-
Die Erfindung betrifft eine Häckseleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Technologischer Hintergrund
-
Feldhäcksler dienen zur Ernte von Pflanzen von einem Feld, die beim Erntevorgang aufgenommen oder abgeschnitten, gehäckselt und auf ein Transportfahrzeug überladen werden. Die gehäckselten Pflanzen dienen in der Regel als Futter für Tiere oder werden in Biogasanlagen verwendet.
-
Da die Messer der Häckseltrommel beim Erntevorgang nach und nach stumpf werden, umfassen Feldhäcksler Schleifeinrichtungen, um die Messer bei Bedarf wieder schärfen zu können. Eine derartige Schleifeinrichtung wird in der
US 4 843 767 A1 beschrieben, gemäß welcher ein Schleifstein mit konstanter Geschwindigkeit über die Breite der Häckseltrommel hin und her verfahren wird. An den Umkehrpunkten am linken und rechten Ende der Häckseltrommel bleibt der Schleifstein jeweils für eine vorbestimmte Verweilzeit stehen, so dass dort die Messer der Häckseltrommel über eine Zeitdauer geschliffen werden, die länger als die Schleifzeit ist, die den übrigen (zwischen den Umkehrpunkten liegenden) Teilen der Messer zugeordnet ist.
-
Um zu erreichen, dass tatsächlich eine möglichst genau zylindrische Form der Häckseltrommel erreicht wird, die zum Erzielen eines optimalen Häckselergebnisses und zum möglichst genauen Einstellen der Position der Gegenschneide benötigt wird, schlagen die
EP 1 174 020 A1 und die
EP 1 174 021 A1 (letztere in ihrer ersten Ausführungsform) vor, vor oder während eines Schleifvorgangs die Form der Hüllkurve der Häckseltrommel durch einen Sensor zu erfassen und beim Schleifvorgang den Schleifstein entsprechend der erfassten Form anzusteuern, sodass radial nach außen überstehende Bereiche der Häckseltrommel durch den Schleifstein abgetragen werden und am Ende eine zylindrische Form der Häckseltrommel erreicht wird. Hierbei ist als nachteilig anzusehen, dass ein zusätzlicher Sensor benötigt wird.
-
Weiterhin schlägt die
EP 1 174 021 A1 in ihrer zweiten Ausführungsform vor, jedem Punkt der Breite der Häckseltrommel jeweils unterschiedliche, anhand von Versuchen vorbestimmte Schleifzeiten zuzuordnen, um die gewünschte Form der Häckseltrommel zu erzielen. Hier wird demnach kein Sensor benötigt, um die Form der Häckseltrommel zu erfassen.
-
Es besteht jedoch das Problem, dass nicht jede Art von Häckseltrommeln gleiche Schleifzeiten benötigt, um besonders auch an den Umkehrpunkten eine zylindrische Häckseltrommel zu erzielen. So können beispielsweise unterschiedliche Anzahlen der Messer in Umfangsrichtung unter Umständen aufgrund voneinander abweichender Vibrationen, hervorgerufen durch den Schleifprozess, dazu führen, dass (bei konstanter Geschwindigkeit des Schleifsteins über die Breite und konstanten Verweilzeiten an den Umkehrpunkten) die Häckseltrommel an ihren Enden entweder kissenzipfelartig nach außen ausgestülpt ist (vgl. die 3a) oder tonnenförmig nach innen eingewölbt ist (vgl. 3b), anstelle die optimale, zylindrische Form anzunehmen (vgl. 3c). Diese unterschiedlichen Formen können dadurch bedingt sein, dass der Schleifstein sich aufgrund der unterschiedlichen Anzahlen der Messer entweder mit nur einem einzigen Messer zusammenwirkt (bei kleinen Messeranzahlen) oder mit zwei Messern gleichzeitig zusammenwirkt (bei größeren Messeranzahlen), was aufgrund der Elastizität der Schleifsteinhalterung zu unterschiedlichen Positionen des Schleifsteins gegenüber dem Messer und somit zu unterschiedlicher Schleifwirkung führen kann. Auch kann der Schleifstein, wie oben angemerkt, durch die verschiedenen Messeranzahlen in unterschiedlichen Weisen in Schwingung versetzt werden. Diese Unterschiede machen sich hauptsächlich an den Umkehrpunkten bemerkbar, wie in den 3a bis 3c dargestellt ist.
-
Da die Schleifzeiten gemäß der zweiten Ausführungsform der
EP 1 174 021 A1 fest vorgegeben sind, wird zumindest dann, wenn eine Häckseltrommel mit abweichender Anzahl an Messern eingebaut wird, auch dort das beschriebene Problem der nicht-zylindrischen Häckseltrommel auftreten.
-
Weiterhin beschreibt die
EP 1 034 696 A1 eine Schleifeinrichtung, bei welcher die Verweilzeit des Schleifsteins an den Umkehrpunkten einstellbar ist.
-
Die als gattungsbildend angesehene
EP 2 764 767 A2 beschreibt einen Feldhäcksler mit einer Schleifeinrichtung und einer zugehörigen Steuerung, welche die Drehgeschwindigkeit der Häckseltrommel beim Schleifen abhängig von der eingegebenen oder sensorisch erkannten Anzahl der Messer der Häckseltrommel wählt. Dadurch soll verhindert werden, dass der Schleifstein bei einer kleineren Messerzahl in den Zwischenraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Messern gelangt und unerwünschte Schwingungen erzeugt, was ggf. durch eine höhere Drehzahl erreicht wird.
-
Aufgabe
-
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, eine Schleifeinrichtung für einen Feldhäcksler dahingehend zu verbessern, dass ein optimales Schleifergebnis erzielt wird, ohne auf einen Sensor zur Erfassung der Form der Häckseltrommel zurückgreifen zu müssen.
-
Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung wird durch die Patentansprüche definiert.
-
Eine Schleifeinrichtung für eine mit einer Anzahl an Messern versehene Häckseleinrichtung umfasst einen Schleifstein zum Schleifen der Messer und eine Bewegungseinrichtung, die betreibbar ist, den den Messern zustellbaren (während des Schleifens) oder nicht zustellbaren (während des Schlichtens) Schleifstein bei einem Schleifvorgang mit konstanter, vorgegebener Geschwindigkeit mehrmals entlang der Messer der Häckseleinrichtung hin und her zu verfahren und an den Umkehrpunkten jeweils für eine vorbestimmte Verweilzeit stehen zu lassen. Die vorgegebene Verweilzeit an den Umkehrpunkten ist veränderbar und wird an die jeweilige Anzahl der Messer angepasst.
-
Auf diese Weise wird mit geringem Aufwand die Möglichkeit geschaffen, die Verweilzeit des Schleifsteins an den beiden Umkehrpunkten seiner Schleifbewegung an die jeweils verwendete Anzahl der Messer anzupassen, um optimale Schleifergebnisse zu erzielen.
-
Die Bewegungseinrichtung umfasst eine mit einem Speicher verbundene Steuerung, in dem eine Information über die Anzahl der Messer abgelegt ist, anhand welcher die Steuerung die Verweilzeit bestimmt. Hier ist demnach lediglich eine Kenntnis über die Anzahl der Messer erforderlich, anhand welcher die Steuerung selbsttätig die angemessene Verweilzeit evaluiert. Die Information über die Anzahl der Messer ist über eine Bedienerschnittstelle eingeb- und/oder auswählbar, oder sie ist mittels eines Sensors erfassbar. Ein derartiger Sensor kann beispielsweise durch die Messer beim Vorbeilaufen an einer Gegenschneide erzeugte mechanische Vibrationen oder dabei entstehende Magnetfeldänderungen erfassen und die zugehörige Frequenz mit der bekannten Drehzahl der Häckseltrommel vergleichen (vgl.
DE 10 2009 046 821 A1 oder
DE 10 2011 005 317A1 ).
-
Nach dem beschriebenen Schleifvorgang ist die Sollform - vorzugsweise eine zylindrische oder leicht konkave Form - des Hüllkreises der Schneidkanten der Messer erzielt. Es bietet sich an, dass zum Abschluss des Schleifvorgangs ein abschließendes Schlichten erfolgt, um hinreichend scharfe Messer zu erhalten.
-
Bei der von der Schleifeinrichtung bearbeiteten Häckseleinrichtung handelt es sich um eine Häckseltrommel in offener oder geschlossener Form, an der mehrere Messer angebracht sind. Die Häckseltrommel ist auf einer Welle angeordnet, die beim Schleifen in Rotation versetzt wird und sich in der Regel gegenüber dem normalen Häckselbetrieb in Gegenrichtung dreht.
-
Die vorliegende Erfindung kann an selbstfahrenden oder gezogenen Erntemaschinen mit Häckseltrommeln benutzt werden.
-
Figurenliste
-
Anhand der Abbildungen wird ein Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Erntemaschine mit einer Häckseltrommel mit einer Schleifeinrichtung in Seitenansicht und in schematischer Darstellung,
- 2 eine Vorderansicht einer Schleifeinrichtung, und
- 3a bis 3c unterschiedliche Formen von Häckseltrommeln.
-
Die in der 1 gezeigte Erntemaschine 10 in der Art eines selbstfahrenden Feldhäckslers baut sich auf einem Rahmen 12 auf, der von angetriebenen vorderen Rädern 14 und lenkbaren rückwärtigen Rädern 16 getragen wird. Die Bedienung der Erntemaschine 10 erfolgt von einer Fahrerkabine 18 aus, von der aus eine Erntegutaufnahmevorrichtung 20 einsehbar ist. Mittels der Erntegutaufnahmevorrichtung 20 vom Boden aufgenommenes Gut, z. B. Mais, Gras oder dergleichen wird im Erntebetrieb durch in einem Einzugsgehäuse 36 angeordnete Vorpresswalzen 30, 32 einer Häckseltrommel 22 zugeführt, die es in kleine Stücke häckselt und es einem Nachbeschleuniger 24 aufgibt. Das Gut verlässt die Erntemaschine 10 zu einem nebenher fahrenden Anhänger über einen höhenverstellbaren und um die Hochachse drehbaren Auswurfkrümmer 26. Zwischen der Häckseltrommel 22 und der Fördervorrichtung 24 erstreckt sich (bei der Ernte von Mais) eine Nachzerkleinerungsvorrichtung mit Walzen 28, 28`, durch die das zu fördernde Gut dem Nachbeschleuniger 24 tangential zugeführt wird.
-
In der 2 ist schematisch eine Ansicht einer Häckseltrommel 22 und einer ihr zugeordneten Schleifeinrichtung wiedergegeben, wie sie sich bei einer Betrachtung der Erntemaschine 10 in 1 (bezüglich der Bewegungsrichtung) von vorn ergibt. Die Häckseltrommel 22 weist eine Anzahl über ihre Breite und ihren Umfang verteilter Messer 38 auf, die in Zusammenwirken mit einer starren Gegenschneide 46 durch die Erntegutaufnahmeeinrichtung 20 aufgenommenes Erntegut zerteilen. Die Häckseltrommel 22 umfasst eine zentrale Welle 34, die über eine stirnseitige Riemenscheibe 56 und nicht dargestellte Riemen durch einen Motor der Erntemaschine 10 rotativ antreibbar ist. Die Welle 32 stützt sich durch zwei beidseits der Häckseltrommel 22 angeordnete, in 2 nicht eingezeichnete Lager am Rahmen 12 der Erntemaschine 10 ab. Alternativ kann die Messertrommel auch andersartig, beispielsweise ohne durchgehende Welle, jedoch mit flanschartig befestigten Wellenstummeln ausgeführt sein.
-
Um nach einer bestimmten Betriebsdauer die Messer 38 schärfen zu können, ohne die einzelnen Messer 38 oder die gesamte Häckseltrommel 22 ausbauen zu müssen, ist beispielsweise oberhalb der Häckseltrommel 22 nahe des von den Messern 38 beschriebenen Hüllkreises eine Schleifeinrichtung vorgesehen, die im wesentlichen einen Schleifstein 42, eine diesem zugeordnete Schleifsteinhalterung 40 und eine Achse oder Linearführung 44 umfasst, auf der die Schleifsteinhalterung 40 verschiebbar gelagert ist.
-
Sollen die Messer 38 geschärft werden, wird die Häckseltrommel 22 in Rotation versetzt, in der Regel in umgekehrter Drehrichtung und/oder mit reduzierter Drehzahl, verglichen mit normalem Häckselbetrieb. Die Schleifsteinhalterung 40 mit dem daran befestigtem Schleifstein 42 wird mittels einer Bewegungseinrichtung 48 aus einer (nicht eingezeichneten) Ruhe- oder Parkposition, in der sie seitlich neben der Häckseltrommel 22 angeordnet ist, über die gesamte Breite der Häckseltrommel 22 verschoben. Dabei ist die Unterseite des Schleifsteins 42 in Kontakt mit den Messern 38, und schärft sie. Beim Schleifvorgang wird der Schleifstein 42 mehrere Male über die Breite der Häckseltrommel 22 verfahren. Die Endpunkte dieser Verschiebebewegung sind in der 2 durch die Schleifsteinhalterungen mit den Bezugsziffern 40 am linken Umkehrpunkt und 40' am rechten Umkehrpunkt dargestellt.
-
Zwischen den Verschiebebewegungen kann ein Zustellen des Schleifsteins 42 erfolgen, also eine geringfügige Bewegung des Schleifsteins 42 auf die Messer 38 zu. In der dargestellten Ausführungsform wird dazu ein mechanisches Element (Klinkenrad) verwendet, das bei Erreichen eines oder beider Umkehrpunkte der Schleifsteinhalterung 40 mit einem ortsfesten Element zusammenwirkt. Die Drehung des mechanischen Elements wird mittels eines Gewindes in eine Verschiebebewegung umgewandelt, so dass der Schleifstein 42 der Häckseltrommel 22 zugestellt wird. Durch eine Verschiebung des Schleifsteins 42 nur über einen eingeschränkten seitlichen Verschiebebereich kann ein Zustellen vermieden werden, da das mechanische Element dann nicht mit dem ortsfesten Element in Kontakt kommt. Ein derartiges Schleifen ohne Zustellen ist beim den Schleifvorgang abschließenden Schlichten zweckmäßig. Alternativ kann die Zustellung des Schleifsteins 42 elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder einer Kombination aus elektrisch, pneumatisch, hydraulisch erfolgen. Die Bewegungseinrichtung 48 der Schleifeinrichtung wird durch eine in 2 schematisch wiedergegebene Steuerung 52 gesteuert, die sowohl die Verschiebung des Schleifsteins 42 durch die Bewegungseinrichtung 48, als auch - in der oben beschriebenen Weise - das Zustellen steuert. Die Steuerung 52 wird mit einer Information über die jeweilige Position des Schleifsteins 42 entlang der Achse oder Linearführung 44 beaufschlagt, was über einen entsprechenden, in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Sensor (beispielsweise ein Linearpotentiometer, das in den Motor der Bewegungseinrichtung 48 integriert ist) erfolgen kann, oder dadurch, dass der Steuerung 52 eine Information vorliegt, in welche Stellung sie die Bewegungseinrichtung 48 verbracht hat. Dazu kann beispielsweise die Anzahl der Impulse gespeichert werden, die an einen Schrittmotor der Bewegungseinrichtung 48 abgegeben wurden. Die Steuerung 52 kann außerdem den Antrieb der Häckseltrommel 22 steuern.
-
Anzumerken ist, dass das Zustellen auch durch einen separaten Motor, insbesondere einen Elektro- oder Hydraulikmotor bewirkt werden könnte, der ebenfalls mit der Steuerung 52 zu verbinden wäre. Anstelle eines Zustellens durch Verschieben des Schleifsteins 42 könnte auch die ganze Schleifsteinhalterung 40 oder die Achse oder Linearführung 44 zugestellt werden.
-
Die Steuerung 52 ist mit einem Speicher 54 und mit dem Motor der Bewegungseinrichtung 40 verbunden. Soll ein Schleifvorgang der Messer 38 erfolgen, wird die Steuerung die Bewegungseinrichtung 48 veranlassen, den Schleifstein 42 zwischen den Umkehrpunkten hin- und her zu bewegen und an den Umkehrpunkten für eine Verweilzeit stehen zu lassen. Dabei erfolgt beim Erreichen des in 2 links eingezeichneten Umkehrpunkts oder am rechten Umkehrpunkt oder an beiden Umkehrpunkten ein Zustellen des Schleifsteins. Die Verstellgeschwindigkeit beim Bewegen des Schleifsteins 42 entlang der Achse oder Linearführung 44 ist jeweils konstant. Die für beide Umkehrpunkte gleiche Verweilzeit entnimmt die Steuerung 52 aus dem Speicher 54. Die Anzahl der Hin- und Herbewegungen ist ebenfalls im Speicher 54 abgelegt und fest vorgegeben oder mittels der Bedienerschnittstelle 98 auswähl- oder veränderbar. Nach dem Schleifen erfolgt noch das oben beschriebene Schlichten. Sollte ein ungleichmäßiger Messerverschleiß auftreten, dieser - bei einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform - von einem Sensor oder manuell detektiert werden, so kann die Verweilzeit an den Umkehrpunkten voneinander abweichen, wobei dies nicht die Regel ist.
-
In die Erntemaschine 10 können Häckseltrommeln 22 mit unterschiedlich vielen um den Umfang verteilten Messern 38 eingebaut werden. Es ist auch möglich, bei einer Häckseltrommel jedes zweite Messer in Umfangsrichtung auszubauen, um besonders große Schnittlängen zu erreichen. In axialer Richtung sind üblicherweise jeweils vier Messer nebeneinander angeordnet, obwohl auch diese Anzahl abweichen könnte (es wäre auch denkbar, dass sich jeweils ein oder zwei Messer 38 über die ganze Breite der Häckseltrommel 22 erstreckt oder erstrecken).
-
Da festgestellt wurde, dass bei einer festen Verweilzeit die nach dem Schleifen erzielte Form der Häckseltrommel 22 von der Anzahl der um den Umfang der Häckseltrommel 22 verteilten Messer 38 abhängt (größere Anzahlen an Messern 38 führen tendenziell zu der Form nach 3b und kleinere Anzahlen an Messern tendenziell zu der Form nach 3a), ist in einer nicht unter die Ansprüche fallenden Ausführungsform der Speicher mit einer Bedienerschnittstelle 98 verbunden, die eine Eingabe oder Auswahl der Verweilzeit ermöglicht. Der Bediener kann somit die Verweilzeit direkt eingeben oder unter vorgegebenen Verweilzeiten auswählen. Somit kann er die Verweilzeit vergrößern, wenn nach einem Schleifvorgang die Situation nach 3a vorliegt und sie vermindern, wenn nach einem Schleifvorgang die Situation nach 3b vorliegt. Spätestens nach einigen Versuchen kann die zylindrische Form nach 3c erreicht werden.
-
Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird durch die Bedienerschnittstelle 98 nicht die Verweilzeit, sondern die Anzahl der Messer 38 in den Speicher 54 eingegeben oder ausgewählt. Die Steuerung 52 leitet dann die Verweilzeit aus der Anzahl der Messer 38 ab, wozu sie auf eine Tabelle oder dgl. zurückgreifen kann, die ihrerseits auf Erfahrungs- oder Versuchswerten beruht.
-
Die Anzahl der Messer 38 könnte anstelle mittels der Bedienerschnittstelle 98 auch durch einen Sensor (nicht gezeigt, vgl. aber
DE 10 2009 046 821 A1 oder
DE 10 2011 005 317 A1 ) ermittelt werden, der mit den Messern 38 mechanisch oder elektromagnetisch oder optisch zusammenwirkt und ein Signal bereitstellt, anhand dem ihre Anzahl bestimmt werden kann. Dies ist nicht nur bei standardmäßig ausgeführten Messertrommeln erforderlich, sondern auch bei der Ermittlung der Messeranzahl, sollte jedes zweite Messer aufgrund einer gewünscht längeren Häcksellänge entfernt worden sein.
