WO2002021902A1

WO2002021902A1 - Garnknüpfer

Info

Publication number: WO2002021902A1
Application number: PCT/EP2001/009774
Authority: WO
Inventors: Heinz-Günter SCHUMACHER
Original assignee: Rasspe Systemtechnik Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2002-03-21
Also published as: DE20016238U1

Abstract

Ein Garnknüpfer (10) für Ballenpressen für Preßgut wie Stroh oder dergleichen umfaßt mindestens eine auf einer um ihre Achse antreibbaren Knüpferwelle (4) drehfest befestigte Knüpferscheibe (20), einen undrehbaren Knüpferrahmen (11), der auf der Knüpferwelle (4) oder einem zylindrischen Ansatz der Knüpferscheibe (20) gelagert ist, und mehrere drehbar im Knüpferrahmen (20) gelagerte Elemente wie Knüpferhaken (9), Schneckenwelle (33) zum Antrieb des Mitnehmers (18 B), Mitnehmer (18 B), Messerhebel (14). Mindestens eine der Lagerstellen des Knüpferrahmens (11) umfaßt eine Lagerbüchse (50, 60), in deren Gleitfläche (53, 63) der Festschmierstoff in über die Gleitfläche (53, 63) gleichmäßiger feiner Verteilung vorhanden ist, so daß sie ohne eine externe Zufuhr von Schmiermittel auskommt.

Description

Garnknupfer

Die Erfindung bezieht sich auf einen Garnknupfer der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Derartige Garnknupfer werden an Ballenpressen für Stroh, Heu und ähnli- ches Gut eingesetzt. Das Preßgut wird in einen im Querschnitt rechteckigen

Preßkanal gestopft. Aus dem zusammengepreßten im Querschnitt rechteckigen Preßgutstrang werden quaderförmige Ballen abgeteilt, die in vertikalen Längsebenen mit Bindegarn umschlungen werden, welches zu einer geschlossenen Schleife verknotet und abgetrennt wird. Diesen Vorgang des Verknotens und Abschneidens übernehmen die Garnknupfer.

Die Garnknupfer sind unter den landwirtschaftlichen Einsatzbedingungen einer staubigen mineralischen Atmosphäre ausgesetzt, wodurch die beweglichen Teile stark beansprucht werden. Um trotzdem eine einwandfreie Funk- tion der Garnknupfer sicherzustellen, bedürfen diese einer ständigen Wartung und einer Schmierung der beweglichen Teile. Die entsprechenden Teile sind mit Schmiernippeln und gegebenenfalls Zuleitungen für die Zufuhr flüssiger Schmierstoffe versehen.

Dies bedeutet aber einen erhöhten konstruktiven Aufwand. Ferner muß bei dem Einsatz von Schmiernippeln die Bedienperson darauf achten, daß häufig genug nachgeschmiert wird. Dies wird jedoch nicht immer beachtet, so daß die Lebensdauer der Garnknupfer sinkt. Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Schmierung der Garnknupfer einfacher und betriebssicherer als bisher zu gestalten.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung ge- löst.

Dadurch, daß für die drehbaren Elemente eines Garnknüpfers mindestens eine Lagerstelle im Knüpferrahmen vorgesehen ist, die ohne eine externe Zufuhr von Schmiermitteln auskommt, ist es möglich, auf die ständig zu wie- derholende Zufuhr von Schmierstoffen zu verzichten, so daß der Einbau von

Schmiernippeln, Anschlußleitungen, Ventil- und Pumpsystemen entfallen kann. Somit werden der bauliche Aufwand verringert und die Montage und Demontage der Bindewelle, die mit zwei bis sechs Knüpfersätzen bestückt sein kann, erleichtert. Ferner wird der Zeitaufwand hierzu erheblich vermin- dert. Auch treten keine Verschmutzungen der Knüpfer, ihrer umgebenden

Pressenteile und des Preßgutes durch Schmierstoff auf. Insbesondere aber sind die Qualität der Schmierung und damit die Lebensdauer des Knüpfers nicht mehr von der Zuverlässigkeit des Bedienungspersonals beim regelmäßigen Abpressen der Schmiernippel abhängig.

Die Knüpfer in landwirtschaftlichen Ballenpressen wurden bisher als grobmechanische Produkte angesehen, für die die Schmierung über Schmiernippel jahrzehntelang für ausreichend gehalten wurde, obwohl die Erfindung in diesem Punkt ein erhebliches Verbesserungspotential offengelegt hat.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Lagerstellen durch wartungsfreie Gleitlager gebildet (Anspruch 2), welche mit einem Fest- schmierstoff geschmiert sein können (Anspruch 3).

Die Ausbildung als Gleitlager hat den Vorteil, daß der benötigte radiale Einbauraum besonders gering ist. Der zur Verfügung stehende Platz ist bei Knüpfern für Ballenpressen, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke, sehr begrenzt, wenn nicht grundsätzliche Konstruktionsänderungen der jähr- zehntelang bewährten Bauweise in Kauf genommen werden sollen. Deshalb ist ein feststoffgeschmiertes Gleitlager für die Zwecke der Erfindung besonders geeignet.

Der Festschmierstoff kann in einer über die Gleitfläche gleichmäßigen feinen

Verteilung vorhanden sein (Anspruch 4), zum Beispiel in den Poren einer porösen Metallmatrix.

Eine alternative Ausführungsform besitzt über die Gleitfläche verteilte, mit dem Festschmierstoff gefüllte Pfropfen mit einem Durchmesser von beispielsweise einigen Millimetern (Anspruch 5).

Die wartungsfreien festschmierstoffgeschmierten Gleitlager besitzen eine hohe Verschleißfestigkeit und ausgezeichnete selbstschmierende Eigen- schaffen. Ein angesichts der staubigen Arbeitsumgebung der Knüpfer wichtiger Vorteil besteht darin, daß eingedrungene Verunreinigungen sich in die Festschmierstoffkörper einbetten. Hierdurch wird eine Riefenbildung vermieden.

Nichtsdestoweniger kann es vorteilhaft sein, wenn vor und/oder hinter mindestens einem derartigen Gleitlager eine besondere Abdichtung wie zum Beispiel ein O-Ring vorhanden ist, um dem Eindringen von Staub und Partikeln von vorneherein Einhalt zu gebieten (Anspruch 6).

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden sich aus der unten mit Bezug zu den Zeichnungen gegebenen Beschreibung ergeben. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht auf einen auf der Knüpferwelle befindlichen

Garnknupfer;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Gleitlagerbüchse; Fig. 3 und 4 perspektivische Ansichten einer anderen Gleitlagerbüchse;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Knüpferscheibe;

Fig. 6 eine Ansicht eines Garnknüpfers von oben;

Fig. 7 eine Explosionszeichnung eines Knüpferrahmens mit den dazugehörigen Bauteilen.

In Fig. 1 ist die obere Wandung 1 eines Pressenkanals 2 wiedergegeben, durch den das kompaktierte Preßgut, z.B. Stroh, im Sinne des Pfeiles 3 gefördert wird. Oberhalb des Pressenkanals 2 ist mit Abstand oberhalb der oberen Wandung 1 eine sich quer über die Breite des Pressenkanals 2 erstreckende Knüpferwelle 4 um ihre Ach- se drehbar gelagert, auf der, je nach Breite des Pressenkanals 2, zwei bis sechs

Garnknupfer 10 angeordnet sind. Jedem Garnknupfer 10 ist eine in einer vertikalen Längsebene um den Preßballen gelegte Bindegarnschlaufe zugeordnet, die durch die Bildung zweier Knoten geschlossen wird, die durch den Garnknupfer 10 hergestellt werden. Von der in der Förderrichtung 3 voreilenden Stirnseite des Preßballens kommt der über die Oberseite des Preßballens laufende Strang 5 des Bindegarns, der durch nicht dargestellte, auf Fig. 1 links von dem Garnknupfer 10 angeordnete Mittel strammgehalten wird. Die Pressennadel 6 führt um die rückwärtige Stirnseite des Preßballens von unten einen weiteren Strang 7 des Bindegarns im Sinne des Pfeiles 8 hoch, so daß der Strang 7 im Bereich des Garnknüpfers 10 mit dem Strang 5 zusammengebracht und verknotet werden kann.

Der Garnknupfer 10 umfaßt einen Knüpferhaken 9, der im Knüpferrahmen 11 um eine nach hinten geneigte, aber im wesentlichen aufrechte Achse B drehbar und über ein Ritzel 12 um diese Achse B antreibbar ist. Wie in Fig. 7 angedeutet ist, ist der Schaft 40 des Knüpferhakens dabei in einem Lager 36 geführt, welches in dem

Ausführungsbeispiel zwei wartungsfreie festschmierstoffgeschmierte Lagerbüchsen 50 umfaßt, die im Knüpferrahmen 11 eingelassen sind Ein Messer 13 ist quer zu den Strängen 5 und 7 des Bindegarns beweglich angeordnet, um das Garn nach der Knotenbildung abzuschneiden. Das Messer 13 ist an einem Messerhebel 14 angebracht, dessen Wellenzapfen 39 um die Achse E in einem Lager 15 im Knüpferrahmen 11 schwenkbar ist und dabei durch eine Rolle 16 bewegt wird, die sich in einer Nut 17 der als Ganzes mit 20 bezeichneten Knüpferscheibe verlagert. Auch in diesem Fall umfaßt das Lager 15 eine wartungsfreie festschmierstoffgeschmierte Lagerbüchse, welche in den Knüpferrahmen 11 eingesetzt ist.

18 ist der Garnhalter, der die Stränge 5 und 7 während bestimmter Arbeitsabläufe des Knüpferhakens und des Messers in Position hält und der um eine unter etwa 45° nach vorn in einer vertikalen Ebene geneigte Achse D drehbar ist. Der Garnhalter 18 umfaßt den eigentlichen Halter 18A und den Mitnehmer 18B, welcher mit seinem Schaft 41 in einem Lager 37 geführt ist. Der Antrieb erfolgt dabei über ein Ritzel 19, welches mit einer Schnecke 21 in Eingriff steht, die von einem Ritzel 22 antreibbar ist. Die Schnecke 21 umfaßt ebenfalls eine in einem Lager 38 geführte Ritzelwelle 33 mit der Achse C, an deren Ende das Ritzel 22 befestigt wird. Bei beiden Lagern 37,38 handelt es sich erfindungsgemäß um wartungsfreie Lager mit festschmier- stoffgeschmierten Lagerbüchsen.

Die Ritzel 12 und 22 werden bei Knüpfern, die bei einer Umdrehung der Knüpferantriebsscheibe nur einen Knoten erzeugen, von jeweils einem Zahnsegment auf der Knüpferscheibe angetrieben. Das Bindeverfahren ist im einzelnen in der EP 0 237 771 beschrieben.

Bei Knüpfern jedoch, die wie im Ausführungsbeispiel bei einer Umdrehung der Knüpferscheibe zwei Knoten erzeugen, werden die Ritzel 12 und 22 durch Paare von von Zahnsegmenten 23,24 bzw. 25,26 angetrieben, die auf der in Fig. 1 dem Betrachter zugewandten Flachseite der Knüpferscheibe 20 im Bereich deren äuße- ren Randes angeordnet sind. Die Zahnsegmente 24,26 sind untereinander gleich und liegen radial etwas weiter innen, so daß sie bei der Drehung der Knüpferscheibe 20 nur mit dem Ritzel 22 in Eingriff kommen können. Die Zahnsegmente 23,25 sind ebenfalls untereinander gleich und liegen radial ganz außen und treiben das Ritzel 12 an.

Die Zahnsegmente 23,24 folgen im übrigen den Zahnsegmenten 25,26 bei einer Drehung der Knüpferscheibe 20 im Uhrzeigersinn um einen Winkel α von etwa 115° in Umfangsrichtung nach. Die Zahnsegmente 23,25 erstrecken sich über einen Winkel ß von etwa 30°, die Zahnsegmente 24,26 um einen Winkel y von etwa 40°.

Der in den Fig. 1 und 6 dargestellte Knüpfer 10 vollführt bei einer Umdrehung der Knüpferscheibe 20 - angetrieben durch die Zahnsegmente 23,24 bzw. 25,26 - rasch hintereinander zwei Verknotungen, nämlich die erste, die den hinter der rückwärtigen Stirnseite eines Preßballens hochkommenden Strang 7 mit dem oberen Strang 5 verbindet und dadurch eine geschlossene Bindegarnschlaufe bildet, und eine zweite, die den an der vorderen Stirnseite des nachfolgenden Preßballens hochkommenden Strang mit dem auf der Oberseite des nachfolgenden Preßballens laufenden Strang verbindet und dadurch die Bildung einer neuen Bindegarnschlaufe für den neu zu bildenden Preßballen einleitet. Zwischen den Knoten wird das Bindegarn abgetrennt, so daß die aufeinanderfolgenden Preßballen voneinander getrennt werden.

Das Bindeverfahren ist im einzelnen in der US-PS 4 074623 beschrieben.

In Fig. 5 ist die Knüpferscheibe 20 als Einzelteil wiedergegeben. Die Verzahnungen 23,24,25,26 sind erkennbar. Das wesentliche Merkmal der Knüpferscheibe 20 besteht darin, daß sie auf der Seite der Zahnsegmente 23,24,25,26 mittig eine axial vorspringende buchsenartige, außen zylindrische, zur Achse A der Knüpferscheibe

20 koaxiale Nabe 27 mit einer koaxialen Durchgangsbohrung 28 trägt, mit der die Nabe 27 auf der umlaufenden Knüpferwelle 4 drehfest angeordnet ist. Die Nabe 27 ist auf der Seite der Verzahnung der Knüpferscheibe 20 von einer axialen Anlagefläche 29 begrenzt. Am anderen Ende besitzt die Nabe 27 eine Umfangsnut 30 zur Aufnahme eines Sicherungsrings 34 (Fig. 6). Auch die Anlagefläche 29 könnte durch einen nahe der Knüpferscheibe 20 angebrachten Sicherungsring gebildet sein. In Fig. 6 ist ein einzelner Garnknupfer 10 dargestellt, wobei die Knüpferwelle 4 strichpunktiert nur angedeutet ist. Mit dem Knüpferrahmen 11 ist ein Lager 31 starr verbunden, welches den Außenumfang der Nabe 27 umgreift. Das Lager 31 ist einer durch die Achse der Knüpferwelle 4 bzw. der Nabe 27 gehenden Ebene geteilt. Die beiden Hälften sind durch Schrauben 32 miteinander zu einem geschlossenen Lager

31 mit einem zylindrischen Innenumfang verbunden. In dem Lager 31 sind eine in Fig. 5 und 7 erkennbare feststoffgeschmierte Lagerbüchsen 50 bzw. 60 angeordnet, zum Beispiel eingepreßt, auf weichen die Nabe 27 in dem Lager 31 gleitgelagert ist. Die Knüpferscheibe 20 ist mit der Knüpferwelle 4 fest verbunden; der Knüpferrah- men 11 mit dem Lager 31 ist auf der Presse feststehend, d.h. undrehbar angeordnet.

Die Nabe 27 der Knüpferantriebsscheibe 20 dreht sich in dem Lager 31 des Knüpferrahmens 11.

Um das Lager 31 auf der Nabe 27 axial zu fixieren, ist der Sicherungsring 34 vorge- sehen, der in die Umfangsnut 30 der Knüpferscheibe 20 eingreift. Der Abstand zwischen der Anlagefläche 29 und der dieser zugewandten Seitenfläche des Sicherungsrings 34 ist etwas größer als die Länge des Lagers 31. Zur Behebung dieses Spiels ist ein Paket von dünnen Distanzscheiben 35 vorgesehen, welches zu beiden Seiten des Lagers 31 verteilt wird. Je nach dem wieviele Distanzscheiben 35 auf der einen oder anderen Seite sitzen, ändert sich die axiale Lage des Lagers 31 und damit des Knüpferrahmens 11 und der Ritzel 12,22 gegenüber der Knüpferscheibe 20 und ihren Zahnsegmenten. Dadurch kann die Eingriffstiefe der Verzahnungen, die für einen einwandfreien Betrieb und die Dauerhaftigkeit der Verzahnungen wesentlich ist, justiert werden.

Die Garnknupfer 10 werden entlang der Knüpferwelle 4 aufgereiht und bieten bei geringem Platzbedarf in Achsrichtung eine stabile Lagerung für den jeweiligen Knüpferrahmen 11 und seine Funktionsteile. Durch die geteilte Ausführung des Lagers 31 kann ohne Demontage der Knüpferwelle 4 und der benachbarten Knüpfer 10 ein einzelner Knüpferrahmen 11 demontiert und ausgewechselt werden.

In der vorstehenden Beschreibung sind fünf gegenüber dem Knüpferrahmen 11 drehbare und an diesem gelagerte Elemente erwähnt, deren Drehachsen mit großen Buchstaben bezeichnet und in der Zeichnung mit kurzen dicken strichpunktierten Linien hervorgehoben sind: die Knüpferwelle 4 mit der Achse A; der Knüpferhaken 9 mit der Achse B; die Ritzelwelle 33 mit der Achse C; der Mitnehmer 18B mit der Achse D und der Messerhebel 14 mit der Achse E.

Für die Lagerstellen aller dieser drehbaren Elemente sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Lagerbüchsen 50 oder 60 vorgesehen, die feststoffgeschmierte Gleitlager bilden und im einzelnen in den Fig. 2 bis 4 erläutert sind.

Die Lagerbüchse 50 besteht aus einer zylindrischen Bronzehülse 52 mit über die

Gleitfläche 53 gleichmäßig verteilten Pfropfen 51 aus einem porösen, mit Festschmierstoff wie zum Beispiel MoS₂ gefüllte Material. Die Pfropfen 51 haben einen Durchmesser von einigen, zum Beispiel 3 mm, sitzen fest in der Bronzehülse 52 und reichen bis an die zylindrischen Umfangsf lachen der Bronzehülse 52. Sie wirken als Festschmierstoffdepot und geben kontinuierlich einen Schmierstofffilm ab.

Bei der Lagerbüchse 50 gehen die Pfropfen 51 durch die Wanddicke der Bronzehülse 52 hindurch. Die Lagerbüchse 60 unterscheidet sich dadurch, daß die Pfropfen 61 in Sacklochungen der Gleitfläche 63 sitzen und also nicht bis außen durchgehen. Außerdem ist die Lagerbüchse 60 längs einer durch die Achse gehenden Ebene geteilt, so daß sich zwei halbzylinderschalenförmige Hälften 64, 65 ergeben, die an Trennflächen 62 zusammenfügbar sind. Schließlich weist die Lagerbüchse 60 nach außen vorspringende Radialflansche 66 auf.

In Fig. 5 sind zwei alternative Ausführungen der Lagerung beispielhaft angedeutet.

Auf der rechten Seite ist die Nabe 27 auf zwei außen und innen durchgehend glatt zylindrischen Lagerbüchsen 50 gelagert, die jeweils nur einen Teil der Länge der Nabe 27 einnehmen und mehr ringförmig ausgebildet sind. Die Lagerbüchsen 50,50 sind mit axialem Abstand voneinander in der Nähe der Enden der Nabe angeordnet. Auf der linken Seite jedoch ist eine über die Länge der Nabe im wesentlichen durchgehende Lagerbüchse 60 mit Radialflanschen 66 an den Enden angedeutet. Beide Arten von Lagerbüchsen können, wenn ungeteilt, fest auf der Nabe 27 sitzen. Es kommt aber auch ein Einpressen in die Bohrung des Lagers 31 in Betracht. Zur Er- höhung der Lebensdauer einer Lagerbüchse kann ihre Laufschicht auch mit Reinigungsnuten versehen sein.

An den Lagerstellen mit den Achsen A, B, C, D und E sind derartige Lagerbüchsen 50 oder 60 der im Einzelfall zweckmäßigen Ausführung vorgesehen, wobei die Lagerbuchsen 60 insbesondere für die teilbaren Lager 31 in Betracht kommen. Die Auswahl der Lagerbüchsen richtet sich nach den konstruktiven Erfordernissen. Es müssen nicht sämtliche Lagerstellen mit Lagerbüchsen 50, 60 versehen sein; die Erfindung ist bereits verwirklicht, wenn nur eine oder einige Lagerstellen so ausgerü- stet sind. Es müssen auch nicht Lagerbüchsen mit Pfropfen von einigen Millimeter

Durchmessern sein. Der Festschmierstoff könnte auch feiner und homogener in einem porösen Träger verteilt sein. Maßgeblich ist in erster Linie, daß das Lager ohne externe Zufuhr von Schmiermittel auskommt und daß es in radialer Richtung wenig Platzbedarf hat, da die zur Verfügung stehenden Einbauräume bei Knüpfern der hier in Rede stehenden Art sehr beschränkt sind.

An den Stirnseiten der Lagerbüchsen 50, 60 können nicht dargestellte Dichtungen, wie z.B. O-Ringe, gegen das Eindringen von Staub und anderer Partikel vorgesehen sein.

In Fig. 7 sind der Knüpferrahmen 11 und die einzelnen zu lagernden Elemente mit den Achsen A, B, C, D und E noch einmal herausgezogen dargestellt.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Knüpfer für Ballenpressen für Preßgut wie Stroh oder dergleichen, insbesondere Garnknupfer (10), mit mindestens einer auf einer um ihre Achse antreibbaren Knüpferwelle (4) drehfest befestigten Knüpferscheibe (20), mit einem undrehbaren Knüpferrahmen (11 ), der auf der Knüpferwelle

(4) oder einem zylindrischen Ansatz der Knüpferscheibe (20) gelagert ist und mit mehreren drehbar im Knüpferrahmen (20) gelagerten Elementen wie Knüpferhaken (9), Schneckenwelle (33) zum Antrieb des Mitnehmers (18 B), Mitnehmer (18 B), Messerhebel (14), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Lagerstellen des Knüpferrahmens (11) so ausgebildet ist, daß sie ohne eine externe Zufuhr von Schmiermittel auskommt.

2. Knüpfer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstellen durch wartungsfreie Gleitlager (15, 31 , 36, 37, 38) gebildet sind.

3. Knüpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitlager (15, 31 , 36, 37, 38) mit einem Festschmierstoff geschmiert sind.

4. Knüpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitlager (15, 31, 36, 37, 38) eine Lagerbüchse (50, 60) umfassen, in deren Gleitfläche (53, 63) der Festschmierstoff in über die Gleitfläche (53, 63) gleichmäßiger feiner Verteilung vorhanden ist.

5. Knüpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitlager (15, 31 , 36, 37, 38) eine Lagerbüchse (50, 60) umfassen, in deren Gleitfläche (53, 63) der Festschmierstoff in Gestalt von über die Gleitfläche (53, 63) verteilten mit dem Festschmierstoff gefüllten Pfropfen (51 , 61) vorhanden ist.

6. Knüpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor und/oder hinter mindestens einem der Gleitlager (15, 31 , 36, 37, 38) eine Abdichtung, wie zum Beispiel ein O-Ring, vorgesehen ist.