| Beschreibung[de] |
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Die Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung gemäß den
oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Bei Schneidvorrichtungen dieser Art sollen die federnden
Abstützungen der Messer beim Auftreffen von Fremdkörpern,
wie Steinen, ein Zurückweichen der Messer aus dem
Förderkanal ermöglichen. Jedoch soll insbesondere bei
stumpfgewordenen Messerschneiden nicht allein der Schneid- und
Förderdruck des Futters genügen, um die Messer aus dem
Förderkanal zu verschwenken. Deshalb ist eine federnde
Messerabstützung wünschenswert, die eine hohe
Messerstützkraft aufweist und somit erst ab einer hohen Gegenkraft
anspricht (hohe Ansprechschwelle), nach dem Ansprechen jedoch
eine relativ niedrige Ausschwenkkraft benötigt, damit ein
größerer Fremdkörper die Messerschneiden nicht noch
zusätzlich beschädigt, wenn die nötige Ausschwenkkraft und
damit die Beanspruchung der Messerschneiden bei üblichen,
sich verhärtenden Federn anwachsen würde.
Aus der DE-PS 33 31 260 ist eine Schneidvorrichtung der
obengenannten Art bekannt, bei der teilweise auf Knickung
beanspruchte Blattfedern für die Abfederung der Messer
vorgesehen sind und diese mit einem Anschlagbügel
zusammenwirken, um die freie Knicklänge zur Erzielung einer hohen
Messerabstützkraft zu verringern.
Durch den Anschlagbügel ergibt sich jedoch ein
konstruktiver Mehraufwand, der pro Messer entsprechend der hohen
Federkraft stabil genug ausgelegt sein muß. Zudem bedingt
der Anschlagbügel eine relativ starke Abknickung der
Blattfeder beim vorübergehenden Ausschwenken des Messers aus dem
Förderkanal, so daß die Blattfeder an der Anlagestelle am
Anschlagbügel stark belastet ist. Dies hat zur Folge, daß
die Blattfeder zur Erreichung einer möglichst hohen
Messerstützkraft nicht beliebig stark dimensioniert werden kann,
da bei stärkerem Materialquerschnitt der Blattfeder die
Gefahr besteht, daß an der Anlagestelle am Anschlagbügel
Materialbeanspruchungen bis zur Streckgrenze und damit
bleibende Verformungen auftreten. Somit bleibt hier
entweder die Höhe der erreichbaren Messerabstützkraft
(Ansprechschwelle) oder der mögliche Knickwinkel
(Messerausschwenkwinkel) begrenzt. Eine weitere Verlängerung der
Blattfederlänge, um deren Knickwinkel zu verkleinern,
verbietet sich aufgrund der bei derartigen
Schneidvorrichtungen herrschenden räumlichen Enge.
Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese
Mängel und Begrenzungen zu beseitigen und eine kompakte
und einfache Schneidvorrichtung der eingangs genannten Art
zu schaffen, die die gewünschte Federkennlinie mit
beträchtlich höherer Ansprechschwelle bei zugleich großem
Knickwinkel ohne Überbeanspruchung des Federmaterials
ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Ausbildung ergibt folgende Vorteile:
- - Erstmalig wird eine Schraubenfeder zur Abfederung
benutzt, die durch die Belastungsrichtung auf Knickung
beansprucht wird. Dadurch ergibt sich eine hohe
Ansprechschwelle und eine im Vergleich dazu kleinere Kraft
bei der weiteren Abknickung. Schraubenfedern wurden
bisher meist verwendet, um bereits bei kleinen
Belastungskräften "weich" anzusprechen und sich mit zunehmendem
Federweg zu verhärten, während die erfindungsgemäße
Gestaltung mittels der Schraubenfeder die genau umgekehrte
Federkennlinie bietet. Daher kommt dieser Art von Feder
eigenständige erfinderische Bedeutung zu, da auch bei
ähnlichen Vorrichtungen oft eine hohe Ansprechkraft und
dann eine abfallende Federgegenkraft gefordert ist.
- Die Schraubenfeder ist sehr kompakt und benötigt einen
geringen Bauraum, dessen Höhe im allgemeinen kleiner
als die Messerlänge ist.
- Außer aus der Feder besteht die Federvorrichtung
lediglich aus den verbindenden Bolzenaufnahmen zum Messer
und zur Abstützung. Dadurch wird die Federvorrichtung
einfach und ohne großen Fertigungsaufwand herstellbar.
- Die kompakte Schraubenfeder legt unter dem
Schnittdruck des Futters ihre Wicklungen vollständig
aufeinander, und überbrückt dadurch die fertigungsbedingten
kleinen
Spalte zwischen den Wicklungen. Dadurch wird die
Schraubenzugfeder nahezu als starre Abstütz-Strebe, so daß
selbst bei erhöhtem Schnittdruck, wie z. B. bei stumpfgewordenen
Messern, die Messer nicht ungewollt ausschwenken. Erst ab
einer hohen Ansprechschwelle, die durch die Neigung der
Schraubenfeder zu ihren Anlenkpunkten einstellbar ist
und nur durch ein Auftreffen von starren Fremdkörpern
erreicht wird, steigt die Kraftrichtungskomponente auf die
Schraubenfeder an und diese knickt augenblicklich aus.
Dies erfolgt mit einer gegenüber der Messerabstützkraft in
Arbeitsstellung geringeren Kraft, so daß sich bis zum
Ausknicken die gewünschte, zunächst steil steigende
Federkennlinie ergibt, die beim Ausweichen gegen die verringerte
Federkraft stark abfällt. Diese Federkraft ist jedoch
noch ausreichend, um das Messer nach Passieren des Fremdkörpers
in den Förderkanal zurückzuverschwenken.
- Würde eine kompakte, kurze und dennoch starke dimensionierte
Blattfeder um den zum vollständigen Ausschwenken aus dem
Förderkanal nötigen Winkel ca. 90° abgewinkelt, so würde
deren Federkennlinie wieder stark ansteigen und die
Blattfeder deformiert werden oder gar brechen. Bei der
erfindungsgemäßen Schraubenfeder ist ein Ausknicken um diesen
Schwenkwinkel von ca. 90° und bis zu 180° selbst bei kurzer,
kompakter und stark dimensionierter Ausführung problemlos,
da sich der Schwenkwinkel auf mehrere Windungen verteilt.
In einer vorteilhaften Ausführung mit ca. 30 Windungen nehmen
z. B. die mittleren 15 Windungen an der durch Knicken
verursachten Verformung teil und jede Windung wird durch die
Torsionsbeanspruchung innerhalb der Wicklung um lediglich ca.
6° verdreht. Dadurch erhöht sich die Standfestigkeit
beträchtlich oder es kann im Vergleich zu den Blattfedern preiswerterer
Werkstoff genommen werden.
- Durch die Neigung der Schraubenfeder um wenige Grad
gegenüber der Verbindungslinie ihrer Anlenkpunkte ist die Ausknickrichtung
immer vorgegeben und es brauchen keine weiteren
Führungsmittel vorgesehen werden.
- Die Verbindungsstücke zwischen Feder und Messer bzw.
Abstützung können in einfachster Weise an der Feder befestigt werden,
indem sie mit einem Außengewinde versehen werden und in die
Feder, deren Wicklungen ein Innengewinde bilden, eingeschraubt
werden. Werden die Querbohrungen der Verbindungsstücke etwas
außermittig zur Federmittelachse angebracht, so kann durch
Drehung der Winkel α auch noch nachträglich verstellt und
damit die Messerstützkraft (Ansprechschwelle) eingestellt
werden. Dies kann ggf. auch durch ähnliche Mittel wie
Exzenterbolzen oder Keile erfolgen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung in schematischer Darstellung mit zwei Ausführungen
der Ausschaltvorrichtung gezeigt und nachfolgend
beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße
Schneidvorrichtung in Seitenansicht.
Bei einem nicht näher dargestellten Ladewagen wird das
Erntegut durch den Förderkanal 1 hindurch transportiert
und bei Bedarf durch Messer 2, die durch Schlitze in den
Förderkanal 1 hineinragen, geschnitten. Die Messer 2 sind
zum einen an einem Schwenklager 4 aus dem Förderkanal 1
herausschwenkbar gelagert und zum andern an ihrem oberen
Ende über eine Feder 3 abgestützt und werden so in ihrer
Arbeitsstellung im Förderkanal 1 gehalten. Bei
Fremdkörpereinwirkung, wie z. B. Steine, die gegen die Messer 2 gedrückt
werden, dreht sich das Messer 2 um das Schwenkgelenk 4 und
beansprucht die Feder 3, die am Messer 2 mit dem
Messergelenk 5 und zur festen Abstützung an einem Abstützgelenk 6
gelagert ist.
Die Arbeitsstellung wird im wesentlichen durch die Lage des
Messers 2, der Feder 3, die in der erfindungsgemäßen
Ausführung durch eine Schraubenfeder 7 mit Windungen 8gebildet wird, und die diese Teile verbindende Gelenke 5 und
6 festgelegt.
Die Stellung bei Fremdkörpereinwirkung mit teilweise aus
dem Förderkanal 1 herausgeschwenkten Messern 2&min; wird mit
einem einfachen Beistrich bei Messergelenk 5&min;, Feder 7&min;
mit sich spreizenden Windungen 8&min; usw. gekennzeichnet.
Das Abstützgelenk 6 bleibt auch bei Fremdkörpereinwirkung
ortsfest und die Bezeichnung 6&min; deutet hier eine
Einstellbarkeit des Abstützgelenkes an, z. B. indem der
Gelenkbolzen 13 des Abstützgelenkes 6 exzentrisch
ausgebildet ist und somit die Neigung der Verbindungslinie 9
zwischen den Gelenken 5 und 6 verändert wird. Dadurch ändert
sich auch der Winkel α zwischen der Verbindungslinie 9
und der Mittelachse 7a der Feder 3 und hierdurch wiederum
die Ansprechkraft der Feder 3 bei Fremdkörpereinwirkung.
Weiterhin ist in Fig. 1 mit doppeltem Beistrich die Lage
der Schneidvorrichtung bei der Außerbetriebstellung
angedeutet, und zwar durch das aus dem Förderkanal
herausgeschwenkte Messer 2&min;&min;, das Messergelenk 5&min;&min;, die verbindenden
Bolzenaufnahmen 10a&min;&min; zum Messergelenk 5&min;&min; und 10b&min;&min; zum
Abstützgelenk 6&min;&min; hin, sowie durch den jeweils pro Messer 2&min;&min;
vorgesehenen Schwenkhebel 14&min;&min; mit dem Bolzen 13&min;&min;.
Die Schwenkhebel 14 sind jedoch nur nötig, wenn ein
einfaches Verschwenken in die Außerbetriebsstellung von
zumindest einer Teilanzahl der Messer 2 gewünscht wird.
Wird in der einfachsten Ausführungsform auf das
Verschwenken mittels Schwenkhebel 14 verzichtet, so ist das
Abstützgelenk 6 ortsfest am Tragrohr 16 mittels
Abstützlaschen 17 gelagert. In dieser Ausführung besteht die
Feder im wesentlichen aus der Schraubenfeder 7 mit den
Bolzenaufnahmen 10a und 10b. Die Schraubenfeder ist eine
unter hoher innerer Federkraft ausgebildete Zugfeder,
so daß die Windungen 8 nahezu gegeneinander angelegt
sind und nach außen hin ähnlich einem starren Rohr keine
Kräfte ausüben. Um sicherzustellen, daß die
Schraubenfeder bei Belastung nur auf die vom Messer abgewandte
Seite hin ausknickt, ist die Mittelachse 7a der
Schraubenfeder unter einem geringen Winkel α zur Verbindungslinie
9 der beiden Federanlenkpunkte 5 und 6 angeordnet.
Der Winkel α ist z. B. durch die beiden Bolzenaufnahmen
10a und 10b, die in einfacher Weise mit einem
Außengewinde 11 versehen sind und in die gewindeähnlichen
Schraubenwindungen 8 eingeschraubt sind, einstellbar,
indem, wie bereits angedeutet, die in den Querbohrungen
12 gelagerten Bolzen 13 exzentrisch ausgeführt sind. Eine
weitere Möglichkeit der Verstellung des Winkels α ist
durch ein Bolzenlager 25 gegeben, das z. B. als eine
gleitsteinähnliche, quadratische Platte ausgebildet ist
und in einem Durchbruch des Messers 2 verdrehfest
gehalten ist, sowie mit einer außermittigen Bohrung für
die Bolzen 13 versehen ist. Wird der Bolzen
herausgezogen und die gabelkopfähnliche Bolzenaufnahme 10a
weggeschwenkt, läßt sich das Bolzenlager aus dem Messer
herausschieben und winkelversetzt, hier z. B. um 90° oder
180° oder 270°, wiedereinsetzen, wodurch sich eine geringe
Winkelveränderung α ergibt, die jedoch aufgrund der nun
geänderten Kraftwirkungslinie bei Fremdkörpereinwirkung
große Änderungen bei der Ansprechkraft erbringt. Somit
läßt sich eine Anpassung an unterschiedliche Futterarten
erreichen.
In dieser beschriebenen, einfachsten Ausführungsform
lassen sich die Messer 2 durch seitliches Herausziehen der
Bolzen 13 in eine Außerbetriebsstellung 2&min;&min; bringen,
jedoch könnten dann die Schraubenfedern bei der Fahrt
klappern. In einer weiteren Ausbildung sind die Federn 3 bzw.
7 deshalb durch die Schwenkhebel geführt. Liegt die
untere Schwenkhebelachse 18 jedoch weit zum Messer 2 hin, so
muß der Schwenkhebel 14 einzeln oder auch gruppenweise
durch einen Steckbolzen 15 oder Verriegelungsbolzen
festgestellt werden. Für die Außerbetriebsstellung der Messer
2&min;&min; sind jedoch diese Feststellmittel zu lösen, z. B. durch
Herausziehen oder verdrehen, was auch für mehrere
Schwenkhebel gemeinsam von der Seite des Ladewagens aus erfolgen
kann, wenn die Feststellbolzen als zumindest teilweise
durchgehende Welle ausgebildet sind.
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| Anspruch[de] |
- 1. Schneidvorrichtung für einen Förderkanal eines Ladewagens mit
in ihrer Arbeitsstellung in den Förderkanal hineinragenden
Messern, die einzeln durch auf Knickung beanspruchte Federn in Arbeitsstellung gehalten
werden und bei Fremdkörpereinwirkung entgegen der
Rückstellkraft der Federn wenigstens teilweise um ein Schwenklager aus
dem Förderkanal herausschwenkbar ausgebildet sind, wobei die in
Messerebene federnden Federn einends in einem Messergelenk und
anderenends in einem Abstützgelenk befestigt sowie mit dem
Messergelenk zusammen in Dreiecksform angeordnet sind, dadurch
gekennzeichnet, daß als Feder (3) eine
Schraubenfeder (7) vorgesehen ist, deren Mittelachse (7a)
unter einem geringen Winkel α zur Verbindungslinie (9) der beiden
Anlenkpunkte (5 und 6) der Feder (3) geneigt ist und deren Windungen
(8) wenigstens nahezu gegeneinander
angelegt sind.
- 2. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel α
einstellbar ist.
- 3. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die gelenkige Verbindung zwischen der Schraubenfeder (7) und den
Anlenkpunkten (5 und 6) durch Bolzenaufnahmen (10a und 10b)
gebildet werden.
- 4. Schneidvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bolzenaufnahmen (10a und 10b) mit Außengewinde (11)
versehen sind und in die Federwindungen (8) einschraubbar
sind.
- 5. Schneidvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß Querbohrungen (12) der Bolzenaufnahmen (10a bzw. 10b)
außermittig zur Mittelachse (7a) der Feder (3)
angeordnet sind und hierdurch der Winkel α veränderbar ist.
- 6. Schneidvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die in Querbohrungen (12) der Bolzenaufnahmen
(10a bzw. 10b) eingreifenden Bolzen (13) exzentrisch
ausgeführt sind und hierdurch der Winkel α veränderbar ist.
- 7. Schneidvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in einem Durchbruch des Messers (2) jeweils ein
Bolzenlager (25) mit verdrehfester Form, insbesondere
Quadratform vorgesehen ist, in dem eine außermittige Querbohrung
(12) derart angeordnet ist, daß durch Herausnehmen und winkelversetztes Wiedereinsetzen des
Bolzenlagers (25) der Winkel α veränderbar ist.
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Patent Zeichnungen (PDF)
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