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Die
Erfindung betrifft ein Rotorsystem, insbesondere zum Mulchen im
Forstbetrieb oder dgl., mit einem Rotor, der mit festen Werkzeugen
zum Zerkleinern von organischen Stoffen bestückt ist, der durch mindestens
ein Riemenscheibenpaar angetrieben wird, von denen die treibende
Riemenscheibe mit einem Antriebsstrang eines Verteilergetriebes
und dieses über
eine Zapfwelle mit einem Trägerfahrzeug
in Verbindung steht.
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Derartige
Rotorsysteme sind in vielfältiger Form
und Ausführung
auf dem Markt bekannt und gebräuchlich.
Sie werden vornehmlich in der Forstwirtschaft, dem Garten- und Landbau,
zur Kompostierung, zum Zerkleinern und Mulchen von gerodetem Unterholz
und dgl. verwendet.
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Die
bei diesen Rotorsystemen benutzten Rotoren bestehen meistens aus
einem geschlossenen Rohrmantel, auf dem die verschiedensten Zerkleinerungswerkzeuge
angebracht sind, wobei diese Werkzeuge entweder fest, d. h. starr
mit dem Rohrmantel verbunden sein können oder aber auch federnd,
um möglichen
Widerständen
nachgeben zu können.
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Insbesondere
bei einer Bearbeitung von Bodenflächen, die aufgrund ihrer Beschaffenheit
dem Rotor unterschiedliche Widerstände, wie Baumstöcke, größere Steine
usw. entgegensetzen können, bleibt
es bei Rotorsystemen mit festbestückten Werkzeugen nicht aus,
dass der Rotor blockieren kann und dabei den Antrieb z. B. in der
Form eines Traktors als Trägerfahrzeug
für das
Rotorsystem abgewürgt
wird, was sehr nachteilig ist wegen der Gefahr einer möglichen
Beschädigung
insbesondere der Antriebsorgane. Ferner wird dadurch der Arbeitsablauf für einen
bestimmten Zeitraum unterbrochen, denn ein anschließendes Wiederhochfahren
des Rotors auf seine Nenndrehzahl, welche doch z. B. zwischen 800-1000
U/min liegen kann, erfordert eine gewisse Zeit, in der das Rotorsystem
unproduktiv ist.
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Hier
setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, bei einem
Rotorsystem der eingangs genannten Art mit festbestückten Werkzeugen
den Betriebsablauf derart zu verbessern bzw. weiterzubilden, das
sich Bearbeitungshindernisse, die sich dem Rotor entgegenstellen,
wie z. B. Baumstöcke,
größere Steine
usw. nicht zu einer gravierenden Beschädigung des Rotors selbst und
dessen Antriebsorgane, sowie nicht zu einem Abwürgen des Motors des Trägerfahrzeuges
führen
können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß auf einfache
Weise dadurch gelöst,
dass in dem Antriebsstrang des Rotorsystems zwischen der treibenden
Riemenscheibe für
den Rotor und dem Verteilergetriebe, welches über eine Zapfwelle mit dem
Trägerfahrzeug
in Verbindung steht, eine Turbokupplung vorgesehen ist.
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Durch
die Zwischenschaltung einer Turbokupplung, welche auf dem Prinzip
einer hydrodynamischen Kraftübertragung
beruht, werden alle Antriebsorgane des Rotorsystems, der Rotor selbst
und der Motor des Trägerfahrzeugs
durch eine Dämpfung von
möglichen
Drehschwingungen und Stößen geschont.
Dadurch können
wiederum alle kraftführenden
Maschinenelemente des Rotorsystems in ihren Dimensionen reduziert
werden, was wiederum die Gestehungskosten vorteilhaft verringert.
Schließlich verringert
sich der Verschleiß der
für den
Riemenantrieb des Rotors verwendeten Riemen.
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Durch
das nahezu verschleißfreie
Arbeiten einer Turbokupplung hat diese ferner eine relativ hohe
Standzeit, welche sich gleichzeitig auch auf das gesamte Rotorsystem
positiv auswirkt. Auch kann ein nahezu lastfreies Anfahren des Motors
des Trägerfahrzeugs
erfolgen, d. h. hierdurch ist nur ein geringes Anfahrmoment erforderlich
und der Rotor kann relativ rasch auf seine Nenndrehzahl gebracht werden,
und zwar ohne irgendein Einkuppeln bewerkstelligen zu müssen.
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Auf
der anderen Seite ist es auch vorteilhaft möglich, einen so genannten Stand-by
Betrieb zu fahren, bei dem sich der Antrieb dreht (z. B. das Verteilergetriebe
und der Motor des Trägersystems)
und der Abtrieb steht (z. B. die treibende Riemenscheibe und somit
auch der Rotor), wodurch gezielt der Einsatz des Rotors zum Zerkleinern
der organischen Stoffe eingesetzt werden kann.
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Schließlich kann
die Turbokupplung vorteilhaft so eingerichtet werden, dass sie einen Überlastschutz
darstellt, wodurch der Antriebsmotor des Trägerfahrzeugsin der Regel ein
Dieselmotor – gegen ein
Abwürgen
geschützt
werden kann.
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Nach
Maßgabe
der vorliegenden Erfindung ist das Verteilergetriebe vorzugsweise
als Winkelgetriebe ausgebildet, welches beidseitig mit je einem Antriebsstrang
in Verbindung steht, der durch so genannte Seitengelenkwellen gebildet
ist.
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Hierbei
ist es zweckmäßig, zwischen
dem Winkelgetriebe und dem jeweiligen Anschluss der Seitengelenkwellen
an das Winkelgetriebe eine Turbokupplung vorzusehen, wobei es ebenfalls
möglich ist,
die jeweiligen Turbokupplungen auch zwischen den jeweiligen treibenden
Riemenscheiben und den jeweiligen Seitengelenkwellen einzusetzen.
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Da
Turbokupplungen im Verhältnis
zu Gelenkwellen in der Regel einen wesentlich größeren Durchmesser haben, muss
in dem Rotorsystem mindestens ein Bauraum für deren Aufnahme vorgesehen
sein, wobei, dieser zweckmäßigerweise
geschlossen, aber mit einer abnehmbaren Abdeckung ausgebildet sein
sollte. Die Abdeckung wiederum sollte genügend Lüftungsöffnungen besitzen, damit im
jeweiligen Bereich der Turbokupplungen eine ausreichende Luftzirkulation
stattfinden kann, wobei zusätzlich
für die
jeweiligen Turbokupplungen eine Kühleinrichtung für das Kupplungsöl in dem
Bauraum vorgesehne ist.
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Schließlich ist
es zweckmäßig, die
jeweiligen Turbokupplungen derart auszulegen, dass sie die Funktion
eines Überlastschutzes übernehmen.
Dies bedeutet in der Praxis, dass sobald der Rotor mit seinen festen
Werkzeugen während
seines Betriebes z. B. auf einen großen Stein fährt, sich dadurch kurzfristig
das Drehmoment am Umfang des betroffenen Rotors stark erhöht. Dieses
erhöhte
Drehmoment wird wiederum über
das jeweilige Riemenscheibenpaar auf den jeweiligen Antriebsstrang
und somit auf die jeweilige Turbokupplung übertragen, sodass letztere ab
dem Erreichen eines bestimmten, vorher einstellbaren Schlupfes und
damit das ganze Rotorsystem einschließlich dem motorischen Antrieb
des Trägerfahrzeugs
vor größeren Beschädigungen
schützt. Letzteres
ist auch deshalb wichtig, da in der Regel vor Ort keine Werkstatt
vorhanden ist, um mögliche
z. B wegen Überlastung
entstandene Schäden
am Rotorsystem wieder zu beheben.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit der Zeichnung, in welcher nur eine 1 dargestellt
ist, die schematisch eine Draufsicht auf ein Rotorsystem mit Rotor,
Antriebsorgane und einem Anschluss für ein Trägerfahrzeug zeigt.
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Hierbei
bezeichnet 1 das Rotorsystem, welches einen Rotor 2 in
der Form eines geschlossenen Rohrmantels aufweist, der mit festen
Werkzeugen 3 bestückt
ist. Der Rotor 2, der in einem Rahmen 4 bei 5 und 5' gelagert ist,
besitzt an seinen Stirnseiten Riemenscheiben 6 und 6', die über Antriebsriemen 7 und 7 mit
treibenden Riemenscheiben 8 und 8' verbunden sind, wobei zwischen
den jeweiligen Riemenscheibenpaaren 6 und 8 sowie 6' und 8' nicht dargestellte
Spannrollen für
die Antriebsriemen 7 und 7' vorgesehen sein können.
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Die
antreibenden Riemenscheiben 8 und 8' befinden sich jeweils stirnseitig
an zwei Antriebssträngen 9 und 9' die als Seitengelenkwellen
ausgebildet sind und an ein Verteilergetriebe 10 in der
Form eines Winkelgetriebes angeflanscht bzw. aufgesteckt sind.
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Zwischen
der antreibenden Riemenscheibe 8 und dem Anschluss der
Seitengelenkwelle 9 einerseits und der Riemenscheibe 8' und dem Anschluss der
Seitengelenkwelle 9' andererseits
ist erfindungsgemäß jeweils
eine Turbokupplung 11 bzw. 11' vorgesehen. Aber auch zwischen
dem Winkelgetriebe 10 und dem Anschluss der Seitengelenkwelle 9 einerseits
und dem Winkelgetriebe 10 und dem Anschluss der Seitengelenkwelle 9' andererseits
kann jeweils eine Turbokupplung vorgesehen sein, was in der Zeichnung
mit den Pfeilen 12 bzw. 12' angedeutet ist.
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Die
Turbokupplungen 11 bzw. 11' sind jeweils in einem nicht dargestellten
geschlossenen Bauraum untergebracht, wobei jeder Bauraum mit einer
lösbaren
Abdeckung versehen ist, die mit Luftöffnungen für eine ausreichende Luftzirkulation
ausgestattet sind.
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Das
Verteilergetriebe 10 in der Form eines Winkelgetriebes
ist über
eine Zapfwelle 13 mit einem nicht dargestellten Trägerfahrzeug
verbunden, welches in der Regel ein dieselgetriebener Traktor ist.
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Bei
den verwendeten Turbokupplungen 11 und 11 handelt
es sich um so genannte Flöttinger-Kupplungen,
deren Prinzip auf einer hydrodynamischen Kraftübertragung beruht, und zwar
auf dem Zusammenwirken einer Pumpe und einer Turbine, d. h. zwei
Schaufelräder
bilden hier zusammen mit einer umschließenden Schale einen Arbeitsraum,
in dem die Betriebsflüssigkeit
in Form von Öl
umläuft.
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Das
jeweilige Pumpenrad ist dabei im vorliegenden Ausführungsbeispiel
mit der vom Winkelgetriebe 10 angetriebenen Seitengelenkwellen 9 bzw. 9' verbunden,
wogegen das jeweilige Turbinenrad der Turbokupplungen 11 bzw. 11' mit den antreibenden Riemenscheiben 8 bzw. 8' in Verbindung
steht. Der umlaufende Flüssigkeitsstrom überträgt dabei
die mechanische Leistung von der Pumpe auf die Turbine, wobei die
eigentliche Übertragung
der Leistung hierbei vorteilhaft verschleißfrei erfolgt, da sich die Übertragungsteile
nicht berühren.
Lediglich die erforderlichen Lager- und Dichtungselemente der Turbokupplungen
unterliegen. einem Verschleiß.
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Insgesamt
ist somit bei der vorliegenden Erfindung ein Rotorsystem, insbesondere
zum Mulchen im Forstbetrieb oder dgl. geschaffen worden, bei dem aufgrund
der verwendeten Turbokupplungen der mit diesen Systemen stattfindende
rauhe Betrieb vorteilhaft gedämpft
wird, sodass nicht nur alle kraftübertragenden Teile schwächer dimensioniert,
sondern dadurch auch Kosten und Verschleiß verringert werden können. Ferner
kann zum Arbeitsbeginn und bei Unterbrechungen des mit festen Werkzeugen
bestückten
Rotors, dieser rasch und elastisch auf seine Nenndrehzahl hochgefahren
werden, wobei in einem Störfall
leicht durch ein Trennen der Turbokupplungen keine gravierenden
Probleme bzw. Schäden
am System selbst und beim Trägerfahrzeug
durch ein Abwürgen
des Motors auftreten können.
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- 1
- Rotorsystem
- 2
- Rotor
- 3
- Werkzeuge
- 4
- Rahmen
- 5,
5'
- Lagerung
- 6,
6'
- Riemenscheibe
- 7,
7'
- Antriebsriemen
- 8,
8'
- treibende
Riemenscheibe
- 9,
9'
- Antriebsstrang
- 10
- Verteilergetriebe
- 11,
11'
- Turbokupplung
- 12,
12'
- weitere
Lage Turbokupplung
- 13
- Zapfwelle