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Die Erfindung betrifft eine Einzugvorrichtung für eine Häckseleinrichtung eines Feldhäckslers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus
DE 198 44 894 A1 ist eine Verstelleinrichtung für Maschinenteile und/oder Baugruppen einer landwirtschaftlichen Erntemaschine bekannt, von denen wenigstens ein Maschinenteil bzw. eine Baugruppe mittels Federn durch verstellbare Anschläge zur Veränderung der Durchgangsweiten für das Erntegut positioniert ist, wobei die Anschläge durch ein Fluid beaufschlagbare und im Gleichlauf bewegbare Stößel sind, und dass die Steuerung des den Zylindern (
10,
11) zuführbaren Fluides durch eine einzige mit den Zylindern (
10,
11) strömungsfähig verbundene, mit einem Kolben (
15) ausgerüstete Mehrkammerpumpe (
14) erfolgt.
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EP 0 519 209 A1 offenbart eine Einzugvorrichtung für Feldhäcksler mit fest gelagerten unteren Einzugswalzen und höhenbeweglich an Schwingen gelagerten oberen Einzugswalzen, die im Betrieb durch eine oder mehrere Federn nach unten in Richtung auf die unteren Einzugswalzen gedrückt werden, wobei dem aus den Massen der oberen Einzugswalzen und ihren Schwingen und den Federn bestehenden Schwingungssystem ein zusätzliches Dämpfungsglied zugeordnet ist.
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Aus
DE 195 39 143 B4 ist eine Einzugvorrichtung für Feldhäcksler bekannt mit in der Einzugvorrichtung angeordneten unteren und höhenbeweglich an Schwingen gelagerten oberen Einzugwalzen, die im Betrieb nach unten in Richtung auf die unteren Einzugwalzen gedrückt werden, wobei der Druck auf eine oder mehrere obere Einzugwalzen nach unten mit einem oder mehreren Hydraulikzylindern erzeugt wird, wobei der Arbeitsdruck auf einen vorgebbaren Sollwert geregelt wird. Der Solldruckwert kann manuell vorgewählt werden oder von einer Automatik belastungs- und/oder erntgutabhängig gesteuert werden. Dadurch werden die oberen Walzen auch bei wechselnden Schichtdicken der Erntegutmatte mit konstanter Kraft in Richtung der unteren Vorpresswalzen gedrückt und es wird bei allen Einsatzbedingungen eine optimale Vorpressung erreicht.
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Durch die Anbindung eines Hydraulikzylinders an der Schwinge im Bereich zwischen den Lagerstellen der Einzugwalzen, regen die unterschiedlichen Presskräfte der vorderen und hinteren Einzugwalzen dieses Massensystem zu Schwingungen um den Anlenkpunkt des Hydraulikzylinders herum an.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine weniger schwingungsanfällige Einzugvorrichtung zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Bei einer erfindungsgemäßen Einzugvorrichtung wird eine unerwünschte Schwingungsanregung der oberen Einzugwalzen durch die direkte Anbindung eines Hydraulikzylinders an die Schwinge der hinteren Einzugwalze vorteilhaft vermieden.
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Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.
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Nachfolgend werden die Merkmale der vorliegenden Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert. In den zugehörigen schematischen Zeichnungen zeigt, die
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1 eine erfindungsgemäße Einzugvorrichtung an ein Häckslergehäuse angebaut in einer Seitenansicht und
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2 stellt die Kräfteverhältnisse an einer Schwinge dar.
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Die in 1 dargestellte Häckseleinrichtung besteht im Wesentlichen aus einer in einem Häckslergehäuse 2 angeordneten Häckseltrommel 4 sowie einem Einzuggehäuse 6 und ist üblicherweise im vorderen Bereich zwischen den Vorderrädern eines selbstfahrenden Feldhäckslers (nicht dargestellt) angeordnet. Der Häckseleinrichtung wird über das Einzugsgehäuse 6 Erntegut, wie Gras, Mais o. ä. zugeführt, welches von der Häckseltrommel 4 in kleine Stücke zerschnitten – d. h. gehäckselt – und über einen rechts abgebrochen dargestellten Auswurfschacht nach oben ausgeworfen wird.
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In dem an das Häckslergehäuse 2 angebaute Einzuggehäuse 6 sind untere Einzugwalzen 8, 10 sowie obere Einzugswalzen 12, 14 drehbar gelagert. Die oberen Einzugwalzen 12, 14 werden von einem nicht dargestellten Antrieb gedreht und schieben das – zwischen den oberen und unteren Einzugwalzen zu einer Erntegutmatte geformte – Erntegut zur Häckseltrommel 4.
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Damit sich die Einzugwalzen an unterschiedliche Erntegutmengen anpassen können, sind die oberen Einzugwalzen 12, 14 höhenbeweglich an Schwingen 18, 22 gelagert, während die unteren Einzugwalzen 8, 10 ortsfest angeordnet sind.
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Die ersten Schwingen 18, an welchen die der Häckseltrommel 4 direkt benachbarte – hintere – Einzugwalze 14 angeordnet ist, sind drehbeweglich an Drehpunkten 16 beidseits des Einzugsgehäuses 6 gelagert. An Lagerstellen 26 der ersten Schwingen 18 sind weitere Schwingen 22 drehbeweglich angelenkt, welche am von der Häckseltrommel 4 abgewendeten Ende Lagerstellen 24 für die weiter von der Häckseltrommel entfernte – vordere – Einzugwalze 12 aufweisen. Die Wellen der oberen Einzugwalzen 12, 14 können sich aufgrund der gelenkigen Kopplung in Schlitzen 28 und 30 unabhängig voneinander zwischen unteren und oberen Anschlägen frei auf- und ab bewegen. Durch diese Auslenkbewegung wird die Öffnungsweite zwischen den unteren Einzugwalzen 8, 10 und oberen Einzugwalzen 12, 14 verändert und an unterschiedlich große Erntegutströme bzw. -mengen angepasst. Der bzw. die Drehpunkte 16 der ersten Schwinge 18 ist bzw. sind höhenmäßig betrachtet etwa in der Mitte zwischen der untersten und obersten Auslenkung der Schwinge 18 angeordnet, d. h. annähernd in der Mitte des gesamten Auslenkbereichs, wodurch die hintere Einzugwalze 14 über den Auslenkbereich immer einen idealen Abstand zur Häckseltrommel 4 einnimmt.
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An den Schwingen 18 der hinteren Einzugwalze 14 sind direkt an den freibeweglichen Enden Hydraulikzylinder 5 angelenkt, welche über Hydraulikleitungen 7 mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt werden. Die Hydraulikzylinder 5 könnten auch im Bereich der Lagerstellen 26 an die Schwingen 18 angelenkt werden. Entscheidend ist in diesem Zusammenhang, dass die Hydraulikzylinder 5 nicht indirekt über weitere drehbewegliche Hebel oder Lenker angebunden werden, sondern direkt – also unmittelbar – an den Schwingen 18 angekoppelt sind.
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Zur Beaufschlagung der Hydraulikzylinder 5 mit Hydraulikflüssigkeit sind die Hydraulikleitungen 7 vorzugsweise an ein Hydraulikdrucksystem des Feldhäckslers angeschlossen – symbolisiert durch eine Hydraulikpumpe 11 und zugehörigen Tank.
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Der Hydraulikdruck wird so bemessen, dass die Hydraulikzylinder 5 eine Kraft ausüben, die größer ist als eine Kraft, welche die hintere Einzugwalze 14 vom Erntegut abzuheben versucht. Diese Kraft setzt sich aus der Abstützkraft des Antriebsdrehmoments der Einzugwalzen sowie einer Komponente der Lenkerkraft zusammen.
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In 2 sind die Kräfteverhältnisse an einer Schwinge 18 der hinteren oberen Einzugwalze 14 dargestellt. Im linken Bereich ist die Schwinge 18 unausgelenkt dargestellt, d. h. bei minimaler Öffnungsweite zwischen den oberen und unteren Einzugwalzen. Die nach links gerichtete Kraft FE stellt die Kraft dar, die der Erntegutstrom seinem Einzug in die Häckseleinrichtung entgegensetzt. Diese Kraft FE verursacht an der Lagerstelle 26 der hinteren Einzugwalze eine Reaktionskraft FR, die über eine Lenkerkraft FL der Schwinge 18 am Drehpunkt 16 abgestützt wird. Die vertikale Komponente dieser Lenkerkraft FL ist nach oben gerichtet und hebt die Einzugwalze vom Erntegut ab. Zwischen der dargestellten minimalen Auslenkung der Schwinge 18 und einer Auslenkung bei welcher die Lagerstelle 26 der Einzugwalze 14 nur knapp unterhalb des Drehpunkts 16 liegt (strichpunktierte Linie) ist diese Kraftkomponente nach oben gerichtet.
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Ab einem Auslenkwinkel der Schwinge 18, bei dem sich die Lagerstelle 26 oberhalb des Drehpunkts 16 (strichpunktierte Linie) befindet, ist die vertikale Kraftkomponente FV – wie im rechten Bereich der 2 dargestellt – nach unten gerichtet und drückt die Einzugwalze 14 nach unten.
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Demnach ist die vertikale Kraftkomponente FV, welche die Einzugwalze nach oben drückt, bei minimaler Öffnungsweite der Einzugwalzen, d. h. wenn die Schwinge 18 am unteren Anschlag anliegt, am größten und nimmt mit zunehmender Auslenkung, d. h. zunehmender Öffnungsweite des Einzugs (dickerer Erntgutmatte) ab und dreht ihre Richtung nach unten um, sobald die Lagerstelle 26 über die Höhe des Drehpunkts 16 ausgelenkt wird. Mit weiter zunehmender Auslenkung bzw. Öffnung des Einzugspalts nimmt die vertikale Kraftkomponente zu und verstärkt damit die Vorpresskraft.
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Der Hydraulikdruck wird in Abhängigkeit von der wirksamen Kolbenfläche der Hydraulikzylinder 5 so bemessen, dass diese eine Kraft erzeugen, die mindestens der Summe der maximalen Abhebekraft FV und der Abstützkraft des Antriebsdrehmoments entspricht. Um Sicherzustellen, dass auch bei der kleinsten Öffnungsweite der Einzugwalzen, d. h. wenn die Schwinge 18 am unteren Anschlag anliegt, eine Mindestpresskraft wirkt, werden dieser Summe noch vorzugsweise etwa 1000 Newton hinzuaddiert. Je nach Anwendung kann dieser Wert auch höher angesetzt werden, z. B. 1000 bis 3000 Newton. Der so ermittelte Hydraulikdruck wird erfindungsgemäß über den gesamten Auslenkungsbereich der Schwinge 18, d. h. über die gesamte sich ändernde Öffnungsweite etwa konstant gehalten.
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Dadurch wird der Abhebekraft FV vorteilhaft einfach entgegengewirkt, da die von den Hydraulikzylindern erzeugte Gegenkraft leicht einstellbar ist und über den Auslenkweg der Schwinge 18 nicht zunimmt, sondern gleich bleibt. Da schon eine relativ kleine Gegenkraft ausreichend ist, übt diese im oberen Auslenkungsbereich keinen wesentlichen Einfluss aus und stört in diesem Bereich nicht.
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Bei Erzeugung der Gegenkraft mit einer Feder müsste die Federkonstante so gewählt werden, dass schon in der unteren Position der Schwinge 18 genügend Kraft wirkt und diese würde über die Auslenkung ansteigen und im oberen Bereich einen negativen Einfluss ausüben.
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Vorzugsweise werden die Hydraulikzylinder bzw. deren Kolbenflächen so gewählt, dass die erforderliche Kraft bei Anschluss an ein Niederdrucksystem des Feldhäckslers – mit einem beispielhaften Hydraulikdruck von etwa 25–30 bar – erzeugt wird. Damit kann in vorteilhafter Weise auf eine zusätzliche Druckregeleinrichtung sowie auf ein aufwändiges Steuer- und/oder Regelsystem verzichtet werden.
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Vorzugsweise werden die Hydraulikzylinder als einfach wirkende Zugzylinder ausgeführt, welche die Schwingen 18 an ihrem freien Ende nach unten ziehen. Der Zylinderfuß wird unten am Einzuggehäuse angelenkt und die Kolbenstange wird mit der Schwinge 18 verbunden. Bei einem Zugzylinder wird die – um den Kolbenstangenquerschnitt verminderte – Kolbenringfläche mit Druck beaufschlagt.
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Damit die Schwinge 18 – im Fall von Durchsatzschwankungen – auch schlagartig nach oben ausweichen kann, wird in der Hydraulikleitung 7 ein mit Gasdruck vorgespannter Membranspeicher 9 vorgesehen, der das dabei aus dem Hydraulikzylinder verdrängte Hydraulikfluid schnell aufnehmen kann.
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Für die Erzeugung der Presskraft an der vorderen Einzugwalze 12 sind beidseitig Zugfedern 13 vorgesehen. Statt der Zugfedern 13 können alternativ Hydraulikzylinder oder andere Kraftmittel vorgesehen werden. Vorzugsweise werden die Federn bzw. alternativen Kraftmittel möglichst nahe der Drehachse der Einzugwalze 12 an die Schwinge 22 angelenkt.
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Die an der vorderen Einzugwalze 12 vorgesehenen Kraftmittel und die Schwingen 18, 22 sind so angeordnet, dass die von den Kraftmitteln ausgeübten Kräfte keine Auswirkung auf die hintere Einzugwalze 14 ausüben.
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Vorzugsweise wird die Schwinge 22 auf einer Seite der Einzugwalzen 12, 14 in Form eines Getriebegehäuses ausgeführt, in welchem Antriebselemente zum Übertragen der Antriebskräfte für die Einzugwalzen angeordnet sind.
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Alternativ zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mit vier Einzugwalzen, kann eine erfindungsgemäße Einzugvorrichtung auch sechs Einzugwalzen aufweisen. In diesem Fall werden drei ortsfeste untere Einzugwalzen und drei obere höhenbewegliche angetriebene Einzugwalzen vorgesehen. Die hintere Einzugwalze wird analog zum dargestellten Ausführungsbeispiel an einer ersten Schwinge gelagert und an einer weiteren an die erste Schwinge gelenkig angebundenen weiteren Schwinge sind zwei weitere Einzugwalzen hintereinander angeordnet. Die Presskraft an der hinteren Einzugwalze wird analog zum beschriebenen Ausführungsbeispiel erzeugt. Die an den vorderen Einzugwalzen wirkenden Vorpresskräfte werden durch Kraftmittel (Feder oder Hydraulikzylinder) erzeugt, die vorzugsweise an der Drehachse der vordersten Einzugwalze angelenkt werden.
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Ein wesentlicher Kern der Erfindung ist darin zu sehen, die Schwingungsfähigkeit der hinteren Einzugwalze zu vermindern. Dies wird im Wesentlichen dadurch erreicht, dass ein Kraftelement direkt an eine bewegliche Schwinge der Einzugwalze angebunden wird, wodurch ein Freiheitsgrad weniger vorhanden ist als bei der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung und durch Anordnung eines Hydraulikzylinders als nicht federndes Kraftelement.
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Durch diese einfache Maßnahme an der hinteren Einzugwalze wird eine vorteilhafte Beruhigung aller Walzenbewegungen einer erfindungsgemäßen Einzugvorrichtung erreicht. Eine entsprechende schwingungsberuhigende Maßnahme an einer vorderen Walze ist wesentlich aufwendiger, da die vorderen Einzugwalzen mit zunehmender Öffnungsweite mit ansteigenden Kräften beaufschlagt werden müssen. Da diese Kräfte wesentlich größer sind als an der hinteren Einzugwalze müssen neben einer Kraftregelung auch größere Hydraulikzylinder vorgesehen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Häckslergehäuse
- 4
- Häckseltrommel
- 5
- Hydraulikzylinder
- 6
- Einzuggehäuse
- 7
- Hydraulikleitung
- 8
- Einzugwalze
- 9
- Membranspeicher
- 10
- Einzugwalze
- 11
- Hydraulikpumpe
- 12
- Einzugwalze
- 13
- Zugfeder
- 14
- Einzugwalze
- 16
- Drehpunkt
- 18
- Schwinge
- 22
- Schwinge
- 24
- Lagerstelle
- 26
- Lagerstelle
- 28
- Schlitz
- 30
- Schlitz
- FE
- Kraft des Erntegutstroms
- FR
- Reaktionskraft
- FL
- Lenkerkraft
- FV
- vertikale Kraftkomponente, Abhebekraft
