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Die
Erfindung betrifft eine selbstfahrende landwirtschaftliche Erntemaschine,
die Folgendes umfasst:
einen sich in einer Vorwärtsfahrtrichtung
erstreckenden Rahmen, der durch im Eingriff mit dem Erdboden befindliche
Mittel abgestützt wird und durch die genannten Mittel in
der Vorwärtsrichtung bewegbar ist,
Arbeitsorgane zur
Aufnahme und Bearbeitung von Erntegut,
einen am Rahmen abgestützten
ersten Verbrennungsmotor mit einer ersten Kurbelwelle,
einen
am Rahmen abgestützten zweiten Verbrennungsmotor mit einer
zweiten Kurbelwelle,
und ein Verbindungsgetriebe, das mit der
ersten Kurbelwelle, der zweiten Kurbelwelle und den Arbeitsorganen
antriebsverbunden oder -bringbar ist.
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Stand der Technik
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Selbstfahrende
landwirtschaftliche Erntemaschinen werden in der jüngeren
Vergangenheit mit immer leistungsstärkeren Verbrennungsmotoren ausgestattet,
die bei Feldhäckslern derzeit bis über 800 kW
abgeben können. Wegen der relativ geringen Stückzahlen,
in denen derartige leistungsstarke Motoren gefertigt werden, sind
derartige Motoren relativ preisaufwändig und in der Regel
teurer als zwei Verbrennungsmotoren mit jeweils der halben Leistung. Weiterhin
wird die gesamte Leistung des Motors nicht immer benötigt, – so
ist sie beispielsweise beim Transport auf einer Straße
oder bei der Grasernte nicht erforderlich – was zu einem
schlechteren Wirkungsgrad des Motors als im Volllastbetrieb führt, weshalb
vorgeschlagen wurde (
EP
1 640 201 A ), eine selbstfahrende Erntemaschine mit zwei
Verbrennungsmotoren auszustatten, von denen einer zur Bewältigung
größerer Leistungsanforderungen dem anderen Verbrennungsmotor
zuschaltbar ist.
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Gemäß der
EP 1 640 201 A sind
die Kurbelwellen der beiden Verbrennungsmotoren quer zur Vorwärtsrichtung
und horizontal orientiert, wobei ein Verbrennungsmotor in Vorwärtsrichtung
vor dem anderen Verbrennungsmotor positioniert ist. Ein Stirnradgetriebe
stellt eine Verbindung zwischen beiden Verbrennungsmotoren und dem
Hauptantriebsstrang der Erntemaschine her. Zwischen einem der Verbrennungsmotoren
und dem Stirnradgetriebe ist eine abschaltbare Kupplung angeordnet,
um die Erntemaschine auch nur mit einem einzigen Verbrennungsmotor
antreiben zu können, ohne den anderen Verbrennungsmotor
mitlaufen lassen zu müssen. Beide Verbrennungsmotoren sind
mit dem Stirnradgetriebe an einem Hilfsrahmen montiert, so dass
sie eine kompakte, vormontagefähige Baugruppe bilden. Diese
kompakte Baugruppe hat zwar bei der Endmontage der Erntemaschine
Vorteile, da die Anzahl der am Fertigungsband zu montierenden Elemente
gering gehalten wird, aber den Nachteil, dass die einzelnen Verbrennungsmotoren
schlecht für Wartungszwecke zugänglich sind. Außerdem
können beim Betrieb Vibrationen in einem der Verbrennungsmotoren
auftreten, die über den Hilfsrahmen und das Stirnradgetriebe
auf den anderen Verbrennungsmotor übertragen werden und
ihn auch zu unerwünschten Vibrationen veranlassen, die
sich im Ergebnis durch die gegenseitige Beeinflussung der Verbrennungsmotoren,
die über den Hilfsrahmen und das Stirnradgetriebe erfolgt,
aufschaukeln.
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In
der
DE 42 10 258 A wird
ein Kraftfahrzeug, insbesondere Lastwagen oder Omnibus, mit zwei Verbrennungsmotoren
beschrieben, deren Kurbelwellen sich in der Vorwärtsrichtung
erstrecken und jeweils durch abschaltbare Kupplungen durch starre Wellen
mit einem Summiergetriebe verbunden sind, das ausgangsseitig zum
Antrieb der Räder des Kraftfahrzeugs und von Nebenaggregaten
dient. Auch hier ist eine gegenseitige Übertragung von
Vibrationen der Verbrennungsmotoren über das als Stirnradgetriebe
ausgeführte Summiergetriebe möglich. Letzteres
baut weiterhin relativ breit, da der Abstand seiner Eingangswellen
durch den Abstand der Kurbelwellen der Verbrennungsmotoren festgelegt
wird.
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Die
DE 37 22 367 A beschreibt
einen landwirtschaftlichen Feldhäcksler mit einem einzigen, über
der Hinterachse angeordneten Verbrennungsmotor, dessen Kurbelwelle
sich in Fahrtrichtung nach vorn erstreckt und über eine
Gelenkwelle mit einem Kegelrad-Verteilergetriebe verbunden ist,
das eine sich quer zur Vorwärtsrichtung erstreckende Abtriebswelle
antreibt, welche wiederum über einen Riementrieb eine Häckseltrommel
in Drehung versetzt. Das Kegelrad-Verteilergetriebe treibt weiterhin die
Vorderräder des Feldhäckslers mechanisch an, und
von der mit der Gelenkwelle verbundenen Eingangswelle des Kegelrad-Verteilergetriebes
wird der Antrieb für den Erntevorsatz und die Vorpresswalzen abgeleitet.
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Aufgabe der Erfindung
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Die
der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, eine
zweimotorige Erntemaschine bereitzustellen, bei der eine unerwünschte Übertragung
von Vibrationen zwischen den Verbrennungsmotoren vermindert wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des
Patentanspruchs 1 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen
Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vorteilhafter
Weise weiterentwickeln.
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Eine
selbstfahrende landwirtschaftliche Erntemaschine weist einen sich
in einer Vorwärtsfahrtrichtung erstreckenden Rahmen auf,
der durch im Eingriff mit dem Erdboden befindliche Mittel (Räder oder
Raupenlaufwerke) auf dem Erdboden abgestützt wird und durch
die genannten Mittel in der Vorwärtsrichtung bewegbar ist.
Am Rahmen sind ein erster Verbrennungsmotor mit einer ersten Kurbelwelle und
ein zweiter Verbrennungsmotor mit einer zweiten Kurbelwelle befestigt.
Die beiden Verbrennungsmotoren sind bezüglich der Vorwärtsrichtung
seitlich nebeneinander angeordnet, wobei sich ihre Kurbelwellen
in der Vorwärtsrichtung erstrecken und an ihren vorderen
Enden mit jeweils einer Gelenkwelle verbunden sind. Die Verbrennungsmotoren
sind unabhängig voneinander mit dem Rahmen verbunden. Ein
am Rahmen befestigtes Verbindungsgetriebe ist in Vorwärtsrichtung
vor den Verbrennungsmotoren angeordnet und durch die erste Gelenkwelle
mit der ersten Kurbelwelle, durch die zweite Gelenkwelle mit der
zweiten Kurbelwelle und weiterhin mit den Arbeitsorganen der Erntemaschine
für die Aufnahme und Bearbeitung von Erntegut antriebsverbunden oder
antriebsverbindbar. Die Kurbelwellen sind jeweils durch die ihnen
zugeordnete, sich in der Vorwärtsrichtung nach vorn erstreckende
Gelenkwelle mit dem Verbindungsgetriebe verbunden.
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Durch
die voneinander unabhängige Anbringung der Verbrennungsmotoren
am Rahmen der Erntemaschine und die Verwendung der Gelenkwellen
vermeidet man eine unerwünschte Übertragung von
Vibrationen von einem Verbrennungsmotor auf den anderen Verbrennungsmotor.
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Die
Gelenkwellen ermöglichen es außerdem, den seitlichen
Abstand von Eingangswellen des Verbindungsgetriebes kleiner als
den seitlichen Abstand der Kurbelwellen der Verbrennungsmotoren
zu wählen, indem die Gelenkwellen nach vorn, zum Verbindungsgetriebe
hin konvergierend angeordnet werden. Bei anderen Ausführungsformen
können sie aber auch parallel zueinander oder nach vorn
hin divergierend angebracht werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das
Verbindungsgetriebe mit einer Riemenscheibe antriebsverbunden, deren
Drehachse sich horizontal und quer zur Vorwärtsrichtung
erstreckt, und die über einen Riemen mit wenigstens einem
Arbeitsorgan in Antriebsverbindung steht.
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Eine
abschaltbare Kupplung kann zumindest zwischen dem Verbindungsgetriebe
und einer der Kurbelwellen vorgesehen sein, um einen der Verbrennungsmotoren
im Falle verminderter Leistungsanforderungen abschalten zu können.
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Ausführungsbeispiel
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Anhand
der Abbildungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische seitliche Ansicht einer selbstfahrenden Erntemaschine
in Form eines Feldhäckslers, und
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2 eine
perspektivische Ansicht des Rahmens, der Räder und eines
Teils des Antriebsstrangs der Erntemaschine.
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In
der 1 ist eine Erntemaschine 10 in der Art
eines selbstfahrenden Feldhäckslers in schematischer Seitenansicht
dargestellt. Die Erntemaschine 10 baut sich auf einem Rahmen 12 auf,
der von vorderen angetriebenen Rädern 14 und lenkbaren
rückwärtigen Rädern 16 getragen
wird. Die Bedienung der Erntemaschine 10 erfolgt von einer
Fahrerkabine 18 aus, von der aus ein Erntevorsatz 20 in
Form eines Aufnehmers einsehbar ist. Mittels des Erntevorsatzes 20 vom
Boden aufgenommenes Erntegut, z. B. Gras oder dergleichen wird über
einen Einzugsförderer 22 mit Vorpresswalzen, die
innerhalb eines Einzugsgehäuses 24 an der Frontseite
des Feldhäckslers 10 angeordnet sind, einer unterhalb
der Fahrerkabine 18 angeordneten Häckseltrommel 26 zugeführt,
die es in kleine Stücke häckselt und es einer Fördervorrichtung 28 aufgibt.
Das Gut verlässt die Erntemaschine 10 zu einem
nebenher fahrenden Transportfahrzeug über einen um eine
etwa vertikale Achse drehbaren und in der Neigung verstellbaren Austragschacht 30.
Im Folgenden beziehen sich Richtungsangaben, wie seitlich, unten
und oben, auf die Vorwärtsbewegungsrichtung V der Erntemaschine 10,
die in der 1 nach rechts verläuft.
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Die 2 zeigt
eine perspektivische Ansicht des Rahmens, der Räder und
eines Teils des Antriebsstrangs der Erntemaschine 10. Der
Rahmen 12 umfasst zwei Längsträger 32,
die sich über die Länge der Erntemaschine 10 von
vorn nach hinten erstrecken und durch einige Querträger 34 miteinander verbunden
sind. An den Längsträgern 32 stützen
sich die Räder 14, 16 über Achszusammenbauten
ab. Die Räder 14, 16 werden durch Hydromotore
(nicht gezeigt) angetrieben.
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Weiterhin
befinden sich im rückwärtigen Bereich der Erntemaschine 10 zwei
rückwärtig der Hinterachse angeordnete (erste
und zweite) Verbrennungsmotoren 36, 38, die seitlich
nebeneinander angeordnet und getrennt voneinander (insbesondere jeweils
an ihren vier Ecken) mit den Längsträgern 32 und
zwei Querträgern 34 des Rahmens 12 verbunden
sind und sich jeweils separat auf dem Rahmen 12 abstützen.
Dazu können zwischen den Verbrennungsmotoren 36, 38 und
dem Rahmen 12 jeweils schwingungsdämpfende Gummi-Metall-Elemente angeordnet
sein. Die Verbrennungsmotoren 36, 38 erstrecken
sich in der Vorwärtsrichtung der Erntemaschine 10 bis
etwa zum rückwärtigen Ende des Rahmens 12 und
umfassen (erste und zweite) Kurbelwellen 40, 42,
die sich nach vorn aus den Gehäusen der Verbrennungsmotoren 36, 38 heraus
erstrecken. Die Kurbelwellen 40, 42 treiben jeweils
eine sich horizontal und nach vorn erstreckende (erste und zweite) Gelenkwelle 44, 46 an,
die wiederum an ihren vorderen Enden mit einem Verbindungsgetriebe 48 verbunden
sind. Die Gelenkwellen 44, 46 umfassen jeweils
an beiden Enden Kreuzgelenke und sind vorzugsweise teleskopierbar.
Die rechte (zweite) Gelenkwelle 46 ist über eine
abschaltbare Kupplung 50 mit dem Verbindungsgetriebe 48 verbunden,
das sich an den Längsträgern 32 des Rahmens 12 abstützt. Das
Verbindungsgetriebe 48 setzt sich aus insgesamt fünf
Stirnzahnrädern (nicht gezeigt) zusammen, von denen die
beiden äußeren durch je eine Gelenkwelle 44, 46 angetrieben
werden und über Zwischenzahnräder ein mittleres
Zahnrad antreiben, das mit der Ausgangswelle des Verbindungsgetriebes 48 verbunden
ist. Die Gelenkwellen 44, 46 konvergieren nach
vorn hin, so dass die Eingangswellen des Verbindungsgetriebes 48 enger
zusammenstehen als die Kurbelwellen 40, 42 der
Verbrennungsmotoren 36, 38.
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Die
Leistungen der Verbrennungsmotoren 36, 38 sind
vorzugsweise identisch, obwohl auch Verbrennungsmotoren 36, 38 unterschiedlicher
Leistung verwendbar wären.
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Das
Kopplungsgetriebe
48 ist ausgangsseitig mit einem Winkelgetriebe
52 verbunden,
das eine Riemenscheibe
54 mit sich horizontal und quer
zur Vorwärtsrichtung erstreckender Drehachse antreibt. Die
Riemenscheibe
54 treibt über einen Riemen
56 (s.
1)
und weitere Riemenscheiben
58,
60 die Häckseltrommel
26 und
die Fördervorrichtung
28 an. Der Antriebsstrang
der Häckseltrommel
26 und der Fördervorrichtung
28 kann
durch eine zwischen der Riemenscheibe
54 und dem Winkelgetriebe
52 angeordnete
Kupplung
62 oder durch einen Mechanismus zum Spannen und
Lösen des Riemens
56 in Bewegung versetzt oder
angehalten werden. Das Winkelgetriebe
52 treibt weiterhin
eine Anzahl an Hydraulik- und Hydrostatpumpen
64,
66 mit
sich in Vorwärtsrichtung erstreckenden Wellen an, die zur
Versorgung der Hydraulikmotoren zum Antrieb der Räder
14,
16, zum
Antrieb eines Hydraulikmotors, der den Erntevorsatz
20 antreibt,
und zum Antrieb eines Hydraulikmotors dient, der die Vorpresswalzen
des Einzugsförderers
22 allein oder in Überlagerung
mit einem mechanischen Antrieb von der Häckseltrommel
26 her
(s.
DE 198 12 500 A )
antreibt. Unterhalb des Verbindungsgetriebes
48 und des
Winkelgetriebes
52 ist unterhalb der Längsträger
32 des
Rahmens
12 ein Kraftstofftank
96 angeordnet.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Anordnung liegt darin, dass man die Verbrennungsmotoren 36, 38 zwecks
einer gleichmäßigen Gewichtsverteilung weit nach
hinten setzen kann und damit eine größere Menge
an Ballastgewichten einspart. Auf der anderen Seite kann man jedoch
durch die Verwendung der Gelenkwellen 44, 46 das
Verbindungsgetriebe 48 mit den Antrieben der Hydraulik-
und Hydrostatpumpen 64, 66 so positionieren, dass
die Schläuche und Ansaugwege für die Hydraulik-
und Hydrostatpumpen 64, 66 trotzdem kurz bleiben,
da in der Regel die meisten oder alle Hydraulikfunktionen vorn an
der Erntemaschine 10 benötigt werden.
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Den
Verbrennungsmotoren 36, 38 ist jeweils ein Kühlfilter 68, 70,
ein dahinter angeordneter Wärmetauscher 76, 78 und
ein dahinter angeordnetes Gebläse 80, 82 zugeordnet,
das durch die Kühlluftfilter 68, 70 und
die Wärmetauscher 76, 78 strömende Luft
aus einem – von oben her durch Schlitze 74 belüfteten – Innenraum 72 zwischen
der Fahrerkabine 18 und dem rückwärtigen
Motorraum ansaugt. Weiterhin umfassen die Verbrennungsmotoren 36, 38 Abgasschalldämpfer
und nachgeordnete Partikelfilter 84, 86, sowie
eine Luftzufuhr mit einem sich bis in den Innenraum 72 erstreckenden
Ansaugrohr 88 und Filtern 90, 92. Der
Antrieb der Gebläse 80, 82 erfolgt durch
Hydromotore (nicht gezeigt) oder durch einen mechanischen Antrieb
vom Verbindungsgetriebe 48 her.
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Eine
geeignete Steuerung
94 (s.
1) dient zum
Zuschalten und Abtrennen des zweiten Verbrennungsmotors
38 vom
Antriebsstrang. Die Steuerung
94 ist mit der Kupplung
50 und
einer Motorsteuerung (nicht gezeigt) des Verbrennungsmotors
38 verbunden.
Auf eine Bedienereingabe mittels einer geeigneten Schnittstelle
98 (z.
B. Schalter) in der Fahrerkabine
18 hin wird der zweite
Verbrennungsmotor
38 bei Bedarf durch einen Anlasser angelassen,
auf die Drehzahl des linken Verbrennungsmotors
36 gebracht
und die Kupplung
50 geschlossen. Es wäre auch
möglich, zum Anlassen des zweiten Verbrennungsmotors
38 die
Kupplung
50 zu schließen und ihn damit zu starten.
Dadurch kann man den Anlasser für den zweiten Verbrennungsmotor
einsparen. Analog wird die Kupplung
50 geöffnet
und der zweite Verbrennungsmotor
38 abgeschaltet, wenn
der Bediener über die Schnittstelle
98 veranlasst,
den zweiten Verbrennungsmotor
38 abzuschalten. Alternativ oder
zusätzlich kann auch ein selbsttätiges Zuschalten
oder Abschalten des zweiten Verbrennungsmotors 38 zum oder vom Antriebsstrang
durch die Steuerung
94 erfolgen, das z. B. auf einer Lasterfassung des
ersten Verbrennungsmotors
36 (beispielsweise anhand seiner
Drehzahl) oder auf einem Drehmomentsensor im Antriebsstrang basiert.
Es wäre auch denkbar, durch die Steuerung
94 den
zweiten Verbrennungsmotor
38 selbsttätig abzuschalten,
wenn sich ein Straßen/Feldbetriebsschalter der Schnittstelle
98 in
der Straßenbetriebsstellung befindet, und ihn selbsttätig
zuzuschalten, wenn sich der Straßen/Feldbetriebsschalter
in der Feldbetriebsstellung befindet und eine selbsttätige
Erntevorsatzerkennung (s.
EP
0 377 163 A oder
DE
199 49 994 A ) signalisiert, dass ein Maiserntevorsatz montiert
ist, während der zweite Verbrennungsmotor
38 bei
Erkennung eines Erntevorsatzes
20 in Form eines Aufnehmers
(wie in der
1 gezeigt) stets ausgeschaltet bleibt.
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Es
wäre schließlich auch denkbar, eine zweite Kupplung 50 zwischen
die erste Gelenkwelle 44 und das Verbindungsgetriebe 48 einzufügen
und durch die Steuerung 94 im Einmotorenbetrieb beide Verbrennungsmotoren 36, 38 wechselweise
zu verwenden, um ihre Abnutzung etwa gleich zu halten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1640201
A [0002, 0003]
- - DE 4210258 A [0004]
- - DE 3722367 A [0005]
- - DE 19812500 A [0020]
- - EP 0377163 A [0023]
- - DE 19949994 A [0023]