DE4218591A1 - Verfahren und Einrichtung zur mechanischen Aufbereitung von Halmgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Halmgut sowie dessen Einordnung zum Mähen und zur Ablage des aufbereiteten Gutes.

Es ist bekannt, Halmgut durch Quetschen und Knicken zwischen umlaufenden Walzen oder durch Schlagen und Reiben mittels rotierender Schläger mechanisch aufzubereiten; unter Aufbereitung ist so eine Beschädigung oder Zerstörung der Struktur von Halmen und Blättern zu verstehen, mit dem Ziel, die Verdunstung der Gutsfeuchte zu steigern.

Die bekannten Verfahren erweisen sich entweder als wenig wirksam oder führen zu hohen Bröckelverlusten. Um die hohen Bröckelverluste bei intensiver Aufbereitung zu vermeiden, versucht man, das so aufbereitete Gut in Matten zu pressen, was aber einen hohen technischen Aufwand erfordert.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Halmgut schonend, verlustarm aber im Hinblick auf die Trocknungsbeschleunigung dennoch effektiv aufzubereiten und das so behandelte Gut entweder lose oder nach Wahl in einer Matte abzulegen. Dabei soll der bauliche Aufwand gering bleiben.

Die Aufgabe der schonenden und zugleich effektiven Aufbereitung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Halmgut beim Flug durch die Aufbereitungsorgane quer zur Flußrichtung rollend gedrückt oder scherend beansprucht wird.

Beim Mähen, insbesondere mit rotierenden Mähwerken werden die Halme und Blätter im wesentlichen längs zur Fahrtrichtung gefördert und abgelegt. Diese Ausrichtung der Halme in Fahrtrichtung bleibt auch in den nachfolgenden Aufbereitungsorganen, z. B. zwischen den Quetschwalzen bestehen; das Halmgut durchläuft diese Walzen im wesentlichen längs ausgerichtet. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, die Halme und Blätter quer aufzuspalten oder aufzudrücken, indem nämlich dem Längsfluß in der Aufbereitungszone dem Gutstrom, eine Querbewegung überlagert wird. So aufgespaltene oder aufgedrückte einzelne Halme und Blätter behalten in der Länge ihren Verband; es entstehen keine kurzen Teile und damit keine Bröckel, die in die Stoppel fallen und nicht mehr aufgenommen werden können. Das quer aufgespaltene, aufgedrückte Gut trocknet aber sehr schnell.

Eine die Längsbewegung überlagernde Querbewegung läßt sich auf mehreren Wegen erreichen. So wird bei einem Walzenpaar dessen Walzen gegensinnig zueinander umlaufen durch eine schraubenförmige Profilierung einer oder beider Walzen das durchfließende Gut gleichzeitig quer zur Flußrichtung bewegt. Zudem kann eine Walze schneller umlaufen als die andere und damit die Querbewegung verstärkt werden. Der Steigungswinkel der schraubenförmigen Profilierung dieser Walze liegt dabei unterhalb des Gleitreibungswinkel, so daß in Längsrichtung die Differenz der Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen sich nahezu in eine Gleitgeschwindigkeit umsetzt. Die Walzen liegen auch ohne Materialfluß nicht aufeinander; sie weisen dann eine Spaltbreite auf. Bei dünner Beschickung ist sie kleiner als die Dicke des einzelnen Halmes. Die Tiefe der Profilierung ist bei dünner Schicht ebenfalls kleiner als der mittlere Halmdurchmesser. So können auch bei dünnschichtiger Halmgutzuführung, die wünschenswert ist, die Stengel noch quer zur Längserstreckung geschert und so der Länge nach gespalten werden.

Weitere Möglichkeiten der Aufprägung einer Querbewegung zum Längsfluß in der Aufbereitungszone werden in den Ausführungsbeispielen vorgestellt.

Für eine effektive Aufbereitung des Halmgutes ist eine dünnschichtige Zuführung notwendig. Sie lädt sich in vorteilhafter Weise in der direkten Kombination mit dem Mähwerk erreichen. Rotierende Mähwerke laufen mit einer hohen Umfangsgeschwindigkeit bis ca. 80 m/s um. Es kommt nun darauf an, den mit der hohen Geschwindigkeit gemähten, schmalen Streifen Halmgutes sofort von den Rotoren abzunehmen und möglichst noch weiter auseinander zu ziehen. Relativ günstige Bedingungen dafür liefert der Scheibenmäher und der Schneckenmäher, bei dem das gemähte Gut über die gesamte Mäh­ breite abfließt. Das Halmgut wird mit den Stoppelenden zuerst nach hinten ausgeworfen. Eine den Mährotoren folgende schnell umlaufende Walze, die unterschlächtig arbeitet, kann die gemähten Halme und Blätter von den Mährotoren nahezu einschichtig abnehmen und den Aufbereitungsorganen zuführen. Diese können z. B. durch ein Walzenpaar gebildet werden. Weitere Möglichkeiten der Abnahme und Verdünnung des gemähten Halmgutes werden in den Ausführungsbeispielen beschrieben. Hingewiesen sei hier auch auf die Anmeldung P 4017495, die Lösungen zur Halmgutverdünnung vorgestellt.

Das aufbereitete Halmgut kann schließlich durch die Aufbereitungsorgane locker ausgeworfen werden und auf der Stoppel trocknen.

Besonders intensiv aufbereitetes junges Gras, verliert durch das Aufbereiten an Biegesteifigkeit, so daß es auf der Stoppel liegend in sich zusammenfällt und dann weniger durchlüftet wird. Hier bietet das Ablegen in einem Dach- oder Wellenprofil, gegebenenfalls auch als gepreßte Matte eine Hilfe; das in oder quer zur Längrichtung dreieck- oder wellenförmig abgelegte Gut stützt sich auch bei der Abtrocknung gegenseitig besser ab und wird unterlüftet.

So bietet die Kombination einer schonenden Aufbereitung hinter einem Mähwerk mit den Alternativen des lockeren Auswurfs oder des Ablegens in einer Matte einen baulich einfachen Weg zur beschleunigten Halmguttrocknung auf dem Boden.

In den Fig. 1 bis 14 ist die Erfindung in Ausführungsbeispielen dargestellt.

In den Fig. 1 und 2 ziehen die Walzen 1 und 2, gegensinnig umlaufend, den Halmgutstrom 3 ein, der mit seinen Halmen und Blättern im wesentlichen längs, also in Flußrichtung, ausgerichtet ist. An der Oberfläche tragen die Walzen eine schraubenähnliche Profilierung 4. Daraus resultiert, daß das Halmgut mit den in den Fig. 1 und 2 eingetragenen Drehrichtungen der Walzen und Steigungen der Profilierungen in der Benutzungszone die untere Walze die Halme nach rechts, die obere nach links schiebt; sie werden zwischen den Kämmen der Profilierungen beider Walzen durch die seitliche Schubwirkung geschert oder rollend aufgedrückt. Insgesamt wird so der einzelne Halm in seiner Länge nach aufgespalten, ohne in Stücke getrennt zu werden. Bei praktisch einlagiger Beschich­ tung ist dabei notwendig, daß der Spaltenabstand s beider Walzen und die Tiefe der Profilierung kleiner als der Halmdurchmesser ist.

Beide Walzen können mit verschiedenen Drehzahlen u₁ und u₂ angetrieben werden. Wenn, wie in Fig. 3, die untere Walze 2′ einen Gummiring 5 trägt und damit ein Rutschen des Halmgutes infolge hoher Reibung praktisch unterbindet, bewirkt die umlaufende Walze 1′ eine um so größere seitliche Bewegungskomponente je schneller sie gegenüber der Walze 2′ umläuft; mit der Drehzahlsteigerung wächst damit auch der seitliche Schereffekt. Der Steigungswinkel α der schraubenähnlichen Profilierung liegt wie auch in Fig. 2 unterhalb des Gleitreibungswinkels, so daß nur an der oberen Walze die Differenz der Umfangsgeschwindigkeiten als Schlupf auftritt.

In Fig. 4 ist die untere Walze 2′′ mit feingezahnten Leisten 6 belegt, die mit ihrer Griffigkeit eine entsprechend der Um­ fangsgeschwindigkeit praktisch gleichgroße Flußgeschwindigkeit des Halmgutstromes bewirken. Sie halten die untere Seite des Halmgutstromes auch gegen seitliches verschieben fest, so daß die profilierte obere Walze 1′′, die in gleicher Weise schrau­ benförmig profiliert ist, wie die Walze 1 in Fig. 2, in der Auflagezone das Halmgut seitlich schert oder rollend zum Auf­ platzen bringt.

Die Walze 2′′′ in Fig. 5 ist mit feingezahnten Leisten 6′ be­ legt, die den zufließenden Gutstrom 3 erfassen und mitnehmen. Die Walze 2′′′ umschließt im Sektor g ein in sich formstabiles Band 7 im Abstand s, das auf der Walze 2′′ zugewandten Seite eine Profilierung 8 mit der Steigerung α trägt (Fig. 7). So kommt es auch in dieser Anordnung zu einem seitlichen Scheref­ fekt (Fig. 6).

Die Einbettung der vorstehend beschriebenen schonenden, mechanischen Aufbereitung in das System Mähen und Auswerfen bzw. Ablegen des Gutes zeigen in Beispielen die Fig. 8 bis 14.

Das stehende Halmgut wird durch den Scheibenrotor 9 abgeschnitten und mit den Enden voran, längs ausgerichtet, dem mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Rotor 10 zugeführt. Die Leisten 11 des Rotors 10 kämmen den zufließenden Halmgutstrom dünnschichtig ab.

Der so verdünnte Halmgutstrom wird im Zusammenwirken der umlaufenden, fein gezahnten Leisten 11 mit dem geriffelten Boden 12, ausgebildet nach Fig. 7, schonend aufbereitet. Der Boden 12 ist vorzugsweise aus in Längsrichtung laufenden Streifen aufgebaut. Bei einem über die Breite ungleichmäßigem Mähgutanfall können sie einzeln entsprechend der Belegstärke nachgeben. Die Leisten 11 des Rotors 10 werden von Blechstreifen 13 durchsetzt, die im vorderen Bereich Leitflächen für das einlaufende Mähgut darstellen und im hinteren Bereich zusammen mit dem Boden 12 eine Preßstrecke a bilden. Die Leisten 11 streifen das aufbereitete Halmgut an den Bändern 13 ab und drücken es in die Preßstrecke a, aus der es als Matte 14 austritt.

In Fig. 9 nimmt ein mit Leisten belegter Rotor 15 das Mähgut vorzugsweise unterschlächtig von Mährotor 9 ab und führt es, geleitet durch das Blech 16, den Aufbereitungsorganen zu. Diese bestehen aus der Walze 17 mit auf gummierter Ringzone und einem kreisförmigen Riffelblech 18, in der Ausbildung entsprechend Fig. 7. Das aufbereitete Gut 20 prallt auf eine Rutsche 19 mit wellblechförmigem Querschnitt und fließt so geformt auf die Stoppel ab (Fig. 10). Das wellenförmig aufliegende Halmgut 20 wird gut unterlüftet.

Die Mähaufbereitung nach Fig. 11 besteht aus der Mähscheibe 9, der Leistentrommel 21, die das gemähte Halmgut dünnschichtig abkämmt und im Zusammenwirken mit dem geriffelten Boden 22, in der Ausführung entsprechend Fig. 7, aufbereitet und an die umlaufende Walze 24 übergibt. Die Walze 24 weist hohe dreieckige Kämme auf (Fig. 12), die das Halmgut entsprechend geformte Rinnen des Bodenteils 23 eindrücken, zur Matte 25 verdichten und auf der Stoppel ablegen (Fig. 13).

In Fig. 14 nimmt die Schneckenwalze 26 das Mähgut vom Scheibenmähwerk 9 über Kopf fördernd ab und bereitet es im Zusammenwirken mit dem Riffelblech 27 auf. Die Schneckengänge 32 mit geringer Steigung und vorzugsweise mit geringer Höhe können auch elastisch z. B. als Gewebegummi ausgebildet sein. Das Lochblech 27 bildet in seiner Verlängerung 28 mit der Rutsche 29 die Preßstrecke a. Gegebenenfalls kann die Walze 30 die Matte 31 weiter verdichten und auswerfen.

Soll aus einem bestimmten Grunde Halmgut in den Aufbereitungsorganen aber stark zerrissen werden, so können anstelle der Schräg- oder Schraubenprofilierungen der vorgestellten Ausführungsbeispiele quer zum Gutstrom laufende Profilierungen treten. Das beschriebene Verfahren der Halmgutaufbereitung läßt sich mit Vorteil auch als Operation vor dem Stangpressen oder Wickelbrikettieren von Halmgut einordnen, da so aufbereitetes Halmgut biegeweicher wird und sich damit leichter zu höherer Dichte komprimieren läßt.

Claims (16)

1. Verfahren zur mechanischen Aufbereitung von Halmgut, da­ durch gekennzeichnet, daß es beim Fluß durch Aufbereitungs­ organe hindurch gleichzeitig quer zur Flußrichtung einer rollend drückenden oder scherenden Belastung unterworfen ist.

2. Verfahren zur mechanischen Aufbereitung von Halmgut, gekenn­ zeichnet durch die Folge der Arbeitsoperationen des Mähens, der Verdünnung des Halmgutstroms, der mechanischen Auf­ bereitung nach Anspruch 1 und des Auswerfens bzw. der Ab­ lage des Gutes in einer gepreßten Matte.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bestehend aus zwei gegensinnig umlaufenden Walzen (1; 2), die beide eine schraubenförmige Profilierung (4) tragen und zwischen denen ein Spalt (s) besteht.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Walze eine schraubenförmige Profilierung (4) trägt, die andere einen ringförmigen elastischen Gummibelag (5) und zwischen beiden gegensinnig zueinander umlaufenden Walzen ein Spalt (s) besteht.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bestehend aus einem Walzenpaar, wobei eine Walze eine schraubenförmige Profilierung (4) trägt und die andere mit achsparallelen oder schraubenförmige Leisten (6) belegt ist und zwischen beiden Walzen ein Spalt (s) besteht.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bestehend aus einer schraubenförmig profilierten, umlaufenden Walze (2′′′), und einen sektoral umschließenden Band (7), das auf der der Walze zugewandten Seite eine Riffelung (8) trägt, und das zur Walze einen Spalt (s) aufweist.

7. Walze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese alternativ einen ringförmigen Gummibelag oder Leisten (6′) trägt.

8. Walzen nach Ansprüchen 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Profilierung der Walzen und der Spaltabstand (s) kleiner als die Halmdicke des zu bearbeitenden Gutes ist.

9. Walzenpaarungen nach Ansprüchen 3, 4 und 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen beiden Walzen eine Drehzahldifferenz besteht.

10. Walzen mit schraubenförmiger Profilierung oder profilierte Bleche nach einem der vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß deren Steigung der Profilierung kleiner als der Gleitreibungswinkel des Gutes auf dem jeweiligen Material ist.

11. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leisten tragende, umlaufende und unterschlächtig fördernde Walze (10) dem rotierenden Mähwerk (9) nachgeordnet ist und daß an dieser Walze ein geriffeltes Blech (12) unter einem Spaltabstand (s) anliegt, dessen Verlängerung mit dem die Leisten der Walze (11) durchsetzenden Leitblechen (13) eine Preßstrecke (a) bildet (Fig. 8).

12. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 bestehend aus einem rotierenden Mähwerk (9), gefolgt von einer schnell umlaufenden, den Mähgutstrom auseinanderziehenden Walze (15) einer Aufbereitungseinrichtung, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 3 bis 10, und einer Abwurfrutsche (19) (Fig. 9 und 10).

13. Abwurfrutsche nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschfläche (19) wellen- oder rinnenförmig ausgebildet ist.

14. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 bestehend aus einem rotierenden Mähwerk (9), einer das Mähgut abnehmenden, unterschlächtig fördernden Walze (21), der sektoral ein geriffeltes oder ein mit Leisten belegtes Blech (22) unter einer Spaltweite (s) anliegt, gefolgt von einer Mattenpreßeinrichtung (Fig. 11; 12; 13).

15. Mattenpreßeinrichtung nach Anspruch 14 bestehend aus einem riffel- oder wellenförmigen Blech (23), in das eine entsprechend profilierte umlaufende Walze (24) eingreift (Fig. 12 u. 13).

16. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 bestehend aus einem rotierenden Mähwerk (9), einer sich an­ schließenden, oberschlächtig fördernden, umlaufenden Schneckenwalze mit vorzugsweise geringer Steigung der Schneckengänge (26), der sektoral ein geriffeltes Blech (27) aufliegt, dessen Verlängerung (23) mit der Ablaufrutsche eine Preßstrecke (a) bildet (Fig. 14).