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Die Erfindung betrifft eine Messlehre zur Erfassung des Verschleißzustands der Verzahnung einer Konditionierwalze, umfassend:
- einen ersten Körper mit einer Sonde, die in den Zwischenraum zwischen zwei Zähnen der Verzahnung der Konditionierwalze einführbar ist, und
- einen zweiten Körper, der gegenüber dem ersten Körper verschiebbar gelagert ist und einen Anschlag umfasst, der mit den Zahnspitzen der der Sonde benachbarten Zähne der Verzahnung in Anlage bringbar ist, sowie ihre Verwendung.
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Technologischer Hintergrund
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Feldhäcksler dienen zur Ernte von ganzen Pflanzen oder ihren Teilen, die im Betrieb mittels eines Erntevorsatzes von einem Feld aufgenommen, durch Vorpresswalzen zusammengedrückt und einer Messertrommel zugeführt werden, deren Häckselmesser die Pflanzen im Zusammenwirken mit einem Gegenmesser zerschneiden. Anschließend werden die zerschnittenen Pflanzen oder -teile optional einer Konditioniereinrichtung zugeführt und durch einen Nachbeschleuniger in einen Auswurfkrümmer gefördert, der sie auf ein Transportfahrzeug überlädt. Die geernteten Pflanzen dienen in der Regel als Viehfutter oder zur Biogaserzeugung.
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Die Konditioniereinrichtung umfasst üblicherweise zwei oder mehr gegensinnig angetriebene, zusammenwirkende Walzen, die durch eine Federkraft gegeneinander vorgespannt sind und zwischen denen das Häckselgut hindurchgeführt wird. Die Konditioniereinrichtung wird bei der Maisernte verwendet, um die im Häckselgut enthaltenen Körner anzuschlagen und die Verdaulichkeit des Futters zu verbessern. Die Walzen der Konditioniereinrichtung sind üblicherweise mit sich in axialer Richtung erstreckenden Zähnen oder Kanten versehen, sodass man einen nicht-kreisförmigen, profilierten Querschnitt der Walzen erhält (s. beispielsweise
DE 83 02 421 U1 ). Um bei derartigen, im Wesentlichen zylindrischen Konditionierwalzen den Einwirkungsgrad auf das Erntegut zu verändern, wird üblicherweise die Relativdrehzahl beider Konditionierwalzen variiert.
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Aufgabe
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Beim Erntebetrieb verschleißen die Zähne mit der Zeit, sodass sie dann ihre Arbeit nicht mehr optimal verrichten können. Es wäre somit sinnvoll, wenn der Bediener des Feldhäckslers auf einfache und schnelle Weise erfahren könnte, ob die Zähne noch brauchbar sind oder die Konditionierwalzen ausgetauscht werden sollten. Bisher wird hierzu vorgeschlagen, den Umfang der Konditionierwalze im Neuzustand zu messen, um die Abnutzung über die Lebensdauer messen zu können ( http://www.midwestforage.org/pdf/396.pdf.pdf, abgerufen am 21.5.2019), was nur möglich ist, wenn man Zugang zum Umfang der Konditionierwalze hat. Hierfür ist sie in der Regel zunächst aus dem Feldhäcksler auszubauen, was recht zeitaufwändig ist. Zudem müsste der Bediener wissen, bei welchem Umfangsunterschied ein Austausch der Konditionierwalze sinnvoll ist, wozu er auf geeignete Informationsquellen zurückgreifen müsste. Weiterhin könnte das Messergebnis durch Erntegutreste zwischen Zähnen, die über deren Umfang hinausragen, verfälscht werden. Diese Vorgehensweise ist somit umständlich und fehlerträchtig.
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Für die Prüfung von Zahnrädern sind so genannte Zahnweiten-Schieblehren bekannt (z.B. https://www.leschhorn.de/de/artikel/helios preisser 0268 zahnweitenmessschieber/10169645 abgerufen am 21.5.2019), die einen L-förmigen Grundkörper besitzen, an dem eine erste Spitze angeformt ist. Eine zweite Spitze ist an einem ersten Schieber angebracht, der an dem unteren Schenkel des Grundkörpers verschiebbar gelagert ist, während ein Anschlag mit einem zweiten Schieber verbunden ist, der seinerseits am oberen Schenkel des Grundkörpers verschiebbar gelagert ist. Beide Schieber umschließen den zugehörigen Grundkörper U-förmig. Man schiebt somit die zweite Spitze gegen die erste Spitze, sodass diese ein Dreieck bilden und verbringt sie in den Zwischenraum zwischen zwei Zähnen eines zu vermessenden Zahnrads. Der zweite Schieber wird nach unten geschoben, bis der Anschlag am äußeren Umfang des Zahnrades anliegt und der erste Schieber nach außen bewegt, bis beide Spitzen an je einer Flanke der Vertiefung zwischen zwei Zähnen anliegen. Am ersten Schieber lässt sich dann der Abstand benachbarter Zähne ablesen und am zweiten Schieber der Abstand zwischen der sich entlang der Zahnaußenflächen erstreckenden Tangente und dem Zahngrund (entspricht näherungsweise der Differenz aus Kopfkreisradius und Teilkreisradius). Mit einer derartigen Zahnweiten-Schieblehre ließe sich die Zahnhöhe einer Konditionierwalze auch im eingebauten Zustand erfassen, jedoch stellt sich auch hier das Problem, dass der Bediener wissen müsste, bei welcher Zahnhöhe ein Austausch der Konditionierwalze sinnvoll ist. Zudem sind die als Präzisionsinstrument aufgebauten Zahnweiten-Schieblehren nicht zuletzt wegen der zwei beweglichen Schieber, von denen einer (nämlich der erste) für den hier beschriebenen Zweck überhaupt nicht notwendig wäre, recht aufwändig und teuer. Hierzu sei angemerkt, dass Zahnräder an den Flanken der Zähne fast über die gesamte Zahnhöhe (dort, wo die Evolventen gegeneinander abrollen) verschleißen, sodass bei Zahnrädern eine Zahnweitenmessung sinnvoll ist. Der äußere Durchmesser des Zahnrades verkleinert sich durch Abnutzung nicht. Bei Konditionierwalzen verschleißt durch die Materialförderung und -Zerkleinerung hingegen zuerst die Zahnspitze; der Verschleiß setzt sich dann langsamer an der fördernden (d.h. vorlaufenden) Zahnflanke nach innen fort. Deshalb erscheint hierfür eine direkte oder indirekte Messung des Außendurchmessers sinnvoll (vgl. den vorigen Absatz). Bei einer verschlissenen Walze kann davon ausgegangen werden, dass der untere Bereich der Zahnflanken kaum Veränderungen zeigt und zum Anlegen einer Lehre geeignet bleibt.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, eine möglichst einfach und preiswert herstellbare Möglichkeit bereitzustellen, den Verschleißgrad der Zähne einer Konditionierwalze zu messen, die zudem auch eine einfache Erkennung ermöglichen soll, ob die Zähne noch brauchbar oder schon verschlissen sind.
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Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wird durch die Patentansprüche definiert.
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Eine Messlehre zur Erfassung des Verschleißzustands der Verzahnung einer Konditionierwalze umfasst einen ersten Körper mit einer Sonde, die in den Zwischenraum zwischen zwei Zähnen der Verzahnung der Konditionierwalze einführbar und vorzugsweise komplementär zur Form der Zähne der Konditionierwalze geformt ist, und einen zweiten Körper, der gegenüber dem ersten Körper verschiebbar gelagert ist und einen Anschlag umfasst, der mit den Zahnspitzen der der Sonde benachbarten Zähne der Verzahnung in Anlage bringbar ist. Die jeweils von der Sonde und dem Anschlag beabstandeten Enden der Körper sind als Verschleißanzeige ausgebildet, indem sie jeweils zumindest einen Teilbereich umfassen, der mit dem benachbarten Teilbereich des Endes des anderen Körpers in einer gemeinsamen Ebene liegt, wenn der Anschlag und die Sonde mit an einer vorbestimmten Verschleißgrenze liegenden Zähnen zusammenwirken.
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Auf diese Weise kann ein Bediener oder das Wartungspersonal eines Feldhäckslers die Messlehre an die ein- oder ausgebaute Konditionierwalze anlegen, indem die Sonde an zwei benachbarte Flanken des Zwischenraums zwischen zwei Zähnen eingeführt und der Anschlag an den äußeren Umfang der Zähne angelegt wird, und dann leicht erkennen, ob die Zähne eine Konditionierwalze noch brauchbar sind (nämlich wenn der Teilbereich des zweiten Körpers sich nach außen über den Teilbereich des ersten Körpers erstreckt) oder verschlissen sind (nämlich wenn der Teilbereich des zweiten Körpers plan mit dem Teilbereich des ersten Körpers liegt oder sich sogar noch weiter nach innen erstreckt). Zudem kann mit der Messlehre vor der Erntesaison abgeschätzt werden, zu wieviel Prozent die Konditionierwalze verschlissen ist und ob ein Wechsel vor der Saison empfehlenswert ist, um dies nicht während der Erntezeit tun zu müssen.
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Das von der Sonde oder dem Anschlag beabstandete Ende eines der Körper kann zwei Teilbereiche umfassen, von denen der erste Teilbereich in der zuvor beschriebenen Weise als Verschleißanzeige ausgebildet ist und der andere Teilbereich mit dem benachbarten Teilbereich des Endes des anderen Körpers in einer gemeinsamen Ebene liegt, wenn der Anschlag und die Sonde mit Zähnen einer fabrikneuen Konditionierwalze zusammenwirken. Hierdurch ist eine Kontrolle möglich, ob die Konditionierwalze tatsächlich neu ist und ob sie zur Messlehre passt oder nicht.
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Die beiden Teilbereiche können auf je einer Seite der Längsmittelebene der Messlehre liegen.
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Dem ersten Teilbereich kann eine erste Markierung und dem zweiten Teilbereich eine zweite Markierung zugeordnet sein, von denen die erste Markierung auf einen verschlissenen Zustand der Verzahnung und die zweite Markierung auf einen Neuzustand der Verzahnung hinweist. Der Benutzer kann somit unproblematisch erkennen, welchem Verschleißzustand der Verzahnung der Konditionierwalze der jeweils (durch die Relativposition zum anderen Körper) angezeigte Teilbereich zuzuordnen ist.
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Einer der Körper kann einen Schlitz aufweisen und der andere Körper zwei in den Schlitz eindringende Stifte umfassen. Die Körper können durch eine Schraube und eine Mutter aneinander fixierbar sein. Die Schraube kann sich durch den Schlitz erstrecken.
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Die Stifte und der Schlitz können derart positioniert und dimensioniert sein, dass der Verstellbereich des zweiten Körpers gegenüber dem ersten Körper auf den Bereich zwischen Verschleiß- und Neuzustand der Zähne begrenzt ist.
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Die Sonde kann derart geformt sein, dass sie an den Flanken der ihr benachbarten Zähne in Anlage bringbar ist, um den Winkel der Messlehre gegenüber den Zähnen zu definieren. Die Sonde kann einen Abstand vom Zahngrund zwischen den Zähnen aufweisen oder mit dem Zahngrund in Eingriff sein.
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Ausführungsbeispiele
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Anhand der Abbildungen wird ein Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Messlehre in einer Position, die einem Neuzustand von Zähnen einer Konditionierwalze entspricht,
- 2 eine perspektivische Ansicht einer Messlehre in einer Position, die einem Verschleißzustand von Zähnen einer Konditionierwalze entspricht,
- 3 eine perspektivische Ansicht der Messlehre in der Position nach 1, jedoch von der anderen Seite, und
- 4 eine Ansicht der Messlehre im Einsatz beim Prüfen des Verschleißzustands der Zähne einer Konditionierwalze.
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In der 1 ist eine Messlehre 10 dargestellt. Sie umfasst einen ersten Körper 12 und einen zweiten Körper 14. Der erste Körper 12 ist an dem in der 1 links gezeigten Ende mit einer keilförmigen (zur Form der Zähne 44 der Verzahnung der mit der Messlehre 10 zu untersuchenden Konditionierwalze 42, s. 4, komplementären) Sonde 16 ausgestattet. Die Sonde 16 kann am Ende abgestumpft oder abgeflacht (nicht spitz) sein, um eine Berührung mit dem Radius im Grund des Zwischenraums zwischen zwei Zähnen 44 zu vermeiden. Die Positionierung der Sonde 16 erfolgt demnach nur über die Flanken der Zähne 44. Es wäre aber auch möglich, die Sonde 16 derart spitz zu gestalten, dass sie auch mit dem Zahngrund in Berührung kommt.
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Der zweite Körper 14 bildet an seinem in der 1 links gezeigten Ende einen relativ breiten, geradlinigen Anschlag 18. Die Symmetrieachse 20 beider Körper 12, 14 liegt auf der Längsmittelebene der Körper 12, 14.
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Der zweite Körper 14 ist mit einem sich auf der Symmetrieachse 20 liegenden Schlitz 22 versehen, in welchen mit dem ersten Körper 12 verbundene Stifte 24, 26 eingreifen. Der Schlitz 22 und die Stifte 24, 26 erlauben demnach, den zweiten Körper 14 gegenüber dem ersten Körper 12 (und umgekehrt) entlang der Symmetrieachse 20 zu verschieben, wobei der Verschiebebereich durch die Länge des Schlitzes 22 und die Position der Stifte 24, 28 definiert wird und vorzugsweise durch die Positionen der 1 und 2 begrenzt ist. Eine Schraube 28 ist fest oder lösbar mit dem ersten Körper 12 verbunden und erstreckt sich durch den Schlitz 22. An der Außenseite des zweiten Körpers 14 liegt eine als Flügelmutter gestaltete Mutter 30 an, die im gelösten Zustand ein Verschieben der Körper 12, 14 entlang der Symmetrieachse 20 erlauft und im festen Zustand die Körper 12, 14 aneinander festlegt.
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An den von der Sonde 16 und dem Anschlag 18 beabstandeten Ende der Körper 12, 14 ist der zweite Körper 14 mit einer geraden Kante 38 versehen, während der erste Körper 12 dort zwei in sich flache Teilbereiche 34, 36 aufweist, zwischen denen eine Stufe gebildet ist. Ein erster der Teilbereiche 36 ist kürzer von der Sonde 16 beabstandet als der zweite Teilbereich 34. Wie in den 1 und 3 erkennbar, bilden die (den zugehörigen Teilbereich des zweiten Körpers 14 bildende) Kante 38 des zweiten Körpers 14 und der zweite Teilbereich 34 des ersten Körpers 12 eine plane Ebene, wenn die Sonde 16 und der Anschlag 18 um einen zweiten Abstand d2 voneinander beabstandet sind. Wie in der 2 erkennbar, bilden die Kante 38 des zweiten Körpers 14 und der erste Teilbereich 36 des ersten Körpers 12 eine plane Ebene, wenn die Sonde 16 und der Anschlag 18 um einen ersten Abstand d1 voneinander beabstandet sind. Hierbei ist der zweite Abstand D2 größer als der ersten Abstand d1.
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An der in der 1 links eingezeichneten Seitenfläche des ersten Körpers 12 ist eine Markierung 32 angeordnet, die darauf hindeutet, dass (wenn die rückwärtige Kante 38 des zweiten Körpers 14 und der erste Teilbereich 36 in einer Ebene liegen) ein Verschleißzustand der Zähne der Konditionierwalze erreicht ist. An der anderen Fläche (s. 3) ist eine Markierung 40 vorgesehen, die darauf hindeutet, dass (wenn die Kante 38 und der zweite Teilbereich 34 in einer Ebene liegen) ein Neuzustand der Zähne der Konditionierwalze vorliegt.
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Die
4 zeigt die Messlehre
12 der
1 bis
3 im Einsatz bei der Messung des Verschleißgrades der Zähne
44 einer Konditionierwalze
42 einer Konditioniereinrichtung eines Feldhäckslers (nicht gezeigt, s. aber
DE 83 02 421 U1 ) im darin eingebauten Zustand. Zunächst wird die Mutter
30 gelöst, dann der zweite Körper in die Stellung nach
2 gebracht und dann die Sonde
16 in den Zwischenraum zwischen zwei Zähnen
44 eingeführt. Nun kann der zweite Körper
14 in Richtung der Stellung der
1 bewegt werden, bis der Anschlag
18 am Außenumfang der Zähne
44 zur Anlage kommt, während die Sonde
16 weiterhin an den Flanken und ggf. am Grund der Zähne
44 anliegt. Die Mutter
30 kann dann fixiert und die Messlehre zur Auswertung entnommen werden. Solange die Kante
38 nicht plan mit dem ersten Teilbereich
36 ist, kann die Konditionierwalze
42 weiter benutzt werden und anderenfalls wäre sie auszutauschen. Dieser Zusammenhang wird dem Bediener durch die Markierungen
32,
40 verdeutlicht. Die beschriebene Vorgehensweise kann erfolgen, wenn die Konditionierwalze
42 im Feldhäcksler eingebaut ist, wie in der
4 angedeutet, aber auch im ausgebauten Zustand.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 8302421 U1 [0003, 0022]
