DE2206514A1 - Kurbeltrieb fur Mähmaschinen mit alternierendem System - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. W. Meissner Dipl.-Tng. H. Tischet

DipWng.P.E.Meissner Berlin, den

Dipl.-lng. H.-J. Presiinj

H Berlin 33 (Grunewald),. HerbertstraBe 22 ■ 8. 2. 1972

Pr./En

(H«ai-ftlr_dS)

Ungarn

KURBELTRIEB FÜR MÄHMASCHINEN MIT ALTERNIERENDEM SYSTEM

Die Erfindung betrifft einen Kurbeltrieb für Mähmaschinen mit alternierender Arbeitsweise, bei denen eine feststehende und eine bewegliche Klingenreihe das Schneidwerk bilden, weiterhin der Antrieb der beweglichen Klingenreihe an einen Kugelmes-serkopf angeschlossen ist.

Die Schneidwerke der in der Landwirtschaft verwendeten Grasmäher, Silo- und Getriebekombinen sind in allgemeinen mit herkömmlicher alternierender Bewegung arbeitende Schneidbalken.-Ein derartiges Schneidwerk besteht aus dem Fingerbalken» den daran befestigten, mit Gegen-

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scheiden, d.h. einer feststehenden Klinge versehenen Fingern und dem die alternierende Arbeit, d.h. Hin- und Herbewegung durchführenden an den Messerrücken festgeniete ten beweglichen Messer /Klingenreihe/. Der Antrieb der alternierenden Mäher erfolgt im allgemeinen mittels eines Kurbeltriebes mit einer Drehzahl von 600-850 U/min.

Bei den zur Zeit am häufigsten zur Verwendung gelangenden alternierenden Mähmaschinensystemen können keine bedeutenden Leistungserhöhungen mehr verwirklicht werden. Zu einer Leistungserhöhung würden sich nämlich zwei Wege bieten: einerseits die Breite des Schneidbalkens, andererseits die Fahrtgeschwindigkeit zu erhöhen. Die Verwirklichung beider Möglichkeiten bringt mehrere Probleme mit sich.

Eine grössere Arbeitsbreite kann nur durch die Verbindung mehrerer Schneidbalken verwirklicht werden, da bei einer Verlängerung des aus einem Stück gefertigten starren Balkens eine Verwerfung bzw. Verkrümmung desselben auftritt, was zu einem Festklemmen des Messers führt. Der Nachteil einer aus mehreren Schneidbalken bestehenden Mähmaschine liegt darin, dass der Einbau umständlich wird.

Beabsichtigt man eine Erhöhung der Fahrtgeschwindigkeit vorzunehmen, so muss auch die Geschwindigkeit-des sich hin- und herbewegenden Messers erhöht werden, da dies zur Sicherung von guten Schneidbedingungen erforderlich ist. Mit der Erhöhung der Kurbeldrehzahl kommt es jedoch zu einer quadratischen Erhöhung der Massenkräfte und die erhöhten Massenkräfte sowie der durch den schnellen Lauf bedingte grössere Verschleiss führen zu einer raschen Zerstörung des Schneid- und Antriebsmechanismus. Die Breite der zur Zeit gebauten Schneidwerke beträgt 180-2HO cm, und die Messergeschwindigkeit erreicht bei einzelnen Typen sogar 2,5 m/sec.

Eine Eigenheit der Kurbeltriebe für Mähmaschinen ist, dass zwischen dem Messer und dem Mittelpunkt des

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Kurbelkreises im allgemeinen eine Achsversetzung /Desaxierung/ besteht. Das Ausmass derselben beträgt bei den neuen Mähmaschinen das 6- bis 7-fache, bei Silokombinen und Erntemaschinen das 3- bis 5-fache, bei Mähdreschern das 0-2-fache des Kurbelhalbmesserst Das Ausmass der Achsversetzung wird durch die geforderte Höhe der zurückbleibenden Stoppel bestimmt. Wo die Forderung nach einer geringen Stoppelhöhe besteht, z.B. beim Grasmähern, muss das Mass der Achsversetzung grosser sein» da in dem Fall, wenn die Kurbel nahe der Messerführung angeordnet wäre, der Mäher den Boden berühren würde.

Eine weitere Eigenheit des Kurbeltriebes besteht darin, dass bei konstanter Drehzahl und Winkelgeschwindigkeit die Hubzahl des Messers pro Minute zwar konstant, zugleich jecioch die Schnittgeschwindigkeit innerhalb der einzelnen Hübe veränderlich ist. Bei einem mit Achsversetzung ausgelegten Antrieb sind die Totpunktstellungen der Messer auf dem Kurbelkreis nicht um 180° voneinander versetzt und deshalb legt das Messer den Weg in der einen Richtung schneller, in der . anderen langsamer zurück- Der Unterschied zwischen den Durchschnittsgeschwindigkeiten des Hin- und des Rückweges ist desto grosser, je kürzer die Pleuelstange /Schubstange/ im Vergleich zum Kurbelhalbmesser ist.

Die Beschleunigung des Messers ist in den Totpunkten bzw. in deren Nähe die höchste. Zur Beschleunigung gerade proportional sind die Massenkräfte, die den Zapfen der Pleuelstange belasten. Infolge der Achsversetzung entstehen in den beiden Totpunkten in ihrer Grosse unterschiedliche Massenkräfte, und dies erschwert das Auswuchten des Messers. Die durch Verschleiss oder unrichtige Montage bedingten Spiele erhöhen die in den Totpunkten auftretenden Massenkräfte in bedeutenden Masse.

Zur Beseitigung der vorgenannten Nachteile der

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Kurbeltriebe werden verschiedene Konstruktionslösungen angewandt. Die einzelnen Typen der zum Einsatz gelangenden Mähmaschinenantriebe werden an Hand von Beispielen beschrieben, die die einzelnen Prinzipien modern verwirklichen.

Ein Kurbelscheibentrieb wird unter anderem bei den Schneidwerken der Silokombine vom Typ "Hurrikan" sowie der Grasmäher vom Typ "FFK" "183" und FFK 213" verwendet. Die Achsanordnung der Kurbelscheiben ist hier im wesentlichen parallel zur Schnittebene. Die Nachteile dieses Systems wurden im vorstehenden Teil der Beschreibung ausführlich erläutert.

Bekannt ist weiterhin der sogenannte ,"Wippsystem"-Antrieb, dessen praktische moderne Ausführung beispielsweise bei dem Schneidwerk der Silokombine vom Typ "KS 69-09" vorzufinden ist. Hier wird die alternierende Bewegung des Messers durch eine auf der Antriebswelle zweckmässig schräg gelagerte sog. "Taumelgabel" gesichert, die die Drehbewegung in eine alternierende Hin- und Herbewegung umwandelt. Kachteil dieses Antriebssystems ist, dass die beim Messerantrieb auftetenden dynamischen Kraftwirkungen durch die Lagerung aufgenommen werden müssen, und diese deshalb schnell zerstört wird. Dieser Umstand beeinträchtigt die Betriebssicherheit der Maschine.

Die Vervollkommnung und Verbesserung der alternierenden Messerantriebe muss in erster Linie auf eine genauere Auswuchtung der Massenkräfte in den Totpunkten gerichtet sein. Die andere anzustrebende Aufgabe ist eine Verbesserung der Geradeführung des Messers, bei Verminderung der die Messerführung belastenden dynamischen Krafteinwirkungen, um dadurch die Voraussetzungen zum Erreichen höherer Schnittgeschwindigkeiten zu sichern.

Die bisher beschriebenen Kurbel- und sonstigen Messerantriebe lösen die vorstehend dargelegten Probleme nicht und deshalb ist eine Verbesserung der bisherigen Antriebe bei den herkömmlichen alternierenden Mähmaschinen

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erforderlich.

Ziel der Erfindung ist, bei Beibehaltung der Vorteile des Kurbeltriebes /Einfachheit, Betriebssicherheit/ dessen Nachteile zu vermindern..

Der erfindungsgemässe Kurbeltrieb besteht aus einem zur Schnittebene des Messers im wesentlichen mit seinen Achsen senkrecht angeordneten, durch ein Stirnzahnradpaar angetriebenen Kurbelscheibenpaar und aus einem an dere*n Kurbelzapfen einzeln, an den Messerkopf hingegen in einem Drehpunkt angeschlossenen, im wesentlichen gleich langen Pleuelstangenpaar /Schubstangenpaar/.

Die erforderliche entgegengesetzte Drehrichtung wird durch das Stirnzahnradpaar gesichert, dessen Antrieb von der Zapfwelle des TraktDrs, zweckmässigerweise über ein Kegelradpaar öder in Abhängigkeit von der konkreten Konstruktion über einen Ketten- bzw. evtl. Keilriemenantrieb erfolgt.

Bei einer zweckmässigen Ausführungsform ist die eine Pleuelstange /Schubstange/ zur Beseitigung des Tptspieles mit einer Stellvorrichtung versehen.

Bei einer anderen AusführungsVariante ist zwischen dem Pleuelstangenpaar /Schubstangenpaar/ und dem Messerkopf ein Kipphebel gelenkig eingefügt. In diesem Fall erübrigt sich die vorerwähnte Stellvorrichtung zur Beseitigung des Totspieles.

Die Neuheit und der im Vergleich zu den bisher bekannten Lösungen fortschrittliche Charakter der Erfindung besteht darin, dass die auftretenden Massenkräfte durch das Doppelkurbelsystem aufgeteilt werden und dadurch ihre Auswuchtung erleichtert wird.

Durch die zur Schnittebene senkrechteAchsanordnung der Kurbelscheiben und das in eine Linie Bringen der Bewegung des Messers und des Anschlusspunktes der beiden Pleuelstangen zum Messerkopf kann einerseits eine niedri-

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ge Stoppelhöhe, andererseits ein Ausgleich der aus der Desaxierung des Doppelkurbelsystems resultierenden Kraftwirküngen an den beiden Pleuelstangen erreicht werden. Im Ergebnis dieser Massnahmen sichert der erfindungsgemässe Kurbeltrieb einen ruhigen Lauf des Messers /der Mähmaschine/, weiterhin, dass die Messerführung geringeren Krafteinwirkungen ausgesetzt wird und tatsächlich nur zur Geradeführung des Messers dient. Infolge der geringeren Beanpsru chungen vermindert sich der Verschleiss und erhöht sich die Lebensdauer.

Die Erfindung soll nachstehend an Hand zweier Ausführungsbeispxele mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 die Draufsicht der Anordnung des Antriebes /Kurbeltriebes/ ;

Fig. la den skizzierten Querschnitt des Antriebes;

Fig. 2 die Draufsicht der Arbeitsweise des Kurbelscheibenpaares ;

Fig. 2a die Seitenansicht von Fig. 2;

Fig. 3 die andere Ausführungsvariante des Anschlusses an den Messerkopf in der Draufsicht;

Fig.3a die Seitenansicht von Fig. 3.

Das auf der durch die Zapfewelle des Traktors angetriebenen Welle 1 aufgekeilte Kegelrad 2 überträgt den Antrieb über das auf der Welle 4 aufgekeilte Kegelrad 3 an das ebenfalls auf der Welle 4 aufgekeilte Stirnzahnrad 5 und an die Kurbelscheibe 7. Das Stirnzahnrad 5 treibt im Eingriff mit dem auf die Welle 15 aufgekeilten Stirnzahnrad 6 die Kurbelscheibe 8 an. Demzufolge laufen die Kurbelscheiben 7 und 8 in entgegengesetzter Richtung um. Der Kurbelzapfen 9 der Kurbelscheibe 7 und der Kurbelzapfen 10 der Kurbelscheibe 8 werden durch die Pleuelstangen /Schubstangen/. 11 und 12 mit dem am Messerkopf 16 befindlichen Messerkopfzapfen 13 verbunden und bringen dadurch das Messer 14

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in eine geradlinige alternierende Bewegung. Zur Beseitigung des Totspieles des Kurbeltriebes ist die Pleuelstange 12. in ihrer Länge verstellbar und zwar mit Hilfe der Schraubenstellvorrichtung 17.

Bei der in Fig. 3 und 3a dargestellten Ausführungsvariante sind die Pleuelstangen /Schubstangen/ 11 und 12 über den Klipphebel 18 an den Messerkopf zapf en 13 bzw. den Messerkopf 16 angeschlossen. Bei dieser Ausführungsvariante erübrigt sich die Stellvorrichtung zur Beseitigung des Totspieles des Kurbeltriebes.

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Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE

   \l) Kurbeltrieb für Mähmaschinen mit alternierender Arbeitsweise, bei denen eine feststehende und eine bewegliche Klingenreihe /Messer/ das Schneidwerk bilden, weiterhin der Antrieb der beweglichen Klingenreihe /des Messers/ an einen Messerkopf angeschlossen ist, dadurch g ekennze ichnet, dass an den Messerkopf (16) des Schneidwerkes über einen Messerkopfzapfen (13) ein Antriebsystem mit zwei in entgegengesetztem Sinne umlaufenden Kurbelscheiben (7, 8) gleichen Kurbelhalbmessers über ein Pleuelstangenpaar (11, 12) unmittelbar oder mittelbar angeschlossen ist.
2. 2. Kurbeltrieb nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (4, 15) der Kurbelscheiben (7, 8) senkrecht zur Schnittebene des Messers (14) angeordnet sind, auf dieselben je ein Stirnzahnrad (5, 6) aufgekeilt ist, weiterhin, dass die Kurbelzapfen(9, 10) mit dem Messerkopfzapfen (13) durch je eine Pleuelstange (11, 12) verbunden werden.
3. 3. Kurbeltrieb nach Anspruch 2 dadurch g e kennzeichnet, dass die eine Pleuelstange (12) zur Beseitigung des Totspieles mit einer Stellvorrichtung (17) versehen ist.

   4· Kurbeltrieb nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (U, 15) der Kurbelscheiben (7, 8) im wesentlichen senkrecht zur Schnittebene des Messers (14) angeordnet sind, auf dieselben je ein Stirnzahnrad (5, 6) aufgekeilt ist, weiterhin, dass zwischen dem Pleuelstangenpaar (11, 12) und dem Messerkopfzapfen (13) ein Kipphebel (18) gelehkig eingefügt ist.

   Dipl.-Ing. H. J. Prestinn

   Patentanwalt v.

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