DE3617013C1 - Cutting device - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung gemäß den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Bei Schneidvorrichtungen dieser Art sollen die federnden Abstützungen der Messer beim Auftreffen von Fremdkörpern, wie Steinen, ein Zurückweichen der Messer aus dem Förder­ kanal ermöglichen. Jedoch soll insbesondere bei stumpfge­ wordenen Messerschneiden nicht allein der Schneid- und Förderdruck des Futters genügen, um die Messer aus dem Förderkanal zu verschwenken. Deshalb ist eine federnde Messerabstützung wünschenswert, die eine hohe Messerstütz­ kraft aufweist und somit erst ab einer hohen Gegenkraft an­ spricht (hohe Ansprechschwelle), nach dem Ansprechen jedoch eine relativ niedrige Ausschwenkkraft benötigt, damit ein größerer Fremdkörper die Messerschneiden nicht noch zu­ sätzlich beschädigt, wenn die nötige Ausschwenkkraft und damit die Beanspruchung der Messerschneiden bei üblichen, sich verhärtenden Federn anwachsen würde.

Aus der DE-PS 33 31 260 ist eine Schneidvorrichtung der obengenannten Art bekannt, bei der teilweise auf Knickung beanspruchte Blattfedern für die Abfederung der Messer vor­ gesehen sind und diese mit einem Anschlagbügel zusammenwir­ ken, um die freie Knicklänge zur Erzielung einer hohen Messerabstützkraft zu verringern.

Durch den Anschlagbügel ergibt sich jedoch ein konstruk­ tiver Mehraufwand, der pro Messer entsprechend der hohen Federkraft stabil genug ausgelegt sein muß. Zudem bedingt der Anschlagbügel eine relativ starke Abknickung der Blatt­ feder beim vorübergehenden Ausschwenken des Messers aus dem Förderkanal, so daß die Blattfeder an der Anlagestelle am Anschlagbügel stark belastet ist. Dies hat zur Folge, daß die Blattfeder zur Erreichung einer möglichst hohen Messer­ stützkraft nicht beliebig stark dimensioniert werden kann, da bei stärkerem Materialquerschnitt der Blattfeder die Gefahr besteht, daß an der Anlagestelle am Anschlagbügel Materialbeanspruchungen bis zur Streckgrenze und damit bleibende Verformungen auftreten. Somit bleibt hier ent­ weder die Höhe der erreichbaren Messerabstützkraft (An­ sprechschwelle) oder der mögliche Knickwinkel (Messeraus­ schwenkwinkel) begrenzt. Eine weitere Verlängerung der Blattfederlänge, um deren Knickwinkel zu verkleinern, verbietet sich aufgrund der bei derartigen Schneidvorrich­ tungen herrschenden räumlichen Enge.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Mängel und Begrenzungen zu beseitigen und eine kompakte und einfache Schneidvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die gewünschte Federkennlinie mit be­ trächtlich höherer Ansprechschwelle bei zugleich großem Knickwinkel ohne Überbeanspruchung des Federmaterials ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Ausbildung ergibt folgende Vorteile:

• - Erstmalig wird eine Schraubenfeder zur Abfederung be­ nutzt, die durch die Belastungsrichtung auf Knickung beansprucht wird. Dadurch ergibt sich eine hohe An­ sprechschwelle und eine im Vergleich dazu kleinere Kraft bei der weiteren Abknickung. Schraubenfedern wurden bis­ her meist verwendet, um bereits bei kleinen Belastungs­ kräften "weich" anzusprechen und sich mit zunehmendem Federweg zu verhärten, während die erfindungsgemäße Ge­ staltung mittels der Schraubenfeder die genau umgekehrte Federkennlinie bietet. Daher kommt dieser Art von Feder eigenständige erfinderische Bedeutung zu, da auch bei ähnlichen Vorrichtungen oft eine hohe Ansprechkraft und dann eine abfallende Federgegenkraft gefordert ist.
  - Die Schraubenfeder ist sehr kompakt und benötigt einen geringen Bauraum, dessen Höhe im allgemeinen kleiner als die Messerlänge ist.
  - Außer aus der Feder besteht die Federvorrichtung ledig­ lich aus den verbindenden Bolzenaufnahmen zum Messer und zur Abstützung. Dadurch wird die Federvorrichtung einfach und ohne großen Fertigungsaufwand herstellbar.
  - Die kompakte Schraubenfeder legt unter dem Schnitt­ druck des Futters ihre Wicklungen vollständig aufeinan­ der, und überbrückt dadurch die fertigungsbedingten kleinen Spalte zwischen den Wicklungen. Dadurch wird die Schraubenzugfeder nahezu als starre Abstütz-Strebe, so daß selbst bei erhöhtem Schnittdruck, wie z. B. bei stumpfgewordenen Messern, die Messer nicht ungewollt ausschwenken. Erst ab einer hohen Ansprechschwelle, die durch die Neigung der Schraubenfeder zu ihren Anlenkpunkten einstellbar ist und nur durch ein Auftreffen von starren Fremdkörpern er­ reicht wird, steigt die Kraftrichtungskomponente auf die Schraubenfeder an und diese knickt augenblicklich aus. Dies erfolgt mit einer gegenüber der Messerabstützkraft in Arbeitsstellung geringeren Kraft, so daß sich bis zum Aus­ knicken die gewünschte, zunächst steil steigende Federkenn­ linie ergibt, die beim Ausweichen gegen die verringerte Federkraft stark abfällt. Diese Federkraft ist jedoch noch ausreichend, um das Messer nach Passieren des Fremdkörpers in den Förderkanal zurückzuverschwenken.
  - Würde eine kompakte, kurze und dennoch starke dimensionierte Blattfeder um den zum vollständigen Ausschwenken aus dem Förderkanal nötigen Winkel ca. 90° abgewinkelt, so würde deren Federkennlinie wieder stark ansteigen und die Blatt­ feder deformiert werden oder gar brechen. Bei der erfindungs­ gemäßen Schraubenfeder ist ein Ausknicken um diesen Schwenkwinkel von ca. 90° und bis zu 180° selbst bei kurzer, kompakter und stark dimensionierter Ausführung problemlos, da sich der Schwenkwinkel auf mehrere Windungen verteilt. In einer vorteilhaften Ausführung mit ca. 30 Windungen nehmen z. B. die mittleren 15 Windungen an der durch Knicken verur­ sachten Verformung teil und jede Windung wird durch die Torsionsbeanspruchung innerhalb der Wicklung um lediglich ca. 6° verdreht. Dadurch erhöht sich die Standfestigkeit beträcht­ lich oder es kann im Vergleich zu den Blattfedern preiswerterer Werkstoff genommen werden.
  - Durch die Neigung der Schraubenfeder um wenige Grad gegenüber der Verbindungslinie ihrer Anlenkpunkte ist die Ausknickrichtung immer vorgegeben und es brauchen keine weiteren Führungsmittel vorgesehen werden.
  - Die Verbindungsstücke zwischen Feder und Messer bzw. Abstüt­ zung können in einfachster Weise an der Feder befestigt werden, indem sie mit einem Außengewinde versehen werden und in die Feder, deren Wicklungen ein Innengewinde bilden, eingeschraubt werden. Werden die Querbohrungen der Verbindungsstücke etwas außermittig zur Federmittelachse angebracht, so kann durch Drehung der Winkel α auch noch nachträglich verstellt und damit die Messerstützkraft (Ansprechschwelle) eingestellt werden. Dies kann ggf. auch durch ähnliche Mittel wie Exzenter­ bolzen oder Keile erfolgen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung in schematischer Darstellung mit zwei Ausführungen der Ausschaltvorrichtung gezeigt und nachfolgend beschrie­ ben.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schneidvor­ richtung in Seitenansicht.

Bei einem nicht näher dargestellten Ladewagen wird das Erntegut durch den Förderkanal 1 hindurch transportiert und bei Bedarf durch Messer 2, die durch Schlitze in den Förderkanal 1 hineinragen, geschnitten. Die Messer 2 sind zum einen an einem Schwenklager 4 aus dem Förderkanal 1 herausschwenkbar gelagert und zum andern an ihrem oberen Ende über eine Feder 3 abgestützt und werden so in ihrer Arbeitsstellung im Förderkanal 1 gehalten. Bei Fremdkörper­ einwirkung, wie z. B. Steine, die gegen die Messer 2 gedrückt werden, dreht sich das Messer 2 um das Schwenkgelenk 4 und beansprucht die Feder 3, die am Messer 2 mit dem Messerge­ lenk 5 und zur festen Abstützung an einem Abstützgelenk 6 gelagert ist.

Die Arbeitsstellung wird im wesentlichen durch die Lage des Messers 2, der Feder 3, die in der erfindungsgemäßen Aus­ führung durch eine Schraubenfeder 7 mit Windungen 8 gebil­ det wird, und die diese Teile verbindende Gelenke 5 und 6 festgelegt.

Die Stellung bei Fremdkörpereinwirkung mit teilweise aus dem Förderkanal 1 herausgeschwenkten Messern 2′ wird mit einem einfachen Beistrich bei Messergelenk 5′, Feder 7′ mit sich spreizenden Windungen 8′ usw. gekennzeichnet. Das Abstützgelenk 6 bleibt auch bei Fremdkörpereinwirkung ortsfest und die Bezeichnung 6′ deutet hier eine Ein­ stellbarkeit des Abstützgelenkes an, z. B. indem der Ge­ lenkbolzen 13 des Abstützgelenkes 6 exzentrisch ausgebil­ det ist und somit die Neigung der Verbindungslinie 9 zwi­ schen den Gelenken 5 und 6 verändert wird. Dadurch ändert sich auch der Winkel α zwischen der Verbindungslinie 9 und der Mittelachse 7 a der Feder 3 und hierdurch wiederum die Ansprechkraft der Feder 3 bei Fremdkörpereinwirkung. Weiterhin ist in Fig. 1 mit doppeltem Beistrich die Lage der Schneidvorrichtung bei der Außerbetriebstellung ange­ deutet, und zwar durch das aus dem Förderkanal herausge­ schwenkte Messer 2′′, das Messergelenk 5′′, die verbindenden Bolzenaufnahmen 10 a′′ zum Messergelenk 5′′ und 10 b′′ zum Abstützgelenk 6′′ hin, sowie durch den jeweils pro Messer 2′′ vorgesehenen Schwenkhebel 14′′ mit dem Bolzen 13′′.

Die Schwenkhebel 14 sind jedoch nur nötig, wenn ein ein­ faches Verschwenken in die Außerbetriebsstellung von zu­ mindest einer Teilanzahl der Messer 2 gewünscht wird. Wird in der einfachsten Ausführungsform auf das Verschwen­ ken mittels Schwenkhebel 14 verzichtet, so ist das Ab­ stützgelenk 6 ortsfest am Tragrohr 16 mittels Abstütz­ laschen 17 gelagert. In dieser Ausführung besteht die Feder im wesentlichen aus der Schraubenfeder 7 mit den Bolzenaufnahmen 10 a und 10 b. Die Schraubenfeder ist eine unter hoher innerer Federkraft ausgebildete Zugfeder, so daß die Windungen 8 nahezu gegeneinander angelegt sind und nach außen hin ähnlich einem starren Rohr keine Kräfte ausüben. Um sicherzustellen, daß die Schrauben­ feder bei Belastung nur auf die vom Messer abgewandte Seite hin ausknickt, ist die Mittelachse 7 a der Schrauben­ feder unter einem geringen Winkel α zur Verbindungslinie 9 der beiden Federanlenkpunkte 5 und 6 angeordnet.

Der Winkel α ist z. B. durch die beiden Bolzenaufnahmen 10 a und 10 b, die in einfacher Weise mit einem Außenge­ winde 11 versehen sind und in die gewindeähnlichen Schraubenwindungen 8 eingeschraubt sind, einstellbar, indem, wie bereits angedeutet, die in den Querbohrungen 12 gelagerten Bolzen 13 exzentrisch ausgeführt sind. Eine weitere Möglichkeit der Verstellung des Winkels α ist durch ein Bolzenlager 25 gegeben, das z. B. als eine gleitsteinähnliche, quadratische Platte ausgebildet ist und in einem Durchbruch des Messers 2 verdrehfest ge­ halten ist, sowie mit einer außermittigen Bohrung für die Bolzen 13 versehen ist. Wird der Bolzen herausge­ zogen und die gabelkopfähnliche Bolzenaufnahme 10 a weg­ geschwenkt, läßt sich das Bolzenlager aus dem Messer herausschieben und winkelversetzt, hier z. B. um 90° oder 180° oder 270°, wiedereinsetzen, wodurch sich eine geringe Winkelveränderung α ergibt, die jedoch aufgrund der nun geänderten Kraftwirkungslinie bei Fremdkörpereinwirkung große Änderungen bei der Ansprechkraft erbringt. Somit läßt sich eine Anpassung an unterschiedliche Futterarten erreichen.

In dieser beschriebenen, einfachsten Ausführungsform las­ sen sich die Messer 2 durch seitliches Herausziehen der Bolzen 13 in eine Außerbetriebsstellung 2′′ bringen, je­ doch könnten dann die Schraubenfedern bei der Fahrt klap­ pern. In einer weiteren Ausbildung sind die Federn 3 bzw. 7 deshalb durch die Schwenkhebel geführt. Liegt die unte­ re Schwenkhebelachse 18 jedoch weit zum Messer 2 hin, so muß der Schwenkhebel 14 einzeln oder auch gruppenweise durch einen Steckbolzen 15 oder Verriegelungsbolzen fest­ gestellt werden. Für die Außerbetriebsstellung der Messer 2′′ sind jedoch diese Feststellmittel zu lösen, z. B. durch Herausziehen oder verdrehen, was auch für mehrere Schwenk­ hebel gemeinsam von der Seite des Ladewagens aus erfolgen kann, wenn die Feststellbolzen als zumindest teilweise durchgehende Welle ausgebildet sind.

Claims (7)

1. Schneidvorrichtung für einen Förderkanal eines Ladewagens mit in ihrer Arbeitsstellung in den Förderkanal hineinragenden Messern, die einzeln durch auf Knickung beanspruchte Federn in Arbeitsstellung gehalten werden und bei Fremdkörpereinwirkung entgegen der Rückstell­ kraft der Federn wenigstens teilweise um ein Schwenklager aus dem Förderkanal herausschwenkbar ausgebildet sind, wobei die in Messer­ ebene federnden Federn einends in einem Messergelenk und anderen­ ends in einem Abstützgelenk befestigt sowie mit dem Mes­ sergelenk zusammen in Dreiecksform angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Feder (3) eine Schraubenfeder (7) vorgesehen ist, deren Mittelachse (7 a) unter einem geringen Winkel α zur Verbindungslinie (9) der beiden Anlenkpunkte (5 und 6) der Feder (3) geneigt ist und deren Windungen (8) wenigstens nahezu gegeneinander an­ gelegt sind.

2. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel α einstellbar ist.

3. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gelenkige Verbindung zwischen der Schraubenfeder (7) und den Anlenkpunkten (5 und 6) durch Bolzenaufnahmen (10 a und 10 b) gebildet werden.

4. Schneidvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzenaufnahmen (10 a und 10 b) mit Außengewinde (11) versehen sind und in die Federwindungen (8) einschraubbar sind.

5. Schneidvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Querbohrungen (12) der Bolzenaufnahmen (10 a bzw. 10 b) außermittig zur Mittelachse (7 a) der Feder (3) angeordnet sind und hierdurch der Winkel α veränderbar ist.

6. Schneidvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in Querbohrungen (12) der Bolzenaufnahmen (10 a bzw. 10 b) eingreifenden Bolzen (13) exzentrisch ausge­ führt sind und hierdurch der Winkel α veränderbar ist.

7. Schneidvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Durchbruch des Messers (2) jeweils ein Bolzen­ lager (25) mit verdrehfester Form, insbesondere Quadrat­ form vorgesehen ist, in dem eine außermittige Querbohrung (12) derart angeordnet ist, daß durch Herausnehmen und winkelversetztes Wiedereinsetzen des Bolzen­ lagers (25) der Winkel α veränderbar ist.