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Die Erfindung betrifft einen Förderrotor insbesondere zur Verwendung in einer landwirtschaftlichen Erntemaschine.
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Technologischer Hintergrund
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Förderrotoren werden in verschiedenen landwirtschaftlichen Erntemaschinen zur Förderung von Erntegut eingesetzt, beispielsweise in Ballenpressen oder Ladewagen zur Erntegutförderung stromab eines Aufnehmers (vgl. z.B.
DE 100 17 984 A1 ) oder in Mähdreschern als Förderer in einem Mehrtrommeldreschwerk (s.
DE 10 2012 210 649 A1 ). Derartige Förderrotoren umfassen eine mittige Welle oder Trommel, an der in axialer Richtung eine Anzahl an Förderscheiben befestigt ist, um deren Umfang jeweils mehrere Zinken verteilt sind. Benachbarte Scheiben sind üblicherweise in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt, sodass die Zinken mehrere Schraubenwendeln um den Förderrotor bilden. Aus der
DE 10 2004 061 678 A1 ist ein Förderrotor bekannt, bei dem die Rotorzinken in Umfangsrichtung des Rotors verstellbar sind.
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Aufgabe
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Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, einen verbesserten Förderrotor zu entwickeln.
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Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wird durch die Patentansprüche definiert.
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Ein Förderrotor umfasst eine Anzahl in axialer Richtung nebeneinander angeordneter Förderscheiben, um deren Umfang mehrere Zinken verteilt sind, eine rotativ antreibbare Eingangswelle, eine erste, mit der Eingangswelle gekoppelte Welle, mit der eine erste Förderscheibe gekoppelt ist, und ein mit der Eingangswelle und einer zweiten Welle gekoppeltes Verstellgetriebe, das die zweite Welle drehübertragend mit der Eingangswelle verbindet und ein Verstellglied umfasst, mit dem die zweite Welle gegenüber der ersten Welle winkelverstellbar ist, wobei eine zweite Förderscheibe mit der zweiten Welle gekoppelt ist.
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Mit anderen Worten werden die erste und zweite Welle durch die Eingangswelle angetrieben, wobei die zweite Welle gegenüber der ersten Welle durch das Verstellgetriebe winkelverstellbar ist. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, im Betrieb und/oder im Stillstand durch das Verstellglied das Verstellgetriebe derart zu verstellen, dass die zweite Welle und mit ihr die zweite Förderscheibe gegenüber der ersten Welle und der ersten Förderscheibe winkelverstellt, d.h. quasi phasenverschoben wird. Dadurch kann die zweite Förderscheibe der ersten Förderscheibe vor- oder nacheilen oder mit ihr gleich orientiert sein, sodass die Steigung der durch die benachbarten Zinken definierten Wendel beliebig verändert werden kann. Die Verstellung des Verstellglieds kann zur Anpassung des Förderrotors an seine Einsatzbedingungen manuell oder durch eine Automatik bewerkstelligt werden. So kann beispielsweise eine durch einen Sensor festgestellte, ungleichmäßige seitliche Beladung des Förderrotors mit Erntegut ausgeglichen werden, indem in diesem Fall durch eine automatische Steuerung die Steigung der Wendel in Richtung der kleineren Beladung gestellt wird, um dort mehr Erntegut hinzufördern.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der ersten Förderscheibe und der zweiten Förderscheibe eine dritte Förderscheibe angeordnet, die drehmomentübertragend durch einen Übertragungsmechanismus mit der ersten Förderscheibe und zweiten Förderscheibe gekoppelt ist, der eine durch das Verstellgetriebe bewerkstelligte relative Verstellung der zweiten Förderscheibe gegenüber der ersten Förderscheibe untersetzt auf die dritte Förderscheibe überträgt. Die Wendel wird dann durch die drei Förderscheiben gebildet, von denen die mittlere (dritte) Förderscheibe in einer mittigen Zwischenstellung zwischen der ersten und zweiten Förderscheibe orientiert ist. Die Untersetzung ist insbesondere so gewählt, dass die dritte Förderscheibe die Umdrehung der zweiten Förderscheibe hälftig mitmacht, wenn insgesamt drei Förderscheiben vorhanden sind. Sind insgesamt n Förderscheiben vorhanden, werden die zwischen der ersten und zweiten Förderscheibe angeordneten Förderscheiben jeweils um 1/(n-1) des Verstellwinkels der zweiten Förderscheibe gedreht.
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Weiterhin kann eine weitere Förderscheibe zwischen der ersten Förderscheibe und der dritten Förderscheibe und/oder zwischen der dritten Förderscheibe und der zweiten Förderscheibe angeordnet und durch den Übertragungsmechanismus mit den benachbarten Förderscheiben gekoppelt sein, der eine durch das Verstellgetriebe bewerkstelligte relative Verstellung zwischen zwei Förderscheiben hälftig auf die dazwischen angeordnete, weitere Förderscheibe überträgt. Bei dieser Ausführungsform treten weitere (d.h. eine vierte, fünfte, sechste, siebte etc.) Förderscheiben zwischen die erste und dritte Förderscheibe bzw. dritte und zweite Förderscheibe hinzu, die alle mit Übertragungsmechanismen gekoppelt sind, die die zwischen der ersten und zweiten Förderscheibe angeordneten Förderscheiben in eine mittige Zwischenstellung zwischen den beiden Förderscheiben bringt, zwischen denen die jeweilige Förderscheibe angeordnet ist. Man erhält so die erwähnte, von den Zinken der Förderscheiben gebildete Wendel.
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Der Übertragungsmechanismus kann einen ersten Hebel umfassen, der mit einem ersten Ende schwenkbar an einer Förderscheibe angelenkt ist, einen zweiten Hebel, der mit einem ersten Ende schwenkbar an einer anderen Förderscheibe angelenkt ist, während die zweiten Enden beider Hebel untereinander durch einen Verbindungsstift gekoppelt sind, der sich durch ein radial erstreckendes Langloch in einer zwischen den erwähnten Förderscheiben angeordneten Förderscheibe erstreckt.
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Das Verstellgetriebe kann ein Planetengetriebe umfassen, dessen Ringrad mit dem Verstellglied gekoppelt ist und dessen Planetenradträger mit der Eingangswelle und dessen Sonnenrad mit der zweiten Welle antriebsverbunden ist.
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Das Verstellgetriebe kann auch ein Planetengetriebe umfassen, dessen Ringrad gehäusefest ist und dessen Planetenradträger mit der Eingangswelle und dessen Sonnenrad mit der ersten Welle antriebsverbunden ist.
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Der Förderrotor kann in einer beliebigen Erntemaschine zur Erntegutförderung verwendet werden, z.B. in einem Mähdrescher oder einer Ballenpresse oder einem Ladewagen.
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Figurenliste
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In den Zeichnungen ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei die Bezugszeichen nicht zu einer einschränkenden Auslegung der Patentansprüche herangezogen werden dürfen. Es zeigt:
- 1 eine schematische seitliche Ansicht eines Mähdreschers mit einem Mehrtrommeldreschwerk,
- 2 eine perspektivische Ansicht des Förderrotors des Mehrtrommeldreschwerks,
- 3 eine Draufsicht auf den Förderrotor,
- 4 eine Explosionsansicht dreier Förderscheiben des Förderrotors,
- 5 eine seitliche Draufsicht auf die Förderscheiben der 4,
- 6 eine Prinzipdarstellung des Verstellgetriebes des Förderrotors,
- 7 eine perspektivische Ansicht des Förderrotors bei einem in eine erste Endstellung gestellten Verstellgetriebe, in welcher die Zinken eine Wendel mit relativ großer Steigung bilden,
- 8 eine perspektivische Ansicht des Förderrotors bei einem in eine zweite Endstellung gestellten Verstellgetriebe, in welcher die Zinken eine Wendel mit relativ großer Steigung, jedoch in zur 7 entgegen gesetzter Richtung bilden,
- 9 eine perspektivische Ansicht des Förderrotors bei einem in eine Zwischenstellung zwischen den Stellungen nach 8 und 10 gestellten Verstellgetriebe, und
- 10 eine perspektivische Ansicht des Förderrotors bei einem in eine neutrale Mittelstellung gestellten Verstellgetriebe, in welcher die Zinken parallel orientiert sind.
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Die 1 zeigt einen selbstfahrenden Mähdrescher 10 mit einem Rahmen 12, der sich über angetriebene vordere Räder 14 und lenkbare rückwärtige Räder 16 auf dem Boden abstützt und von diesen fortbewegt wird. Die Räder 14 werden mittels nicht gezeigter Antriebsmittel in Drehung versetzt, um den Mähdrescher 10 z.B. über ein abzuerntendes Feld zu bewegen. Im Folgenden beziehen sich Richtungsangaben, wie vorn und hinten, auf die Fahrtrichtung V des Mähdreschers 10 im Erntebetrieb. Der gezeigte Mähdrescher 10 ist ein Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Förderrotors 30, der auch an anderen Typen von Erntemaschinen Verwendung finden könnte, insbesondere als Laderotor in einer Ballenpresse oder einem Ladewagen.
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An den vorderen Endbereich des Mähdreschers 10 ist eine Erntegutbergungsvorrichtung 18 in Form eines Schneidwerks abnehmbar angeschlossen, um beim Erntebetrieb Erntegut in Form von Getreide oder anderen, dreschbaren Halmfrüchten von dem Feld zu ernten und es nach oben und hinten durch einen Schrägförderer 20 einem Mehrtrommeldreschwerk zuzuführen, das - in Fahrtrichtung V hintereinander angeordnet - eine Dreschtrommel 22, eine Abstreiftrommel 24, einen oberschlächtig arbeitenden Förderrotor 30, eine Abscheidetrommel 28 sowie einen Abgabeförderer 26 umfasst. Stromab des Abgabeförderers 26 befindet sich ein Strohschüttler 32. Die Dreschtrommel 22 ist in ihrem unteren und rückwärtigen Bereich von einem Dreschkorb 34 umgeben. Oberhalb des Förderrotors 30 befindet sich eine fest stehende Abdeckung und unterhalb der Abscheidetrommel 28 ein Abscheidekorb 36 mit verstellbaren Fingerelementen. Unterhalb des unterschlächtig fördernden Abgabeförderers 30 ist ein Trennrost 38 angeordnet. Ein Abstreifer 35 ist abgabeseitig unterhalb des Förderrotors 30 dem Einlaufbereich der Abscheidetrommel 28 vorgelagert. Der Abscheidekorb 36 ist in seinem mittleren Bereich mit konventionellen Abstreifleisten 37 und in seinem Ein- und Auslaufbereich mit Fingerrechen 39 ausgestattet.
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Der Förderrotor 30 ist in der 2 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Er umfasst eine Anzahl (in der dargestellten Ausführungsform 20) Förderscheiben 44, die auf einer ersten, mittigen, rotativ antreibbaren Welle 74 angeordnet und durch kreiszylindrische, an jeweils einer Seite der Förderscheiben 44 angebrachte Distanzringe 54 voneinander beabstandet gehalten werden. Die Förderscheiben 66 umfassen jeweils fünf um ihren Umfang verteilte Zinken 45, obwohl auch mehr oder weniger Zinken 45 verwendet werden könnten. Die Zinken 45 sind näherungsweise dreieckig mit nach radial äußeren Enden und in Umfangsrichtung zu einer radialen Mittellinie symmetrisch. Die Zinken 45 benachbarter Förderscheiben 44 sind (in der in den 2 und 3 gezeigten Stellung des Verstellgetriebes 60, die jedoch gemäß den 7 bis 10 veränderlich ist) relativ zueinander winkelversetzt angeordnet, sodass die äußeren Enden der Zinken 45 des Förderrotors 30 jeweils auf einer von insgesamt fünf gedachten Wendeln liegen.
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Der Antrieb des Förderrotors 30 erfolgt über eine Riemenscheibe 61, welche direkt mit einer Eingangswelle 64 verbunden ist, die ihrerseits drehmomentübertragend (vgl. 6) mit der ersten Welle 74 verbunden ist. Die in den 2, 3 und 7 bis 10 am weitesten links eingezeichnete Förderscheibe 44' ist über das in den erwähnten Figuren links eingezeichnete, von der Riemenscheibe 61 und einem dieser benachbarten Verstellgetriebe 60 beabstandete Ende 40 der ersten Welle 74 sowie über eine mit dem Ende 40 verbundene Endscheibe 42 direkt mit der ersten Welle 74 gekoppelt. Die übrigen Förderscheiben 44 sind gegenüber der ersten Welle 74 frei in Umfangsrichtung auf der ersten Welle 74 drehbar gelagert. Die ganz rechts eingezeichnete Förderscheibe 44" wird durch eine zweite, als Hohlwelle ausgeführte Welle 84 vom Verstellgetriebe 60 her angetrieben, innerhalb derer sich die erste Welle 74 erstreckt. Der Antrieb der Förderscheiben 44 und ihre Kopplung untereinander wird weiter unten anhand der 4 bis 6 erläutert.
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Die erste Welle 74 ist am ersten Ende 40 am Rahmen 12 drehbar gelagert. Zwischen den Förderscheiben 44 und dem Verstellgetriebe 60 ist eine Zwischenwand (nicht gezeigt) angeordnet, damit nur die Förderscheiben 44 mit dem Gutfluss im Mähdrescher 10 in Berührung kommen. Auch an der Zwischenwand und/oder im Verstellgetriebe 60 kann eine Lagerung der ersten Welle 74 angebracht sein.
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Jeweils drei benachbarte Förderscheiben 44 sind in der in den 4 und 5 gezeigten Weise untereinander gekoppelt. Die Förderscheiben 44 umfassen jeweils eine mittige, axiale Öffnung 56, durch die sich die erste Welle 74 erstreckt und gegenüber welcher die Förderscheiben 44 (mit Ausnahme der ersten Förderscheibe 44') frei drehbar sind. Der Abstandsring 54 ist an einer Seite der Förderscheibe 44 angebracht. Die Förderscheiben 44 umfassen außerdem zwei von der Drehachse beabstandete, axiale Bohrungen 52 und mit den Bohrungen 52 ausgerichtete, sich radial erstreckende Langlöcher. Ein erster Hebel 46 ist mit seinem ersten, inneren Ende an der Bohrung 52 der in 4 ganz links eingezeichneten Förderscheibe 44 um die Längsachse der Bohrung 52 drehbar verbunden, wozu ein Stift dient. Ein zweiter Hebel 46 ist mit seinem ersten, inneren Ende an der Bohrung 52 der in 4 ganz rechts eingezeichneten Förderscheibe 44 um die Längsachse der Bohrung 52 drehbar verbunden, wozu ein weiterer Stift dient. Ein dritter Stift 48 erstreckt sich durch das Langloch 50 der mittleren Förderscheibe 44 und ist mit den zweiten, äußeren Enden beider Hebel 46 gekoppelt, von denen zumindest einer gegenüber dem dritten Stift 48 drehbar angebracht ist. Der in der 4 gezeigte Übertragungsmechanismus mit den Hebeln 46, den Stiften, dem Langloch 50 und den Bohrungen 52 hat die Wirkung, dass eine Relativdrehung einer äußeren Förderscheibe 44 gegenüber der anderen, äußeren Förderscheibe 44 in eine Relativdrehung der mittleren, dazwischen angeordneten Förderscheibe 44 umgesetzt wird, die genau der Hälfte der erwähnten Relativdrehung entspricht. Bei dieser Drehung bewegt sich der dritte Stift 48 entlang des Langlochs 50.
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Jeweils drei unmittelbar benachbarte Förderscheiben 44 des Förderrotors 30 sind in der in den 4 und 5 gezeigten Weise gekoppelt, sodass alle Förderscheiben 44 des Förderrotors 30 untereinander durch einen dieser Übertragungsmechanismen gekoppelt sind. Wenn die zweite Förderscheibe 44" der 2 und 3 demnach um einen Winkel α gegenüber der ersten Förderscheibe 44' gedreht wird und n (in der dargestellten Ausführungsform ist n = 20) Förderscheiben 44 dazwischen angeordnet sind, drehen sich die einzelnen Förderscheiben 44 (mit Ausnahme der festen, ersten Förderscheibe 44') gegenüber der jeweils benachbarten Förderscheibe 44 um einen Winkel von a/(n-1). Auf diese Weise erreicht man, dass durch Drehen der zweiten Welle 84 und der zweiten Förderscheibe 44" gegenüber der ersten Welle 74 die von den Spitzen der Zinken 45 gebildete Wendel in der in den 7 bis 10 gezeigten Weise verstellbar ist. Dabei werden die erste Welle 74 und die zweite Welle 84 jedoch im Betrieb jeweils mit gleichen Drehzahlen angetrieben. Eine Relativdrehung der zweiten Welle 84 gegenüber der ersten Welle 74 erfolgt jeweils nur dann, wenn das Verstellgetriebe 60 mittels eines Verstellhebels 58, der manuell oder durch einen Aktor und von der Kabine des Mähdreschers 10 aus durch den Bediener oder mittels einer Automatik ferngesteuert betätigt werden kann, verstellt wird. Diese Verstellung bewirkt eine Winkelverstellung (Phasenverschiebung) der zweiten Welle 84 gegenüber der ersten Welle 74.
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Die 6 zeigt den Aufbau des Verstellgetriebes 60 im Detail. Es umfasst ein Gehäuse 62, das eine mittige, axiale Öffnung aufweist, durch die sich die Eingangswelle 64 erstreckt. An der Öffnung kann die Eingangswelle 64 gegenüber dem Gehäuse 62 drehbar gelagert sein. Das Gehäuse 62 ist starr mit dem Rahmen 12 verbunden. Innerhalb des Gehäuses 62 ist ein erstes Planetengetriebe mit einem Sonnenrad 72 angeordnet, das starr mit der ersten Welle 74 gekoppelt ist. Ein mit dem Sonnenrad 72 kämmende Planetenräder 70 halternder Planetenradträger 66 trägt auch Planetenräder 80 eines zweiten Planetengetriebes und ist mit der Eingangswelle 64 verbunden. Das Ringrad 68 des ersten Planetengetriebes ist starr am Gehäuse angebracht. Das Sonnenrad 82 des zweiten Planetengetriebes kämmt mit den Planetenrädern 80 und ist direkt und drehfest mit der zweiten Welle 84 gekoppelt. Das Ringrad 76 des zweiten Planetengetriebes ist im Gehäuse 62 drehbar gelagert und mit einem Schneckenrad 78 gekoppelt, das sich in Umfangsrichtung des Ringrads 76 erstreckt. Das als Verstellglied dienende Schneckenrad 78 kann entweder durch einen nicht gezeigten Verstellaktor um seine Längsachse gedreht werden, oder das Ringrad 76 wird direkt oder über einen Übersetzungsmechanismus mit dem dann als Verstellglied dienenden Verstellhebel 58 verbunden, wobei das Schneckenrad 78 entfallen würde. Es wäre auch denkbar, den Verstellhebel 58 mit dem Schneckenrad 78 antriebsmäßig zu verbinden, sodass eine Schwenkbewegung des Verstellhebels 58 um die Mittelachse der ersten Welle 74 zu einer Drehung des Schneckenrades 78 um dessen Achse führen würde, die wiederum das Ringrad 76 um die erste Welle 74 dreht.
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In jedem Fall lässt sich durch Verstellen des Verstellgliedes die oben beschriebene Winkelverstellung der zweiten Welle 84 gegenüber der ersten Welle 74 bewerkstelligen, wobei die Drehbewegung der Eingangswelle 64 über den Planetenradträger 66, die Planetenräder 70 und das Sonnenrad 72 auf die erste Welle 74 und - ggf. mit der bewerkstelligten Winkelverstellung - über die Planetenräder 80 und das Sonnenrad 82 auf die zweite Welle 84 übertragen wird.
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Es sei noch angemerkt, dass weitere Verfeinerungen der erfindungsgemäßen Lehre denkbar sind. So könnte die zweite Welle 84 nicht die ganz außen (in 2 rechts) angeordnete Förderscheibe 44" antreiben, sondern eine mittige Förderscheibe 44 des Förderrotors 30. Die ganz außen angeordnete Förderscheibe 44" würde dann durch eine dritte Welle (nicht gezeigt) und ein drittes Planetengetriebe des Verstellgetriebes (nicht gezeigt) angetrieben, das dem zweiten Planetengetriebe des Verstellgetriebes 60 entspricht. Dadurch könnte die linke Hälfte des Förderrotors 30 eine verstellbare Wendel der Zinken 45 mit einer ersten Steigung (und Richtung der Steigung) und die rechte Hälfte des Förderrotors 30 eine davon unabhängig verstellbare Wendel mit einer zweiten Steigung (und Richtung der Steigung) bilden.
