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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kombination aus einem Messer für einen Stängel- oder Strohhäcksler und einer Lagerbuchse, wobei das Messer einen sich in einer Ebene erstreckenden Körper mit einem Befestigungsbereich und einem an einer Kante des Körpers vorgesehenen Schneidbereich aufweist und der Körper im Befestigungsbereich mit einer sich quer zur Ebene des Körpers erstreckenden Öffnung ausgestattet ist, in welche zur pendelnden Aufhängung des Messers die Lagerbuchse einführbar ist.
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Technologischer Hintergrund
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Bei der Maisernte mit einem Pflücker, der Reiheneinheiten aufweist, in welchen die Pflanzen bei der Ernte durch Pflückwalzen nach unten eingezogen und die Kolben von den Stängeln abgestreift und anschließend durch Fördermittel zur weiteren Verarbeitung in eine Erntemaschine abtransportiert werden, werden die Pflanzenstängel durch die Pflückwalzen sukzessive nach unten ausgeworfen. Insofern die Stängel nicht durch Messer der Pflückwalzen zerkleinert werden, sind zum Zerkleinern der als Häckselgut auf dem Feld verbleibenden Pflanzenstängel üblicherweise Stängelhäcksler vorgesehen, die eine um eine zumindest etwa vertikal orientierte Achse rotierend angetriebene Messeranordnung umfassen. Die Messeranordnung umfasst eine zweiarmige Halterung, die mittels einer Welle in Drehung versetzbar ist, und an den beiden Armen der Halterung um eine parallel zur Welle verlaufende Achse, frei pendelnd angebrachte Messer mit vorlaufenden Schneidkanten (s.
DE 33 04 380 A1 ). Die Messer weisen eine zylindrische Öffnung auf, die eine mit der Halterung fest verbundene Buchse umschließt. Die Messer werden während des Betriebes durch die Fliehkraft gegenüber der Buchse radial ausgerichtet und können sich gegenüber der Buchse drehen, z.B. beim Anprall gegen einen Maisstängel oder einen Fremdkörper (z.B. einen Stein), der auf dem Feld liegt. Diese fortdauernde Drehbewegung führt zu Verschleiß an der Buchse und am Messer. Ähnliche Probleme liegen auch bei pendelnd gelagerten Strohhäckslermessern von Mähdreschern (vgl. beispielsweise
DE 101 46 773 A1 ) vor.
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Die erwähnten Messer wurden auch schon durch Tellerfedern an der Halterung festgesetzt, was die erwähnte Drehbewegung größtenteils unterbindet und den Verschleiß vermindert.
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Die Federkraft darf nicht zu klein sein, denn wird die Pendelbewegung nicht unterbunden und nicht zu groß, denn dann weicht das Messer beim Schneiden nach hinten aus und kehrt nicht aufgrund der Fliehkraft in die radiale Arbeitsposition zurück.
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In der
DE 10 2005 023 012 B4 wird ein Schlägelmesser beschrieben, das bei der Ernte von Getreide dazu dient, die nach dem Abtrennen der Ähren verbleibenden Halme zu zerkleinern und um die Hochachse in Drehung versetzt wird. Bei einer Ausführungsform ist das Messer pendelnd gegenüber der Welle gelagert und wirkt mit einer mit der Welle gekoppelten Feder zusammen, um das Messer in einer etwa radialen Position zu halten. Dazu umfasst das Messer ein Loch, in das eine Abwinklung der Feder eindringt. Sollte eine tangentiale, auf das Messer wirkende Kraft die Haltekraft der Feder übersteigen, kann das Messer die Federkraft überwinden und nach hinten ausweichen. Hier ist ein relativ hoher Aufwand für die Feder erforderlich und es liegt auch das im vorhergehenden Absatz beschriebene Problem der geeigneten Dimensionierung der Federkraft vor.
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Schließlich beschreibt die
DD 53 450 A einen Schlägelhäcksler für die Grünpflanzenernte, bei dem zwischen einer um die Hochachse rotierenden Welle und einem Werkzeug eine bogenförmige Gleitbahn angebracht ist, an deren Innenfläche zwei tangential versetzte Bolzen anliegen. Die Fliehkraft führt dazu, dass einer der Bolzen im Normalbetrieb in einer definierten Ruhelage in einer Arretierungskerbe der Gleitbahn liegt, während auch der zweite Bolzen an der Gleitbahn anliegt. Sollte das Werkzeug gegen ein Hindernis stoßen, kann es entgegen der Drehrichtung nach hinten ausweichen. Die Anordnung mit der Gleitbahn und den Bolzen baut in axialer Richtung relativ lang und eignet sich daher nicht für an einer Buchse pendelnd gelagerte Messer für Stängelhäcksler von Maispflückern oder Strohhäcksler von Mähdreschern.
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Aufgabe
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Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Kombination aus einem Messer für einen Stängel- oder Strohhäcksler und einer Lagerbuchse sowie einen damit ausgestatteten Stängel- oder Strohhäcksler und ein entsprechendes Messer sowie eine Lagerbuchse bereitzustellen.
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Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wird durch die Ansprüche definiert.
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Eine Kombination setzt sich aus einem Messer für einen Stängel- oder Strohhäcksler und einer Lagerbuchse zusammen. Das Messer umfasst einen sich in einer Ebene erstreckenden Körper mit einem Befestigungsbereich und einem an einer Kante des Körpers vorgesehenen Schneidbereich. Der Körper ist im Befestigungsbereich mit einer sich quer zur Ebene des Körpers erstreckenden Öffnung ausgestattet, in welche zur pendelnden Aufhängung des Messers die Lagerbuchse einführbar ist. Zwischen der Öffnung und der Lagerbuchse sind zusammenpassende Merkmale angeordnet, die dimensioniert sind, im Betrieb zusammenzuwirken, um das Messer fliehkraftunterstützt in einer Ruheposition zu halten und bei Überschreiten eines Grenzmoments ein Ausweichen des Messers zu ermöglichen. Die zusammenpassenden Merkmale können eine Vertiefung und ein passender Vorsprung sein oder abgeflachte Bereich an Lagerbuchse und Messer.
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Mit anderen Worten dienen die Öffnung und die Lagerbuchse dazu, das Messer (grundsätzlich) frei pendelnd aufzuhängen. Um das Messer in eine Ruheposition vorzuspannen und auf diese Weise die eingangs erwähnten, unerwünschten Pendelschwingungen zu verringern und die Lebensdauer von Messer und Lagerbuchse zu vergrößern, ist die Öffnung des Messers mit einem Merkmal beispielsweise in Form eines Vorsprung oder einer Vertiefung ausgestattet, die mit einem beispielsweise als Vertiefung oder Vorsprung ausgeführten Merkmal der Lagerbuchse zusammenwirkt, oder Messer und Lagerbuchse sind mit abgeflachten oder in beliebiger anderer Weise geformten, jedoch nicht kreiszylindrischen, aneinander anliegenden Bereichen versehen, die ein bestimmtes Drehmoment erfordern, um das Messer entgegen der Fliehkraft aus seiner Ruheposition heraus zu bewegen. Im Normalbetrieb dringt der Vorsprung bei sich drehender Welle aufgrund der wirkenden Fliehkraft in die Vertiefung ein (oder umgekehrt) bzw. die abgeflachten Bereiche liegen aneinander an und das Messer befindet sich in der Ruheposition. Kleinere, auf das Messer wirkende Momente sind nicht in der Lage, es entgegen der Fliehkraft aus seiner Ruheposition zu bewegen, solange sie nicht die Energie aufbringen, die zusammenwirkenden Merkmale gegen die wirkende Fliehkraft außer Eingriff zu bringen. Wenn jedoch ein auf das Messer wirkendes Grenzdrehmoment überschritten wird, beispielsweise beim Aufprall auf einen Fremdkörper, geraten die zusammenwirkenden Merkmale außer Eingriff und das Messer kann entgegen der Drehrichtung nach hinten ausweichen, ohne beschädigt zu werden.
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Vorzugsweise sind die Lagerbuchse mit einer Welle verbunden, das Messer in der Ruheposition radial zur Welle orientiert und die zusammenwirkenden Merkmale bei in der Ruheposition befindlichem Messer an der der Welle zugewandten Seite der Öffnung angeordnet.
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Der Schneidbereich ist üblicherweise an der vorlaufenden Kante des Messers angeordnet, obwohl er alternativ oder zusätzlich an der radial äußeren Kante des Messers angebracht sein kann. Insbesondere ist die Vertiefung in der Lagerbuchse und der Vorsprung am Messer vorgesehen. Die Lagerbuchse kann zwischen einer mit der Welle verbundenen Grundplatte und einer mit der Grundplatte verbundenen Deckplatte angeordnet und durch Formschluss drehfest mit der Grundplatte und/oder der Deckplatte gekoppelt sein.
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Die beschriebene Kombination kann an einem Stängelhäcksler für einen Maispflücker oder einen Maismähvorsatz Anwendung finden, oder an einem Strohhäcksler für einen Mähdrescher.
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Ausführungsform
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Die Figuren zeigen zwei Ausführungsformen der Erfindung:
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1 zeigt eine seitliche Ansicht einer selbstfahrenden Erntemaschine mit einem Maiserntegerät in Form eines Maispflückers, an dessen Unterseite ein erfindungsgemäßer Stängelhäcksler angebracht ist;
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2 eine perspektivische Ansicht des Stängelhäckslers von schräg unten,
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3 eine Draufsicht auf den Stängelhäcksler mit abgenommener Deckplatte,
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4 eine Draufsicht auf die Deckplatte,
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5 eine perspektivische Ansicht eines Messers,
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6 einen vertikalen Schnitt durch eine Lagerbuchse,
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7 eine Draufsicht auf das Messer und die Lagerbuchse in der Ruheposition,
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8 eine Draufsicht auf das Messer und die Lagerbuchse nach dem Auftreten einer Überlast, und
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9 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines Messers und einer Lagerbuchse.
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Die 1 zeigt eine selbstfahrende Erntemaschine 100 in der Art eines Mähdreschers. Die Erntemaschine 100 umfasst ein sich auf vorderen, angetriebenen Rädern 104 und rückwärtigen, lenkbaren Rädern 105 abgestütztes Fahrgestell 102, an dessen Vorderseite ein Einzugsförderer 112 angeordnet ist, der im Betrieb von einem an seiner Vorderseite lösbar befestigten Maiserntegerät 108 aufgenommenes Erntegut einer Dresch- und Trenneinrichtung zuführt, die hier aus einem axialen Rotor 118 und einem Gehäuse 116 aufgebaut ist. Ausgedroschene Körner werden in einer Reinigung 119 mit einem Obersieb 120 und einem Untersieb 122 gereinigt und einem Korntank 121 zugeführt, aus dem sie mittels eines Förderers 114 auf ein Transportfahrzeug überladen werden können. An der Rückseite der Dresch- und Trenneinrichtung ausgeworfene Erntegutreste werden mittels eines Strohhäckslers 124 zerkleinert und auf dem Feld verteilt.
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Das Maiserntegerät 108 umfasst einen Rahmen 126, der eine Anzahl an seitlich nebeneinander angeordneten Reiheneinheiten zum Pflücken von Maispflanzen 106 umfasst, zwischen denen jeweils Teilerspitzen 128 angeordnet ist. Die Reiheneinheiten umfassen jeweils zwei Pflückwalzen 128, welche die Stängel 109 der Maispflanzen 106 zwischen sich nach unten einziehen und darüber angeordnete Kettenförderer 130, die an Abstreifblechen von den Stängeln getrennte Kolben nach hinten abfördern, wo sie über eine Querförderschnecke 126 dem Einzugsförderer 112 zugeführt werden.
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Unterhalb der Pflückwalzen 128 werden sukzessive Pflanzenstängel 109 in einem Pflanzenstängelabgabebereich 154 nach unten abgegeben und mittels eines Stängelhäckslers 132 zerkleinert, der durch eine zumindest etwa vertikal orientierte Welle 140 angetrieben wird und zwei sich diametral gegenüber liegende Messer 134 umfasst.
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Es wird nun auf die 2 bis 8 verwiesen, die den Stängelhäcksler 132 im Detail zeigen. Mit der Welle 140 ist eine Grundplatte 142 drehfest verbunden und beispielsweise durch eine Mutter 144 daran fixiert. An der Grundplatte 142 sind sich diametral gegenüber liegend zwei Lagerbuchsen 146 angebracht. Die Lagerbuchsen 146 können massiv (z.B. als Lagerbolzen) oder hohl (mit einer mittigen, axialen Öffnung) ausgeführt sein. Die Lagerbuchsen 146 dringen in eine Öffnung in der Grundplatte 142 ein, die (analog zu Öffnungen in einer Deckplatte 148, vgl. 4) nicht-kreisförmigen Querschnitts sind. In montierter Lage oben liegende Bereiche 150 der Lagerbuchsen 146 sind entsprechend nicht-kreisförmig geformt, sondern an einer Seite abgeflacht und sind somit, wenn sie in die erwähnten Öffnungen in der Grundplatte 142 positioniert sind, drehfest damit verbunden.
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Die Deckplatte 148 ist unterhalb der Grundplatte 142 angeordnet und schließt die Messer 134 zwischen sich und der Grundplatte 142 ein. Die Deckplatte 148 kann in beliebiger Weise an der Grundplatte 142 befestigt sein, z.B. angeschraubt.
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Die Messer
134 umfassen einen in sich flachen Körper
164, der sich in der Zeichenebene der
3 erstreckt, und an einer vorlaufenden Kante einen Schneidbereich
162 sowie am radial inneren Ende einen Befestigungsbereich
166 mit einer sich quer zur Ebene des Körpers
164 erstreckenden Öffnung
160. Die Öffnung
160 umschließt, wenn das Messer
134 montiert ist, einen axial mittleren Bereich
158 (s.
6) der Lagerbuchse
146 und ist dort frei drehbar (pendelnd) gelagert. Die Messer
134 könnten bei Bedarf auch mit aus der Ebene des Körpers
164 herausragenden Luftschaufelblechen ausgestattet sein (vgl.
EP 1 491 084 A1 ) und müssen demnach nicht ganz flach sein.
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Die Befestigung der Lagerbuchsen 146 an der Deckplatte 148 erfolgt (analog zur ihrer Befestigung an der Grundplatte 142) durch ihre unteren Bereiche 152, die in nicht-kreisförmige Öffnungen 156 in der Deckplatte 148 eindringen. Die in ihrer montierten Lage unten liegenden Bereiche 152 der Lagerbuchsen 146 sind entsprechend der Öffnungen 156 nicht-kreisförmig geformt, sondern an einer Seite abgeflacht und sind somit, wenn sie in die erwähnten Öffnungen 156 in der Deckplatte 148 positioniert sind, drehfest damit verbunden.
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Nach alledem ist offensichtlich, dass die Lagerbuchsen 146 durch die Grundplatte 142 mit der Welle 140 gekoppelt sind und sich gegenüber der Grundplatte 142 nicht drehen können. Wenn die mittleren Bereiche 158 der Lagerbuchsen 146 und die Öffnungen 160 der Messer 134 kreisförmigen Querschnitts wären, könnten die Messer 134 frei um die Lagerbuchsen 146 pendeln, was zu unerwünschtem Verschleiß an den Messern 134 und den Lagerbuchsen 146 führt. Um diese Pendelbewegung einzuschränken, ist die Öffnung 160 an der Seite der Öffnung 160, die bei radial nach außen orientiertem Messer 134 der Welle 140 zugewandt ist, ein Vorsprung 168 angebracht, während am der Welle 140 zugewandten Teil des mittleren Bereichs 158 der Lagerbuchse 146 ein komplementärer Vorsprung 170 vorgesehen ist.
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Man erhält dadurch folgende Wirkungsweise: die Messer 134 können gegenüber der Lagerbuchse 146 frei pendeln, wie in der 3 angedeutet. Dreht sich die Welle 140 mit üblicher Betriebsdrehzahl, sorgt die Fliehkraft dafür, dass die Messer 134 sich radial zur Welle 140 ausrichten, wie in den 2 und 7 gezeigt. Die Vertiefung 170 in der Lagerbuchse 146 gerät mit dem Vorsprung 168 des Messers 134 in Eingriff, sodass unerwünschte Pendelbewegungen des Messers 134 gegenüber der Lagerbuchse 146 im normalen Betrieb nicht oder kaum noch auftreten. Bei Überlast (Aufprall des Messers 134 gegen einen Stein o.ä.) kann das Messer 134 jedoch nach hinten ausweichen, wobei der Vorsprung 168 und die Vertiefung 170 außer Eingriff geraten, wie im linken Teil der 3 und in der 8 gezeigt.
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Bei einer anderen Ausführungsform könnten die Vertiefung 170 und/oder der Vorsprung 168 (statt in der Draufsicht teilkreisförmig zu sein) dreieckig sein.
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Die 9 zeigt eine zweite Ausführungsform, bei der anstelle des Vorsprungs 168 und der Vertiefung 170 als zusammenwirkende Elemente zwischen der Lagerbuchse 146 und der Öffnung 160 zwei abgeflachte Bereiche 172, 174 treten. Demgemäß ist die Lagerbuchse 146 in ihrem der Welle 140 zugewandten Bereich 174 abgeflacht und das Messer 134 im in der Ruhestellung (vgl. 2) der Welle 140 zugewandten Bereich 172 der Öffnung 160 ebenfalls abgeflacht. Dadurch befindet sich das Messer 134 bei rotierender Welle 140 aufgrund der entstehenden Fliehkräfte in einer Ruhestellung (Zustand minimaler potentieller Energie), da die Fliehkräfte das Messer 134 nach außen ziehen und die Bereiche 172, 174 aneinander drücken. Eine Pendelbewegung des Messers 134 gegenüber der Lagerbuchse 146 ist, analog zur ersten Ausführungsform, nicht ohne weiteres möglich, denn es muss zunächst die Energie oder das Drehmoment bereitgestellt werden, das Messer 134 gegen die Fliehkraft um die Lagerbuchse 146 zu drehen, denn dafür muss das Messer 134 bzw. sein Massenschwerpunkt – bedingt durch die Form und Position der abgeflachten Bereiche 172, 174 – entgegen der Fliehkraft nach innen in Richtung auf die Welle 140 zu bewegt werden, wozu die erwähnte Energie oder das erwähnte Drehmoment erforderlich ist. Eine Pendelbewegung des Messers 134 um die Lagerbuchse 146 kann somit nur bei stärkeren Stößen stattfinden, z.B. wenn das Messer 134 gegen einen Fremdkörper stößt. Die Wirkungsweise ist demnach mit jener der ersten Ausführungsform gleich.
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Es sei noch angemerkt, dass auch die Messer des Strohhäckslers
124 in der beschriebenen Weise aufgehängt werden können. Hierzu sei auf die
DE 101 46 773 A1 und den dort zitierten Stand der Technik verwiesen, deren Messer und Lagerbuchsen mit den hier gezeigten Vertiefungen
170 und Vorsprüngen
168 versehen werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3304380 A1 [0002]
- DE 10146773 A1 [0002, 0035]
- DE 102005023012 B4 [0005]
- DD 53450 A [0006]
- EP 1491084 A1 [0029]
