-
Die Erfindung betrifft eine Grindeleinstellung eines Bodenbearbeitungswerkzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
-
Geräte zur Bodenbearbeitung weisen einen Rahmen auf, mit dem einzelne Bodenbearbeitungswerkzeuge voneinander beabstandet durch die zu bearbeitende Bodenoberfläche geführt werden. Dabei wird die Verbindung zwischen Rahmen und Bodenbearbeitungswerkzeug durch einen Haltearm oder einen Grindel bewerkstelligt. Um verschiedene Angriffswinkel des Bodenbearbeitungswerkzeuges einzustellen, sind Einstelleinrichtungen an Zwischenrahmen und Haltearm bzw. Grindel bekannt. Beispielsweise zeigt das deutsche Gebrauchsmuster
DE 20 2012 002 916 U1 einen Haltearm eines rotierenden Scheibenwerkzeuges, welcher um eine Schwenkachse relativ zum Rahmen eingestellt werden kann. Dabei sind konzentrisch zur Schwenkachse weitere Ausnehmungen angeordnet, in welche eine bestimmte Armlage zum Rahmen abgesteckt oder festgesetzt werden kann. Eine prinzipiell ähnliche Vorrichtung ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 7 835 771 U bekannt. Auch hier erfolgt die Armbewegung um eine Schwenkachse relativ zum Rahmen. Durch zwei ineinander greifende, gegenläufige Exzenterbuchsen, welche in eine zweite Ausnehmung des Armes eingreifen, kann eine Armbewegung konzentrisch um die Schwenkachse bewerkstelligt werden. Beide Lösungen weisen am biegekritischsten Armquerschnitt eine Ausnehmung zur Aufnahme einer Klemmschraube auf. Bei dauernd wechselnder oder schwingender Belastung, wie sie an einem Bodenbearbeitungsgerät auftritt, droht dort ein Verlust des Bodenbearbeitungswerkzeuges. Abhilfe schaffen ein generell größerer Armquerschnitt oder eine lokale Verstärkung, welche aber teurer, schwerer oder aufwendig zu fertigen sind.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Grindeleinstellung zur unterschiedlichen Anstellung eines Bodenbearbeitungswerkzeuges bereitzustellen, welche die zuvor beschriebenen Nachteile vermeidet sowie kostengünstig zu fertigen und praktisch einzustellen ist.
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 gelöst.
-
Durch Anordnung eines Grindelprofils mit vorzugsweise rechteckigem Querschnitt in einer Führungskulisse, welche an ihrem Grindelprofilaustrittsende einen zum Grindelprofil passenden Austrittsquerschnitt aufweist, wird eine Grindelführung geschaffen, welche im biegekritischen Bereich des Grindels, nämlich am Austrittsquerschnitt der Führungskulisse, keine festigkeitskritische Ausnehmung im Grindelprofil erfordert. Ein exzentrischer Sicherungsbolzen sichert den Grindel gegen Herausziehen aus der Führungskulisse. Die für den Sicherungsbolzen erforderlichen Ausnehmungen sind dabei im mittleren Bereich der Führungskulisse bzw. endseits des Grindels und somit außerhalb des biegekritischen Grindelquerschnitts angeordnet. Durch Verdrehen des exzentrischen Sicherungsbolzens erfolgt im Zusammenspiel mit dem Austrittsquerschnitt der Führungskulisse, welcher insbesondere durch zwei seitliche Anschläge gebildet wird, eine Winkeleinstellung des Grindels relativ zum Austrittsquerschnitt der Führungskulisse. Die dabei überlagerte, translatorische Bewegung des Grindels relativ zum Austrittsquerschnitt der Führungskulisse ist vernachlässigbar klein und beträgt maximal den doppelten Betrag der Exzentrizität des Sicherungsbolzens. Der dargestellte Einstellmechanismus gleicht dabei einem Kurbeltrieb, in dem der exzentrische Sicherungsbolzen die Kurbel, der Grindel das Pleuel und die Führungskulisse die Gleitführung des Pleuels darstellt. Die momentane, translatorische Bewegung der Grindelausnehmung verläuft dabei auf der Bahnkurve, welcher der Exzenter des Sicherungsbolzen um die Bolzenachse vollzieht. Da die Grindelausnehmung zu den seitlichen Anschlägen der Führungskulisse beabstandet ist, vollzieht der Grindel während der Drehung des Sicherungsbolzens zugleich die gewünschte Winkelbewegung relativ zur Führungskulisse
-
Durch Nutzung des Sicherungsbolzens als einzige translatorische Bewegungssicherung des Grindels zur Führungskulisse in Richtung des Grindelprofils ist eine kostengünstige und einfache Einstellmöglichkeit geschaffen, ohne den Grindel mit weiteren Handgriffen oder Mitteln gegen Längsverschiebung zu sichern.
-
Durch eine mehrteilige Ausbildung des Sicherungsbolzens kann dessen Fertigung bzw. Montage noch weiter vereinfacht werden. Beispielsweise kann der Exzenter mit einer außermittigen Bohrung oder Ausnehmung auf die Bolzenachse aufgeschoben werden.
-
Durch eine form- oder kraftschlüssige, rotatorische Fixierung des Sicherungsbolzens in mehreren Ausrichtungen können sinnvolle Einstellpositionen des Grindels relativ zur Führungskulisse vorgegeben werden. Beispielsweise kann der Sicherungsbolzen mit einem Querstift gegen Federkraft aus einer Kreuzkulisse gehoben werden und in einer anderen Stellung formschlüssig in dieser abgesenkt werden. Andere, den Sicherungsbolzen beispielsweise form- oder kraftschlüssig umgreifende Arretierungsmittel sind denkbar.
-
Durch die annähernde, axiale Ausrichtung zumindest eines seitlichen Anschlags des Grindels in der Führungskulisse, welcher beispielsweise durch eine Querschnittskante am Austrittsquerschnitt der Führungskulisse gebildet wird und auf den Eindringbereich des Bodenbearbeitungswerkzeugs in den Boden ausgerichtet ist, erfolgt eine optimale Winkeleinstellung des Bodenbearbeitungswerkzeuges im Eindringbereich, ohne dass eine nennenswerte, translatorische Verschiebung des Bodenbearbeitungswerkzeuges damit einhergeht. Dabei stellt die axiale Ausrichtung eine gedachte Gerade dar, welche einen seitlichen Anschlag durchschneidet und annähernd parallel zur Rotationsachse des Sicherungsbolzens zur Bodenoberfläche verläuft und in den Eindringbereich des Bodenbearbeitungswerkzeuges trifft.
-
Durch Zuordnung der Grindeleinstellung an dem Ende des Grindels, an welchem das Bodenbearbeitungswerkzeug befestigt ist, kann eine Angriffswinkeleinstellung in unmittelbarer Nähe zum Bodenbearbeitungswerkzeug folgen.
-
Durch die Zuordnung der Grindeleinstellung an dem Bodenbearbeitungswerkzeug gegenüberliegenden Grindelende, nämlich rahmenseitig, kann eine Einstellung des exzentrischen Sicherungsbolzens bequem oberhalb der Bodenoberfläche erfolgen.
-
Durch die bewegliche Lagerung der Grindeleinstelleinrichtung um eine Schwenkachse relativ zum Rahmen des Bodenbearbeitungsgerätes, wird ein weiterer Freiheitsgrad zur Bewegung des Bodenbearbeitungswerkzeuges geschaffen. Vorzugsweise erfolgt die Ausrichtung dieser Schwenkachse horizontal oder vertikal zum Boden oder quer zur Fahrtrichtung.
-
Ist der Grindel oder seine Einstelleinrichtung mit einer Überlastsicherung ausgestattet, kann der Grindel bzw. das Bodenbearbeitungswerkzeug beim Auftreffen auf ein Hindernis ausweichen, ohne die Einstelleinrichtung oder den Grindel zu verformen oder zu zerstören. Die Überlastsicherung kann im Zusammenspiel mit der vorgenannten Schwenkachse über einen Feder- oder Energiespeicher erfolgen, welcher beabstandet zur Schwenkachse angeordnet ist, ebenso aber auch über einen einfachen Scherbolzen. Auch eine elastische oder federnde Lagerung innerhalb der Schwenkache ist denkbar.
-
Wird der Grindel federnd oder elastisch ausgebildet, übernimmt dieser selbst die Funktion einer Überlastsicherung oder kann durch seine federnde Wirkung eine Bodenzerkleinerungswirkung des Bodenbearbeitungswerkzeuges unterstützen, beispielsweise in Form einer Blattfeder.
-
Die Grindeleinstellung hat sich insbesondere im Zusammenspiel mit Scharwerkzeugen, Pflugwerkzeugen oder um eine Achse rotierende Scheiben- oder Spatenwerkzeuge als sehr hilfreich und wirksam erwiesen, um schnell und einfach verschiedene Anstellwinkel der vorgenannten Werkzeuge einzustellen.
-
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine stabile Grindelführung in einer Führungskulisse für ein Bodenbearbeitungswerkzeug geschaffen wird, wobei durch simples Verdrehen eines exzentrischen Sicherungsbolzens eine einfache Angriffswinkeleinstellung des Bodenbearbeitungswerkzeuges in mehreren Stufen oder stufenlos erfolgt.
-
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
-
1 eine seitliche Ansicht eines Bodenbearbeitungsgerätes,
-
2 eine perspektivische Detailansicht der Grindeleinstellung,
-
3 eine perspektivische Teilansicht der Grindeleinstellung,
-
4 die Ansicht wie 3 mit anderer Grindellage und
-
5 einen Gestaltungsvorschlag des Sicherungsbolzens.
-
1 zeigt ein gezogenes Bodenbearbeitungsgerät 1, welches mit einem oberen Lenker 24 und zwei unteren Lenkern 23 von einem Zugschlepper 22 gezogen und/oder getragen wird. Die Lenker 23, 24 sind mit dem Maschinenrahmen 20 beweglich gekoppelt. Ebenso ist eine Deichselanhängung mit Fahrwerk denkbar. Dem Bodenbearbeitungsgerät kann eine einstellbare Stützwalze o.ä. zur Tiefenführung der Bodenbearbeitungswerkzeuge folgen. Von dem Maschinenrahmen 20 erstrecken sich seitlich zwei Querrohre 21, 21‘, welche in Fahrtrichtung zueinander beabstandet und fest oder beweglich mit dem Maschinenrahmen 20 verbunden sind. In regelmäßigen Abständen sind Lagertaschen 26 seitlich nebeneinander an den jeweiligen Querrohren 21, 21‘ angeordnet. Quer zur Fahrtrichtung um die Achse 18 sind die Führungskulissen 5 schwenkbar gelagert und werden durch die Überlastsicherung 19 in der gezeigten Position gehalten. Aus den Führungskulissen 5 sind Grindel 4 nach hinten heraus geführt. Diese Grindel 4 sind nach unten abgebogen und halten jeweils ein Bodenbearbeitungswerkzeug 3, welches im Eingriff mit dem Boden 25 steht. Die Bodenbearbeitungswerkzeuge 3, hier beispielsweise gezackte Hohlscheiben, sind drehbar über ein Lager 27 am unteren Ende 16 des Grindels 4 über eine Verschraubung befestigt. Ebenso sind Klemm- oder Keilverbindungen denkbar. Die Rotationsachse der Lager 27 ist dabei etwas schräg nach oben und nach vorn in Fahrtrichtung ausgerichtet, um ein Schneiden und Mischen von Bodenmaterial zu gewährleisten. Hierdurch stellt sich für das Bodenbearbeitungswerkzeug ein charakteristischer Schnittwinkel ein, welcher je nach Bodenbeschaffenheit, Arbeitstiefe und Bodenbewuchs passend eingestellt werden soll, bei Holscheibenwerkzeugen insbesondere um die Hochachse. Die jeweils aufeinander folgenden, vorderen und hinteren Bodenbearbeitungswerkzeuge sind dabei rechts und links in Fahrtrichtung ausgerichtet. Andere Ausrichtungen und Anordnungen sind ebenfalls möglich.
-
2 zeigt eine perspektivische Detaildarstellung der Grindeleinstellung 2 mit den wesentlichen Bauteilen. Quer zur Fahrtrichtung und parallel zum Boden erstreckt sich ein Querrohr 21, an dem hier exemplarisch eine Lagertasche 26 angeordnet ist. Um deren parallel zum Querrohr 21 verlaufende Achse 18 ist die Führungskulisse 5 schwenkbar nach oben gelagert und wird durch die Überlastsicherung 19 in der gezeigten Position gehalten. Dabei besteht die Überlastsicherung 19 aus einem von einem rahmenseitigen Widerlager gehaltenen Energiespeicher, hier beispielsweise einer Spiralfeder, welcher beabstandet zur Achse 18 die Führungskulisse und somit Grindel 4 und Bodenbearbeitungswerkzeug 3 in Bodenrichtung mit einer Kraft vorspannt. Mit einer innenliegenden Anschlaglasche wird die Führungskulisse in der gezeigten Endlage gehalten und kann bei Überlast nach oben ausweichen. Andere Energiespeicher wie hydraulische Zylinder etc. sind denkbar. Die Führungskulisse 5 besteht aus einem rechteckigen, sich nach hinten verjüngenden Hohlraum, in welchem der Grindel 4 mit seinem dazu passenden rechteckigen Querschnitt von hinten eingeschoben ist. Durch die hinteren Anschläge 10, 11 der Führungskulisse 5 wird der Grindel 4 in seiner seitlichen Bewegung translatorisch begrenzt, wobei er in der gleichen Bewegungsebene mit seinem vorderen Ende 17, welches in die Kulisse hineinragt, hin- und herschwenken kann. Die Führungskulisse 5 verfügt über eine untere und obere Abdeckung 28, 29. Im mittleren Bereich dieser Abdeckungen 28, 29 sind Ausnehmungen 6 in Form einer Bohrung eingebracht. In diese Ausnehmungen 6 wird von unten ein Sicherungsbolzen 8 eingesteckt, und oben mit einer Unterlegscheibe und einer selbstsichernden Mutter als Sicherungsmittel 30 gegen Herausfallen gesichert. Ebenso kann der Sicherungsbolzen 8 in einer anderen Lage eingesteckt und auch mit anderen Sicherungsmitteln gegen Verlieren bzw. selbsttätiges Verstellen gesichert werden. Hier nicht sichtbar ist in dem Grindel 4 ebenfalls eine Ausnehmung 7 in Form einer Bohrung eingebracht, durch welche der Sicherungsbolzen hindurch ragt. Durch diese Verbindung zwischen Sicherungsbolzen 8, Führungskulisse 5 und Grindel 4 sowie den jeweiligen Ausnehmungen 6, 7 ist der Grindel 4 im Zusammenspiel mit den hinteren Anschlägen 10, 11 sowie den Abdeckungen 28, 29 der Führungskulisse 5 gegen ungewollte Bewegung festgesetzt. Die seitlichen Anschläge 10, 11 können Gehäusekanten oder Flächen der Führungkulisse 5 sein, ebenso aber auch Distanzrohre, oder ähnliche Elemente, welche zwischen den oberen und unteren Abdeckungen 28, 29 eingefügt, eingeklemmt oder eingesetzt werden Auch eine einschnittige Lagerung ist möglich. Dabei übernimmt der Sicherungsbolzen 8 mit seinem Sicherungsmittel 30 eine klemmende Wirkung. Der hintere Anschlag kann als einteiliger Bolzen im Zusammenspiel mit einem länglichen, zweiten Ausbruch des Grindels 4 zusammenwirken, wenngleich der Grindel 4 durch diesen zweiten Ausbruch im Biegequerschnitt ggfs. geschwächt wird. Der Sicherungsbolzen 8 verfügt im Bereich des Grindels 4 über eine rotationssymmetrische, exzentrische Fläche, womit durch Verdrehung des Sicherungsbolzens 8 um die eigene Rotationsachse 12 ein Verschieben des Grindels innerhalb der Führungskulisse 5 entsprechend des exzentrischen Abstandes a des Sicherungsbolzens 8 erfolgt. Die Rotationsachse 12 verläuft dabei durch die Ausnehmungen 6 der Führungskulisse 5. Die Achse 13 bildet die Rotationssymetrieachse des Exzenters von Sicherungsbolzen 8 mit Abstand bzw. Exzentrizität a zu Achse 12. Die Achse 13 verläuft durch die verdeckte Ausnehmung 7 des Grindels 4. Eine Winkeländerung des Grindelendes 17 in der Führungskulisse bewirkt am anderen Grindelende 16 eine Schnittwinkeländerung des daran befestigten Bodenbearbeitungswerkzeuges 3. Die Winkeländerung erfolgt dabei um einen der beiden Anschläge 10, 11. Die translatorische Bewegung des Grindels 4 in Grindelrichtung 9 ist dabei vernachlässigbar klein und hat keinen nennenswerten Einfluss auf die Arbeit des Bodenbearbeitungswerkzeuges 3. Die vertikale Ausrichtung der Anschläge 10, 11 fluchtet dabei zumindest annähernd mit dem Eindringbereich 36 des Bodenbearbeitungswerkzeuges, wie durch die axiale Ausrichtung 35 dargestellt bzw. angedeutet. Die axiale Ausrichtung 35 verläuft vorzugsweise parallel zu den Achsen 12 bzw. 13 und somit senkrecht zur Bewegungsebene des Grindels 4 innerhalb der Führungskulisse 5.
-
3 zeigt die wesentlichen Komponenten für das Zusammenspiel zwischen Führungskulisse 5 und Grindel 4. Die Führungskulisse 5 ist schwenkbar in der Lagertasche 26 angeordnet, welche am Querrohr 21 angeschweißt oder verschraubt ist. Der Sicherungsbolzen 8 ist von unten in die Ausnehmung der Führungskulisse 5 eingelassen. Dabei befindet sich der mittlere, exzentrische Bereich des Sicherungsbolzens 8 in der Ausnehmung 7 des Grindels 4. Die Rotationsachse 12 der Ausnehmungen der Führungskulisse 5 und die Rotationsachse 13 der Ausnehmung 7 des Grindels 4 bzw. der exzentrischen Sicherungsbolzenflächen sind dabei um den Betrag a in Fahrtrichtung nach links versetzt. Hierdurch ist der Grindel 4 bzw. sein vorderes Ende 17 um den Anschlag 10 bzw. 11 nach links verschwenkt.
-
4 zeigt die gleiche Situation wie 3. Allerdings ist der exzentrische Bereich des Sicherungsbolzens 8 mit dem Versatz a in Fahrtrichtung nach vorne verschwenkt. Der Grindel 4 wird etwa um den Betrag a nach vorne verschoben und nimmt eine mittlere Winkellage innerhalb der Führungskulisse 5 ein. Möchte man den exzentrischen Sicherungsbolzen 8 im Uhrzeigersinn weiter nach rechts drehen, schwenkt auch der Grindel um den Anschlag 10 bzw. 11 in Fahrtrichtung nach rechts und nimmt die andere extreme Winkellage ein. Durch geschickte Auswahl der Anschlagpositionen 10, 11 ergibt sich bei nach hinten gedrehtem Sicherungsbolzen 8 eine weitere, beispielsweise vierte Winkellage des Grindels 4.
-
In
5 ist der exzentrische Sicherungsbolzen
8 dargestellt. Konzentrisch um die Achse
12 sind die Lagerflächen
14 und
31 angeordnet. Exzentrisch um den Betrag a versetzt ist die Fläche
15 rotationssymmetrisch um die Achse
13 angeordnet. Die Achsen
12 und
13 sind damit ebenso um den Abstand a voneinander entfernt. Die Lagerflächen
14 und
31 sind in den entsprechenden Ausnehmungen
6 der Führungskulisse
5 gelagert, die Fläche
15 in der Ausnehmung
7 des Grindels
4, wie zuvor beschrieben. Um ein Verkanten des Sicherungsbolzens
8 in der Ausnehmung
7 des Grindels
4 zu vermeiden, ist die Form nicht zylindrisch, sondern ballig oder mit unterschiedlichen Durchmessern über die Höhe ausgeführt. Konzentrisch zur Achse
12 ist ein weiterer Flächenfortsatz
32 am oberen Ende zur Aufnahme eines Sicherungsmittels
30 angeordnet, beispielsweise ein Gewinde zur Aufnahme einer selbstsichernden Mutter. Der untere Bund
33 des Sicherungsbolzens
8 bildet die axial wirksame Anschlagfläche gegen die untere Abdeckung
28 der Führungskulisse. Der Bund
33 ist mit einem Vierkant in einer handelsüblichen Schraubenschlüsselweite ausgestaltet. Ebenso ist ein Sechskant oder eine andere Form denkbar. Somit kann eine schnelle Verdrehung des Sicherungsbolzens ohne großen Kraftaufwand erfolgen. Entsprechend der vorgenannten Formen ist im Bund
33 eine umlaufende Nut
34 eingelassen, welche im Zusammenspiel mit einem federnden Anschlag eine Verdrehsicherung gegen die Führungskulisse darstellt. Hier greift beispielsweise eine Drahtfeder in die Nut, welche federnd an der Führungskulisse befestigt ist. Dadurch ergeben sich beispielsweise vier bzw. sechs Arretierungspositionen entsprechend der vorgenannten Bundformen. Ebenso kann der Sicherungsbolzen
8 mit einem weiteren Stell- oder Betätigungsgriff versehen sein. Genauso kann im Sicherungsbolzen
8 ein Querstift oder ähnliches angeordnet sein, welcher beispielsweise in eine Kreuznut der Führungskulisse eingearbeitet ist. Eine Spiralfeder zwischen Sicherungsmittel und Führungskulisse ermöglicht ein axiales Ausweichen des Stiftes aus der Kreuznut, um den Sicherungsbolzen zu verdrehen. Anstelle der Kreuznut sind andere Ausnehmungen oder Arretierungsformen denkbar. BEZUGSZEICHENLISTE
| 1 | Bodenbearbeitungsgerät |
| 2 | Grindeleinstellung |
| 3 | Bodenbearbeitungswerkzeug |
| 4 | Grindel |
| 5 | Führungskulisse |
| 6 | Ausnehmung (Führungskulisse) |
| 7 | Ausnehmung (Grindel) |
| 8 | Sicherungsbolzen |
| 9 | Grindelrichtung |
| 10 | Anschlag |
| 11 | Anschlag |
| 12 | Achse |
| 13 | Achse |
| 14 | Rotationssymmetrische Fläche |
| 15 | Rotationssymmetrische Fläche |
| 16 | Grindelende |
| 17 | Grindelende |
| 18 | Achse |
| 19 | Überlastsicherung |
| 20 | Rahmen |
| 21 | Querrohr |
| 22 | Zugschlepper |
| 23 | Lenker |
| 24 | Lenker |
| 25 | Boden |
| 26 | Lagertasche |
| 27 | Lager |
| 28 | Abdeckung |
| 29 | Abdeckung |
| 30 | Sicherungsmittel |
| 31 | Rotationssymmetrische Fläche |
| 32 | Fläche |
| 33 | Bund |
| 34 | Nut |
| 35 | Axiale Ausrichtung |
| 36 | Eindringbereich |
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 202012002916 U1 [0002]
- DE 7835771 U [0002]
