DE3106009A1 - "federrueckstellzahn" - Google Patents

Description

Federrückstellzahn

Die Erfindung betrifft einen Federrückstellzahn nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Ein solcher, durch eine Feder rückstellbarer Zahn ist insbesondere zur Bodenbearbeitung unter starken Beanspruchungen geeignet, bei der der Zahn tief eindringt, wie beim Bodenfräsen, vjobei eine solche Auslegung insbesondere dann geeignet ist, wenn der Boden hart ist oder Steine und dergl. reichlich vorhanden sind.

Ein Federrückstellzahn ist ein landwirtschaftliches Gerät, das einen Schaft aufweist, der schwenkbar an einem Ende mit einem Rahmen verbunden ist. Am anderen Ende weist der Schaft eine Bodenbearbeitungseinrichtung auf. Der Zahn ist in Richtung seiner Arbeitsstellung durch eine Feder vorbelastet, die als Zwischenverbindung zwischen dem Rahmen und dem Schaft vorgesehen ist.

Unter der in der nachstehenden Beschreibung verwendeten Bezeichnung "Hebelarmverhältnis" ist das Verhältnis zwischen dem vertikalen Abstand von dem freien Ende der Bodenbearbeitungseinrichtung zu dem Mittelpunkt der Schwenklagerung auf dem Schaft und dem vertikain Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Schwenklagerung auf dem Schaft und dem Mittelpunkt der Befestigungsstelle der Feder auf dem Schaft zu verstehen.

Bei einer Ausführungsform eines Federrückstellzahns ist ein Schaft vorgesehen, der schwenkbeweglich mit dem Rahmen an einer Stelle verbunden ist, die zwischen den Enden des Schafts liegt. Die Feder ist als Zwischenverbindung zwischen dem Rah-

men und einem Kipphebel vorgesehen, der an dem von den die Bodenbearbeitungeeinrichtung tragenden Ende des Schafts entfernt liegenden Ende vorgesehen ist. Dieses Ende des Schafts erstreckt sich relativ zu dem Rahmen nach oben.

Solche Federrückstellz-ähne der zuvor beschriebenen Bauart sind deswegen nachteilig, weil bei der Auslenkung bzw. Verformung die Belastung auf die Feder infolge einer zunehmenden Belastung auf die Boaenbearbeitungseinrichtung progressiv größer wird. Hierdurch wird auch der Zug auf ein Zugfahrzeug, das beispielsweise eine Egge oder dergl. zieht, größer, venrx solche Zähne vorgesehen sind. Dies kann dazu führen, daß die Feder unter Überlastung gespannt wird. Eine gespannte Feder verringert die Leistungsfähigkeit des Zahns. Bei der maximalen Belastung kann das die Egge ziehende Fahrzeug durch Rutschen oder Überziehen beschädigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Federrückstellzahn unter Überwindung der zuvor beschriebenen Schwierigkeiten zu schaffen, um den daraus resultierenden Nachteilen weitgehend abzuhelfen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Kennzeichens des Hauptanspruchs gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen wiedergegeben.

Nach der Erfindung weist ein Federrücksteilzahn einen Schaft auf, der an einem Ende schwenkbeweglich an einem Rahmen angebracht ist. Der Schaft hat an seinem anderen Ende eine Bodenbearbeitungseinrichtung. Eine Feder ist als Zwischenverbindung zwischen dem Rahmen und dem Schaft derart vorgesehen, daß der Zunahme der Federkraft ein sich progressiv änderndes Hebelarmverhältnis entgegenwirkt, wobei die Belastung auf die

Bodenbearbeitungseinrichtung bei der Verformung bzw. Auslenkung des Schafts im wesentlichen konstant bleibt.

Die gewünschte progressive Änderung des Hebelarmverhältnisses hängt vermutlich von der Geometrie der Feder, des Rahmens und des Schaftes ab.

Bei einem Zahn nach der Erfindung bewirkt die Verbiegung bzw. Auslenkung des Schafts eine Verringerung des vertikalen Abstandes zwischen dem Befestigungspunkt der Feder auf dem Schaft und dem Schwenklagerdrehpunkt, in dem sich der Befestigungspunkt in Richtung auf das Schwenklager bewegt, wobei die Belastung auf die Bodenbearbeitungseinrichtung im wesentlichen konstant bleibt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung ist die Feder mit einer Stütze verbunden, die an dem Rahmen befestigt ist und von diesem herabhängt. Das andere Ende der Feder ist mit dem Schaft an einer Stelle verbunden, die zwischen dem Schwenkpunkt und der Bodenbearbeitungseinrichtung liegt. Die Schwenkverbindung für den Schaft kann einen Schwenkzapfen aufweisen, der an dem Rahmen gelagert ist. Im unausgelenkten Grundzustand ist der Schaft des Zahns vorzugsweise in einem Winkel zwischen 30 und 60° in Bezug zur Horizontalen angeordnet.

Vorzugsweise ist ein Paar von Hochleistungsfedern als Zwischenverbindung zwischen dem Rahmen und dem Schaft vorgesehen, wobei auf jeder Seite des Schafts eine Feder angeordnet ist.

Mit dieser Auslegung bleibt die Belastung auf den Zahn im wesentlichen konstant, wenn der Zahn ausgelenkt wird oder auf ein Hindernis auftrifft, und er kehrt in seine Arbeitsstellung zurück, wenn er an dem Hindernis vorbeigegangen ist. Somit hat der Zahn eine gleichmäßige Wirkung, und es kann eine relativ

gr.oße .Auslenkungshöhe ohne Überbelastung der Au si enkungs einrichtung erreicht werden.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.

einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Seitenansicht eines Federrückstellzahns, der sowohl in seiner Arbeitsstellung als auch in seiner ausgelenkten Stellung, gezeigt-ist. Nach der Zeichnung weist der Federrückstellzahn einen'Schaft 10 auf, der an einem Ende mit einer Bodenbearbeitungseinrichtung 12 versehen ist. Der Schaft 10 ist schwenkbeweglich mit einem Rahmen 14 auf einem landwirtschaftlichen Gerät oder einer ähnlichen Bodenbearbeitungseinrichtung, wie einer Egge oder einer Bodenfräse, verbunden.

Der Schaft 10 ist mittels eines Schwenkzapfens 16 verbunden, der in einer Hülse 18 gelagert ist, die an dem Rahmen 14 befestigt ist. Ein Paar von Hochleistungsfedern 20 ist als Zwischenverbindung zwischen einer Befestigungslasche 22 auf Jeder Seite des Schafts 10 und einer Stütze 24 vorgesehen, die an. dem Rahmen 14 befestigt ist und von diesem herabhängt.

In durchgezogenen Linien ist der Zahn in der Zeichnung in seiner Arbeitsstellung gezeigt. In dieser Stellung nehmen die Federn 20 die mit 26 bezeichnete Stellung ein und stellen eine Zwischenverbindung zwischen dem Befestigungspunkt 22 auf dem Schaft 10 und einem T-förmigen Element 38 dar, das mit Hilfe einer Schraube 36 an der Stütze 24 angebracht ist. Die Arme des T-förmigen Elements 38 bilden den Befestigungspunkt für die Federn 20 auf dem Rahmen 14.

Zur Montage des Zahns kann ein Ende der Federn 20 an den Ansätzen 22 und das andere Ende der Federn an den Armen des noch nicht angebrachten T-förmigen Elements 38 angebracht werden.

Der Schenkel des T-förmigen Elements 38 kann dann durch eine Öffnung (nicht gezeigt) durchgeführt werden, die auf der Stütze 24 vorgesehen ist, und auf das Ende des Schenkels des T-förmigen Elements 38 wird eine Mutter 36 aufgeschraubt und angezogen, um das T-förmige Element 38 auf der Stütze 27 zu befestigen.

In der Arbeitsstellung ist der zuvor beschriebene Hebelarm das Verhältnis zwischen dem vertikalen Abstand von dem freien Ende oder der Spitze der Bodenbearbeitungseinrichtung 12 zu dem Mittelpunkt des Zapfens 16 und dem vertikalen Abstand zwischen dem Mittelpunkt des Zapfens 16 und dem Mittelpunkt der Befestigungsstelle 22 der Federn 20 auf dem Schaft 10.

In gebrochenen Linien ist in der Zeichnung die Stellung dos Zahns gezeigt, wenn er vollständig ausgelenkt ist. Die Lage der Federn 20 ist mit der Bezugsziffer 28 versehen, und diese Federn 20 stellen eine Zwischenverbindung zwischen dem T-förmigen Element 38 auf der Stütze 24 und dem Befestigungspunkt auf dem Schaft 10 dar, der sich in die mit der Bezugsziffer 30 versehene Lage bewegt hat.

In der vollständig ausgelenkten Stellung ist der Hebelarm das Verhältnis zwischen dem vertikalen Abstand von dem freien Ende oder der Spitze der Bodenbearbeitungseinrichtung 12 (oder der Spitze des Hindernisses), was mit der Bezugsziffer 32 angezeigt ist, zu dem Mittelpunkt des Zapfens 16 und dem vertikalen Abstand zwischen dem Mittelpunkt des Zapfens 16 und dem Mittelpunkt der Befestigungsstelle 30 der Federn 20.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform läßt sich der Zahn nach der Erfindung zu einer maximalen Höhe von "etwa 300 mm auslenken, um große Hindernisse zu umgehen. Die Auslegung bewirkt eine Belastung des Zahns in der Größenordnung von etwa 100 kg oder mehr.

Die Belastung auf die Bodenbearbeitungseinriehtung 12 kann sich selbstverständlich innerhalb einer vorgegebenen Grenze, ausgehend von der anfänglichen Auslenkungsbelastung von größer als 100 kg ändern. Die Belastung auf die Bodenbearbeitungseinrichtung 12 bleibt aber bei der Auslenkung innerhalb eines Schwankungsbereiches von 20% konstant.

Infolge der progressiven Änderung des Hebelverhältnisses bei der Auslenkung des Zahns unter einer Beanspruchung von größer als 100 kg -wird die Belastung auf das· arbeitsseitige Ende- der Bodenbearbeitungseinrichtung 12 im wesentlichen unverändert aufrechterhalten, wenn sie ausgelenkt wird und in ihre Arbeitsstellung im Boden zurückkehrt. Hierdurch ergibt sich eine gleichmäßige Bodenbearbeitung, und es ist eine relativ große Auslenkungshöhe möglich, ohne eine Überlastung befürchten zu müssen. Der Zug auf ein Zugfahrzeug eines Geräts, das Zähne nach der Erfindung aufweist, bleibt ebenfalls im wesentlichen konstant, wenn einer- oder mehrere der Zähne beim Ausführen der Arbeiten ausgelenkt werden.

Bei der Auslenkung des Zahns wird der vertikale Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Befestigungsstelle 22 der Federn 20 auf dem Schaft 10 und dem Mittelpunkt des Schwenkzapfens 16 durch die Bewegung der Befestigungsstelle 22 in Richtung auf den Schwenkzapfen 16 beträchtlich verkleinert. Diese Abstandsverringerung erfolgt weitgehend proportional zur Zunahme der Federkraft der Federn 20, wenn der Schaft 10 beim Überschreiten einer Belastung von 100 kg ausgelenkt wird, die auf die Bodenbearbeitungseinrichtung ausgeübt wird. Durch diese Verringerung des Abstandes wird das Hebelarmverhältnis geändert, wodurch die Belastung auf den Zahn im wesentlichen konstant gehalten wird. ¥enn umgekehrt der Zahn nach der Auslenkung zum Boden zurückkehrt, wird der vertikale Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Befestigungsstelle 22 und dem Schwenkzapfen 16 wieder entsprechend größer, wodurch sich das Hebelarmverhältnis derart ändert,

- ίο -

daß die Belastung auf die Bodenbearbeitungseinrichtung 12 im wesentlichen konstant bleibt.

Obgleich bei der dargestellten Ausführungsform die Federn an einem Ansatz 22 angebracht sind, der an dem Zahn befestigt ist, kann auch ein Kipphebel für die Anbringung der Federn vorgesehen sein.

Claims (6)

Patentanwälte München 22 · Steinsdorfstraße 21 - 22 · Telefon 089 / 22 94 FEDMECH HOLDINGS LIMITED Steel Road, Vereeniging, Transvaal, Südafrika Federrückstellzahn Patentansprüche:

1. Federrückstellzahn mit einem Schaft, der mit seinem einen Ende mit einem Rahmen schwenkbbeweglich verbindbar ist, einer Bodenbearbeitungseinrichtung am anderen Ende des Schafts und einer Feder, die als Zwischenverbindung zwischen dem Rahmen und dem Schaft vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zunahme der Federkraft ein sich progressiv änderndes Hebelarmverhältnis entgegenwirkt, wobei bei der Auslenkung bzw. Verformung des Schafts (10) die Belastung auf

die Bodenbearbeitungseinrichtung (12) im wesentlichen konstant bleibt.

2. Zahn nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkung des Schafts (10) in vertikalem Abstand zwischen dem Befestigungspunkt der Feder (20) auf dem Schaft (10) und dem Schwenklager durch die Bewegung des Befestigungspunktes in Richtung auf das Schwenklager derart verringerbar ist, daß die Belastung auf die Bodenbearbeitungseinrichtung (12) im wesentlichen konstant bleibt.

3· Zahn nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (20) mit einer Stütze (24) verbunden ist, die an dem Rahmen (14) befestigt ist und von demselben herabhängt, und daß das andere Ende der Feder (20) mit dem Schaft (10) an einer Stelle verbunden ist, die zwischen dem Schwenklager und der Bodenbearbeitungseinrichtung (12) liegt.

4. Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkverbindung für den Schaft (10) einen Schwenkzapfen (16) aufweist, der auf dem Rahmen (14) gelagert ist.

5. Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar Hochleistungs-Federn (20) als Zwischenverbindung zwischen dem Rahmen (14) und dem Schaft (10) vorgesehen ist, und daß eine Feder auf jeder Seite des Schafts (10) angeordnet ist.

6. Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahn im unausgelenkten Grundzustand in einem Winkel zwischen 30 und 60° in Bezug zur Horizontalen angeordnet ist.