-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung einer landwirtschaftlichen Erntemaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine landwirtschaftliche Erntemaschine mit einer Schneidvorrichtung.
-
Eine gezogene landwirtschaftliche Erntemaschine, wie ein Ladewagen oder eine Ballenpresse, verfügt über eine Aufnahmevorrichtung, welche zum Aufnehmen von zu einem Schwad vereinigtem Erntegut, wie zum Beispiel von Gras, Heu oder Stroh, von einem Untergrund und dem Schneiden des aufgenommenen Ernteguts dient. Die zum Aufnehmen des Ernteguts vom Untergrund dienende Aufnahmeeinrichtung wird auch als Pickup bezeichnet. Zum Schneiden des aufgenommenen Ernteguts dient eine der Aufnahmevorrichtung nachgeordnete Schneidvorrichtung.
-
Aus der
DE 10 2014 102 391 A1 ist der grundsätzliche Aufbau einer solchen Schneidvorrichtung für eine als Ladewagen ausgeführte Erntemaschine bekannt. Die Schneidvorrichtung umfasst einen Förderrotor mit mehreren in Axialrichtung des Förderrotors zueinander beabstandet angeordneten, insbesondere sternförmigen, Förderelementen. Jedes Förderelement ist als eine Mitnehmerscheibe ausgeführt und verfügt über radial außen gegenüber der Mitnehmerscheibe vorstehende Mitnehmerzinken.
-
Aus der
DE 10 2018 109 106 A1 ist eine Schneidvorrichtung der eingangs genannten für eine als Ballenpresse ausgeführte Erntemaschine bekannt.
-
Die aus dem Stand der Technik bekannte Schneidvorrichtung umfasst eine Schneideinheit, die mehrere in Axialrichtung des Förderrotors zueinander beabstandet angeordnete Schneidelemente aufweist, wobei jedes Schneidelement der Schneideinheit zwischen jeweils zwei benachbarten Förderelementen des Förderrotors positioniert ist. Die Schneidelemente unterliegen einem starken Verschleiß. Um den Verschleiß zu reduzieren, ist es bekannt, die Schneidelemente mit mehreren zueinander parallelen Schichten aus Metallen unterschiedlicher Härte aufzubauen. Dabei weist mindestens eine der Schichten höherer Härte eine größere Materialstärke auf als weniger harte Schichten der Schneidelemente. Ein solches Schneidelement, welches als Rotormesser ausgeführt sein kann, ist aus der
EP 2 387 873 B1 bekannt. Durch die mehrschichtige Anordnung unterliegen die Schichten geringer Härte einem stärkeren Verschleiß, wodurch ein selbstschärfender Effekt des Schneidelements erreicht wird.
-
Ausgehend vom vorstehend genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schneidvorrichtung der eingangs genannten Art weiterzubilden, welche sich durch eine hohe Verschleißbeständigkeit auszeichnet.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Schneidvorrichtung einer landwirtschaftlichen Erntemaschine gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
-
Gemäß dem Anspruch 1 wird eine Schneidvorrichtung einer landwirtschaftlichen Erntemaschine vorgeschlagen, mit einem Förderrotor, der mehrere in Axialrichtung des Förderrotors zueinander beabstandet angeordnete Förderelemente aufweist, mit einer Schneideinheit, die mehrere in Axialrichtung des Förderrotors zueinander beabstandet angeordnete Schneidelemente aufweist, wobei jedes Schneidelement zwischen jeweils zwei benachbarten Förderelementen des Förderrotors positioniert ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Schneidelemente als mit dem umlaufenden Förderrotor zusammenarbeitende ein- und ausschwenkbare Schneidelemente ausgeführt sind, wobei die Schneidelemente mit einer mehrschichtigen Struktur ausgeführt sind, wobei gutseitige Außenschichten aus einem Kunststoffmaterial bestehen und zueinander benachbarte Schichten miteinander verklebt sind.
-
Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, dass durch die Ausführung zumindest der gutseitigen Außenschichten aus einem Kunststoffmaterial zum einen ein Selbstschärfeeffekt erzielt wird, da diese im Schneidbereich einem höheren Verschleiß unterliegen als aus einem Metall bestehende Schichten zwischen diesen, und zum anderen eine reduzierte Reibung zwischen Seitenflächen des Schneidelementes und Seitenflächen der Förderelemente des Förderrotors, zwischen denen das Schneidelement positioniert ist. Die gutseitigen Außenschichten befinden sich an den Förderelementen zugewandten Seitenflächen.
-
Bevorzugt kann das zur Herstellung der gutseitigen Außenflächen verwendete Kunststoffmaterial ein ultra-hochmolekulares Polyethylen (PE-UHMW) sein. Ultra-hochmolekulares Polyethylen (PE-UHMW) ist Polyethylen mit einem Molekulargewicht von mehr als 1 Mio. g/mol. Mit zunehmendem Molekulargewicht verbessern sich insbesondere Verschleißfestigkeit und Schlagzähigkeit.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführung kann die mehrschichtige Struktur mindestens eine Metallschicht umfassen. Die Anzahl an Metallschichten innerhalb der mehrschichtigen Struktur und/oder die Dicke der Schichten aus Metall und dem aus Kunststoffmaterial, d.h. ihre Erstreckung in Axialrichtung des Förderrotors, kann in Abhängigkeit von der zu verarbeitenden Erntegutart bzw. dem Einsatzgebiet der Erntemaschine variieren. Es können somit unterschiedliche Typen von Schneidelementen bereitgestellt werden, deren Verschleißverhalten schwerpunktmäßig an unterschiedliche Einsatzschwerpunkte der Erntemaschine angepasst sein kann. Insbesondere variiert die Dicke der Schichten aus dem Kunststoffmaterial in Abhängigkeit von dem angestrebten Verschleißverhalten bei der Aufrechterhaltung des Selbstschärfeeffekts sowie der angestrebten Standzeit des Schneidelements.
-
Insbesondere kann die mehrschichtige Struktur einen sandwichartigen Aufbau mit zumindest zwei Metallschichten aufweisen, die durch zumindest eine Zwischenschicht aus dem Kunststoffmaterial separiert sind. Eine solche Struktur könnte beim Verarbeiten von Stroh, welches einen hohen Silicatanteil aufweist, vorteilhaft sein. Durch die abwechselnde Anordnung zweier Metallschichten und zumindest einer Zwischenschicht aus dem Kunststoffmaterial weist das Schneidelement eine härtere Flanke auf, während die zumindest eine Zwischenschicht einem verstärkten Verschleiß unterliegt und somit zum Selbstschärfeeffekt beiträgt.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung können die gutseitigen Außenschichten eine Oberflächenbeschichtung mit geringer Haftreibung aufweisen. Obwohl das Kunststoffmaterial bereits eine geringere Haftreibung aufweist als die Oberflächen der Förderelemente des Förderrotors, kann durch eine zusätzliche Oberflächenbeschichtung eine weitere Verschleißreduzierung der den Förderelementen zugewandten Oberflächen der Außenschichten erreicht werden. Eine solche Oberflächenbeschichtung kann bei einer überwiegenden Verarbeitung von zu silierendem Erntegut, welches einen hohen Zuckeranteil aufweist, durch die Erntemaschine vorteilhaft sein, um den Verschleiß an den Oberflächen der Außenschichten zu reduzieren.
-
Hierzu kann die Oberflächenbeschichtung als eine Beschichtung auf Kunststoffbasis ausgeführt sein. Beispielsweise kann die Beschichtung aus Polytetrafluorethylen (PTFE) oder einem anderen Material mit vergleichbaren Haftreibungseigenschaften bestehen.
-
Gemäß einer Ausführungsform können die Schneidelemente einen Grundkörper mit einer Vorderkante, einer der Vorderkante gegenüberliegenden Hinterkante sowie zwei sich zwischen der Vorderkante und der Hinterkante erstreckenden Seitenflächen aufweisen, und einen an einem Ende des Grundkörpers angeordneten Anlenkpunkt, um den das jeweilige Schneidelement ein- und ausschwenkbar ist.
-
Weiterhin können die Schneidelemente zumindest an ihrer Vorderkante eine sich entlang der Vorderkante des Grundkörpers erstreckende Schneide aufweisen. Gemäß einer Ausführung können an Vorderkante und Hinterkante der Schneidelemente Schneiden vorgesehen sein.
-
Gemäß einer Ausführung kann die jeweilige Schneide einen konkaven Verlauf aufweisen.
-
Insbesondere kann die jeweilige Schneide mit einer Verzahnung ausgeführt sein.
-
Nach einer weiteren Lehre gemäß dem Anspruch 11, welcher eine eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine landwirtschaftliche Erntemaschine mit einer vorschlagsgemäßen Schneidvorrichtung beansprucht. Auf alle Ausführungen zu der vorschlagsgemäßen Schneidvorrichtung darf verwiesen werden.
-
Insbesondere kann die Erntemaschine als ein Ladewagen oder eine Ballenpresse ausgeführt sein.
-
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 eine landwirtschaftliche Erntemaschine in schematischer Seitenansicht;
- 2 eine Schneidvorrichtung der Erntemaschine mit einem Förderrotor und einer Schneideinheit gemäß 1 in schematischer Seitenansicht;
- 3 schematisch eine Seitenansicht eines Schneidelementes der Schneidvorrichtung gemäß 2;
- 4 schematisch eine Seitenansicht eines Schneidelementes gemäß einer weiteren Ausführung;
- 5 schematisch eine Schnittansicht eines beispielhaften Aufbaus eines Schneidelementes; und
- 6 schematisch eine Schnittansicht eines zweiten beispielhaften Aufbaus eines Schneidelementes.
-
In 1 ist eine landwirtschaftliche Erntemaschine 10 in Form einer Ballenpresse in einer schematischen Seitenansicht dargestellt. Die landwirtschaftliche Erntemaschine 10 kann dabei in Form einer Ballenpresse für Rund- oder Quaderballen oder eines Ladewagens ausgebildet sein. Erntemaschinen 10 in Form von Ballenpressen oder Ladewagen werden dabei üblicherweise durch ein Zugfahrzeug wie einen Traktor (nicht dargestellt) gezogen und mittels einer mit dem Zugfahrzeug koppelbaren Antriebswelle zum Antrieb von Förder- und Verarbeitungseinrichtungen mit Energie versorgt. Die dargestellte Ballenpresse 10 nimmt im Erntebetrieb auf dem Feldboden liegendes Erntegut auf, beispielsweise in einem Schwad abgelegtes Stroh oder Gras, und verarbeitet dieses zu einem in einer Presskammer 12 gepressten Ballen 14, welcher nach seiner Fertigstellung heckseitig aus der Ballenpresse 10 ausgeworfen wird.
-
Das Erntegut wird hierbei von der Ballenpresse 10 mittels einer Aufnahmevorrichtung 16, einer sogenannten Pickup, welche frontseitig eine antreibbare Aufsammeltrommel 18 mit daran angeordneten Zinken 20 aufweist, vom Boden aufgenommen, um es weiteren Förder- und Verarbeitungseinrichtungen der Ballenpresse 10 zuzuführen. Die Förderrichtung des Erntegutes von der Aufsammeltrommel 18 beispielsweise zu der Presskammer 12 entspricht dabei im Wesentlichen einer Längsrichtung der Erntemaschine 10. Nach der Aufnahme durch die Aufsammeltrommel 18 wird das Erntegut zunächst einem der Aufsammeltrommel 18 nachgeordneten, angetriebenen Förderorgan 22 zugeführt. Das Förderorgan 22 erstreckt sich dabei, ebenso wie die Aufsammeltrommel 18, im Wesentlichen über die gesamte Breite der Aufnahmevorrichtung 16.
-
Das teilweise spiralförmig ausgebildete Förderorgan 22 ist um eine Drehachse 24 drehbar gelagert und kann das Erntegut von einer ursprünglichen Aufnahmebreite der Aufsammeltrommel 18 auf eine geringere Breite eines in Förderrichtung nachgelagerten Förderkanals 26 zusammenführen. Zudem kann das Förderorgan 22 das Erntegut einem in Förderrichtung nachgelagerten Förderrotor 28 zuführen. Der Förderrotor 28 ist um eine Rotorwelle 30 drehbar gelagert und weist eine Vielzahl von zueinander beabstandet angeordneten, scheibenförmigen Förderelementen 32 auf, welche in den Förderkanal 26 hineinwirken, um das Erntegut beispielsweise zur Verdichtung in Richtung der Presskammer 12 zu fördern. Die Förderelemente 32 weisen eine annähernd sternförmige Kontur auf.
-
Unmittelbar an die Aufsammeltrommel 18 angrenzend ist ein Bodenelement 38a in Form eines Bleches angeordnet, welches sich ebenfalls unter dem Förderorgan 22 hindurch und bodenseitig entlang des Förderkanals 26 erstreckt. Unterhalb des Förderrotors 28 ist eine Schneidvorrichtung 34 mit einer Schneideinheit 36 angeordnet, welche eine Vielzahl von Schneidelementen 38 aufweist. Die Schneidelemente 38 sind zum Zerkleinern des Erntegutes durch das Bodenelement 38a zumindest teilweise in den Förderkanal 26 hineinschwenkbar ausgebildet. Die Schneideinheit 36 der Schneidvorrichtung 34 ist dabei im Wesentlichen presskammerseitig des Förderrotors 28 angeordnet. Das zerkleinerte Erntegut wird anschließend der Presskammer 12 zugeführt, welche innerhalb eines Gehäuses 40 der Ballenpresse 10 durch kreisförmig angeordnete und antreibbare Presswalzen 42 ausgebildet ist.
-
Die Darstellung in 2 zeigt den Förderrotor 28 und die Schneideinheit 36 der Schneidvorrichtung 34 der Ballenpresse 10 gemäß 1 in schematischer Seitenansicht. Die Schneidelemente 38 der Schneideinheit 34 sind aktiviert dargestellt, d.h. die Schneidelemente 38 befinden sich in ihrer durch das Bodenelement 38a in den Förderkanal 26 hineingeschwenkten Schneidposition. Dabei überlappen sich die Schneidelemente 38 und die rotierenden Förderelemente 32 in radialer und tangentialer Richtung abschnittsweise. Zum Schwenken der Schneidelemente 38 können diese mit einem Ende an einer Drehachse befestigt sein, die durch eine Aktuatorik betätigbar ist. Bevorzugt erfolgt die Betätigung der Schneidvorrichtung 36 hydraulisch. Die Schneidelemente 38 weisen auf ihrer dem Förderrotor 28 zugewandten Seite einen im Wesentlichen konkaven Verlauf auf. In, bezogen auf den Förderrotor 28, radialer Richtung erstrecken sich die Schneidelemente 38 mit ihrem rotorseitigen freien Ende 44 möglichst nahe an die Rotorwelle 30 heran.
-
Jedes Schneidelement 38 der Schneidvorrichtung 36 weist einen Grundkörper 46 mit einer entlang einer Vorderkante 48 verlaufenden Schneide 50, einer der Vorderkante 50 gegenüberliegenden Hinterkante 52 sowie zwei sich zwischen der Vorderkante 50 und der Hinterkante 52 erstreckenden Seitenflächen 54 auf, wie in 3 schematisch dargestellt. Der Grundkörper 46 weist eine im Wesentlichen sichelförmige Gestalt auf. An einem Ende des Grundkörpers 46 ist ein Anlenkpunkt 56 angeordnet, um den das jeweilige Schneidelement 38 ein- und ausschwenkbar ist. Die Schneide 50 weist insbesondere eine Verzahnung 58 auf.
-
Bei einer alternativen Ausführung eines Schneidelementes 60 mit einem Grundkörper 62, welche in einer - nicht dargestellten - Schneidvorrichtung beispielsweise für einen Ladewagen eingesetzt wird, welches in 4 schematisch dargestellt ist, weisen Vorderkante 64 und Hinterkante 66 des Grundkörpers 62 jeweils eine mit einer Verzahnung 82 versehene Schneide 68 auf. Zwischen der Vorderkante 64 und der Hinterkante 66 erstrecken sich beidseitig Seitenflächen 80 des Grundkörpers 62. Am unteren Ende des Grundkörpers 62 ist ebenfalls ein Anlenkpunkt 70 angeordnet, um den das jeweilige Schneidelement 60 ein- und ausschwenkbar ist. Der Grundkörper 62 weist eine im Wesentlichen rechteckförmige Gestalt auf.
-
Die nachfolgenden Ausführungen zum Schneidelement 38 der Ballenpresse 10 gelten für das Schneidelement 60 entsprechend.
-
In 5 ist schematisch eine Schnittansicht eines beispielhaften Aufbaus des Schneidelementes 38 gemäß 3 dargestellt. Erfindungsgemäß ist das Schneidelement 38 mit einer mehrschichtigen Struktur ausgeführt. Das Schneidelement 38 umfasst zwei Außenschichten 72 die aus einem Kunststoffmaterial bestehen. Zwischen den beiden Außenschichten 72 ist mindestens eine Metallschicht 74 angeordnet. Die mindestens eine Metallschicht 74 besteht bevorzugt aus einem Stahl hoher Härte. Die Außenschichten 72 und die mindestens eine Metallschicht 74 erstrecken sich parallel zu den Seitenflächen 54. Die zueinander benachbarten Schichten 72, 74 sind miteinander verklebt. Als Kunststoffmaterial für die beiden Außenschichten 72 wird bevorzugt ultra-hochmolekulares Polyethylen (PE-UHMW) verwendet. Ultra-hochmolekulares Polyethylen (PE-UHMW) ist Polyethylen mit einem Molekulargewicht von mehr als 1 Mio. g/mol. Mit zunehmendem Molekulargewicht verbessern sich insbesondere Verschleißfestigkeit und Schlagzähigkeit.
-
Die Darstellung in 6 zeigt schematisch eine Schnittansicht eines zweiten beispielhaften Aufbaus des Schneidelementes 38. Das Schneidelement 38 weist eine mehrschichtige Struktur mit einem sandwichartigen Aufbau auf. Die mehrschichtige Struktur umfasst die beiden Außenschichten 72, zwischen denen zumindest zwei Metallschichten 74 angeordnet sind, die jeweils voneinander durch zumindest eine Zwischenschicht 76 aus dem Kunststoffmaterial separiert sind.
-
Die gutseitigen Außenschichten 72 der in 5 und 6 beispielhaft dargestellten Schichtaufbauten des Schneidelementes 38 können optional eine Oberflächenbeschichtung 78 mit geringer Haftreibung aufweisen. Die Oberflächenbeschichtung 78 kann als eine Beschichtung auf Kunststoffbasis ausgeführt sein. Bevorzugt kann die Beschichtung aus Polytetrafluorethylen (PTFE) oder einem anderen Material mit vergleichbaren Haftreibungseigenschaften bestehen. Der durch die optionale Oberflächenbeschichtung 78 erreichbare Effekt besteht in einer geringeren Haftreibung zwischen den Seitenflächen 54 des jeweiligen Schneidelementes und den Oberflächen der benachbarten Förderelemente 32 des Förderrotors 28.
-
Die Stärke der Schichten, d.h. deren Erstreckung in axialer Richtung, kann variieren. So können die Außenschichten 72 eine andere Stärke aufweisen als die zumindest eine Zwischenschicht 76. Die Stärke der mindestens einen Metallschicht 74 kann von den Stärken der Außenschichten 72 sowie der zumindest einen Zwischenschicht 76 abweichen. Insbesondere können die Stärken der unterschiedlichen Schichten 72, 74, 76 an die unterschiedlichen Einsatzschwerpunkte bzw. das angestrebte Verschleißverhalten angepasst sein. Insbesondere für das Erzielen des Selbstschärfeeffektes ist eine geeignete Dimensionierung der zumindest einen Zwischenschicht 76 zu wählen, die einerseits einen stärkeren Verschleiß gegenüber den Metallschichten 74 aufweisen soll, andererseits sollte die zumindest eine Zwischenschicht 76 durch das zu schneidende Material nicht zu schnell verschleißen, um eine hinlängliche Lebensdauer der Schneidelemente 38 zu gewährleisten.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Erntemaschine
- 12
- Presskammer
- 14
- Ballen
- 16
- Aufnahmevorrichtung
- 18
- Aufsammeltrommel
- 20
- Zinken
- 22
- Förderorgan
- 24
- Drehachse
- 26
- Förderkanal
- 28
- Förderrotor
- 30
- Rotorwelle
- 32
- Förderelement
- 34
- Schneidvorrichtung
- 36
- Schneideinheit
- 38
- Schneidelement
- 38a
- Bodenelement
- 40
- Gehäuse
- 42
- Presswalze
- 44
- Freies Ende von 38
- 46
- Grundkörper
- 48
- Vorderkante
- 50
- Schneide
- 52
- Hinterkante
- 54
- Seitenfläche
- 56
- Anlenkpunkt
- 58
- Verzahnung
- 60
- Schneidelement
- 62
- Grundkörper
- 64
- Vorderkante
- 66
- Hinterkante
- 68
- Schneide
- 70
- Anlenkpunkt
- 72
- Außenschicht
- 74
- Metallschicht
- 76
- Zwischenschicht
- 78
- Oberflächenbeschichtung
- 80
- Seitenfläche
- 82
- Verzahnung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102014102391 A1 [0003]
- DE 102018109106 A1 [0004]
- EP 2387873 B1 [0005]
