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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung eines
Streuelements eines Streuwagens.
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Streuwagen finden in der Landwirtschaft Verwendung, um Dünger
oder andere Stoffe auf einem Feld auszubringen. Sie umfassen
einen Laderaum, an dessen Boden ein Förderer zum Verschieben
der Ladung nach hinten angeordnet ist. An der Rückseite des
Laderaums sind Streuelemente angeordnet, die die Ladung
sukzessive auf dem Feld verteilen. Die vertikale oder
horizontale Drehachsen aufweisenden Streuelemente werden über
eine Antriebswelle angetrieben. Bei einer bekannten
Ausführungsform sind mehrere Kegelzahnräder auf der
sechseckigen Antriebswelle befestigt, die jeweils mit einem
angetriebenen Kegelzahnrad kämmen. Die angetriebenen
Kegelzahnräder sind mit je einem Streuelement verbunden.
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Es sind Fälle denkbar, in denen die Streuelemente durch
Fremdkörper oder große Überlastung schlagartig zum Stillstand
kommen. In derartigen Fällen kommt es zu einem Zahnbruch der
Kegelradsätze. Da alle Antriebe auf einem Antriebsstrang liegen
und die Streuelemente gegenläufig auf Lücke laufen, kommt es
bei einem Zahnbruch zum Verhaken der Streuelemente
untereinander und auch zu ihrer Beschädigung. Außerdem wird die
Antriebswelle in sich tordiert. Es ist somit nicht möglich, die
Antriebswelle ohne Weiteres zu demontieren, da sie sich in den
Kegelradbohrungen der einzelnen Getriebe verkeilt. Die
Antriebswelle muss dann mechanisch aufgetrennt und die
Bruchenden müssen gratfrei gemacht werden. Die Behebung der
entstehenden Schäden ist somit aufwändig und kostenintensiv.
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Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird darin gesehen,
einen verbesserten Antrieb der Streuelemente eines Streuwagens
bereitzustellen, bei dem die erwähnten Schäden nicht zu
befürchten sind.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Lehre des
Patentanspruchs 1 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen
Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vorteilhafter Weise
weiterentwickeln.
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Die Erfindung schlägt eine Antriebseinrichtung des
Streuelements eines Streuwagens vor, bei der ein Abschaltelement den
Antriebsstrang auftrennt, sobald ein definierter Grenzwert für
das übertragene Drehmoment überschritten wird.
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Auf diese Weise erreicht man, dass das Abschaltelement den
Antriebsstrang auftrennt, falls das Streuelement, bei dem es
sich um eine Streuwalze oder einen Streuteller handeln kann,
durch einen Fremdkörper oder eine Überlastung schlagartig zum
Stillstand kommt. Eine Beschädigung weiterer Elemente des
Antriebsstrangs kann somit vermieden werden.
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Bei vielen Streuwagen ist eine Antriebswelle vorhanden, die
über ein Getriebe ein Streuelement antreibt. Das
Abschaltelement kann in diesem Fall zwischen der Antriebswelle und dem
die Antriebswelle antreibenden Element, bei dem es sich in der
Regel um ein Zahnrad handelt, angeordnet sein. Das
Abschaltelement trennt die Verbindung zum Antrieb, wenn das
Streuelement blockiert ist und verhindert eine Beschädigung des
Getriebes. Das Grenzmoment des Abschaltelements liegt
vorzugsweise unter der Zahnbruchschwelle des Getriebes.
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In der Regel weisen Streuwagen mehr als ein einziges
Streuelement auf. Sie werden in der Regel durch eine gemeinsame
Antriebswelle und ihnen zugeordnete Getriebe angetrieben. Bei
bestimmten Ausführungsformen ist das antreibende Element
zwischen zwei von ihm angetriebenen Abschnitten der
Antriebswelle angeordnet, die wiederum jeweils mindestens ein
Streuelement antreiben. Bei derartigen Ausführungsformen ist
jeweils ein Abschaltelement zwischen dem antreibenden Element
und jedem der Abschnitte der Antriebswelle vorgesehen.
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Bei anderen Ausführungsformen treibt das antreibende Element
die Antriebswelle von einer Seite her an. Die Antriebswelle
treibt über entsprechende Getriebe mehrere Streuelemente an.
Ein Abschaltelement, das bei einer derartigen Ausführungsform
im Falle einer Blockierung einer der Streuelemente die
Verbindung zwischen dem die Antriebswelle antreibenden Element
und der Antriebswelle trennt, ist zwar hilfreich, eine
Beschädigung der Getriebe durch den Antrieb zu verhindern,
jedoch könnte die Rotationsenergie eines sich noch drehenden
Streuelements ausreichen, das Getriebe eines blockierten
Streuelements zu beschädigen. Es wird daher vorgeschlagen,
zusätzlich bzw. alternativ zu dem beschriebenen,
antriebsseitigen Abschaltelement ein Abschaltelement im Antriebsstrang
zwischen den beiden Streuelementen vorzusehen, das den
Antriebsstrang bei Überschreitung eines definierten
Grenzmoments auftrennt. Das jeweils nicht blockierte
Streuelement kann sich weiterdrehen und wird nicht ebenfalls
schlagartig angehalten. Eine Beschädigung der Getriebe und der
Antriebswelle ist daher nicht zu befürchten, falls das
Grenzmoment unterhalb der Zahnbruchschwelle der Getriebe liegt.
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Es wäre grundsätzlich denkbar, jedem Streuelement ein
Abschaltelement zuzuordnen, dass zwischen der Antriebswelle und dem
Streuelement auf der Antriebs- bzw. Abtriebsseite der Getriebe
angeordnet ist. Aus Kostengründen ist aber eine Lösung mit
einer minimalen Anzahl von Abschaltelementen bevorzugt. Bei
vielen Streuwagen dreht sich ein erstes Streuelement
gegensinnig zu dem ihm benachbarten, zweiten Streuelement,
wobei der dem Laderaum zugewandte Bereich der beiden
Streuelemente sich nach außen dreht. Zwischen den beiden
genannten Streuelementen wird somit kein Gut eingezogen. Sie
können daher nicht aneinander durch Fremdkörper oder zwischen
ihnen eingezogenes Gut blockiert werden. Es ist aber möglich,
dass das erste oder zweite Streuelement durch Fremdkörper oder
einen Gutstau, der sich zwischen dem ersten oder zweiten
Streuelement und einer Wand des Laderaums (falls nur zwei
Streuelemente Verwendung finden) oder einem weiter außen
angeordneten (sich jeweils gegensinnig zu der benachbarten
ersten bzw. zweiten Streuelement drehenden) Streuelement
blockiert wird. In diesem Fall ist ein den Antriebsstrang
zwischen der ersten und zweiten Streuelement bei Überlastung
auftrennendes Abschaltelement hinreichend. Die ggf.
verbleibenden, weiter außen angeordneten Streuelemente werden
entweder durch den Fremdkörper bzw. Stau blockiert oder durch
das Abschaltelement vom blockierten Streuelement getrennt. Das
Abschaltelement wird bei einer derartigen Ausführungsform
vorzugsweise zwischen dem das erste Streuelement antreibenden
ersten Getriebe und dem das zweite Streuelement antreibenden
zweiten Getriebe in die dort aufgetrennte Antriebswelle
eingefügt. Zusätzlich kann ein Abschaltelement zwischen dem die
Antriebswelle antreibenden Element und der Antriebswelle
angeordnet sein.
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Für das Abschaltelement kommen verschiedene Ausführungsformen
in Betracht. In einer ersten Ausführungsform ist das
Abschaltelement eine Sollbruchstelle, die beispielsweise als Bereich
der Antriebswelle mit verringertem Querschnitt oder als
Scherbolzenkupplung ausgeführt ist. In einer anderen
Ausführungsform arbeitet das Abschaltelement zerstörungsfrei;
es ist beispielsweise als Rutschkupplung, Nockenschaltkupplung
oder Sternratsche gestaltet.
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In den Zeichnungen sind drei nachfolgend näher beschriebene
Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt:
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Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines
Streuwagens,
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Fig. 2 eine rückwärtige Ansicht des Streuwagens,
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Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht der
Antriebswelle des Streuwagens,
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Fig. 4 eine rückwärtige Ansicht einer zweiten
Ausführungsform eines Streuwagens, und
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Fig. 5 eine rückwärtige Ansicht des unteren Teils einer
dritten Ausführungsform eines Streuwagens.
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In der Fig. 1 ist eine Zugöse 12 der Deichsel 14 eines als
Anhängefahrzeug ausgebildeten Streuwagens 10 über eine
Anhängekupplung 16 mit einem dort nicht mit eingezeichneten
Zugfahrzeug verbunden. Der Streuwagen 10 könnte aber auch als
selbstfahrendes Fahrzeug ausgebildet sein. Der Boden des
Laderaums 18 ist mit einem vorzugsweise hydraulisch
angetriebenen, umlaufenden Kratzboden 20 versehen. Der durch
Seitenwände und eine vordere Wand begrenzte Laderaum 18 ist auf
einem Fahrgestell 22 befestigt, das sich auf einer Tandemachse
24 abstützt. An der Rückseite des Laderaums 18 angebrachte
Streuelemente 26, 26' in Form von Streuwalzen mit vertikalen
Drehachsen dienen dazu, das durch den Kratzboden 20 sukzessive
nach hinten geförderte Ladegut, bei dem es sich in der Regel um
organischen Dünger handelt, auf einem Feld zu verteilen.
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Die Fig. 2 zeigt eine rückwärtige Ansicht des Streuwagens 10
und stellt die Streuelemente 26, 26' und ihren Antrieb
detaillierter dar. In einem vom Fahrgestell 22 des Streuwagens
10 abnehmbaren, rechteckigen Rahmen 28 sind vier Streuelemente
26, 26' an ihrer Unterseite und ihrer Oberseite drehbar
gelagert. Die Streuelemente 26, 26' sind aus je einem
zylindrischen Körper 30 und daran befestigten Wendeln 32 zur
Förderung des Ladeguts aufgebaut. Mit den Körpern 30 verbundene
Antriebsstummel 34 erstrecken sich durch den unteren Holm 36
des Rahmens 28. An der Unterseite der Antriebsstummel 34 sind
angetriebene Kegelzahnräder 38 angebracht. Die Kegelzahnräder
38 kämmen jeweils mit einem antreibenden Kegelzahnrad 40, wobei
benachbarte angetriebene Kegelzahnräder 38 jeweils gegensinnig
angetrieben werden. Die Wendeln 32 benachbarter Streuelemente
26 bzw. 26' sind daher auch jeweils gegensinnig gewickelt. Die
beiden linken Streuelemente 26 und die beiden rechten
Streuelemente 26' ziehen jeweils das Gut aus dem Laderaum 18zwischen sich ein und werfen es nach hinten aus.
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Die antreibenden Kegelzahnräder 40 sind gemeinsam auf einer
durchgehenden Antriebswelle 42 mit sechseckigem oder anderem,
unrunden Querschnitt angeordnet. Die Antriebswelle 42 wird an
ihrem linken Ende durch ein Zahnrad 46 angetrieben, das vom
Zugfahrzeug aus mechanisch (über eine in Fig. 1 nicht
eingezeichnete Gelenkwelle) in Drehung versetzt wird. Die
kämmenden Kegelzahnradpaare 38, 40 bilden je ein Getriebe zum
Antrieb eines Streuelements 26 bzw. 26'.
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Die Antriebswelle 42 setzt sich aus drei Abschnitten zusammen,
da sie zwischen dem Zahnrad 46 und dem ganz links angeordneten
antreibenden Kegelzahnrad 42 sowie zwischen den beiden
mittleren antreibenden Kegelzahlrädern 40 mit jeweils einem
Abschaltelement in Form einer Sollbruchstelle 44 versehen ist.
Die Antriebswelle 42 und die Sollbruchstellen 44 sind in der
Fig. 3 detaillierter dargestellt. Die Antriebswelle 42 weist
einen sechseckigen Querschnitt auf, auf dem die angetriebenen
Kegelzahnräder 40 formschlüssig aufgenommen sind. Die
Sollbruchstelle 44 ist ein Bereich der Antriebswelle 42 mit stark
reduziertem Querschnitt. In der Ausführungsform gemäß der Fig.
3 ist die Sollbruchstelle 44 ein mittiger freigedrehter Bereich
der Antriebswelle 42.
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Das Grenzmoment, bei dem die Sollbruchstelle 44 abschert, ist
kleiner als die Bruchschwelle der Kegelzahnräder 38, 40. Falls
die Streuelemente 26 durch einen Fremdkörper oder Überlastung
schlagartig zum Stillstand kommen, wird das Grenzmoment der
Sollbruchstelle 44 überschritten. Da das linke Paar 26 und das
rechte Paar 26' der Streuelemente jeweils das Gut zwischen sich
einziehen, kommt stets eines dieser Paare schlagartig zum
Stillstand. Die Sollbruchstelle 44 trennt die
Antriebsverbindung dann zwischen dem linken Paar der Streuelemente 26
und dem rechten Paar der Streuelemente 26' auf. Außerdem trennt
das links eingezeichnete Abschaltelement zwischen dem Zahnrad
46 und dem ganz links eingezeichneten Kegelzahnrad 42 die
Verbindung zum Antrieb auf, wenn das linke und/oder rechte
Streuelementepaar blockiert und im zweiten Fall die
Sollbruchstelle zwischen den Streuelementepaaren nicht vorher
durchtrennt wird. Die nicht blockierten Streuelemente 26 bzw.
26' werden nicht durch die Antriebsverbindung mit den
blockierten Streuelemente 26' bzw. 26 schlagartig abgebremst
und ggf. auch vom Zahnrad 46 getrennt, so dass weitere
Beschädigungen der Getriebe und der Streuelemente 26, 26' nicht
zu befürchten sind. Die Antriebswelle 42 kann nach einer
derartigen Störung ohne größeren Aufwand herausgezogen und
ausgetauscht werden.
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In der Fig. 4 ist eine rückwärtige Ansicht einer zweiten
Ausführungsform eines Streuwagens 10 dargestellt. Der ersten
Ausführungsform entsprechende Elemente sind mit
übereinstimmenden Bezugszeichen gekennzeichnet. Die zweite Ausführungsform
stimmt im Wesentlichen mit der ersten Ausführungsform überein.
Allerdings wird die Welle 42 durch ein in ihrer Mitte, zwischen
den mittleren antreibenden Kegelzahnrädern 40 angeordnetes
Antriebskegelzahnrad 50 angetrieben, das mit dem Zugfahrzeug in
Antriebsverbindung steht. Zwischen dem mittleren Abschnitt der
Antriebswelle 42, der mit dem Antriebskegelzahnrad 50 verbunden
ist, und den äußeren Abschnitten der Antriebswelle 42, die die
antreibenden Kegelzahnräder 40 haltern, sind jeweils
Abschaltelemente in Form einer Sollbruchstelle 44 vorgesehen. Auch sie
trennen im Fall einer Blockierung eines Streuelementepaares die
Antriebsverbindung zum Antriebskegelzahnrad 50 und zum anderen
Streuelementepaar.
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In der Fig. 5 ist eine rückwärtige Ansicht des unteren Teils
einer dritten Ausführungsform eines Streuwagens 10 dargestellt.
Der zweiten Ausführungsform entsprechende Elemente sind mit
übereinstimmenden Bezugszeichen gekennzeichnet. Die dritte
Ausführungsform stimmt im Wesentlichen mit der zweiten
Ausführungsform überein. Ein Unterschied besteht allerdings
darin, dass zwischen dem Antriebszahnrad 50 und dem linken
Abschnitt der Antriebswelle 42 sowie zwischen dem
Antriebszahnrad 50 und dem rechten Abschnitt der Antriebswelle 42
jeweils ein Abschaltelement in Form einer an sich bekannten
Scherbolzenkupplung 48 mit definiertem Grenzmoment angeordnet
ist. Das Grenzmoment des Abschaltelements liegt unter der
Zahnbruchschwelle. Der Vorteil liegt darin, dass im Fall einer
Überlastung nur das Abschaltelement bzw. sein sich bei Überlast
auftrennendes Element auszutauschen ist, nicht wie bei der
ersten und zweiten Ausführungsform die ganze Antriebswelle 42.
Es können auch andere, zerstörungsfrei arbeitende
Abschaltelemente zur Verwendung kommen, wie Rutschkopplungen,
Nockenschaltkupplungen oder Sternratschen. Falls die
Streuelemente 26 oder 26' durch einen Fremdkörper oder
Überlastung schlagartig zum Stillstand kommen, wird das
Grenzmoment des Abschaltelements überschritten. Es trennt die
Antriebsverbindung zwischen dem linken Paar der Streuelemente
26 und dem rechten Paar der Streuelemente 26' und zum Antrieb
auf, so dass weitere Beschädigungen der Getriebe und der
Streuelemente 26, 26' nicht zu befürchten sind.