180° gestaltet
ist. Insbesondere aus den 2 und 3 ist
erkennbar, dass die Schenkel 8, teilweise auch noch übergehend
in den Bereich der Schenkel 7 Schneiden 9 tragen,
die, wie aus 3 erkennbar ist, in Drehrichtung 3 vorne
liegend vorgesehen sind. Im Schenkel 7 jedes Schlegelmessers 5, 6 ist
eine Durchbrechung 10 vorgesehen, die von einem Bolzen
oder einer Schraube 11 durchsetzt wird, so dass auf diese
Weise eine Aufhängung
für die
Schlegelmesser 5, 6 gebildet ist, die um eine
Achse 12 der Schraube 11 an dem Messerhalter 4 frei
pendelnd aufgehängt
sind.
-
Die
Schlegelmesser 5 und 6 sind relativ zu ihrer gemeinsamen
Berührungsebene
symmetrisch ausgebildet. 3 lässt erkennen, dass die Schlegelmesser 5, 6 insbesondere
im Bereich der Schenkel 7 eine besondere Umrissgestaltung
aufweisen. Die Umrissgestaltung ist so ausgebildet, dass jedes Schlegelmesser 5 und 6 einen
Schwerpunkt 13 bekommt, der entgegen der Drehrichtung 3 nach
hinten versetzt angeordnet ist. Der Schwerpunkt 13 liegt
auf einer Linie 14, die sich radial zu der Achse 12 der Schraube 11 erstreckt.
Eine weitere Linie 15 verbindet die Drehachse 2 mit
der Achse 12 und zeigt damit die genau radiale Richtung
an, in der sich ein frei pendelnd und ohne jegliche Begrenzung aufgehängtes Schlegelmesser 5 und 6 bei
angetriebener Welle 1 und einwirkender Fliehkraft ausrichten
würde.
-
Damit
der Schwerpunkt 13 sich nicht in der Linie 15 anordnet,
ist am Schlegelmesser 5 und 6 ein Anschlag 16 und
am Messerhalter 4 bzw. an der Welle 1 ein Gegenanschlag 17 ausgebildet.
Der Anschlag 16 und der Gegenanschlag 17 sind
hier ortsfest gestaltet und ausgebildet und wirken so zusammen,
dass sich die Schlegelmesser 5, 6 bei angetriebener
Welle in der aus 3 erkennbaren Relativlage ausrichten.
Die Schlegelmesser 5, 6 nehmen dabei eine durch
den Winkel 18 zwischen den Linien 14 und 15 festgelegte
Winkelstellung ein, wodurch gleichzeitig zwischen der Vorderkante
des Schenkels 7 und Linie 15 ein Winkel 19 festgelegt
wird. Durch die Gestaltung der Schlegelmesser 5, 6 in
Verbindung mit der Ausbildung und Anordnung des Anschlages 16 und
des Gegenanschlages 17 ergibt sich ein Anstellwinkel 20.
Dieser Anstellwinkel 20 ist bestimmend dafür, in welcher
Relativlage die Schneide 9 während des Schnittes mit dem
Halmgut in Kontakt kommt.
-
Durch
diese besondere Ausbildung und Anordnung wird im Zusammenspiel mit
dem Anschlag 16 und dem Gegenanschlag 17 ein Kraftspeicher 21 gebildet,
der eine Tangentialkraft 22 bereitstellt, deren Größe durch
die Masse und den Schwerpunkt 13 sowie die Drehzahl der
Welle 1 bestimmt wird. Die Tangentialkraft 22 ist
in der aus 3 ersichtlichen Richtung gerichtet
und wird als Schnittkraft eingesetzt, die der vom Halmgut aufgebrachten
Reaktionskraft, wie sie zum Schneiden benötigt wird, entgegengerichtet
ist. Die Tangentialkraft 22 ist dann, wenn eine konstante
Drehzahl der Welle 1 erreicht ist und der Anschlag 16 am
Gegenanschlag 17 anliegt, konstant. Ihre Größe ist so
bemessen, dass mindestens eine durchschnittlich in Erwartung stehende
Reaktionskraft am Halmgut aufgebracht bzw. ausgeglichen werden kann.
Wenn die Tangentialkraft 22 durch Verlagerung des Schwerpunktes
infolge Umrissänderung
des Schenkels 7 so bemessen ist, dass sie der maximal zu
erwartenden Schnittkraft bzw. Reaktionskraft entspricht, besteht
während
des Schneidvorgangs keine Veranlassung, dass sich der Anschlag 16 von
dem Gegenanschlag 17 löst.
Zur Sicherheit kann die Tangentialkraft 22 so groß bemessen
sein, dass sie einem Mehrfachen der Schnittkraft bzw. Reaktionskraft
entspricht.
-
1 und 2 lassen
erkennen, dass die beiden Schlegelmesser 5, 6 spiegelsymmetrisch ausgebildet
sind. Es ist nur im Bereich einer Kante je eine Schneide vorgesehen.
Die Schlegelmesser 5, 6 sind damit gegeneinander
nicht austauschbar, sondern es gibt rechte und linke Schlegelmesser.
-
Eine
weitere Ausführungsform
ist in den 4 bis 6 dargestellt.
Es sind hier zwei identisch ausgebildete Schlegelmesser 5 zu
einem Schlegelmesserpaar zusammengefasst. Jedes Schlegelmesser 5 weist
eine L-förmige
Gestalt auf, wobei die Schenkel 8 gegenüber den Schenkeln 7 in einem
etwa rechten Winkel mit entsprechender Umbiegung (4)
abgebogen sind. Insoweit sind auf beiden Seiten der Schenkel 8 Schneiden 9 vorgesehen,
die, wie in 5 dargestellt, gezahnt ausgebildet
sein können. 6 lässt erkennen,
dass die Umrissgestaltung der Schenkel 7 symmetrisch durchgeführt ist,
um die Schlegelmesser 5 in den beiden Relativlagen aufhängen zu
können
und dabei jeweils die verschiedenen Schneiden 9 zu nutzen.
Die relativ zur Drehrichtung 3 vorgenommene Zurückverlagerung des
Schwerpunkts 13 wird hier durch ein oder mehrere Zusatzgewichte 23 erreicht,
die mit Hilfe einer Schraube 24 in wahlweise nutzbaren
Durchbrechungen 25 je nach Drehrichtung angeordnet werden. Auch
damit ist es möglich,
einen Kraftspeicher 21 mit entsprechender Tangentialkraft 22 zu
bilden. Auch hierbei wird ein Anschlag 16 und ein Gegenanschlag 17 eingesetzt,
die in einer zweiten Anordnungsmöglichkeit
relativ zur Achse 12 vorgesehen sind. Darüber hinaus
ist eine Verstellbarkeit zwischen Anschlag 16 und Gegenanschlag 17 vorgesehen.
Zu diesem Zweck besitzt der als Bolzen ausgebildete Gegenanschlag 17 auf
seinem Umfang verschieden tief gestaltete Abschrägungen, die wahlweise dem Anschlag 16 gegenüberliegend
eingestellt und in der eingestellten Stellung gesichert werden können, so dass
sich hierdurch unterschiedliche Anstellwinkel 20 verwirklichen
lassen.
-
Bei
einer Vielzahl der Ausführungsformen, so
auch bei der Ausführungsform
der 4 bis 6, wird durch Schwerpunktsfestlegung
und/oder Zusatzgewichte 23 und/oder eine Federanordnung ein
gefesselter Kraftspeicher 21 geschaffen. Die gefesselte
Tangentialkraft 22 ist im Kraftspeicher gespeichert und
kommt erst dann zur Auswirkung, wenn bei Kontakt mit dem Schnittgut
eine Schnittkraft aufgebracht werden muss. Die gefesselte Tangentialkraft 22 bildet
oder bewirkt die Schnittkraft.
-
Gemäß 3 wird
die Verlagerung des Schwerpunkts 13 nach hinten durch eine
Masseverteilung im Bereich der Schlegelmesser 5, 6,
also insbesondere im Bereich der Schenkel 7, erreicht,
die ohnehin einen relativ geringen Widerstand bei ihrem Umlauf erzeugen.
Aber auch die Gegengewichte 23 können abgerundet und abgeflacht
ausgebildet sein, um den Widerstand möglichst wenig zu erhöhen. Es versteht
sich, dass auch beide Maßnahmen
zur Realisierung des Kraftspeichers 21 kombiniert angewendet
werden können,
also sowohl eine Umrissgestaltung im Bereich der Schenkel 7,
wie auch die Anordnung von Zusatzgewichten 23. In einem
solchen Fall wird auf die gewendete Anordnungsmöglichkeit verzichtet, d. h.
es ergeben sich rechte und linke Schlegelmesser 5 und 6.
Es versteht sich weiterhin, dass verstellbare und einstellbare Anschläge 16 in
Verbindung mit dem Gegenanschlag 17 auch auf andere Weise,
als in 6 dargestellt, realisiert werden können.
-
7 zeigt
eine weitere Ausführungsform für identisch
ausgebildete Schlegelmesser 5, die zu zweien zu einem Schlegelmesserpaar 5, 5 zusammengefasst
sind. Die Darstellung der 7 kann auch
als zu den 4 und 5 gehörig angesehen werden,
mit Ausnahme der Anordnung des Zusatzgewichts 23. Die Umrissgestaltung
der Schlegelmesser 5, insbesondere im Bereich der Schenkel 7,
ist so dargestellt, dass sich hierdurch keine Relativverlagerung
des Schwerpunkts 13 ergibt. 7 dient
dazu, deutlich zu machen, dass der Kraftspeicher 21 durch eine
Federanordnung 27 gebildet werden kann. Es kann hier eine
einzelne Feder oder auch zwei Federn in symmetrischer Anordnung
vorgesehen sein. Weitere Gestaltungsmöglichkeiten der Federanordnung 27 sind
ohne weiteres denkbar. Die Federanordnung 27 spannt hier
die Schlegelmesser 5 so vor, dass die aus 7 ersichtlicht
Relativlage erreicht wird, bei der der Anschlag 16 an dem
Gegenanschlag 17 anliegt. Bei Anwendung einer einzelnen
Feder kann diese ein freies Ende 28 aufweisen, welches
die Schenkel 7 der Schlegelmesser 5 bügel- oder
bogenartig umfasst. Es ist aber auch möglich, das freie Ende 28 so
schräg
zu stellen bzw. auszurichten, dass die Federanordnung 27 bei
Auftreffen der Schlegelmesser 5 auf ein festes Hindernis
ausrastet und eine Rückwärtsverschwenkung
der Schlegelmesser 5 entgegen der Drehrichtung 3 ohne
weiteres zulässt.
Dies bedeutet, dass in einem solchen Fall die zum Schneiden erforderliche
Anstellwinkel 20 durch Einhaken der Federanordnung 27 erst
wieder hergestellt werden muss, bevor die weitere Schneidarbeit
durchgeführt
werden kann.
-
Obwohl
in 7 eine Ausführungsform
dargestellt ist, bei der der gefesselte Kraftspeicher 21 durch
die Federanordnung 27 gebildet wird, so dass auch hier
eine entsprechend vorgespannte Tangentialkraft 22 erzeugt
wird, ist ohne weiteres vorstellbar, dass eine solche Federanordnung 27 auch
in Verbindung mit einer Masseausbildung der Schenkel 7,
wie in 3 dargestellt, und/oder mit der Anordnung von Zusatzgewichten 23 (6)
eingesetzt werden kann. Durch die verschiedenen aufgezeigten Maßnahmen wird
letztlich der Kraftspeicher 21 mit der festgelegten Tangentialkraft 22 realisiert.
-
8 zeigt
eine Ausführungsform,
bei der an einer Aufhängestelle
nur ein einzelnes Schlegelmesser 5 aufgehängt ist.
Das Schlegelmesser 5 ist im Bereich seiner Schneide 9,
wie insbesondere aus 9 hervorgeht, mehrfach abgewinkelt
und an Armen 29 frei pendelnd um eine Achse 12 aufgehängt. Diese Konstruktion
eignet sich bevorzugt für
Schlegelmähwerke
mit vertikal ausgerichteter Drehachse 2. Der Anschlag 16 wird
hier von der Vorderkante des Schenkels 7 gebildet, während der
Gegenanschlag 17 verstellbar ausgebildet ist. Der Gegenanschlag 17 wird
von einer Schraube 30 gebildet, die in einem schräg gestellt
angeordneten Langloch 31 in dem Arm 29 in verschiedenen
Stellungen festgezogen werden kann, wodurch auf diese Weise der
Anstellwinkel 20 verändert
werden kann.
-
10 zeigt
eine weitere Ausführungsmöglichkeit
für Schlegelmesser 5, 6,
die spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind. Die Schenkel 8 sind
L-förmig
gegenüber
den Schenkeln 7 abgewinkelt. An den Schenkeln 8 ist
jedoch nur auf einer Seite eine Schneide 9 vorgesehen.
Die Masseanordnung ist hier nicht nur durch die Gestalt der Schenkel 7 beeinflusst,
sondern zusätzlich
auch noch durch die Anordnung von Zusatzgewichten 23. Zusätzlich wird hier
der Kraftspeicher 21 mit seiner Tangentialkraft 22 auch
noch von der Federanordnung 27 mitbestimmt. Hier wird ein-
oder beidseitig zu den Schenkeln 7 der Schlegelmesser 5, 6 je
eine in der aus 10 erkennbaren Weise gebogenen
Feder 32 gebildet, die in Verbindung mit den Schenkeln 7 der
Schlegelmesser 5 und 6 auch die Funktion des Anschlags 16 und des
Gegenanschlags 17 übernimmt.
Zu diesem Zweck weist die Feder 32 oder die beiden Federn 32 in
ihrem Mittelbereich eine bogenförmige
seitliche Abwinkelung 33 auf, die in ein Loch 34 eingreift,
welches in dem Schenkel 7 in einfacher oder doppelter Ausfertigung
vorgesehen ist. Damit wirkt sich auch die Vorspannkraft der Federanordnung 27 auf
den Kraftspeicher 21 mit der Tangentialkraft 22 aus.
Die besondere Gestaltung der Feder 32 der Federanordnung 27 erbringt
darüber
hinaus den Vorteil, dass der Anschlag 16 gegenüber dem
Gegenanschlag 17 ausrasten kann, indem bei entsprechender Überlast infolge
Auftreffens auf ein Hindernis die Abwinkelung 33 aus dem
Loch 34 heraustritt. Insoweit kann sich jedes Schlegelmesser 5, 6 entgegen
der Drehrichtung 3 in einem solchen Fall verdrehen. Diese
Ausbildung hat den weiteren Vorteil, dass eine automatische Wiedereinstellung
des Anstellwinkels 20 des Kraftspeichers 21 durch
Fliehkrafteinwirkung auf die Schlegelmesser 5, 6 eintritt,
indem die seitliche Abwinkelung 33 in das Loch 34 wieder
eintritt.
-
11 zeigt
schließlich
eine Ausführungsform,
bei der der Kraftspeicher 21 mit der Tangentialkraft 22 durch
eine entsprechende Umrissgestaltung der Schenkel 7 der
Schlegelmesser 5 und 6 einerseits und durch die
Federanordnung 27 in Form zweier Schenkelfedern 35 und 36 bestimmt
wird. Die beiden Schenkelfedern 35 und 36 beaufschlagen
die dargestellte Stellung und halten die Schlegelmesser 5, 6 auch
in der nicht angetriebenen Stellung der Welle 1 in der
aus 11 ersichtlichen Relativlage, so dass auch hier
der Anstellwinkel 20 eingestellt gehalten wird. Die Schenkelfedern 35 und 36 erfüllen auch
hier die Funktion von Anschlag 16 und Gegenanschlag 17.
Beim Antrieb der Welle 1 tritt dann der Anteil, der durch
die Massenverteilung der Schenkel 7 bewirkt wird, hinzu
und vergrößert die
Tangentialkraft 22 entsprechend. Die Schenkelfedern 35 und 36 können so
ausgelegt sein, dass sie eine Verschwenkung bei Auftreffen auf ein
Hindernis zulassen und die Schlegelmesser 5, 6 danach
in die Ausgangsstellung zurückführen.
-
- 1
- Welle
- 2
- Drehachse
- 3
- Drehrichtung
- 4
- Messerhalter
- 5
- Schlegelmesser
- 6
- Schlegelmesser
- 7
- Schenkel
- 8
- Schenkel
- 9
- Schneide
- 10
- Durchbrechung
- 11
- Schraube
- 12
- Achse
- 13
- Schwerpunkt
- 14
- Linie
- 15
- Linie
- 16
- Anschlag
- 17
- Gegenanschlag
- 18
- Winkel
- 19
- Winkel
- 20
- Anstellwinkel
- 21
- Kraftspeicher
- 22
- Tangentialkraft
- 23
- Zusatzgewicht
- 24
- Schraube
- 25
- Durchbrechung
- 26
-
- 27
- Federanordnung
- 28
- Ende
- 29
- Arm
- 30
- Schraube
- 31
- Langloch
- 32
- Feder
- 33
- Abwinklung
- 34
- Loch
- 35
- Schenkelfeder
- 36
- Schenkelfeder