WO2019206508A1 - Lagerelement und lageranordnung einer landwirtschaftlichen maschine - Google Patents

Lagerelement und lageranordnung einer landwirtschaftlichen maschine Download PDF

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WO2019206508A1
WO2019206508A1 PCT/EP2019/055794 EP2019055794W WO2019206508A1 WO 2019206508 A1 WO2019206508 A1 WO 2019206508A1 EP 2019055794 W EP2019055794 W EP 2019055794W WO 2019206508 A1 WO2019206508 A1 WO 2019206508A1
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WO
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bearing element
bearing
inner ring
outer ring
element according
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PCT/EP2019/055794
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English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Bergmann
Original Assignee
Horsch Maschinen Gmbh
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B61/00—Devices for, or parts of, agricultural machines or implements for preventing overstrain
    • A01B61/04—Devices for, or parts of, agricultural machines or implements for preventing overstrain of the connection between tools and carrier beam or frame
    • A01B61/044—Devices for, or parts of, agricultural machines or implements for preventing overstrain of the connection between tools and carrier beam or frame the connection enabling a yielding pivoting movement around a substantially horizontal and transverse axis
    • A01B61/046—Devices for, or parts of, agricultural machines or implements for preventing overstrain of the connection between tools and carrier beam or frame the connection enabling a yielding pivoting movement around a substantially horizontal and transverse axis the device including an energy accumulator for restoring the tool to its working position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/04—Ball or roller bearings, e.g. with resilient rolling bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/025—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant characterised by having a particular shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/366—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers made of fibre-reinforced plastics, i.e. characterised by their special construction from such materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2236/00—Mode of stressing of basic spring or damper elements or devices incorporating such elements
    • F16F2236/02—Mode of stressing of basic spring or damper elements or devices incorporating such elements the stressing resulting in flexion of the spring
    • F16F2236/027—Mode of stressing of basic spring or damper elements or devices incorporating such elements the stressing resulting in flexion of the spring of strip- or leg-type springs

Definitions

  • the present invention relates to a bearing element having the features of independent claim 1.
  • the invention also relates to a bearing assembly of an agricultural machine having the features of independent claim 20.
  • elastomeric bearings For mounting, positioning and pivoting guidance of at least two components or components often find so-called elastomeric bearings use.
  • Such an elastomeric bearing or such a bearing arrangement can be seen, for example, from EP 2 404 489 A1.
  • various components such as tillage and / or cutting tools are attached to a swivel arm.
  • the pivot arms are pivotally mounted on a support, wherein the pivot arms have bearing portions which engage around the carrier, wherein in each case between the bearing portions and the encompassed portions of the carrier each elastically deformable bearing elements or Quetschlageretti or rubber elements are arranged.
  • the bearing portions of the pivot arms and the carrier received therein are rotated relative to each other, so that four triangular receiving chambers for each bearing element arise.
  • the bearing elements produce each by the bias of a directed to the ground or caused by the ground
  • Storage elements is dependent. In order to obtain improved resilient properties of the bearing elements or to an improved spring characteristic of the elastic
  • Adjustment of the storage of different pivot arms only possible by adjusting the contours of the carrier, which in turn different carriers are required for different tillage and / or seeding tools.
  • the Spring characteristic in each case depending on the dimensions of the carrier and the bearing elements, which in turn, however, requires a variety of carriers and bearing elements for an adaptation of the spring forces.
  • the known elastomer bearing or bearing elements have no optimal spring characteristic.
  • all spring characteristics have in common that the spring forces increase with increasing deflection, which spring forces, in order to ensure a safe evasion of the tool arrangements, but with increasing deflection should rather reduce than increase.
  • the aim of the present invention is thus a bearing element and a
  • the invention proposes a bearing element for mounting, positioning and pivotable mounting of components.
  • a bearing element for mounting, positioning and pivotable mounting of components.
  • the bearing element has an inner ring and an outer ring, between which extend at least two elastically deformable lamellae and / or are arranged.
  • the lamellae arranged between the inner ring and the outer ring are in particular designed such that upon pivoting movements of the inner ring and / or the outer ring they generate a spring force and / or a biasing force or a force from the outer ring to the inner ring and / or from the inner ring to the outer ring transfer.
  • the spring force in dependence of the deflection or the
  • Twist angle i. can increase or decrease depending on the elastic deformation of the lamellae, or initially increase in a first deflection region and decrease in a second deflection region.
  • a reverse spring characteristic would also be conceivable, i. that the spring force turns into a first
  • the deflection range can decrease and can increase in a second deflection range.
  • the slats can also be designed such that the spring force remains largely constant regardless of the deflection.
  • the spring force can initially increase and / or decrease and remain at least largely constant above a certain deflection.
  • the spring forces and / or the spring characteristic can each be defined or varied depending on the contours and elastic material properties of the slats.
  • the bearing element initially consists of an inner ring, which inner ring may have an opening.
  • the opening may in this case have an at least partially round and / or circular and / or rectangular and / or square or the like outline.
  • the inner ring also includes an outer contour, these
  • Outer contour may have an at least partially round and / or circular and / or square and / or rectangular outline.
  • the bearing element consists of an outer ring, which
  • Outer ring has an inner contour.
  • This inner contour may have an at least partially round and / or circular and / or square and / or rectangular outline.
  • the outer ring may also have an at least partially round and / or circular and / or square and / or rectangular outer contour.
  • the bearing element can be made of a material.
  • the bearing element can also be made of two or more different materials or
  • the slats can be made of a different material than the inner ring and / or the outer ring.
  • the bearing element can be manufactured as an injection-molded element.
  • various, in particular harder materials can be inserted or introduced into the main body of the bearing element, thus further improving, for example, the elastic properties.
  • the bearing element can be made of a fiber composite material, wherein the matrix and / or fibers in turn can form the lamellae and wherein by means of the respective matrix and / or fibers of the lamellae, the spring characteristic and the spring force can be influenced accordingly.
  • the bearing element may in particular be made of elastomer and / or thermoplastic.
  • the bearing element can also be made of duroplastic, insofar as this has sufficient elasticity.
  • metals such as, for example, spring sheets can also be used.
  • the spring plates may in this case be used in particular in the inner ring and / or the outer ring but also be cast.
  • metals such as hard metals can also be used at wear-prone locations
  • Outer outline of the outer ring must be provided according to at least partially with metals. It can also be provided that the opening and / or the outer contour thus rest against, for example, a support only in areas which are provided with metals.
  • the lamellae can also have a profile that widens and / or tapers from the inside to the outside and / or from the outside to the inside.
  • a conically widening and / or tapered course can also be used.
  • the lamellae may have an at least partially arcuate and / or rectangular and / or square or the like outline between the inner ring and the outer ring.
  • the lamellae can thus form, for example, webs and / or rods or the like. In particular, these may also be cone-shaped and / or cylindrical and / or pyramid-like and / or prism-like.
  • the lamellae may extend radially between the inner ring and the outer ring, wherein the radii of curvature may change accordingly by a deflection or by an elastic deformation, i. zoom in or out.
  • the lamellae for example, be spirally formed and span an angle greater than or equal to 10 ° or greater than or equal to 25 ° or greater than or equal to 45 °, in turn, depending on this angle, the spring force can increase or decrease accordingly.
  • the radial curvature of the slats can, for example, be opposite to the direction of the introduction of force into the bearing element, ie a force is introduced into the bearing element Bearing element in a left-hand rotation, the slats can be oriented in a clockwise rotation, wherein the lamellae can learn by the introduction of force but also turn a reversal of the orientation.
  • the bearing element can rotate only in one direction of rotation, i. that the rotational degree of freedom is limited in at least one direction or completely blocked. This can, for example, by a
  • the inner ring can not rotate and the outer ring with respect to the inner ring in
  • the lamellae could also be arranged or designed such that, starting from a certain deflection or deformation, between the
  • Inner ring and the outer ring meet each other and thus can serve as a limitation.
  • an additional intermediate ring may be attached.
  • the bearing element can thus have a net-like structure, again depending on the
  • the elastic properties can also be varied on the basis of the number of lamellae connected by the intermediate rings.
  • the elastic properties can be varied by the arrangement of the intermediate ring between the inner ring and the outer ring, so that, for example, the elastic deformation is greater, the greater the distance between the inner ring and the intermediate ring.
  • the intermediate ring can extend at least in sections arcuately and / or in sections circularly and / or in sections linearly between two lamellae.
  • a lamella or lamellas can also be used
  • the inner ring and the outer ring can each be connected by means of positive engagement and / or adhesion and / or material connection with the respective components to be stored.
  • the inner ring could be screwed to a component to be stored.
  • the bearing element is designed in such a way, or in particular its fins are designed such that adjusts or generates in a first deflection region, a linearly increasing spring force curve and / or a progressive spring force course.
  • a second deflection region can adjoin the first deflection region, in which second deflection region a degressive spring force course is established or generated.
  • a third deflection region may adjoin the second deflection region, in which a linearly decreasing spring force curve and / or regressive spring force curve is established or generated.
  • the transitions between the spring force curves can be fluid.
  • the first deflection region could in this case correspond, for example, to a deflection or a twist angle of the components of 0 ° to 5 °, the second one
  • Displacement range for example, a deflection of 5 ° to 10 ° and the third
  • deflection areas conceivable or conceivable. It can also be provided that the deflection areas, in particular in the storage of agricultural
  • Tillage tools are tuned to the respective working depths, so that, for example, the first deflection range or the first angle of rotation corresponds to 5 cm corresponds to the second deflection range 5 cm to 10 cm and the third deflection range, for example. 10 cm to 15 cm and more. Again, other dimensions would be conceivable.
  • the bearing element can be made in one or more parts, which means that the bearing element also composed of two or more bearing segments can be.
  • the bearing segments can be identical or different.
  • the bearing segments can be made of different materials.
  • the bearing segments may have various slats or network structures.
  • the bearing segments may have different spring characteristics.
  • the bearing element or a bearing segment may, for example, include a midpoint angle of 360 °.
  • the center angle can also be less than 360 °, and for example. 180 ° or 120 ° or 90 ° or 45 °, or lie between these angles.
  • a bearing element could be composed of two or more bearing segments, which together form a center angle of 180 ° or 360 °.
  • the bearing element can also be composed of different bearing segments such that in a first deflection region, the elastic
  • Characteristics or the spring force are defined by a first bearing segment and in a second and / or third deflection region these elastic properties and spring forces are defined by a second and / or third bearing segment. This can optionally be achieved by a bearing element whose
  • Lamella arrangement or its network structure is designed accordingly or its material is selected accordingly.
  • the bearing element may have a width which is greater than 10 mm.
  • the bearing element may have a width which corresponds to the width of a bearing section of a component to be stored.
  • the bearing element may have a width which corresponds to the width of a bearing section of a component to be stored.
  • the bearing element In order to prevent a lateral displacement or an axial displacement in the longitudinal direction of the bearing element, the bearing element or can be assigned to the bearing segment corresponding stop elements.
  • stop elements for example, elevations may be attached to the outer ring and / or the inner ring.
  • Bearing element is designed such that by means of this also acting on this lateral and lateral forces can be absorbed, whereby the components are not subject to any deflection transverse to the bearing element or transversely to the feed direction.
  • the slats or the network structure can be designed accordingly. It could also be provided in a multi-part design of the bearing element that by means of a bearing segment, the lateral and lateral forces can be absorbed as well as at least one further segment, the elastic properties and the spring forces are defined.
  • the bearing element may be conically tapered and / or widening in its width, which in turn the transverse and lateral forces can be absorbed but also an axial displacement can be prevented.
  • the transition between the inner ring and / or the outer ring and the blade may initially comprise a radius, i. that the lamella is first widened here and then tapers in the direction of the inner ring and / or the outer ring, wherein again the size of the radii can define or influence the spring forces.
  • the outer ring and the inner ring can merge into one another in such a way that they at least partially form a lamella, i. E. that no separate lamellae are present on the bearing element, but that these are each formed by the inner ring or the outer ring, as for example. Is executed in the embodiment of Figure 2F.
  • the inner ring and outer ring are spaced apart, i. that the outer ring, for example.
  • the diameter or the diagonal of the inner ring for example, 80 mm and the diameter or the diagonal of
  • Outer ring for example, be 120 mm.
  • Diagonals also be defined differently.
  • the intermediate ring may be exactly centered between the inner ring and the outer ring but also closer to the inner ring or the outer ring.
  • the bearing element or its lamellae is / are designed such that the inner ring and the outer ring each rotate at different angles to each other, in turn, this angle may vary depending on the slats and / or the network structure.
  • the inner ring and the outer ring may also have a square and / or rectangular and / or the like. Contour or outline. So if in the present of outer ring or inner ring is mentioned, so are hereby equally includes square and / or rectangular and / or combinations of such contours and outlines. Where the inner ring and / or the
  • Each outer ring have a closed circumference or outline.
  • the inner ring and the outer ring and / or the fins are each separate components that
  • the inner ring and the lamellae and / or the outer ring and the lamellae each form a unit and are connected in accordance with the inner ring and / or the outer ring.
  • the connection may, for example, be designed as a tongue and groove connection. Also conceivable would be a shaft-hub connection, so that, for example, the slats can each form the hub.
  • the invention also proposes a bearing assembly of an agricultural machine, which for mounting, positioning and
  • the bearing assembly comprises at least one bearing element, which comprises an inner ring for connection to a first component and an outer ring for connection to a second component.
  • At least two elastically deformable lamellae extend and / or are arranged between the inner ring and the outer ring.
  • the bearing assembly is used in particular in a suspension device of an agricultural machine use.
  • suspension devices serve For example, for mounting, positioning and pivotal mounting a
  • Tool arrangement for tillage and / or for sowing wherein the respective tools for tillage and / or for sowing can be mounted on a pivot arm.
  • the gift arm may, for example, a welded construction or a
  • the pivot arm may be a plastic element, in which plastic element in turn metals, in particular at the mounting positions of the tools, can be used.
  • the tool arrangement can, for example, form a coulter.
  • the tool assembly may comprise a hex or cutting disc.
  • the tool assembly may include prongs or rollers or the like.
  • the bearing arrangement or the suspension device initially comprises, for example, as a first component, a carrier, which extends transversely to the direction of travel on a
  • the inner ring of the bearing element is connected, wherein the connection, for example, force and / or positively and / or cohesively.
  • the bearing arrangement or the suspension device as a second component comprises a pivoting arm on which in each case the tools or components can be mounted.
  • the swivel arm also includes, for example, a bearing portion which is connected to the outer ring of the bearing element. The connection is in this case in particular force and / or positive and / or cohesive.
  • the inner ring of the bearing element surrounds the carrier and that the bearing section of the pivot arm engages around the outer ring or the bearing element.
  • the contour of the inner ring and / or the outer ring or its opening and / or its outer contour could be adapted to the contour of the components to be stored.
  • the inner ring and / or the outer ring could be bolted to a component to be stored.
  • an elastically deformable element is provided, which extends with its longitudinal axis substantially parallel to the carrier and through
  • Pivoting movements of the swivel arm or the carrier undergoes an at least partial or sectional deformation.
  • the bearing element of the bearing assembly is in particular designed such that this generates a spring force during pivotal movements of the carrier or the pivot arm or exerts a biasing force on them.
  • the bearing arrangement according to the invention can in particular at
  • Machines can, for example, a tillage machine or a seeder or a combined machine for tillage and sowing act.
  • the machine may be either a tractor-mounted or a tractor-towed machine.
  • the machine can be a self-propelled or even an autonomous machine.
  • the swivel arm or the tool arrangement is mounted on a support, preferably extending transversely to the direction of travel.
  • the carrier may in turn be an element of a frame construction.
  • the carrier may be adjustable in height and / or pivotally mounted about a pivot axis, wherein by a height adjustment and / or pivoting of the carrier as well as the pivot arm and thus the tool assembly can be adjusted in its working depth.
  • the carrier may be, for example, a profile tube and / or a rectangular tube and / or a square tube and / or a polygon. Accordingly, the outer contour of the carrier may be formed. Also, the carrier may have a cavity or be formed as a solid material. Also, the carrier may include an open or a closed profile. On the carrier, a swivel arm may be mounted. But it can also be attached two or more pivot arms.
  • the inner ring and / or the outer ring can be adapted to the contour of the carrier, whereby cost-carrier can be used, since the biasing force is defined exclusively by the bearing element and not as usual in the prior art by the combination of carrier and bearing portion with a elastomeric bearings.
  • the swivel arm For pivotal mounting on the carrier, the swivel arm has a
  • bearing portion wherein the bearing portion in this case can be integrated into the pivot arm, but can also be grown on this.
  • the bearing portion may have the at least substantially the same inner contour as the T carrier.
  • the bearing portion may have a larger cross section than the carrier.
  • the bearing section can also surround the carrier at least in sections or include.
  • the bearing portion may be made in one or more parts.
  • the bearing section consists of two shells and / or half shells.
  • the shells can also be screwed and can thus completely embrace the carrier again.
  • bearing arrangement can each have a defined spring force
  • Biasing force can be generated on the means of these stored tools or components.
  • the bearing assembly is preferably designed such that in a first deflection region, a linearly increasing spring force course and / or a progressive spring force course is established or generated.
  • the deflection region may be adjoined by a second deflection region, in which second deflection region a degressive spring force course is established or generated.
  • the second deflection region can in turn be adjoined by a third deflection region, in which a linearly decreasing region is formed
  • Spring force course and / or regressive spring force course adjusts or is generated.
  • the transitions between the spring force curves can each be seamless.
  • a linearly increasing and / or progressive spring force curve at the beginning of the deflection here means that the preload force is initially increasing, which means that as long as the tool assembly is in contact with the ground, the spring force or the reaction force caused by the soil increases depending on the deflection. This initially has the advantage that for the actual
  • Preload decreases or at least not further increases. This is achieved with the bearing element in that the lamellae are designed such that adjusts a degressive spring force curve from a certain deflection angle, i. that the biasing force no longer increases, but remains constant or decreases, which is further improved at an even greater deflection angle by the transition to a linearly decreasing and / or regressive spring force curve.
  • the deflection regions in particular during the storage of agricultural tillage tools or seed coulters, are tuned to the respective working depths, so that, for example, the first deflection region or the first angle of rotation corresponds to 0 cm to 5 cm, the second deflection range corresponds to 5 cm to 10 cm, and the third deflection range corresponds to, for example, 10 cm to 15 cm and more. Again, other dimensions would be conceivable.
  • inventive bearing arrangements can be used on an agricultural machine, which can be used in each case for the pivotable storage of the same tools, but also for the pivotable mounting of various tools or
  • bearing elements or the bearing arrangements can also be designed differently.
  • Figure 1 A is a perspective view of an embodiment of a two-part, in particular of two bearing segments trained
  • Bearing element having an inner ring and an outer ring and a plurality extending therebetween lamellae, which form a coarse network structure.
  • Figure 1 B is a perspective view of an embodiment of a four-part, in particular of four bearing segments trained
  • Bearing element having an inner ring and an outer ring and a plurality extending therebetween lamellae, which form a coarse network structure.
  • Figure 2A is a side view of an embodiment of a one-piece
  • 2B shows a side view of a variant of an integrally formed bearing element with an inner ring and an outer ring and an attached between the inner ring and the outer ring intermediate ring, each extending between inner ring and intermediate ring a plurality of straight and extending between the intermediate ring and outer ring a plurality of radially extending fins, whereby the bearing element has a network structure.
  • Figure 2C is a side view of an embodiment of a one-piece
  • Figure 2D is a side view of an embodiment of a one-piece
  • this comprises two sections, in which between the inner ring and the outer ring, a plurality of radially extending laths are mounted in the clockwise direction, and two further sections, in which there are two intermediate rings between three straight rings.
  • Figure 2E is a side view of an embodiment of a multi-part
  • FIG. 2F shows a side view of a variant of a multi-part bearing element formed from two bearing segments, each bearing segment having an inner ring and an outer ring, wherein the inner ring and the outer ring each form the slats, or in each case merge seamlessly into the slats.
  • Figure 4 is a perspective view of an embodiment of a
  • Figure 5A is a side view of a bearing assembly for pivoting
  • Figure 5B is a side view of a bearing assembly for pivoting
  • Inventive bearing element and the bearing assembly can be configured and do not represent a final limitation.
  • Figure 1 A here is a perspective view of a variant of a two-part, in particular of two bearing segments 12, formed bearing element 10 with an inner ring 14 and an outer ring 16 and with a plurality extending between them or attached slats 18 shows.
  • Figure 1 B is a perspective view of an embodiment of a four-part, in particular of four bearing segments 12, formed bearing element 10 with an inner ring 14 and an outer ring 16 and with a plurality of extending between these fins 18 also goes beyond the figure 1 B out.
  • FIGS. 2A to 2F each show side views of FIG.
  • FIG. 2A shows a side view of a variant of an integrally formed bearing element 10 with an inner ring 14 and an outer ring 16 and a plurality of radially extending in the clockwise direction between these lamellae 18.
  • the illustrated lamellae 18 are each formed spirally and span an angle greater than 10 °.
  • FIG. 2B is a side view of a variant of a one-piece bearing element 10 with an inner ring 14 and an outer ring 16 and an attached between the inner ring 14 and the outer ring 16 intermediate ring 20 shows, each extending between inner ring 14 and intermediate ring 20 a plurality of straight and between the intermediate ring 20 and outer ring 16 a plurality of radially extending fins 18 extend, whereby the bearing element 10 a
  • Network structure 22 has.
  • FIG. 2C shows a side view of a variant of a one-piece bearing element 1 with an inner ring 14 and an outer ring 16 and an attached between the inner ring 14 and the outer ring 16 intermediate ring 20, wherein in each case between inner ring 14 and intermediate ring 20 and between
  • Intermediate ring and outer ring 16 each extend a plurality of straight blades 18, whereby the bearing element 10 has a network structure 22.
  • FIG. 2D shows a side view of an embodiment of a one-piece bearing element 10, wherein the structure of the net 22 corresponds to the bearing element 10 of FIGS. 1A and 1B, with an inner ring 14 and an outer ring 16, wherein the bearing element 10 is located between the inner ring 14 and the
  • Outer ring 16 has various network structures 22. Thus, this comprises two sections in which between the inner ring 14 and the outer ring 16, a plurality of radially extending in a clockwise direction lamellae 18 are mounted, and two further sections in which between three straight blades 18, two intermediate rings 20 are located.
  • Figure 2E shows a side view of a
  • FIG. 2F shows a side view of a variant of a multi-part bearing element 10 formed from two bearing segments 12, each bearing segment 12 having an inner ring 14 and an outer ring 16, the inner ring 14 and the outer ring 16 respectively forming the lamellae 20
  • the fins 20 each pass into the inner ring 14 and / or the outer ring 16.
  • the center angle a of a bearing segment 12 is shown by way of example, wherein it is smaller than 180 °, but larger than 90 °, and in this case two layer segments each have the same center angle a.
  • bearing elements 10 generated deflection 28 of the spring force thus generated 28 are apparent from the diagram of Figure 3.
  • the bearing element 10 or its network structure 22 and / or its fins 18 may be designed such that in a first deformation or deflection region 30 a linearly increasing
  • a second deflection region 32 can adjoin the first deflection region 30, in which second deflection region 32 a degressive
  • Federkraftverlauf 28 adjusts or is generated.
  • the second deflection region 32 can in turn be followed by a third deflection region 34 in which a linearly decreasing spring force profile 28 and / or regressive
  • the first deflection region 30 could in this case correspond, for example, to a twist angle 26 of 0 ° to 5 °
  • the second deflection region 32 for example, to a twist angle 26 of 5 ° to 10 °
  • the third deflection region 34 to a twist angle 26 of 10 ° to 15 °.
  • a linearly increasing and / or progressive spring force curve 28 at the beginning of the deflection means in this case first, that the spring force 28 is initially increasing, which means that as long as, for example, a tool arrangement (see FIG. 5) is in contact with the ground, the spring force 28 increases as a function of the deflection. This initially has the advantage that for the actual tillage and / or sowing a sufficient spring force 28 acts on the tools. If, however, the deflection reaches, for example, a second deflection region 32 when hitting a stone or the like, then it is necessary that the
  • Spring force 28 decreases or at least does not increase further.
  • Inventive bearing assemblies 38 may be grown, shows the
  • the present machine 36 is a soil cultivating machine 40 in the form of a so-called disc harrow.
  • the machine 36 is moved by means of a tractor, not shown here on an agricultural surface, for this purpose, a drawbar 42 is provided for connection to the tractor in the front area.
  • To the drawbar 42 includes a frame construction, which is composed of a middle frame 44 and two pivotally arranged to this side frame 46. At the rear end there is also a by means of cylinder 48 in its position pivotable chassis 50, which chassis 50, for example.
  • Road transport of the machine 36 can be pivoted down.
  • the respective side frames 46 each have two depth guide wheels 52 upstream and the middle frame 44 and the side frame 46 each have two packer rollers 54 downstream.
  • the depth guide wheels 52 and the packer rollers 54 respectively, the working depth of the tillage machine 40 can be changed or the tillage machine 40 can be guided evenly over an agricultural surface, for which purpose the depth guide wheels 52 and packer rollers 54 are height-adjustable to the frame construction.
  • each aligned transversely to the direction of travel 56 are attached.
  • the carriers 58 also extend over the entire working width of the machine 36.
  • the carriers 58 are mounted in two rows one behind the other.
  • inventive bearing assemblies 38 are arranged with suspension devices 60.
  • Suspension devices 60 are in the embodiment of Figure 1 also Tool assemblies 62 are attached, which include a cutting disc. By means of the cutting discs, the arable area is respectively processed or loosened accordingly.
  • the tool arrangements 62 thus form an agricultural machine 44 or soil cultivation machine 40, also referred to as a disc harrow.
  • Tool assembly 62 wherein the tool assembly 62 according to the figures 5A and 5B comprises a cutting disc and thus a tool assembly 62 for
  • the tool arrangement 62 or the cutting disk is engaged in a ground surface 66 and, according to FIG. 5B, in a deflected position caused by an obstacle such as, for example, a stone.
  • the tool arrangement 62 comprises a pivoting arm 68 which is mounted on a carrier 58 extending transversely to the direction of travel 56.
  • the carrier 58 may in turn be an element of a frame construction.
  • the support 58 may be adjustable in height and / or pivotally mounted about a pivot axis, wherein by a height adjustment and / or pivoting of the carrier 58 as well as the pivot arm 68 and thus the tool assembly 62 may be adjustable in its working depth.
  • the carrier 58 is designed as a profile tube.
  • the inner ring 14 of the bearing element 10 is adapted to the contour of the carrier 58, whereby inexpensive carrier 58 can be used, since the spring force 28 only by the
  • the pivot arm 68 has a bearing portion 70, wherein the bearing portion 70 is integrated into the pivot arm 68. But this could also be grown on this.
  • the bearing portion 70 also surrounds the carrier 58. Also, the bearing portion 70 is made of several parts.
  • the bearing portion 70 consists of two shells and / or half shells, which shells can also be screwed and thus the carrier 58 can in turn completely encompass.
  • a defined preload force or spring force 28 can be generated on the tool arrangement 62 mounted thereon, wherein the latter in turn can vary correspondingly as a function of the elastic deformation or as a function of the angle of rotation 26.
  • the spring force 28 generated by means of the bearing element 10 according to FIG. 5A may be smaller than in accordance with FIG. 5B or vice versa.
  • suspension device 62 tool assembly 64 leveling tool 66 ground surface

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lagerelement (10) zur Montage, Positionierung und schwenkbaren Lagerung von Komponenten. Um ein Lagerelement (10) mit einer verbesserten Federkennlinie zu schafften, ist vorgesehen, dass das Lagerelement (10) einen Innenring (14) und einen Außenring (16) aufweist, zwischen welchen sich zumindest zwei elastisch verformbare Lamellen (18) erstrecken. Die Erfindung betrifft zudem eine Lageranordnung einer landwirtschaftlichen Maschine.

Description

Lagerelement und Lageranordnung einer landwirtschaftlichen
Maschine
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lagerelement mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft zudem eine Lageranordnung einer landwirtschaftlichen Maschine mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 20.
Zur Montage, Positionierung und schwenkbaren Führung von zumindest zwei Komponenten bzw. Bauteilen finden oftmals sog. Elastomerlager Verwendung. Ein derartiges Elastomerlager bzw. eine derartige Lageranordnung geht bspw. aus der EP 2 404 489 A1 hervor. Bei dieser bekannten Lageranordnung werden an einem Schwenkarm diverse Komponenten wie bspw. Bodenbearbeitungs- und/oder Säwerkzeuge befestigt. Die Schwenkarme sind schwenkbar an einem Träger gelagert, wobei die Schwenkarme Lagerabschnitte aufweisen, die den Träger umgreifen, wobei zudem zwischen den Lagerabschnitten und den davon umgriffenen Abschnitten des Trägers jeweils elastisch verformbare Lagerelemente bzw. Quetschlagerelemente oder Gummielemente angeordnet sind. Die Lagerabschnitte der Schwenkarme sowie der darin aufgenommenen Träger sind zueinander verdreht, so dass vier dreieckförmige Aufnahmekammern für jeweils ein Lagerelement entstehen. Die Lagerelemente erzeugen jeweils durch deren Vorspannung eine zum Boden gerichtete bzw. ein vom Boden hervorgerufene
Reaktionskraft, welche Reaktionskraft von den federnden Eigenschaften der
Lagerelemente abhängig ist. Um verbesserte federnde Eigenschaften der Lagerelemente zu erhalten bzw. um eine verbesserte Federkennlinie von den elastischen
Lagerelementen bei zunehmender Auslenkung des Schwenkarms zu erzeugen, ist zudem vorgesehen, dass die Innenkontur des Lagerabschnitts und die Außenkontur des Trägers so aufeinander abgestimmt sind, dass die von den elastisch verformbaren
Lagerelementen erzeugte Federkraft bei Auslenkung des Schwenkarms entgegengesetzt zur Fahrtrichtung keinen progressiven Federkraftverlauf bei sich vergrößernder
Auslenkung erzeugen.
Eine derartige Anpassung der Innenkontur des Lagerabschnitts sowie der Außenkontur des Trägers erfordert jedoch mitunter aufwendig herzustellende Träger, was in aller Regel zu hohen Herstellungs- und Fertigungskosten führt. Zudem ist eine
Anpassung der Lagerung an verschiedene Schwenkarme nur durch Anpassung der Konturen des Trägers möglich, wodurch für verschiedene Bodenbearbeitungs- und/oder Säwerkzeuge wiederum verschiedene Träger benötigt werden. Darüber hinaus ist die Federkennlinie jeweils von den Dimensionen des Trägers und der Lagerelemente abhängig, was jedoch für eine Anpassung der Federkräfte wiederum verschiedenste Träger und Lagerelemente erfordert.
Des Weiteren weisen die aus dem Stand der Technik bekannt gewordenen Elastomerlager bzw. Gummielemente ein sog. Setzverhalten auf, d.h. dass die durch das Elastomer erzeugte Federkraft durch eine Alterung des Elastomermaterials nach gewisser Einsatzdauer nachlässt bzw. geringer wird.
Ein weiterer Nachteil derartiger Elastomerlager besteht darin, dass mittels dieser Elastomerlager keine an das jeweilige Bodenbearbeitungs- und/oder Säwerkzeug angepasste Federkennlinie bzw. Federkraftverlauf ermöglicht wird/werden, da deren Federkennlinie ausschließlich von ihren Dimensionen und von den jeweiligen
Materialeigenschaften abhängig ist, wodurch bereits geringste Abweichungen in der Zusammensetzung des Elastomers zu einer anderen Federkennlinie führt, wodurch mitunter eine Paarung von Elastomerlager aus verschiedenen Fertigungschargen zu Problemen führen kann.
Oftmals ist es zudem möglich, dass auf die Schwenkarme bzw. die
Werkzeuganordnungen Quer- und Seitenkräfte einwirken, welche jedoch ebenfalls mit den aus dem Stand der Technik bekannt gewordenen Lageranordnungen nicht abgefangen werden können, sondern wofür zur Abstützung jeweils entsprechende Führungselemente vorgesehen werden müssen. Eine derartige Anordnung geht bspw. aus der EP 3 025 655 B1 bereits hervor. Auch derartige Führungselemente können wiederum kostenintensiv sowie verschleißbehaftet sein.
Zudem besitzen die bekannten Elastomerlager bzw. Lagerelemente keine optimale Federkennlinie. So ist allen Federkennlinien gemeinsam, dass die Federkräfte mit zunehmender Auslenkung zunehmen, welche Federkräfte, um ein sicheres Ausweichen der Werkzeuganordnungen zu gewährleisten, jedoch mit zunehmender Auslenkung sich eher verkleinern als vergrößern sollten.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Lagerelement und eine
Lageranordnung mit einer optimierten Federkennlinie bzw. einem optimierten
Federkraftverlauf und einem vereinfachten Aufbau zu schaffen.
Diese Aufgaben der Erfindung werden durch ein Lagerelement mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch eine Lageranordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 20 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.
Zur Lösung der Aufgaben schlägt die Erfindung ein Lagerelement zur Montage, Positionierung und schwenkbaren Lagerung von Komponenten vor. Insbesondere zur schwenkbaren Lagerung und Positionierung von Komponenten, welche in
landwirtschaftlichen Maschinen verwendet werden.
Um ein Lagerelement mit einer optimierten Federkennlinie bzw. mit einem optimierten Federkraftverlauf zu schaffen, ist vorgesehen, dass das Lagerelement einen Innenring und einen Außenring aufweist, zwischen welchen sich zumindest zwei elastisch verformbare Lamellen erstrecken und/oder angeordnet sind.
Die zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordneten Lamellen sind insbesondere derartig ausgeführt, dass diese bei Schwenkbewegungen des Innenrings und/oder des Außenrings eine Federkraft und/oder eine Vorspannkraft erzeugen bzw. eine Kraft vom Außenring auf den Innenring und/oder vom Innenring auf den Außenring übertragen. Dabei kann die Federkraft in Abhängigkeit der Auslenkung bzw. des
Verdrehwinkels, d.h. in Abhängigkeit der elastischen Verformung der Lamellen sich erhöhen oder verringern kann, oder sich in einem ersten Auslenkbereich zunächst erhöhen und sich in einem zweiten Auslenkbereich verringern. Auch eine umgekehrte Federkennlinie wäre denkbar, d.h. dass die Federkraft sich in einem ersten
Auslenkbereich zunächst verringern kann und in einem zweiten Auslenkbereich sich vergrößern kann. Ebenso können die Lamellen aber auch derartig ausgebildet sein, dass die Federkraft unabhängig von der Auslenkung jeweils weitgehend konstant bleibt. Auch kann sich die Federkraft zunächst vergrößern und/oder verkleinern und ab einer bestimmten Auslenkung zumindest weitgehend konstant bleiben.
Es kann vorgesehen sein, dass die Federkräfte und/oder die Federkennlinie jeweils in Abhängigkeit der Konturen und elastischen Materialeigenschaften der Lamellen definiert werden bzw. variiert werden können.
Es sei angemerkt, dass der Innenring und der Außenring zwar zueinander verschwenkbar sind, jedoch im Gegensatz zu bspw. einem Wälzlager insbesondere keine 360° Rotation unabhängig voneinander durchführen können sowie dass diese bei Verschwenkung eine Federkraft erzeugen. Das Lagerelement besteht zunächst aus einem Innenring, welcher Innenring eine Öffnung aufweisen kann. Die Öffnung kann hierbei einen zumindest abschnittsweisen runden und/oder kreisförmigen und/oder rechteckigen und/oder quadratischen oder dergl. Umriss aufweisen. Der Innenring umfasst zudem eine Außenkontur, wobei diese
Außenkontur einen zumindest abschnittsweisen runden und/oder kreisförmigen und/oder quadratischen und/oder rechteckigen Umriss aufweisen kann.
Darüber hinaus besteht das Lagerelement aus einem Außenring, welcher
Außenring eine Innenkontur aufweist. Diese Innenkontur kann einen zumindest abschnittsweisen runden und/oder kreisförmigen und/oder quadratischen und/oder rechteckigen Umriss aufweisen. Zudem kann der Außenring auch einen zumindest abschnittsweisen runden und/oder kreisförmigen und/oder quadratischen und/oder rechteckigen Außenumriss aufweisen.
Zur Führung des Innenrings und des Außenrings und/oder zur Erzeugung einer Federkraft erstrecken sich zwischen dem Innenring und dem Außenring zumindest zwei Lamellen. Insbesondere jedoch drei, vier oder mehr Lamellen.
Das Lagerelement kann aus einem Material gefertigt sein. Das Lagerelement kann aber auch aus zwei oder mehreren unterschiedlichen Materialien gefertigt bzw.
zusammengesetzt sein.
Darüber hinaus können bspw. die Lamellen aus einem anderen Material als der Innenring und/oder der Außenring gefertigt sein. Insbesondere kann das Lagerelement als Spritzgusselement gefertigt sein. Auch können in den Grundkörper des Lagerelements verschiedene, insbesondere härtere Materialien eingefügt oder eingebracht werden, um somit bspw. die elastischen Eigenschaften noch weiter zu verbessern.
Als Materialien zur Fertigung des Lagerelements können verschiedenste
Kunststoffe eingesetzt werden, welche Kunststoffe auch mit Metallen kombiniert werden können. Auch kann das Lagerelement aus einem Faserverbundwerkstoff gefertigt werden, wobei dessen Matrix und/oder Fasern wiederum die Lamellen bilden kann und wobei mittels der jeweiligen Matrix und/oder Fasern der Lamellen die Federkennlinie bzw. die Federkraft entsprechend beeinflusst werden kann.
Das Lagerelement kann insbesondere aus Elastomer und/oder Thermoplast gefertigt sein. Das Lagerelement kann aber auch aus Duroplast gefertigt sein, insofern dieses eine ausreichende Elastizität aufweist. Als Lamellen können jedoch auch Metalle wie bspw. Federbleche eingesetzt werden. Die Federbleche können hierbei insbesondere in den Innenring und/oder den Außenring eingesetzt sein aber auch eingegossen sein.
Um die Verschleißanfälligkeit des Lagerelements zu verbessern, können zudem an verschleißträchtigen Stellen Metalle wie bspw. Hartmetalle eingesetzt bzw.
eingegossen sein, bspw. kann auch die Öffnung des Innenrings und/oder der
Außenumriss des Außenrings entsprechend zumindest abschnittsweise mit Metallen versehen sein. Auch kann vorgesehen sein, dass die Öffnung und/oder der Außenumriss somit jeweils nur in Bereichen, die mit Metallen versehen sind, an bspw. einem Träger anliegen.
Generell sind somit die verschiedensten Materialien und/oder
Materialkombinationen zur Fertigung des Lagerelements denkbar, wobei die Konturen und elastischen Materialeigenschaften jeweils derartig definiert bzw. aufeinander abgestimmt sind, dass eine Federkennlinie gemäß der Figur 3 erzeugt bzw. hervorgerufen wird.
Des Weiteren können die Lamellen zudem einen von innen nach außen und/oder von außen nach innen sich aufweitenden und/oder verjüngenden Verlauf aufweisen. Insbesondere einen sich konisch aufweitenden und/oder verjüngenden Verlauf.
Die Lamellen können einen zumindest abschnittsweisen bogenförmigen und/oder rechteckigen und/oder quadratischen oder dergl. Umriss zwischen dem Innenring und dem Außenring aufweisen. Die Lamellen können somit bspw. Stege und/oder Stäbe oder dergl. bilden. Insbesondere können diese auch kegelartig und/oder zylinderförmig und/oder pyramidenartig und/oder prismenartig ausgebildet sein.
Darüber hinaus können die Lamellen radial zwischen dem Innenring und dem Außenring verlaufen, wobei sich deren Krümmungsradien durch eine Auslenkung bzw. durch eine elastische Verformung entsprechend verändern können, d.h. vergrößern oder verkleinern können. So können die Lamellen bspw. spiralförmig ausgebildet sein und einen Winkel umspannen der größer oder gleich 10° oder größer oder gleich 25° oder größer oder gleich 45° ist, wobei wiederum in Abhängigkeit dieses Winkels sich die Federkraft entsprechend vergrößern oder verringern kann.
Die radiale Krümmung der Lamellen kann bspw. entgegensetzt zur Richtung der Krafteinleitung in das Lagerelement sein, d.h. erfolgt eine Krafteinleitung in das Lagerelement in einer Linksdrehung können die Lamellen in einer Rechtsdrehung orientiert sein, wobei die Lamellen durch die Krafteinleitung aber auch wiederum eine Umkehr der Ausrichtung erfahren können.
In einer Weiterbildung kann zudem vorgesehen sein, dass das Lagerelement nur in eine Drehrichtung rotieren kann, d.h. dass der rotatorische Freiheitsgrad in zumindest eine Richtung begrenzt oder gänzlich blockiert ist. Dies kann bspw. durch eine
entsprechende Ausgestaltung der Lamellen erfolgen. Dies kann bedeuten, dass bspw. der Innenring nicht rotieren kann und der Außenring in Bezug auf den Innenring in
Abhängigkeit der Lamellen nur in eine Drehrichtung rotieren bzw. verschwenkt werden kann.
Des Weiteren könnten die Lamellen zudem derartig angeordnet bzw. ausgeführt sein, dass diese ab einer bestimmten Auslenkung bzw. Verformung zwischen dem
Innenring und dem Außenring aufeinander treffen und somit als Begrenzung dienen können.
Zudem kann zwischen zumindest einigen Lamellen zwischen dem Innenring und dem Außenring ein zusätzlicher Zwischenring angebracht sein. Das Lagerelement kann somit eine netzartige Struktur aufweisen, wobei wiederum in Abhängigkeit der
Netzstruktur, d.h. der Anzahl und der Position der Zwischenringe die elastischen
Eigenschaften und/oder die Federkräfte entsprechend variiert werden können.
Insbesondere können die elastischen Eigenschaften auch auf Basis der Anzahl der durch die Zwischenringe verbundenen Lamellen variiert werden. Auch können die elastischen Eigenschaften durch die Anordnung des Zwischenrings zwischen dem Innenring und dem Außenring variiert werden, so dass bspw. die elastische Verformung je größer ist, desto größer der Abstand zwischen dem Innenring und dem Zwischenring ist.
Der Zwischenring kann zumindest abschnittsweise bogenförmig und/oder abschnittsweise kreisförmig und/oder abschnittsweise linear zwischen zwei Lamellen verlaufen.
In einer Weiterbildung kann zudem eine Lamelle bzw. können Lamellen
vorgesehen sein, welche nicht durchgängig zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet sind, sondern welche bspw. zwischen dem Innenring und einer weiteren Lamelle oder zwischen dem Außenring und einer weiteren Lamelle angeordnet sind. Auch kann in einer weiteren Ausführungsvariante vorgesehen sein, dass zumindest einige der sich zwischen den Lamellen ergebenden Hohlräume bzw. zumindest einige der Hohlräume der netzartigen Struktur mit einem gegenüber den Lamellen weicheren und/oder härteren und/oder einem gleichen Material aufgefüllt werden, so dass die elastischen Eigenschaften noch definierter verändert bzw. angepasst werden können.
Der Innenring und der Außenring können jeweils mittels Formschluss und/oder Kraftschluss und/oder Stoffschluss mit den jeweiligen zu lagernden Komponenten verbunden sein. So könnte bspw. der Innenring mit einer zu lagernden Komponente verschraubt sein. Auch könnten die Kontur des Innenrings und/oder des Außenrings bzw. dessen Öffnung und/oder dessen Außenumriss an die Kontur der zu lagernden
Komponenten angepasst sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Lagerelement derartig ausgeführt, bzw. sind insbesondere dessen Lamellen derartig ausgeführt, dass sich in einem ersten Auslenkungsbereich ein linear zunehmender Federkraftverlauf und/oder ein progressiver Federkraftverlauf einstellt bzw. erzeugt wird. An den ersten Auslenkungsbereich kann sich ein zweiter Auslenkungsbereich anschließen, in welchem zweiten Auslenkungsbereich sich ein degressiver Federkraftverlauf einstellt bzw. erzeugt wird. Darüber hinaus kann sich an den zweiten Auslenkungsbereich wiederum ein dritter Auslenkungsbereich anschließen, in welchem sich ein linear abnehmender Federkraftverlauf und/oder regressiver Federkraftverlauf einstellt bzw. erzeugt wird. Die Übergänge zwischen den Federkraftverläufen können fließend sein.
Der erste Auslenkungsbereich könnte hierbei bspw. einer Auslenkung bzw. einem Verdrehwinkel der Komponenten von 0° bis 5° entsprechen, der zweite
Auslenkungsbereich bspw. einer Auslenkung von 5° bis 10° sowie der dritte
Auslenkungsbereich 10° bis 15°. Hierbei wären auch andere Winkel bzw.
Auslenkungsbereiche denkbar bzw. vorstellbar. Auch kann vorgesehen sein, dass die Auslenkungsbereiche, insbesondere bei der Lagerung von landwirtschaftlichen
Bodenbearbeitungswerkzeugen auf die jeweiligen Arbeitstiefen abgestimmt sind, so dass bspw. der erste Auslenkungsbereich bzw. der erste Verdrehwinkel 5 cm entspricht der zweite Auslenkungsbereich 5 cm bis 10 cm entspricht und der dritte Auslenkungsbereich bspw. 10 cm bis 15 cm und mehr entspricht. Auch hierbei wären andere Maße denkbar.
Das Lagerelement kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein, was bedeutet, dass das Lagerelement auch aus zwei oder mehr Lagersegmenten zusammengesetzt sein kann. Die Lagersegmente können hierbei identisch oder verschieden ausgeführt sein. So können die Lagersegmente bspw. aus verschiedenen Materialien gefertigt sein. Auch können die Lagersegmente verschiedenartige Lamellen bzw. Netzstrukturen aufweisen. Des Weiteren können die Lagersegmente unterschiedliche Federkennlinien aufweisen.
Das Lagerelement oder ein Lagersegment kann bspw. einen Mittelpunktswinkel von 360° einschließen. Der Mittelpunktswinkel kann aber auch kleiner als 360° sein, und bspw. 180° oder 120° oder 90° oder 45° betragen oder auch zwischen diesen Winkel liegen. So könnte ein Lagerelement bspw. aus zwei oder mehr Lagersegmenten zusammengesetzt sein, welche zusammen einen Mittelpunktswinkel von 180° oder 360° einschließen.
Das Lagerelement kann sich auch aus verschiedenen Lagersegmenten derartig zusammensetzen, dass in einem ersten Auslenkungsbereich die elastischen
Eigenschaften bzw. die Federkraft durch ein erstes Lagersegment definiert werden sowie in einem zweiten und/oder dritten Auslenkungsbereich diese elastischen Eigenschaften und Federkräfte durch ein zweites und/oder drittes Lagersegment definiert werden. Dies kann wahlweise auch durch ein Lagerelement erreicht werden, dessen
Lamellenanordnung bzw. dessen Netzstruktur entsprechend ausgebildet ist oder dessen Material entsprechend gewählt wird.
Das Lagerelement kann eine Breite aufweisen, welche größer als 10 mm ist.
Bspw. kann das Lagerelement eine Breite aufweisen, die der Breite eines Lagerabschnitts einer zu lagernden Komponente entspricht. Zudem können die sich zwischen den
Lamellen bzw. der Netzstruktur ergebenden Hohlräume über die gesamte Breite des Lagerelements erstrecken.
Um ein seitliches Verschieben bzw. ein axiales Verschieben in Längsrichtung des Lagerelements zu unterbinden, kann dem Lagerelement bzw. können dem Lagersegment entsprechende Anschlagelemente zugeordnet sein. Als Anschlagelemente können bspw. Erhöhungen am Außenring und/oder am Innenring angebracht sein.
In einer weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das
Lagerelement derartig ausgeführt ist, dass mittels diesem auch auf dieses wirkende Quer- und Seitenkräfte aufgenommen werden können, wodurch die Komponenten keiner Auslenkung quer zum Lagerelement bzw. quer zur Vorschubrichtung unterliegen. Hierfür können wiederum die Lamellen bzw. die Netzstruktur entsprechend ausgebildet sein. Auch könnte bei einer mehrteiligen Ausführung des Lagerelements vorgesehen sein, dass mittels eines Lagersegments die Quer- und Seitenkräfte aufgenommen werden können sowie mit zumindest einem weiteren Segment die elastischen Eigenschaften bzw. die Federkräfte definiert werden.
Auch kann das Lagerelement sich in dessen Breite konisch verjüngend und/oder aufweitend ausgeführt sein, wodurch wiederum die Quer- und Seitenkräfte aufgenommen werden können aber auch eine axiale Verschiebung unterbunden werden kann.
Der Übergang zwischen dem Innenring und/oder dem Außenring und der Lamelle kann zunächst einen Radius umfassen, d.h. dass die Lamelle hier zunächst aufgeweitet ist und anschließend in Richtung des Innenrings und/oder des Außenrings sich verjüngt, wobei wiederum die Größe der Radien die Federkräfte definieren bzw. beeinflussen kann.
Der Außenring und der Innenring können derartig ineinander übergehen, dass diese jeweils zumindest abschnittsweise eine Lamelle ausbilden, d.h. dass keine separaten Lamellen am Lagerelement vorhanden sind, sondern, dass diese jeweils vom Innenring oder vom Außenring gebildet werden, wie dies bspw. im Ausführungsbeispiel der Figur 2F ausgeführt ist.
Der Innenring und der Außenring sind beabstandet zueinander angeordnet, d.h. dass der Außenring bspw. einen größeren Durchmesser oder eine größere Diagonale als der Innenring aufweist, wobei wiederum in Abhängigkeit dieser Differenz die elastischen Eigenschaften variieren können. So kann der Durchmesser oder die Diagonale des Innenrings bspw. 80 mm betragen und der Durchmesser oder die Diagonale des
Außenrings bspw. 120 mm betragen. Wahlweise können die Durchmesser oder
Diagonalen auch anders definiert sein. Auch kann der Zwischenring genau mittig zwischen dem Innenring und dem Außenring angebracht sein aber auch näher am Innenring oder am Außenring.
Insbesondere ist/sind das Lagerelement bzw. deren Lamellen derartig ausgeführt, dass sich der Innenring und der Außenring jeweils um unterschiedliche Winkel zueinander verdrehen, wobei wiederum dieser Winkel in Abhängigkeit der Lamellen und/oder der Netzstruktur variieren kann.
Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass der Innenring und der Außenring auch eine quadratische und/oder rechteckige und/oder dergl. Kontur bzw. Umriss aufweisen können. Wenn also im vorliegenden von Außenring oder Innenring die Rede ist, so sind hiermit gleichermaßen auch quadratische und/oder rechteckige und/oder Kombinationen derartiger Konturen und Umrisse mit umfasst. Wobei der Innenring und/oder der
Außenring jeweils einen geschlossenen Umfang bzw. Umriss aufweisen.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Innenring und der Außenring und/oder die Lamellen jeweils separate Bauteile sind, die
entsprechend miteinander montiert werden können, um somit ein Lagerelement bzw. ein Lagersegment auszubilden. Es kann auch zudem vorgesehen sein, dass bspw. der Innenring und die Lamellen und/oder der Außenring und die Lamellen jeweils eine Einheit bilden und mit dem Innenring und/oder dem Außenring entsprechend verbunden werden. Die Verbindung kann bspw. als Nut-Feder-Verbindung ausgeführt sein. Auch denkbar wäre eine Welle-Nabe-Verbindung, so dass bspw. die Lamellen jeweils die Nabe bilden können.
Wenn zuvor das erfindungsgemäße Lagerelement beschrieben wurde, so sei an dieser Stelle ausdrücklich betont, dass alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit dem Lagerelement erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte der nachfolgenden Lageranordnung betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen vom erfindungsgemäßen Lagerelement die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für die erfindungsgemäße
Lageranordnung. In umgekehrter Weise gilt dasselbe, so dass auch alle Aspekte die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Lageranordnung erläutert werden, gleichermaßen Teilaspekte des Lagerelements sein können.
Zur Lösung der Aufgaben schlägt die Erfindung zudem eine Lageranordnung einer landwirtschaftlichen Maschine vor, welche zur Montage, Positionierung und
schwenkbaren Lagerung von zumindest zwei in landwirtschaftlichen Maschinen verwendeter Komponenten dient, wobei die Lageranordnung zumindest ein Lagerelement aufweist, welches einen Innenring zur Verbindung mit einer ersten Komponente und einen Außenring zur Verbindung mit einer zweiten Komponente umfasst.
Um eine Lageranordnung mit einem vereinfachten Aufbau und einer verbesserten Federkennlinie bzw. mit einem optimierten Federkraftverlauf zu schaffen, ist vorgesehen, dass zwischen dem Innenring und dem Außenring sich zumindest zwei elastisch verformbare Lamellen erstrecken und/oder angeordnet sind.
Die Lageranordnung findet insbesondere bei einer Aufhängungsvorrichtung einer landwirtschaftlichen Maschine Verwendung. Derartige Aufhängungsvorrichtungen dienen bspw. zur Montage, Positionierung und schwenkbaren Lagerung einer
Werkzeuganordnung zur Bodenbearbeitung und/oder zur Aussaat, wobei die jeweiligen Werkzeuge zur Bodenbearbeitung und/oder zur Aussaat an einem Schwenkarm montiert sein können. Der Schenkarm kann bspw. eine Schweißkonstruktion oder eine
Gusskonstruktion oder eine Kombination dieser Fertigungsverfahren sein. Auch kann der Schwenkarm ein Kunststoffelement sein, in welches Kunststoffelement wiederum Metalle, insbesondere an den Montagepositionen der Werkzeuge, eingesetzt sein können. Die Werkzeuganordnung kann bspw. ein Säschar bilden. Auch kann die Werkzeuganordnung eine Sech- bzw. Schneidscheibe umfassen. Ebenso kann die Werkzeuganordnung Zinken oder Rollen oder dergl. Elemente beinhalten. Des Weiteren wären jedoch noch andere in der Landwirtschaft eingesetzte Werkzeuge oder Komponenten denkbar.
Die Lageranordnung bzw. die Aufhängungsvorrichtung umfasst zunächst als erste Komponente bspw. einen Träger, welcher sich quer zur Fahrtrichtung an einer
landwirtschaftlichen Maschine erstrecken kann. Mit diesem Träger ist insbesondere der Innenring des Lagerelements verbunden, wobei die Verbindung bspw. kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig erfolgen kann.
Zudem umfasst die Lageranordnung bzw. die Aufhängungsvorrichtung als zweite Komponente einen Schwenkarm, an welchem jeweils die Werkzeuge bzw. Komponenten montiert werden können. Der Schwenkarm umfasst zudem bspw. einen Lagerabschnitt, der mit dem Außenring des Lagerelements verbunden wird. Die Verbindung erfolgt hierbei insbesondere kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig.
So könnte bspw. auch vorgesehen sein, dass der Innenring des Lagerelements den Träger umgreift sowie dass der Lagerabschnitt des Schwenkarms den Außenring bzw. das Lagerelement umgreift. So könnten die Kontur des Innenrings und/oder des Außenrings bzw. dessen Öffnung und/oder dessen Außenumriss an die Kontur der zu lagernden Komponenten angepasst sein. Auch könnten der Innenring und/oder der Außenring mit einer zu lagernden Komponente verschraubt sein.
Als Lagerelement ist ein elastisch verformbares Element vorgesehen, welches sich mit seiner Längsachse im Wesentlichen parallel zum Träger erstreckt und durch
Schwenkbewegungen des Schwenkarms oder des Trägers eine zumindest teilweise bzw. abschnittsweise Verformung erfährt. Das Lagerelement der Lageranordnung ist insbesondere derartig ausgeführt, dass dieses bei Schwenkbewegungen des Trägers- oder des Schwenkarms eine Federkraft erzeugt bzw. eine Vorspannkraft auf diese ausübt.
Die erfindungsgemäße Lageranordnung kann insbesondere bei
landwirtschaftlichen Maschinen eingesetzt werden, wobei es sich bei derartigen
Maschinen bspw. um eine Bodenbearbeitungsmaschine oder eine Sämaschine oder um eine kombinierte Maschine zur Bodenbearbeitung und zur Aussaat handeln kann. Die Maschine kann sowohl eine an einem Zugfahrzeug angebaute oder eine mittels eines Zugfahrzeugs gezogene Maschine sein. Auch kann die Maschine eine selbstfahrende bzw. auch eine autonome Maschine sein.
Der Schwenkarm bzw. die Werkzeuganordnung wird an einem, vorzugsweise sich quer zur Fahrrichtung erstreckenden Träger montiert. Der Träger kann wiederum ein Element einer Rahmenkonstruktion sein. Ebenso kann der Träger in dessen Höhe verstellbar sein und/oder um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert sein, wobei durch eine Höhenverstellung und/oder ein Verschwenken des Trägers ebenso der Schwenkarm und somit die Werkzeuganordnung in dessen Arbeitstiefe verstellbar sein kann.
Der Träger kann bspw. ein Profilrohr und/oder ein Rechteckrohr und/oder ein Quadratrohr und/oder ein Polygon sein. Dementsprechend kann auch die Außenkontur des Trägers geformt sein. Auch kann der Träger einen Hohlraum aufweisen oder als Vollmaterial ausgebildet sein. Auch kann der Träger ein offenes oder ein geschlossenes Profil umfassen. Am Träger kann ein Schwenkarm angebracht sein. Es können aber auch zwei oder mehr Schwenkarme angebracht sein.
Insbesondere kann der Innenring und/oder der Außenring an die Kontur des Trägers angepasst sein, wodurch kostengünstige Träger verwendet werden können, da die Vorspannkraft ausschließlich durch das Lagerelement definiert wird und nicht wie im Stand der Technik üblich durch die Kombination aus Träger und Lagerabschnitt mit einem Elastomerlager.
Zur schwenkbaren Lagerung am Träger weist der Schwenkarm einen
Lagerabschnitt auf, wobei der Lagerabschnitt hierbei in den Schwenkarm integriert sein kann, aber auch an diesem angebaut sein kann. Ebenso kann der Lagerabschnitt die zumindest weitgehend gleiche Innenkontur wie der T räger aufweisen. Jedoch kann insbesondere der Lagerabschnitt einen größeren Querschnitt als der Träger aufweisen. Der Lagerabschnitt kann zudem den Träger zumindest abschnittsweise umgreifen bzw. umfassen. Auch kann der Lagerabschnitt einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein.
Insbesondere besteht der Lagerabschnitt aus zwei Schalen und/oder Halbschalen. Die Schalen können zudem verschraubt werden und können somit den T räger wiederum komplett umgreifen.
Mittels der Lageranordnung kann jeweils eine definierte Federkraft bzw.
Vorspannkraft auf die mittels dieser gelagerten Werkzeuge bzw. Komponenten erzeugt werden.
Die Lageranordnung ist vorzugsweise derartig ausgeführt, dass sich in einem ersten Auslenkungsbereich ein linear zunehmender Federkraftverlauf und/oder ein progressiver Federkraftverlauf einstellt bzw. erzeugt wird. An den ersten
Auslenkungsbereich kann sich ein zweiter Auslenkungsbereich anschließen, in welchem zweiten Auslenkungsbereich sich ein degressiver Federkraftverlauf einstellt bzw. erzeugt wird. Darüber hinaus kann sich an den zweiten Auslenkungsbereich wiederum ein dritter Auslenkungsbereich anschließen, in welchem sich ein linear abnehmender
Federkraftverlauf und/oder regressiver Federkraftverlauf einstellt bzw. erzeugt wird. Die Übergänge zwischen den Federkraftverläufen können jeweils nahtlos sein.
Ein linear zunehmender und/oder progressiver Federkraftverlauf zu Beginn der Auslenkung bedeutet hierbei, dass die Vorspannkraft zunächst zunehmend ist, was bedeutet, dass solange sich die Werkzeuganordnung im Bodenkontakt befindet die Federkraft bzw. die durch den Boden hervorgerufene Reaktionskraft in Abhängigkeit der Auslenkung zunimmt. Dies hat zunächst den Vorteil, dass für die eigentliche
Bodenbearbeitung und/oder Aussaat eine ausreichende Vorspannkraft an den
Werkzeugen angreift. Erreicht jedoch die Auslenkung bspw. bei Auftreffen auf einen Stein oder dergl. einen zweiten Auslenkungsbereich, so ist es erforderlich, dass die
Vorspannkraft abnimmt bzw. zumindest nicht noch weiter steigt. Dies wird mit dem Lagerelement dadurch erreicht, dass die Lamellen derartig ausgeführt sind, dass sich ab einem bestimmten Auslenkungswinkel ein degressiver Federkraftverlauf einstellt, d.h. dass die Vorspannkraft nicht mehr zunimmt, sondern konstant bleibt oder sich verringert, was bei einem noch größeren Auslenkungswinkel durch den Übergang in einen linear abnehmenden und/oder regressiven Federkraftverlauf noch weiter verbessert wird.
Es kann vorgesehen sein, dass die Auslenkungsbereiche, insbesondere bei der Lagerung von landwirtschaftlichen Bodenbearbeitungswerkzeugen oder Säscharen auf die jeweiligen Arbeitstiefen abgestimmt sind, so dass bspw. der erste Auslenkungsbereich bzw. der erste Verdrehwinkel 0 cm bis 5 cm entspricht, der zweite Auslenkungsbereich 5 cm bis 10 cm entspricht und der dritte Auslenkungsbereich bspw. 10 cm bis 15 cm und mehr entspricht. Auch hierbei wären andere Maße denkbar.
Es sei darauf hingewiesen, dass an einer landwirtschaftlichen Maschine auch eine Mehrzahl erfindungsgemäßer Lageranordnungen Verwendung finden können, wobei diese jeweils zur schwenkbaren Lagerung gleicher Werkzeuge verwendet werden können, aber auch zur schwenkbaren Lagerung verschiedener Werkzeuge bzw.
Komponenten. Hierfür können die Lagerelemente bzw. die Lageranordnungen auch unterschiedlich ausgeführt sein.
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Es zeigen:
Figur 1 A eine Perspektivansicht einer Ausführungsvariante eines zweitteilig, insbesondere aus zwei Lagersegmenten, ausgebildeten
Lagerelements mit einem Innenring und einem Außenring sowie mit einer Mehrzahl sich zwischen diesen erstreckenden Lamellen, welche eine grobe Netzstruktur bilden.
Figur 1 B eine Perspektivansicht einer Ausführungsvariante eines vierteilig, insbesondere aus vier Lagersegmenten, ausgebildeten
Lagerelements mit einem Innenring und einem Außenring sowie mit einer Mehrzahl sich zwischen diesen erstreckenden Lamellen, welche eine grobe Netzstruktur bilden.
Figur 2A eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante eines einteilig
ausgebildeten Lagerelements mit einem Innenring und einem Außenring sowie einer Mehrzahl sich radial im Uhrzeigersinn zwischen diesen erstreckenden Lamellen, welche ein grobe Netzstruktur bilden. Figur 2B eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante eines einteilig ausgebildeten Lagerelements mit einem Innenring und einem Außenring und einem zwischen dem Innenring und dem Außenring angebrachten Zwischenring, wobei sich jeweils zwischen Innenring und Zwischenring eine Mehrzahl gerade verlaufender sowie zwischen Zwischenring und Außenring eine Mehrzahl radial verlaufender Lamellen erstrecken, wodurch das Lagerelement eine Netzstruktur aufweist.
Figur 2C eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante eines einteilig
ausgebildeten Lagerelements mit einem Innenring und einem Außenring und einem zwischen dem Innenring und dem Außenring angebrachten Zwischenring, wobei sich jeweils zwischen Innenring und Zwischenring sowie zwischen Zwischenring und Außenring jeweils eine Mehrzahl von gerade verlaufender Lamellen erstrecken, wodurch das Lagerelement eine Netzstruktur aufweist.
Figur 2D eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante eines einteilig
ausgebildeten Lagerelements, wobei der Aufbau der Netzstruktur dem Lagerelement der Figuren 1 A und 1 B entspricht, mit einem Innenring und einem Außenring, wobei das Lagerelement zwischen den Innenring und dem Außenring verschiedenartige Netzstrukturen aufweist. So umfasst dieses zwei Abschnitte, in welchen sich zwischen dem Innenring und dem Außenring eine Mehrzahl von radial im Uhrzeigersinn erstreckende Lamellen angebracht sind, sowie zwei weitere Abschnitte, in welchem zwischen drei gerade verlaufenden Ringen sich zwei Zwischenringe befinden.
Figur 2E eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante eines mehrteilig
ausgebildeten Lagerelements, welches in zusammengesetzter Weise dem Lagerelement der Figur 2D entspricht, wessen
Abschnitte jedoch im Gegensatz zur Figur 2D als Lagersegmente ausgeführt sind.
Figur 2F eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante eines mehrteilig, aus zwei Lagersegmenten, ausgebildeten Lagerelements, wobei jedes Lagersegment einem Innenring und einem Außenring aufweist, wobei der Innenring und der Außenring jeweils die Lamellen bilden, bzw. jeweils nahtlos in die Lamellen übergehen.
Figur 3 ein durch das erfindungsgemäße Lagerelement hervorgerufene
Auslenkmoment-Auslenkwinkel-Diagramm, aus welchem weitere Details der Zusammenhänge zwischen Auslenkungsbereich bzw. Auslenkwinkel, d.h. zwischen der elastischen Verformung und der mittels des Lagerelements vorzugsweise erzeugten Federkraft ersichtlich werden.
Figur 4 eine Perspektivansicht einer Ausführungsvariante einer
landwirtschaftlichen Maschine, an welcher ein Mehrzahl von erfindungsgemäßen Lageranordnungen angebracht sein kann.
Figur 5A eine Seitenansicht einer Lageranordnung zur schwenkbaren
Lagerung einer in einer landwirtschaftlichen Maschine verwendeten Werkzeuganordnung, wobei das hierbei verwendete Lagerelement sich in einer Grundstellung bzw. in Eingriff in einer Bodenoberfläche befindet.
Figur 5B eine Seitenansicht einer Lageranordnung zur schwenkbaren
Lagerung einer in einer landwirtschaftlichen Maschine verwendeten Werkzeuganordnung, wobei das hierbei verendete Lagerelement sich in einer ausgelenkten bzw. in einer elastisch verformten Stellung befindet.
Die in den Figuren 1 bis 5 gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen
Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie das
Erfindungsgemäße Lagerelement und die Lageranordnung ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
Verschiedene Ausführungsvarianten von erfindungsgemäßen Lagerelementen 10 gehen aus den Figuren 1 und 2 hervor, wobei die Figur 1 A hierbei eine Perspektivansicht einer Ausführungsvariante eines zweiteilig, insbesondere aus zwei Lagersegmenten 12, ausgebildeten Lagerelements 10 mit einem Innenring 14 und einem Außenring 16 sowie mit einer Mehrzahl sich zwischen diesen erstreckenden bzw. angebrachten Lamellen 18 zeigt. Eine weitere Perspektivansicht einer Ausführungsvariante eines vierteilig, insbesondere aus vier Lagersegmenten 12, ausgebildeten Lagerelements 10 mit einem Innenring 14 und einem Außenring 16 sowie mit einer Mehrzahl sich zwischen diesen erstreckenden Lamellen 18 geht darüber hinaus aus der Figur 1 B hervor.
Des Weiteren zeigen die Figuren 2A bis 2F jeweils Seitenansichten von
verschiedenen Lagerelementen 10. Hierbei zeigt die Figur 2A eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante eines einteilig ausgebildeten Lagerelements 10 mit einem Innenring 14 und einem Außenring 16 sowie einer Mehrzahl von sich radial im Uhrzeigersinn zwischen diesen erstreckenden Lamellen 18. Die abgebildeten Lamellen 18 sind jeweils spiralförmig ausgebildet und umspannen einen Winkel der größer ist als 10°.
Aus der Figur 2B geht eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante eines einteilig ausgebildeten Lagerelements 10 mit einem Innenring 14 und einem Außenring 16 und einem zwischen dem Innenring 14 und dem Außenring 16 angebrachten Zwischenring 20 hervor, wobei sich jeweils zwischen Innenring 14 und Zwischenring 20 eine Mehrzahl gerade verlaufender sowie zwischen Zwischenring 20 und Außenring 16 eine Mehrzahl radial verlaufender Lamellen 18 erstrecken, wodurch das Lagerelement 10 eine
Netzstruktur 22 aufweist.
Die Figur 2C zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante eines einteilig ausgebildeten Lagerelements 1 mit einem Innenring 14 und einem Außenring 16 und einem zwischen dem Innenring 14 und dem Außenring 16 angebrachten Zwischenring 20, wobei sich jeweils zwischen Innenring 14 und Zwischenring 20 sowie zwischen
Zwischenring und Außenring 16 jeweils eine Mehrzahl von gerade verlaufender Lamellen 18 erstrecken, wodurch das Lagerelement 10 eine Netzstruktur 22 aufweist.
Des Weiteren zeigt die Figur 2D eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante eines einteilig ausgebildeten Lagerelements 10, wobei der Aufbau des Netzes 22 dem Lagerelement 10 der Figuren 1A und 1 B entspricht, mit einem Innenring 14 und einem Außenring 16, wobei das Lagerelement 10 zwischen dem Innenring 14 und dem
Außenring 16 verschiedenartige Netzstrukturen 22 aufweist. So umfasst dieses zwei Abschnitte, in welchen sich zwischen dem Innenring 14 und dem Außenring 16 eine Mehrzahl von radial im Uhrzeigersinn erstreckende Lamellen 18 angebracht sind, sowie zwei weitere Abschnitte in welchem zwischen drei gerade verlaufenden Lamellen 18 sich zwei Zwischenringe 20 befinden. Im Gegensatz zu den Figuren 2A bis 2D, in denen jeweils einteilig ausgebildete Lagerelemente 10 dargestellt sind, zeigt die Figur 2E eine Seitenansicht einer
Ausführungsvariante eines mehrteilig ausgebildeten Lagerelements 10, welches in zusammengesetzter Weise dem Lagerelement 10 der Figur 2D entspricht, wessen Abschnitte jedoch im Gegensatz zur Figur 2D als Lagersegmente 12 ausgeführt sind. Des Weiteren zeigt die Figur 2F noch eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante eines mehrteilig, aus zwei Lagersegmenten 12, ausgebildeten Lagerelements 10, wobei jedes Lagersegment 12 einen Innenring 14 und einem Außenring 16 aufweist, wobei der Innenring 14 und der Außenring 16 jeweils die Lamellen 20 bilden bzw. die Lamellen 20 jeweils in den Innenring 14 und/oder den Außenring 16 übergehen.
Darüber hinaus ist im Ausführungsbeispiel der Figur 2E noch beispielhaft der Mittelpunktswinkel a eines Lagersegments 12 abgebildet, wobei dieser kleiner ist als 180° jedoch größer ist als 90°, und wobei hierbei wiederum jeweils zwei Lagesegmente die gleichen Mittelpunktswinkel a aufweisen.
Mittels der erfindungsgemäßen Lagerelemente 10 kann jeweils eine Federkraft 28 bzw. eine Federkennlinie 24 erzeugt werden. Die Zusammenhänge zwischen dem jeweiligen Auslenkwinkel bzw. dem Verdrehwinkel 26 und dem somit mittels der
Lagerelemente 10 erzeugten Auslenkmoment 28 der somit erzeugten Federkraft 28 gehen aus dem Diagramm der Figur 3 hervor. So kann das Lagerelement 10 bzw. dessen Netzstruktur 22 und/oder dessen Lamellen 18 derartig ausgeführt sein, dass sich in einem ersten Verformungs- bzw. Auslenkungsbereich 30 ein linear zunehmender
Federkraftverlauf 28 und/oder ein progressiver Federkraftverlauf 28 einstellt bzw. erzeugt wird. An den ersten Auslenkungsbereich 30 kann sich ein zweiter Auslenkungsbereich 32 anschließen, in welchem zweiten Auslenkungsbereich 32 sich ein degressiver
Federkraftverlauf 28 einstellt bzw. erzeugt wird. Darüber hinaus kann sich an den zweiten Auslenkungsbereich 32 wiederum ein dritter Auslenkungsbereich 34 anschließen in welchem sich ein linear abnehmender Federkraftverlauf 28 und/oder regressiver
Federkraftverlauf 28 einstellt bzw. erzeugt wird.
Der erste Auslenkungsbereich 30 könnte hierbei bspw. einem Verdrehwinkel 26 von 0° bis 5° entsprechen, der zweite Auslenkungsbereich 32 bspw. einem Verdrehwinkel 26 von 5° bis 10° sowie der dritte Auslenkungsbereich 34 einem Verdrehwinkel 26 von 10° bis 15°. Grundsätzlich wären hierbei auch andere Verdrehwinkel bzw.
Auslenkungsbereiche denkbar bzw. vorstellbar. Ein linear zunehmender und/oder progressiver Federkraftverlauf 28 zu Beginn der Auslenkung bedeutet hierbei zunächst, dass die Federkraft 28 zunächst zunehmend ist, was bedeutet, dass solange sich bspw. eine Werkzeuganordnung (vergl. Figur 5) im Bodenkontakt befindet die Federkraft 28 in Abhängigkeit der Auslenkung zunimmt. Dies hat zunächst den Vorteil, dass für die eigentliche Bodenbearbeitung und/oder Aussaat eine ausreichende Federkraft 28 an den Werkzeugen angreift. Erreicht jedoch die Auslenkung bspw. bei Auftreffen auf einen Stein oder dergl. einen zweiten Auslenkungsbereich 32, so ist es erforderlich, dass die
Federkraft 28 abnimmt bzw. zumindest nicht noch weiter steigt.
Eine Ausführungsvariante einer landwirtschaftlichen Maschine 36 bzw. einer Bodenbearbeitungs- und/oder Sämaschine 36, an welcher eine Mehrzahl von
erfindungsgemäßen Lageranordnungen 38 angebaut sein können, zeigt die
Perspektivansicht der Figur 4. Bei der vorliegenden Maschine 36 handelt es sich um eine Bodenbearbeitungsmaschine 40 in Form einer sog. Scheibenegge. Die Maschine 36 wird mittels einer hier nicht dargestellten Zugmaschine über eine landwirtschaftliche Fläche bewegt, wobei hierfür zur Verbindung mit der Zugmaschine im vorderen Bereich eine Zugdeichsel 42 vorgesehen ist.
An die Zugdeichsel 42 schließt eine Rahmenkonstruktion an, welche sich aus einen Mittelrahmen 44 und zwei schwenkbar zu diesem angeordneten Seitenrahmen 46 zusammensetzt. Am hinteren Ende befindet sich zudem ein mittels Zylinder 48 in dessen Position verschwenkbares Fahrwerk 50, welches Fahrwerk 50 bspw. für einen
Straßentransport der Maschine 36 nach unten verschwenkt werden kann. Zudem sind den jeweiligen Seitenrahmen 46 jeweils zwei Tiefenführungsräder 52 vorgeordnet sowie dem Mittelrahmen 44 und den Seitenrahmen 46 jeweils zwei Packerwalzen 54 nachgeordnet. Mittels der Tiefenführungsräder 52 und der Packerwalzen 54 wird bzw. kann jeweils die Arbeitstiefe der Bodenbearbeitungsmaschine 40 verändert werden bzw. die Bodenbearbeitungsmaschine 40 gleichmäßig über einer landwirtschaftlichen Fläche geführt werden, wobei hierfür die Tiefenführungsräder 52 und Packerwalzen 54 höhenverstellbar zur Rahmenkonstruktion angebracht sind.
An der Rahmenkonstruktion sind jeweils quer zur Fahrrichtung 56 ausgerichtete Träger 58 angebracht. Die Träger 58 erstrecken sich hierbei zudem über die gesamte Arbeitsbreite der Maschine 36. Darüber hinaus sind die Träger 58 in zwei Reihen hintereinander angebracht. An den Trägern 58 sind jeweils beabstandet zueinander, wiederum über die gesamte Arbeitsbreite der Maschine 44 verteilt, erfindungsgemäße Lageranordnungen 38 mit Aufhängungsvorrichtungen 60 angeordnet. An den
Aufhängungsvorrichtungen 60 sind im Ausführungsbeispiel der Figur 1 zudem Werkzeuganordnungen 62 angebracht, welche eine Schneidscheibe beinhalten. Mittels der Schneidscheiben wird jeweils die Ackerfläche entsprechend bearbeitet bzw. gelockert. Die Werkzeuganordnungen 62 bilden somit eine auch als Scheibenegge bezeichnete landwirtschaftliche Maschine 44 bzw. Bodenbearbeitungsmaschine 40.
Zur Einebnung des mittels der Werkzeuganordnungen 62 gelockerten
Ackerbodens sind zwischen den Schneidscheiben und den Packerwalzen 54 zudem noch Einebnungswerkzeuge 64 angebracht, welche ebenso mittels erfindungsgemäßer Lageranordnungen 38 an einem Träger gelagert sein könnten.
Weitere Details der Erfindung gehen aus den Seitenansichten der Figuren 5A und 5B hervor. Gezeigt ist hierbei jeweils eine Lageranordnung 38 bzw. eine
Aufhängungsvorrichtung 60 zur Montage und schwenkbaren Lagerung einer
Werkzeuganordnung 62, wobei die Werkzeuganordnung 62 gemäß der Figuren 5A und 5B eine Schneidscheibe umfasst und somit eine Werkzeuganordnung 62 zur
Bodenbearbeitung bildet. Es wären aber auch Werkzeuganordnungen 62 zur Aussaat bzw. sog. Säschare oder Zinkenwerkzeuge oder dergl. denkbar. Auch andere in landwirtschaftlichen Maschinen verwendete Komponenten könnten mittels einer entsprechenden Lageranordnung 38 gelagert werden.
Gemäß der Figur 5A befindet sich hierbei die Werkzeuganordnung 62 bzw. die Schneidscheibe in einem Eingriff in eine Bodenoberfläche 66 sowie gemäß der Figur 5B in einer durch ein Hindernis wie bspw. einem Stein hervorgerufenen ausgelenkten Stellung.
Die Werkzeuganordnung 62 umfasst einen Schwenkarm 68 der an einem sich quer zur Fahrrichtung 56 erstreckenden Träger 58 montiert wird. Dabei kann der Träger 58 wiederum ein Element einer Rahmenkonstruktion sein. Ebenso kann der Träger 58 in dessen Höhe verstellbar sein und/oder um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert sein, wobei durch eine Höhenverstellung und/oder ein Verschwenken des Trägers 58 ebenso der Schwenkarm 68 und somit die Werkzeuganordnung 62 in dessen Arbeitstiefe verstellbar sein kann.
Der Träger 58 ist als ein Profilrohr ausgeführt. Zudem ist der Innenring 14 des Lagerelements 10 an die Kontur des Trägers 58 angepasst, wodurch kostengünstige Träger 58 verwendet werden können, da die Federkraft 28 lediglich durch das
Lagerelement 10 und nicht durch die Paarung des Trägers und des Lagerelements 10 definiert wird. Zur schwenkbaren Lagerung am Träger 58 weist der Schwenkarm 68 einen Lagerabschnitt 70 auf, wobei der Lagerabschnitt 70 hierbei in den Schwenkarm 68 integriert ist. Dieser könnte aber auch an diesem angebaut sein. Der Lagerabschnitt 70 umgreift zudem den Träger 58. Auch ist der Lagerabschnitt 70 mehrteilig ausgeführt. Der Lagerabschnitt 70 besteht aus zwei Schalen und/oder Halbschalen, welche Schalen zudem verschraubt werden können und somit den Träger 58 wiederum komplett umgreifen können.
Mittels der Lageranordnung 38 kann jeweils eine definierte Vorspannkraft bzw. Federkraft 28 auf die mittels dieser gelagerten Werkzeuganordnung 62 erzeugt werden, wobei diese wiederum in Abhängigkeit der elastischen Verformung bzw. in Abhängigkeit des Verdrehwinkels 26 entsprechend variieren kann. So kann bspw. die mittels des Lagerelements 10 erzeuge Federkraft 28 gemäß der Figur 5A kleiner sein als gemäß der Figur 5B oder umgekehrt.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten
Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und
Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sind die Merkmale der unabhängigen Ansprüche jeweils unabhängig voneinander offenbart. Zusätzlich sind auch die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von sämtlichen Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Anspruchs 1 oder des Anspruchs 20 offenbart.
Bezuqszeichenliste
10 Lagerelement
12 Lagersegment
14 Innenring
16 Außenring
18 Lamelle
20 Zwischenring
22 Netz; Netzstruktur
24 Federkennlinie
26 Verdrehwinkel
28 Auslenkmoment, Federkraft
30 erster Auslenkbereich
32 zweiter Auslenkbereich
34 dritter Auslenkbereich
36 landwirtschaftliche Maschine
38 Lageranordnung
40 Bodenbearbeitungsmaschine
42 Zugdeichsel
44 Mittelrahmen
46 Seitenrahmen
48 Zylinder
50 Fahrwerk
52 Tiefenführungsrad
54 Packerwalze
56 Fahrtrichtung
58 Träger
60 Aufhängungsvorrichtung 62 Werkzeuganordnung 64 Einebnungswerkzeug 66 Bodenoberfläche
68 Schwenkarm
70 Lagerabschnitt

Claims

Ansprüche
1. Lagerelement (10) zur Montage, Positionierung und schwenkbaren Lagerung von Komponenten, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (10) einen Innenring (14) und einen Außenring (16) aufweist, zwischen welchen sich zumindest zwei elastisch verformbare Lamellen (18) erstrecken und/oder angeordnet sind.
2. Lagerelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (18) bei Schwenkbewegungen des Innenrings (14) und/oder des Außenrings (16) eine Federkraft (28) und/oder Vorspannkraft erzeugen.
3. Lagerelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Federkraft (28) und/oder die Federkennlinie (24) in Abhängigkeit der Konturen und der elastischen Materialeigenschaften der Lamellen (18) definiert werden.
4. Lagerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Innenring (14) eine Öffnung aufweist, wobei die Öffnung einen zumindest abschnittsweisen runden und/oder kreisförmigen und/oder rechteckigen und/oder quadratischen Umriss aufweist und dass das Lagerelement (10) einen Außenumriss aufweist, welcher einen zumindest abschnittsweisen runden und/oder kreisförmigen und/oder quadratischen und/oder rechteckigen Umriss aufweist.
5. Lagerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Innenring (14) eine Außenkontur umfasst, welche einen zumindest abschnittsweisen runden und/oder kreisförmigen und/oder
quadratischen und/oder rechteckigen Umriss aufweist und dass das Lagerelement (10) einen Außenring (16) aufweist, welcher Außenring (16) eine Innenkontur umfasst, welche einen zumindest abschnittsweisen runden und/oder kreisförmigen und/oder quadratischen und/oder rechteckigen Umriss aufweist.
6. Lagerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass dieses aus einem Material gefertigt ist oder dass dieses aus zumindest zwei unterschiedlichen Materialien gefertigt ist.
7. Lagerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass dieses aus einem Faserverbundwerkstoff gefertigt ist, dessen Matrix und/oder Fasern die Federkennlinie (24) definieren.
8. Lagerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Lamellen (18) einen von innen nach außen und/oder von außen nach innen sich aufweitenden und/oder verjüngenden Verlauf aufweisen, insbesondere einen sich konisch aufweitenden und/oder verjüngenden Verlauf.
9. Lagerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Lamellen (18) radial zwischen dem Innenring (14) und dem Außenring (16) verlaufen und/oder angeordnet sind, wobei sich deren Krümmungsradien durch eine Auslenkung und/oder durch eine elastische Verformung vergrößern oder verkleinern.
10. Lagerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass mittels diesem der rotatorische Freiheitsgrad in zumindest eine Richtung begrenzt oder blockiert ist.
1 1. Lagerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen zumindest einige Lamellen (18) zwischen dem Innenring (14) und dem Außenring (16) ein zusätzlicher Zwischenring (20) angebracht ist.
12. Lagerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Lagerelement (10) eine Netzstruktur (22) aufweist.
13. Lagerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Lamellen (18) zwischen dem Innenring (14) und einer weiteren Lamelle (18) oder zwischen dem Außenring (16) und einer weiteren Lamelle (18) angeordnet sind.
14. Lagerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Innenring (14) und der Außenring (16) mittels
Formschluss und/oder Kraftschluss und/oder Stoffschluss mit den jeweiligen zu lagernden Komponenten verbunden sind.
15. Lagerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass in einem ersten Auslenkungsbereich (30) ein linear zunehmender Federkraftverlauf und/oder ein progressiver Federkraftverlauf erzeugt wird.
16. Lagerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass sich an den ersten Auslenkungsbereich (30) ein zweiter Auslenkungsbereich (32) anschließt, in welchem zweiten Auslenkungsbereich (32) ein degressiver Federkraftverlauf erzeugt wird.
17. Lagerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass sich an den zweiten Auslenkungsbereich (32) ein dritter Auslenkungsbereich (34) anschließt, in welchem ein linear abnehmender
Federkraft und/oder regressiver Federkraftverlauf erzeugt wird.
18. Lagerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass sich dieses aus zwei oder mehr Lagersegmenten (12) zusammensetzt, welche Lagersegmente (12) identisch oder verschieden ausgeführt sind.
19. Lagerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Außenring (16) und/oder der Innenring (14) zumindest abschnittsweise eine Lamelle (18) ausbilden.
20. Lageranordnung (38) einer landwirtschaftlichen Maschine (36) zur Montage und schwenkbaren Lagerung von zumindest zwei in landwirtschaftlichen Maschinen (36) verwendeter Komponenten, wobei die Lageranordnung (38) zumindest ein Lagerelement (10) aufweist, welches einen Innenring (14) zur Verbindung mit einer ersten Komponente und einen Außenring (16) zur Verbindung mit einer zweiten Komponente umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Innenring (14) und dem Außenring (16) sich zumindest zwei elastisch verformbare Lamellen (18) erstrecken und/oder angeordnet sind.
21. Lageranordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (18) bei Schwenkbewegungen des Innenrings (14) und/oder des Außenrings (16) eine Federkraft (28) und/oder Vorspannkraft erzeugen.
22. Lageranordnung nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Federkräfte (28) und/oder die Federkennlinie (24) in Abhängigkeit der Konturen und der elastischen Materialeigenschaften der Lamellen (18) definiert werden.
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