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Die Erfindung betrifft eine Kartoffelerntemaschine, die mit einer das aufgenommene Erntegut von Kluten, Steinen, Kraut o. dgl. mitgeförderten Beimengungen lösenden Trennvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 versehen ist.
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Für Maschinen und Anlagen zur Hackfruchtbe- und verarbeitung, insbesondere Kartoffelerntemaschinen, sind unterschiedliche Verfahrensvarianten bekannt. Insbesondere zum Trennen von Kartoffeln o. dgl. Erntegut aus einem aufgenommenen Bodengemisch mit Kluten, Steinen, ähnlichen Festkörpern sowie fasrigen Beimengungen werden unterschiedliche Konzepte von mechanischen Trennvorrichtungen mit Bändern und Sieben eingesetzt (Firmenprospekt, Grimme Landmaschinenfabrik GmbH & Co. KG, Damme; ”Produktprogramm”, GEN.00283, 08/13/5000; Erntetechnik, S. 14 bis 23).
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Bei einer Lösung gemäß
DE 10 2012 016 057 A1 wird zur Beeinflussung des mittels einer Kartoffelerntemaschine aufgenommenen Gemisches zusätzlich ein Luftstrom genutzt, der im Bereich eines Rückhalteelementes auf die von einem Förderer über eine Fallstufe verlagerten Trenngüter einwirkt. Dieser Luftstrom wird auf das im Bereich des Rückhalteelementes aufgelockert vorliegende Gemisch geleitet, so dass im Bereich eines fluidischen Trennbettes eine in entgegengesetzt verlaufende Förderrichtungen aktivierte Weiterleitung von Erntegut und Festkörpern unterstützt wird.
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Die Erfindung befasst sich mit dem Problem, eine Trennvorrichtung für eine Kartoffelerntemaschine der vorgenannten Art so zu verbessern, dass im Bereich der das Gemisch aufnehmenden Rückhalte-Baugruppe der zum Auslass der Festkörper vorgesehene Mechanismus an unterschiedliche Trenngüter anpassbar ist und dabei jeweilige Bedienstellungen der Maschine im Gelände ohne Verlust von Erntegut ausgleichbar sind.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einer Trennvorrichtung im Bereich einer Kartoffelerntemaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 22.
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Ausgehend vom Wirkbereich der Trennvorrichtung mit dem das fluidische Trennbett bildenden Rückhalteelement ist vorgesehen, dass dieses erfindungsgemäß zumindest im Bereich des die Festkörper aufnehmenden Auslasses mit einem steuerbaren Verschluss versehen ist. Das Konzept ist dabei darauf abgestellt, dass der Verschluss zumindest als eine den in Förderrichtung der Festkörper vorgesehenen Auslass verschließenden Steinschleuse auszubilden ist.
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Damit wird eine effizient umsetzbare Konstruktion verwirklicht, bei der der Verschluss auf variierende Zusammensetzungen des Gemisches eingestellt werden kann, so dass Ernteverluste vermieden werden. Diese Einstellbarkeit bezieht sich auf ein optimales Schließverhalten, derart, dass die Teile der Steinschleuse jeweils in optimaler Schließposition am Rückhalteelement auch dann gehalten werden, wenn das vor dem Verschluss befindliche Gemisch eine durch eine große Menge von Festkörpern verursachte Kraft in Öffnungsrichtung aufbaut. Damit ist ein Schließsystem mit zwangsgesteuerten Schließelementen realisiert.
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Außerdem ist vorgesehen, dass die in der fluidischen Trennvorrichtung auf das Gemisch wirkende Steuerfunktion eines Luftstromes ebenfalls im Bereich eines die Steinschleuse beeinflussenden Teil-Luftstromes nutzbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass der Verschluss auf jeweilige Druckveränderungen im Bereich des funktionalen Luftstromes so eingestellt werden kann, dass bei einem Druckabfall im Luftstrom – der in Normalausführung den Verschluss mit dem Teilstrom gegen das Rückhalteelement drückt – die Schließposition ebenfalls gewährleistet werden kann.
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Für dieses gesamte Konzept ist der Verschluss als eine automatisch regelbare Steinschleuse ausgebildet. Diese Steinschleuse kann auf jeweilige, Ernteverluste vermeidende und entsprechend der Maschinensteuerung vorgegebene Positionen eingestellt werden. Diese Einstellung ist insbesondere auch so ausführbar, dass auf den im Förderstrom bzw. im aufgelockerten Gemisch enthaltenen Anteil an Festkörpern reagierbar ist. Dies ist auch der Fall, wenn der Materialstrom völlig frei von Fremdkörpern ist und damit ein Öffnen des Verschlusses unterbleiben kann.
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Die für einen ungewollten Auslass von Erntegut als beachtliche Schnittstelle wirkende Steinschleuse ist dabei so konzipiert, dass die Steinschleuse auch auf jeweilige – bei der Feldarbeit variierende – Neigungslagen der Maschine bzw. der in diese integrierten Trennvorrichtung eingestellt werden kann. Damit kann ein ungewollter Erntegutverlust auch bei starkem Gefälle oder welligem Gelände vermieden werden.
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Ausgehend von diesen konstruktiven Parametern ist vorgesehen, dass die Steinschleuse in Form einer selbsttätig schließenden Anlagekontur ausgebildet ist. Diese auch als Anlageplatte oder Trennwand formbare Anlagekontur zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest in einfachster Ausführungen jeweilige, bereichsweise schwenkbare Schließlippen als konstruktiv variabel einsetzbare Bauteile vorgesehen werden.
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Die Schließlippen sind dabei im Bereich oberhalb des Rückhalteelementes so fixiert, dass frei abragend von einem oberen Stützgelenk ein Anlageende der Schließlippe zum jeweiligen Randbereich des Rückhalteelementes hin verläuft und hier ”zwangsgeführt” anlegbar ist.
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In zweckmäßiger Ausführung ist vorgesehen, dass die Schließlippen mittels Gewichtskraft in die Schließlage verlagerbar ausgebildet sein können. Damit kann in den Fällen ein selbstständiges Schließen unter Schwerkraftwirkung erreicht werden, wenn das System im Wesentlichen horizontal ausgerichtet arbeitet; Probleme können dann auftreten, wenn ein Einsatz auf geneigten Flächen erfolgt.
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Unter diesen Voraussetzungen hat es sich gezeigt, dass diese selbstständigen Schließvorgänge durch entsprechende Gestaltung der Schließlippen zu unterstützen sind. Insbesondere ist daher vorgesehen, dass die Schließlippen als mehrlagige Verbundbauteile ausgebildet werden. Diese mehrlagigen Verbundbauteile weisen dabei eine an die zu erreichende Schließlage angepasste Querschnittskontur so auf, dass zumindest der zur Anlage gelangende untere Endbereich als variabel zu bemessendes Anlageende in eine ”vorgespannte” Lage gebracht wird. Damit wird auch deutlich, dass die Schließlippen insgesamt mittels einer variabel vorgebbaren Federkraft o. dgl. Hilfsenergie in die Schließlage verlagerbar sein können. Es versteht sich, dass diese Anlagekraft für eine Freigabe des Verschlusses aufzuheben und/oder zu überwinden ist.
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Zur Realisierung dieser ”Zwangssteuerung” in der jeweiligen Schließlage ist vorgesehen, dass die Schließlippen aus einer am Stützgelenk einstellbaren, vorgespannten Schließlage nur dann verlagerbar sind, wenn die anliegenden und zum Abtransport vorgesehenen Festkörper eine hinreichend hohe, gegen die federnde Rückstellkraft wirkende Komponente definieren und damit die Schließlippen in die Öffnungsstellung verschwenkt werden.
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Bei diesem Konzept ist vorgesehen, dass die federnde Rückstellkraft mittels einer Kombination von technischen Parametern im Bereich der Schließlippen erreicht wird. Dabei sind insbesondere die Bedingungen zur Abstützung der Schließlippen am Stützgelenk, die jeweiligen Konturen des Lippenprofils und das Material bzw. die Materialkombination der Schließlippe so aufeinander abgestimmt, dass optimale Rückstellkräfte durch insbesondere federnde Materialkombinationen erzeugt werden.
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Das Gesamtkonzept dieser mit Rückstellkraft beaufschlagten Schließlippen sieht vor, dass diese insbesondere gegen ein ungewolltes Umklappen über die Schließlage hinaus gesichert sind. Dabei sind die Schließlippen aus einem zumindest zweilagigen Verbundmaterial zusammengesetzt, bei dem ausgehend von einem metallischen Basiselement ein Widerlagerteil aus Kunststoff, Gummi, Hartstoff o. dgl. federnden Materialien vorgesehen ist.
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Eine Erweiterung des vorbeschriebenen Konzeptes sieht vor, dass der auch als ein Plattenteil ausführbare Verschluss mit einer die Teile der Steinschleuse zwangsweise in eine Schließlage bringenden bzw. fixierenden Sicherungsvorrichtung zusammenwirken kann. Diese Sicherungsvorrichtung ist so ausgebildet, dass bei Wendemanövern der Maschine auf dem Acker und/oder auftretenden Unebenheiten das Austreten von Erntegut aus der Zone der Trennvorrichtung sicher vermieden wird. Dabei kann die Sicherungsvorrichtung einstellbar so gestaltet sein, dass der Austritt von Festkörpern in jedem Falle freigebbar ist.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Maschine mit Trennvorrichtung in unterschiedlichen Ausführungen eines Verschlusses veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine Seitenansicht der Trennvorrichtung gemäß dem Stand der Technik,
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2 bis 5 jeweilige teilweise geschnittene Seitenansichten der Trennvorrichtung im Bereich eines am Rückhalteelement vorgesehenen Verschlusses mit Sicherungsmechanik,
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6 und 7 jeweilige Einzeldarstellungen des Verschlusses mit einem umgeschlagenen Schließelement,
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8 und 9 eine jeweilige Seitenansicht bzw. Perspektivdarstellung von in Anlagestellung am Rückhalteelement befindlichen Schließlippen des Verschlusses,
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10 und 11 eine zweite Ausführung der Schließlippen in jeweiliger Schließposition,
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12 und 13 eine dritte Ausführung der Schließlippen in Schließstellung.
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In 1 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte, insgesamt mit 1 bezeichnete Trennvorrichtung dargestellt, die gemäß Ausschnittsdarstellung in 2 in eine Kartoffelerntemaschine A integriert ist. In jedem Fall ist diese Trennvorrichtung 1 zum Trennen von Kartoffeln o. dgl. Erntegut E aus einem Gemisch G mit Kluten, Steinen und ähnlichen Festkörpern F vorgesehen (4, 5). Dabei wird das Gemisch G als ein Förderstrom 4 mittels einer insgesamt mit 2 bezeichneten Fördereinrichtung aus einem nicht näher dargestellten Aufnahmebereich der Maschine A heraus zugeführt. Dieser Förderstrecke folgend, gelangt das Gemisch G in den Bereich einer Fallstufe 3, von der aus das sich zunehmend lockernde Gemisch G auf ein Rückhalteelement 5 im Bereich der Trennvorrichtung 1 bewegt wird. In diesem Bereich erfolgt nunmehr die eigentliche ”Sortierung” der wesentlichen Komponenten des Gemisches G, wobei das Erntegut E und die Festkörper F' in einer jeweiligen, im Wesentlichen entgegengesetzt verlaufenden Förderrichtung 6, 7 getrennt weitergeleitet werden. Diese Trennphase wird durch den mittels eines externen Gebläses o. dgl. Einrichtung erzeugten Luftstrom L unterstützt.
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Die Trennvorrichtung 1 mit dem Rückhalteelement 5 ist gemäß dem erfindungsgemäßen Konzept dadurch verbessert, dass das Rückhalteelement 5 zumindest im Bereich des die Festkörper F aufnehmenden Auslasses 8 mit einem steuerbaren Verschluss 9 versehen ist. Der Verschluss 9 ist dabei so aufgebaut, dass mit diesem ein den in Förderrichtung 7 der Festkörper F vorgesehener Auslass nach Art einer Steinschleuse 10 gebildet ist.
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Aus den Übersichtsdarstellungen gemäß 2 bis 5 wird deutlich, dass hier eine mehrteilige Baugruppe im Bereich des Verschlusses 9 wirksam ist. Im Bereich der Steinschleuse 10 befindet sich ein erstes Schließelement 11, das nachfolgend noch näher zu beschreiben sein wird. Dieses Schließelement 11 wirkt dabei mit einer auf den Verschluss 9 einwirkenden Sicherungsvorrichtung 12 zusammen, die ein das Schließelement 11 hintergreifendes Anlageteil 13 aufweist. In der Ausführung gemäß 2 kann das Anlageteil 13 mittels eines als Antriebsorgan vorgesehenen Hydraulikzylinders 14 und einer an einem Lager 15 angreifenden Schwinge 16 bewegt werden. Dabei wird das Anlageteil 13 der Sicherungsvorrichtung 12 aus der in 2 gezeigten Öffnungsstellung in die in 3 gezeigte sichernde Anlageposition am Schließelement 11 der Steinschleuse 10 verlagert (Stellweg gemäß Pfeil S).
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Eine weitere Ausführung dieses Systems ist in 4 und 5 ersichtlich, wobei eine um 90° gedrehte Einbauposition der vorbeschriebenen Sicherungsvorrichtung 12' deutlich wird. Bei dieser oben liegenden Antriebsanordnung ist eine Verlagerung im Bereich des Hydraulikzylinders 14' um einen Schwenkweg S' vorgesehen, so dass auch hier die Sicherungsposition des Anlageteils 13 an dem ”plattenförmigen” Schließelement 11 erreicht ist.
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Der zumindest mit der einen Steinschleuse 10 versehene Verschluss 9 seinerseits kann durch variable Konstruktionen im Bereich seiner Steuerungsteile so ausgeführt werden, dass insbesondere eine Anpassung an variierende Zusammensetzungen des Gemisches G möglich ist. Dabei kann eine entsprechende Voreinstellung des Systems vorgenommen werden, so dass entsprechend den Bodenverhältnissen beim Rodevorgang die gesamte Trennvorrichtung 1 durch den optimalen Verschluss 9 effektiv wirksam ist.
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Ausgehend davon, dass in der Trennvorrichtung 1 ein Luftstrom L als wesentlicher Wirkfaktor zur Beeinflussung des Gemisches G vorgesehen ist, ist die Konstruktion darauf abgestellt, dass der erzeugte Luft-Druck (Pfeile D, 4) auch im Nahbereich der Steinschleuse 10 wirksam sein kann. Deshalb sieht das erfindungsgemäße Konzept eines steuerbaren Verschlusses 9 vor, dass dieser insbesondere auf jeweilige Druckveränderungen im Bereich des funktionalen Luftstromes L reagieren kann und entsprechend eingestellt werden kann. Damit wird insgesamt ein Konzept realisiert, bei dem eine Trennvorrichtung 1 mit automatisch regelbarer Steinschleuse 10 in der Maschine A eingesetzt ist.
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In einem nicht näher beschriebenen Steuerungsablauf bei der Einstellung und Bedienung der Trennvorrichtung 1 ist vorgesehen, dass deren Steinschleuse 10 mit geringem Aufwand auf jeweilige Ernteverluste vermeidende sowie entsprechend der Maschinensteuerung vorgegebene Positionen und Funktionslagen einzustellen ist. Dabei kann auch eine sensorische oder manuelle Überwachung des im Förderstrom 4 bzw. im aufgelockerten Gemisch G enthaltenen Anteils an Festkörpern F vorgesehen sein, derart, dass demgemäß eine Einstellung und Anpassung der Steinschleuse 10 während des Erntevorgangs automatisch erfolgt.
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Mit der bereits im Zusammenhang mit 2 bis 5 vorgesehenen Anordnung der Sicherungsvorrichtung 12 ist ein Beispiel dafür gezeigt, dass die Steinschleuse 10 auf jeweilige, bei der Feldarbeit variierende Neigungen o. dgl. Fahrparameter im Bereich der Maschine A bzw. der Trennvorrichtung 1 eingestellt werden kann. In einfachster Ausführung ist vorgesehen, dass die Steinschleuse 10 in Form einer selbsttätig schließenden Anlagekontur im Bereich des Schließelementes 11 ausgebildet wird, derart, dass dieses als eine ”schwenkbare” Anlageplatte, Trennwand o. dgl. Bauteil ausgeführt wird.
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In den Darstellungen gemäß 6 bis 13 sind die bevorzugten Ausführungen der Bauteile im Bereich der Steinschleuse 10 bzw. deren Schließelemente 11 dargestellt. Dabei wird deutlich, dass der sich über eine Breite B (7) erstreckende Bereich der Steinschleuse 10 zumindest bereichsweise von jeweiligen schwenkbaren Schließlippen 17 als die Anlagekontur gebildet ist.
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Aus den Übersichtsdarstellungen gemäß 6 und 7 wird deutlich, dass die in ”normaler” Anlageposition im Bereich der Steinschleuse 10 im Nahbereich des Rückhalteelementes 5 gehaltenen Schließlippen 17 eine Position einnehmen, die sich von der beispielhaft dargestellten Schließlippe 17' unterscheidet. Mit dieser Schließlippe 17' soll eine – beim erfindungsgemäßen Lippen-System ungewollte – Position in Umklapplage verdeutlicht werden. Das Konzept der erfindungsgemäßen Verschlusskonstruktion sieht vor, dass die Schließlippen 17 gegen ein ungewolltes Umklappen – wie mit der bis über das Rückhalteelement 5 ”verbogenen” Schließlippe 17' dargestellt – über die Schließlage (Linie SL) hinaus gesichert sein muss, so dass Fehlfunktionen des Verschluss-Systems 9 sicher vermieden werden.
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Aus den jeweiligen Seitenansichten gemäß 6 und 8 sowie 10 und 12 wird deutlich, dass die Schließlippen 17 frei abragend von einem am oberen Randbereich RT der Trennvorrichtung 1 vorgesehenen Stützgelenk 18 zum jeweiligen Randbereich 19 des Rückhalteelementes 5 hin verlaufen. Dabei wird deutlich, dass die Schließlippen 17 jeweils als mehrlagige Verbundbauteile ausgebildet sind.
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Diese Schließlippen 17 können in einfachster Ausführung bereits mittels ihrer eigenen Gewichtskraft in die Schließlage ”zwangsverlagert” werden. Dabei wird erreicht, dass die Schließlippe 17 bei horizontaler Bewegung der Maschine A bzw. Bergauffahrt in die dargestellte Gebrauchslage der Steinschleuse 10 selbsttätig einschwenken kann (Schließlage SL). Gleichzeitig wird dabei in der Schließlage SL eine gegen ungewolltes Aufschwenken (Pfeil ST; 10) wirkende Haltekraft – ähnlich der Sicherung 12, 2 bis 5 – vorgesehen, die durch variable Wirkmechanismen erreichbar ist.
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Ausgehend von der bevorzugten Gestaltung der Schließlippe 17 als mehrlagiges Verbundbauteil wird aus den Zeichnungen deutlich, dass diese Verbundbauteile eine an die Fixierung in der Schließlage SL angepasste Querschnittskontur mit einem Bogen R aufweisen können (10). Damit wird eine optimale Kontur erreicht, die sowohl zum Einnehmen der Schließlage als auch zur Aktivierung der funktionalen ”Gegenhaltefunktion” der Schließlippe 17 in dieser Lage nutzbar ist.
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Dieses Konzept sieht vor, dass die Schließlippen 17 vorzugsweise mittels einer vorwählbaren Federkraft in die Schließlage verlagerbar bzw. in dieser fixierbar sind. Dazu ist vorgesehen, dass die Schließlippe 17 im Bereich der am Stützgelenk 18 vorgesehenen Halteteile in die vorgespannte Schließlage bewegbar ist. Ein anliegender Festkörper F (5) ist mit einem Kraft-Pfeil FG als Teil des Gemisches G (4) verdeutlicht, wobei dieser Festkörper F gegen eine insbesondere federbelastbare Rückstellkraft FR in die Öffnungsstellung (OS; Strichdarstellung gemäß 10) verlagerbar ist.
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Diese federnde Rückstellkraft FR kann dabei mittels einer funktionalen Bauteilkombination im Bereich der Abstützung am Stützgelenk 18, der Kontur R des Lippenprofils und der Materialauswahl für die Schließlippen 17 optimal vorgegeben werden. Ziel dieser Anpassung ist es, das System des Verschlusses 9 insgesamt als voreingestellte Einheit aus mehreren Schließlippen 17 bereitzustellen.
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Aus den jeweiligen Seitenansichten der Schließlippen 17 gemäß 6, 8, 10 und 12 wird deren variable Gestaltung deutlich. Diese können vorzugsweise aus einem metallischen Basiselement 21 und einem Widerlager 20 aus Kunststoff, Gummi, Hartstoff o. dgl. Material gebildet sein, so dass ”Verbundbauteile” variabler Kombination denkbar sind.
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Die Ausführung gemäß 6 und 7 zeigt die Verbund-Ausführung mit einem Gummiteil 20 und einem Metallaufsatz 19, der als Gegenhalter in der Anlageposition SL wirkt und das ”Umklappen” (Lippe 17'; 7) verhindert. Im Bereich des Gelenkes 18 wird eine Anlageleiste 22 zur Fixierung genutzt.
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Eine ähnliche Ausführung gemäß 8 und 9 zeigt einen Gummiteil 20', der eine Verbundbaugruppe mit einem Gewebeteil 23 bildet. Dabei ist vorgesehen, dass das Gummiteil 20' mit dem Gewebeteil 23 stoffschlüssig verbunden ist, das sich über eine Länge GB erstreckt und die Anlageposition SL vorgibt. Die Verbindung der Teile 20' und 23 kann dabei durch einen Verbundguss oder einen Klebevorgang hergestellt sein.
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In 10 und 11 sowie 12 und 13 ist eine Schließlippe 17 aus Gummi 20'' mit integriertem Anschlagmaterial dargestellt. Dabei wird die Ausbildung im Bereich der Gelenke 18 jeweils so gestaltet, dass hier jeweilige, ein Schwenkgelenk 24 aufweisende Scharnierteile 25, 25' wirksam sind und diese die vorgesehenen Verlagerungen (Pfeil ST) des jeweiligen Systems funktionsgerecht steuern können.
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Im Bereich dieser Gelenke 18 – gemäß 10 bis 12 – sind die entsprechenden Widerlagerelemente 25, 25' so angeordnet, dass hier eine scharnierartige Schwenk-Auslenkung wiederholt möglich ist und gleichzeitig durch eine optimale Gestaltung von Verbund-Lippen-Teilen die Stabilität dieser hoch belasteten Baugruppen langzeitig gewährleistet ist.
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Die bereits im Zusammenhang mit 2 bis 5 beschriebene Ausbildung des Verschlusses 9 mit der Sicherungsvorrichtung 12 ist darauf gerichtet, dass bei Wendemanövern der Maschine A das Austreten von Erntegut E aus der Gemisch-Zone der Trennvorrichtung 1 vermieden wird. Dazu wird die Sicherungsvorrichtung 12 in die Anlageposition gemäß 3 bzw. 5 verbracht und damit das System der Schließlippen 17 so verlagert, dass die Steinschleuse 10 automatisch geschlossen bleibt. Das Konzept ist dabei so ausgeführt, dass die in Anlageposition gebrachte Sicherungsvorrichtung 12 so eingestellt werden kann, dass ein Austritt von Festkörpern F in jeder Fahrlage möglich ist.
