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Die
Erfindung betrifft eine Häckselvorrichtung
für einen
Mähdrescher,
mit mindestens einem angetriebenen Rotor mit zumindest etwa vertikal oder
geneigt angeordneter Drehachse, der in einem einen Einwurf für das Häckselgut
und einen Auswurf aufweisenden Gehäuse vorgesehen ist und auf
dessen Umfang in einem ersten oberen Zerkleinerungsbereich Zerkleinerungswerkzeuge
wendelförmig
angeordnet sind, wobei zum Auswerfen des zerkleinerten Häckselgutes
unterhalb des Rotors ein Gebläse vorgesehen
ist. Eine solche Häckselvorrichtung
wird bevorzugt am heckseitigen Ende eines Mähdreschers angebaut bzw. eingesetzt,
um das bei der Getreideernte anfallende Häckselgut, insbesondere Stroh,
Spreu, Verlustkörner
und Unkraut- und Ungrassamen zu zerkleinern und über die Arbeitsbreite des Mähdreschers
auf dem Boden breitzustreuen.
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Eine
an einem Mähdrescher
anbringbare Häckselvorrichtung
mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen ist
aus der
DE 100 63
554 A1 bekannt. Der Vertikalhäcksler weist zwei gegensinnig
angetriebene Rotoren mit zumindest etwa vertikal oder leicht geneigt
angeordneter Drehachse auf, die Kegelstumpfform besitzen und auf
ihrem Umfang wendelförmig
angeordnete Zerkleinerungswerkzeuge in Form aufgehängter Messer tragen.
Diese rotierend angetriebenen Messer arbeiten mit Gegenmessern zusammen,
die ortsfest an der Innenwand des Gehäuses so angeordnet sind, dass
sie in den Zwischenraum zwischen zwei vertikal übereinander aufgehängten Messern
eingreifen. Diese Anordnung erhöht
die Gefahr von Verstopfungen. Die Messer können auf dem Rotor in Spiralform,
d. h. in Drehrichtung azimutal und axial wendelförmig zueinander versetzt angebracht
sein, so dass sie die Förderung
des Häckselguts
in axialer Richtung unterstützen.
Die Rotoren sind in einem Gehäuse
untergebracht, welches oben einen Einwurf und unten einen Auswurf
für das
Häckselgut
aufweist. Das Gehäuse umschließt die Zerkleinerungswerkzeuge
und den Rotor relativ weiträumig über den
gesamten Umfang, so dass die Gefahr besteht, dass das Häckselgut
von den umlaufenden Messern in Umfangsrichtung mitgenommen und an
die Innenwand des Gehäuses
abgeschleudert wird, von der es dann ohne weiteren Kontakt mit den
Messern aufgrund Schwerkrafteinwirkung herabfällt. Insoweit ist nur eine
bedingte Zerkleinerungswirkung für
das Häckselgut
zu erwarten Das Gehäuse
der Häckselvorrichtung
kann auch zumindest teilweise der Form des Konus des Rotors angepasst
sein, so dass das Häckselgut
einen Spalt etwa konstanter Abmessung zwischen Gehäuse und den
Messern durchläuft
und dort gehäckselt
wird. Bei einer weiteren Ausführungsform
ist unterhalb des Rotors ein mit Schaufeln besetztes Gebläse angeordnet,
welches vorzugsweise mit deutlich höherer Umfangsgeschwindigkeit
angetrieben wird als der Rotor. Damit wird die Wurfwirkung verbessert.
Auch hier können
an der Außenseite
der Schaufeln Messer vorgesehen sein, die mit Gegenmessern des Gehäuses zusammenwirken,
um das Häckselgut
in einem zweiten Zerkleinerungsbereich weiter zu zerkleinern. Das
den Rotor umschließende
Gehäuse
kann auf seiner Innenwand auch Leitbleche tragen, um Häckselgut
und Luft auf einer wendelförmigen
Bahn vom Einlass an der Oberseite bis zum Auslass zu leiten. Trotz
ihrer wendelförmigen
Anordnung bilden die am Umfang des Rotors aufgehängten Messer örtliche Zerkleinerungswerkzeuge,
die auf Kreisbahnen um die etwa vertikale Drehachse umlaufen. Dies
ist auch erforderlich, um ein zerstörungsfreies Zusammenarbeiten
mit den ortsfest aufgehängten
Gegenmessern sicherzustellen. Hierdurch bedingt wirkt auf das Häckselgut
auf seinem Weg vom Einwurf zum Auswurf im Wesentlichen nur die Schwerkraft
ein, so dass die Gefahr von Verstopfungen resultiert, wenn vermehrt
Häckselgut
anfällt.
Auch die Saugwirkung des Gebläses
unterstützt
diese Förderung
von oben nach unten nur bedingt, da das Gehäuse den Rotor weiträumig umschließt.
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Das
bei der Getreideernte anfallende Stroh soll aus Gründen des
Bodenschutzes und wegen des Erhalts der Bodenfruchtbarkeit ausreichend über die gesamte
Arbeitsbreite des Mähdreschers
aus dem Boden verteilt werden, und zwar in zerkleinerter Form. Dabei
entsteht die Aufgabe, das Häckselgut auf
Arbeitsbreiten bis zu etwa 10 m gleichmäßig zu verteilen. Die Häckselvorrichtung
ist in aller Regel am Heck des Mähdreschers
angeordnet. Das Häckselgut,
insbesondere Stroh, wird von den Schüttlern am Mähdrescher der Häckselvorrichtung
im freien Fall zugeführt.
Die Zerkleinerungswirkung bekannter Häckselvorrichtungen ist begrenzt.
Auch die gleichmäßige Verteilung
des gehäckselten
Strohs auf dem Boden wird oft nur unzureichend erreicht und ist
darüber
hinaus abhängig
je nach Wind, Hanglage, Strohfeuchte und Schnittbreite des Mähdreschers. Bei
den bekannten Häckselvorrichtungen
erfolgt die Zerkleinerung des Strohs praktisch ausschließlich durch
einen Schneidvorgang, wobei im Stroh befindliche Verlustkörner und
Unkrautsamen auch wegen der getrennten Wege von Kurzstroh und Spreu
praktisch nicht zerstört
werden. Die daraus resultierende unzureichende Strohverteilung ist
pflanzenbaulich als äußerst problematisch
anzusehen. Darüber
hinaus führt
die Verteilung intakter Unkrautsamen und keimfähiger Körner zu erheblichen Aufwendungen bei
der späteren
Unkraut- und Ungrasbekämpfung.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier wirksame Abhilfe zu schaffen
und eine Häckselvorrichtung
für einen
Mähdrescher
aufzuzeigen, mit der einerseits das Stroh verlässlich zerkleinert und dabei
auch Verlustkörner
und Unkraut-/Ungrassamen in möglichst
hohem Maße
zerstört
sowie das zerkleinerte Stroh, Spreu und dgl. möglichst gleichmäßig auch über große Wurfweiten
ausgebracht werden kann.
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LÖSUNG
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Die
Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
erfindungsgemäße Häckselvorrichtung stellt
einen Vertikalhäcksler
dar, mit einem Rotor, dessen Drehachse zumindest angenähert vertikal oder
leicht geneigt angeordnet ist. Die Drehachse kann auch in mehreren
Richtungen leicht geneigt angeordnet sein, beispielsweise in und
quer zur Fahrtrichtung. In der Regel sind auch zwei angetriebene Rotoren
einander zugeordnet vorgesehen und gegenläufig angetrieben, wobei beide
Drehrichtungen möglich
sind. Auf dem Umfang des oder der Rotoren sind in einem sich im
Wesentlichen vertikal erstreckenden Zerkleinerungsbereich wendelförmig angeordnete
Zerkleinerungswerkzeuge vorgesehen, die sich zumindest über einen
Sektor des Umfangs des Rotors gewindeartig erstrecken. Die Zerkleinerungswerkzeuge
können
auch in Form einer durchgehenden Wendel über 360° oder auch mehr vorgesehen sein.
Die wendelgangförmige Anordnung
ist dabei in ihrer Steigung auf die Drehrichtung des Rotors so abgestimmt,
dass sich über
die Höhe
des Rotors insgesamt eine Einzugs- oder Niederzugsschnecke ergibt, so
dass das oben am Gehäuse
aufgegebene Häckselgut
durch den Antrieb des Rotors eine nach unten gerichtete Bewegungskomponente
erfährt,
die mit der Einwirkungsrichtung der Schwerkraft ungefähr gleich
gerichtet ist. Diese nach unten gerichtete Bewegungskomponente der
Niederzugsschnecke auf das Häckselgut
ist besonders bedeutungsvoll, um Verstopfungen zu vermeiden und
das Häckselgut während seines
Durchgangs auf einem wendelförmigen
Bewegungspfad verlässlich
zu zerkleinern. Die Einzugs- oder Niederzugsschnecke wirkt einerseits mechanisch
und andererseits pneumatisch auf das Häckselgut ein. Ein Teil der
Zerkleinerung des Häckselgutes
wird durch Freischnittwirkung der Zerkleinerungswerkzeuge erreicht.
Ein anderer, vermutlich größerer Teil
der Zerkleinerungswirkung tritt durch das Zusammenwirken der Zerkleinerungswerkzeuge mit
mindestens einer sich im Wesentlichen vertikal erstreckenden Gegenhalteleiste
ein. Mindestens eine solche Gegenhalteleiste, aber auch mehrere, abständig auf
dem Umfang verteilt angeordnete Gegenhalteleisten, erstrecken sich
im Wesentlichen über
die Höhe
des Rotors bzw. der Zerkleinerungswerkzeuge und bilden mit der äußeren Umfangsbahn des
Randes der Zerkleinerungswerkzeuge einen engen Spalt. Der Spalt
ist so bemessen, dass allenfalls kleinere Häckselgutteile durch diesen
Spalt hindurchtreten können,
während
größere Häckselgutteile
von der Gegenhalteleiste aufgefangen und an der Mitdrehung mit dem
Rotor bzw. den Zerkleinerungswerkzeugen gehindert werden. Diese
Häckselgutteile
lagern sich kurzfristig auf der Gegenhalteleiste ab und werden von
nachfolgenden Bereichen der Zerkleinerungswerkzeuge erfasst und
zerkleinert. An jeder Gegenhalteleiste wiederholt sich dieser Vorgang,
so dass die Anzahl der Gegenhalteleisten, die über dem Umfang verteilt angeordnet
sein können,
neben anderen Parametern, wie beispielsweise die Drehzahl des Rotors,
bestimmend für
die gleichmäßige Zerkleinerungswirkung
und die Größe bzw.
Länge der entstehenden
zerkleinerten Häckselgutteile
sind. Der Rotor mit den darauf wendelförmig angeordneten Zerkleinerungswerkzeugen
kann kegelig, kegelstumpfartig, aber auch zylindrisch ausgebildet
sein, und zwar über
die Höhe
durchgehend oder bereichsweise. Durch die Kegelstumpfform wird der
Vorteil erreicht, dass von oben nach unten wachsende Umfangsgeschwindigkeiten
zur Anwendung kommen, so dass der Fluss des Häckselgutes auseinandergezogen
wird und damit einer Verstopfungsgefahr entgegengewirkt wird. Zylindrische
Rotoren sind dagegen einfacher herstellbar und damit auch insgesamt preiswerter.
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Unterhalb
des Rotors mit den wendelförmig angeordneten
Zerkleinerungswerkzeugen ist ein Gebläse vorgesehen, welches als
Radialgebläse
ausgebildet und mit Schaufeln besetzt ist. Durch das Gebläse wird
ein Luftstrom erzeugt, der sowohl auf der Saugseite wie auch auf
der Druckseite genutzt wird. Saugseitig ist der Rotor mit den wendelförmig angeordneten
Zerkleinerungswerkzeugen zumindest in großen Bereichen – abgesehen
von einem Einwurftrichter für
das Häckselgut – engräumig umschlossen,
so dass von oben nach unten nur eine relativ kleine Durchtrittsfläche entsteht,
durch die die Luft von dem Gebläse
angesaugt wird. In dieser Zerkleinerungsstrecke von oben nach unten
wirken mehrere Kräfte,
die sich gegenseitig unterstützen,
auf das Häckselgut
ein. Der geringste Anteil dürfte
von der Schwerkraftwirkung herrühren.
Ein bedeutender Anteil wird von der vertikal gerichteten Bewegungskomponente
der Niederzugsschnecke im Zusammenwirken mit der Gegenhalteleiste
erbracht. Zusätzlich
erbringt die Niederzugsschnecke auch noch eine Gebläsewirkung.
Auch die Saugwirkung durch das unterhalb der Zerkleinerungseinrichtung
angeordnete Gebläse
macht sich positiv bemerkbar, so dass einerseits verstopfungsfrei
gearbeitet werden kann und andererseits die Zerkleinerungswirkung
gleichmäßig und
verlässlich
eintritt. Aber auch auf der Druckseite wird die Wirkung des Gebläses genutzt,
und zwar für eine
gleichmäßige Verteilung
des zerkleinerten Häckselgutes
durch Breitstreuen über
die Arbeitsbreite. Zu diesem Zweck weist das Gehäuse im Bereich des Rotors einen
Auswurf auf, der verstellbar bzw. einstellbar angeordnet ist und
gegebenenfalls durch verstellbare Leitbleche ergänzt werden kann. Damit, wie
auch durch andere Parameter, insbesondere die Drehzahl des Rotors
bzw. die Drehzahl des Rotors des Gebläses, kann die Wurfweite eingestellt werden.
In der Regel sind zwei gegenläufig
angetriebene Rotoren in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Die Anordnung
und die Drehrichtung können
dabei auch so gewählt
werden, dass der Auswurf des zerkleinerten Häckselgutes von einem links hinten
angeordneten Rotor nach rechts und umgekehrt gerichtet wird.
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Das
Gehäuse
bildet mit einem Teil seines Umfangs einen Einwurftrichter für das Häckselgut. Dieser
Einwurftrichter erstreckt sich nur über einen bestimmten Sektor,
der unterhalb des Abwurfbereichs der Schüttler des Mähdreschers angeordnet ist.
Der Einwurftrichter kann sich über
die gesamte Höhe
des Rotors mit den wendelförmig
angeordneten Zerkleinerungswerkzeugen erstrecken, aber auch nur
einen oberen Teil davon einnehmen. Seine Querschnittsfläche nimmt
von oben nach unten ab, so dass das Häckselgut durch den Einwurftrichter
in Kontakt zu den wendelförmig
angeordneten Zerkleinerungswerkzeugen auf dem Rotor gelangt. Der
andere Teil des Umfangs des Gehäuses
umschließt
den Rotor und die von den Zerkleinerungswerkzeugen gebildete Niederzugsschnecke
relativ eng, so dass das Häckselgut
hier keine Möglichkeit
der radialen Ausbreitung hat, sondern immer wieder mit den Zerkleinerungswerkzeugen
der Niederzugsschnecke in Kontakt kommt. Auch dies trägt zu einer
verlässlich erreichbaren
Zerkleinerungswirkung bei.
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Die
Gegenhalteleiste oder die mehreren auf dem Umfang verteilt abständig angeordneten
Gegenhalteleisten haben in erster Linie die Aufgabe, ein Mitdrehen
des Häckselgutes
mit dem Rotor zu vermeiden bzw. einer solchen Bewegung des Häckselgutes
entgegenzuwirken. Dies unterstützt
einerseits die nach abwärts
gerichtete Förderwirkung.
Andererseits bilden die Gegenhalteleisten eine sich etwa radial
zu der Drehachse des Rotors erstreckende Prallfläche zum kurzzeitigen Abbremsen
und Stillsetzen der Bewegung des Häckselgutes. Die so gebildete Prallfläche erstreckt
sich über
die gesamte Höhe
des Rotors bzw. des Bereiches, auf dem dieser mit den Zerkleinerungswerkzeugen
besetzt ist. In radialer Richtung muss die Prallfläche keine
besonders große
Erstreckung aufweisen. Es genügt
hier eine radiale Erstreckung von einigen wenigen Zentimetern. Die
Gegenhalteleiste oder die Gegenhalteleisten können mehr oder weniger genau
vertikal oder entsprechend der Kegelstumpfform des Rotors geneigt angeordnet
sein. Aber auch eine geringfügige Schrägstellung
gegen die Förderrichtung
ist sinnvoll, verbunden mit einer Wirkung auf das Häckselgut
in einer nach unten gerichteten Bewegungskomponente. Die Gegenhalteleiste
kann auch durch eine entsprechende Gestaltung des Übergangsbereiches des
Gehäuses
zwischen dem Einwurftrichter und dem sich in Drehrichtung anschließenden Gehäusebereich
gebildet werden. Durch die wendelförmig angeordneten Zerkleinerungswerkzeuge
wird eine Niederzugsschnecke gebildet. Für die beabsichtigte Wirkung
des Niederzugs oder Einzugs der Häckselvorrichtung ist es bedeutsam,
dass die Wendel der Niederzugsschnecke möglichst durchgängig ausgebildet ist
oder zumindest einen relativ hohen Flächenanteil in Umfangsrichtung
abdeckt. Es genügt
also nicht, beispielsweise vier Schlegelmesser auf dem Umfang des
Rotors anzuordnen, die zwischen sich sektorartige Bereiche von angenähert 90° freilassen.
Es soll vielmehr möglichst
vollständig
oder zumindest angenähert
eine durchgängige
Wendel geschaffen werden, die um mindestens 360°, aber auch ein Mehrfaches davon,
vorgesehen ist. Die Förderwendel
kann vorteilhaft mehrgängig
ausgebildet sein, um eine relativ große Steigung zu verwirklichen
und so mehrfach einen Kontakt des Häckselgutes mit der Niederzugsschnecke
zu erreichen, um die Gleichmäßigkeit der
Zerkleinerungswirkung zu fördern.
Das so zerkleinerte Häckselgut
gelangt aus dem Bereich des Rotors mit der Niederzugsschnecke durch
einen offenen, sich unmittelbar anschließenden stirnseitigen Übergang
in den Bereich des Gebläses
und wird dort von dem Luftstrom und den Schaufeln des Gebläserades
erfasst, transportiert und ausgeworfen. Im Bereich des Gebläses kann
eine zweite Zerkleinerungsstrecke bzw. eine Nachzerkleinerungsstrecke gebildet
sein. Im Bereich der ersten Zerkleinerungsstrecke des Rotors mit
den Zerkleinerungswerkzeugen kann der mit der Gegenhalteleiste oder
den Gegenhalteleisten zusammenarbeitende Rand der Wendel der Niederzugsschnecke
zugeschärft
oder gezahnt ausgebildet sein. Auch eine gewellte Gestaltung des
Randes ist möglich.
Die Ausbildung im Einzelnen wird so getroffen, dass die beabsichtigte
Einzugs- bzw. Niederzugswirkung
unterstützt
wird.
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Das
unterhalb des Rotors angeordnete Gebläse kann einen zweiten Zerkleinerungsbereich
für das
Häckselgut
aufweisen, mit dem eine Nachzerkleinerung stattfindet. Die Zerkleinerung
kann durch das Zusammenwirken von Schaufeln an einem Schaufelrad
des Gebläses
und ortsfest auf der Innenseite des Gehäuses angeordneten Reibleisten
erreicht werden. Diese zweite Zerkleinerungsstrecke ist insbesondere
auf die Zerstörung
von Verlustkörnern,
Unkrautsamen und dergleichen gerichtet. Diese werden zerteilt, angequetscht,
abgeschert, gemahlen oder sonst wie verformt. Die Schaufeln an dem
Schaufelrad können
eine radiale Erstreckung aufweisen, die der radialen Tiefe der Gegenhalteleisten
entspricht. Die ortsfesten Reibleisten können an einem zylindrischen
Abschnitt des Gehäuses und/oder
an einer das Gehäuse
unten abschließenden
Stirnwand angeordnet sein. Die Reibleisten sind in großer Vielzahl
und unter relativ geringem gegenseitigem Abstand angeordnet, um
die beabsichtigte Quetsch- und Mahlwirkung zu erbringen. Ihre radiale und/oder
axiale Erstreckung kann einige Millimeter bis etwa 1 cm betragen.
Die Höhe
der Reibleisten im zylindrischen Abschnitt richtet sich nach der
Breite der Schaufeln des Schaufelrades.
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Es
kann ein erster Rotor vorgesehen sein, der die wendelförmig angeordneten
Zerkleinerungswerkzeuge aufnimmt. Ein zweiter davon separater Rotor
kann das Schaufelrad mit den daran befestigten Schaufeln bilden.
Bei einer solchen separaten Konstruktion können unterschiedliche Drehzahlen und
damit unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten an diesen beiden
Elementen verwirklicht werden. Es ist aber auch möglich, die
Wendel der Niederzugsschnecke und die Schaufeln des Gebläses auf einem
gemeinsamen durchgehenden Rotor anzuordnen. Damit entfällt ein
Zwischengetriebe und die konstruktive Gestaltung der Häckselvorrichtung
wird einfacher.
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Die
wendelförmig
angeordneten Zerkleinerungswerkzeuge sind in Umfangsrichtung so
ausgebildet und angeordnet, dass sie zumindest ein Drittel, vorzugsweise
mehr als 50% der Fläche
des Wendelgangs über
dem Umfang abdecken. Bei einem über 360° durchgehenden
Wendelgang werden so 100% der Fläche
des Wendelgangs abgedeckt und damit eine besonders gute Niederzugswirkung
erreicht. Dies ist aber nur dann möglich, wenn ohne Anwendung
von Gegenschneiden gearbeitet wird. Nur dann ist es möglich, einerseits
das Gehäuse
an die Zerkleinerungswerkzeuge relativ eng anschließend zu
gestalten und anzuordnen und die Saugwirkung des Gebläses für das Häckselgut
auf seinem wendelförmigen
Bewegungspfad von oben nach unten zu unterstützen.
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Die
wendelförmig
angeordneten Zerkleinerungswerkzeuge auf dem Rotor der Niederzugsschnecke
werden mit Umfangsgeschwindigkeiten in einem Bereich etwa zwischen
50 und 100 m/sec angetrieben, woraus basierend auf einem mittleren Durchmesser
des Rotors bzw. der Zerkleinerungswerkzeuge von etwa 750 mm entsprechende
Umfangsgeschwindigkeiten resultieren.
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KURZBESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter
bevorzugter Ausführungsbeispiele
weiter erläutert
und beschrieben.
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1 zeigt eine schematische
Seitenansicht einer ersten Ausführungsform
der Häckselvorrichtung
am hinteren Ende eines Mähdreschers.
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2 zeigt eine Ansicht des
Mähdreschers von
hinten mit der Häckselvorrichtung
gemäß 1.
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3 zeigt eine Draufsicht
auf den hinteren Teil des Mähdreschers
mit der Häckselvorrichtung.
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4 zeigt eine vergrößerte Detaildarstellung
im Bereich des Übergangs
zwischen der Niederzugsschnecke und dem Gebläse der Häckselvorrichtung.
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5 zeigt eine weitere Einzelheit
betreffend eine andere Ausführungsform
der Häckselvorrichtung.
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6 zeigt eine schematisierte
Draufsicht eines Teils des Rotors mit wendelartig angeordneten Zerkleinerungswerkzeugen.
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7 zeigt eine andere Ausführungsform
in einer Ansicht ähnlich 6.
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8 zeigt schließlich eine
dritte Ausführungsform
in Draufsicht.
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9 zeigt einen etwa horizontal
geführten Schnitt
im Bereich der Stirnwandung des Gebläses.
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10 zeigt eine Seitenansicht
der Reibleisten des Gebläses
in abgewickelter Form.
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11 zeigt eine alternative
Anordnungsmöglichkeit
der Reibleisten in abgewickelter Darstellung.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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1 zeigt das hintere Ende
eines Mähdreschers 1 in
Seitenansicht. Es ist eine erste Ausführungsform der heckseitig angebauten
Häckselvorrichtung 2 dargestellt.
Die Darstellung zeigt etwa einen Vertikalschnitt mit schematischer
Verdeutlichung der wesentlichen Elemente der Häckselvorrichtung 2.
Die Häckselvorrichtung 2 besteht
im Wesentlichen aus einer Zerkleinerungseinrichtung 3 und
einem Gebläse 4.
Zerkleinerungseinrichtung 3 und Gebläse 4 bilden vorteilhaft
eine Einheit, können
aber auch als zwei separate Elemente übereinander angeordnet sein.
Die Zerkleinerungseinrichtung 3 nimmt den wesentlichen
Teil der Höhe
der Häckselvorrichtung 2 ein,
wobei das Gebläse 4 gleichsam
unten angesetzt ist.
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Die
Zerkleinerungseinrichtung 3 weist einen Rotor 5 mit
zumindest angenähert
senkrecht angeordneter Drehachse 6 auf. Der Rotor 5 ist
hier als geschlossener kegelstumpfartiger Körper ausgebildet und angeordnet.
Er ist auf seinem Umfang mit wendelförmig angeordneten Zerkleinerungswerkzeugen 7 besetzt,
die über
die Höhe
gesehen eine Niederzugsschnecke 8 bilden. Die Zerkleinerungswerkzeuge 7 besitzen
von oben nach unten gleiche radiale Erstreckung, also eine übereinstimmende
Ganghöhe.
In der Regel ist auch die Steigung der durch die Zerkleinerungswerkzeuge 7 gebildeten
Wendel konstant. Die Steigung kann aber auch progressiv ausgeführt sein.
Die freien Ränder
der Zerkleinerungswerkzeuge 7 bzw. der Niederzugsschnecke 8 befinden
sich damit ebenfalls auf einem Kegelstumpf entsprechend der Formgebung
des Rotors 5.
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Der
Rotor 5 mit den Zerkleinerungswerkzeugen 7 wird
von einem Gehäuse 9 umschlossen.
Das Gehäuse 9 schließt über den
Umfang gesehen relativ eng an den äußeren Rand der Zerkleinerungswerkzeuge 7 an.
Auf einem Teil des Umfangs ist lediglich ein Einwurftrichter 10 gebildet,
wobei hier im Querschnitt ein vergleichsweise größerer Abstand von den Rändern der
Zerkleinerungswerkzeuge 7 eingehalten wird. Der Querschnitt
des Einwurftrichters 10 kann sich über die gesamte Höhe des Rotors 5 oder nur über den
oberen Teil desselben erstrecken. Sein freier Querschnittsraum nimmt
von oben nach unten ab. Das Gehäuse 9 umgibt
also nur im Bereich des Einwurftrichters 10 den Rotor 5 mit
größerem Abstand.
Der Einwurftrichter 10 befindet sich in Fahrtrichtung gesehen
vorn an dem Gehäuse 9 bzw.
der Häckselvorrichtung 2,
und zwar in einem Bereich, in dem Häckselgut, insbesondere Stroh, über die
bekannten Schüttler 11 gemäß Pfeil 12 abgeworfen wird.
Die Häckselvorrichtung 2 kann
zweckmäßig so tief
gegenüber
dem Siebkastenabgang des Mähdreschers 1 angeordnet
sein, dass auch die Spreu, die Verlustkörner und die Unkraut-/Ungrassamen in den Einwurftrichter 10 gelangen.
Der Einwurftrichter 10 kann an dem Mähdrescher 1 nach rückwärts zeigend gegenüber den
Rotoren 5 angeordnet sein.
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Die
Zerkleinerungswerkzeuge 7 können insbesondere in Form einer
Gewindewendel bzw. einer Förderwendel
auf dem Umfang des Rotors 5 angeordnet sein, wie dies schematisch
angedeutet ist. Die Förderwendel
kann auch mehrgängig
ausgebildet sein und sich so zumindest über einen Umfang von 360°, bevorzugt
aber auch um ein Mehrfaches, wie dargestellt, erstrecken.
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Der
Rotor 5 ist entsprechend der Drehachse 6 mit einer
Antriebswelle 13 drehfest verbunden, die im Wesentlichen
vertikal angeordnet ist. Der Antrieb erfolgt von unten über ein Übersetzungsgetriebe 14. Die
Antriebswelle 13 mit ihrer Drehachse 6 kann gegenüber der
Vertikalen um einen Winkel 15 leicht schrägstehend
angeordnet sein, wobei Kardangelenke in den Antriebsstrang eingeschaltet
sein können. Die
Lagerung der Antriebswelle 13 kann sowohl unten wie auch
oben erfolgen. Der Rotor 5 kann eine obere Stirnwand 16 aufweisen,
auf der sich im Wesentlichen radial erstreckende Einzugs- und Förderorgane 17 angeordnet
sein können,
um Häckselgut, welches
versehentlich im Bereich der Stirnwand 16 abgeworfen wird,
in den Einwurftrichter 10 zu überführen.
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An
der Wandung des Gehäuses 9,
und zwar auf der Innenseite, ist mindestens eine Gegenhalteleiste 18 angeordnet.
Die Gegenhalteleiste 18 erstreckt sich im Wesentlichen
vertikal, also über
die Höhe
des Rotors 5, und ist gegenüber den Zerkleinerungswerkzeugen 7 bzw.
der von diesen gebildeten Niederzugsschnecke 8 angestellt
angeordnet. Zwischen den freien Rändern der Zerkleinerungswerkzeuge 7 und
der Gegenhalteleiste 18 wird ein eng begrenzter Spalt gebildet,
der in radialer Richtung nur wenige Millimeter breit ist. Die Gegenhalteleiste 18 kann über ihre
gesamte Höhe
gleiche radiale Erstreckung, also gleiche radiale Tiefe von einigen
Zentimetern aufweisen, oder, wie hier, oben eine größere Tiefe
als unten besitzen. Die Gegenhalteleiste 18 ist ortsfest
auf der Innenseite des Gehäuses 9 angeordnet,
und zwar in einem Bereich, der in Umfangsrichtung von dem Einwurftrichter 10 entfernt
bzw. mit Abstand zu diesem vorgesehen ist. Die Gegenhalteleiste 18 kann
exakt vertikal ausgerichtet angeordnet sein oder aber auch leicht
schrägstehend.
Sie erstreckt sich auf jeden Fall über die gesamte Höhe des Rotors 5 bzw.
der Zerkleinerungswerkzeuge 7. Die Gegenhalteleiste bildet
auf der der Drehrichtung zugekehrten Seite eine Prallfläche 19,
auf der das Häckselgut
kurzzeitig zur Ruhe kommt und von den Zerkleinerungswerkzeugen 7 in
seinem radial nach innen überstehenden
Teil ergriffen und abgeschlagen bzw. zerkleinert wird. Das Häckselgut
kommt so mehrfach bei seiner wendelförmigen Bewegung von oben nach
unten mit der Gegenhalteleiste 18 einerseits und den Zerkleinerungswerkzeugen 7 bzw.
der so gebildeten Niederzugsschnecke 8 in Kontakt. Wenn
der Rotor die Form eines Kegelstumpfes, wie in 1 dargestellt, aufweist, ergeben sich
von oben nach unten wachsende Umfangsgeschwindigkeit. Durch diese
Einwirkung wird der Strom des Häckselgutes
beschleunigt auseinandergezogen, wodurch der Gefahr von Verstopfungen
der Häckselvorrichtung 2 entgegengewirkt
wird.
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Das
unterhalb der Zerkleinerungseinrichtung 3 angeordnete Gebläse 4 weist
einen Rotor 20 auf, der auf seinem Umfang mit Schaufeln 21 besetzt
ist. Der Rotor 20 kann mit dem Rotor 5 der Zerkleinerungseinrichtung 3 baulich
zusammengefasst sein oder in diesen direkt übergehen, so dass ein gemeinsamer
Rotor 5, 20 geschaffen ist. Das so gebildete Schaufelrad 22 wird
ebenfalls von unten angetrieben, und zwar über den gleichen Antrieb wie
auch der Rotor 5 der Zerkleinerungseinrichtung 3.
Auch das Gehäuse 9 setzt
sich in dem Bereich des Gebläses 4 fort und
umschließt
die umlaufenden Schaufeln 21 mit relativ geringem Abstand.
Die Zerkleinerungseinrichtung 3 ist ausgangsseitig stirnseitig
offen, ebenso wie das Gebläse 4 auf
seiner Eingangsseite stirnseitig offen ist. Es erfolgt an dieser
Stelle der ungehinderte Übertritt
des gehäckselten
Häckselgutes
in den Bereich des Gebläses 4.
Das Gehäuse 9 besitzt
hier an entsprechender Stelle des Umfangs einen verstellbaren Auswurfkanal 23,
der durch die Anordnung verstellbarer Leitbleche auch veränderlich
einstellbar ist. Durch den Auswurfkanal 23 wird das zerkleinerte Häckselgut
gemäß Pfeil 24 abgegeben,
wobei es über
die Arbeitsbreite des Mähdreschers 1 auf
dem Boden gleichmäßig verteilt
abgeworfen wird.
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2 verdeutlicht in einem
schematisierten Vertikalschnitt die Ausbildung und Zuordnung von zwei
Rotoren 5 bzw. zwei Häckselvorrichtungen 2 mit zwei
Zerkleinerungseinrichtungen 3 und zwei Gebläsen 4.
Der links dargestellte Rotor 5 mit seinen Zerkleinerungswerkzeugen 7 besitzt
Zylinderform, während
der rechts dargestellte Rotor 5 Kegelstumpfform aufweist.
Diese Darstellung soll nur unterschiedliche Ausführungsformen verdeutlichen.
Es versteht sich, dass die beiden Rotoren 5 einer Häckselvorrichtung 2 entweder
beide zylindrisch oder beide kegelstumpfförmig ausgebildet und angeordnet
sind. Die Anordnung der Drehachsen 6 kann in Richtung quer
zur Fahrtrichtung um einen Winkel 25 von der Vertikalen abweichen.
Ein Verteilergetriebe 26 dient der Aufteilung der Leistung
auf die beiden Einheiten, die von dem gemeinsamen Gehäuse 9 umschlossen
sind. Die einzelnen Bereiche des gemeinsamen Gehäuses 9 gehen so ineinander über, dass
die Zerkleinerungswerkzeuge 7 bzw. die Niederzugsschnecken 8 auf
einem großen
Bereich des Umfangs eng umschlossen werden, so dass im Bereich beider
Rotore 5 eine eng bemessene Durchtrittsfläche entsteht,
innerhalb der sich die Wirkung des Gebläses 4 saugseitig voll
entwickeln und ausbilden kann. Zusätzlich erhält das Häckselgut von der Niederzugsschnecke 8 jeder
Einheit eine nach unten gerichtete Bewegungskomponente, die zu einem
raschen ungehinderten Durchfließen
des Häckselgutes
von oben nach unten beiträgt.
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3 verdeutlicht anhand einer
vertikalen Draufsicht das hintere Ende des Mähdreschers 1 mit den
beiden Einheiten der Häckselvorrichtung
jeweils bestehend aus einer Zerkleinerungseinrichtung 3 und
einem darunter angeordneten Gebläse 4.
Die beiden Rotoren 5 werden hier gemäß den Pfeilen 27 und 28 gegenläufig angetrieben.
In Zuordnung dazu ist die Steigung der Zerkleinerungswerkzeuge 7 an den
Rotoren 5 ausgebildet und angeordnet. Ebenso ist hierzu
auch die Lage der beiden Auswurfkanäle 23 abgestimmt und
vorgesehen. Die Auswurfkanäle 23 der
beiden Einheiten können
vorzugsweise in unterschiedlicher Höhe enden, damit sich die Wurfstrahlen des
zerkleinerten Häckselgutes
nicht gegenseitig treffen. Es ist hier erkennbar, dass jede Einheit
mit drei Gegenhalteleisten 18 ausgerüstet ist, die alle den Einwurftrichtern 10 abgekehrt
ortsfest an der gemeinsamen Wandung des Gehäuses 9 angeordnet sind.
Die Rotoren 5 können
auch entgegen den Pfeilen 27 und 28 gegensinnig
angetrieben werden, wobei sich dann die Lage und Ausrichtung der
Auswurfkanäle 23 verändern kann.
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4 zeigt eine Ausführungsform,
bei der der Rotor 5 der Zerkleinerungseinrichtung 3 und
der Rotor 20 des Gebläses 4 nicht
drehfest miteinander verbunden und zusammengefasst sind, sondern
separate Teile darstellen, die mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten
angetrieben werden. Die Schaufeln 21 sind an dem Rotor 20 des
Gebläses 4 gelenkig
aufgehängt.
Den Schaufeln 21 sind Reibleisten 29 und 30 zugeordnet.
Die Reibleisten 29 sind ortsfest innen an der Wandung des
Gehäuses 9 angeordnet.
Die Reibleisten 30 sind ortsfest innen im Bereich einer
Stirnwandung des Gehäuses 9 vorgesehen.
Die Reibleisten 29 und 30 besitzen nur eine geringe
radiale bzw. axiale Tiefe von einigen Millimetern bis etwa zu 1
cm oder geringfügig
mehr. Mit Hilfe der Schaufeln 21 und der Reibleisten 29 und 30 wird eine
zweite Zerkleinerungsstrecke gebildet, die hier im Bereich des Gebläses 4 angeordnet
und untergebracht ist. Diese zweite Zerkleinerungsstrecke dient der
Nachzerkleinerung des Häckselgutes.
Insbesondere erbringt sie aber zusätzlich eine Mahl- bzw. Zerteilwirkung
auf Verlustkörner
und Unkrautsamen.
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5 verdeutlicht verschiedene
Einzelheiten. So können
die Zerkleinerungswerkzeuge 7 austauschbar an dem Rotor 5 der
Zerkleinerungseinrichtung 3 befestigt sein. Der freie Rand
der Zerkleinerungswerkzeuge 7 kann zugeschärft, aber
auch gezahnt oder gewellt ausgebildet sein. Durch die wendelförmige Anordnung
der Zerkleinerungswerkzeuge 7 und der so gebildeten Niederzugsschnecke 8 wird auf
das Häckselgut
eine abwärtsgerichtete
Förder-Kraft ausgeübt. Es ist
erkennbar, dass zwischen den freien Enden der Zerkleinerungswerkzeuge 7 und
den Gegenhalteleisten 18 ein enger Durchtrittsspalt 31 gebildet
wird, dessen Spaltweite etwa 2 bis 5 mm betragen kann. Wesentlich
ausgeprägter
ist die Prallfläche 19 an
den Gegenhalteleisten 18, die eine radiale Erstreckung
von einigen Zentimetern besitzen kann. Durch den Durchtrittsspalt 31 tritt
nur zerkleinertes Häckselgut
hindurch, welches entweder bereits so klein ist, dass es den Durchtrittsspalt 31 ohne
nennenswerte Behinderung passieren kann. Längere Halme des Häckselgutes
werden auf der Prallfläche 19 der
Gegenhalteleisten 18 kurzzeitig abgelagert und stillgesetzt.
Durch den sich weiterdrehenden Rotor 5 mit den Zerkleinerungswerkzeugen 7 werden
radial nach innen überstehende
Halmbereiche ergriffen, abgeschlagen und so zerkleinert auf dem
wendelförmigen
Strömungspfad
von oben nach unten geführt,
bis sie in den Bereich des Gebläses 4 gelangen
und dort von der Wurfwirkung der Schaufeln 21 erfasst und über den
Auswurfkanal ausgeworfen werden. Es ist erkennbar, dass zwischen
dem radialen Ende der Schaufeln 21 und den Reibleisten 29 ein
vergleichsweise noch enger begrenzter Durchtrittsspalt 32 gebildet
wird. Zwischen den Schaufeln 21, von denen beispielsweise
vier oder sechs auf dem Umfang des Rotors 20 angeordnet
sein können, werden
in axialer Richtung zu den Reibleisten 30 Durchtrittsspalte 33 gebildet,
die ähnlich
bemessen sind wie die Durchtrittsspalte 32. In Umfangsrichtung besitzen
die Reibleisten 29 und 30 eine relativ geringe
Erstreckung, etwa im Bereich von 1 bis 2 cm.
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Die 6 bis 8 zeigen verschiedene Möglichkeiten
der Ausbildung der Zerkleinerungswerkzeuge 7, die zusammengenommen über die
gesamte Höhe
des Rotors 5 die Niederzugsschnecke 8 bilden. Diese
Ausführungsformen
können
jeweils einzeln oder auch in Kombination Anwendung finden. Es ist jeweils
von einem kegelstumpfförmigen
Rotor nur ein sich über
360° erstreckender
Teil dargestellt.
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6 zeigt die Verwendung von
starr oder pendelnd aufgehängten
Messern 34 als Zerkleinerungswerkzeuge 7. Aus
dieser Ansicht wird auch erkennbar, dass die Messer 34 in
solcher Vielzahl und so eng benachbart nebeneinander angeordnet
sind, dass tatsächlich
die Niederzugsschnecke 8 gebildet wird. Die Messer 34 decken über den
Umfang gesehen etwa 30%, mindestens aber etwa 25%, der horizontalen
bzw. wendelförmigen
Fläche
zwischen dem Rotor 5 und den Gegenhalteleisten 18 ab.
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Gemäß 7 sind die Zerkleinerungswerkzeuge 7 als
sektor- oder abschnittweise angeordnete Schneidenstücke 35 ausgebildet
und angeordnet, die zusammen einen Schraubengang bilden, also sich
in der Zusammenschau zu der Wendelform der Niederzugsschnecke 8 ergänzen. Die
Ausbildung und Anordnung der Schneidenstücke 35 kann auswechselbar,
wie anhand von 5 verdeutlicht,
vorgesehen sein. Die Schneidenstücke 35 sind
so dimensioniert, dass sie insgesamt etwa 50% der horizontalen Ringfläche im Bereich
eines Wendelgangs zwischen Rotor 5 und Gegenhalteleiste 18 abdecken.
Die freien Ränder
der Schneidenstücke 35 können zugeschärft, gezahnt
oder gewellt ausgebildet sein.
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8 zeigt in Umfangsrichtung
durchgehende Zerkleinerungswerkzeuge 7 etwa in Form einer durchgehenden
Wendel 36, die damit 100% der beschriebenen Fläche zwischen
Rotor 5 und Gegenhalteleisten 18 abdeckt. Der
freie Rand der Wendel kann zugeschärft, gezahnt oder gewellt ausgebildet
sein.
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9 verdeutlicht die Ausbildung
und Anordnung sowie die gegenseitige Dimensionierung der Reibleisten 29 und 30.
Es ist erkennbar, dass eine große
Anzahl Reibleisten 29 und 30 unter relativ geringem
gegenseitigen Abstand, beispielsweise auch leicht schräggestellt,
angeordnet sind, um mit den Schaufeln 21 eine quetschende
oder mahlende Wirkung zu erbringen. Der Bereich des Auswurfkanals 23 kann
durch ein oder mehrere verstellbare Leitbleche 37 verändert werden,
wobei die Ausbildung so getroffen ist, dass durch eine Veränderung
zugleich auf die Veränderung
der Wurfweite eingewirkt wird.
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Die 10 und 11 zeigen schließlich Anordnungsmöglichkeiten
der Reibleisten 29, die hier der Einfachheit halber in
die Ebene abgewickelt dargestellt sind. Die Reibleisten 29 gemäß 10 erstrecken sich über die
Höhe der
Schaufeln 21 und sind unter gleichmäßigen Abständen an der Innenwand des Gehäuses 9 befestigt.
Das Häckselgut
wird hier gemäß Pfeil 38 relativ
gradlinig bewegt, so dass es immer wieder mit den in Umfangsrichtung
aufeinanderfolgenden Reibleisten 29 in Kontakt kommt. Auf diese
Weise werden sehr wirkungsvoll Verlustkörner und Unkrautsamen zerschlagen
bzw. zerrieben.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß 11 sind die Reibleisten 29 unterteilt
und deren Teile zueinander auf Lücke
und schrägstehend
angeordnet. Das Häckselgut
sowie die Verlustkörner
und Unkrautsamen werden sich bei dieser Anordnung auf einem Bewegungspfad
gemäß Pfeil 39 im
Bereich des Umfangs des Gebläses 4 bewegen
und so immer wieder erneut einer Schlag- und Mahlwirkung ausgesetzt sein.
-
- 1
- Mähdrescher
- 2
- Häckselvorrichtung
- 3
- Zerkleinerungseinrichtung
- 4
- Gebläse
- 5
- Rotor
- 6
- Drehachse
- 7
- Zerkleinerungswerkzeug
- 8
- Niederzugsschnecke
- 9
- Gehäuse
- 10
- Einwurftrichter
- 11
- Schüttler
- 12
- Pfeil
- 13
- Antriebswelle
- 14
- Übersetzungsgetriebe
- 15
- Winkel
- 16
- Stirnwand
- 17
- Förderorgan
- 18
- Gegenhalteleiste
- 19
- Prallfläche
- 20
- Rotor
- 21
- Schaufel
- 22
- Schaufelrad
- 23
- Auswurfkanal
- 24
- Pfeil
- 25
- Winkel
- 26
- Verteilergetriebe
- 27
- Pfeil
- 28
- Pfeil
- 29
- Reibleiste
- 30
- Reibleiste
- 31
- Durchtrittsspalt
- 32
- Durchtrittsspalt
- 33
- Durchtrittsspalt
- 34
- Messer
- 35
- Schneidenstück
- 36
- Wendel
- 37
- Leitblech
- 38
- Pfeil
- 39
- Pfeil