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Die Erfindung betrifft einen Erntegutaufnehmer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Gemäß der
DE 20 2009 008 185 U1 ist eine Erntemaschine bekannt, die im Übergang von Aufnahmebereich zum Ausleitbereich eine Verringerung des Spaltmaßes zwischen zwei Abstreifern durch ein Kunststoffelement vorsieht.
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In bekannter Weise umfasst ein Erntegutaufnehmer eine Aufnahmeeinheit, die eine Vielzahl von an einer Welle montierten Zinkenrotorelementen mit nach außen gerichteten Zinken aufweist, die um eine Drehachse rotieren. Die Welle ist gegenüber einem Joch drehbar gelagert. Durch Drehung des Zinkenrotorelements in Förderdrehrichtung wird Erntegut in einer Gutflussrichtung gefördert. Zwischen den Zinken sind benachbarte Abstreifer derart angeordnet, dass die Zinken sich im Wesentlichen in einer Zinkenebene die orthogonal zur Drehachse liegt bewegen. Die Zinken in einer Zinkenebene werden in Drehachsrichtung gesehen, zwischen zwei benachbarten Abstreifern bewegt. Die Abstreifer weisen ein Grundelement auf, das über vertikal beabstandete Anbindungsstellen über einen Rahmen mit einem Joch der Erntemaschine verbunden ist. Ein Abstreifer weist wenigstens einen in Fahrtrichtung vorne liegenden Aufhebebereich, einen, in Gutflussrichtung hinter dem Aufnahmebereich liegenden Abstreifbereich, und einen in Gutflussrichtung hinter dem Abstreifbereich liegenden Ausleitbereich auf. Im Abstreifbereich liegt ein Abtauchpunkt, wobei der Abstreifbereich entgegen der Gutflußrichtung vom Abtauchpunkt beabstandet beginnt. Der Abtauchpunkt ist der Punkt, bei dem die Lage der Zinkenspitze dem Oberflächenniveau des Abstreifers entspricht. Der Abstreifbereich umfasst insbesondere einen Bereich, der sich von einem Winkel, bei dem der Zinkenspitzenüberstand ca. 75% seines maximalen Zinkenspitzenüberstands gegenüber dem Abstreifer im Aufhebebereich erreicht hat, bis zum Abtauchpunkt des Zinkens erstreckt. Der Abstreifbereich erstreckt sich bis höchstens zu einem Winkel von 15° vom Abtauchpunkt des nicht verschlissenen Zinkens in Förderrichtung, gemessen am Radialstrahl. Durch Verschleiß des Zinkens kann sich der Abtauchpunkt um bis zu etwa 15° in Richtung Aufhebebereich verschieben.
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Im Abstreifbereich soll funktionsgemäß das von den Zinken geförderte Erntegut von den Zinken abgestreift werden, so dass das Erntegut über den Ausleitbereich fließen und anschließend weiterverarbeitet werden kann.
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Bei kleinen, ungesteuerten Pick-up Systemen, die insbesondere einen Flugkreisdurchmesser von weniger als 40 cm aufweisen, besteht jedoch eine hohe Wickelanfälligkeit. Dies bedeutet, dass Erntegut, aufgrund der Seilreibung zwischen Erntegut und Zinken, gemeinsam mit dem Zinken zwischen zwei benachbarte Abstreifer eingezogen wird und damit nicht mehr weiterverarbeitet werden kann.
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Ein Einziehen des Ernteguts soll insbesondere bei hoher Zinkenspitzengeschwindigkeit, beispielsweise auch bei einer Zinkenspitzengeschwindigkeit über 3m/s, vermieden werden. Zuckerhaltiges Gras und eine hohe Zinkenspitzengeschwindigkeit erhöhen aber die Reibungskraft zwischen Erntegut und Zinken und führen so zu einem höheren Risiko in Bezug auf das Einziehen des Ernteguts.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die Effizienz von Erntegutaufnehmern bei der Aufnahme von Erntegut, insbesondere von Erntegutaufnehmern mit einem Flugkreisdurchmesser von weniger als 40 cm, insbesondere von ungesteuerten Systemen, zu verbessern.
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Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit ihren Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Erfindungsgemäß sind wenigstens die den Zinken zugewandten Seiten des Abstreifers im Aufhebebereich aus einem ersten Material gefertigt.
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Die den Zinken zugewandten Seiten bilden zusammen mit der gutflussseitigen Fläche des Abstreifers, also radial außen liegend, je eine Abstreifkante, die im Abstreifbereich liegt.
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Die Abstreifkanten sind erfindungsgemäß aus einem gegenüber dem ersten Material härteren zweiten Material gefertigt.
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Dies hat den Vorteil, dass die Zinken im Aufnahmebereich an einer verhältnismäßig weichen Anlagefläche über einen relativ großen Bereich bereits eng toleriert geführt werden können, ohne den Zinken zu beschädigen. Im Abstreifbereich hingegen kann aufgrund der härteren Schnittkante eine verbesserte Abstreifwirkung erzielt werden, weil dem Zinken anhaftendes Erntegut zuverlässiger abgeschnitten oder abgestriffen werden kann, bevor es durch die Abstreifer eingezogen wird. Das harte Aufeinandertreffen im Schnittbereich zwischen Abstreifkante und Zinken kann dadurch auf eine möglichst kleine Länge im Abstreifbereich begrenzt werden.
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Die Abstreifkanten eines Abstreifers weisen eine Querausdehnung auf, nämlich den Abstand der äußeren Kanten voneinander. Die Querausdehnung nimmt in Gutflussrichtung bis zu einer maximalen Ausdehnung, die insbesondere im Bereich des Abtauchpunkts bei etwa +/-15°liegt, über den Abstreifbereich zu. Die Zunahme ist insbesondere kontinuierlich ausgebildet.
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Dies hat den Vorteil, dass eine Spaltbreite zwischen zwei Abstreifern, in der der Zinken läuft, mit zunehmender Annäherung an den Abtauchpunkt immer schmäler wird, was das Zusammenwirken von Zinken und Abstreifkante in Bezug auf die Schnittfunktion weiter verbessert.
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Durch die erfindungsgemäße Abstreifergestaltung kann ein Einziehen des Ernteguts reduziert werden, wobei durch die Kombination des weicheren Grundelements mit der harten Abstreifkante die Pickup dennoch verhältnismäßig geräusch- und verschleißarm arbeiten kann.
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Dadurch können die Zinken derart gestaltet sein, dass sich insbesondere auch bei kleinen Flugkreisdurchmessern von weniger als 40 cm, im oder kurz vor dem Abtauchpunkt ein spitzer Winkel zwischen der Tangente an den Abstreifer und der Tangente an den Zinken ergibt. Eine solche Zinkengestaltung führt zu einer erheblich verbesserten Aufhebeleistung im Aufnahmebereich. Dies gilt insbesondere für nicht gesteuerte Pickups.
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Weiter bevorzugt ist der Abstreifer derart gestaltet, dass der Abstand vom Anlagepunkt des Zinkens an der Abstreifkante zur Drehachse, im Abstreifbereich in Förderrichtung zum Abtauchpunkt hin zunimmt.
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Dadurch wird bei einer stetigen Zunahme der Querausdehnung des Abstreifers, also bei einer Verringerung der Spaltbreite in Richtung des Abtauchpunkts, der Effekt genutzt, dass die Kraft, die seitlich vom Zinken, insbesondere von einem Federzinken, auf die Abstreifkante ausgeübt wird, mit zunehmendem Drehwinkel geringer wird. Dadurch kann, trotz sich reduzierender Spaltbreite und der Problematik der Summentoleranzen von beispielsweise der Toleranz in der Wellenlagerung, der Abweichung der Lage der Abstreifer, Abweichungen in der Breite der Abstreifer etc., der Zinken geschont werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung liegt die Abstreifkante im vorderen Bereich entgegen der Förderrichtung in Querrichtung gesehen innerhalb des Grundelements und erstreckt sich im weiteren Verlauf in Förderrichtung in Querrichtung über das Grundelement hinaus.
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Dadurch kann ein verhältnismäßig sanfter Übergang zu einem reduzierten Spaltmaß an einer harten Abstreifkante erfolgen, wodurch ein Querimpuls beim Eintritt des Zinkens zwischen die Abstreifkanten reduziert wird.
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Insbesondere kann sich in Achsrichtung gesehen ein wenigstens teilweiser Überstand der Abstreifkante zum Grundelement ergeben.
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Bevorzug kann der Überstand an der engsten Stelle bis zum Abtauchpunkt bis zu 20% des Spaltmaßes im Aufhebebereich betragen. Das Spaltmaß in dieser Ausführung kann in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung auf nahezu den Zinkendurchmesser eingestellt werden, entspricht aber höchstens dem 1,25-fachen des Zinkendurchmessers. So kann eine verbesserte beidseitige Schnittwirkung erreicht werden. Der Abstand im Aufhebebereich entspricht bevorzugt weniger als dem 1,7-fachen des Zinkendurchmessers.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das erste Material ein Kunststoff, insbesondere Polyethylen, wie beispielsweise PE1000, und das zweite Material Keramik oder ein Metall, insbesondere ein Stahl, insbesondere gehärteter Stahl.
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Der Kunststoff ist im Zusammenwirken mit dem Zinken besonders schonend im Verschleiß und ist auch im Hinblick auf die Geräuschentwicklung und Rückfederung (im Sinne einer elastischen Verformung des Kunststoffwerkstoffs) vorteilhaft. Stahl hat den Vorteil, dass dieser zusammen mit dem Zinken aus Stahl bei einer geringen Spaltbreite eine gute Schnittwirkung erzielt.
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Bevorzugt ist die Abstreifkante so ausgeführt, dass diese mit dem Zinken selbstschärfend zusammenwirkt.
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In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind beide Abstreifkanten eines Abstreifers Teil eines einteiligen Einsatzes, der aus einem zweiten Material, insbesondere Stahl, hergestellt ist.
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Der Einsatz kann vorzugsweise in das Grundelement des Abstreifers, der aus dem ersten Material besteht, eingesetzt sein. Das Grundelement kann dazu an seiner Oberfläche eine Ausnehmung aufweisen, in die der Einsatz so eingesetzt wird, dass die Oberseite des Einsatzes im Wesentlichen bündig mit der Oberseite des entgegen der Förderrichtung benachbarten Bereichs des Grundelements ist.
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Bevorzugt weist das Grundelement ferner eine konische Ausnehmung auf, die korrespondierend zu einer konischen Ausformung des Einsatzes ausgebildet ist. Durch die Ausformung im Einsatzelement kann das Einsatzelement und das Grundelement gemeinsam mit dem Rahmen verschraubt werden. Schraubenkopf und Vertiefung sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass der Schraubenkopf unter der gutflussseitigen Oberfläche des Einsatzes liegt. Durch die konische Abstimmung der Ausformung des Einsatzelements auf die konische Ausnehmung im Grundelement kann eine genaue Positionierung erfolgen.
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Insbesondere ist der die Abstreifkanten aufweisende Einsatz so ausgebildet, dass sich dieser bis in den Ausleitbereich erstreckt, wobei dort die Querausdehnung eines Einsatzes wieder abnimmt.
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Alternativ zu einer Ausbildung als eingeschraubter Einsatz können die aus einem gegenüber dem ersten Material härteren zweiten Material hergestellten Abstreifkanten in ein Grundelement aus dem weicheren ersten Material, in einem Spritzgussteils integriert sein.
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Der Flugkreisdurchmesser des Zinkens ist insbesondere kleiner als 40 cm.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
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In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:
- 1 eine perspektivische Ansicht der Zinken und des Abstreifers eines erfindungsgemäßen Erntegutaufnehmers;
- 2 eine Seitenansicht auf die Abstreifer des erfindungsgemäßen Erntegutaufnehmers;
- 3a eine detaillierte Draufsicht auf zwei Abstreifer im Abstreifbereich eines Erntegutaufnehmers gemäß 1;
- 3b eine Detailansicht der 3a im vorderen Bereich des Abstreifbereichs;
- 3c eine Detailansicht der 3a im mittleren Bereich des Abstreifbereichs;
- 3d eine Detailansicht der 3a im hinteren Bereich des Abstreifbereichs; und
- 4 eine teilweise Schnittansicht einer weiteren Ausführung eines erfindungsgemäßen Erntegutaufnehmers.
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1 zeigt ausschnittsweise eine perspektivische Ansicht eines Erntegutaufnehmers 10 umfassend eine Aufnahmeeinheit 12, aufweisend wenigstens ein um eine Drehachse A drehbares ungesteuertes Zinkenrotorelement 14 mit nach außen gerichteten Zinken 18, wobei durch Drehung des Zinkenrotorelements 14 Erntegut in eine Gutflussrichtung F gefördert wird, wobei zwischen den Zinken 18 benachbarte Abstreifer 16 vorgesehen sind, die derart angeordnet sind, dass die Zinken 18 in Richtung der Drehachse A zwischen zwei benachbarten Abstreifern 16 hindurch bewegt werden, wobei die Abstreifer 16 ein Grundelement 20 umfassen, das sich wenigstens von einem in Fahrtrichtung FR vorne liegenden Aufhebebereich AH, über einen in Gutflussrichtung F dahinter liegenden Abstreifbereich AB zu einem in Gutflussrichtung hinter dem Abstreifbereich AB liegenden Ausleitbereich AU erstreckt. Im Abstreifbereich AB liegt ein Abtauchpunkt AP, bei dem die Spitze des Zinkens 18 dem Oberflächenniveau des Abstreifers 16 entspricht.
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1 zeigt darüber hinaus, dass wenigstens die Seiten des Abstreifers 16 im Aufhebebereich AH aus einem ersten Material, insbesondere aus Polyethylen gefertigt sind, wobei wenigstens die Kanten im Abstreifbereich AB - Abstreifkanten 22 - an der gutflussseitigen Fläche G des Abstreifers 16 im Abstreifbereich AB aus einem gegenüber dem ersten Material härteren zweiten Material, insbesondere einem Stahl oder aus einem Hartmetall, gefertigt sind. An den Abstreifkanten 22 wird das von Zinken aufgenommene Erntegut, insbesondere Grünfutter, abgeschnitten, so dass dieses, sofern es sich bei dem Aufhebevorgang um den Zinken gewickelt hat, nicht zwischen die Abstreifer 16 eingezogen wird. Je zwei Abstreifkanten 22 sind Teil eines Einsatzes 28, der in das Grundelement 20 bündig mit der übrigen Oberfläche des übrigen Grundelements 20 eingesetzt ist.
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Die Ausführung mit unterschiedlichen Materialien und der möglichen engen Spaltmaße über den gesamten Abstreifer führen insbesondere auch zu einer Verbesserung der Langzeiteffizienz, da mit zunehmender Abnutzung der Zinken der Abtauchpunkt im Abstreifbereich nach vorne wandert und der Abtauchwinkel zunimmt. Der Einsatz 28 weist eine konische Ausformung 30 auf, die in eine korrespondierende Vertiefung im Grundelement eingesetzt ist. Durch die Vertiefung wird das Einsatzelement 28 und das Grundelement 20 gemeinsam mit dem Rahmen 26 verschraubt. Schraubenkopf und Vertiefung sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass der Schraubenkopf unter der gutflussseitigen Oberfläche des Einsatzes liegt.
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2 zeigt eine schematische Schnittansicht des erfindungsgemäßen Erntegutaufnehmers 10. Das Zinkenrotorelement 14 trägt die Zinken 18, die sich in Radialrichtung nach außen erstrecken.
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Die Strichlinie zeigt den Flugkreis des Zinkenrotorelements 14, welcher im Abtauchpunkt AP den Abstreifer 16 in der Projektion schneidet. Wie zu erkennen ist, weist der Abstreifer 16 ein Grundelement 20 auf, das sich vom Aufhebebereich AH bis in den Abstreifbereich AB erstreckt. Wenigstens in Teilen des Abstreifbereichs AB liegt über die Stärke des Abstreifers ein zweischichtiger Aufbau vor, so dass in dem der Drehachse näherliegenden Bereich, das Grundelement 20 liegt, wohingegen in Richtung der Gutflussoberfläche G eine Abstreifkante 22 aus einem Metall liegt. Die beiden Abstreifkanten 22 eines Abstreifers sind im vorliegenden Fall Teil eines Einsatzes 28 aus Metall, der sich im Wesentlichen über die gesamte Breite des Grundelements 20 erstreckt und so in das Grundelement 20 eingesetzt ist, dass sich an der Gutflussoberfläche G ein bündiger Übergang von der Gutflussoberfläche G des Grundelements 20 und der Gutflussoberfläche G des Einsatzes 28 ergibt.
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Der Einsatz 28 kann bevorzugt so ausgestaltet sein, dass er sich über den Ausleitbereich AU bis hin zu einem Rahmenteil des Erntegutaufnehmers erstreckt, an dem die Grundelemente befestigt sind.
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Der Abstreifbereich AB beginnt etwa in einer Winkelposition, bei der die Zinkenspitze einen Überstand zu Abstreifer X2 von 75% des maximalen Überstands X1 aufweist und erstreckt sich in Förderrichtung nach hinten. Der Abstreifbereich endet spätestens 15° hinter dem Abtauchpunkt, was in 4 näher beschrieben ist.
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3a zeigt eine ausschnittsweise Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Erntegutaufnehmer. In der Draufsicht sind der Abstreifbereich AB und der Ausleitbereich AU des Abstreifers 16 dargestellt, wobei verschiedene Zinken 18 eines Zinkenrotorelements 14 dargestellt sind. Die Beschreibung der einzelnen Abschnitte des Abstreifbereichs erfolgt anhand der Figuren 3b bis 3d.
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In dieser Darstellung ist zu erkennen, dass der Einsatz 28 so gestaltet ist, dass sich der Abstand (Amin bis Amax) der Kanten 22 des Einsatzes 28 und damit seine Breite in Richtung des Ausleitbereichs AU vergrößert. Mit der Zunahme der Querausdehnung des Einsatzes 28 reduziert sich die Spaltbreite S, wobei die Spaltbreite Smax zwischen zwei benachbarten Abstreifern im Aufhebebereich, sowie zu Beginn des Abstreifbereichs AB, vorliegt.
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In der Darstellung des Ausschnitts am Beginn des Einsatzes 28 ist der Zinken, der einen Zinkendurchmesser D aufweist, von dem Grundelement im Abstand Smax beabstandet. Die Kanten 22 berühren in diesem Bereich des Abstreifers den Zinken 18 noch nicht, da die Ausdehnung Amin des Einsatzes 28 geringer ist, als die Breite des Grundelements 20. Die Breite des Grundelements 20 ist über seinen Umfang weitgehend konstant.
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In der 3c ist ein Ausschnitt gezeigt, bei dem die Breite des Grundelements 20 und die Breite des Einsatzes 18 gleich sind. Die seitliche Anlagefläche des Zinkens 18 besteht damit aus einem Kunststoffbereich und einem radial darüber liegenden Einsatz 28 aus beispielsweise Stahl. Der Spaltabstand entspricht in diesem Punkt immer noch Smax.
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Im weiteren Verlauf zu 3d nimmt die Breite des Einsatzes 28 weiter zu, wobei sich der Abstand zu Smin reduziert. Da das unter dem Einsatz 28 liegende Grundelement 20 aus Kunststoff in diesem Bereich dieselbe Breite aufweist, wie am Beginn des Abstreifbereichs, überragt in dieser Position des maximalen Abstands der Abstreifkanten Amax der Einsatz 28 das Grundelement 20. Dadurch gelangt ein Zinken in dieser Lage bevorzugt mit den Abstreifkanten 22 in Anlage. Dadurch kann eine verbesserte Schnitt- bzw. Abstreifwirkung erzielt werden.
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Die Lage der maximalen Querausdehnung Amax des Einsatzes 28 liegt etwa im Abtauchpunkt AP, insbesondere in einem Bereich von +-15° um den Abtauchpunkt AP. Die kontinuierliche Zunahme der Breite über den Abstreifbereich in Richtung des Ausleitbereichs AU hat den Vorteil, dass der potentielle Berührpunkt des Zinkens mit der Abstreifkante in Richtung des Ausleitbereichs zunehmend am Zinken nach außen wandert. Dadurch wird bei zunehmend geringerem Abstand zwischen Zinken und Abstreifkante auch die vom Zinken auf die Abstreifkante ausgeübte Querkraft zunehmend geringer. Dadurch kann der Verschleiß bei verbesserten Abstreifbedingungen reduziert werden. Die Größenverhältnisse sind dabei Smax < Zinkendurchmesser D * 1,7 und Smin < Zinkendurchmesser D * 1,25.
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Im vorliegenden Beispiel erstreckt sich der Einsatz 28 bis in den Ausleitbereich AU.
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4 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung mit einem geraderen Zinken 18. Der Zinken 18 ist hier im Abtauchpunkt AP dargestellt. In dieser Ausgestaltung handelt es sich um ein ungesteuertes Zinkenrotorelement 14. Der Flugkreisdurchmesser FD beträgt weniger als 40cm. Der Winkel Y der Tangente an den Zinken 18 mit der Tangente an den Abstreifer im Abtauchpunkt AP beträgt weniger als 85°. Obwohl ein solch spitzer Winkel ein höheres Einzugsrisiko birgt, kann dieses durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Abstreifkanten reduziert werden, wodurch die Aufhebewirkung verbessert wird, ohne das Einzugsrisiko signifikant zu erhöhen.
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Der Abstreifbereich AB endet 15° hinter der Verbindungslinie der Zinkenspitze mit der Drehachse A, was durch die Strichlinien dargestellt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Erntegutaufnehmer
- 12
- Aufnahmeeinheit
- 14
- Zinkenrotorelement
- 16
- Abstreifer
- 18
- Zinken
- 20
- Grundelement
- 22
- Abstreifkante
- 26
- Rahmen
- 28
- Einsatz
- 30
- Konische Ausformung
- A
- Drehachse
- AB
- Abstreifbereich
- AH
- Aufhebebereich
- AP
- Abtauchpunkt
- AU
- Ausleitbereich
- F
- Förderrichtung
- FD
- Flugkreisdurchmesser
- FR
- Fahrtrichtung
- G
- gutflussseitige Fläche
- Y
- Winkel
- ZD
- Zinkendurchmesser
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202009008185 U1 [0002]
