DE3427503A1 - Antriebsgetriebe fuer Maehmesser von Erntemaschinen - Google Patents

Description

Antriebsgetriebe für Mähmesser von Erntemaschinen

Die Erfindung betrifft ein Antriebsgetriebe für hin- und hergehende Mähmesser von Erntemaschinen.

Derartige Messerantriebe werden in den unterschiedlichsten Bauarten ausgeführt. Die einfachste Art ist eine Kurbel, die über eine Kurbel- oder auch Pleuelstange rotierende Bewegung in oszillierende Bewegung umsetzt. Aus Platzgründen ist diese Art bei selbstfahrenden Arbeitsmaschinen wie beispielsweise einem Mähdrescher, nicht einsetzbar.

Um schmaler bauen zu können, wird bei diesen Maschinen vielfach der Kurbelantrieb über eine Schwinge um 90 umgelenkt.

Andere Konstruktionen bevorzugen Taumellager, deren Taumelbewegung über eine rechtwinklig zur Taumelachse sich hin -

und herbewegende Taumelwelle und an dieser wiederum befestigtem Hebel oszillierende Bewegungen erzeugen. Alle diese Konstruktionen haben den Nachteil, daß die Kraftübertragung an das Mähmesser nicht genau linear erfolgt. Jede Schwinge und jeder Hebel der beschriebenen Antriebsarten beschreiben eine Radiusbewegung um ihren Drehpunkt. Je länger der Hebel jeweils ausgeführt ist, desto kleiner ist die Radiusbewegung, um so größer ist aber auch das Drehmoment, welches bei Belastung des Messers auf den Drehpunkt einwirkt. Je kleiner die Radiusbewegung, je langer der Hebelarm. Je langer der Hebelarm, desto größer das Drehmoment. Je größer das Drehmoment, desto stärker und schwerer müssen die Antriebselemente sein. Diese wiederum sind um so kostspieliger, je stabiler sie ausgeführt sind, und sie benötigen mehr Gewicht, Platz und Material. Derartige Antriebe sind von vornherein nur für einen möglichst kurzen Hub des Mähmessers geeignet.

Eine weitaus günstigere Möglichkeit bietet ein einem Planetengetriebe ähnliches Antriebsgetriebe, bei dem sich in einem feststehenden Innenzahnkranz ein Umlaufrad abwälzt, welches an einem Rotor gelagert ist, wobei eine Kurbel mit dem Umlaufrad gekoppelt ist. Der Radius des Innenzahnkranzes und der Wälzkreisdurchmesser des Umlaufrades sind dabei gleich groß. Der Radius des Wälzkreises des Umlaufrades ist wiederum gleich dem Radius der Kurbel, die mit dem Umlaufrad in Wirkverbindung steht.

Durch diese konstruktive Gestaltung führt der Kurbelzapfen bei jeder Umdrehung des Rotors eine absolut gradlinige Hin- und Herbewegung aus. Diese lineare Bewegung entspricht somit genau dem Durchmesser des Wälzkreises des Innenzahnkranzes bzw. dem zweifachen Durchmesser des Umlaufrades, bzw. dem vierfachen Radius der mit dem Umlaufrad verbundenen Kurbel.

Je größer also Innenzahnkranz und Umlaufrad gewählt werden, je größer ist auch der zu verwirklichende Hub des Mähmessers.

Durch die heute üblichen, sehr breiten Schneidwerke mit entsprechend langen und schweren Mähmessern sind der Hubzahl wegen der damit verbundenen Schwingungen der hin- und hergehenden Messer Grenzen gesetzt. Durch eine Vergrößerung des Hubes, verbunden mit einer Erhöhung der Schnittzahl, dadurch, daß jeweils eine Klinge über mehr als eine Gegenschneide läuft, läßt sich die Lastwechselzahl stark verringern, ohne daß die Mähleistung sinkt. Wird der Hubweg beispielsweise verdoppelt, kann die Hubzahl halbiert werden, " und trotzdem ist die Schnittleistung gleich groß.

Die bisher bekanntgewordenen Getriebe mit feststehendem Innenzahnkranz und Umlaufrad sind aber besonders dann, wenn ein großer Hub verwirklicht werden soll, sehr breit und auch hoch gebaut. Einmal muß der Zahnkranz in einem Gehäuse befestigt werden, wodurch ein entsprechend großes Gehäuse notwendig wird, und zum andern wird das Umlaufrad durch eine doppelte Lagerung im Rotor gelagert, wodurch das Rotorlager einen sehr großen Durchmesser haben muß, weil die Lagerung der Umlaufradachse einen entsprechend großen Rotordurchmesser erfordert. Derartige Lager sind sehr teuer. Sehr aufwendig ist bei den beschriebenen Konstruktionen auch die Lagerung des Umlaufrades, sowie die Verbindungselemente zwischen Umlaufrad und Kurbelzapfen. Auch ist die Montage bzw. Demontage dieser Art Getriebe sehr kompliziert und arbeitsaufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Getriebe so zu bauen, daß eineml eine sehr schmale Bauart gewählt und zum andern eine wesentlich kostengünstigere und montagefreundlichere Konstruktion verwirklicht werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Antriebsgetriebe für hin- und hergehende Mähmesser von Erntemaschinen mit einem in einen Gehäuse sich drehenden Rotor, an welchem ein Umlaufrad gelagert ist, welches sich in einem feststehenden Innenzahnkranz abwälzt und mit einer Kurbel verbunden ist, wobei

der Durchmesser des Umlaufrades mit dem Radius des Innenzahnkranzes übereinstimmt und der Radius des Umlaufrades mit dem Radius der Kurbel übereinstimmt und das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Umlaufrad an einem am Rotor angebrachten Stutzen gelagert ist.

Dieser Stutzen kann als gesondertes Bauteil mit dem eigentlichen Rotor beispielsweise verschraubt, verschweißt oder auch verpreßt sein. In jedem Fall bildet der Stutzen und der Rotor eine Einheit.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Umlaufrad an einem mit dem Rotor einstückig ausgebildeten Stutzen gelagert.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bei einem vorstehend beschriebenen Antriebsgetriebe für hin- und hergehende Mähmesser der Innenzahnkranz Teil des Getriebegehäuses. Auf diese Weise läßt sich das Getriebegehäuse wesentlich kompakter ausbilden und auch billiger herstellen.

Es hat sich dabei als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Innenzahnkranz mit dem Getriebegehäuse einstückig ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß sowohl das Gehäuse als auch der damit einstückig ausgebildete Innenzahnkranz im Präzisionsgußverfahren hergestellt ist.

Zur Erleichterung der Montage des Getriebegehäuses an der Erntemaschine ist das Getriebegehäuse gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zweckmäßig mit einer oder mehreren ebenen Außenflächen versehen, über die leicht eine Montage des Getriebes erfolgen kann.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist das Getriebegehäuse des Antriebsgetriebes mit dem damit ver-

bundenen Innenzahnkranz quadratisch oder rechteckig ausgebildet, es weist also eine Außenform auf, die sich außerordentlich leicht an den unterschiedlichen Maschinenformen montieren läßt.

Eine weitere Verbesserung des vorstehend definierten bekannten Antriebsgetriebes für hin- und hergehende Mähmesser von Erntemaschinen wird allein oder in Verbindung mit den vorstehend definierten Merkmalen erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß am Umlaufrad ein Halter für ein Kurbellager einstückig angeformt ist. Auf diese Weise läßt sich die Verbindung zwischen Umlaufrad und Kurbellager wesentlich einfacher und raumsparender ausbilden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Umlaufrad einstückig als Halter für den Kurbelzapfen ausgebildet. Und gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist das Umlaufrad als einstückiges Bauteil mit dem Kurbelzapfen ausgebildet.

Bei dem solchermaßen erfindungsgemäß ausgebildeten Antriebsgetriebe sind alle Bauteile relativ .leicht und raumsparend ausgebildet. Das Getriebe ist weiterhin nahezu wartungsfrei, da alle verwendeten Lager für die gesamte Lebensdauer geschmiert und abgedichtet sind.Lediglich der Innenzahnkranz erhält eine Fettschmierung. Aus diesem Grund ist der Innenzahnkranz nach außen mit einer vorzugsweise aus federhartem Blech bestehenden Dichtscheibe abgedichtet. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist am Rotor eine solche mitlaufende Dichtscheibe vorgesehen.

Um den Unterschied des erfindungsgemäßen Getriebes gegenüber dem bekannten Stand der Technik besser darzustellen, wird im folgenden der bekannte Stand der Technik mit Hilfe der Zeichnungsfigur 1 abgehandelt und das erfindungsgemäße Getriebe anhand weiterer zeichnerischer Darstellungen er-

läutert. Um die Proportionen deutlich zu machen, stellen die Zeichnungen in etwa natürliche Größe sowohl des bekannten Standes der Technik als auch des erfindungsgemäßen Getriebes dar.

In den Zeichnungen zeigt:

Figur 1 die Darstellung eines Getriebes nach bekanntem Stand der Technik als schematisch.es Schnittmodell;

Figur 2 eine erfindungsgemäße Ausführung des Getriebes als schematisches Schnittmodell, mit einem am Um-^ laufzahnrad befestigten Kurbellager;

Figur 3 eine Darstellung nach Figur 2 von unten gesehen;

Figur 4 ein erfindugsgemäß ausgebildetes Umlaufrad mit daran befestigtem Kurbelzapfen;

Figur 5 eine Variante der äußeren Form des Getriebegehäuses, verkleinert dargestellt.

Die bisher bekanntgewordenen Getriebe der eingangs beschriebenen Art bestehen aus dem Gehäuse 1,in dem der Rotor 2 mit den Lagern 3 und 4 drehbar gelagert ist. Der Rotor selbst besteht aus zwei Teilen, die an der Linie 5 mit Schrauben 6 verbunden sind. Im Rotor ist die Kurbel 7 mit den Lagern 8 und 9 gelagert. Mit der Kurbel 7 fest verbunden ist das Umlaufrad 10, welches sich im Innenzahnkranz 11 abwälzt, wenn der Rotor 2 angetrieben wird. Durch die Abwälzung wird die Kurbel .7 in gegenläufige Bewegung zum Rotor gebracht, so daß der Kurbelzapfen 12 infolge der geometrischen Bedingungen eine absolut geradlinige Bewegung ausführt. Das Lager 3 muß bei dieser Art Getriebe einen sehr großen Innendurchmesser haben. Dieser muß um so größer sein, je größer der angestrebte Messerhub und der Durchmesser der Kurbelwelle 7 ist. Um

das Lager 9 genügend stabil unterzubringen, was eine entsprechende Dimensionierung bedingt, muß der Rotor an der Linie 5 getrennt sein, weil das Rotoroberteil dann ebenfalls einen entsprechenden Durchmesser haben muß. Der Innenzahnkranz 11 ist dann zwischen Rotoroberteil und Rotorunterteil am Gehäuse 1 starr befestigt und bedingt allein dadurch schon eine Zweiteilung des Rotors.

Es ist auch eine Konstruktion bekanntgeworden, bei der das Lager 9 so klein gehalten ist, daß der Durchmesser des Rotoroberteiles so gewählt werden konnte, daß er sich gerade noch durch den Innenzahnkranz 11 schieben läßt. Der damit verbundene sehr kleine Wellendurchmesser der Kurbel 7 läßt sich bei den heutigen schweren Mähmessern und/oder einem größeren Mähmesserhub nicht mehr einsetzen, weil die Belastungen zu hoch sind.

Schließlich wird in der DE-OS 20 31 864 eine Konstruktion gezeigt, bei der die Kurbelwelle in platzsparenden Nadellagern gelagert ist. Trotzdem ist aber dieses Getriebe noch sehr breit gebaut und teuer. Der größte Nachteil dieses Getriebes aber besteht darin, daß die Kurbelwelle nicht axial fest geführt ist. Die Wechselbelastung bei hin- und hergehenden Mähmessern erfordert jedoch, wie die Praxis zeigt, eine absolut sichere axiale Führung der Kurbelwelle, da sonst innerhalb kurzer Zeit die radialen Lager zerstört werden.

Ein weiterer schwerwiegender Nachteil ist, daß bei den beschriebenen Konstruktionen Antrieb und Abtrieb zu weit auseinanderliegen. Nach dem Hebelgesetz müssen aus diesem Grund alle zwischenliegenden Bauelemente entsprechend groß dimensioniert sein.

Die vorliegende Erfindung behebt diese Nachteile.

In den Figuren 2 bis 5 werden Ausführungsbeispiele der Er-

findung im einzelnen näher beschrieben.

In Figur 2 ist der einstückige Rotor 20 mit den Lagern 21 und 22 im Gehäuseteil 23 gelagert. Der Stutzen 24 ist einstückig aus dem Rotor gebildet, kann aber auch als gesondertes Bauteil mit dem eigentlichen Rotor verschraubt, eingeschweißt oder aber eingepreßt sein. Auf jeden Fall ist Stutzen und Rotor eine Einheit. Am Stutzen 24 ist das Umlaufrad 25 mit dem Lager 26 so gelagert, daß es auch axial spielfrei ist. Dies wird dadurch erreicht, daß mit der Bundschraube 27 der Innenring des Lagers 26 fest gegen den Ansatz 28 des Rotors gepreßt wird. Der Außenring des Lagers 26 ist mit der Ringmutter 29 fest im Umlaufzahnrad 25 eingespannt. Das Umlaufzahnrad 25 ist einstückig als Halter 38 für den Lagerbock 30 ausgebildet, bildet also gleichermaßen die für die Funktion notwendige Kurbel. Der Innenzahnkranz 31 ist fest mit dem Gehäuseteil 23 verbunden und bildet gleichzeitig das untere Gehäuseteil. Im Innenzahnkranz 31 wälzt sich das Umlaufrad 25 gegenläufig zur Drehrichtung des Rotors 20 ab.

An der Gewindehülse 32 wird das Mähmesser direkt und starr befestigt. Die Hülse 32 ist im Lagerbock 30 mit dem Lager 33 gelagert.

Durch die einstückige Ausbildung von Stutzen 24 und Rotor 20 und die einstückige Ausbildung des Zahnrades 25 als Kurbel ergibt sich eine außerordentlich hohe statische Stabilität, die es erlaubt, alle Lager und Bauteile sehr klein zu dimensionieren. Die Drehkraft des umlaufenden Zahnrades 25 wird beispielsweise direkt auf das Gehäuse 30 übertragen Also nicht über den Umweg einer besonderen Kurbelwelle.

Dadurch ist die Lägerbeanspruchung auf das Lager 26 und den Stutzen 24 ebenfalls sehr gering. Da alle Lager im Ausführungsbeispiel dauergeschmiert und abgedichtet sind, ent-

fällt jede Wartung. Lediglich die Zahnräder müssen eine Fettschmierung erhalten. Damit dieses Schmiermittel nicht austreten und andererseits kein Schmutz und Staub eindringen kann, ist eine Dichtscheibe 34 am Rotor 20 befestigt, läuft also mit. Es hat sich nun als besonders günstig herausgestellt, wenn diese Dichtscheibe aus dünnem, aber federhartem Blech besteht. Die Dichtscheibe kann in der Mitte zweigeteilt sein, damit sie um den Hals des Umlaufrades 25 gelegt werden kann und dort staubdicht abschließt. Kleine Mengen austretenden Fettes sind erwünscht, da diese einen Wulst bilden und so eine zusätzliche Staubdichtung ergeben.

Am Innenzahnkranz 31 kann die Dichtscheibe in einer Nut 35 laufen, die sowohl direkt im Innenzahnkranz eingedreht sein, als auch durch eine Ringscheibe 36 gebildet werden kann. In beiden Fällen ergibt sich eine Art Labyrinthdichtung, die für diesen Anwendungsfall vollkommen ausreicht.

In Figur 3 ist die äußere im Schnitt quadratische Grundform des Gehäuses mit dem Innenzahnkranz 31 erkennbar. Wie erwähnt, kann diese auch rechteckig bzw.,wie weiter unten beschrieben, mit entsprechenden Flächen zum Anschrauben an die betreffende Maschine ausgeführt sein. Die Bohrungen 40 sind zur Befestigung des Innenzahnkranzes 31 am Gehäuseoberteil 23 vorgesehen und die Gewindebohrungen 41 zur Befestigung des Getriebes an der Maschine.

In Figur 3 ist weiter erkennbar die bei 42 zweigeteilte Dichtscheibe 34, die mit den Schrauben 4 3 am Botor 20 befestigt ist, die Ringschreibe 36, die mit den Schrauben 44 am Innenzahnkranz 31 befestigt ist und das Halteteil 38 des UmlaufZahnrades 25, an dem das Kurbellager 30 mit den Schrauben 45 befestigt ist.

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Figur 4 zeigt eine alternative Art der Mähmesserbefestigung. Das Umlaufrad 25 weist einstückig ausgebildet den Kurbelzapfen 50 auf, an dem ein Lagerbock 51 über das Lager 52 gelagert ist. An diesem Lagerbock wird das Mähmesser in bekannter Art befestigt. Statt einstückig mit dem Umlaufrad ausgebilet zu sein, kann der Zapfen 50 auch, wie im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel das Kurbellager 30, nach gleicher Art und Passung am Halteteil 38 des Umlaufrades 25 befestigt sein.

Schließlich ist in Figur 5 eine alternative Außenform des Gehäuses mit dem Innenzahnkranz 31 dargestellt, bei der zwei Flächen 60 und 61 an einer ovalen oder runden Grundform des Getriebegehäuses für den Innenzahnkranz vorgesehen sind, die zur Befestigung des Getriebes an der betreffenden Maschine dienen.

- Leerseite

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Antriebsgetriebe für hin- und hergehende Mähmesser von Erntemaschinen mit einem in einem Gehäuse sich drehenden Rotor, an welchem ein Umlaufzahnrad gelagert ist, welches sich in einem feststehenden Innenzahnkranz abwälzt und mit einer Kurbel verbunden ist, wobei der Durchmesser des Umlaufrades mit dem Radius des Innenzahnkranzes übereinstimmt und der Radius des Umlaufrades mit dem Radius der Kurbel übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlaufrad (25) an einem am Rotor (20) angebrachten Stutzen (24) gelagert ist.

   Antriebsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Umlaufrad (25) an einem mit dem Rotor (20) einstückig ausgebildeten Stutzen (24) gelagert ist.

   von Erntemaschinen

   3. Antriebsgetriebe für hin- und hergehende Mähmesser/mit

   einem in einem Gehäuse sich drehenden Rotor, an welchem ein Umlaufzahnrad gelagert ist, welches sich in einem feststehenden Innenzahnkranz abwälzt und mit einer Kurbel verbunden ist, wobei der Durchmesser des Umlaufrades mit dem Radius des Innenzahnkranzes über-^ einstimmt und der Radius des Umlaufrades mit dem Radius der Kurbel übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzahnkranz (31) Teil des Getriebegehäuses ist.

   4. Antriebsgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Innenzahnkranz (31) mit dem Getriebegehäuse (23) einstückig ausgebildet ist.

   5. Antriebsgetriebe nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse (23) eine oder mehrere ebene Außenflächen aufweist, die zur Befestigung des Getriebes dienen.

   6. Antriebsgetriebe nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse (23) eine quadratische oder rechteckige Außenform aufweist.

   7. Antriebsgetriebe für hin- und hergehende Mähmesser von Erntemaschinen mit einem in einem Gehäuse sich drehenden Rotor, an welchem ein Umlaufzahnrad gelagert ist, welches sich in einem feststehenden Innenzahnkranz abwälzt und mit einer Kurbel verbunden ist, wobei der Durchmesser des Umlaufrades mit dem Radius des Innenzahnkranzes übereinstimmt und der Radius des Umlaufrades mit dem Radius der Kurbel übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß am Umlaufrad (25) ein Halter für ein Kurbellager (30) einstückig angeformt ist.

   8. Antriebsgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Umlaufrad (25) einstückig als Halter für den Kurbelzapfen (50) ausgebildet ist.

   9. Antriebsgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Umlaufrad (25) als einstückiges Bauteil mit dem Kurbelzapfen (50) ausgebildet ist.

   Antriebsgetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Rotor (20) eine mitlaufende Dichtscheibe(34)vorgesehen ist.