DE527579C - Bodenbearbeitungsmaschine mit umlaufenden Werkzeugen - Google Patents

Description

Die Vielgestaltigkeit der Ackerböden fordert von den Werkzeugen der Bodenfräsen gleich vielseitige Eigenschaften, die v.Meyenburg als erster eingehend untersucht und auch theoretisch festzulegen versucht hat, indem er den Boden in seinem geringsten Widerstand anzugreifen sucht. Die Praxis hat bewiesen, daß ν. Meyenburg den einzig richtigen Weg gezeigt hat, und daß starre oder halbstarre Werkzeuge .für die breite Praxis keine Bedeutung gewinnen können. Aber für die von v. Meyenburg vorgesehene Form und Arbeitsweise gibt es zurzeit noch kein Material, das bei der notwendigen elastischen Biegsamkeit der Werkzeuge gleichzeitig dem Boden eine hinreichende Festigkeit entgegenstellen kann, um bei guter Zerkrümelung eine genügend tiefe Lockerung zu erreichen.

Unter Wahrung des Prinzips, durch allseitig federnde Werkzeuge den Boden in seinem geringsten Widerstand anzugreifen, sind daher Werkzeuge aus Doppelspiralfedern entstanden mit starrer Befestigung, die nur eine sehr geräumige Anordnung zulassen.

Diese Werkzeuge gestatten, wenn sie die erforderliche hohe Umdrehungsgeschwindigkeit erhalten sollen, nur geringen Vorschub. Die dadurch entstehende starke, schmirgelnde Reibung der Werkzeuge mit dem Boden und deren harter Aufschlag, wie auch das Wühlen der geräumigen Spiralfedern äußern sich in großem Kraftbedarf und hohem Verschleiß. Die Spiralen wickeln sich voll mit faserigen Bestandteilen und verschmieren. Ihre starre Befestigung zwingt zu stets gleichgerichteten Federschwingungen und diese zur Ermüdung des Materials und endlich zum Bruch. Somit haben auch diese Werkzeuge in der landwirtschaftlichen -Praxis nicht befriedigen können.

Die von v. Meyenburg als Werkzeuge verwendeten Krallen sind, um den Weg des geringsten Widerstandes im Boden zu finden, nur dünn gehalten. Damit aber bieten sie im feuchten Boden nicht genügend Angriffsfläche. Da sie sich in ihren Abständen nicht eng zusammen stellen lassen, so erfassen sie den Boden nur unzureichend und erzeugen Rillen, zwischen denen unbearbeitete Streifen liegen bleiben. Ferner enthalten die schlanken, zylindrischen Krallen nur wenig Material, so daß sie nach relativ geringem Gebrauch abgenutzt sind. Aus diesem selben Grunde ist es falsch, den Krallen eine besondere Spitzenform zu geben, wie es in vielen Fällen versucht worden ist. Denn damit ist der Verschleiß auf diese kurze Spitzenform beschränkt, so daß die gesamte Kralle ausgewechselt werden muß, wenn dieser Teil abgenutzt ist.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung der vorstehend genannten Mängel durch eine neuartige Ausbildung und Anord-

nung der umlaufenden Werkzeuge, die auch eine verbesserte Wirkung zur Folge hat. Die Werkzeuge sind nämlich S-förmig gekrümmt, legen sich mit ihren inneren zu Augen umgebogenen Enden lose um ihre um die Antriebswelle herum angeordneten Haltebolzen und stützen sich federnd so gegeneinander ab, daß sie beim Auftreffen auf einen Widerstand sich aneinander aufrollend ihre ίο Auflage laufend vergrößern können.

Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß ausgebildeten Maschine.

Abb. ι ist eine Seitenansicht der Maschine in Verbindung mit einem Kraftschlepper, von dem gleichzeitig der Vorschub und der Antrieb der Werkzeugwalze erfolgt.

Abb. ι a deutet eine andere Antriebs weise der Werkzeugwalze an in Verbindung mit so einem Kraftschlepper, der bereits mit einer normalisierten Kraftzapfwelle versehen ist. Abb. 2 ist ein Grundriß zu Abb. r. Abb. 3 zeigt in größerem Maßstab einen Werkzeugkranz.

Abb. 4 ist ein Schnitt nach der Linie 4-4 in Abb. 3.

Abb. 4a zeigt einen Tragring, an dem die Werkzeuge befestigt werden.

Abb. 5 stellt einen Schnitt durch eine Kralle gemäß der Linie 5-5 in Abb. 3 dar und

Abb. 6 eine Rückenansicht einer Kralle gemäß der Linie 6-6 in Abb. 3 in vergrößertem Maßstabe.

In allen Abbildungen sind die gleichen Teile mit denselben Zahlen bezeichnet.

Die neue Maschine ist lediglich ein arbeitausführendes Gerät, das im wesentlichen aus einer Werkzeugtrommel und den für deren Umdrehung erforderlichen Übertragungs-Organen besteht. Durch Anbau an eine bewegliche Kraftquelle, insbesondere einen Schlepper bekannter Bauart, erhält die Fräse ihren Antrieb und wird daher als Anbaufräse bezeichnet.

Die Werkzeugtrommel ist aus einer Werkzeugwelle 20 und mehreren auf dieser in ver-. änderlichen Abständen angebrachten Werkzeugkranzen (Abb. 3 und 4) zusammengesetzt. Ein Werkzeugkranz (Abb. 3 und 4) besteht aus einem Tragring 10, in dessen konzentrisch angeordneten Bohrungen 11 die • Bolzen 12 gelagert sind, 'die nach einer oder beiden Seiten überstehen, um die Werkzeuge 13, 14 aufzunehmen, die seitlich durch Splint 18 und Vorlegescheibe 19 gesichert sind und sich bequem auswechseln lassen.

Jedes Werkzeug besteht aus einem spiralisch gebogenen, federnden Arm 14, der an seinem äußeren freien Ende entgegengesetzt zu seiner spiralischen Krümmung zur Kralle 15 umgebogen und ausgebildet ist. Sein innerer Teil ist um den Bolzen 12 zu einem Auge 13 lose drehbar umgebogen. Das freie Ende des Auges 13 lehnt sich an das jeweils folgende Werkzeug federnd an und kann zwecks Erhöhung der federnden Stabilität des Werkzeugarmes 14 dessen Form und Länge annehmen.

Mit Druckschrauben 21 werden die Werkzeugkränze in den gewollten Abständen auf der Fräswelle 20 gegen seitliche Verschiebung festgestellt und, um ihre Mitnahme zu sichern, sind Nut 22 und Feder 23 vorgesehen.

Damit eine leichte Herausnahme eines Werkzeugkranzes ohne jede Beeinflussung der benachbarten Kränze möglich ist, ist der Tragring 10 in zwei Hälften beispielsweise derart zerschnitten, daß eine Zinkenverbindung entsteht (Abb. 4a), durch die beim Hindurchstecken des Bolzens 12 durch die an den Schnittstellen liegenden Bohrungen 11 die beiden Ringhälften fest miteinander vereinigt werden.

Ein Gehäuse 24 deckt die Frästrommel ab und trägt in Lagern 25 mit seinen Seitenteilen 26 die Fräswelle 20. Nach hinten trägt es Klappen oder Stabgitter 27, die mittels scharnierartiger Verbindungen 28, 29 nach hinten frei schwingen und mit Zinken 30 oder ähnlichen Vorrichtungen über den Boden schleppen, so daß eine gefurchte Bodenoberfläche hinterlassen wird, um ein Verschlammen und Verkrusten des Bodens zu verhüten. Gemäß Abb. 1 und 2 schwingt das Gehäuse 24 mit seinen Armen 31 um eine Achse 32, die durch die Teile 33, 34 und 35 am Schlepper gelagert ist. Das Heben und Senken wird durch eine Winde bewerkstelligt, indem ein Zugmittel 36 unter Zwischenschaltung einer Feder 37 an einer Öse 38 am Gehäuse 24 angreift und um eine Trommel 39 herumgeführt ist, welche durch eine Kurbel 40 mittels Schnecke 41 und Schneckenrad 42 aufgewunden werden kann.

Die Werkzeugwelle 20 wird durch die Motorkraft des Schleppers vermittels eines Schneckengetriebes 43, 44, einer Schneckenwelle 45 und der Kegelräder 46 und 48, 49, die durch das Gehäuse 47 staubdicht abgeschlossen sind, angetrieben. Abb. la zeigt schematisch eine einfachere Antriebsweise durch Kreuzgelenkkupplung 50 und Kettenantrieb 51, die dort möglich ist, wo am Schlepper bereits eine günstig gelegene Kraftzapfwelle vorhanden ist.

Wird bei der vorbeschriebenen, schematischen Ausführungsform gegen die Spitze einer Kralle 15 im Sinne der Arbeitsleistung ein Druck ausgeübt, so rollen sich die gesamten Werkzeuge eines Werkzeugkranzes aneinander zu einer leicht federnden Einheit auf, ■ und sämtliche Werkzeuge befinden sich

in Arbeitsstellung. Die Spitze der Kralle bleibt dabei wegen der losen Zusammenfügung der Werkzeuge allseitig nachgiebig, besonders aber in der Richtung der Drehebene. Verstärkt sich dieser Druck gegen die Spitze der Kralle 15 durch einen festen Widerstand im Boden, so gibt das beanspruchte Werkzeug auf dreierlei Art diesem Druck nach:

i. Es biegt sich seiner Elastizität entsprechend und rollt sich an dem folgenden Werkzeug auf, indem es seine Auflage laufend vergrößert, so daß der gesamte federnde Arm 14 zur Auflage gelangen kann. Somit nehmen Festigkeit und Kraftaufwand im Werkzeug proportional der Beanspruchung laufend zu, und es wird zunehmend gegen Bruch gesichert.

2. Es drückt auf das folgende Werkzeug, und dieses gibt im Sinne der Vorgänge bei dem beanspruchten Werkzeug federnd nach.

3. Es dreht sich in seinem Auge 13 um seinen Bolzen 12.

Auf diese Weise können die sämtlichen

as Werkzeuge eines Werkzeugkranzes das in Arbeitsstellung befindliche Werkzeug elastisch in seinem Kraftaufwand und seiner Festigkeit unterstützen. Wenn es mit seinem federnden Arm 14 zur völligen Auflage gelangt ist, so gibt es dennoch weiteren Drücken nach, indem es sich um seinen Haltebolzen 12 dreht, und in seiner Wirkungsweise bleibt es federnd, weil es in den folgenden Werkzeugen eine federnde Auflage findet.

In dieser Arbeitsweise sind die federnden Teile eines Werkzeuges frei von starren Schwingungen, was eine Notwendigkeit für rotierende Bodenbearbeitungswerkzeuge ist, wenn sie nicht sehr schnell in ihre Elastizität ermüden und endlich brechen sollen. Unter starren Schwingungen sollen dabei die gleichlaufenden Schwingungen einer z. B. in einen Schraubstock eingespannten Feder verstanden werden, die aus ihrer Ruhelage gebracht in vielen Schwingungen in diese zurückkehrt. Dort, wo sie aus den Backen des Schraubstocks heraustritt, ist ein fester Biegepunkt, an dem die Ermüdungserscheinungen besonders stark hervorgerufen werden, die an dieser Stelle sich nach einer gewissen Schwingungszahl zum Bruch auswirken müssen. Diese Ermüdungs- und Bruchmomente steigern sich mit der Schwingungszahl und dem Biegewinkel. (In der Praxis also besonders in harten und hindernisreichen Böden).

Wird außerhalb der Backen des Schraubstocks eine Stütze angebracht, gegen die die Feder bei ihren Schwingungen anschlagen kann, so tritt an dieser Stelle ein neuer Biegepunkt auf, der zu neuen starren Schwingungen führt. Das Bruchmoment ist aber jetzt auf zwei Punkte verteilt. Reiht man nun eine Anzahl solcher Biegepunkte zu einer geschlossenen Kurve zusammen, so hebt der eine Biegepunkt die starren Schwingungen um den anderen auf, weil der Schwingungsknoten in der Feder wandert. Außerhalb des Schraubstocks wird die Feder dann nur noch auf schwingungsfreie, elastische Biegung beansprucht. Nur an den oberen Backenkanten des Schraubstocks befindet sich dann noch ein fester Biegepunkt, um den die Feder noch starr schwingt. Auch dieser fällt fort, wenn die Feder sich um ihn frei drehen kann wie die vorliegenden Werkzeuge um ihre Bolzen 12. So werden in jeder Aktion hohe Schwingungen auf elastische Biegung reduziert, die aber in einem nur noch geringen Maße im Material liegt, sondern sich um einen Drehpunkt vollzieht. Dennoch kann sich die Krallenspitze federnd tastend den Weg des geringsten Widerstandes im Boden suchen. Dasselbe Prinzip ließe sich erreichen oder noch verstärken, indem man die Kralle in ihrem Rücken durch eine Spiralfeder abstützt, die auf dem Arm 14 des folgenden Werkzeuges ruht.

Wenn die Kralle den Boden verläßt, so drückt sie sich mit ihrem in Spannung befindlichen Arm 14 von dem des folgenden Werkzeuges ab und schnellt nach oben, so daß der durch die breite Innenbasis der Kralle erfaßte und bereits gelockerte Boden durch die Luft geschleudert wird. Durch Zusammenwirken mit dem nachschleppenden Stabgitter findet eine weitere Zerkrümelung des Bodens sowie eine gründliche Durchmischung und Durchlüftung statt.

Auch bei diesem Vorgang werden keine nachschwingenden Wirkungen in den federnden Teilen der Werkzeuge hervorgerufen, denn jedes Werkzeug schwingt sich sofort aus, indem es sich um seinen Haltebolzen 12 dreht. Dabei schwingt der federnde Arm 14 gegen den des vorhergehenden Werkzeuges, so daß sich die Kralle selbsttätig vom Boden und faserigen Bestandteilen reinigt.

Die Kurvenführung des Rückens der Kralle 15 ist festgelegt nach der Kurve, die sich aus der absoluten Bewegung der Krallenspitze durch den Boden im absteigenden Arbeitsgang ergibt. Diese ist eine Funktion von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Krallenspitze und dem Vorschub der Antriebsmaschine. Dabei ist die Kurvenführung des Krallenrückens derart, daß sie von der Spitze ab von der Bahn, die die Krallenspitze im Boden zurücklegt, zurückweicht; so daß der Krallenrücken nur an seiner Spitze mit dem Boden in Berührung kommt und somit nur an der Spitze eine Abnutzung eintritt.

Nach demselben Prinzip nimmt die Kralle

von der Spitze ab nach oben an Breite und Tiefe in ihren Abmessungen zu, so daß für den natürlichen Verschleiß beliebig Material vorgesehen werden kann. Die breite Ir.nenbasis kommt erst dort mit dem Boden in Berührung, wo er bereits durch die Spitze abgekeilt und gelockert ist. Dort, wo sie diesen erfassen und nach hinten befördern soll, kann sie ohne Nachteile eine entsprechende Breite ίο annehmen.

Im Sinne der beschriebenen Form und Wirkungsweise greifen die Werkzeuge den Boden keilig abspanend an in Bissen von veränderlicher Größe. Durch ihre räumlich enge Folge und den dadurch möglichen erhöhten Vorschub durchdringen sie den Boden auf kürzester, fast senkrechter Bahn, die bei tiefer Arbeit in der oberen Schicht sogar unterhöhlend ist, so daß der gesteigerte Kraftbedarf der Tiefenarbeit durch ein erleichtertes Abkeilen gemindert wird. Hierdurch unterscheidet sich die Wirkungsweise des neuen Werkzeugs wesentlich von den bekannten Krallen, die in engster Anlehnung an die Arbeitsweise der tierischen Kralle in fast voller Kreisbewegung durch den Boden scharren.

Die Werkzeugkränze bilden ein scheibenähnliches, geschlossenes Ganzes, das in seiner seitlichen Ausdehnung keinen größeren Raum beansprucht als eine der Krallen. Damit bieten sie weder zum Wickeln und Verschmieren noch zum Wühlen im Boden eine nennenswerte Angriffsfläche. Was dennoch zwischen die federnden Teile gerät, wird automatisch wieder herausgeschleudert, wenn die Krallen den Boden verlassen und die Werkzeugarme sich entspannen und zu einem nach unten geöffneten Spalt in die Höhe schnellen.

Es ist stets als Nachteil empfunden worden, daß die Fräsen wegen ihrer nur in weiter Anordnung möglichen Werkzeuge nur für geringen Vorschub geeignet waren und daher auch bei der Klein- oder Gartenfräse der Mann, der sie bedient, nur ungenügend ausgenützt ist. Durch die in der vorliegenden Form und Anordnung mögliche zeitlich und räumlich schnelle Folge der Werkzeuge sind diese für die normalen Gängarten der Ackerschlepper geeignet, ohne daß die Drehzahl erhöht werden muß.

Bei Benutzung der verschiedenen Ganggeschwindigkeiten der Schlepper läßt sich erreichen, daß bei gleicher Motorkraft und gleicher Arbeitsbreite eine veränderbare Tiefenlockerung möglich ist, indem die Werkzeugkränze in ihren Abständen auf der Werkzeugwelle 20 verstellt werden. Dieses ist mittels der Druckschrauben 21 sehr bequem, und durch die Gestaltung der Tragringe 10 lassen sich" sehr leicht Werkzeugkränze herausnehmen oder ergänzen. Es liegt dann im Sinne der ackerbautechnischen Notwendigkeiten, wenn bei engster Einstellung der Werkzeuge und größtem Vorschub der Antriebsmaschine flachste und feinstens krümelnde Bodenbearbeitung erreicht wird und bei weiter Einstellung und geringem Vorschub eine mehr gröbere Tiefenlockerung.

Auf Grund der bequemen Verstellbarkeit der Werkzeugkränze und der wirkungsvollen Bodenzerkleinerung ist diese Anbaufräse auch für die Bearbeitung von Reihenkulturen geeignet, ohne große Veränderung nötig zu machen, indem zum Schutz für die Kulturen entsprechende Bleche angebracht werden.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Bodenbearbeitungsmaschine mit umlaufenden Werkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß S-förmig gekrümmte Werkzeuge sich mit ihren inneren, zu Augen umgebogenen Enden lose um ihre um die Antriebswelle herum angeordneten Haltebolzen legen und sich federnd so gegeneinander abstützen, daß sie beim Auftreffen auf einen Widerstand sich aneinander aufrollend ihre Auflage laufend vergrößern können.
2. 2. Bodenbearbeitungsmaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der zur Befestigung dienenden Augen der Werkzeuge sich federnd gegen die folgenden Werkzeuge anlehnen.
3. 3. Bodenbearbeitungsmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich- ioo net, daß die Haltebolzen der Werkzeuge in konzentrisch angeordneten Bohrungen eines Tragringes drehbar gelagert sind und auf einer oder beiden Seiten desselben zur Aufnahme der Werkzeuge.überstehen.
4. 4. Bodenbearbeitungsmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugkrallen eine breite Innenbasis haben und sich nach dem Rükken zu sowie nach ihrer Spitze hin verjungen, so daß sie bei dem natürlichen Verschleiß im Boden stets eine scharfe Spitze bewahren.
5. 5. Bodenbearbeitungsmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragringe aus je zwei gegeneinander verzinkten Teilen bestehen, die durch zwei der Werkzeughaltebölzen zusammengeschlossen werden (Abb. 4a).
6. 6. Bodenbearbeitungsmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge zu einem oder

   mehreren Kränzen vereinigt sind, deren gegenseitiger Abstand auf der Werkzeugwelle beliebig verstellbar ist, so daß bei engster Einstellung der Werkzeugkränze und größtem Vorschub der Antriebsmaschine flachste und feinstens krümelnde Bodenbearbeitung, bei weiter Einstellung und geringem Vorschub dagegen eine gröbere Tiefenlockerung erreicht wird.
7. 7. Bodenbearbeitungsmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge mit nach hinten schwingenden, vertikal zur Zugebene nachschleppenden Einzelstäben oder Gittern zusammen wirken, die eine gefurchte Bodenoberfläche hinterlassen, um ein Verschlammen und Verkrusten des Bodens zu verhüten.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

   BERLIN. GEDRUCKT IN DER REICHSDRUCKEREI