DE2835635C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zur Boden­ bearbeitung in einer Ausbildung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Maschine dieser Art (DE-OS 22 06 433) bilden der Maschinenbalken und das Getriebe Sonder­ bauteile, die in ihren Abmessungen auf eine vorgegebene Maschinenauslegung abgestimmt sind. Sollen derartige Maschinen entsprechend wechselnden Anforderungen der Landwirtschaft in unterschiedlichen Arbeitsbreiten oder für unterschiedlichere Ausgangsdrehzahlen von Schlepper­ zapfwellen ausgeführt werden, so bedingt dies eine er­ hebliche Erschwernis und Verteuerung der Fertigung sowie der Lagerhaltung. Besondere Probleme entstehen bei der Herstellung von Maschinen mit großer Arbeitsbreite und hohem Bedarf an Antriebsleistung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so zu gestalten, daß sie mit geringem Herstellungsauf­ wand in unterschiedlichen Arbeitsbreiten ausführbar und leicht an unterschiedliche Zapfwellendrehzahlen von Schleppern anpaßbar ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von einer Maschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ange­ gebenen Merkmalen. Hinsichtlich weiterer Ausgestaltungen wird auf die Patentansprüche 2 und 3 verwiesen.

Die Ausbildung der Maschine nach der Erfindung schafft einen baukastenartigen Aufbau der Maschine, der es er­ möglicht, mit wesentlich verringertem Herstellungs-, Montage- und Lageraufwand den Anforderungen an unter­ schiedliche Arbeitsbreiten und unterschiedliche Zapfwel­ lendrehzahlen von Schleppern Rechnung zu tragen. Die Ge­ triebeaufteilung in einen austauschbaren Ober- und einen zwischen die Teile des Maschinenbalkens zwischengeordne­ ten Unterteil ermöglicht eine leichte Drehzahlanpassung einerseits sowie eine dichtere Anordnung der Maschine zum Schlepper andererseits. Begünstigt wird dies auch durch die höhere Lage des Antriebswellenzapfens, die bei dichterer Anordnung der Maschine zum Schlepper die Ge­ fahr einer zu starken Abwinklung der Zapfwelle mindert. Bei Ausbildung des Getriebeoberteils mit einer Durch­ triebswelle, die einen dem Antriebswellenzapfen gegen­ überliegenden, rückwärts aus dem Getriebegehäuse vor­ stehenden weiteren Antriebswellenzapfen aufweist, ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung der Anwendung der Maschine als Teil einer Gerätekombination.

Eine schwerpunktmäßige Maschinenanhängung ist bereits bei einer Maschine zur Bodenbearbeitung gemäß der DE-OS 21 21 869 gegeben, dort jedoch durch eine entgegen Fahrtrichtung zurückverlegte Anordnung des mit der Zapf­ welle zu verbindenden Antriebswellenzapfens des Getrie­ bes, der in einem Getriebeansatz auf der Oberseite des Getriebegehäuses mittels eines einzigen Lagers abge­ stützt ist.

Bei einer weiterhin bekannten Bodenbearbeitungsmaschine (DE-OS 26 40 190) ist das Zentralgetriebe dreiteilig ausgeführt, wobei zwischen einem Getriebeoberteil und einem Getriebeunterteil noch ein Mittelteil zwischenge­ ordnet ist. Dabei ist das Getriebe für eine Anpassung an unterschiedliche Betriebsverhältnisse als Schaltgetriebe ausgebildet.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung ist in der Zeichnung näher veranschaulicht. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine schematische Gesamtvorderansicht einer Ma­ schine nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Ansicht in einem vereinfachten Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine abgebrochene Ansicht in einem Teilschnitt nach der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine vergrößerte Vorderansicht des Zentralgetrie­ bes im Ausschnitt,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 eine Einzeldarstellung eines abgewandelten Ge­ triebeoberteils in einer Schnittdarstellung ähnlich Fig. 5, und

Fig. 7 einen Schnitt durch den Getriebeunterteil nach der Linie VII-VII in Fig. 5.

Die in Fig. 1 in einer Ansicht von vorne veranschaulichte Maschine umfaßt einen sich im wesentlichen horizontal und quer zur Fahrtrichtung erstreckenden, im Abstand oberhalb einer Bodenebene verlaufenden Maschinenbalken, der aus zwei Halbteilen 1, 2 besteht. Zwischen die einander zuge­ wandten Enden der Halbteile 1, 2 des Maschinenbalkens ist ein zentrales Getriebe 3 zwischengeflanscht, das seiner­ seits aus einem Getriebeoberteil 4 und einen Getriebeunter­ teil 5 besteht. Der Maschinenbalken 1, 2 ist mit einem Anschlußbock 6 für den Anbau an die Dreipunkthydraulik eines landwirtschaftlichen Schleppers od. dgl. verbunden.

Im Abstand unter und parallel zu dem Maschinenbalken 1, 2 ist eine Antriebsquerwelle angeordnet, die ihrerseits aus zwei Halbteilen 7, 8 besteht. Die Wellenhalbteile 7 bzw. 8 sind jeweils in Außenlagern an ihren Außenenden sowie in Zwischenlagern 9 drehbar gelagert und erhalten ihre Antriebsdrehbewegung vom Zentralgetriebe 3, an dessen Getriebeunterteil 5 die einander zugewandten inneren Enden der Wellenhalbteile angeschlossen sind.

Auf der Antriebsquerwelle 7, 8 sind im Abstand nebenein­ ander Werkzeugeinheiten 10 angebracht. Diese bestehen je­ weils im wesentlichen aus einem hebelartig ausgebildeten Werkzeugträger 11, der auf einem von der Antriebsquer­ welle durchgriffenen Taumellager 12 gelagert ist. Jeder Werkzeughalter 11 der Werkzeugeinheiten umfaßt einen Ringkörper 13 mit einem nach oben weisenden Hebelansatz 14 und einem sich vom Ringkörper abwärts erstreckenden Fußteil 15 und ist bei dem dargestellten Beispiel als einstückiges Gußformteil ausgebildet.

Am oberen freien Ende des Hebelansatzes 14 des Werkzeug­ halters 11 ist eine Führungsrolle 16 um eine Mittelachse 17 frei drehbar gelagert, welche bei dem dargestellten Beispiel von dem Außenlagerring eines mit seinem Innen­ lagerring 18 auf dem Hebelansatz 14 festgelegten Kugel­ lagers gebildet ist. Die Außenfläche der Führungsrolle 16 ist ballig geformt und wälzt sich in einer Führungsrinne 19 ab, welche in besonders einfacher Ausgestaltung in der Unterseite des Maschinenbalkens 1, 2 ausgeformt ist. Diese Führungsrinne 19 erstreckt sich entlang dem Maschinen­ balken parallel und mittig oberhalb der Antriebsquer­ welle 7, 8. Die gegenüberliegenden Führungsflächen der Führungsrinne 19 werden von eingesetzten Leisten 20 ge­ bildet, die als Verschleißteile auswechselbar sind.

Der gegenseitige Abstand der Führungsflächen der Führungs­ leisten 20 entspricht im wesentlichen dem größten Außen­ durchmesser der Führungsrolle 16, überschreitet in diesen jedoch gerade um ein solches Maß, daß beim Abwälzen der Führungsrolle 16 an der in Fahrtrichtung 21 vorderen oder hinteren Führungsleiste 20 gerade keine die jeweils freie Abwälzbewegung beeinträchtigende Klemmung eintritt.

Die Taumellager 12 umfassen jeweils eine Taumelbüchse 22, die mittels Befestigungsteilen 23 unverdrehbar sowie axial unverschieblich auf der Antriebswelle 7, 8 festgelegt ist. Jede Taumelbüchse hat eine Schrägbohrung 24 für die Aufnahme der Antriebsquerwelle, bietet jedoch eine zylindri­ sche Umfangsfläche 25 dar, die koaxial im Abstand inner­ halb der Innenfläche des Ringkörpers 13 des Werkzeug­ halters 11 verläuft. Zwischen der Umfangsfläche 25 der Taumelbüchse 22 und der Innenfläche des Ringkörpers 13 des Werkzeughalters 11 ist ein Wälzlager, bei dem darge­ stellten Beispiel ein Kegelrollenlager 26, vorge­ sehen. Die Quermittelebene 27 des Werkzeughalters 11 verläuft senkrecht zur Umfangsfläche 25 der Taumel­ büchse 22.

Wenngleich die Werkzeugeinheiten 10 in ihrer konstruktiven Gestaltung untereinander gleich sind, so unterscheiden sie sich doch hinsichtlich ihrer Abstützung auf der An­ triebsquerwelle in der Weise voneinander, daß die Taumel­ büchsen 22 benachbarter Werkzeugeinheiten in Umfangs­ richtung der Antriebsquerwelle gegeneinander winklig versetzt sind. Dies veranschaulicht mit der daraus resultierenden versetzten Ausrichtung der jeweiligen Quermittelebenen 27 der Werkzeughalter 11 die Fig. 1, aus der sich ferner entnehmen läßt, daß die Maschine bei dem dargestellten Beispiel mit insgesamt zwölf Werkzeug­ einheiten ausgerüstet ist. Der Versatzwinkel der Taumel­ büchsen 22 wird so abgestimmt, daß bei Umlaufen der Halb­ teile 7, 8 der Antriebsquerwelle die Werkzeugeinheiten 10 untereinander einen kinetischen Massenausgleich bedingen. Im Betrieb der Maschine führen die Werkzeugeinheiten 10 eine im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung 21 verlaufen­ de Pendelbewegung aus, bei der die Spitzen von an der Unterseite der Werkzeugträger 11 befestigten Zinken 27, 28 eine geschlossene Bahnkurve durchlaufen, die in Drauf­ sicht einer Ellipse gleicht, deren Hauptachse parallel zur Antriebsquerwelle ausgerichtet und verhältnismäßig groß ist und deren Nebenachse parallel zur Fahrtrichtung 21 verläuft und vergleichsweise klein ist. Wie der Fig. 3 entnommen werden kann, ergibt sich bei der dargestellten Ausgestaltung der Taumelbüchsen 22 ein maximaler Pendel­ ausschlag quer zur Fahrtrichtung, der dem Abstand der Zinkenspitzen zwischen der in ausgezogenen Linien veran­ schaulichten einen Endstellung und der in gestrichelten Linien veranschaulichten anderen Endstellung entspricht. Dieser Pendelausschlag ist auf den gegenseitigen Abstand der Werkzeugeinheiten 10 zweckmäßig so abgestimmt, daß die Arbeitsbereiche der Zinken 27, 28 benachbarter Werkzeug­ einheiten 10 sich im Boden überlappen, zumindest aber aneinandergrenzen.

Die zweckmäßig untereinander gleichen Zinken 27, 28 be­ stehen vorzugsweise aus Federstahl und können einstückig geschmiedet sein. Sie haben einen abgekanteten unteren Spitzenbereich 29, der je nach Montage entweder in Fahrt­ richtung 21 oder entgegengesetzt zu dieser gerichtet ist. Im ersteren Falle wird ein Einziehen der Zinken in den Boden begünstigt, während im letzteren Falle ein Eindrücken von Bodenbewuchs in den Boden verstärkt wird. Sie haben ferner jeweils ein oberes Ende, das als nach oben hin konisch zulaufender Kopfzapfen ausgebildet ist. Der koni­ sche Kopfzapfen 30 hat zumindest eine radial vorstehende Riegelnase 31, die zweckmäßig einstückig angeformt ist. Jeder Zinken 27, 28 ist direkt am Werkzeughalter 11 be­ festigt. Zu diesem Zweck weist der Fußteil 15 des Werk­ zeughalters 11 in verdickten Bereichen vorgesehene, nach unten offene und sich nach oben hin entsprechend den Kopfzapfen 30 konisch verjüngende Bohrungen 32 auf, die eine Nut bzw. Nuten zur Aufnahme der Riegelnase(n) 31 am Kopfzapfen 30 der Zinken 27, 28 besitzen. Die Boh­ rungen 32 sind (Fig. 2) als Sackbohrungen ausgeführt und haben nach oben hin eine Durchgangsbohrung 33 verringer­ ten Durchmessers, durch die der Gewindeschaft 34 eines Schraubenbolzens 35 von oben her einführbar ist. Dieser Gewindeschaft 34 ist in eine koaxial im Kopf­ zapfen 30 eines jeden Zinkens 27, 28 vorgesehene Innen­ gewindebohrung 36 einschraubbar. Der Kopf 37 des Schrau­ benbolzens 35 stützt sich auf einer oberen Widerlager­ fläche 38 des Werkzeughalters 11 ab mit der Folge, daß beim Festziehen des Schraubenbolzens 35 der Kopfzapfen 30 form- und kraftschlüssig in der Bohrung 32 festgelegt wird. Die Riegelnase(n) 31 bildet eine zusätzliche Ver­ drehsicherung sowie eine Ausrichthilfe beim Einsetzen des Kopfzapfens 30 in eine Bohrung 32.

Unterhalb des Kopfzapfens 30 eines jeden Zinkens 27, 28 ist eine als umlaufende Rille ausgebildete Kerbe 39 vorgesehen, welche eine Sollbruchstelle definiert. Die Bruchkraft der Sollbruchstelle wird durch entsprechende Abmessung der Kerbrille 39 so bemessen, daß der Zinken bei einer vorgegebenen Belastung abbrechen kann. Er ist schnell und einfach durch einen Ersatzzinken ersetzbar.

In jedem Werkzeughalter 11 ist ein Paar Bohrungen 32 vor­ gesehen und die Bohrungen sind dabei in der Quermittel­ ebene 27 der jeweiligen Werkzeughalter in Fahrtrichtung 21 im Abstand hintereinander angeordnet. Die vordere Bohrung 32 ist dabei in Fahrtrichtung 21 vor und die hintere Bohrung 32 in Fahrtrichtung 21 hinter der Antriebs­ querwelle 7, 8 und gleich unterhalb dieser gelegen, wie dies der Fig. 2 entnehmbar ist. Die Werkzeughalter 11 sind vorzugsweise so montiert, daß abwechselnd die vordere und die hintere Bohrung jeweils den größeren Abstand zur Antriebsquerwelle aufweisen. Dadurch ver­ größert sich nochmals der Durchgang zwischen den Werk­ zeugeinheiten 10.

Die Höhenregulierung der Maschine in bezug auf den zu be­ arbeitenden Boden erfolgt über die Dreipunkthydraulik des Schleppers, von dem auch über eine Gelenkwelle od. dgl. der Antrieb zu einem vorderen Antriebswellenzapfen 40 des Zentralgetriebes 3 erfolgt. Die Maschine kann sich jedoch als Ganzes auch unmittelbar über Stützräder oder beispielsweise über eine bei 41 in Fig. 1 ange­ deutete nachlaufende Nivellierwalze auf dem Boden ab­ stützen, die über einen Stelltrieb 42 höhenverstellbar an den Enden des Maschinenbalkens abgestützt und im Ab­ stand hinter den Werkzeugeinheiten um eine horizontale Drehachse frei drehbar gelagert ist.

Wie die Fig. 4 bis 7 näher erkennen lassen, bilden der Getriebeoberteil 4 und der Getriebeunterteil 5 zusammenbau- und trennbare Baueinheiten, deren Gehäuse 43, 44 in Höhe einer horizontalen Trennfuge 45 aneinandergrenzen und mittels Schrauben 46 untereinander fest verbindbar sind. Das Gehäuse 43 des Getriebeoberteils 4 weist einen ange­ schraubten Deckel 47 mit Öleinfüllschraube 48 auf. Der Getriebeoberteil nach Fig. 5 unterscheidet sich von dem nach Fig. 6 lediglich durch sein Untersetzungsverhältnis, weshalb für beide Ausbildungen bei gleichen oder analogen Teilen gleiche Bezugszeichen Verwendung finden.

Der Getriebeoberteil umfaßt eine fahrtrichtungsparallele horizontale Antriebswelle 49 mit einem Antriebswellen­ zapfen 50 für den Anschluß einer Schlepperzapfwelle. Die Antriebswelle 49 ist als Durchtriebswelle ausgebildet und umfaßt dementsprechend einen zusätzlichen Abtriebs­ wellenzapfen 51 auf der Rückseite des Getriebegehäuses 43, an den beispielsweise eine Gelenkwelle zu einem Nachlauf- oder Kombinationsgerät anschließbar ist. Die Wellenzapfen 50, 51 haben üblicherweise ein Keilprofil. Auf dem in Fahrt­ richtung rückwärtigen Teil der Antriebswelle 49 befindet sich ein Kegelrad 52, das auf der Antriebswelle unverdreh­ bar und axial unverschieblich, z. B. durch eine Feder 53, festgelegt ist. Die Lager für die Antriebswelle 49 sind bei 54 und 55 veranschaulicht. Im Gehäuse 43 des Getriebe­ oberteils ist ferner mittels eines Lagers 56 eine vertikale Abtriebswelle 57 gelagert, die ihrerseits verdrehfest und axial unverschieblich ein Gegenkegelrad 58 trägt. Dieses kämmt mit dem Kegelrad 52. Die Abtriebswelle 57 weist einen unteren, sich über die Trennebene 45 abwärts vorerstrecken­ den Abtriebswellenzapfen 59 auf, der beim Zusammenbau der Getriebeteile in den Getriebeunterteil 5 eingreift. Dieser kann ein Vielkeilprofil aufweisen oder aber mit zumindest einer Nut 59′ zur Aufnahme einer Feder 60 ver­ sehen sein.

Im Gehäuse 44 des Getriebeunterteils 5 ist eine vertikale obere Hohlwelle 61 mittels eines Lagers 62 gelagert, in die beim Zusammenbau der Getriebeteile der Abtriebs­ wellenzapfen 59 eingreift und mit der dieser über die Feder 60 gekuppelt wird. Bei dem dargestellten Beispiel ist die obere Hohlwelle 61 zugleich als Kegelrad 63 aus­ gebildet. Dieses Kegelrad 63 kämmt mit einem Gegenkegel­ rad 64, das auf einer eine Abtriebswelle bildenden horizontalen, quer zur Fahrtrichtung 21 ausgerichteten Hohlwelle 65 verdrehfest und axial unverschieblich ange­ ordnet, bei dem dargestellten Beispiel mit dieser ein­ stückig ausgebildet ist. Die Hohlwelle 65 weist ein Innenkeilprofil auf und mündet beidseits offen aus. In ihre Anschlußenden werden die entsprechenden Antriebs­ enden der Halbteile 7, 8 der Antriebsquerwelle einge­ setzt, die ein entsprechendes Gegenkeilprofil besitzen. Die Hohlwelle 65 ist im Gehäuse 44 durch Lager 66, 67 gelagert, die sich in einem von einer Seite her über einen Teil der Getriebetiefe erstreckenden Hülsenbereich 68 abstützen. Dieser ist über Radialstreben 69 mit dem Hauptteil des Gehäuses 44 verbunden. Das Gehäuse 44 weist im übrigen eine untere, von einer Ölablaßschraube 70 verschlossene Ablaßöffnung 71 auf.

Der Getriebeunterteil besitzt eine Ausbildung, die unge­ achtet seiner Vereinigung mit einem Getriebeoberteil nach Fig. 5 oder einem solchen nach Fig. 6 unverändert bleibt. Die Getriebeoberteil-Ausführung nach Fig. 6 unterscheidet sich von der nach Fig. 5 lediglich durch das Vorsehen eines abgewandelten Gegenkegelrades 58′, das auf eine nur geringfügig abgewandelte Abtriebswelle 57′ aufge­ schraubt ist. Während das Getriebeoberteil nach Fig. 5 ein Untersetzungsverhältnis von etwa 1 : 1 besitzt, hat das Ge­ triebeoberteil ein solches von etwa 2 : 1. Dies berück­ sichtigt die Abtriebsdrehzahlen von Schlepperzapfwellen, die 1000 min^-1 bzw. 540 min^-1 betragen. Sowohl das Ge­ häuse 43 als auch das Gehäuse 44 weisen auf beiden Seiten quer zur Fahrtrichtung ausgerichtete Durchgangsbohrungen 72 auf, die zur Durchführung von Schraubenbolzen 73 dienen, mit deren Hilfe die Halbteile 7, 8 des Maschinen­ balkens an das aus seinen Teilen 43, 44 bestehende Gehäuse des Zentralgetriebes 3 angeflanscht werden.

Claims (3)

1. Maschine zur Bodenbearbeitung, mit einem an die Drei­ punkthydraulik eines landwirtschaftlichen Schleppers oder dgl. anbaubaren, sich im wesentlichen horizontal und quer zur Fahrtrichtung erstreckenden Maschinenbalken, einer parallel zu und im Abstand unter diesem gelagerten Antriebsquerwelle, einer Anzahl auf der Antriebsquerwelle im Abstand nebenein­ ander angeordneten Taumellagern, auf denen jeweils Werkzeug­ halter abgestützt sind, die eine hebelartige Ausbildung auf­ weisen, lediglich auf ihrer dem Boden zugewandten Seite Zinken als Bodenbearbeitungswerkzeuge abstützen und jeweils einen am Maschinenbalken quer zur Fahrtrichtung beweglich geführten, jedoch gegen ein Mitdrehen mit der Antriebsquerwelle gesicherten Hebelansatz aufweisen, und mit einem Zentralgetriebe, das zwischen zwei die Antriebsquerwelle bildenden koaxialen Halb­ wellen angeordnet und als Winkelgetriebe mit einem horizontalen in Fahrtrichtung weisenden Antriebswellenzapfen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Maschinenbalken in zwei Halbteile (1, 2) unterteilt und das Zentralgetriebe (3) zwischen die Halbteile des Maschinenbalkens zwischengeflanscht ist, und daß das Zentralgetriebe in an sich bekannter Weise horizontal in einen Getriebeoberteil (4) und einen Getriebe­ unterteil (5) unterteilt ist, die jeweils ein Winkelgetriebe umfassen, von denen das Winkelgetriebe (61, 63, 64, 65) des Getriebeunterteils mit einer vertikalen oberen Hohlwelle (61) für die Aufnahme eines vertikalen Abtriebswellenzapfens (59) des Getriebeoberteils und einer horizontalen, quer zur Fahrt­ richtung (21) ausgerichteten Hohlwelle (65) zur Aufnahme der inneren Enden der Halbteile der Antriebsquerwelle ver­ sehen ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebeoberteil (4) als Ganzes gegen einen solchen mit unterschiedlichem Untersetzungsverhältnis austauschbar ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Getriebeoberteil (4) eine Durch­ triebswelle (49) aufweist, die einen dem Antriebswel­ lenzapfen (50) gegenüberliegenden, rückwärts aus dem Getriebegehäuse (43) vorstehenden weiteren Abtriebs­ wellenzapfen (51) aufweist.