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Die
Erfindung betrifft eine Rundballenpresse für landwirtschaftliche Halmgüter nach
dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Die
vorstehend beschriebene Rundballenpresse lässt sich der
EP 0498576 A1 entnehmen. Hier
ist an einer Seitenwand des Vordergehäuses ein Verteilergetriebe
vorgesehen. Das Verteilergetriebe hat eine Antriebswelle, die von
einem in der Mitte zwischen den Seitenwänden angeordneten Hauptgetriebe
kommt und zwei Abtriebswellen, die in Maschinenlängsrichtung verlaufen. Die
eine Abtriebswelle treibt eine oberhalb der Gutzuführöffnung im
Vordergehäuse
angeordnete Starterwalze und eine ebenfalls im Vordergehäuse unterhalb
der Gutzuführöffnung angeordnete
Boden-Presswalze an. Die andere Abtriebswelle treibt ein Presselement
an, das in diesem Fall von einem umlaufenden Förderband gebildet wird, das
den Pressraum sowohl im Vorder- als auch im Hintergehäuse begrenzt.
Ein- und Ausgangswelle des Hauptgetriebes werden mit der Zapfwellendrehzahl
540
1/min angetrieben. Um die Bauteile,
insbesondere die Wellen, möglichst
leicht dimensionieren zu können,
erfolgt eine Drehzahlübersetzung
ins Schnelle (von 540
1/min auf 1814
1/min) entweder durch ein Planetengetriebe
im Verteilergetriebe oder durch ein dem Hauptgetriebe vorgeschaltetes
Planetengetriebe. Anschließend
erfolgt eine Kegelradstufe und eine zweistufige Untersetzung ins Langsame über jeweils
ein einem Arbeitsorgan zugeordnetes Planetengetriebe auf die benötigte Drehzahl.
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Nachteilig
ist vor allem die sehr ungleiche Lastverteilung, einerseits auf
nur eine Boden-Presswalze bzw. eine Starterwalze und andererseits
auf das sehr große
Förderbandsegment
als Presselement. Darüber
hinaus ist der Bauaufwand des Gesamtantriebes sehr groß wegen
der fünf
Getriebestufen vor jedem Arbeitsorgan (jeweils drei Winkeltriebe und
zwei Planetengetriebe) und der Verwendung an sich bauaufwendiger
Getriebe. Auch die Lager und die dem Förderbandsegment zugeordneten
Antriebe sowie deren Befestigungen müssen stabil ausgelegt sein
aufgrund der relativ hohen Belastung, so dass bei Bauteilegleichheit
die anderen Getriebe überdimensioniert
sind.
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Durch
die
DE 8428625.3
U1 ist eine andere Konstruktion für Rundballenpressen der sogenannten
Festkammerbauart bekannt, deren Pressraum aus einer Vielzahl von
einzelnen antreibbare Presswalzen besteht. Hierbei ist in Kraftflussrichtung
hinter einem Hauptgetriebe ein Kegelradgetriebe angeordnet, dessen
Abtriebswelle unmittelbar mit der Drehachse der Presswalze verbunden
ist, um welche das Hintergehäuse
aufklappbar ist. Das Kegelradgetriebe ist am Vordergehäuse angeordnet
und steht über eine
Gelenkwelle mit dem Hauptgetriebe in Verbindung, das wahlweise von
der Schlepperzapfwelle mit 540
1/min oder
1000
1/min antreibbar ist. An jedem Presselement
ist einendig eine Kurbel angeordnet. Alle Kurbelelemente sind durch
zwei Koppelglieder verbunden, die vom Kegelradgetriebe angetrieben werden.
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Von
großem
Nachteil ist, dass sowohl das Kegelradgetriebe als auch insbesondere
dessen Lagerung und Befestigung sehr stabil ausgelegt sein müssen, weil
die gesamten Antriebskräfte
aller Presselemente zu übertragen
sind. Darüber
hinaus sind die Abstützkräfte in den
Lagerungen aufgrund der Kurbelantriebe sehr ungleichmäßig, weil
alle Kurbelelemente in gleicher Richtung wirken. Um ungewollte Schwingungen zu
vermeiden, ist ein Massenausgleich notwendig, wie dieser beispielsweise
in der
DE 3409713 A1 dargestellt
und beschrieben ist.
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Aufgrund
der bekannten Nachteile sind die in der Patentliteratur bekannten
Lösungsvorschläge von kettenlosen
Antrieben bei Rundballenpressen in Praxis bisher nicht eingeführt worden.
Deshalb werden heute noch alle auf dem Markt befindlichen Rundballenpressen über Kettentriebe
angetrieben.
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Die
Anforderungen an die Antriebe von Landmaschinen sind in den letzten
Jahren aufgrund verfügbarer
Schlepperzapfwellenleistungen bis 100 kW erheblich angestiegen.
Eine Zapfwellenantriebsdrehzahl von 1000 1/min
ist heute Stand der Technik.
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Der
Erfindung liegt ausgehend von der eingangs beschriebenen Rundballenpresse
die Aufgabe zugrunde, den Antrieb zu verbessern und zu vereinfachen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass wenigstens eine Abtriebswelle eines Verteilergetriebes parallel
und im Abstand zur Drehachse eines oder mehrerer Presselementes/e angeordnet
ist. Hinsichtlich der weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird
auf die Ansprüche
2 bis 20 verwiesen.
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Auf überraschend
einfache Weise ermöglicht die
erfindungsgemäße Gestaltung
des Verteilergetriebes einen direkten Antrieb der Presselemente
allein durch eine zweistufige Untersetzung zwischen Schlepperzapfwelle
und Presselement. Darüber
hinaus vermeidet diese Gestaltung den Durchtrieb von Kräften durch
die koaxial zur Schwenkachse des Hintergehäuses angeordnete Presswalze.
Bei allen auf dem Markt befindlichen Rundballenpressen mit Presswalzen
erfolgt bisher die Kraftübertragung
auf die Presswalzen des Hintergehäuses über die koaxial zur Schwenkachse
des Hintergehäuses
angeordnete Presswalze mittels eines Doppelkettenrades. Ein weiterer
Vorteil besteht in der einfachen Montage und Demontage des Getriebes.
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Als
besonders vorteilhaft wurde es erkannt, dass die Abtriebswelle über wenigstens
ein Stirnradgetriebe ein oder mehrere Presselemente antreibt. Das
ergibt eine einfache, flache Bauart, die aufgrund der Drehzahlen
sogar als offenes Getriebe ausgebildet sein kann.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Antriebswelle die Hauptantriebswelle,
welche direkt über
eine Gelenkwelle oder einen Gelenkwellenstrang oder indirekt über ein
Winkelgetriebe und eine Querwelle mit der Schlepperzapfwelle in
Wirkverbindung steht. Dadurch entfällt der bisher übliche Kegelradantrieb
des in Pressenmitte angeordneten Hauptgetriebes. Eine günstige Dimensionierung
aller Bauteile ist dadurch gewährleistet,
dass die Hauptantriebswelle eine Drehzahl von 1000 1/min
hat.
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Ein
entscheidender Vorteil für
den Antrieb von Rundballenpressen mit einer Vielzahl von Presswalzen
wird dadurch erreicht, dass die Kraftübertragung von wenigstens einem
direkt durch das Stirnrad angetriebenen Presselement auf wenigstens
ein weiteres Presselement durch ortsfeste, aber drehbar an einer
Seitenwand angeordnete Stirnräder
erfolgt. Von dem antreibenden Stirnrad aus lassen sich nach beiden
Seiten weitere Presselemente antreiben, die auf einfachste Weise
durch Stirnräder
gekoppelt werden. Diese Bauart ermöglicht auch eine einfache Montage
und Demontage vorgefertigter Presswalzen mit Lagerung und Stirnrad.
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Grundsätzlich ist
es möglich,
dass wenigstens einem Verteilergetriebe ein weiteres Verteilergetriebe
zum leistungsverzweigten Antrieb nachgeschaltet ist. Auf diese Art
und Weise werden die Verteilergetriebe nur noch auf die Teilleistung
der angeschlossenen Presswalzen ausgelegt und nicht mehr auf die
gesamte Pressleistung.
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Aufgrund
der höheren
Drehzahlen sind die Verteilergetriebe als geschlossene Getriebe
ausgeführt
und damit völlig
wartungsfrei.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden
näher beschrieben.
Es zeigt
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1 eine Seitenansicht einer
erfindungsgemäßen Rundballenpresse;
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2 eine Ansicht nach 1 in geöffneter Stellung des Hintergehäuses, wobei
der untere Teil der Rundballenpresse weggelassen ist,
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3 eine Seitenansicht auf
das Antriebssystem einer Rundballenpresse gemäß 1 und 2,
wobei zur Verdeutlichung die Rundballenpresse selbst weggelassen
wurde;
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4 eine Schnittansicht in
Blickrichtung der Pfeile X auf die im Hintergehäuse angeordneten Antriebe gemäß 3 und
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5 eine Draufsicht auf die
rechte Hälfte einer
Rundballenpresse gemäß 1 mit komplettem Antriebsstrang
bis zur Schlepperzapfwelle.
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Die
dargestellte Rundballenpresse besitzt ein zweiteiliges Pressraumgehäuse, bestehend
aus einem Vordergehäuse 1,
welches gestellfest auf einem Fahrgestell 2 ruht und einem
Hintergehäuse 3, welches
nach Formung eines Ballens um eine horizontale obere Schwenkachse 4 zum
Ballenausstoß in
eine Entladestellung 5 (2)
aufklappbar ist.
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Das
Vordergehäuse 1 weist
zwei Seitenwände 6 auf,
die durch Querverbindungen miteinander verbunden sind. Das Hintergehäuse 3 besitzt
zwei Seitenwände 7.
Diese liegen mit einer Vorderkante 8 in geschlossener Stellung 9 an
den Seitenwänden 6 des
Vordergehäuses 1 an.
Am Vordergehäuse 1 greift
ein Zugglied 10 an zur Verbindung mit einem nicht dargestellten
Schlepper, welcher die Rundballenpresse in durch Pfeil 11 gekennzeichnete
Richtung über
das Feld zieht.
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Im
Pressraumgehäuse
wird ein Pressraum 12 gebildet, der in diesem Ausführungsbeispiel
einen konstanten Durchmesser besitzt. Der Pressraum 12 wird
umfangsseitig von rotierend antreibbaren Presselementen begrenzt,
die in diesem Ausführungsbeispiel
in den Seitenwänden 6, 7 gelagerte
Presswalzen 13 (5)
sind, aber auch von Riemen, Stabkettenförderern oder Kombinationen
davon gebildet werden können.
Die gemeinsame Umlaufrichtung der Presswalzen 13 ist durch
Pfeil 14 gekennzeichnet. In den 1 bis 4 sind
vereinfacht nur die Drehachsen 15 der Presswalzen 13 dargestellt,
um Überschneidungen
zu vermeiden. In den Zeichnungen ist im folgenden deshalb jeweils
die Drehachse der Presswalze statt der Presswalze mit der Bezugslinie gekennzeichnet.
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Zwischen
einer oberen Presswalze 16 und einer Boden- Presswalze 17 ist
eine Zuführöffnung 18 für Halmgut
freigelassen. Mit einer an sich bekannten Pick-up 19 (Aufnahmeeinrichtung)
hebt die Rundballenpresse Halmgut vom Boden auf und fördert es
gegebenenfalls durch eine Schneideinrichtung, bestehend aus einem
Förder-/Schneidrotor 20 und
Schneidmessern 21, in die Zuführöffnung 18 des Pressraumes 12.
Während
des Betriebes laufen Pick-up 19 und Förder-/Schneidrotor 20 in
durch Pfeile 22 gekennzeichnete Richtungen um.
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Die
Kraftübertragung
erfolgt von einer nicht dargestellten Schlepperzapfwelle aus über eine
oder mehrere Gelenkwellen 23 auf ein erstes Verteilergetriebe 24.
Das Verteilergetriebe 24 ist auf der in Fahrtrichtung gesehen
rechten Seite der Rundballenpresse im Abstand oberhalb der Gutzuführöffnung 18 an der
Seitenwand 6 des Vordergehäuses 1 befestigt. Die
Befestigung kann aber auch über
einen Hilfsrahmen oder am Pressenrahmen im Bereich der Seitenwand 6 erfolgen.
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Im
Verteilergetriebe 24 ist eine Hauptantriebswelle 25 mit
in Maschinenlängsachse
verlaufender Drehachse gelagert. Die Hauptantriebswelle 25 ist
nach hinten als Verlängerung
aus dem Verteilergetriebe 24 herausgeführt und mit einer längenveränderbaren
Gelenkwelle 26 verbunden, welche an die Antriebswelle 27 eines
zweiten Verteilergetriebes 28 angeschlossen ist, das an
der Seitenwand 7 des Hintergehäuses 3 befestigt ist.
Die Verteilergetriebe 24, 28 sind bis auf die
Gehäuse
baugleich und spiegelbildlich mit Bezug auf die durch die Schwenkachse 4 gelegte
Teilungsebene von Vorder- 1 und Hintergehäuse 3 angeordnet.
Dadurch schließt
die Gelenkwelle 26 während
des Öffnens
des Hintergehäuses 3 und
in wie in 3 gezeigter
geöffneter
Stellung 5 des Hintergehäuses 3 ständig gleiche
Beugewinkel mit deren An- bzw. Abtriebswelle 25, 27 ein.
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In
jedem Verteilergetriebe 24, 28 ist ein Tellerrad 29, 30 mit
waagerechter, quer zur Maschinenlängsachse verlaufender Drehachse 31, 32 gelagert. Das
Tellerrad 29 des ersten Verteilergetriebes 24 steht
mit einem auf der Hauptantriebwelle 25 befestigten, im
Verteilergetriebe 24 gelagerten Antriebsritzel 33 im
Eingriff und bildet eine erste Untersetzungsstufe von beispielsweise
1:4. Das Tellerrad 30 des zweiten Verteilergetriebes 28 steht
mit einem Antriebsritzel 34 im Eingriff, das auf der im
zweiten Verteilergetriebe 28 gelagerten Antriebswelle 27 befestigt
ist, die über
die Gelenkwelle 26 mit der Drehzahl der Hauptantriebswelle 25 angetrieben
wird und die gleiche Untersetzungsstufe aufweist. Jedes Tellerrad 29, 30 trägt an seinem
Wellenstummel 29a ein Stirnrad 35, 36,
welches jeweils mit auf zwei benachbarten Presswalzen 37a, 38a, 39a, 40a befestigten Stirnrädern 37, 38; 39, 40 kämmt und
eine zweite Untersetzungsstufe von 1:2 darstellt. Zwei oberhalb
der direkt angetriebenen Presswalze 37a angeordnete Presswalzen 41, 42 und
zwei unterhalb der direkt angetriebenen Presswalze 38a angeordnete
Presswalzen 43, 44 tragen ebenfalls Stirnräder 45.
Die Kopplung dieser Presswalzen 41 bis 44 mit
den direkt angetriebenen Presswalzen 37a, 38a erfolgt
durch Stirnräder 46,
die drehbar auf ortsfest an der Seitenwand 6 befestigten
Lagerzapfen 47 gelagert sind. In gleicher Weise erfolgt
der Antrieb der oberen sechs im Hintergehäuse 3 gelagerten Presswalzen 39a, 40a, 48 über das
angetriebene Stirnrad 36 und ortsfest aber drehbar an der
Seitenwand 7 des Hintergehäuses 3 gelagerte Stirnräder 49,
die die Presswalzen 48 koppeln. In 5 sind die Drehachsen der Presswalzen 38a, 40a mit
den Ziffern 38b und 40b gekennzeichnet. Alle Stirnradgetriebe 35 bis 40 und 45, 46, 49 sind
als offene Getriebe ausgebildet und wartungsfrei.
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Das
Tellerrad 29 des ersten Verteilergetriebes 24 steht
mit einem zweiten Kegelrad 50 im Eingriff, das auf einer
Abtriebswelle 51 sitzt, die zu einem im unteren Bereich
des Vordergehäuses 1 an
dessen Seitenwand 6 befestigten Verteilergetriebe 52 führt, von
dem der Antrieb zweier Boden-Presswalzen 17 abgeleitet
ist. Der Antrieb dieser Boden-Presswalzen 17 erfolgt in
gleicher Weise wie der Antrieb der oberen Presswalzen 37a, 38a über ein
Kegelradgetriebe 53, 54 mit einer Untersetzung
von 1:4 und ein offenes Stirnradgetriebe 55, 56, 57 mit
einer Untersetzung von 1:2. In der Abtriebswelle 51 ist
eine nicht dargestellte Freilaufkupplung angeordnet, die eine Drehung
der Boden- Presswalze 17 in Richtung des Pfeiles 14 durch
den Ballen zulässt,
wie es beim Ballenausstoß auftreten
kann.
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In
gleicher Art und Weise werden die unteren vier im Hintergehäuse 3 angeordneten
Presswalzen 58 durch ein an der Seitenwand 7 des
Hintergehäuses 3 angeordnetes
Verteilergetriebe 59 über
eine vom zweiten Verteilergetriebe 28 kommende Abtriebswelle 60 angetrieben.
Das untere Verteilergetriebe 59 des Hintergehäuses 3 ist
baugleich zu dem unteren Verteilergetriebe 52 des Vordergehäuses 1.
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Alle
Verteilergetriebe 24, 28, 52, 59 sind
als geschlossene, mit Schmiermittel befüllte Getriebe ausgeführt und
damit wartungsfrei.
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Jedes
Verteilergetriebe 24, 28, 52, 59 ist
nur noch auf den Leistungsbedarf der jeweils angeschlossenen Presswalzen
ausgelegt. Um bei Blockierungen eines Bauteiles Schäden in den
Antrieben zu vermeiden, weist jedes Verteilergetriebe eine nicht
dargestellte Überlastsicherung,
beispielsweise eine an sich bekannte Scherbolzensicherung auf.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
ist in dem ersten Verteilergetriebe 24 ein Tellerrad 61 mit
vertikaler Drehachse gelagert, das mit einem auf der Hauptantriebswelle 25 sitzenden
Antriebsritzel 62 im Eingriff steht. Die Abtriebswelle 63 des
Tellerrades 61 führt
zu einem ebenfalls geschlossenen Kegelradgetriebe 64, 65,
von welchem der Förder-/Schneidrotor 20 angetrieben
wird. In der Abtriebswelle 63 ist eine schaltbare Überlastkupplung 66 angeordnet,
die beispielsweise beim Ansprechen der Überlastsicherung eines Verteilergetriebes 24, 28, 52, 59 sofort
die Gutzufuhr unterbricht. Das Kegelradgetriebe 61, 62 kann auch
separat vom ersten Verteilergetriebe 24 ausgebildet und
angeordnet sein.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass durch die Kombination von einfachen geschlossenen Verteilergetrieben mit
einfachen offenen Zahnradgetrieben einerseits eine bedarfsgerechte
Leistungsverzweigung auf die Presswalzen und andererseits eine einfache
und wartungsfreie Bauweise gewährleistet
ist. Die Leistungsverzweigungen ermöglichen kleiner dimensionierte
Baugruppen. Insgesamt stellt die Erfindung eine wirtschaftliche
Gesamtkonstruktion dar, auch aufgrund der hohen Betriebssicherheit,
des niedrigen Verschleißes
und des geringsten Wartungsbedarfes. Vorteilhaft ist auch die einfache
Montage und Demontage der einzelnen vormontierten Presswalzen in Modulbauweise.
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Während des
Betriebes werden alle Presswalzen in durch Pfeil 14 gekennzeichnete
Richtung mit gleicher Walzenumfangsgeschwindigkeit angetrieben.
Darüber
hinaus ermöglicht
diese Konstruktion auf besonders einfache Weise durch Wahl des Übersetzungsverhältnisses
eine Variation der Drehzahlen der auf dem Presskammerumfang verteilten Presswalzen
oder Presswalzengruppen. So lässt sich
z.B. mit einer Anhebung der Walzenumfangsgeschwindigkeit in Teilbereichen
des Presskammerumfangs eine höhere
Kraftschlussbeanspruchung an den geringer belasteten Presswalzen
erzielen, wodurch eine Erhöhung
der Pressdichte möglich
ist.