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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Feldhäckslers, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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Bekannt sind Reversierantriebe für die Häckseltrommel von Feldhäckslern zum Schleifen der Häckselmesser mittels einer im Feldhäcksler vorhandenen Schleifeinrichtung. Der Schleifvorgang dient dazu, die Häckselmesser der Häckseltrommel während des Feldeinsatzes neu zu schärfen. Es hat sich in der Praxis herausgestellt, dass es für die Schärfe der Messerschneide günstiger ist, wenn die Drehrichtung gegenüber dem Häckselbetrieb umgekehrt wird. Diesen Rückwärtslauf bezeichnet man in der Fachwelt als Reversiervorgang.
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Bekannte Feldhäcksler verfügen dazu über mechanische Schaltgetriebe, die eine Umkehrung der Drehrichtung ermöglichen. Diese Schaltgetriebe stellen einen erheblichen technischen und Raum verschlingenden Aufwand dar und verursachen dabei erhebliche Kosten.
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Aus der
EP 0 848 902 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Feldhäckslers bekannt, mit dem Vorpresswalzen hydrostatisch und regelbar antreibbar sind und auch das Vorsatzgerät nach Abschalten von dessen mechanischem Antrieb beim Reversieren durch Zuschalten des Antriebs der Vorpresswalzen hydrostatisch angetrieben wird und wobei das dem mechanischen Antrieb des Vorsatzgerätes zugeordnete Getriebe mit dem, dem hydrostatischen Antrieb der Vorpresswalzen zugeordneten Getriebe durch eine Kupplung in und außer Eingriff bringbar ist.
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Aufgabenstellung
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Hier setzt die Aufgabe der Erfindung an mit dem Ziel, einen möglichst einfachen und kostengünstigen hydraulischen Reversierantrieb sowohl für die Vorpresswalzen, als auch für die Häckseltrommel zu ermöglichen.
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Lösung der Aufgabe
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Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figurendarstellungen zu entnehmen.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Feldhäckslers für landwirtschaftliches Erntegut, welcher mit einem Vorsatzgerät, beispielsweise einer Pick-up oder einem Maisgebiss ausgerüstet ist.
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Der Feldhäcksler umfasst eine mit Häckselmessern (29) besetzten Häckseltrommel (1), der in Gutflussrichtung (30) hydrostatisch angetriebene Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' vorgelagert sind, wobei der hydrostatische Antrieb einen Hydraulikmotor (13) und eine in den mechanischen Antrieb der Häckseltrommel (1) eingekoppelte Hydraulikpumpe (12) umfasst.
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Erfindungsgemäß kann die zum Antrieb erforderliche Hydraulikpumpe 12 einerseits als hydrostatische Druckquelle zum Antrieb der Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' und andererseits als hydrostatischer Antrieb dann allerdings als Hydraulikmotor 12 zum Reversieren der Häckseltrommel 1 genutzt werden.
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Dabei kann die hydraulische Steuerung der Hydraulikpumpe 12 beschaltungstechnisch so ausgelegt sein, dass diese einerseits den Hydraulikmotor 13 zum Antrieb der Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' im geschlossenen Kreislauf hydrostatisch antreiben kann und anderseits auch im offenen Kreislauf als Hydraulikmotor 12 hydrostatisch betrieben werden kann. Dabei kann die Hydraulikpumpe 12 einerseits in einem geschlossenen Kreislauf und andererseits in einem offenen Kreislauf eingebunden sein.
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Einerseits ist die Hydraulikpumpe 12 in einem offenen hydraulischen Kreislauf des Feldhäckslers 1 parallel zum Ventilblock 15 der Arbeitshydraulik schaltungstechnisch derart eingebunden, dass der Hydraulikpumpe 12 eine Druckabschneidung 24 so zugeordnet ist, dass diese als hydrostatische Bremse der Schwungmasse der Häckseltrommel 1 genutzt werden kann und andererseits ist die Hydraulikpumpe 12 dem geschlossenen Kreislauf zum Antrieb der Vorpresswalzen 2, 2' und 3, 3' mit einer Druckabschneidung 23 so zugeordnet, dass diese als hydrostatische Bremse der Schwungmasse der Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' genutzt werden kann.
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Zudem kann die Hydraulikpumpe 12 zum Reversieren der Häckseltrommel 1 für den Schleifvorgang zum Nachschärfen der Häckselmesser der Häckseltrommel 1 genutzt werden.
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Weitere Einzelheiten können dem nachfolgend dargelegten Ausführungsbeispiel entnommen werden.
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Ausführungsbeispiel
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Es zeigen:
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1 eine symbolische Darstellung eines Antriebsstrangs für einen Häcksler mit Einzugswalzen im Beschaltungszustand der Hydraulikventile in der Situation normaler Betriebszustand des Häckselbetriebs
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2 eine symbolische Darstellung eines Antriebsstrangs für einen Häcksler mit Einzugswalzen im Beschaltungszustand der Hydraulikventile in der Situation Reversierbetrieb der Häckseltrommel
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3 eine symbolische Darstellung eines Antriebsstrangs für einen Häcksler mit Einzugswalzen im Beschaltungszustand der Hydraulikventile in der Situation Schnellstop der Vorpresswalzen
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4 eine symbolische Darstellung eines Antriebsstrangs für einen Häcksler mit Einzugswalzen im Beschaltungszustand der Hydraulikventile in der Situation Reversierbetrieb der Vorpresswalzen
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5 eine symbolische Darstellung eines Antriebsstrangs für einen Häcksler mit Einzugswalzen im Beschaltungszustand der Hydraulikventile in der Situation Schnellstop für Einzugswalzen und Abbremsen der Häckseltrommel.
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Die Figuren 1 bis 5 zeigen anhand symbolischer Darstellungen den Antriebsstrang 20 für die Häckseltrommel 1 und den diesen vorgelagerten Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' des Einzugsgehäuses eines Feldhäckslers. Die stromaufwärts der Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' gelegene Häckseltrommel 1, wird von einem Verbrennungsmotor 4 über einen Umschlingungstrieb 5 angetrieben. Der Umschlingungstrieb 5, vorzugsweise ausgebildet als mehrrilliges Kraftband, umschlingt die Antriebsscheibe 7, die über eine Schaltkupplung 6 mit dem Verbrennungsmotor 4 in Antriebsverbindung steht. Der Umschlingungstrieb 5 umschlingt weiterhin die Antriebsscheibe 8 des der Häckseltrommel 1 stromaufwärts nachgeordneten Nachbeschleunigers, die Antriebsscheibe 9 der Häckseltrommel 1, sowie die Antriebsscheibe 10 der Hydraulikpumpe 12 zum Antrieb des Hydraulikmotors 13 der Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3'. Die Spannrollen 11, 11', 11'' dienen dabei lediglich dazu, den Umschlingungstrieb 5 vorzuspannen.
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Der Hydraulikmotor 13 wird von der Hydraulikpumpe 12 druckbeaufschlagt. Dabei ist die Hydraulikpumpe 12 in dem Ausführungsbeispiel als Verstellpumpe mit veränderbarem Förderstrom dargestellt, so dass die Drehgeschwindigkeit der Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' dem Massendurchsatz der Erntegutmatte angepasst werden kann. Die Hydraulikventile, ausgeführt als Wegeventile 21,22 steuern die ihnen zugeordneten Ölströme entsprechend ihrer Schaltstellungen a1, a2, b1, b2. Die Wegeventile 21, 22 besitzen vier Leitungsanschlüsse und 3 Schaltstellungen, mit Betätigungsmagneten, denen im erregten Zustand Schaltstellungen a1, a2, b1, b2 zugeordnet sind, wobei die unbetätigte Schaltstellung die Mittelstellung ergibt.
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Dem Hydraulikmotor 13 ist die Druckabschneidung 16 und der Hydraulikpumpe 12 ist die Druckabschneidung 17 zugeordnet, wobei die Druckabschneidungen 16, 17 aus zwei Druckbegrenzungsventilen bestehen.
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Die Druckabschneidungen 16, 17 bewirken, dass bei den nachlaufenden Schwungmassen der Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' bzw. der Häckseltrommel 1, diese generatorisch als Drehmomente an den An- bzw. Abtriebswellen der Hydraulikpumpe 12 bzw. dem Hydraulikmotor 13 angreifen, so dass dadurch ein hydrostatischer Reaktionsdruck an der Hydraulikpumpe 12 bzw. dem Hydraulikmotor 13 verursacht wird und dass damit die voreingestellten Maximaldrücke nicht überschritten werden. Somit sind sowohl die Hydraulikpumpe 12 als auch der Hydraulikmotor 13 in der Mittelstellung der Wegeventile 21, 22 hydrostatisch eingespannt, wodurch eine hydrostatische Bremse realisiert ist.
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Die Druckabschneidungen 16, 17 bewirken in der Mittelstellung der Wegeventile 21, 22 einerseits eine starke Bremswirkung an den Schwungmassen in der Auslaufphase der Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' und der Häckseltrommel 1 und andererseits sind die Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' und die Häckseltrommel 1 im Stillstand gegen Verdrehung eingespannt.
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1 zeigt den Antriebsstrang 20 im Beschaltungszustand der Hydraulikventile 21, 22 im Betriebszustand des laufenden Häckselbetriebs, d. h. sowohl die Häckseltrommel 1, als auch die Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' sind mit ihren Nenndrehzahlen angetrieben. Die Hydraulikpumpe 12 steht mit der Antriebsscheibe 10 und damit mit dem Umschlingungstrieb 5 in Antriebsverbindung. Dazu ist die Schaltkupplung 6 eingerückt und mit dem Verbrennungsmotor 4 gekoppelt. Das Treibmittel 25 bewegt sich in Umlaufrichtung 27, so dass die Häckselmesser 29 mit der Gegenschneide 28 in Schnittverbindung stehen. Die Hydraulikpumpe 12 treibt den Hydraulikmotor 13 an, der wiederum die Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' antreibt, so dass sich das Erntegut mit der Gutflussrichtung 30 in Richtung der Häckseltrommel 1 bewegt. Das Wegeventil 21 ist in Schaltstellung a1 und das Wegeventil 22 ist in Schaltstellung b2 aktiviert, so dass der hydraulische Ölfluß sich in einem geschlossenen Kreislauf bewegt, der sich durch beide Wegeventile 21 und 22 hindurch erstreckt.
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2 zeigt den Antriebsstrang 20 im Beschaltungszustand der Hydraulikventile 21, 22 in der Situation der Unterbrechung des Häckselbetriebs zum Reversieren der Häckseltrommel 1. Dieses Reversieren wird vornehmlich genutzt zum Nachschärfen und Schleifen der Häckselmesser mittels einer im Häckselaggregat integrierten Schleifvorrichtung 33, die dem Fachmann bekannt ist. Auf die weitere Beschreibung der Schleifvorrichtung kann daher an dieser Stelle verzichtet werden. Zu diesem Zweck wird die Schaltkupplung 6 ausgerückt, so dass die Antriebsverbindung des Antriebsstrangs 20 zum Verbrennungsmotor 4 unterbrochen ist. Damit besteht gegenüber dem Verbrennungsmotor 4 keine Antriebsverbindung, weder zur Häckseltrommel, noch zur Hydraulikpumpe 12 zum Antrieb der Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3'. Das Wegeventil 21 ist in Sperrstellung geschaltet und somit ist der hydraulische Ölfluss im geschlossenen Kreislauf zwischen dem Hydraulikmotor 13 und der Hydraulikpumpe 12 gesperrt. Das Wegeventil 22 ist in die Schaltstellung a2 überführt, so dass sich nunmehr ein Ölfluss im offenen Kreislauf zwischen der Hydraulikpumpe 14 der Arbeitshydraulik als Druckquelle über die Druckleitung P und der Hydraulikpumpe 12, der Tankrücklaufleitung T und dem Rücklauffilter 18 in den Hydrauliktank 19 einstellt.
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Damit wird die Hydraulikpumpe 12 nunmehr zum Hydraulikmotor zum Antrieb der Antriebsscheibe 10, welche nunmehr den Umschlingungstrieb 5, bzw. das Treibmittel 25 antreibt. Dabei ist die Schaltstellung a2 so ausgelegt, dass sich die Drehrichtung der Antriebsscheibe 10 gegenüber dem Häckselbetrieb umkehrt und der Umschlingungstrieb 5 seine Umlaufrichtung 27 nunmehr in die Umlaufrichtung 26 umkehrt. Dieses bedeutet zugleich eine Umkehrung der Drehrichtung der Häckseltrommel 1 im Sinne der Reversierung, welche zum Nachschärfen der Häckselmesser 29 mittels der Schleifvorrichtung 33 genutzt wird.
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3 zeigt den Antriebsstrang 20 im Beschaltungszustand der Hydraulikventile 21, 22 in der Situation der Unterbrechung des Häckselbetriebs in der Schnellstop – Situation der Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3'. Diese Situation ist dann gegeben, wenn der Metalldetektor 31 einen Fremdkörper aus Metall im Erntegutstrom detektiert hat und es somit zu einem Schnellstop der Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' gekommen ist. Analog gilt dieses auch für den Steindetektor 32. Die Wirkungsweisen von Metall- und Steindetektoren sind dem Fachmann bekannt, so dass auf die weitere Beschreibung an dieser Stelle verzichtet werden kann. Die Situation des Schnellstops tritt dann ein, wenn eines der Ausgangssignale 34 oder 35 der Steuerung den Auslöser dazu liefert. Dieses bedeutet, dass das Wegeventil 21 in Sperrstellung übergeht und dass der Ölfluss in dem geschlossenen Kreislauf zwischen Hydraulikpumpe 12 und Hydraulikmotor 13 schlagartig unterbrochen wird. In diesem Zusammenhang wird dann die Druckabschneidung 23 wie zuvor beschrieben als momentane Stoppbremse aktiviert. Der von der Hydraulikpumpe 12 weiterhin geförderte Ölstrom kann dabei ungehindert die Mittelstellungen der Wegeventile 21 und 22 passieren.
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4 zeigt den Antriebsstrang 20 im Beschaltungszustand der Hydraulikventile 21, 22 in der Situation der Unterbrechung des Häckselbetriebs zum Reversieren der Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3'. Dieses Reversieren wird vornehmlich genutzt zum Rückwärts Fördern der Erntegutmatte im Falle von Verstopfungen, oder wenn der Metalldetektor einen Fremdkörper aus Metall im Erntegutstrom detektiert hat und es somit zu einem Schnellstop der Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' gekommen ist.
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Die Hydraulikpumpe 12 steht mit der Antriebsscheibe 10 und damit mit dem Umschlingungstrieb 5 in Antriebsverbindung. Dazu ist die Schaltkupplung 6 eingerückt und mit dem Verbrennungsmotor 4 gekoppelt. Das Treibmittel 25 bewegt sich in Umlaufrichtung 27, so dass die Häckselmesser 29 mit der Gegenschneide 28 in Schnittverbindung stehen. Die Hydraulikpumpe 12 treibt den Hydraulikmotor 13 an, der wiederum die Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' antreibt. Das Wegeventil 21 befindet sich nun in der Schaltstellung b1 und das Wegeventil 22 ist in Schaltstellung b2. Damit kehrt sich die Bewegungsrichtung der Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' um, welches dem Vorgang des Reversierens entspricht, so dass sich das Erntegut mit der Gutflussrichtung 30' umkehrt, d. h. von der Häckseltrommel 1 weg bewegt. Der hydraulische Ölfluß bewegt sich dabei in einem geschlossenen Kreislauf, der sich durch beide Wegeventile 21 und 22 hindurch erstreckt.
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5 zeigt den Antriebsstrang 20 im Beschaltungszustand der Hydraulikventile 21, 22 in der Situation der Unterbrechung des Häckselbetriebs, d. h. die Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' und die Häckseltrommel 1 werden nach dem Prinzip des Schnellstops abgebremst und zum Stillstand gebracht. Dazu ist die Schaltkupplung 6 ausgerückt und vom Verbrennungsmotor 4 abgekoppelt.
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Dabei befinden sich beide Wegeventile 21, 22 in der unbetätigten Mittelstellung, so dass beide Ölströme, die vom generatorischen Betrieb der Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' und der Häckseltrommel 1 ausgehen, gesperrt sind. Beide Druckabschneidungen 23 und 24 wirken als hydraulische Bremsen und bringen beide Drehbewegungen, die der Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' und die der Häckseltrommel 1 im Sinne eines Notstops zum Erliegen.
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Dabei sind die Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' und auch die Häckseltrommel 1 hydraulisch eingespannt, und zwar die Vorpresswalzen 2, 2', 3, 3' über den Hydraulikmotor 13 und die Häckseltrommel 1 über die Hydraulikpumpe 12.
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Durch diese Art der hydraulischen Steuerung und der Beschaltung des Hydraulikmotors 13 und der Hydraulikpumpe 12 durch die Wegeventile 21, 22 und der Druckabschneidungen 23, 24 ist es möglich, dass die Häckseltrommel 1 und die Vorpresswalzen (2, 2', 3, 3') in die Betriebszustände
- a) Antrieb der Vorpresswalzen (2, 2', 3, 3')
- b) Reversieren der Häckseltrommel (1)
- c) Reversieren der Vorpresswalzen (2, 2', 3, 3')
- d) Notstopp der Vorpresswalzen (2, 2', 3, 3')
- e) Abbremsen bzw. Notstop der Vorpresswalzen (2, 2', 3, 3') und Häckseltrommel (1)
überführt werden können.
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Die Art der hydraulischen Beschaltung über die Wegeventile 21 und 22 sowie der Druckabschneidungen 23, 24 sind beispielhaft für alle sonstigen, diesem Zweck dienenden hydraulischen Beschattungen zu sehen, so dass diese Lösung lediglich als exemplarische Lösung anzusehen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Häckseltrommel
- 2, 2'
- Vorpresswalze
- 3, 3'
- Vorpresswalze
- 4
- Verbrennungsmotor
- 5
- Umschlingungstrieb
- 6
- Schaltkupplung
- 7
- Antriebsscheibe Umschlingungstrieb
- 8
- Antriebsscheibe Nachbeschleuniger
- 9
- Antriebsscheibe Häckseltrommel
- 10
- Antriebsscheibe Hydraulikpumpe
- 11, 11', 11''
- Spannrolle
- 12
- Hydraulikpumpe
- 13
- Hydraulikmotor
- 14
- Hydraulikpumpe der Arbeitshydraulik
- 15
- Ventilblock der Arbeitshydraulik
- 16
- Druckabschneidung
- 17
- Druckabschneidung
- 18
- Rücklauffilter
- 19
- Hydrauliktank
- 20
- Antriebsstrang
- 21
- Hydraulikventil, Wegeventil
- 22
- Hydraulikventil, Wegeventil
- 23
- Druckabschneidung
- 24
- Druckabschneidung
- 25
- Treibmittel (Kraftband)
- 26
- Umlaufrichtung
- 27
- Umlaufrichtung
- 28
- Gegenschneide
- 29
- Häckselmesser
- 30, 30'
- Gutflussrichtung
- 31
- Metalldetektor
- 32
- Steindetektor
- 33
- Schleifvorrichtung
- 34
- Ausgangssignal
- 35
- Ausgangssignal
- a1
- Schaltstellung
- a2
- Schaltstellung
- b1
- Schaltstellung
- b2
- Schaltstellung
- P
- Druckleitung
- T
- Tankrücklaufleitung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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