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Die Erfindung betrifft eine Konditionierwalze für eine Konditioniereinrichtung eines Feldhäckslers, mit einem um eine Längsachse rotierbaren Walzenmantel aus einem in sich festen Material und in Umfangsrichtung um den Walzenmantel verteilten Zähnen, die in axialer Richtung über die gesamte Länge des Walzenmantels angeordnet sind.
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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 Emtevorsatzes 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 wird bei der Maisernte verwendet, um die im Häckselgut enthaltenen Körner anzuschlagen und die Verdaulichkeit des Futters zu verbessern. Die Konditioniereinrichtung umfasst zwei oder mehr gegensinnig angetriebene, zusammenwirkende Walzen, die durch eine Vorspannkraft gegeneinander vorgespannt sind und zwischen denen das Häckselgut hindurchgeführt wird.
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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, der es den zusammenwirkenden Walzen ermöglicht, die Körner anzuschlagen (s. beispielsweise
DE 83 02 421 U1 mit sich über die gesamte Breite der Walzen erstreckenden Zähnen). Zur Verbesserung der Zerkleinerungswirkung wurde vorgeschlagen, die Zähne durch jeweils zwischen zwei Nuten verbleibendes Material der Walze zu bilden, wobei die Nuten jeweils gegensinnig wendelförmig um die Walze verlaufen und unterschiedliche Flankensteigungen aufweisen (
EP 1 516 523 A1 ), oder die sich in axialer Richtung erstreckenden, mit angeschrägten Seitenflanken versehenen Zähne in wendelförmig um die Walze verteilten Reihen (mit axial aufeinander folgenden) Zahnspitzen anzuordnen (
US 8 480 019 B1 ) oder die U-förmigen, wendelförmigen Nuten gegensinnig über die beiden Hälften der Walze verlaufen zu lassen (
EP 3 295 786 A1 ) bzw. die in axialer Richtung benachbarten Zähne ebenfalls in einer Wendelform (mit relativ großer Steigung) anzubringen (
EP 3 417 693 A1 ), oder die (abgeschrägte Zahnflanken bildenden) Nuten in axialer und Umfangsrichtung anzuordnen (
DE 10 2011 084 443 B3 ).
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Während bei den im vorhergehenden Absatz zitierten Dokumenten die Walzen einen kreiszylindrischen Hüllkreis aufweisen, zeigt die
DE 43 04 763 A1 einen mit Zähnen ausgestatteten Walzenmantel für eine Konditionierwalze, der endseitig glatt, d.h. ohne jegliche Verzahnung, ausgeführt ist.
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Die
DE 1 212 331 A1 zeigt zusammenwirkende Quetschwalzen für Presszetter zur Aufbereitung gemähten Grases, die aus einem Gummi-ähnlichen Werkstoff hergestellt und mit spiraligen Nuten versehen sind. Die Quetschwalze ist in axialer Richtung aus mehreren Abschnitten aufgebaut und als Doppelkonus oder mit balligen Endbereichen ausgeführt. Die Walzen stehen in Ruhestellung miteinander in leichter Berührung, aber während des Arbeitsvorganges stehen sie unter beträchtlichem Druck, sodass sich die Spalte zwischen den Walzen zu beiden Seiten der Walzenmitte schließen. Die Verjüngung der Walzen wird so gewählt, dass ein im Wesentlichen gleichmäßiger Druck über die gesamte Walzenlänge erzeugt wird, wenn sich die Wellen entsprechend der Belastung durch einen Mechanismus, der dazu dient, die obere Walze gegen die untere zu drücken, nach außen verbiegen. Hier sind die in sich elastischen Walzen demnach ballig oder konisch geformt, werden aber durch den Anpressdruck so verformt, dass sich ein geschlossener Spalt zwischen ihnen ergibt.
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Aufgabe
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Die gezahnten Konditionierwalzen sind, wie oben ausgeführt, im Neuzustand mit einem kreiszylindrischen Hüllkreis ausgestattet. Dadurch erreicht man einen über die Breite der Walzen konstant großen Spalt zwischen den Walzen, was zur über die Breite gleichmäßigen Bearbeitung des Ernteguts dient. Im Betrieb fließt jedoch üblicherweise mehr Erntegut in der Mitte der Walzen als an ihrem Randbereich, was nach einer gewissen Zeit dazu führt, dass sie dort mehr als am Rand verschleißen und somit der Durchmesser in der Mitte kleiner als am Rand ist. Dadurch wird es nach einer gewissen Standzeit nicht mehr möglich, die Walzen hinreichend eng zusammenzustellen, dass auch in der Mitte noch eine sinnvolle Bearbeitung des Ernteguts möglich ist. Die in
DE 43 04 763 A1 gezeigte Walze ermöglicht keine Bearbeitung des Ernteguts am Rand der Walze, und die Quetschwalzen nach
DE 1 212 331 A1 sind, da aus in sich flexiblem Material, nicht zur Bearbeitung von Körner enthaltendem Erntegut in Feldhäckslern geeignet.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, eine Konditionierwalze für eine Konditioniereinrichtung eines Feldhäckslers bereitzustellen, welche die erwähnten Nachteile nicht oder zumindest in vermindertem Maße aufweist.
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Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wird durch die Patentansprüche definiert.
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Eine Konditionierwalze für eine Konditioniereinrichtung eines Feldhäckslers umfasst einem um eine Längsachse rotierbaren Walzenmantel aus einem in sich festen Material, und in Umfangsrichtung um den Walzenmantel verteilte Zähnen, die in axialer Richtung über die gesamte Länge des Walzenmantels angeordnet sind. Der Hüllkreis der Konditionierwalze ist (im Neuzustand der Konditionierwalze) an beiden axialen Endbereichen sich nach außen hin verjüngend ausgeführt.
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Mit anderen Worten ist die über ihre gesamte axiale Länge (sei es lückenlos oder mit dazwischen angeordneten Nuten) mit um ihren Umfang verteilten Zähnen ausgestattete, aus in sich starrem und festem Material (insbesondere gehärtetem oder mit einer Hartstoffbeschichtung versehenem Metall) bestehende Konditionierwalze an beiden Enden sich verjüngend ausgeführt, z.B. konisch oder ballig. Im Neuzustand wirken somit die Endbereiche der Konditionierwalze dann, wenn sie neu ist, nicht oder in geringerem Maße als der dazwischen liegende, mittlere Bereich mit einer zweiten, gleichartigen Konditionierwalze zusammen. Das wirkt sich, wegen der die Endbereiche durchlaufenden, gegenüber der Mitte kleineren Mengen des Ernteguts, nicht gravierend nachteilig auf die Konditionierwirkung aus. Wenn die Zähne der Konditionierwalze im Emtebetrieb nach und nach verschleißen, wird der Hüllkreis der Konditionierwalze zunehmend kreiszylindrisch und nun wirkt die gesamte, mit Zähnen ausgestattete Länge der Konditionierwalze mit dem Erntegut zusammen. Auf diese Weise wird die nutzbare Standzeit der Konditionierwalze vergrößert.
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Vorzugsweise ist die Höhe der Zähne über die gesamte Länge des Walzenmantels konstant. Die Höhe der Vertiefungen (Nuten) zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Zähnen ist somit in den sich nach außen hin verjüngenden Endbereichen gleich der Höhe der Vertiefungen (Nuten) zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Zähnen in den übrigen Bereichen der Konditionierwalze. Es wäre jedoch auch denkbar, die Höhe der Zähne in den Bereichen des Walzenmantels außerhalb der sich verjüngenden Endbereiche größer als in den Endbereichen zu wählen.
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Wie bereits erwähnt, können sich die Zähne jeweils einteilig über die gesamte Länge des Walzenmantels erstrecken, oder jeweils nur über einen Teil der Länge des Walzenmantels, wobei dann die in axialer Richtung benachbarten Zähne durch sich in Umfangsrichtung bzw. wendelförmig um den Walzenmantel erstreckende Nuten getrennt sind. Die einzelnen (jeweils einteiligen oder durch sich in Umfangsrichtung oder wendelförmig um den Umfang erstreckenden Nuten getrennten) Zähne haben üblicherweise sich axial erstreckende Längsachsen und in Längsrichtung benachbarte Zähne können durch gedachte Verbindungslinien verbunden sein, die sich in an sich bekannter Weise axial entlang des Walzenmantels (s. beispielsweise
DE 83 02 421 U ,
DE 10 2011 084 443 B3 ,
EP 3 295 786 A1 oder
US 8 480 019 B1 ) oder wendelförmig (s.
EP 3 417 693 A1 ) um den Walzenmantel erstrecken, wozu auf den zitierten Stand der Technik verwiesen sei, dessen Offenbarung durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen wird.
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Die Vertiefung zwischen in axialer Richtung benachbarten Zähnen kann sich radial erstreckende Wände aufweisen. Durch die somit U-förmigen Vertiefungen erreicht man, im Gegensatz zu V-förmigen Vertiefungen, dass die Zahnform und -geometrie in axialer Richtung auch dann erhalten bleibt, wenn die Zähne nach und nach verschleißen.
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Die Zähne können in Umfangsrichtung betrachtet sägezahnförmig sein, wobei insbesondere die in Drehrichtung vorlaufende Flanke steiler als die nachlaufende Flanke sein kann.
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Ausführungsbeispiel
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Anhand der Abbildungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische seitliche Ansicht eines Feldhäckslers,
- 2 eine perspektivische Ansicht einer Konditionierwalze,
- 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus 2,
- 4 einen Querschnitt durch die Konditionierwalze entlang der Linie 4-4 der 2, und
- 5 einen Schnitt durch einen Endbereich der Konditionierwalze.
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In der 1 ist selbstfahrender Feldhäcksler 10 in schematischer Seitenansicht dargestellt. Der Feldhäcksler 10 baut sich auf einem tragenden Fahrgestell 12 auf, welches von vorderen angetriebenen Rädern 14 und lenkbaren rückwärtigen Rädern 16 getragen wird. Die Bedienung des Feldhäckslers 10 erfolgt von einer Fahrerkabine 18 aus, von der aus ein an einem Einzugsgehäuse 36 lösbar befestigter Erntevorsatz 20 in Form eines Mähvorsatzes für die Maisernte einsehbar ist. Mittels des Erntevorsatzes 20 abgeschnittenes Erntegut, z. B. Mais oder dergleichen, wird an der Frontseite des Feldhäckslers 10 über einen im Einzugsgehäuse 36 angeordneten Einzugsförderer mit Vorpresswalzen 30,32 einer Häckseltrommel 22 zugeführt, die es im Zusammenwirken mit einer Gegenschneide 46 in kleine Stücke häckselt und es einer Konditioniereinrichtung 34 mit zwei zusammenwirkenden Konditionierwalzen 28 aufgibt, von der aus es zu einer Fördervorrichtung 24 gelangt. Das Gut verlässt den Feldhäcksler 10 zu einem nebenher fahrenden Transportfahrzeug über einen um eine etwa vertikale Achse drehbaren und in der Neigung verstellbaren Auswurfkrümmer 26. Die Messer der Häckseltrommel 22 können durch eine Schleifeinrichtung 42 geschliffen werden. Im Folgenden beziehen sich Richtungsangaben, wie seitlich, unten und oben, auf die Vorwärtsbewegungsrichtung V des Feldhäckslers 10, die in der 1 nach links verläuft.
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Es wird nun auf die
2 verwiesen, in der eine der Konditionierwalzen 28 gezeigt ist. Die jeweils andere Konditionierwalze 28 ist gleichartig, jedoch um 180° gedreht, damit die vorlaufenden Flächen 56 der Zähne 40 jeweils gleich sind. Die Konditionierwalze 28 umfasst einen (näherungsweise, vgl. den folgenden Absatz) zylindrischen Walzenmantel 38, der mit endseitigen Wellenstummeln 50 verbunden ist, die ihrerseits im eingebauten Zustand in einem Gehäuse (nicht gezeigt, vgl. aber beispielsweise
EP 2 098 110 A2 ) der Konditioniereinrichtung 38 an Lagern drehbar und antreibbar abgestützt sind.
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Der Walzenmantel 38 ist mit Zähnen 40 ausgestattet, die durch axiale Nuten 48 und sich wendelförmig in Umfangsrichtung um den Walzenmantel 38 erstreckende Nuten 44 voneinander getrennt sind. Die axialen Endbereiche 52 sind ballig ausgeformt, wie in der 5 dargestellt.
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Wie man anhand der 3 erkennt, sind die sich wendelförmig in Umfangsrichtung um den Walzenmantel 38 erstreckenden Nuten 44 mit sich radial erstreckenden Seitenwänden versehen, d.h. U-förmig ausgeführt.
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Die 4 zeigt einen Schnitt durch die Konditionierwalze 28 entlang der Linien 4-4 der 2, d.h. in radialer Richtung. Es ist erkennbar, dass die axialen Nuten 48 derart ausgeführt sind, dass die in Drehrichtung 54 vorlaufenden Flanken 56 der sägezahnförmigen Zähne 40 steiler sind als die nachlaufenden Flanken 58.
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Anhand der
5 ist erkennbar, dass die Endbereiche 52 sich nach außen hin verjüngend ausgeformt sind, d.h. mit einem Radius (ballig) hergestellt sind. Die Tiefen der axialen Nuten 48 und der sich wendelförmig in Umfangsrichtung erstreckenden Nuten 44 (und somit die Höhen der Zähne 40) sind in den Endbereichen 52 identisch mit den jeweiligen Tiefen der Nuten 48, 44 in den zwischen den Endbereichen 52 liegenden Bereichen der Konditionierwalze 28. Es ist weiterhin erkennbar, dass der Walzenmantel 32 auf ein Rohr 60 aufgeschoben ist, welches sich durch Stützscheiben 62 auf den Wellenstummeln 50 abstützt. Der Endbereich 52 erstreckt sich in der gezeigten Ausführungsform vom äußeren Rand des Walzenmantels 38 bis (näherungsweise) zur Innenwand der Stützscheibe 62. Die beiden Endbereiche 52 an beiden Enden der Konditionierwalze 28 könnten jedoch auch breiter oder schmaler als in den Figuren gezeigt ausgeführt werden. Zumindest erstrecken sie sich jedoch über einen nennenswerten Teil der Breite der Konditionierwalze 28, d.h. einige Prozent (z.B. auf beiden Seiten jeweils wenigstens 5 oder 10 %) davon, und sind nicht lediglich endseitige Abfasungen, wie sie beispielsweise in der
2 der
DE 297 19 518 U1 gezeigt werden .
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Die 2 bis 5 zeigen die Konditionierwalze 28 im Neuzustand. Nach einer gewissen Standzeit werden die Zähne 40 in den zwischen den Endbereichen 52 liegenden Bereichen verschleißen, sodass die Konditionierwalze 28 dann einen genau kreiszylindrischen Hüllkreis erhält, der anschließend nach und nach in der Mitte kleiner als in den Endbereichen 52 wird. Durch die sich nach außen verjüngenden, jedoch mit derselben Zahnhöhe wie die dazwischen liegenden Bereiche versehenen Endbereiche 52 erreicht man gegenüber bisherigen, im Neuzustand mit kreiszylindrischen Hüllkreisen versehenen Konditionierwalzen 28 eine höhere Standzeit.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 8302421 U1 [0004]
- EP 1516523 A1 [0004]
- US 8480019 B1 [0004, 0013]
- EP 3295786 A1 [0004, 0013]
- EP 3417693 A1 [0004, 0013]
- DE 102011084443 B3 [0004, 0013]
- DE 4304763 A1 [0005, 0007]
- DE 1212331 A1 [0006, 0007]
- DE 8302421 U [0013]
- EP 2098110 A2 [0018]
- DE 29719518 U1 [0022]
