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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vorbereitungsboden für einen Mähdrescher gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Mähdrescher der eingangs genannten Art werden kontinuierlich weiterentwickelt, um immer größere Erntegutmengen verarbeiten zu können, beispielsweise durch den Einsatz breiterer Schneidwerke. Damit einhergehend sind unter anderem auch die Anforderungen an die Reinigungsdurchsätze gestiegen. Während die Reinigungsvorrichtungen durch geeignete Maßnahmen an die ansteigenden Erntegutdurchsatzraten angepasst worden sind, stößt der Vorbereitungsboden diesbezüglich an seine Grenzen, insbesondere beim Einsatz von Axialabscheideaggregaten.
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Aus der
EP 0 121 094 A1 ist ein Zuführboden der eingangs genannten Art bekannt, der einer Reinigungsvorrichtung, die ein Obersieb und ein Untersieb aufweist, vorgelagert angeordnet ist und der Reinigungseinrichtung einen zu reinigenden Erntegutstrom zuführt. Der Zuführboden besteht aus einem stromabwärtigen, eine geschlossene Oberfläche aufweisenden Teil und einem stromaufwärtigen, auf der gleichen Ebene liegenden, Sieböffnungen aufweisenden Teil. Auf den Zuführboden gelangt ein Erntegutgemisch aus Körnern und Nichtkornbestandteilen, welches den Sieben der Reinigungsvorrichtung zugeführt wird. Ein Körnerboden ist unterhalb des Zuführbodens parallel zu diesem angeordnet, auf den durch die Sieböffnungen des stromaufwärtigen Teils des Zuführbodens hindurchtretende Körner fallen. Ein Gebläse befindet sich im stromabwärtigen Teil des Zuführbodens und unter diesem, um einen Luftstrom zwischen dem Zuführboden und dem Körnerboden zuzuführen. Durch die aufwändige Ausgestaltung in Form des Zuführbodens und des Körnerbodens vor dem Obersieb sowie dem Untersieb soll eine Überlastung der Siebe der nachgeordneten Reinigungsvorrichtung vermieden werden.
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Ein wesentlicher Nachteil besteht darin, dass die Maßnahme einer ersten Abscheidung von Körnern auf dem Zuführboden nicht geeignet ist, die zusätzliche Belastung durch den erhöhten Zustrom an Erntegut zu kompensieren. Die Vorentmischung auf dem Zuführboden stößt hierbei an ihre Grenzen, was eine Mehrbelastung der Reinigungsvorrichtung zur Folge hat. Zudem weist die in der
EP 0 121 094 A1 beschriebene Reinigungsvorrichtung eine hohe Bauraumbeanspruchung auf. Die Anordnung und Ausrichtung des zweiten Gebläseausganges sowie der notwendige freie Durchgang des Druckwindes durch den belüften Zuführboden verursachen und begünstigen die Entstehung von Turbulenzen im Luftstrom, so dass eine konzentrierte Luftströmung und eine zielgerichtete Steuerung der Reinigungsluft in dieser Reinigungsstufe nicht erreichbar sind. Dies führt dazu, dass das Reinigungsergebnis unzufriedenstellend ist und das Entstehen höherer Erntegutverluste begünstigt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Vorbereitungsboden der eingangs genannten Art bereitzustellen, der eine verbesserte Vorentmischung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, dass der Vorbereitungsboden mit einer Luftströmung beaufschlagbar ist, welche in dem Erntegutgemisch eine Wirbelschicht hervorruft. Das Erzeugen einer Wirbelschicht in dem Erntegutgemisch aus Korn und Nichtkornbestandteilen führt auf Grund der unterschiedlichen Dichte der jeweiligen Gemischbestandteile dazu, dass bereits auf dem Vorbereitungsboden eine Entmischung stattfindet, bevor das Gemisch aus Korn und Nichtkornbestandteilen an die Reinigungsvorrichtung abgegeben wird. Die Entmischung wird in Folge des voneinander abweichenden Auftriebsverhaltens des schwereren Korns von den leichteren Nichtkornbestandteilen erzielt. Auf Grund der Strömungseinleitung bildet sich auf dem Vorbereitungsboden eine im Wesentlichen mehrphasige, inhomogene Wirbelschicht in dem Gemisch aus, bei dessen Abgabe an die Siebe der Reinigungsvorrichtung die Nichtkornbestandteile zumindest teilweise durch den von der Gebläseanordnung generierten Luftstrom, mit dem die Reinigungsvorrichtung beaufschlagt wird, abgeführt werden, so dass diese Nichtkornbestandteile das Obersieb und das Untersieb der Reinigungsvorrichtung nicht mehr zusätzlich belasten.
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Hierzu kann der Vorbereitungsboden eine Vielzahl von Öffnungen aufweisen, durch die ein von der zumindest einen Gebläseanordnung generierter Luftstrom hindurchtritt.
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Vorteilhafterweise kann der Luftstrom mit einer Strömungsgeschwindigkeit durch die Öffnungen im Vorbereitungsboden hindurchtreten, die im Erntegutgemisch zu einer Strömungsgeschwindigkeit führt, welche zumindest etwa dem Wirbelpunkt des Erntegutgemisches entspricht. Der Wirbelpunkt charakterisiert den Zustand, bei dem in Folge der anliegenden Strömungsgeschwindigkeit der Übergang von der Schüttschicht (Festbett) zur Wirbelschicht (Fließbett) erfolgt. Derartige Strömungsgeschwindigkeiten begünstigen das Entmischen des Erntegutes in besonders vorteilhafter Weise. Die Strömungsgeschwindigkeit kann auch deutlicher oberhalb des Wirbelpunktes gewählt werden.
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Insbesondere kann der Vorbereitungsboden als ein oszillierend antreibbarer Stufenboden ausgeführt sein, dessen Stufen sich quer zur Förderrichtung des Erntegutes erstrecken.
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Bei der Ausgestaltung des Vorbereitungsbodens als oszillierend angetriebener Stufenboden kann der Luftstrom pulsartig einleitbar sein. Der Luftstrom wird in Abhängigkeit von der Schwingungsamplitude und/oder der Schwingungsfrequenz des Stufenbodens eingeleitet.
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Vorzugsweise kann der Luftstrom während des Rückhubes des Vorbereitungsbodens einleitbar sein. Die Einleitung der Luftströmung erfolgt somit während der Flugphase des Erntegutgemisches, das heißt während das Erntegutgemisch eine Stufe verlassen hat aber bevor es auf die nachfolgende Stufe auftrifft. Dies weist den Vorteil auf, dass sich während der Rückhubphase das Volumen des Gebläsekanals temporär verringert, was bei gleichbleibendem Massendurchsatz des Erntgutgemisches zu einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in den Öffnungen führt.
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Vorzugsweise kann der Stufenboden zumindest in seinem dem Sieb zugewandten Abgabebereich mit Öffnungen versehen sein. Durch diese Öffnungen wird der von dem Gebläse generierte Luftstrom geführt, um in dem Gemisch eine Wirbelschicht hervorzurufen, durch die eine erste Entmischung vor der Abgabe an die Reinigungseinrichtung erreicht wird.
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Insbesondere können sich die Öffnungen als ein zusammenhängender Flächenabschnitt über mehrere Stufen im Abgabebereich des Stufenbodens erstrecken. Hierbei sind sich in Förderrichtung über zwei oder mehr Stufen ausdehnende, mit Öffnungen versehene Flächenabschnitte vorgesehen, die eine maschenartige Struktur aufweisen. Die Flächenabschnitte erstrecken sich in Förderrichtung und quer zu dieser abschnittsweise über die Breite des Vorbereitungsbodens.
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Alternativ können die Öffnungen auf der sich senkrecht zur Förderrichtung erstreckenden Stirnseite der Stufen im Abgabebereich angeordnet sein. Hierdurch wird der Luftstrom stromab des Gemisches zwischen den Stufen eingeleitet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Öffnungen im Abgabebereich jeweils auf dem Scheitel einer Stufe angeordnet sein. Bei dieser Ausführungsform wird der Luftstrom beim Übergang des Erntegutgemisches von einer Stufe zu der nächsten Stufe eingeleitet.
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In einer alternativen Ausgestaltung können die Öffnungen im Abgabebereich jeweils in einer Senke zwischen zwei Stufen angeordnet sein. Insbesondere können bei dieser Ausführungsform die Öffnungen schlitzförmig ausgeführt sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Abgabebereich in zumindest zwei Gruppen unterteilt sein, welche jeweils mindestens zwei benachbarte Stufenumfassen, wobei die Gruppen durch einen sich quer zur Förderrichtung erstreckenden Spalte voneinander beabstandet sind.
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Dabei können mindestens zwei benachbarte Stufen eine Gruppe bilden, von denen mehrere im Abgabebereich des Vorbereitungsbodens kaskadenartig in Förderrichtung ansteigend angeordnet sind. Hieraus resultiert der Vorteil, dass eine gute Durchströmung des Erntegutgemisches durch die sich ausbildenden freien Fallstufen erreichbar ist.
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Vorzugsweise können die Gruppen im Abgabebereich des Vorbereitungsbodens in Förderrichtung treppenförmig absteigend angeordnet sein. Durch diesen Aufbau kann auf eine separate erste Fallstufe am Vorbereitungsboden verzichtet werden.
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Insbesondere können die Öffnungen eine lichte Weite aufweisen, die einen Durchtritt von Korn verhindern.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematisierte Längsschnittdarstellung eines Mähdreschers;
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2 eine perspektivische Ansicht eines Vorbereitungsbodens gemäß einer ersten Ausführungsform;
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3 eine perspektivische Ansicht eines Vorbereitungsbodens gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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4 eine perspektivische Ansicht eines Vorbereitungsbodens gemäß einer dritten Ausführungsform;
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5 eine Detailschnittansicht des Vorbereitungsbodens gemäß 2.
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Die Darstellung in 1 zeigt eine Längsschnittdarstellung eines Mähdrescher 1. Der Mähdrescher 1 trägt in seinem Frontbereich ein höhenverstellbares Schneidwerk 2, welches gewachsenes Erntegut 8 auf großer Breite aberntet und in seitlicher Richtung zusammenführt und an ein Schrägförderorgan 9 übergibt. Über das Schrägförderorgan 9 gelangt das Erntegut 8 in an sich bekannter Weise zu Dreschorganen 3, die in der Darstellung der 1 eine Dreschtrommel 10, eine dieser nachgeordnete Wendetrommel 16 und einen Dreschkorb 11 umfassen. Durch Öffnungen des Dreschkorbs 11 hindurch wird aus dem Erntegut 8 ein erster, im Wesentlichen aus einem Gemisch aus Körnern, Kurzstroh und Spreu bestehender Erntegutstrom abgeschieden, der auf einen Vorbereitungsboden 12 fällt. Durch Rüttelbewegungen des oszillierend angetriebenen Vorbereitungsbodens 12 wird der Erntegutstrom darauf nach hinten in Richtung einer Reinigungseinrichtung 4 gefördert.
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Der nicht durch den Dreschkorb 11 hindurch getretene Teil des Erntegutstroms wird über die Wendetrommel 16 zu einem Axialrotor 17 weiterbefördert, der sich in Längsrichtung des Mähdreschers 1 erstreckt. Der Axialrotor 17 ist in seinem unteren Bereich von einem halbzylindrischen Sieb 19 umgeben, über das ein zweiter, im Wesentlichen aus einem Gemisch aus Körnern und Ährenbruchstücken bestehender Erntegutstrom abgeschieden wird, der auf einen Rücklaufboden 21 gelangt. Anstelle eines einzelnen Axialrotors 17 könnten auch zwei Axialrotoren parallel nebeneinander vorgesehen sein. Erntegut, im Wesentlichen Stroh, welches am rückwärtigen Ende 24 des Axialrotors 17 ausgeworfen wird, gelangt zu einem Verteiler 7 am Heck des Mähdreschers 1, wo es von einem Häcksler 26 zerkleinert und schließlich auf den Boden eines Feldes ausgebracht wird.
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Auf dem rüttelnd bewegten Rücklaufboden 21 wird der zweite Erntegutstrom vorwärts gefördert an die Reinigungseinrichtung 4 übergeben, wo er sich mit dem durch den Dreschkorb 11 hindurch getretenen ersten Erntegutstrom vereinigt, der von dem Vorbereitungsboden 12 an die Reinigungseinrichtung 4 abgegeben wird.
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Die Reinigungseinrichtung 4 umfasst ein Obersieb 14, ein Untersieb 15 und ein Gebläse 13, welches einen über die Siebe 14, 15 streichenden Luftstrom erzeugt. Das in den vom Vorbereitungsboden 12 beziehungsweise Rücklaufboden 21 kommenden Erntegutströmen enthaltene Korn passiert nacheinander das Obersieb 14 sowie das Untersiebe 15 und erreicht über einen darunter liegenden Boden 18 eine Schneckenfördereinrichtung 22 und einen Kornelevator 23, der es in einen im Rücken der Fahrerkabine 6 angeordneten Korntank 5 fördert.
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Anteile des Erntegutstroms, die leichter als das Korn sind, werden beim Herabfallen vom Vorbereitungsboden 12 auf das Obersieb 14, vom Obersieb 14 auf das Untersieb 15 oder vom Untersieb 15 auf den Boden 18 von dem Luftstrom des Gebläses 13 erfasst und mitgerissen, erreichen den Verteiler 7 und werden über diesen ausgeschieden. Schwere, gröbere Anteile des Erntegutstromes gelangen über eine Überkehr am rückwärtigen Ende der Siebe 14, 15 in einen unterhalb der Siebe 14, 15 quer verlaufenden Graben. Eine in dem Graben rotierende Schnecke 20 räumt das Material seitwärts zu einem Überkehrelevator 25, der es zurück zu den Dreschorganen 3 befördert.
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Der in 2 schematisch dargestellte Vorbereitungsboden 12 ist als ein Stufenboden ausgeführt, dessen Breite quer zur Förderrichtung F gesehen zumindest der der Dreschorgane 3 entspricht. Der Vorbereitungsboden 12 ist in mehrere sich in Förderrichtung F erstreckende, zueinander parallele Abschnitte unterteilt, die durch Leitbleche 32 voneinander getrennt sind. Das von den Dreschorganen 3 abgegebene Erntegutgemisch fällt auf einen stromabwärtigen, der Reinigungseinrichtung 4 abgewandten Aufnahmebereich 33 des Vorbereitungsbodens 12 und wird über eine Vielzahl von Stufen 34 durch die oszillierende Bewegung des Vorbereitungsbodens 12 in Richtung der Reinigungseinrichtung 4 befördert. Das Erntegutgemisch erreicht einen stromabwärtigen, den Sieben 14, 15 der Reinigungseinrichtung 4 zugewandten Abgabebereich 30 des Vorbereitungsbodens 12, an den sich eine Fallstufe 35 anschließt, die als eine Höhendifferenz zwischen dem Abgabebereich 30 und einem tiefer liegenden Absatz 37 ausgebildet ist. Das Erntegutgemisch passiert einen im Abgabebereich 30 befindlichen Rechen 36, durch den die schwereren Kornbestandteil des Erntegutgemisches hindurchfallen, während die leichteren Spreu- und Strohbestandteile von der der Reinigungseinrichtung 4 von dem Gebläse 13 zugeführten Luftvolumenstrom zumindest teilweise erfasst und fortgetragen werden. Das verbleibende Erntegut fällt auf den tiefer liegenden Absatz 37 des Vorbereitungsbodens 12, von welchem es an die Siebe 14, 15 abgegeben wird. Die Entmischung des Erntegutgemisches auf dem Vorbereitungsboden 12 wird während der Gleit- und Flugphase zwischen zwei Stufen 34 schwerkraftbedingt erreicht. Der oszillierende Antrieb des Vorbereitungsbodens 12 alleine kann jedoch bei sehr hohen Erntegutdurchsatzraten nicht mehr ausreichen, um die erforderliche Vorentmischung zu realisieren.
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Um eine stärkere Entmischung des von den Dreschorganen 3 und dem Axialrotor 17 dem Vorbereitungsboden 12 zugeführten Erntegutgemisches vor dessen Abgabe an die Reinigungseinrichtung 4 zu erreichen, weist der Vorbereitungsboden 12 in einem stromabwärtigen, den Sieben 14, 15 der Reinigungseinrichtung 4 zugewandten Abgabebereich 30 eine Vielzahl von Öffnungen 31 mit einer lichten Weite auf, die einen Durchtritt von Korn durch diese verhindert, wie in 2 dargestellt ist. Die Öffnungen 31 sind auf der sich senkrecht zur Förderrichtung F erstreckenden Stirnseite der Stufen 34 angeordnet sind. Durch die Öffnungen 31 tritt ein von dem Gebläse 13 generierter Luftstrom hindurch, welcher in dem Abgabebereich 30 auf dem Vorbereitungsboden 12 befindlichen Erntegemisch eine inhomogene Wirbelschicht hervorruft. Der Luftstrom tritt dabei mit einer Strömungsgeschwindigkeit durch die Öffnungen 31 im Abgabebereich 30 des Vorbereitungsbodens 12 hindurch, die zumindest annähernd dem Wirbelpunkt des Gemisches aus Korn und Nichtkornbestandteilen entspricht. Alternativ kann eine Strömungsgeschwindigkeit oberhalb des Wirbelpunktes gewählt werden, wodurch ein Hindurchtreten von Korn durch die Öffnungen 31 verhindert wird.
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Die Zuführung des Luftstromes erfolgt im Allgemeinen als ein gleichmäßiger Luftvolumenstrom. Alternativ kann die Zuführung des Luftstromes auch pulsierend in Abhängigkeit von der Schwingungsamplitude und/oder der Schwingungsfrequenz des Vorbereitungsbodens 12 erfolgen. Vorzugsweise ist der Luftstrom stoßartig während des Rückhubes des Vorbereitungsbodens 12 einleitbar.
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In einer alternativen Ausführungsform können sich die Öffnungen flächig über mehrere Stufen 34 erstrecken. Ebenso können die Öffnungen am Scheitel der jeweiligen Stufen 34 oder in einer Senke zwischen zwei Stufen 34 angeordnet sein. Die Öffnungen können auch schlitzförmig ausgeführt sein.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Vorbereitungsbodens 12, bei welchem zumindest zwei benachbarte Stufen 34 zu einer Gruppe 39 zusammengefasst sind. Mehrere dieser Gruppen 39 sind im Abgabebereich 30 des Vorbereitungsbodens 12 in Förderrichtung F gesehen hintereinander angeordnet. Bei dieser Ausführungsform sind jeweils benachbarte Gruppen 39 durch einen sich quer zur Förderrichtung F erstreckenden, schmalen Spalt 40 voneinander beabstandet, durch den der Luftstrom hindurchtreten kann, um den Entmischungseffekt zu erzielen.
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In 4 ist eine alternative Ausführungsform des Vorbereitungsbodens 12 gemäß 3 dargestellt. Hierbei sind im Abgabebereich 30 die aus zusammengefassten Stufen 34 gebildeten Gruppen 39 in Förderrichtung F treppenförmig absteigend hintereinander angeordnet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass auf die separate Fallstufe 35 am Vorbereitungsboden 12 verzichtet werden kann. Die Öffnungen 31 sind jeweils an der Stirnseite der letzten Stufe 34 einer Gruppe 39 angeordnet.
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In 5 ist eine Detailansicht des Vorbereitungsbodens 12 gemäß 2 im Längsschnitt dargestellt. Die durch die Öffnungen 31 hindurchtretende Luftströmung, die die Wirbelschicht in dem Erntegutgemisch hervorruft, ist durch Pfeile S kenntlich gemacht worden. Die Luftströmung trifft auf das inhomogene Erntegutgemisch aus Korn 40 und Nichtkornbestandteilen 41, wodurch sich in dem Erntegutgemisch, während der durch die oszillierende Bewegung des Vorbereitungsbodens hervorgerufenen Flugphase, eine Wirbelschicht ausbildet, die zu einer Entmischung des schwereren Korns 40 und der leichteren Nichtkornbestandteile 41 führt. Hierbei bildet das Korn 40 eine erste, untere, weitgehend homogene Schicht aus, die in unmittelbarer Nähe der Oberfläche des Vorbereitungsbodens von diesem gefördert wird, während die Nichtkornbestandteile 41 eine zweite, obere, weitgehend homogene Schicht oberhalb der ersten Schicht ausbildet. Ein den Vorbereitungsboden 12 überstreichender Luftstrom nimmt die Nichtkornbestandteile 41 der zweiten Schicht während der Flugphase auf trägt die Nichtkornbestandteile 41 in Richtung der Reinigungseinrichtung 4 davon, wo sie vom Druckwind des Gebläses 13 erfasst und an der Reinigungsvorrichtung 4 vorbei abgeführt werden. Das schwerere Korn 40 hingegen wird durch die oszillierende Bewegung des Vorbereitungsbodens 12 der Reinigungseinrichtung 4 zugeführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mähdrescher
- 2
- Schneidwerk
- 3
- Dreschorgane
- 4
- Reinigungseinrichtung
- 5
- Korntank
- 6
- Fahrerkabine
- 7
- Verteiler
- 8
- Erntegut
- 9
- Schrägförderorgan
- 10
- Dreschtrommel
- 11
- Dreschkorb
- 12
- Vorbereitungsboden
- 13
- Gebläse
- 14
- Obersieb
- 15
- Untersieb
- 16
- Wendetrommel
- 17
- Axialrotor
- 18
- Boden
- 19
- Sieb
- 20
- Schnecke
- 21
- Rücklaufboden
- 22
- Schneckenfördereinrichtung
- 23
- Kornelevator
- 24
- rückwärtiges Ende
- 25
- Überkehrelevator
- 26
- Häcksler
- 30
- Abgabebereich
- 31
- Öffnungen
- 32
- Leitbleche
- 33
- Aufnahmebereich
- 34
- Stufen
- 35
- Fallstufe
- 36
- Rechen
- 37
- Absatz
- 38
- Spalt
- 39
- Gruppe
- 40
- Korn
- 41
- Nichtkornbestandteil
- F
- Förderrichtung
- S
- Luftströmung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0121094 A1 [0003, 0004]
