DE102013104587B4

DE102013104587B4 - Profilierte Zerkleinerungsscheibe, Zerkleinerungswalze und Zerkleinerungseinrichtung für Erntemaschinen

Info

Publication number: DE102013104587B4
Application number: DE201310104587
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Wurmbach Thomas
Original assignee: Kurz Tribotechnik & Co KG GmbH
Current assignee: Kurz Tribotechnik & Co Kg De GmbH
Priority date: 2013-05-06
Filing date: 2013-05-06
Publication date: 2015-04-16
Anticipated expiration: 2033-05-07
Also published as: DE102013104587A1

Abstract

Zerkleinerungsscheibe für eine Einrichtung (1) zur Zerkleinerung eines durchgesetzten körnerhaltigen Ernteguts in einer Erntemaschine, insbesondere einem Feldhäcksler, wobei die Zerkleinerungsscheibe (13) einen in Bezug auf eine Mittelachse (17) kreisringförmigen Grundkörper (15) aufweist, mit einer Innenumfangsfläche (21) zur lösbaren Befestigung auf einer Antriebswelle (14, 16) der Zerkleinerungseinrichtung (1); und mit einer Außenumfangsfläche (22), die wenigstens eine konusförmige, zu der Mittelachse (17) koaxiale Keilfläche (34, 36) aufweist, die eine Oberflächenprofilierung (43) zur Unterstützung der Förderung und Zerkleinerung des Ernteguts trägt; wobei die Profilierung (43) mehrere um den Umfang der Keilfläche (34, 36) herum verteilt angeordnete, längliche Stege (44) aufweist, die entlang der Keilfläche (34, 36) im Wesentlichen radial verlaufen, von der Keilfläche vorstehen und zwischen einander Nuten (49) definieren, wobei die Flanken (46, 47) der Nuten (49) und Stege (44) von der Keilfläche (34, 36) senkrecht vorragen und eine maximale Breite (BN) der Nuten (49) kleiner oder gleich der mittleren Korngröße der Körner des bestimmungsgemäß durchzusetzenden Ernteguts ist, und wobei eine Anzahl von Stegen (44a; 44c) in einem radial inneren ringförmigen Teilabschnitt (54, 61) der Keilfläche (34, 36) geringer ist als eine Anzahl von Stegen (44a, 44b; 44c) in einem radial äußeren ringförmigen Teilabschnitt (57, 63) der Keilfläche (34, 36).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zerkleinerungseinrichtung für Erntemaschinen, insbesondere Feldhäcksler, mit zwei gegensinnig angetriebenen Zerkleinerungswalzen, zwischen denen das Erntegut durchgesetzt wird. Genauer gesagt, betrifft die Erfindung eine besondere Ausgestaltung einer profilierten Zerkleinerungsscheibe für eine derartige Zerkleinerungseinrichtung sowie eine Zerkleinerungswalze und eine Zerkleinerungseinrichtung, die mit derartigen Zerkleinerungsscheiben bestückt sind.
Bei Feldhäckslern werden körnerhaltige Feldfrüchte, wie Mais, Getreide oder dgl., mit einem als Gebiss bezeichneten Mähvorsatz gemäht, durch Einzugswalzen vorverdichtet und mit einem sich daran anschließenden Häcksleraggregat zugeschnitten, bevor das zerschnittene Erntegut über einen Auswurfkanal bspw. auf einen neben dem Häcksler fahrenden Transportwagen ausgeworfen wird. Im Allgemeinen ist in dem Auswurfkanal stromabwärts des Häcksleraggregats eine auch als Cracker oder Körnerprozessor bezeichnete Nachzerkleinerungseinrichtung vorgesehen, die das Erntegut mittels zweier Zerkleinerungswalzen weiter zerkleinert und darin enthaltenes Körnergut aufbricht.
Zwischen den beiden gegensinnig rotierenden Zerkleinerungswalzen derartiger Nachzerkleinerungseinrichtungen ist ein Reibspalt festgelegt, durch den das vorgeschnittene Erntegut konzentriert befördert wird. Da der Reibspalt meist nur wenige Millimeter breit ist und die Länge der Zerkleinerungswalzen beschränkt ist, werden die Walzen zur Vermeidung einer Verzögerung des Gutstroms mit relativ hohen Drehzahlen gedreht. Beim Passieren des Reibspaltes wird das Körnergut zerrieben, zertrümmert und zerquetscht und so für die Silage und Tierfütterung oder zur Biogasgewinnung geeignet aufbereitet. Für diese Anwendungen ist es wichtig, dass die Körner gut aufgeschlossen und zerkleinert werden.
Aus der Praxis sind z. B. kreiszylindrische Zerkleinerungswalzen in unterschiedlichen Ausgestaltungen, als Glatt- oder Riffelwalzen, mit Profilen oder Evolventenzähnen ( DE 33 02 980 C2 ) oder mit radial vorstehenden Borsten ( DE 35 37 603 C2 ) bekannt. Derartige Walzen gestatten keine hochgradige Nachzerkleinerung und ergeben einen nur begrenzten Reibspalt.
Nachdem die Gebisse moderner Häcksler eingerichtet werden, um zunehmend mehr, z. B. zehn oder mehr Reihen Mais gleichzeitig aufzunehmen, muss auch die Nachzerkleinerungseinrichtung für einen höheren Durchsatz eingerichtet sein. Weil der Raum für die Nachzerkleinerungseinrichtung beschränkt ist, kann die Länge der Zerkleinerungswalzen nicht vergrößert werden. Deshalb ist die Länge des Reibspaltes beschränkt, so dass es zu einer Verzögerung des Erntegutstromes kommen kann, infolgedessen die Erntegeschwindigkeit reduziert werden muss.
Diesbezüglich ist in der DE 41 22 338 C2 eine Zerkleinerungseinrichtung mit zwei gegensinnig rotierbaren Zerkleinerungswalzen vorgeschlagen, die mehrere ineinander greifende und auswechselbare Keilscheiben aufweisen, deren Keilflächen miteinander einen Winkel zwischen 0 und 180 Grad einschließen und die keine oder unterschiedliche Profilierungen aufweisen. Als Profilierungen sind z. B. im Querschnitt drei- oder rechteckige, längs der Keilfläche radial gerade oder leicht gekrümmt verlaufende Nuten geringer Tiefe vorgesehen, die dazwischen kreisringsegmentförmige ebene Erhöhungen definieren.
Die ineinander greifenden Keilscheiben der Zerkleinerungswalzen ergeben in Axialrichtung einen zickzack- oder wellenförmigen Reibspalt mit wesentlich größerer Länge als bei zylindrischen Walzen. Die Durchsatzfläche wird dadurch vergrößert, und der Erntegutstrom kann nahezu unverzögert den Reibspalt passieren. Die Profilierung an den Keilflächen unterstützt die Förderung und den Aufschluss der Körner. Nach Verschleiß, z. B. an den Kanten der Profilierung, können einzelne Keilscheiben gegen neue ausgetauscht werden.
DE 101 51 246 B4 und DE 10 2005 053 092 A1 beschreiben Zerkleinerungswalzen mit Keilscheiben, bei denen die Keilflächen wenigstens abschnittsweise nach innen bzw. nach außen gewölbt ausgebildet sind. Dadurch kann der Reibspalt weiter verlängert und der Durchsatz weiter erhöht werden. Die Keilscheiben können an den Keilflächen durch radial verlaufende Einkerbungen profiliert sein, die gegen die Drehrichtung des Tellerelementes zur Mittelebene der Keilscheibe hin einfallend sind und entlang des Umfangs der Scheibe zu radial einwärts gerichteten Ausbuchtungen führen. Somit ist ein, betrachtet sowohl in Axialrichtung als auch in Radialrichtung, sägezahnförmiges Profil geschaffen, das die Förderung von Erntegut unterstützt und einen Reißeffekt im Reißspalt erzeugt, der die Zerkleinerung des Erntegutes verbessert. Allerdings ist der Aufbau der Scheiben wie auch deren Herstellung relativ aufwändig.
EP 1 945 017 B1 offenbart ferner eine Weiterbildung dieser Keilscheiben, bei der die sägezahnförmigen Einkerbungen im Bereich des mittleren Radius, gemessen von der Drehachse der Keilscheiben, eine Unterbrechung bzw. die Tiefe Null aufweisen. Da der Bereich des mittleren Radius dem Bereich entspricht, bei dem zwei zusammenwirkende Keilscheiben im Wesentlichen die gleiche Umlaufgeschwindigkeit aufweisen, kann durch die Unterbrechung der Einkerbungen verhindert werden, dass Erntegut diesen Bereich unzerkleinert passieren kann.
Es besteht zunehmend der Wunsch, die Zerkleinerungsscheiben durch Gießen aus einem verscheißfesten Werkstoff herzustellen, um den Fertigungsaufwand zu reduzieren und eine lange Lebensdauer der Zerkleinerungsscheiben und -walzen sicherzustellen. Die vorbekannten Zerkleinerungsscheiben lassen sich nicht oder nicht ohne Weiteres gießtechnisch herstellen, z. B. weil die geringe Stärke des Nabenbereichs zur Speisung des Gießmaterials nicht ausreicht. Eine Vergrößerung des Nabenbereichs wäre mit höherem Materialaufwand, Gewicht und Energiebedarf zum Antreiben der rotierenden Masse verbunden. Insofern werden derartige Keilscheiben meist mit kostspieligen Materialien und spanbearbeitenden Techniken, wie Fräsen, hergestellt. Der Fertigungsaufwand ist äußerst hoch, insbesondere bei den sägezahnförmigen Profilierungen, bei denen eine uneinheitliche, in radialer Richtung nach außen sich vergrößernde Tiefe der Einkerbungen gefräst werden muss.
DE 20 2009 000 431 U1 , die auf die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung zurückgeht, beschreibt Zerkleinerungswalzen, die axial nebeneinander gestapelte Zerkleinerungsscheiben aufweisen, die im axialen Längsschnitt im Wesentlichen V-förmig mit einer symmetrischen trapezförmigen, radial nach innen sich verjüngenden, umfangsseitig umlaufenden Aussparung ausgebildet sind. Die die Aussparung begrenzenden Flanken bilden konusförmige Wirkflächen, die zur Unterstützung der Zerkleinerungswirkung eine Profilierung in Form einer Sägezahnstruktur aufweisen oder mit Granulatkörnern aus Hartmetall oder Keramik bestückt sein können.
Zerkleinerungswalzen mit derartigen Zerkleinerungsscheiben haben sich in der Praxis bewährt. Insbesondere aufgrund ihrer vergrößerten Stirnflächen lassen sich diese V-Scheiben, einschließlich der Zahnstrukturen, prinzipiell gut gießtechnisch realisieren. Außerdem bieten die Stirnflächen Platz zur Unterbringung von dynamischen Auswuchteinrichtungen oder Dichtungsmitteln.
Allerdings hat sich gezeigt, dass die beim Gießen erzielbare Maß- und Formtoleranz gegebenenfalls für die hier vorgesehenen Anwendungen nicht ausreichen kann, so dass eine mechanische Nachbearbeitung erforderlich ist. Eine Nachbearbeitung kann sich aber bei den gegebenen Scheibenformen und Zahnprofilen schwierig gestalten. Aus den gleichen Gründen kann es auch schwierig sein, die Zahnstrukturen zur Beseitigung eines Wärmeverzugs nach einer Wärmebehandlung bei der Herstellung oder zur Beseitigung eines einsatzbedingten Verschleißes nachzuschleifen. Dies gilt auch für die anderen aus dem Stand der Technik bekannten Zerkleinerungsscheiben, die aufgrund der Komplexität und Feinheit ihrer Profilierungen kaum eine Nachbearbeitung oder Überholung der Zerkleinerungsscheiben zulassen. Eine Nachbearbeitung oder Überholung wäre aber gewünscht, um die Zerkleinerungsscheiben präzise herstellen und bedarfsweise wieder instandsetzen zu können, anstatt sie nach Verschleiß austauschen zu müssen, um so die Lebensdauer der Walzen zu verlängern und Betriebskosten zu senken.
Darüber hinaus wäre es erwünscht, wenn die Zerkleinerungsscheiben wahlweise bei der einen oder der anderen Zerkleinerungswalze einer Nachzerkleinerungseinrichtung einsetzbar wären, ohne auf die jeweilige Einbaulage und/oder Drehrichtung achten zu müssen und ohne dass bei Vertauschung der Walzen oder bei Verdrehung der Scheiben deren Zerkleinerungswirkung beeinträchtigt wird, verfahrenstechnische Verluste entstehen oder die Gefahr einer Beschädigung eintritt. Eine derartige Flexibilität kann insbesondere bei den Zerkleinerungsscheiben mit gekrümmten Profilnuten oder Sägezahnprofilierungen nicht ohne Weiteres sichergestellt werden.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend erwähnten Unzulänglichkeiten zu beseitigen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zerkleinerungsscheibe für eine Zerkleinerungseinrichtung einer Erntemaschine zu schaffen, die bei einfachem Aufbau einen hohen Durchsatz des Ernteguts und eine gute Zerkleinerungswirkung aufweist und die eine einfache und genaue Herstellung, Nachbearbeitung und Überholung ermöglicht. Insbesondere sollte die Zerkleinerungsscheibe gießtechnisch zu fertigen sein und eine lange Lebensdauer aufweisen. Außerdem sollte die Zerkleinerungsscheibe eine einfache Handhabung, einschließlich eines leichten und flexiblen Einbaus in eine Zerkleinerungseinrichtung ermöglichen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, auf der Basis dieser Zerkleinerungsscheibe eine verbesserte Zerkleinerungswalze und Zerkleinerungseinrichtung zur Nachzerkleinerung eines durchgesetzten körnerhaltigen Ernteguts in einer Erntemaschine, insbesondere einem Häcksler, zu schaffen.
Diese Aufgaben werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Zerkleinerungsscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, die Zerkleinerungswalze nach Anspruch 18 und die Zerkleinerungseinrichtung nach Anspruch 19 gelöst.
Die erfindungsgemäße Zerkleinerungsscheibe für eine Zerkleinerungseinrichtung zur Nachzerkleinerung eines durchgesetzten körnerhaltigen Ernteguts in einer Erntemaschine, insbesondere einem Häcksler, weist einen in Bezug auf eine Dreh- oder Mittelachse kreisringförmigen Grundkörper mit einer Innenumfangsfläche und einer Außenumfangsfläche auf. Die Innenumfangsfläche ist durch eine im Wesentlichen kreiszylindrische Innenbohrung definiert, die zur lösbaren Befestigung auf einer Antriebswelle der Zerkleinerungseinrichtung eingerichtet ist. Bspw. kann die Innenumfangsfläche hierfür eine Befestigungsnut zur Nut/Feder-Verbindung aufweisen. Die Außenumfangsfläche weist wenigstens eine konusförmige, zu der Mittelachse koaxiale Keilfläche auf, die eine Oberflächenprofilierung zur Unterstützung der Förderung und Zerkleinerung des Ernteguts trägt. Erfindungsgemäß weist die Profilierung mehrere um den Umfang der Keilfläche herum vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordnete längliche Stege auf, die entlang der Keilfläche im Wesentlichen strahlenartig radial verlaufen, von der Keilfläche vorstehen und zwischen einander ebenfalls im Wesentlichen radiale Nuten definieren, die die Stege voneinander trennende Kanäle oder Zwischenräume bilden. Die Flanken der Nuten und Stege ragen von der Keilfläche senkrecht vor. Eine maximale Breite der Nuten ist kleiner oder gleich der mittleren Korngröße der Körner des durchzusetzenden Ernteguts, für das die Zerkleinerungsscheibe bestimmt ist. Erfindungsgemäß ist ferner eine Anzahl von Stegen in einem radial inneren ringförmigen Teilabschnitt der Keilfläche geringer ist als eine Anzahl von Stegen in einem radial äußeren ringförmigen Teilabschnitt der Keilfläche.
Die Erfindung setzt bei der Verwendung einzelner Zerkleinerungsscheiben und deren bewährter keil- oder V-förmiger Konfiguration mit einer Oberflächenprofilierung ein, die die Vorteile einer flexiblen Einrichtung von Zerkleinerungswalzen, einer Austauschbarkeit einzelner Scheiben und eines wesentlich verlängerten zacken- bzw. wellenförmigen Reibspaltes der resultierenden Zerkleinerungswalzen bzw. -einrichtungen bietet, der höhere Durchsätze und eine gleichmäßigere und bessere Zerkleinerung des durchgesetzten Erntegutes ermöglicht. Letzteres wird zusätzlich durch die Oberflächenprofilierung wesentlich unterstützt. Anders als bei den bekannten sägezahnprofilförmigen Zerkleinerungsscheiben verwendet die Erfindung eine ausgeprägte Oberflächenprofilierung mit einer Vielzahl von um den Umfang verteilten Stegen, die von der Keilfläche senkrecht emporragen und die als Schneidkanten aufweisende Mitnehmeranordnungen zusätzlich für einen guten Einzug des Ernteguts in den Reibspalt und eine erhöhte Reib- bzw. Aufstoßwirkung sorgen. Vorteilhafterweise ist die Breite der die Stege trennenden Nuten oder Zwischenräume hinreichend klein um zu verhindern, dass die Körner des Ernteguts in die Nuten eindringen, sich darin verfangen oder darin untertauchen und anschließend herausgeschleudert werden, ohne zerkleinert zu werden. Durch die scharfen Kanten der Stege wird das Korn in dem Reibspalt effektiv zertrümmert oder aufgestoßen und durch die Oberflächen der Stege zerrieben.
Aufgrund der einfachen Form und regelmäßigen Anordnung der Stege sind die Zerkleinerungsscheiben für eine gießtechnische Realisierung gut geeignet. Die hinreichend großen Flanken und Oberflächen der Stege bieten ausreichend Material, um eine mechanische Nachbearbeitung, z. B. ein Schleifen, um die Scheiben nach dem Gießen in die gewünschte Form und auf das gewünschte Maß zu bringen oder nach einer Wärmebehandlung den Wärmeverzug zu beseitigen, zu ermöglichen. Die Rechtwinkligkeit der Steg- bzw. Nutflanken relativ zu dem Nutgrund erleichtert den Schleifvorgang. Ebenfalls können die Zerkleinerungsscheiben nach einer gewissen Einsatzdauer durch Nachschleifen der Stegflanken und -oberflächen leicht überholt werden, um den dort aufgetretenen Verschleiß zu beseitigen. Dadurch können die Einsatzdauer und die gesamte Lebensdauer der Zerkleinerungsscheiben deutlich verlängert werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die erfindungsgemäßen Zerkleinerungsscheiben, einschließlich der Profilierung, in einem Stück, integral aus einem einzigen hoch verschleißfesten Material gegossen. Damit wird vorteilhafterweise ein einfaches und kostengünstiges Herstellungsverfahren mit dem Einsatz eines harten Werkstoffs kombiniert. Vorzugsweise sind die Scheiben aus Chromhartguss gefertigt. Die Stegflanken und -oberflächen können leicht nachbearbeitet werden.
Der Grundkörper und die Stege könnten aber auch aus verschiedenen Werkstoffen, bspw. mit einem kostengünstigeren Werkstoff geringerer Härte für den Grundkörper, und/oder in separaten Gießvorgängen gegossen werden. Es ist auch möglich, die Zerkleinerungsscheiben aus vergütetem Stahl durch spanabhebende maschinelle Bearbeitung oder mit laserbasierten Verfahren herzustellen. Auch hierbei ist der Fertigungsaufwand durch die komplexarme Gestaltung der Profilierung reduziert. Die Stege könnten auch aus Hartmetall oder Keramik oder dgl. hergestellt und auf den Kegelflächen aufgeklebt oder gelötet werden. Jedenfalls können sehr harte und verschleißfeste Zerkleinerungsscheiben mit Stegen erzeugt werden, die lange Lebensdauern ermöglichen.
Die Zerkleinerungsscheibe weist zwei kreisringförmige axiale Stirnflächen auf, die jeweils im Wesentlichen senkrecht zu der Innenumfangsfläche ausgerichtet sind. Wenigstens eine der Stirnflächen kann eine in Umfangsrichtung verlaufende Ausnehmung zur Aufnahme eines Ausgleichsmittels zur dynamischen Auswuchtung der Zerkleinerungsscheibe aufweisen. Die Ausnehmung kann im Querschnitt bspw. halbkreisförmig sein, um im montierten Zustand mit einer benachbarten komplementären Scheibe einen kreisringförmigen Aufnahmeraum mit Laufflächen für Kugeln oder andere geeignete Ausgleichskörper zu bilden. Die Ausnehmung kann auch in nur einer der Stirnflächen vorgesehen oder auf die beiden Stirnflächen unterschiedlich verteilt sein. Sie kann je nach verwendeten Ausgleichskörpern unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen oder auch längs des Umfangs nur abschnittsweise eingerichtet sein.
Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens eine der Stirnflächen wenigstens eine in Umfangsrichtung verlaufende Dichtungsnut zur Aufnahme eines Dichtungsmittels aufweisen, um die Zerkleinerungsscheiben gegeneinander und auch die Antriebswelle gegen den Reibspalt abzudichten. Im einfachsten kann eine im Querschnitt halbkreisförmige umlaufende Ringnut in der Stirnfläche ausgebildet sein, die zusammen mit der passenden Dichtungsnut einer benachbarten Zerkleinerungsscheibe z. B. einen O-Ring aufnimmt. Die wenigstens eine Dichtungsnut kann auch an nur einer Stirnfläche eingerichtet sein, so dass ein darin angeordnetes Dichtungsmittel dann gegen eine im Wesentlichen ebene Stirnfläche einer benachbarten Zerkleinerungsscheibe abdichtet. Es können in einer Stirnfläche zwei zueinander konzentrische Ringnuten angeordnet sein, die dazwischen die Auswuchteinrichtung aufnehmen, um diese radial innen und außen abzudichten.
Die Zerkleinerungsscheibe kann als Keilscheibe oder als V-Scheibe ausgebildet sein. Die Außenumfangsfläche weist dann zwei konusförmige Keilflächen auf, die ausgehend von den axialen Stirnflächen axial aufeinander zu und gegen die Mittelachse schräg verlaufen und in etwa in der Mitte der axialen Erstreckung der Zerkleinerungsscheibe zusammentreffen. Als Abschluss für die axialen Enden einer Zerkleinerungswalze kann auch eine Konusscheibe mit lediglich einer Keilfläche vorgesehen sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Zerkleinerungsscheibe als V-Scheibe ausgebildet, die im axialen Längsschnitt im Wesentlichen V-förmig mit einer symmetrischen trapezförmigen, radial nach innen sich verjüngenden, umfangsseitig umlaufenden Aussparung ausgebildet sind. Die die Aussparung begrenzenden Keilflächen bilden die den Reibspalt definierenden profilierten Wirkflächen, die sich in Axialrichtung jeweils ausgehend von einer Verbindungsstelle zwischen den Keilflächen, die einen Tal einer Zerkleinerungswalze definiert, bis zu den Stirnflächen vorzugsweise linear erweitern. An den Stirnflächen, die die Spitzen einer Zerkleinerungswalze bilden, ist der Durchmesser der Scheiben vorteilhafterweise am größten, so dass dort ausreichend Platz zur Unterbringung der dynamischen Auswuchteinrichtung und der Dichtungsmittel vorgesehen ist.
Die erfindungsgemäße Zerkleinerungsscheibe ist rotationssymmetrisch um die Mittelachse und spiegelsymmetrisch um eine zu der Mittelachse senkrechte Mittelebene ausgebildet. Sie ist flexibel bspw. für jede der beiden Zerkleinerungswalzen einer Nachzerkleinerungseinrichtung einsetzbar. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist sie ferner spiegelsymmetrisch zu jeder beliebigen die Mittelachse einschließenden axialen Ebene ausgebildet. Dann muss auf die jeweilige Einbaulage überhaupt nicht geachtet werden. Die Gefahr einer Vertauschung der Walzen oder falschen Montage der Scheiben mit der daraus resultierenden reduzierten Zerkleinerungswirkung oder Beschädigungsgefahr ist beseitigt.
In einer bevorzugt einfachen hochsymmetrischen Ausgestaltung verlaufen die Stege der erfindungsgemäßen Profilierung gerade und entlang einer radialen Ebene. In anderen Worten sind sie strahlenartig in die Mittelachse enthaltenden radialen Ebenen angeordnet. Diese Form und Ausrichtung unterstützt auch die einfache Herstellbarkeit und Nachbearbeitbarkeit.
In einer anderen Ausführungsform sind die Stege entlang deren Längserstreckung abschnittsweise gekrümmt, gewellt oder gezackt ausgebildet. Wenn sich die äußeren Schneidkanten gerader Stege im Betrieb abnutzen, z. B. abrunden, könnten die Körner gegebenenfalls nicht mehr ganz so wirkungsvoll eingezogen und zertrümmert bzw. geschert werden. Die zusätzlichen Krümmungen, Zacken, Wellen oder dgl. entlang der Stege bewirken auch bei Verschleiß noch einen guten zwangsweisen Einzug und eine zwangsweise Scherung. Die Einsatzdauern und Instandsetzungsintervalle können dadurch verlängert werden.
Vorzugsweise weisen die Stege oder Stegflanken eine über deren Längserstreckung hinweg gleichmäßige Höhe auf. Die Nuttiefe ist also konstant. Dies kommt besonders der einfachen Herstellbarkeit und mechanischen Bearbeitbarkeit zugute.
Hierzu können die Stege auch über deren gesamte Längserstreckung hinweg eine gleichmäßige Dicke aufweisen. Die Breite der Nuten wird dann in radialer Richtung nach außen zunehmen. Alternativ können die Nuten mit gleichmäßiger Breite gefertigt sein, wobei dann die Stege radial nach außen zunehmend dicker werden. Es können auch sowohl die Nuten als auch die Stege in ihrer Breite bzw. Dicke variieren.
Besonders bevorzugt weisen die Stege ein gleichförmiges rechteckiges Querschnittsprofil auf. Anders gesagt, weisen die Stege vorzugsweise eine ebene Oberfläche auf, die zu der zugehörigen Keilfläche im Abstand, parallel verläuft und die äußere Wirkfläche bildet, die das Korngut zerreibt. Gemeinsam mit den Stegflanken definiert die ebene Oberfläche zwei Schneidkanten, die das Korngut wirkungsvoll zertrümmern oder scheren können.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der gesamte Flächenanteil der Stege bezogen auf kegelstumpfförmige Außenfläche in etwa zwischen 30 und 60%, vorzugsweise in etwa 40 bis 50%, beträgt, um wirkungsvolle Reiboberflächen an den Stegen bei möglichst hoher Anzahl von Schneidkanten zu schaffen.
Erfindungsgemäß ist die maximale Breite der Nuten bzw. Zwischenräume zwischen den Stegen kleiner als die oder gleich der mittleren Korngröße des bestimmungsgemäßen Kornguts und vorzugsweise kleiner als die Nuttiefe bzw. Höhe der Stege. Die Tiefe der Nuten bzw. Höhe der Stege kann um wenigstens 25% (ein Viertel der Nutbreite), vorzugsweise um wenigstens 50% (die Hälfte der Nutbreite) und bis zu 100% oder sogar mehr größer als die maximale Breite der Nuten sein. Dann kann die Außenfläche der Stege mehrmals nach Verschleiß überholt werden. Die radiale Dicke der Scheiben wird zwar beim Nachschleifen jeweils reduziert. Nachdem die Zerkleinerungswalzen von Nachzerkleinerungseinrichtungen üblicherweise radial aufeinander zu und voneinander weg einstellbar gelagert sind, ist dies unerheblich.
Für bevorzugte Anwendungen beträgt die maximale Breite der Nuten abhängig von dem jeweiligen Korngut etwa 2 bis 4 mm, während die Nut- bzw. Steghöhe etwa 4 bis 7 mm beträgt. Z. B. kann die Zerkleinerungsscheibe zur Zerkleinerung von Maiskörnern bestimmt sein und die maximale Nutbreite dann weniger als etwa 4 mm betragen. Bei Verwendung für Getreide beträgt die die maximale Breite der Nuten vorzugsweise weniger als etwa 2,5 mm.
Die Stege können an ihrem radial äußeren Ende, an dem Übergang der Keilfläche zu der Stirnfläche jeweils abgeflacht oder abgerundet ausgebildet sein. Dadurch kann jeweils deren Stabilität erhöht werden. Die Gefahr, dass sie im Betrieb abbrechen, ist reduziert. Die Abflachungen bzw. Abrundungen sind auch als Spannflächen für eine mechanische Bearbeitung nutzbar.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform weist die Scheibe eine erste Reihe von Stegen, die sich in Radialrichtung über die gesamte Keilfläche erstrecken, und eine zweite Reihe von Stegen auf, die sich lediglich über einen radial äußeren ringförmigen Teilabschnitt der Keilfläche erstrecken, wobei sich die Stege der ersten Reihe mit den Stegen der zweiten Reihe alternierend abwechseln. Somit kann die Nutbreite auch bei geradliniger, gleichförmiger Ausbildung der Stege überall auf das gewünschte maximale Maß begrenzt werden, ohne die Stege an dem radial inneren Ende ganz eng nebeneinander anordnen oder sogar miteinander verbinden zu müssen.
In einer noch weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Scheibe eine erste Reihe von Stegen, die sich in Radialrichtung über einen radial inneren ringförmigen Teilabschnitt der Keilfläche erstrecken, und eine zweite Reihe von Stegen auf, die sich in Radialrichtung über einen radial äußeren ringförmigen Teilabschnitt der Keilfläche erstrecken, wobei die erste Reihe eine geringere Teilung der Stege als die Teilung der zweiten Reihe aufweist. Dadurch kann ebenfalls die maximale Nutbreite bei sinnvoller Anzahl der Stege auf das gewünschte maximale Maß begrenzt werden.
Außerdem können die Stege der ersten Reihe mit den Stegen der zweiten Reihe über einen längs des Umfangs geschlossenen ringförmigen Mittelsteg verbunden sein, der die gleiche Höhe wie die anderen Stege aufweist. Dies hat den Vorteil, dass das Korngut in diesem Mittelbereich der Keilflächen selbst dann wirkungsvoll zerrieben werden kann, wenn die beiden Nachzerkleinerungswalzen mit im Wesentlichen gleicher Drehzahl gegensinnig rotieren. Normalerweise wäre in dem Mittelbereich durch die geringe Differenz der Umlaufgeschwindigkeiten der dort gegenüberliegenden Punkte der Walzen der Reibaufschluss des Erntegutes nicht gegeben oder zumindest deutlich reduziert. Der Mittelsteg sorgt hier für einen verstärkten Reibaufschluss durch Quetschen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zerkleinerungswalze, insbesondere für einen Feldhäcksler, geschaffen, die eine Welle aufweist, auf der mehrere Zerkleinerungsscheiben, wie sie vorstehend beschrieben sind, angebracht sind. Dabei sind die Zerkleinerungsscheiben auf der Welle derart in Axialrichtung hintereinander gestapelt, dass ihre Stirnflächen paarweise aneinander anliegen, so dass eine in Axialrichtung gezackte oder gewellte Mantelfläche gebildet wird.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zerkleinerungseinrichtung, insbesondere für einen Feldhäcksler, mit zwei gegensinnig drehend antreibbaren Zerkleinerungswalzen, wie vorstehend beschrieben, geschaffen, wobei die Zerkleinerungswalzen mit ihren Mantelflächen im Abstand zueinander und ineinandergreifend angeordnet sind, so dass sie zwischen einander einen vorzugsweise einstellbaren gewellten Reibspalt definieren. Die beiden Wellen können mit wenigstens einer Antriebseinrichtung gekoppelt und wahlweise mit gleicher Drehzahl oder mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden. Die oben erwähnten Vorteile der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsscheibe kommen auch der Zerkleinerungswalze und der Zerkleinerungseinrichtung zugute.
Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, Beschreibung oder Unteransprüchen. In der Zeichnung sind lediglich zu Veranschaulichungszwecken Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht, die diese in keiner Weise beschränken. Es zeigen:
1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nachzerkleinerungseinrichtung für einen Feldhäcksler, in einer stark schematisierten Längsschnittdarstellung;
2 eine als solche nicht von der beanspruchten Erfindung umfasste Ausführungsform einer Zerkleinerungsscheibe für die Zerkleinerungseinrichtung nach 1, in schematisierter Perspektivdarstellung, zur Veranschaulichung der prinzipiellen Ausbildung der Außenumfangsfläche der Zerkleinerungsscheibe gemäß einem Teilaspekt der Erfindung;
3 die Zerkleinerungsscheibe nach 2, im Querschnitt entlang einer zu der Mittelachse senkrechten Mittelebene, mit Blick auf eine Keilfläche der Außenumfangsfläche der Zerkleinerungsscheibe;
4 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zerkleinerungsscheibe für die Zerkleinerungseinrichtung nach 1 mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Außenumfangsfläche, in schematisierter Querschnittsdarstellung ähnlich der 3;
5 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zerkleinerungsscheibe für die Zerkleinerungseinrichtung nach 1 mit einer modifizierten Ausgestaltung der Außenumfangsfläche, in schematisierter Querschnittsdarstellung ähnlich der 3;
6 eine als solche nicht von der beanspruchten Erfindung umfasste Ausführungsform einer Zerkleinerungsscheibe für die Zerkleinerungseinrichtung nach 1 mit einer modifizierten Ausgestaltung der Außenumfangsfläche, in schematisierter Querschnittsdarstellung ähnlich der 3; und
7 einen Querschnitt durch zwei einander gegenüberliegende Zerkleinerungsscheiben mit stegförmiger Profilierung unter Veranschaulichung eines dazwischen ausgebildeten Reibspaltes, in einer stark schematisierten Ausschnittsdarstellung, in vergrößertem Maßstab.
1 zeigt eine Ausführungsform einer als solche nicht von der beanspruchten Erfindung umfassten Zerkleinerungseinrichtung 1 in einer stark schematisierten Schnittansicht, in der einige Details, Schraffuren, etc. weggelassen sind, um die Darstellung zu vereinfachen. Die Zerkleinerungseinrichtung 1 ist insbesondere dazu bestimmt, als Nachzerkleinerungseinrichtung für kornhaltiges Erntegut, wie bspw. Mais, bspw. in einem Feldhäcksler zu dienen. Hierzu weist die Zerkleinerungseinrichtung 1 zwei Förder- und Zerkleinerungswalzen 2, 3 auf, die von geeigneten (nicht veranschaulichten) Antriebsmitteln gegensinnig zueinander und vorzugsweise mit gleichen Drehzahlen rotierend antreibbar sind. Die Drehzahlen der Zerkleinerungswalzen 2, 3 können aber auch unterschiedlich sein. Die Drehachsen sind in 1 jeweils mit 4 bzw. 6 bezeichnet. Sie verlaufen parallel zueinander und im Wesentlichen quer zu der Durchgangsrichtung des Häckselgutes. Die Walzen 2, 3 sind in geringem Abstand zueinander angeordnet, um dazwischen, in etwa auf Höhe des ankommenden Gutstroms einen Reibspalt 7 zu definieren.
Wie aus 1 hervorgeht, weist der Reibspalt 7 einen periodisch dreieckigen oder sägenzahnförmigen Verlauf mit an jeder Stelle im Wesentlichen gleich bleibender Breite auf. Erreicht wird dies durch ein in Axialrichtung gezacktes oder wellenförmiges Profil der Zerkleinerungswalzen 2, 3. Die beiden Walzen 2, 3 sind derart komplementär zueinander ausgebildet und angeordnet, dass radial nach außen vorstehende, sich verjüngende Zinken 8, die an der Zerkleinerungswalze 2 vorgesehen sind, in passende Aussparungen 9 der Zerkleinerungswalze 3 eingreifen, während entsprechende Zinken 11 der Walze 3 in zugehörige Aussparungen 12 der Walze 2 eingreifen. Die Breite des Reibspalts 7 lässt sich vorzugsweise je nach Bedarf mittels in der Zeichnung nicht näher dargestellter Einstellmitteln variabel einstellen.
Wie ferner aus 1 erkennbar, sind die Zerkleinerungswalzen 2, 3 hier mehrteilig ausgebildet und insbesondere aus mehreren Scheibenelementen 13 zusammengesetzt, die auch als Zerkleinerungsscheiben bezeichnet werden. Die Zerkleinerungsscheiben 13 sind auf einer jeweiligen Antriebswelle 14 bzw. 16 entlang der Achse 4 bzw. 6 hintereinander gestapelt. Während 1 lediglich ein paar wenige, auf jeder der Wellen 14, 16 befestigte Scheibenelemente 13 veranschaulicht, versteht es sich, dass in Abhängigkeit von der gewünschten Länge der Walzen 2, 3 im Allgemeinen mehrere, gegebenenfalls sogar mehr als zehn derartige Scheibenelemente 13 vorgesehen sein können.
Der Aufbau der Zerkleinerungsscheiben 13 gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen geht näher aus den 2 bis 6 hervor, wobei die Scheiben 13 für die Walzen 2 und 3 identisch ausgebildet sind.
2 zeigt eine isolierte Zerkleinerungsscheibe 13 für eine Nachzerkleinerungseinrichtung, bspw. die Zerkleinerungseinrichtung 1 nach 1 gemäß einer ersten Ausführungsform in einer schematisierten perspektivischen Darstellung in gegenüber 1 relativ vergrößertem Maßstab, und 3 zeigt die Zerkleinerungsscheibe nach 2 im Querschnitt entlang einer zu der Mittelachse senkrechten Mittelebene, mit Blick auf eine Keilfläche der Außenumfangsfläche der Zerkleinerungsscheibe 13.
Die Zerkleinerungsscheibe 13 weist einen kreisringförmigen, um eine Mittelachse 17 der Scheibe 13 rotationssymmetrischen Grundkörper 15 mit einer ersten und einer zweiten axialen Stirnfläche 18, 19, einer Innenumfangsfläche 21 und einer Außenumfangsfläche 22 auf. Die Innenumfangsfläche 21 ist im Wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet und weist eine in dem Querschnitt nach 2b im Wesentlichen rechteckige Befestigungsnut 23 auf, die sich in Axialrichtung zwischen den beiden Stirnflächen 18, 19 durchgehend erstreckt. Die Befestigungsnut 23 dient zur Herstellung einer Nut- und Federverbindung, um die Zerkleinerungsscheibe 13 mittels einer hier nicht näher dargestellten Passfeder auf der Welle 14 bzw. 16 zu sichern. Derartige Nut- und Federverbindungen sind als Welle-Nabe-Verbindungen allgemein bekannt.
Die erste und die zweite Stirnfläche 18, 19 sind hier und bevorzugterweise, wenngleich nicht notwendigerweise, identisch ausgebildet, so dass es genügt, hier bspw. die erste Stirnfläche 18 näher zu beschreiben, und die Ausführungen entsprechend auch für die zweite Stirnfläche 19 gelten. Wie aus 2 ersichtlich, ist die erste Stirnfläche 18 (und die zweite Stirnfläche 19) kreisringförmig, im Wesentlichen eben ausgebildet und verläuft in einer zu der Mittelachse 17 senkrechten Ebene. In der Stirnfläche 18 ist eine Ausnehmung 24 eingearbeitet, die in Form einer um die Mittelachse 17 umlaufenden, zur Stirnfläche 18 hin offenen Ringnut ausgebildet ist. Die Ausnehmung 24 erstreckt sich ausgehend von einem im Wesentlichen kreiszylindrischen Nabenabschnitt 26 des Grundkörpers 15, der die Antriebswelle 14 aufnimmt, radial nach außen bis über die halbe radiale Erstreckung der Zerkleinerungsscheibe 13 hinaus. Die Ausnehmung 24 dient der Aufnahme von in 2 nicht näher dargestellten Ausgleichsmitteln zur dynamischen Auswuchtung der Zerkleinerungsscheibe 13. Im Allgemeinen wird die Ausnehmung 24 im montierten Zustand gemeinsam mit der zugehörigen Ausnehmung an einer gegenüberliegenden zweiten axialen Stirnfläche 19 einer benachbarten Scheibe 13 den Aufnahmeraum für die dynamischen Ausgleichsmittel, wie bspw. Kugeln, definieren, die in der Ausnehmung 24 frei umlaufen und sich auch in Radialrichtung innerhalb der gegebenen Grenzen frei bewegen können.
In der in 2 dargestellten Ausführungsform ist durch die radial ausgedehnte Gestalt der Ausnehmung 24 auch die Masse des Grundköpers 15 bzw. der Zerkleinerungsscheibe 13, die die gesamte rotierende Masse und auch die für den Drehantrieb erforderliche Energie bestimmt, vorteilhafterweise wesentlich reduziert.
1 zeigt die gleiche Zerkleinerungsscheibe 13 mit einer leicht modifizierten Ausgestaltung der Stirnfläche 18. Hier ist die Ausnehmung 24 in etwa in der Mitte der radialen Erstreckung der Stirnfläche 18 angeordnet und im Querschnitt im Wesentlichen halbkreisförmig ausgebildet, um im montierten Zustand mit einer benachbarten komplementären Scheibe einen kreisringförmigen Aufnahmeraum mit Laufflächen für in 1 angedeutete Ausgleichskugeln 27 oder andere geeignete Ausgleichskörper eines dynamischen Ausgleichssystems zu bilden. Der Radius der Ausnehmung 24 ist nur wenig größer als derjenige der Kugeln 27, so dass diese im Wesentlichen nur einen Bewegungsfreiheitsgrad in Umfangsrichtung haben.
Im Übrigen kann die Ausnehmung 24 auch in lediglich einer der Stirnflächen 18 bzw. 19 vorgesehen oder auf die beiden Stirnflächen 18, 19 unterschiedlich verteilt sein. Sie kann je nach verwendeten Ausgleichskörpern unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen oder auch längs des Umfangs nur abschnittsweise eingerichtet sein.
Wie ferner aus 1 hervorgeht, weist die Stirnfläche 19 ferner eine erste und eine zweite Dichtungsnut 28, 29 auf. Beide sind als in Umfangsrichtung umlaufende, konzentrische Ringnuten mit im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt ausgebildet. Die Dichtungsnut 28 ist in Radialrichtung zwischen der Außenumfangsfläche 22 und der Ausnehmung 24 angeordnet, während die Dichtungsnut 29 in dem Nabenbereich zwischen der Innenumfangsfläche 21 und der Ausnehmung 24 vorgesehen ist. Die Dichtungsnuten 28, 29 nehmen jeweils, wie aus 1 ersichtlich, ein geeignetes Dichtungsmittel z. B. in Form eines O-Rings 31 bzw. 32 auf, um die Wellen 16, 17 sowie das Auswuchtsystem 24, 27 nach außen, insbesondere gegen aus dem Reibspalt 7 eindringende Flüssigkeit aus dem Erntegut abzudichten.
Zurückkehrend zur 2 kann wenigstens die äußere Dichtungsnut 28 mit dem Dichtungsmittel 31 bedarfsweise auch in der Ausgestaltung der Stirnfläche 18 (bzw. 19) nach 2 in dem radialen Abschnitt zwischen der Ausnehmung 24 und der Außenumfangsfläche 22 vorgesehen sein. In 2 sind diese Mittel lediglich der Einfachheit und Übersichtlichkeit wegen weggelassen.
Wie ferner aus den 1 und 2 ersichtlich, weist die Außenumfangsfläche 22 der Zerkleinerungsscheibe 13 die bereits erwähnte Aussparung 9 bzw. 12 auf, die in Gestalt einer symmetrischen trapezförmigen oder im Wesentlichen V-förmigen, radial nach innen sich verjüngenden, umlaufenden Umfangsnut 33 ausgebildet ist. Die Umfangsnut 33 ist von konusförmigen Flankenflächen oder Keilflächen 34, 36 begrenzt, die radial nach innen schräg gegen die Mittelachse 17 axial aufeinander zu verlaufen und über einen sich im Wesentlichen axial erstreckenden Nutgrund bzw. Verbindungsabschnitt 37 miteinander verbunden sind (1). Der Winkel, den die beiden Nutflanken zwischen einander einschließen, beträgt zwischen 0° und 180° und insbesondere etwa 45° bis etwa 75°, um zur Verlängerung des Reibspaltes 7 möglichst ausgedehnte Keilflächen 34, 36 zu schaffen. In der hier veranschaulichten bevorzugten Ausführungsform beträgt der eingeschlossene Winkel in etwa 60°.
Die Keilflächen 34, 36 erweitern sich in Axialrichtung jeweils ausgehend von dem Verbindungsabschnitt 37 zwischen den Keilflächen 34, 46 bis zu jeweiligen Kanten 38, 39 am Übergang zu den Stirnflächen 18, 19 vorzugsweise linear. Die Kanten 38, 39 zwischen der ersten axialen Stirnfläche 18 und der benachbarten Keilfläche 34 bzw. zwischen der Keilfläche 36 und der zweiten Stirnfläche 19, die den größten Durchmesser der Scheiben 13 definieren, sind jeweils abgeflacht oder abgerundet ausgebildet. Die Abflachungen bzw. Abrundungen 41, 42 sind geschaffen, um scharfe Spitzen an den Kanten 38, 39, die im Einsatz ausbrechen könnten, zu vermeiden, um dadurch die gesamte Bruchfestigkeit der Zerkleinerungsscheibe 13 zu erhöhen.
Die Keilflächen 24, 26 bilden die zur Zerkleinerung der Körner in dem durchgesetzten Erntegurt wirksamen Flächen. Diese weisen zur Erhöhung der Zerkleinerungswirkung an ihrer Oberfläche eine Profilierung 43 auf, wie sie insbesondere aus den 2 und 3 ersichtlich ist. 3 zeigt die in 2 perspektivisch dargestellte Zerkleinerungsscheibe 13 in einem vereinfachten Querschnitt entlang einer zu der Mittelachse 17 senkrechten Mittelebene, die im Wesentlichen durch den Verbindungsabschnitt 37 führt, mit Blick auf eine der Keilflächen 34, 36 der Außenumfangsfläche 22. Im Folgenden soll angenommen werden, dass in 3 die Keilfläche 34 sichtbar ist. Nachdem die Keilfläche 36 identisch ausgebildet ist, gelten die folgenden Ausführungen gleichfalls für diese.
Wie ersichtlich, ist die Oberflächenprofilierung 43 hier durch eine Vielzahl von Stegen 44 gebildet, die um den Umfang der Scheibe 13 herum gleichmäßig verteilt eingerichtet sind. Die Stege 44 sind länglich und verlaufen entlang der gesamten Keilfläche 34 (bzw. 36) ausgehend von deren radial innerem Ende an dem Verbindungsabschnitt 37 bis zu deren radial äußerem Ende sowie auch an der Kante 38 (bzw. 39), an der sie zur Vermeidung von Ausbrüchen entsprechend den Abflachungen 41, 42 passend abgerundet bzw. abgeflacht sind.
Wie ferner aus den 2 und 3 hervorgeht, sind die Stege 44 hier rotationssymmetrisch und insbesondere auch spiegelsymmetrisch zu jeder beliebigen die Mittelachse 17 enthaltenden Radialebene ausgebildet und angeordnet. Die Stege 44 sind hier als längliche gerade Stege gestaltet, die in die Mittelachse 17 enthaltenden radialen Ebenen strahlenartig verlaufen. Es sollte beachtet werden, dass die Stege 44 der Keilfläche 34 bezüglich einer durch den Verbindungsabschnitt 37 verlaufenden zu der Mittelachse 17 senkrechten Mittelebene auch vorzugsweise spiegelsymmetrisch zu den Stegen 44 der Keilfläche 36 sind.
Das Querschnittsprofil der Stege 44, wie es auch bei der Erfindung verwendet wird, geht aus 7 näher hervor, die einen Querschnitt durch zwei einander gegenüberliegende Zerkleinerungsscheiben 13 mit der stegförmigen Profilierung 43 unter Veranschaulichung des dazwischen ausgebildeten Reibspaltes 7 in einer stark schematisierten ausschnittsweisen Darstellung und in vergrößertem Maßstab zeigt. Wie ersichtlich, ragen die Stege 44 senkrecht von der jeweiligen Keilfläche 34 bzw. 36 empor. Insbesondere weisen die Stege 44 Flanken 46, 47, die die Stege 44 zu beiden Seiten in Umfangsrichtung und entlang deren gesamter Längserstreckung begrenzen, sowie eine Oberfläche 48 auf, die die Flanken 46, 47 verbindet. Wie ersichtlich, weisen die Flanken 46, 47 hier die gleiche Höhe H auf, die die gesamte Höhe der Stege 47 bestimmt, und die Oberfläche 48 ist eben, zu der konusförmigen Oberfläche der Keilfläche 34 bzw. 36 im Abstand und parallel ausgebildet. Zwischen der Flanke 46 eines Stegs 44 und der Flanke 47 eines benachbarten Stegs 44 ist jeweils eine Nut 49 ausgebildet, die einen die Stege 44 trennenden Zwischenraum bildet. Die Flanken 46, 47 gehen über eine Ausrundung in die Keilfläche 34, bzw. 36 über, so dass der Nutgrund 51 der Nut 49 eine Ausrundung aufweist. In 7 ist die Breite der Stege 44 mit B_S bezeichnet, während die Breite der Nuten 49 mit B_N bezeichnet ist.
In der dargestellten Ausgestaltung, die auch für bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsscheibe 13 gilt und die sich durch besonders einfachen Aufbau auszeichnet, weisen die Stege 44 ein über deren gesamte Längserstreckung hinweg gleichförmiges Rechteckprofil auf, so dass die Stege 44 eine gleich bleibende Höhe H und eine gleichmäßige Dicke B_S aufweisen. Die Breite B_N der Nuten 49 nimmt hingegen von dem radial inneren Ende der Keilfläche 34 (bzw. 36) aus bis zu deren radialen äußeren Ende linear zu. Die Maße H, B_S und B_N sind passend gewählt, um sowohl eine gute Förder- und Zerkleinerungswirkung zu erzielen als auch die Grundlage für eine gießtechnische Realisierung und mechanische Bearbeitbarkeit der Profilierung 43 zu schaffen. Die maximale Breite B_N der Nuten 49 im Wesentlichen an der äußeren Kante 38 bzw. 39 ist kleiner oder gleich der mittleren Korngröße der Körner des bestimmungsgemäß durchzusetzenden Ernteguts bemessen, und die Tiefe der Nuten 49 bzw. Höhe H der Stege 44 ist größer als die maximale Breite B_N der Nuten 49 bemessen. Insbesondere kann die Höhe H der Nuten 49 bzw. Stege 44 um wenigstens 25%, vorzugsweise um wenigstens 50% und bis zu 100% oder sogar mehr größer als die maximale Breite B_N der Nuten 49 bemessen sein.
In einer speziellen Realisierung der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen beträgt die maximale Breite B_N der Nuten 49 etwa 2 bis 4 mm, während die Höhe H der Nuten 49 bzw. Stege 44 in etwa 4 bis 7 mm beträgt. Zur Anwendung für Mais kann die maximale Breite B_N der Nuten 49 weniger als etwa 4 mm betragen, während bei Getreide die maximale Breite B_N vorzugsweise weniger als etwa 2,5 mm betragen kann.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn der gesamte Flächenanteil der Stege 44 zusammengenommen bezogen auf den gesamten Flächenanteil der Kegelfläche 34 bzw. 36 in etwa zwischen 30 und 60%, vorzugsweise in etwa 40 bis 50% beträgt, um bei möglichst hoher Anzahl von zwischen der Oberfläche 48 und den Flanken 46, 47 ausgebildeten Schneidkanten 52, 53 mit entsprechend guter Zertrümmerungs- bzw. Scherwirkung auch wirkungsvolle Reibflächen an den Oberflächen 48 zu schaffen.
In den 4 und 5 sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung in zum Teil stark schematisierten Ansichten unter Veranschaulichung einer der Keilflächen 34, 36 mit der darin ausgebildeten Profilierung 43 ähnlich wie in 3 veranschaulicht. Soweit Übereinstimmungen in Bau und/oder Funktion mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen bestehen, wird unter Zugrundelegung gleicher Bezugszeichen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen.
Die in 4 veranschaulichte Ausführungsform unterscheidet sich von der in den 2–3 veranschaulichten insbesondere dadurch, dass hier zusätzlich zu einer ersten Reihe 54 von Stegen 44a, die sich in Radialrichtung über die gesamte Keilfläche 34 bzw. 36 von dem radial inneren Ende bis zu dem radial äußeren Ende an der Kante 38 bzw. 39 erstrecken, zusätzlich eine zweite Reihe 56 von Stegen 44b vorgesehen ist, die sich lediglich über einen radial äußeren ringförmigen Teilabschnitt 57 der Keilfläche 34 bzw. 36 erstrecken. Dabei wechseln die Stege 44a der ersten Reihe 54 und die zweiten Stege 44b der zweiten Reihe 56 einander in Umfangsrichtung alternierend ab.
Die Stege 44a sind im Wesentlichen identisch mit den Stegen 44 der Ausführungsformen nach 2 und 3, wie auch in 7 im Detail dargestellt, ausgebildet.
Die Stege 44b sind ebenfalls rechteckig, mit gleicher Höhe und Breite wie die Stege 44a (bzw. 44) ausgebildet. Sie beginnen in etwa in der Mitte der Längserstreckung der jeweiligen Keilfläche 34 bzw. 36 mit einem gerundeten inneren Ende 58 und enden mit ihrem äußeren Ende an der Kante 38 bzw. 39. Die Stege 44a, 44b weisen hier ebenfalls eine über die Längserstreckung der Keilfläche 34, 36 hinweg gleichmäßige Breite B_S auf. Durch die zwischen die langen Stege 44a zusätzlich eingefügten kurzen Stege 44b wird aber die Breite B_N in dem radial äußeren ringförmigen Teilabschnitt 57 der Keilfläche 34, 36 vorteilhafterweise verringert. Somit kann die Anforderung hinsichtlich der maximalen Breite B_N der Nuten 49 leicht erfüllt werden, während die Stege 44a nicht so dicht aneinander wie in der Ausführungsform nach 2, 3 angeordnet werden müssen. Die maximale Breite B_N liegt hier in etwa in der Mitte der Längserstreckung der Keilfläche 34, 36 vor, kann aber in Abhängigkeit von der Lage des inneren Endes 58 der Stege 44b variiert werden.
In 5 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die ebenfalls zwei Reihen von Stegen 44 verwendet. Hier ist eine erste Reihe 59 von Stegen 44c, die sich in Radialrichtung über einen radial inneren ringförmigen Teilabschnitt 61 der Keilfläche 34 bzw. 36 erstrecken, und eine zweite Reihe 62 von Stegen 44d vorgesehen, die sich in Radialrichtung über einen radial äußeren ringförmigen Teilabschnitt 63 der Keilfläche 34 bzw. 36 erstrecken. Insbesondere beginnen die Stege 44c an dem radial inneren Ende der Keilfläche 34, 36 und enden in etwa in der Mitte deren Längserstreckung. Die Stege 44d beginnen in etwa in der Mitte der Längserstreckung der Keilfläche 34, 36 in geringem radialen Abstand zu dem äußeren Ende der Stege 44c und enden mit ihrem äußeren Ende an der Kante 38 bzw. 39 der Scheibe 13. In der Mitte der Längserstreckung der Keilfläche 34, 36 sind die Stege 44c der ersten Reihe 59 mit den Stegen 44d der zweiten Reihe 62 über einen längs des Umfangs geschlossenen ringförmigen Mittelsteg 64 miteinander verbunden.
Die Teilung der ersten Reihe 59 von Stegen 44c unterscheidet sich von der Teilung der zweiten Reihe 62 von Stegen 44d. Insbesondere sind hier doppelt so viele Stege 44d in der äußeren zweiten Reihe 62 als Stege 44c in der inneren ersten Reihe 59 vorgesehen. Dadurch kann die Breite B_N der Nuten 49 durch eine einfache Maßnahme in dem äußeren ringförmigen Teilabschnitt 63 der Keilfläche 34, 36 reduziert und auf das maximal zulässige Maß begrenzt werden.
Im Übrigen sind die Stege 44c und 44d in der gleichen Weise, wie bei den vorstehenden Ausführungsformen nach. 2 bis 4 beschrieben, gestaltet und weisen ein rechteckiges Querschnittsprofil mit von der Keilfläche 34, 36 jeweils senkrecht vorragenden Flanken 46, 47 und einer Oberfläche 48 auf, wie in 7 veranschaulicht. Die Höhe und Breite der Stege 44c ist mit der Höhe und Breite der Stege 44d identisch.
Der umlaufende Mittelsteg 64, der die Stege 44c und 44d miteinander verbindet und die gleiche Höhe wie diese aufweist, sorgt für eine gesteigerte Reibwirkung in dem Mittenbereich der Keilfläche 34, 36, selbst dann, wenn zwei im Wesentlichen gleiche Zerkleinerungswalzen 2, 3, wie sie in 1 veranschaulicht sind, mit gleicher Drehzahl gedreht werden. In diesem Fall würde in dem Mittenbereich die Differenz der Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Walzen 2, 3 sehr gering werden, und dadurch würden die Körner des Ernteguts in diesem Mittenbereich nicht wirksam zerkleinert werden. Der Mittelsteg 64 sorgt für einen gesteigerten Reib- und Quetscheffekt und einen wirksamen Aufschluss der Körner auch in dem Mittenbereich.
Die erfindungsgemäßen Zerkleinerungsscheiben 13 können im Gießverfahren aus einem harten und verschleißfesten Wirkstoff, insbesondere auf Basis eines hoch kohlestoff- und chromhaltigen Gußes, leicht hergestellt werden. Die einfachen und symmetrischen Gestaltungen der Scheibe 13 insgesamt und der Profilierung 43 insbesondere bilden die Grundlage für die Verwendbarkeit einfach gestalteter Gießformen und unaufwendiger Gießprozeduren. Die Stege 44 können ohne Weiteres gemeinsam mit dem Grundkörper 15 in einem Gießvorgang und aus dem gleichen Material gegossen werden. Nach dem Gießen können die Scheiben 13 auf Maß und Form mechanisch vorbearbeitet, z. B. indem die Flanken 46, 47 und der Oberflächen 48 der Stege 44 vorgeschliffen werden. Anschließend kann die vorgefertigte Scheibe wärmebehandelt werden, um bspw. eine höhere Härte und damit eine höhere Verschleißfestigkeit an den Stegen 44, insbesondere den Oberflächen 48 und den Schneidkanten 52, zu erhalten. Danach kann der durch die Wärmebehandlung bedingte Wärmeverzug durch Planschleifen bzw. Profilschleifen an diesen Stellen beseitigt werden. Anschließend kann noch die Innenumfangsfläche 21 der Scheibe 13 nachgeschliffen und die gesamte Scheibe feinbearbeitet werden. Wegen der einfachen Formen der Gestaltungsmerkmale der Scheibe 13, insbesondere der Profilierung 43, deren günstiger Ausrichtung und der guten Zugänglichkeit lassen sich alle mechanischen Nachbearbeitungsprozesse im weichgeglühten Zustand mühelos durchführen.
Wenngleich die erfindungsgemäße Zerkleinerungsscheibe 13 sich insbesondere für eine gießtechnische Realisierung eignet, sind prinzipiell auch andere Herstellungsverfahren für diese möglich. So kann die Scheibe 13 alternativ auch aus Stahl, insbesondere speziellen Edelstählen, durch spannabhebende Bearbeitung, einschließlich Fräsen und Schleifen, hergestellt und gehärtet werden. Noch weiter könnten die Stege 44 aus einem hochverschleißfesten Werkzeugstahl, aus Hartmetall oder Keramik gefertigt und auf den Grundkörper 15 geklebt oder aufgelötet werden.
Die soweit beschriebene erfindungsgemäße Zerkleinerungsscheibe 13 wird wie folgt eingesetzt:
Die Zerkleinerungsscheibe 13 wird verwendet, um eine Zerkleinerungswalze 2 bzw. 3 für eine Zerkleinerungseinrichtung 1 gemäß der Erfindung zu schaffen. Hierzu werden mehrere Scheiben 13 in der aus 1 ersichtlichen Weise mit ihren zugehörigen Stirnseiten 18, 19 aneinander liegend in Reihe hintereinander auf der jeweiligen Welle 14, 16 montiert. In den Dichtungsnuten 28, 29 können O-Ringe 31, 32 untergebracht werden, die dann gegen einen ebenen Bereich der Stirnfläche 18 einer benachbarten Scheibe 13 abdichten. Ferner werden zur Schaffung eines dynamischen Auswuchtsystems geeignete Ausgleichsmittel, wie bspw. Kugeln 27, in den durch die Ausnehmungen 24 gebildeten Aufnahmeräumen untergebracht. Es können in jedem Aufnahmeraum mehrere Kugeln vorgesehen sein, um auch komplizierte Unwuchtverteilungen ausgleichen zu können.
Im montierten Zustand bilden die Zerkleinerungsscheiben 13 eine im Wesentlichen gewellte oder gezackte Mantelfläche der Zerkleinerungswalze 2 bzw. 3 mit den keilförmigen, radial nach außen vorragenden und sich verjüngenden Zinken 8 bzw. 11, die jeweils durch zwei benachbarte miteinander verbundene Scheiben 13 gebildet sind. Die Zerkleinerungswalzen 2, 3 werden im Abstand und parallel zueinander und in Axialrichtung um eine halbe Länge einer Scheibe 13 versetzt zueinander angeordnet, so dass die Zinken 8 bzw. 11 in die Aussparungen 9 bzw. 12 eingreifen. Wie aus 1 ersichtlich, können an einer der Zerkleinerungswalzen 2, 3, hier an der Walze 3, Endscheiben 53 vorgesehen sein, um deren Länge an die Walze 2 anzupassen. Die Endscheiben 53 können vorteilhafterweise durch halbe Scheiben 13 geschaffen werden, indem bspw. eine erfindungsgemäße Zerkleinerungsscheibe 13 in der axialen Ebene in zwei Teilscheiben 53 aufgeteilt wird.
Die erfindungsgemäße Zerkleinerungseinrichtung 1 lässt sich vorteilhafterweise als Nachzerkleinerungseinrichtung zur Zerkleinerung von Maiskörnern in einem Maishäcksler oder von sonstigem Getreide in einem Feldhäcksler einsetzen. Durch die profilierte Mantelfläche der Walzen 2, 3 wird ein entsprechend zacken- bzw. wellenförmigen Reibspalt 7 gebildet, der im Vergleich zu im Wesentlichen zylindrischen Zerkleinerungswalzen deutlich verlängert ist. Dadurch können höhere Durchsätze erzielt und die Gesamtleistung des Häckslers gesteigert werden. Die erfindungsgemäßen Zerkleinerungsscheiben 13 und die Zerkleinerungswalzen 2, 3 weisen eine einfache Gestalt auf und lassen sich aufwandsarm und kostengünstig herstellen. Durch die vergrößerten Stirnflächen 18, 19 der V-Scheibe 13 ist der Innenring- bzw. Nabenbereich der Scheibe 13 zur Speisung eines Gießmaterials ausreichend groß, so dass die Scheibe 13 besonders kostengünstig im Gießverfahren gefertigt werden kann. Ferner ermöglichen die vergrößerten Stirnflächen 18, 19 die Integration eines dynamischen Auswuchtsystems und einer Dichtungseinrichtung mit ebenfalls sehr einfachen Mitteln bzw. Maßnahmen.
Im Einsatz werden die Zerkleinerungsscheiben 2, 3 bspw. mit gleichen oder auch mit unterschiedlichen Drehzahlen drehend angetrieben, wobei ein Gutstrom des durchzusetzenden Ernteguts konzentriert durch den Reibspalt 7 befördert wird. Wie insbesondere aus 7 hervorgeht, sind die Oberflächen 48 der Stege 44 der einander gegenüberliegenden Zerkleinerungsscheiben 13 voneinander beabstandet, wenn sie aneinander vorbeilaufen, so dass sie nicht ineinandergreifen. Die Körner des Ernteguts werden durch die Keilflächen 34, 36 zerrieben bzw. aufgeschlossen und dadurch zerkleinert, wobei diese Zerkleinerungswirkung durch die Profilierung 43 zusätzlich unterstützt wird. Insbesondere werden die Körner teilweise in die Nuten 49 eingezogen und von den Schneidkanten 52 der gegenüberliegenden vorbeilaufenden Scheibe 13 durch Scherung zertrümmert bzw. aufgeschlossen. Außerdem wirken die Oberflächen 48 der beiden Scheiben 13 gemeinsam auf das Korn ein, um dieses zu zerreiben. Die Zerkleinerungswirkung ist mit der erfindungsgemäßen Profilierung 49 wesentlich verbessert. Durch die auslegungsgemäße maximale Breite B_N der Nuten 49 kann weitgehend sichergestellt werden, dass die Körner nicht vollständig in die Nuten 49 eintauchen und unzerkleinert durch den Reibspalt 7 befördert werden.
Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäße Profilierung 43 eine relativ einfache mechanische Bearbeitung der Stege 44 nach einsatzbedingtem Verschleiß. Wenn sich die Schneidkanten 52 im Einsatz zunehmend abrunden und die Reiboberflächen 48 verschleißen, kann das Profil der Flanken 46, 47 und Oberflächen 48 aufwandsarm nachgeschliffen werden, um wieder scharfe Schneidkanten 52 und glatte, ebene Reiboberflächen 48 zu erhalten. Durch die auslegungsgemäßen Maße der Profilierung können die Zerkleinerungsscheiben 13 mehrmals überholt werden, so dass die Lebensdauer deutlich verlängert ist.
Darüber hinaus ist die Handhabung der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsscheiben 13 wesentlich vereinfacht. Die vollsymmetrische Ausbildung der Scheiben 13 ermöglicht es, die Scheiben wahlweise an der oberen Zerkleinerungswalze 2 oder der unteren Zerkleinerungswalze 3 in beliebiger Ausrichtung zu montieren, ohne auf irgendeine vorgeschrieben Einbaulage oder Drehrichtung achten zu müssen. Fehler bei der Montage und daraus resultierende Leistungsminderungen der Zerkleinerungseinrichtung 1 oder Beschädigungen an deren Komponenten können dadurch von vornherein ausgeschlossen werden.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreichen Modifikationen möglich. So könnten die Zerkleinerungsscheiben 13 anstatt als V-Scheiben auch als Keilscheiben ausgeführt werden. Für die Herstellung durch Feinguss (im Wachsausschmelzverfahren) ist aber die in den Figuren dargestellte V-förmige Zerkleinerungsscheibe mit der vergrößerten Stirnfläche 18, 19 von Vorteil. Außerdem sind die Stege in den Figuren durchwegs mit konstanter Dicke dargestellt. Die Dicke der Stege entspricht im Mittel in etwa der mittleren Breite B_N der Nuten 49, die sich von dem radial inneren Ende bis zu dem radialen Ende erweitern. In einer modifizierten Ausführungsform könnten stattdessen die Nuten 49 eine über die Längserstreckung der Keilfläche 34, 36 gleichbleibende Breite B_N und die Stege 44 eine von dem radial inneren Ende bis zu dem radial äußeren Ende zunehmende Dicke aufweisen. Dadurch ergeben sich aber Unterschiede bei der Reibwirkung zwischen den Scheiben 13, weil dann relativ dünne Stegbereiche am radial inneren Ende einer Keilfläche einer Scheibe 13 mit relativ dicken Stegbereichen an dem radial äußeren Ende der Keilfläche der gegenüberliegenden Scheibe 13 zusammenwirken. Insofern wird die in den Figuren dargestellte Ausführungsform mit gleichförmigen Stegen auch aufgrund der über die Längserstreckung der Keilfläche 34, 36 hinweg gleichmäßigeren Reibwirkung bevorzugt.
In einer weiteren vorteilhaften Modifikation können zwischen den radial nach außen verlaufenden Stegen 44 Bremseinrichtungen bzw. Stegstütze in Form von zwischen benachbarten Stegen 44 verlaufenden, vorstehenden Formgestaltungen ausgebildet sein. Die Bremseinrichtungen bzw. Stegstützen sind vorzugsweise in der Mitte der radialen Ersteckung und/oder in der Nähe des äußeren Durchmessers vorgesehen und eingerichtet, um in dem Fall, dass ein Unterkorn in den Zwischenraum zwischen die Stege 44 eindringt, dieses an der Bremseinrichtung bzw. der Stegstütze abzulenken und wieder aus dem Zwischenraum austreten zu lassen, damit es dort dann zwangsweise aufgrund der vorherrschenden Fliehkräfte zerkleinert wird.
In 6 ist eine weitere Ausgestaltung einer Zerkleinerungsscheibe 13 dargestellt. Diese weist ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß den 2 und 3, im Unterschied zu der Erfindung lediglich eine einzige Reihe von identisch ausgebildeten Stegen 44e auf, die sich über die gesamte Längserstreckung der Keilfläche 34 bzw. 36 hinweg von deren radial innerem Ende bis zu deren radial äußerem Ende und über die Kante 38, 39 erstrecken. Anders als in den Ausführungsformen nach 2–5 sind die Stege entlang deren Längserstreckung hier aber nicht gerade, sondern hier schlangenförmig gewellt ausgebildet. Sie können auch zickzackförmig gestaltet sein. Ausgehend von dem radial inneren Ende der Keilfläche 34, 36 weisen die Stege 44e also Abschnitte 66, die in der Draufsicht nach 6 rechts gekrümmt sind (bzw. schräg verlaufen), sowie Abschnitte 67 auf, die links gekrümmt sind (bzw. schräg verlaufen), wobei die rechts gekrümmten Abschnitte 66 und die links gekrümmten Abschnitte 67 kontinuierlich ineinander übergehen und einander abwechseln.
Die Wellenform (oder auch die Zickzackform) der Stege 44e ist statisch gesehen stabiler gegen Querkräfte, insbesondere Querkräfte, die durch kleine Fremdkörper, wie Steinchen oder dgl., hervorgerufen werden. Außerdem kann durch die gewellte (bzw. gezackte) Form der Stege 44e deren Zerkleinerungswirkung auch bei Verschleiß noch weitgehend aufrechterhalten werden. Wenn sich die äußeren Schneidkanten 52 gerader Stege im Betrieb abnutzen, insbesondere abrunden, werden die Körner nicht mehr ganz so wirkungsvoll eingezogen und geschert. Die Krümmungen und Wellen (bzw. Zacken) der Stege 44e bewirken hier eine zusätzliche Ablenkung des Kornguts in Radialrichtung nach innen und nach außen und eine Verlagerung des Kornguts zu Stelen, an denen dieses zwangsweise eingezogen und geschert wird. Die Einsatzdauer der Zerkleinerungsscheiben 13 kann verlängert und die Notwendigkeit oder Häufigkeit von Instandhaltungsmaßnahmen reduziert werden.
Es ist eine Zerkleinerungsscheibe 13 für eine Einrichtung zur Zerkleinerung eines durchgesetzten körnerhaltigen Ernteguts in einer Erntemaschine, insbesondere einem Feldhäcksler, mit einem in Bezug auf eine Mittelachse 17 kreisringförmigen Grundkörper geschaffen, die eine Innenumfangsfläche 21 zur lösbaren Befestigung auf einer Antriebswelle 14 und eine Außenumfangsfläche aufweist, die wenigstens eine konusförmige, zu der Mittelachse 17 koaxiale Keilfläche 34, 36 aufweist, die eine Oberflächenprofilierung 43 zur Unterstützung der Beförderung und Zerkleinerung des Ernteguts trägt. Die Profilierung 43 weist mehrere um den Umfang der Keilfläche 34, 36 herum gleichmäßig verteilt angeordnete, längliche Stege auf, die entlang der Keilfläche 34, 36 im Wesentlichen radial verlaufen, von der Keilfläche senkrecht vorstehen und zwischeneinander im Wesentlichen radiale Nuten definieren, die von Flanken 46, 47 der Stege 44 begrenzt sind. Die Flanken 46, 47 der Nuten 49 bzw. Stege 44 ragen von der jeweiligen Keilfläche 34, 36 senkrecht vor. Eine maximale Breite der Nuten 49 ist kleiner oder gleich der mittleren Korngröße der Körner des bestimmungsgemäß durchzusetzenden Ernteguts, und die Tiefe der Nuten 49 ist größer als deren maximale Breite. Die Zerkleinerungsscheibe 13 lässt sich in einem Stück z. B. im Wachsauschmelzverfahren herstellen und kann bei der Herstellung oder nach Verschleiß durch mechanische Bearbeitung leicht endgefertigt oder überholt werden. Eine Zerkleinerungswalze 2 mit mehreren derartigen nebeneinander gestapelten Zerkleinerungsscheiben 13 und eine Zerkleinerungseinrichtung 1 für einen Feldhäcksler sind ebenfalls geschaffen.

Claims

Zerkleinerungsscheibe für eine Einrichtung (1) zur Zerkleinerung eines durchgesetzten körnerhaltigen Ernteguts in einer Erntemaschine, insbesondere einem Feldhäcksler, wobei die Zerkleinerungsscheibe (13) einen in Bezug auf eine Mittelachse (17) kreisringförmigen Grundkörper (15) aufweist, mit einer Innenumfangsfläche (21) zur lösbaren Befestigung auf einer Antriebswelle (14, 16) der Zerkleinerungseinrichtung (1); und mit einer Außenumfangsfläche (22), die wenigstens eine konusförmige, zu der Mittelachse (17) koaxiale Keilfläche (34, 36) aufweist, die eine Oberflächenprofilierung (43) zur Unterstützung der Förderung und Zerkleinerung des Ernteguts trägt; wobei die Profilierung (43) mehrere um den Umfang der Keilfläche (34, 36) herum verteilt angeordnete, längliche Stege (44) aufweist, die entlang der Keilfläche (34, 36) im Wesentlichen radial verlaufen, von der Keilfläche vorstehen und zwischen einander Nuten (49) definieren, wobei die Flanken (46, 47) der Nuten (49) und Stege (44) von der Keilfläche (34, 36) senkrecht vorragen und eine maximale Breite (B_N) der Nuten (49) kleiner oder gleich der mittleren Korngröße der Körner des bestimmungsgemäß durchzusetzenden Ernteguts ist, und wobei eine Anzahl von Stegen (44a; 44c) in einem radial inneren ringförmigen Teilabschnitt (54, 61) der Keilfläche (34, 36) geringer ist als eine Anzahl von Stegen (44a, 44b; 44c) in einem radial äußeren ringförmigen Teilabschnitt (57, 63) der Keilfläche (34, 36).
Zerkleinerungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem Stück gegossen, vorzugsweise aus Chromhartguss gefertigt ist.
Zerkleinerungsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei kreisringförmige axiale Stirnflächen (18, 19) aufweist, die jeweils im Wesentlichen senkrecht zu der Innenumfangsfläche (21) ausgerichtet sind, wobei vorzugsweise wenigstens eine der Stirnflächen (18, 19) entweder eine in Umfangsrichtung verlaufende Ausnehmung (24) zur Aufnahme eines Ausgleichsmittels (27) zur dynamischen Auswuchtung der Zerkleinerungsscheibe (13) und/oder wenigstens eine in Umfangsrichtung verlaufende Dichtungsnut (28, 29) zur Aufnahme eines Dichtungsmittels (31, 32) aufweist.
Zerkleinerungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenumfangsfläche (22) zwei konusförmige Keilflächen (34, 36) aufweist, die ausgehend von axialen Stirnflächen (18, 19) axial aufeinander zu und gegen die Mittelachse (17) schräg verlaufen und in der Mitte der axialen Erstreckung der Zerkleinerungsscheibe (13) zusammentreffen.
Zerkleinerungsscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Keilflächen (34, 36) in Richtung aufeinander zu verjüngen.
Zerkleinerungsscheibe nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie rotationssymmetrischen um die Mittelachse (17) und spiegelsymmetrisch um eine zu der Mittelachse (17) senkrechte Mittelebene ausgebildet ist und vorzugsweise auch spiegelsymmetrisch um eine beliebige die Mittelachse (17) einschließende axiale Ebene ausgebildet ist.
Zerkleinerungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (44) entlang einer radialen Ebene gerade verlaufen.
Zerkleinerungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (44) entlang deren Längserstreckung abschnittsweise gekrümmt, gewellt oder gezackt ausgebildet sind.
Zerkleinerungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (44) eine über deren Längserstreckung hinweg gleichmäßige Höhe (H) haben.
Zerkleinerungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (44) eine über deren Längserstreckung hinweg gleichmäßige Dicke aufweisen.
Zerkleinerungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (44) eine ebene Oberfläche (48) aufweisen, die die Flanken (46, 47) verbindet und zu der jeweiligen Keilfläche (34, 36) im Abstand, parallel verläuft.
Zerkleinerungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (H) der Nuten größer als die maximale Breite der Nuten (49) ist.
Zerkleinerungsscheibe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (H) der Nuten (49) bzw. Stege (44) um wenigstens 25% vorzugsweise wenigstens 50% und bis zu 100% oder sogar mehr größer ist als die maximale Breite (B_N) der Nuten (49).
Zerkleinerungsscheibe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Breite (B_N) der Nuten (49) etwa 2 bis 4 mm beträgt und die Höhe (H) der Nuten (49) bzw. Stege (44) etwa 4 bis 7 mm beträgt.
Zerkleinerungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (44) an ihrem radial äußeren Ende (38, 39) jeweils abgeflacht oder abgerundet ausgebildet sind.
Zerkleinerungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Reihe (54) von Stegen (44a), die sich in Radialrichtung über die gesamte Keilfläche (34, 36) erstrecken, und eine zweite Reihe (56) von Stegen (44b) vorgesehen ist, die sich lediglich über einen radial äußeren ringförmigen Teilabschnitt (57) der Keilfläche (34, 36) erstrecken, wobei die Stege (44a) der ersten Reihe (54) mit den Stegen (44b) der zweiten Reihe (56) abwechselnd angeordnet sind.
Zerkleinerungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Reihe (59) von Stegen (44c), die sich in Radialrichtung über einen radial inneren ringförmigen Teilabschnitt (61) der Keilfläche (34, 36) erstrecken, und eine zweite Reihe (62) von Stegen (44d) vorgesehen ist, die sich in Radialrichtung über einen radial äußeren ringförmigen Teilabschnitt (63) der Keilfläche (34, 36) erstrecken, wobei die erste Reihe (59) eine geringere Teilung der Stege (44c) als die Teilung der zweiten Reihe (62) aufweist und die Stege (44c) der ersten Reihe (59) mit den Stegen (44d) der zweiten Reihe (62) über einen längs des Umfangs geschlossenen ringförmigen Mittelsteg (64) miteinander verbunden sind.
Zerkleinerungswalze, insbesondere für einen Feldhäcksler mit einer Welle (14, 16), die mit mehreren Zerkleinerungsscheiben (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche bestückt ist, wobei die Zerkleinerungsscheiben (13) auf der Welle (14, 16) in Axialrichtung hintereinander gestapelt sind, um eine in Axialrichtung gewellte äußere Mantelfläche (22) zu bilden.
Zerkleinerungseinrichtung, insbesondere für einen Feldhäcksler, mit zwei gegensinnig antreibbaren Zerkleinerungswalzen (2, 3) nach Anspruch 18, wobei die Zerkleinerungswalzen (2, 3) mit ihren Mantelflächen im Abstand zueinander und ineinandergreifend angeordnet sind, so dass sie zwischeneinander einen im Längsschnitt durch die Mittelachsen der Zerkleinerungswalzen (2, 3) gewellten, vorzugsweise einstellbaren Reibspalt (7) definieren, wobei die Stege (44) an der einen Zerkleinerungswalze (2) und die Stege (44) an der anderen Zer kleinerungswalze (3) im Abstand aneinander vorbeilaufen, ohne ineinander zu greifen.