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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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Aus der
DE 35 29 326 C2 ist ein Kompostiergerät zum Zerkleinern von organischem Abfall, insbesondere von Holz, bekannt. Das Kompostiergerät umfasst ein Schlagwerk mit einer Welle und einer Mehrzahl von an der Welle befestigten Scheiben, wobei zwischen je zwei der Scheiben schwenkbar gelagerte Schlegel angeordnet sind. Die Welle wird in einem Betriebszustand durch einen Riementrieb angetrieben, welcher ein einziges Riemenscheibenpaar aufweist, wobei eine antreibende Riemenscheibe des Riemenscheibenpaars über einen Antriebsstrang mit einer ersten Ausgangswelle eines Winkelgetriebes verbunden ist. Eine Eingangswelle des Winkelgetriebes ist mit einer Zapfwelle eines Trägerfahrzeugs verbunden. In dem Antriebsstrang ist eine Turbokupplung als Überlastschutz vorgesehen. Das in der
DE 35 29 326 C2 offenbarte Rotorsystem ist aufgrund der schwenkbaren Schlegel nur bedingt zu einer Bodenbearbeitung geeignet.
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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, ein Rotorsystem bereitzustellen, welches für eine Bodenbearbeitung geeignet ist, und dieses derart auszugestalten, dass 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 Trägerfahrzeugs führen können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auf eine 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, wobei das Verteilergetriebe als Winkelgetriebe ausgebildet ist und beidseitig mit je einem Antriebsstrang in Verbindung steht, in welchem jeweils eine Turbokupplung geschaltet 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 Trägerfahrzeugs – in der Regel ein Dieselmotor – gegen ein Abwürgen geschützt werden kann.
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Nach Maßgabe der vorliegenden Erfindung steht das Verteilergetriebe beidseitig mit je einem Antriebsstrang in Verbindung, 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 vorgesehen 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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Bezugszeichenliste
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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
