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Dokumentenidentifikation DE3023961C2 30.03.1989
Titel Trenn- und/oder Dreschvorrichtung, insbesondere für Dreschmaschinen
Anmelder Deere & Co., Moline, Ill., US, Niederlassung Deere & Co. European Office, 6800 Mannheim, DE
DE-Anmeldedatum 26.06.1980
DE-Aktenzeichen 3023961
Offenlegungstag 15.01.1981
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 30.03.1989
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.03.1989
IPC-Hauptklasse A01F 12/18

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Trenn- und/oder Dreschvorrichtung, insbesondere für Dreschmaschinen, mit einem zumindest teilweise Durchgangslöcher für das zu bearbeitende Gut aufweisenden zylindrischen oder im wesentlichen zylindrischen Gehäuse und einem in dem Gehäuse exzentrisch angeordneten Rotor, wobei ein Teil des Gutes zwischen dem Rotor und dem Gehäuse in seiner Längsrichtung und spiralförmig zu einem Auslaß gefördert wird und der Rotor mit fingerähnlichen Elementen mit Guteingriffsteilen versehen ist, die sowohl rotierend als auch sich in Längsrichtung des Gehäuses bewegend angeordnet sind.

Eine Trennvorrichtung nach dem Gattungsbegriff ist aus der DE-AS 25 40 147 bekannt und soll herkömmliche Strohschüttler in Mähdreschern ersetzen. Im einzelnen wird hier das sich im Gehäuse befindliche Stroh- und Korngemisch über die Guteingriffsteile bewegt, damit das Korn aus dem Stroh abgeschieden werden kann. Die Bewegung ist eine rotierende mit einer überlagerten Hin- und Herbewegung. Das Stroh wird also im Erfassungsbereich durch die Guteingriffsteile mit Bezug auf die Längsachse des Gehäuses vor- und zurückbewegt, wobei Förderleisten am Gehäuse wahrscheinlich dazu dienen sollen, das Stroh zu einem abgabeseitigen Ende hin zu fördern. Wie aber eine axiale positive Förderung erfolgen kann, ist dieser Druckschrift nicht zu entnehmen.

Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe wird darin gesehen, positivere und besser vorhersehbare Materialbehandlungscharakteristika zu schaffen.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das der Rotor mit einer derartigen Drehzahl angetrieben wird, daß das Gut in einer relativ dünnen Schicht aufgrund der Zentrifugalkraft gegen die Innenfläche des Gehäuses verteilt wird und die fingerähnlichen Elemente am Rotor so angelenkt bzw. so am Rotor angeordnet sind, daß ihre Guteingriffsteile nur zeitweise und abwechselnd derart in die relativ dünne Schicht eingreifen, daß nur sie das Gut in Richtung auf den Auslaß fördern.

Auf diese Weise ist eine positive Gutbewegung durch Guteingriffsteile geschaffen, durch die das Gut in einem im wesentlichen spiralförmigen Weg, also umfangsmäßig und auch axial im Gehäuse vorausschaubar und kontrollierbar bewegt wird, ohne daß eine Hin- und Herbewegung des Gutes stattfinden würde.

Im einzelnen ist der Antrieb und die Anordnung der mit dem Rohr verbundenen Guteingriffsteile derart, daß das Gut auf Grund der Schwerkraft gegen den Innenmantel des Gehäuses gedrückt wird, wobei die fingerähnlichen Elemente nur dann in die Gutschicht eintreten, wenn sie eine Bewegung in Richtung des Auslasses ausführen, und aus der Gutschicht austreten bzw. ihre Förderwirkung verlieren, wenn sie eine Bewegung in Richtung des Einlasses ausführen.

Damit das Gut nicht wickelt, ist die Trenn- und/oder Dreschvorrichtung mit einem Bereich versehen, in dem die Guteingriffsteile in das Gut tiefer eingreifen, und somit auch mit einem Bereich, in dem die Guteingriffsteile in das Gut weniger tief oder überhaupt nicht eingreifen.

Nach der Erfindung wird nun für den Bereich mit in das Gut tiefer eingreifenden Guteingriffsteilen vorgeschlagen, daß dieser im Gehäuse drehbar ist.

Weil das Gehäuse infolge der Aufnahme des Rotors zweckmäßig im wesentlichen rund ausgebildet wird, hat es eine Mittenachse, und zur Anordnung des drehbaren Bereiches für die in das Gut tiefer eingreifenden Guteingriffsteile soll nach der Erfindung zumindest ein Teil der Achse des die Guteingriffsteile aufnehmenden Rahmens um die Achse des Gehäuses drehbar sein.

Bei bestimmten Einsatzarten kann es aber auch zweckmäßig sein, daß man die Kurbel nicht ständig umlaufen läßt, weshalb für eine Trennvorrichtung vorgeschlagen wird, bei der die Guteingriffsteile über eine Schiefscheibe auf einer Kurbel gelagert sind, daß die Kurbel um ihre Achse drehbar und in verschiedenen Positionen feststellbar ist. Andererseits ist es aber auch möglich nach der Erfindung, die Kurbel oder die Kurbelwelle in ihrer gedrehten Stellung nochmals um die Achse zu verdrehen und festzustellen.

In vorteilhafter Weise können die Guteingriffsteile derart am Rotor angelenkt werden, daß sie in einem Bereich frei verschwenkbar sind, der von ihrer im wesentlichen radialen Stellung und einer geneigten Stellung in Förderrichtung begrenzt ist. Somit ist es möglich, daß in der radialen Stellung eine Förderung in Axialrichtung erfolgt, wobei in der geneigten Stellung das Gut leicht an den Guteingriffsteilen vorbeigleiten kann. Bei derartig angeordneten Guteingriffsteilen kann bei einer Trennvorrichtung mit einem Schiefscheibenantrieb und einer umlaufenden Trommelvorrichtung der Schiefscheibenantrieb mit der die Guteingriffsteile aufnehmenden Trommelvorrichtung verbunden sein. Auf diese Weise bewegen sich die Guteingriffsteile dann in Längsrichtung des Gehäuses hin und her, wobei ihnen zusätzlich eine Umlaufbewegung erteilt wird. Hierdurch erzielt man eine sehr gute Gutbehandlung. Diese wird noch verbessert, wenn zwei gegenläufig über den Schiefscheibenantrieb hin- und herbewegbare Trommelvorrichtungen vorgesehen sind.

Die Trommelvorrichtungen können natürlich nicht massiv ausgebildet sein, weshalb jede die Guteingriffsteile aufnehmende kreisförmig angeordnete Längsstreben aufweist, wobei die Längsstreben beider Trommelvorrichtungen koaxial angeordnet sind. Damit die Trommelvorrichtungen leicht geführt werden können, sind beide auf einer antreibbaren, im Querschnitt viereckig ausgebildeten Welle längsverschiebbar, jedoch undrehbar angeordnet. Die Trommelvorrichtungen selbst sind konzentrisch zum Gehäuse.

Andererseits können die Guteingriffsteile mit umlaufend angetriebenen Längsstangen fest verbunden sein, wobei die Längsstangen in angetriebenen Scheiben gelagert sind, die zur Achse des Gehäuses geneigt verlaufen, so daß die Guteingriffsteile immer in der gleichen Richtung verbleiben. Zur guten Führung sind die Scheiben an einer umlaufenden Trommel gelagert, die Schrägschlitze für den Durchtritt der Guteingriffsteile aufweist. Die Scheiben selbst sind konzentrisch in dem Gehäuse angeordnet. Dadurch, daß der Antrieb für die Scheiben und die Trommel erfindungsgemäß unabhängig voneinander variierbar sind, kann eine Vielzahl von Betriebsbedingungen eingestellt werden.

Die Anzahl der Betriebsbedingungen wird noch vergrößert, wenn der Rahmen von einer exzentrisch zu ihm angeordneten Trommelvorrichtung umgeben ist. Diese kann mit Funktionsleisten versehen sein, die sich in Längsrichtung auf ihr erstrecken, so daß infolge der exzentrischen Anordnung der Bereich, in dem die Guteingriffsteile nicht in das Gut eingreifen, nochmals bearbeitet wird.

In der Zeichnung sind mehrere nachfolgend näher erläuterte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen schematisch dargestellten Mähdrescher in Seitenansicht mit einer in Längsrichtung angeordneten rotierenden Trenneinrichtung,

Fig. 2 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 1, jedoch mit einer herkömmlichen Dreschvorrichtung und zwei nebeneinander angeordneten sich in Längsrichtung erstrekkenden rotierenden Trennvorrichtungen,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 eine der Trennvorrichtungen nach Fig. 3 im Schnitt,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 4,

Fig. 6 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 4, wobei jedoch die Achse des Rotors feststellbar ist,

Fig. 7 die Drehachse eines Fingersterns nach Fig. 6,

Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8 in Fig. 6,

Fig. 9 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 8, wobei jedoch der Rotor verdreht wurde,

Fig. 10 eine schematische Querschnittsdarstellung der Trennvorrichtung, um das Verhältnis zwischen dem Rotor und der Strohmatte in dem Gehäuse der Trennvorrichtung zu zeigen,

Fig. 11 bis 18 verschieden eingestellte Rotorachsen und die damit erreichbaren Axialbewegungen,

Fig. 19 und 20 schematische Darstellungen der Ausführungen nach den Fig. 4 und 5, wobei die Kurbelwelle in Stellungen wiedergegeben ist, die 90° auseinanderliegen,

Fig. 21 eine schematische Darstellung ähnlich derjenigen in den Fig. 19 und 20, um die Axialbewegung darstellen zu können,

Fig. 22 eine Darstellung ähnlich derjenigen in Fig. 4, wobei jedoch der Rotor mit axial hin- und hergehenden Stangen versehen ist, an denen die Guteingriffsteile angelenkt sind,

Fig. 23 einen Schnitt nach der Linie 23-23 in Fig. 22,

Fig. 24 eine schematische Darstellung für die Ausführung nach Fig. 22, um deren Axialbewegung darstellen zu können,

Fig. 25 eine schematische Darstellung für die Ausführung nach Fig. 24, die zeigt, wie die Guteingriffsteile in das Gut eingreifen und wieder austreten,

Fig. 26 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 4, jedoch eine weitere Ausführung zeigend,

Fig. 27 einen Schnitt nach der Linie 27-27 in Fig. 26,

Fig. 28 eine etwa ähnliche Darstellung wie in Fig. 5 für eine weitere Ausführung mit einer konzentrisch angeordneten Trommelvorrichtung.

Die erfindungsgemäße Trennvorrichtung wird vorteilhaft in einem selbstfahrenden Mähdrescher, wie er beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist, verwendet. Derartige Mähdrescher sind herkömmlicher Bauweise und beispielsweise in der US-PS 41 78 943 beschrieben.

Solche Mähdrescher weisen einen Hauptrahmen 10 mit Vorderrädern 12 und Hinterrädern 14 auf. Seinen Antrieb erhält er von einem Motor 16, der über ein Getriebe mit den Treibrädern im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit den Vorderrädern 12 verbunden ist. Über eine frontseitig vorgesehene Erntevorrichtung 20 wird das Gut vom Feld aufgenommen, wenn der Mähdrescher sich im Einsatz befindet, und weiter in eine Trennvorrichtung 22 gefördert, die aus einem in Fahrtrichtung liegenden einzigen Rotor besteht.

Die Trennvorrichtung besteht unter anderem aus einem Gehäuse 24, das einen Rotor 26 umgibt, dessen Aufgabe je nach seiner Funktion differenziert ist. Im vorliegenden Fall weist er einen vorderen Einlaß 28, einen Dreschteil 30 sowie einen Trennteil 32 auf. Das von der Erntevorrichtung 20 in den Einlaß 28 abgegebene Gut wird dann nach rückwärts durch den Dresch- und Trennteil der Trennvorrichtung gefördert, wobei der Rotor 26 mit dem Gehäuse 24 zusammenwirkt, um das Gut in einem im wesentlichen spiralenförmigen Weg in einer relativ dünnen Matte nach rückwärts zu fördern. Die Matte befindet sich an der Innenseite des Gehäuses 24. Zumindest ein Teil dieses Gehäuses 24 ist mit Durchgangslöchern versehen, so daß das vom Stroh getrennte Korn und andere kleine Partikel nach außen durch diese Löcher treten können, wo sie von einem Kornblech 34 aufgefangen werden. Von hier wird das Korn zu einem herkömmlichen Reinigungsteil 36 gefördert. Das gereinigte Korn wiederum gelangt in einen Körnertank 38, in dem es verbleibt, bis es durch eine Entleerschnecke 40 ausgefördert wird. Der verbleibende Teil des Gutes, in der Hauptsache Stroh, wird nach rückwärts bis zu einem Auslaß 42 gefördert und dort auf den Boden über eine Schlägerwelle 44 abgelegt.

Eine erfindungsgemäße Trennvorrichtung kann auch mit Vorteil bei einem selbstfahrenden Mähdrescher nach den Fig. 2 und 3 eingesetzt werden, die sich von dem Mähdrescher nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß zwei nebeneinander vorgesehene Trennvorrichtungen 50 in Axialbauweise vorgesehen sind, die das ausgedroschene Gut von einer quer liegenden Drescheinheit übernehmen, die beim Ausführungsbeispiel aus einer Dreschtrommel 52 und einem Dreschkorb 54 besteht. Eine Umlenkrolle 56 unterstützt die Abgabe des gedroschenen Gutes in einen vorderen Einlaß 58 der Trennvorrichtungen 50, die ihrerseits das Gut wieder durch einen Auslaß 60 abgeben.

Im nachfolgenden wird die Erfindung unter hauptsächlicher Bezugnahme auf einen Rotor oder einen Zwischenteil eines Rotors beschrieben, der mit einem im wesentlichen herkömmlichen Trenngehäuse zusammenwirkt, wobei kein besonderer Bezug auf den Einlaß oder Auslaß der Trennvorrichtung oder der übrigen Aggregate der Trennvorrichtung, wie sie beispielsweise in den Fig. 1 bis 3 dargestellt sind, genommen wird. In der nachfolgenden Beschreibung sind daher die Ein- und Auslässe für das Trenngehäuse nur rein schematisch beschrieben und auch in der Zeichnung nur so dargestellt, wobei auf besondere strukturelle Einzelheiten oder bevorzugte Ausführungsformen für den Ein- und Auslaß nicht eingegangen wurde. Noch ist beabsichtigt, die Trennvorrichtung auf eine besondere Form einer fahrbaren Erntemaschine oder dergleichen zu beschränken. Andererseits wird jedoch darauf hingewiesen, daß die Rotoren nach der Erfindung besonders vorteilhaft für die Aufnahme von Gut an einem Einlaßende und zum Weiterfördern gestaltet sind. Ganz besonders ergibt sich eine störungsfreie positive und wirksame Gutbehandlung am Einlaß und am Auslaß, wenn Gutaufbereitungselemente oder Guteingriffsteile mit sich im wesentlichen radial erstreckenden Zinken verwendet werden, wie sie in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen angesprochen werden.

Die Fig. 4 und 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung mit Rotoren, die exzentrisch zum Trenngehäuse angeordnet sind und in Ebenen liegen, die zu der Achse des Gehäuses geneigt verlaufen können. Ein im wesentlichen zylindrisch ausgebildetes Gehäuse 100 hat eine Gehäusewand 102, die einen oberen Gehäuseteil 104 ohne Öffnungen und einen unteren Gehäuseteil mit Öffnungen, wie zum Beispiel einen Gitterrost 106, aufweist. Die innere Oberfläche des Gehäuseteils 104 und die Innenkanten von Gitterstangen 108 sind im wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet und werden im nachfolgenden als die Innenfläche 110 des Gehäuses bezeichnet.

Zum besseren Verständnis wird darauf hingewiesen, daß in der nachfolgenden Beschreibung davon ausgegangen ist, daß die Trennvorrichtung nach den Fig. 4 und 5 in einen Mähdrescher eingebaut ist, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, so daß ihre Achse im wesentlichen horizontal und in Fahrzeuglängsachse verläuft. Die Enden des Gehäuses sind über vordere und rückwärtige Querwände 112 und 114 verschlossen, die zusammen mit entsprechenden Unterbrechungen in der Gehäusewand 102 den Einlaß 116 und den Auslaß 118 bilden. Ein Rotor 120 erstreckt sich in dem Gehäuse, wobei seine Längsachse parallel zu der Gehäuseachse verläuft, und weist im einzelnen eine Wellenanordnung in Form eines Rahmens 122 auf, der eine Anzahl von relativ dicht beieinander liegenden Zinkenradanordnungen 124 aufnimmt, die von einem Käfig 126 umgeben sind.

Dieser Käfig 126 kann als Zylinderskelett angesehen werden, das vier mit umfangsmäßigem Abstand zueinander angeordnete, koaxiale Querwände 128 aufweist, die als Träger für vier gleichen Abstand aufweisende, sich axial erstreckende Holme 130 dient. Letztere sind mit nach außen abgewinkelten Flanschen 132 ausgerüstet, von denen jeder ein Verschleißband 134 aufnimmt, das dem Verschleiß entgegenwirkt und vorzugsweise aus nachgiebigem Material besteht. Die Stirnflächen 136 eines jeden Verschleißbandes 134 bilden eine Längsnut 138, die sich über die Gesamtlänge des Käfigs erstreckt.

Das vordere Ende des Käfigs 126 ist konzentrisch in dem Gehäuse auf einer Stummelwelle 140 gelagert, die fest mit der Querwand 128 verbunden ist und sich bis in ein Lager 142 erstreckt, das in der Querwand 112 des Gehäuses vorgesehen ist. Die rückwärtigste Querwand 128 ist mit einer dort fest angeordneten, sich nach rückwärts erstreckenden Lagerhülse 144 versehen, die im Bereich ihres freien Endes eine Keilnut 146 aufweist und von einem Flanschlager 148 aufgenommen wird, so daß das rückwärtige Ende des Käfigs 126 ebenfalls konzentrisch in dem Gehäuse 100 angeordnet ist. Jede der mittigen Querwände 128 ist mit einem Lager 150 versehen, die ebenfalls koaxial in dem Käfig angeordnet sind.

Der Rahmen 122 des Rotors ist in dem Käfig 126 über mehrere kurze koaxiale Lager gelagert, zu denen ein vorderes Lager 152und zwei mittige Lager 154 gehören. Alle können frei in den Lagern 150 in den entsprechenden Querwänden 128 umlaufen. Ein relativ lang ausgebildetes Endlager 156 mit einer Keilnut 158 ist nahe an dem rückwärtigen Ende vorgesehen, erstreckt sich durch die Lagerhülse 144 und ist in dieser über Wälzlager 160 gelagert.

Der Rahmen 122 bzw. seine Achse ist mit drei Kröpfungen versehen, die sich, wie es in Fig. 4 angedeutet ist, diametral gegenüberliegen und aus drei Wellenteilen 162 gebildet sind. Eine zusätzliche Kröpfung ist durch einen sich nach vorne erstreckenden Wellenstumpfteil 164 am vorderen Ende der Trennvorrichtung vorgesehen. Jede Kröpfung wird als die Hauptachse des Rotors angesehen, die parallel zu der Gehäuseachse verläuft, jedoch zu dieser versetzt angeordnet ist. Die Wellenteile 162 und 164 sind fest mit dem Lager 152 und 154 und dem Endlager 156 über Kurbeln 166 verbunden. Jeder Wellenteil nimmt mehrere gleichen Abstand zueinander aufweisende Schiefscheiben 168 auf, während eine einzige Schiefscheibe auf dem Wellenstumpf 164 vorgesehen ist. Die Achsen dieser Schiefscheiben 168 sind geneigt, und zwar alle in einem gleichen Winkel zu der Achse der Wellenteile, mit denen sie fest verbunden sind, so daß die Achsen der Schiefscheiben 168 die Achsen der Wellenteile 162 und 164 schneiden. Wie in Fig. 4 angedeutet, sind die Achsen aller Schiefscheiben mit Bezug auf die Wellenteile, auf denen sie angeordnet sind, in der gleichen Richtung geneigt verlaufend angeordnet. Somit sind die Ebenen der Schiefscheiben zueinander parallel.

Auf jeder Schiefscheibe 168 ist über in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht dargestellte Wälzlager je eine Zinkenradanordnung frei drehbar gelagert, wobei die Hauptebene einer jeden Zinkenradanordnung senkrecht zur Achse der Schiefscheiben 168 verläuft. Im einzelnen besteht jede Zinkenradanordnung 124 aus einer Nabe 170 mit einem sich radial erstreckenden konzentrischen Flansch 172 (siehe Fig. 5), auf dem über entsprechende Befestigungsmittel 174 ein Satz von vier Doppelzinken 176 angeordnet ist, von denen jeder zwei sich im wesentlichen radial erstreckende Zinken bzw. Guteingriffselemente 178 aufweist. Die Spitzen 180 dieser Zinken bilden die Hauptangriffspunkte der Zinkenradanordnungen und sie erstrecken sich durch die Längsnuten 138 in dem Käfig 126. Wie am besten aus Fig. 5 hervorgeht, so ist die Form eines jeden Doppelzinkens 176 derart gewählt, daß nebeneinander liegende Zinken 176 in jeder Längsnut 138 etwas divergieren, so daß sich ein sogenannter Gabeleffekt ergibt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel - ähnliches gilt allerdings auch für nachfolgend noch zu beschreibende Ausführungsformen - sind die Zinkenradanordnungen, was ihren Querschnitt anbelangt, relativ schmal ausgebildet. Ihre Guteingriffsteile sind dabei so geformt, daß die Gutmatte im Eingriffsbereich nach Möglichkeit nicht zusammengepreßt wird.

Herkömmliche Antriebsmittel, die lediglich in Fig. 4 schematisch dargestellt sind, können mit dem Käfig 126 und mit dem Rahmen 122 über die Keilnuten 146 und 158 verbunden werden, so daß beide, wenn sie umlaufen, unabhängig voneinander in gewünschten Drehzahlen und Drehrichtungen umlaufen können. Hierzu dienen Antriebe 182 und 184 sowie Steuergeräte 186 und 188. Die Antriebe können beispielsweise herkömmliche, in ihrem wirksamen Durchmesser veränderbare Keilriemenscheiben oder hydrostatischer Natur sein, die eine eigene Kraftquelle aufweisen oder mit der am Mähdrescher verbunden sind, wobei die Steuergeräte der Bedienungsperson es ermöglichen, die Relativdrehzahlen entsprechend den Erntebedingungen einzustellen, wobei auch Drehrichtungen umgekehrt werden können, um eventuelle Verstopfungen zu lösen. Findet als Antriebsmittel ein herkömmlicher Kettenantrieb oder ein Zahnradantrieb Verwendung, so ist es lediglich nötig, um die Drehzahlen zu verändern, daß Kettenräder oder Zahnräder entsprechend ausgewechselt werden.

Die Fig. 6, 7, 8 und 9 zeigen zwei weitere Ausführungsbeispiele für den exzentrisch angeordneten Rotor mit geneigt verlaufenden Zinken, wie er in den Fig. 4 und 5 beschrieben ist. Wie am besten aus der halbschematischen Seitenansicht aus Fig. 6 hervorgeht, sind diese Ausführungsbeispiele ähnlich dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgebildet. Identische oder mehr oder weniger ähnliche Teile sind mit Bezugszeichen versehen, deren beiden letzten Ziffern denen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4 und 5 entsprechen. Auf unnötige Wiederholungen der Beschreibung wird verzichtet. Das fest angeordnete Gehäuse 200 ist mit einem im wesentlichen zylindrisch angeordneten Gehäusemantel 202 mit einem Innenflansch 210 und einem Auslaß 218 versehen. Ein Rotor 220, dessen Achse parallel zu der Achse des Gehäuses 200 verläuft, ist mit einer Wellenanordnung bzw. einem Rahmen 222, einer Zinkenradanordnung 224 und einem Käfig 226 ausgerüstet. Der Käfig 226 ist konzentrisch zu dem Gehäusemantel 202 angeordnet und weist Längsnuten 238 auf, um zu ermöglichen, daß die Zinken 278 der Zinkenanordnung 224 durch den Käfig durchtreten können. Eine Lagerhülse 244 ist in einem Flanschlager 248 am rückwärtigen Ende des Gehäuses angeordnet. Der Käfig 226 ist über einen Antrieb 282 antreibbar, der seinerseits an der Lagerhülse 244 angreift.

Das rückwärtige Endlager 256 des Rahmens 222 ist drehbar über Wälzlager 160 und konzentrisch in der Lagerhülse 244 angeordnet. Der Wellenteil 262 ist mit dem Endlager 256 über eine Kurbel 266 verbunden. Die Zinkenradanordnungen 224 sind drehbar auf Schiefscheiben 268 vorgesehen, die ihrerseits wiederum mit dem Wellenteil 262 fest verbunden sind und mit einer Vielzahl von sich im wesentlichen radial erstreckenden und zueinander Abstand aufweisenden Zinken bzw. Guteingriffsteilen 278 versehen, deren äußere Spitzen 280 in einer Ebene liegen, die senkrecht zu der Achse der Schiefscheiben verläuft. Sie sind auf diesen Schiefscheiben über Naben 270 und Zinkenlager 271 drehbar.

Der Hauptunterschied zwischen dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 und dem nach den Fig. 6 bis 9 besteht darin, daß letzteres nicht mit einem positiven Antrieb für den Rahmen 222versehen ist. Während des Einsatzes bleiben hier die Wellenteile 262 mit Bezug auf die Gehäuseachse oder den Gehäusemantel undrehbar. Andererseits weisen jedoch die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 6 bis 9 Vorrichtungen auf, mit denen die Position der Längsachse der Wellenanordnung verstellt werden kann, und zwar erfolgt dies durch eine Drehung der Wellenteile 262, so daß das Verhältnis der Achsen der Schiefscheiben 268 zu der gemeinsamen Ebene eines jeden Kurbelwellenabschnittes geändert werden kann, d. h. die Ebene, in der die Achse von einem gegebenen Wellenteil 262 und die Lager für die Wellenanordnung, wie z. B. das Endlager 256, liegen. Vorzugsweise weist bei diesem Ausführungsbeispiel der Rahmen 222 bzw. seine Achse einen einzigen Abschnitt auf, d. h. alle Wellenteile 262 sind zueinander koaxial angeordnet.

Eine Ausführung zum Verstellen des Rahmens wird nachfolgend beschrieben. Eine Stellvorrichtung 300 ist an der rückwärtigen Querwand 214 des Gehäuses 200 angeordnet. Im einzelnen ist ein Stellgehäuse 302 mit der rückwärtigen Querwand 214 verbunden und mit einer Rückseite 304 versehen, die im wesentlichen parallel, jedoch mit Abstand zu der Querwand 214 verläuft. Das Endlager 256 erstreckt sich durch eine Nabe 306, die fest mit der Rückseite 304 verbunden ist. Konzentrisch zu der Nabe 306, wie es in den Fig. 8 und 9 angedeutet ist, sind auf einem Kreisbogen in der Rückseite 304 Einraststellen 308 angeordnet. In die untere Hälfte der Rückseite 304 ist ebenfalls konzentrisch zu der Nabe 306 auf einem Halbkreis von 180° ein Stellschlitz 310 eingearbeitet.

Das Endlager 256 ist modifiziert ausgebildet und mit einer Durchgangsbohrung 312 und an seinem rückwärtigen Ende mit einem Flansch 314 versehen, der im Bereich der rückwärtigen Seite der Rückseite 304 ist und sich über den Stellschlitz erstreckt. Eine Schraubverbindung 316 oder andere Mittel können, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, die Drehstellung des Flansches 314 mit Bezug auf die Rückseite 304 sichern. Die Kurbel 266 ist mit einer Bohrung 318 versehen, die koaxial zu dem Wellenteil 262 verläuft.

Eine Steuerwelle 320 erstreckt sich durch die Durchgangsbohrung 312 und ist mit einer Zapfenbohrung 322 an ihren rückwärtigen Enden und mit einem Stirnrad 324 versehen, das fest auf ihrem frontseitigen Ende aufsitzt. Die Befestigung des Wellenteils 262 an der Kurbel 266 ist modifiziert worden, damit die Drehung des Wellenteils 262 gegenüber der Kurbel ermöglicht wird. Hierzu gehört ein Stirnrad 326, das mit dem Stirnrad 324 kämmt und das in der Bohrung 318 über einen Zapfen 328 gelagert ist.

Die Feststellung der Drehstellung des Wellenteils 262 wird über eine Verstellvorrichtung 330 erreicht. Diese weist einen Stellhebel 332 auf, der mit der Steuerwelle 320 über einen Stift 334 verbunden ist und der in der gewünschten Position festgestellt werden kann, dadurch daß ein Raster 336 in eine der Einraststellen 308 in der Rückseite 304 eingreift. Eine Bewegung des Stellhebels 332 auf einem Viertelkreisbogen, wie es in Fig. 8 angedeutet ist, überträgt durch die Stirnräder 324 und 326 eine spiegelbildliche Drehung auf den Wellenteil 262, wodurch die Stellung der Zinkenradanordnungen aus ihrer in Fig. 6 gezeigten Position in die in Fig. 7 gezeigte Position geändert wird.

Um jetzt die Drehstellung des Wellenteils 262 einstellen zu können, braucht lediglich der Flansch 314 gelöst und in eine gewünschte Position im Bereich des Stellschlitzes 310 eingestellt zu werden. Die Verstellung des Rahmens 222 aus der untersten Stellung in eine andere Position ist in den Fig. 8 und 9 wiedergegeben.

Auf weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung wird im nachfolgenden Bezug genommen, aber zunächst wird auf einige generelle Prinzipien der Arbeitsweise für insbesondere die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 4 bis 9 unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 12 eingegangen.

Zunächst sind einige konstruktive Elemente und Annahmen hinsichtlich der Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung schematisch in Fig. 10 dargestellt. In einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse 400 mit einem Gitterrost 406 ist ein Rotorelement 424 drehbar um eine Mitte oder ein Lager 462&min; angeordnet, das gegenüber der Mitte A des Gehäuses versetzt ist. Das Rotorelement 424 ist vorzugsweise mit mehreren mit Abstand zueinander angeordneten Zinken bzw. Guteingriffsteilen 478 versehen, und es sind Vorrichtungen vorgesehen, um das Rotorelement drehen zu können, wobei die radialen äußersten Spitzen 480 der Zinken 478 einen kreisförmigen Weg B in dem Gehäuse 400 beschreiben. In dem Tangentenpunkt C, dies ist tatsächlich der Punkt, in dem ein Mindestabstand zwischen den Guteingriffsteilen 478 und dem Gehäuse 400 besteht, ist dieser Weg B im wesentlichen tangential zu dem Gehäuse.

Wenn das Gut, aus dem die Körner getrennt werden sollen, in das Gehäuse eingegeben wurde, dann wird es von der Zinkenradanordnung 224 erfaßt und erreicht einen gleichbleibenden Zustand, in dem die Gutmatte D ununterbrochen um die Gehäuseinnenfläche mit gleicher Gutstärke verteilt ist und umfangsmäßig dort durch Eingriff der Zinken 478 bewegt wird. Gleichzeitig bleibt die Gutmatte mit der inneren Oberfläche des Gehäusemantels infolge der Zentrifugalkraft in Berührung.

Ferner wird angenommen, daß der Kreisbogen B, der von den Zinkenradanordnungen 224 beschrieben wird, einen bestimmten Durchmesser mit einer Gutmattenstärke hat, dann ergibt sich aus dem direkten Kontakt der Zinken 478 mit der Gutmatte D ein Eingriffsbereich E auf einem Kreisabschnitt, der eine Eingriffsphase E1 aufweist, in der die Zinken die Gutmatte im wesentlichen radial (siehe Pfeil F) durchdringen und sie vorzugsweise nicht zusammenpressen, und eine Austrittsphase E2, in der die Zinken 478 sich im wesentlichen radial aus der Gutmatte, wie durch den Pfeil G angedeutet, zurückziehen.

Bei einer besonderen Ausführungsform kann die Zinkenradanordnung 424 auf einem Wellenteil 462 gelagert sein, der im Gehäuse angeordnet ist, jedoch von der Gehäusemitte A durch die Kurbel 466 abstandsmäßig getrennt ist. Auch hier sind Vorrichtungen vorgesehen, über die die verschiedenen Drehstellungen des Wellenteils 462 mit Bezug auf die Kurbel festgestellt werden können.

Bei anderen Ausführungen kann die Kurbel 466 derart ausgebildet sein, daß sie mit Bezug auf die Gehäusemitte A in verschiedenen Drehstellungen feststellbar ist, wodurch ein Einstellbereich für die Stellung der Welle 464&min; des Rotorelementes 424 erreicht wird.

Andererseits ist es aber auch möglich, daß die Kurbel um die Mitte A des Gehäuses antriebsmäßig umläuft, so daß das Rotorelement 424 (und der Eingriffsbereich E und der Tangentenpunkt C) in dem Gehäuse 400 umläuft.

Ausführungen sind möglich, in denen die vorstehend beschriebenen Variationen (drehbare Feststellung des Wellenteils, drehbare und feststellbare Kurbel und positiv angetriebene Kurbel) in den verschiedensten Kombinationen mit der Grundkonstruktion des Gehäuses, dem exzentrischen Rotorelement und dem Antriebsmittel für das Rotorelement kombiniert werden.

In der vorstehenden Beschreibung sind die Elemente des Mechanismusses nur mit Bezug auf eine Ebene beschrieben worden, die senkrecht zu der Achse des Gehäuses verläuft, wobei auch nur auf die Umlaufbewegung der Gutmatte D infolge der einwirkenden Zinken Bezug genommen wurde. Unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 18 wird nun auf die axiale Fortbewegung eingegangen.

In Fig. 11 ist schematisch eine besondere Ausbildung für eine Trennvorrichtung nach der Erfindung dargestellt, in der sich das Zentrum des Rotorelementes bzw. die Welle 462&min; unmittelbar unter der Gehäusemitte A befindet. Zum besseren Verständnis wird dabei nachfolgend die Zinkenradanordnung 424 als eine dünne Ringscheibe J betrachtet (wie es in Fig. 10 dargestellt ist, deren plane Ebene senkrecht zur Gehäuseachse verläuft), die um ein Schiefteil 468 drehbar ist, das die Mitte 462 des Wellenteils schneidet. Solch eine Scheibe, die um den Wellenteil 462, wie es in Fig. 10 angedeutet ist, umläuft, würde das Gut lediglich in Umfangsrichtung bewegen. Wenn jedoch die Scheibe um einen vertikalen Durchmesser H hin- und herbewegbar ist, der durch die Achse A des Gehäuses 400 und den Tangentenpunkt C, wie es in den Fig. 11 und 12 angegeben ist, verläuft, dann hat der Eingriffsbereich G auch eine axiale Dimension, die dem Sektor I entspricht (wenn die Drehrichtung der angezeigten entspricht). Die Zinkenradanordnungen 424 haben dann die Möglichkeit zur axialen Bewegung der Gutmatte, wobei diese Bewegung proportional zu dem Sektor I ist.

In den Fig. 13 und 14 sind die gleichen Bedingungen wie in Fig. 11 wiedergegeben, jedoch mit der Ausnahme, daß die Kurbel 466 um 90° in eine neue festgestellte Position gedreht wurde. Der Bogen des Eingriffsbereichs E hat dann eine neue Lage, aber der Netto-Eingriffsbereich bleibt der gleiche, wie es durch die Projektion des Eingriffsbereiches E auf die horizontale Ebene im Sektor I angedeutet ist.

In den Fig. 15 und 16 sind die Bedingungen die gleichen wie in Fig. 11, jedoch mit der Ausnahme, daß der Wellenteil 462, der sich nunmehr in seiner tiefsten Stellung befindet, um 90° gedreht wurde, so daß die Schiefteile 468 der Zinkenradanordnungen 424, von denen angenommen wird, daß sie gegenüber dem Wellenteil 462 festgestellt sind, und somit die Drehebene der Zinkenradanordnungen 424 (Scheibe J) eine neue Stellung mit Bezug auf das Gehäuse, wie es in Fig. 16 angedeutet ist, einnehmen. In der Eingriffsphase E1 des Eingriffsbereiches E wird ein Netto-Eingriffseffekt der Zinkenradanordnungen an der Gutmatte auftreten, der proportional zu dem Sektor K1 ist, während in der Austrittsphase ein gleicher, aber entgegengesetzter Effekt, und zwar der Sektor K2, auftritt, dessen Netto-Effekt Null beträgt. Die Fig. 17 und 18 zeigen das Ergebnis, welches erreicht wird, wenn die Bedingung der Fig. 13 und 14 derart modifiziert wurde, daß der Wellenteil 462 um 180° gedreht wurde. Hier ergibt sich eine Umkehrung der axialen Indexrichtung.

In den Fig. 19 und 20 sind weitere Einzelheiten für die vorstehenden Ausführungen wiedergegeben. So zeigen sie festgelegte Lager 460 und 461 für die Lagerung eines Rotors 420 in einem Gehäuse 400. Hierbei ist der Rotor mit einem Rahmen 422 versehen, der die Rotorelemente 424 (von denen der Einfachheit halber in der Zeichnung nur ein einziges dargestellt ist) lagert, die über ein Rotorelement 426 in Drehung versetzt werden.

Der Rahmen 422 ist mit einem Wellenteil 462 versehen, mit dem wiederum ein Schiefteil 468 integriert ist, das zu der Achse des Wellenteils 462 einen Winkel M einschließt. Lösbare Kupplungen 425 erlauben die drehbare Feststellung zwischen dem Wellenteil 462 und den Kurbeln 466. Hierbei wird darauf hingewiesen, daß bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 19 und 20 die Drehachsen der Schiefteile der Rotorelemente 424 in einer Ebene liegen, die senkrecht zu der Ebene des Rahmens 422 verläuft (oder der Kurbeln 466). Diese besondere Bedingung gilt für die maximal mögliche axiale Indexwirkung bei einem gegebenen Neigungswinkel M.

Der umlaufmäßige Antrieb oder die Steuerung des Rotors 420 durch die Rotordrehteile 426&min; erfolgt über Antriebsmittel 482 und ein Steuergerät 486. Das antriebsmäßige Umlaufen oder das Steuern der Drehstellung der Wellenanordnung 422 erfolgt durch ein Antriebsmittel 484 und ein Steuergerät 488, wie es schematisch in den Fig. 19 und 20 wiedergegeben ist. Die vorstehenden Ausführungen erläutern, wie ein variabler netto axialer Indexeffekt von einer Zinkenradanordnung ableitbar ist oder durch sie kontrolliert werden kann über ein Element, das eine geneigte Drehachse hat, die exzentrisch in einem Trenngehäuse angeordnet ist. Infolge der Exzentrizität werden die Zinken der Zinkenradanordnung des Rotorelementes eine Gutmatte außermittig in dem Gehäuse bearbeiten mit einem aggregierten Effekt, der ausreichend ist, um die Gutmatte in Umfangsrichtung mit einer Geschwindigkeit zu bewegen, die die Gutmatte im wesentlichen gegen die innere Oberfläche des Gehäuses durch die Zentrifugalkraft drückt.

Das Verständnis der Axialbewegung des gerade beschriebenen Mechanismus, der in den Fig. 19 und 20 zusammengefaßt wurde, kann ebenfalls aus Fig. 21 abgeleitet werden, indem man davon ausgeht, daß die Rotorelemente nicht umlaufen, d. h. stationär sind, und durch den Rotordrehteil 426 gesteuert werden.

Wenn man davon ausgeht, daß der Rahmen 422 umläuft, dann tendiert das Rotorelement 424 infolge der Reibung an dem Schiefteil 468 dazu mit umzulaufen. Diese Bewegung wird aber durch die Anlage an dem Rotordrehteil 426 verhindert. Wenn nun aber die Umlaufbewegung des Rahmens 422 anhält, dann dreht der Wellenteil 462, der die Wellenanordnung 422 aufnimmt, um die Gehäuseachse A. Somit entsteht zwischen dem Rotorelement 424 und dem Wellenteil 462 eine Relativbewegung und wegen der geneigten Achse des Schiefteils 468 der Rotorelemente eine Hin- und Herbewegung mit Bezug auf den Rotordrehteil 426 und das Gehäuse 400.

Die Grundpunkte in einem Drehzyklus des Wellenteils 462 sind in Fig. 21 durch die Buchstaben N, O, P und Q angedeutet, während die korrespondierenden Punkte der entsprechenden geometrischen Orte der Spitzen 480 der Zinken bzw. Guteingriffsteile 478 des Rotorelements 424 mit den Buchstaben R, S, T und U bezeichnet sind.

Im Eingriffsbereich mit der Gutmatte D hat die axiale Komponente der Bewegung der Spitzen 480 der Guteingriffsteile 478 immer die gleiche Richtung, wie sie durch den Vektor V angezeigt ist Fig. 21 zeigt, daß mit dem vorstehend beschriebenen Mechanismus, der den periodischen Eingriff in die Gutmatte erlaubt, eine Wirkung erreicht wird, über die der Teil der erfaßten Gutmatte immer in die gleiche Richtung bewegt wird. Dies trifft sogar dann zu, wenn die Zinken sich nicht vollständig während eines Arbeitszyklus aus der Gutmatte herauszuziehen. Hieraus ergibt sich, daß die axiale Indexwirkung der Zinken bzw. ihrer Spitzen 480 auch dann erhalten bleibt, wenn sowohl der Rahmen 422 und der Rotordrehteil 426 umlaufen, solange eine Relativdrehung in der entsprechenden Drehrichtung zwischen beiden besteht. Selbstverständlich wird bei solch einer kombinierten Drehung der Weg der Zinkenspitzen 480, wenn sie in die Gutmatte D, wie angegeben zwischen W und X, eingreifen, im wesentlichen schneckenförmig mit Bezug auf das Gehäuse sein, wobei die axiale und umfangsmäßige Bewegung der Gutmatte kombiniert wird. Es ist ein Charakteristikum bei solchen Ausführungsformen (wie z. B. bei dem Rahmen 122 nach Fig. 4), daß beim Umlauf des Rotors der Eingriffsbereich ständig in Bewegung ist und an der Gehäuseinnenwand umläuft, so daß in Abhängigkeit der Abstände bei den Guteingriffsteilen das gesamte Innengehäuse überstrichen wird. Die Trennqualität wird erhöht, wenn die Balance zwischen der Zentrifugalkraft und der Schwerkraft für den Eingriffsbereich und Zonen, in denen kein Guteingriff besteht, variiert. Mindestdrehzahlen sind erforderlich, um die Gutmatte an der Innenseite des Gehäuses zu halten und gleichzeitig axial zu bewegen. Hierbei ist aber die Umlaufrichtung des Rahmens von sekundärer Bedeutung.

In den Fig. 22 und 23 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, wobei der periodische Eingriff der Zinken in die Matte an der Innenseite des Trenngehäuses von einem angelenkten Guteingriffsteil abgeleitet wird, das an einen, konzentrischen hin- und hergehenden Element angeordnet ist, über das die Umlauf- und Axialbewegung der Gutmatte bewerkstelligt wird, was bei den vorstehend diskutierten Ausführungen nicht der Fall war, da dort die Bewegungen mit dem periodischen Erfassen und Loslassen allein durch die exzentrische Anordnung erfolgten. Jedoch von den weiteren Ausführungen zu diesem Ausführungsbeispiel wird klar, daß auch eine gewisse Exzentrizität zugelassen werden könnte und daß eine solche Exzentrizität bei einigen Ausführungen tatsächlich empfehlenswert ist. Bei dieser Ausführung ist ein koaxialer Dresch- und Trennteil konzentrisch in einem Gehäuse 500 vorgesehen mit einem Zylindermantel, der einen oberen geschlossenen Gehäusemantel 502 und untere Gitterroste 504 und 506 für den Dresch- und Trennteil aufweist. Hierbei ist der Gitterrost 504 für den Dreschteil mit erhabenen Schneckenleisten 508 an seiner inneren Oberfläche versehen. Die Enden des Gehäuses 500 sind durch Querwände 510 und 512 verschlossen und der Gehäusemantel weist einen Einlaß 514 sowie einen Auslaß 516 auf.

Der Rotor ist derart ausgebildet, daß er je einen koaxialen Dreschteil 520 und einen Trennteil 522 aufweist, die - falls erforderlich - mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden können. Eine bessere Leistung wird dann erzielt, wenn man eine höhere Drehzahl für den Dreschteil und eine geringere für den Trennteil hat. Der Dreschteil 520 ist auf einer Rotorwelle 524 aufgekeilt, die koaxial zu dem Gehäusemantel 502 und dem Gitterrost 504 angeordnet ist. Sie ist in der Querwand 510 über ein Lager 526 angeordnet. Das austrittsseitige Ende der Rotorwelle 524 erstreckt sich aus dem Trennteil 522 und nimmt an ihrem Ende eine Riemenscheibe 528 auf, über die der Antrieb in den Dreschteil 520 gelangen kann. Die Schneckenleisten 508 wirken mit dem Dreschteil 520 zusammen, um die Gutmatte auslaßseitig zu bewegen, damit sie von dem Trennteil 522 erfaßt werden kann.

Zwei koaxial angeordnete, gegensinnig verschiebbare Zinkentrommeln 530 und 532 nehmen die Zinkenelemente bzw. Guteingriffsteile des Trennteiles 522 auf. Eine Schiefscheibenanordnung 534 bewirkt die Hin- und Herbewegung der Zinkentrommeln, die ihren Antrieb durch einen Hohlwellenantrieb 536 erhalten, der gleichfalls die Lageroberfläche für die Zinkentrommeln bildet. Die Schiefscheibenanordnung 534 und der Hohlwellenantrieb 536 sind beide konzentrisch hülsenförmig auf der Rotorwelle 524 gelagert. Ein Rotorlager 538 dient zur Lagerung des abgabeseitigen Endes des Rotors 518 und der Rotorwelle 524. Es ist in der Querwand 512 angeordnet. Der Hohlwellenantrieb 536 im Bereich des Trennteiles besteht aus einer Vierkantwelle 540, die sich im wesentlichen über die Länge des Trennteiles erstreckt und mit einem Antriebskettenrad 542 über eine Hülse 544 verbunden ist, die durch die ausgangsseitige Querwand 512 geführt ist. Der Hohlwellenantrieb 536 ist konzentrisch drehbar auf der Rotorwelle 524 angeordnet und dort über drei Wälzlager 546 gelagert.

Zu der Schiefscheibenanordnung 534 gehört eine Hülse 548, die sich ebenfalls durch die ausgangsseitige Querwand 512 erstreckt und dort über das Rotorlager gelagert ist. Die Hülse 548 nimmt an ihrem inneren Ende eine Schiefscheibe 550 und an ihrem äußeren Ende einen Antrieb in Form eines Kettenrades 552 auf. Zwei Wälzlager 554 erlauben die konzentrische Drehung der Schiefscheibenanordnung 534 um den Hohlwellenantrieb 536. Die lediglich in Fig. 22 wiedergegebene ausgangsseitige Schiefscheibenanordnung 556 ist parallel zur Schiefscheibe 550 angeordnet und kann frei auf der Schiefscheibe 550 über die entsprechenden Kräfte auffangende Lager 558 drehen. Sie nimmt zwei diametral angeordnete Treibteile 560 auf, die sich radial erstrecken und jeweils mit einem Kugelkopf 562 versehen sind.

Die beiden, jeweils fünf Stangen aufweisenden Zinkentrommeln 530 und 532 bestehen aus zwei axialen Abstand zueinander aufweisenden Trommelvorrichtungen 564 und einem Satz von fünf identischen Stangen 566 und unterscheiden sich lediglich in ihrer axialen Lage. Daher ist es lediglich erforderlich, eine einzige Zinkentrommel 530 zu beschreiben.

Jede Trommelvorrichtung 564 ist zur Hin- und Herbewegung auf der Vierkantwelle 540 des Hohlwellenantriebes 536 angeordnet und besteht im wesentlichen aus einer im wesentlichen kreisförmigen Trommel 568 mit einem Ringflansch 570 und einem Paar Rollen 574, die in entsprechend ausgesparten Diametralöffnungen 572 gelagert sind und deren V-förmige Nuten auf den gegenüberliegenden Kanten der Vierkantwelle laufen und so die Hin- und Herbewegung der Stabtrommelvorrichtung 564 auf der Trommel 540 erlauben, aber nicht um diese umlaufen. Die fünf identischen Stangen 566 der Zinkentrommel 530 sind über geeignete Mittel, beispielsweise wie die dargestellten Nieten 576, mit den Ringflanschen 570 der beiden Trommelvorrichtungen 564 verbunden, weisen umfangsmäßig gleichen Abstand auf und sind parallel zu der Gehäuseachse und selbstverständlich um diese Achse herum angeordnet.

Jede Stange 566 nimmt mehrere axialen Abstand zueinander aufweisende Doppelzinken bzw. Guteingriffsteile 578 in im Querschnitt U-Profil aufweisenden Halterungen 580 über Zapfen 582 auf, die sich durch deren sich gegenüberliegende radial erstreckende Seitenwände 584 erstrecken. Jeder Doppelfinger kann aus einem einzigen Stück aus Rundeisen gefertigt sein, so daß nebeneinanderliegende Zinken 586 aus einem Scharnierteil 588 zur Aufnahme des Zapfens 582 und einem Fußstück 590 gebildet werden. Wenn die Guteingriffsteile in den Halterungen 580 angeordnet sind, können sie frei um ihre Zapfen 582 verschwenken. Sie sind so ausgebildet, daß die Schwenkbewegung in Richtung auf das abgabeseitige Ende durch ein Fußstück 590 abgestoppt wird, das auf dem Boden 592 der Halterung aufliegt, wenn die Zinken 586 sich im wesentlichen radial erstrecken. Anschläge 594 sind innen an den Seitenwänden 584 derart angeordnet, daß sie das Rückklappen der Zinken 586 in die geneigte Position begrenzen, wie es in Fig. 22 bei 593 dargestellt ist. Jede Zinkentrommel 530 und 532 ist mit einer hin- und hergehenden Antriebsverbindung 596 versehen. Sie nehmen über Pfannen 596 den Kugelkopf 562 der Treibteile 560 der Schiefenscheibenanordnung 534 auf. Wie am besten aus den Fig. 22 und 23 hervorgeht, so sind die beiden Zinkentrommeln 530 und 532 im wesentlichen axial gleich ausladend, wobei die ausbalancierte gegenläufige Hin- und Herbewegung und das Timing, das in Fig. 23 angedeutet ist sowie ein geeigneter axialer Abstand der Trommelvorrichtungen 564 erlaubt, daß sie nicht miteinander kollidieren, wenn sie sich hin- und herbewegen. Andere geeignete Trennvorrichtungen, die das Rotorprinzip verwenden, können beispielsweise parallel nebeneinander angeordnete Vorrichtungen aufweisen, wobei jede einen einzigen hin- und hergehenden Rotorteil aufweist, jedoch aus Balancegründen die Hinund Herbewegung gegenläufig ist. Die ratschenähnliche Wirkung der Zinkentrommeln 530 und 532 geht aus den Zeichnungen und der vorhergehenden Beschreibung hervor. Die Verwendung und die Wirkungsweise einer Schiefscheibenanordnung, um eine Drehbewegung in eine lineare Hin- und Herbewegung umzuformen, ist bekannt, beispielsweise aus der Anwendung bei hydraulischen Pumpen oder bei Mähmesserantrieben. Jedoch wird nachfolgend eine Bemerkung zu den Charakteristika des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 22 und 23 mit Bezug auf die Fig. 24 und 25 gemacht. Bei der angelenkten Ausführung der Fig. 22 und 23 laufen die Schiefscheibenanordnung 534 und die Zinkentrommeln 530 und 533 um eine gemeinsame Achse um, wobei eine Relativdrehung zwischen den beiden Elementen eine Hin- und Herbewegung ergibt. Ein derartiger Zyklus ist in Fig. 24 dargestellt, wo die wesentlichen Merkmale der Vorrichtung schematisch angedeutet sind. Eine Schiefscheibenanordnung 534&min; ist dort koaxial in einem Gehäusemantel 502 angeordnet und mit einer Schiefscheibenanordnung 556 versehen, mit der die Zinken 586&min; verbunden sind. Diese sind frei schwenkbar mit der Schiefscheibenanordnung 556 verbunden, jedoch sind Anschläge vorgesehen, um den Schwenkbereich der Zinken aus einer sich im wesentlichen radial nach außen erstreckenden Stellung in eine zweite Stellung zu begrenzen, in der sie sich nach außen, aber geneigt in Richtung des Gutflusses erstrecken. Diese Vorrichtung wird derart angetrieben, daß, wenn die Scharnierteile 588 in Umfangsrichtung in dem Gehäusemantel 502 angetrieben werden, der Gutfluß durch das Gehäuse über die Zinken 586&min; erfolgt, wobei die Zinken periodisch in das Gut eintauchen und das Gut gleichmäßig in einer Matte infolge der Zentrifugalkraft gegen die Innenseite des Gehäusemantels anliegt. Die Axialkomponente eines jeden scharnierartig aufgehängten Zinkens 586&min; kann untersucht werden, wobei die Drehbewegung vernachlässigt wird während einer Relativdrehung der Schiefscheibenanordnung 534&min;. Dies ist schematisch in Fig. 24 dargestellt, und zwar jeweils für eine Bewegung g in Förderrichtung und für den Rückführweg des gegenüberliegenden Zinkens in Richtung h.

Bei der Bewegung in Förderrichtung zwischen a und b ist der Zinken voll aufgerichtet gegen seinen Anschlag und hat seinen Maximaleingriff in die Gutmatte D (oberer Teil von Fig. 24). Jedoch bei Punkt c (Umkehrung der Richtung) ist der Zinken etwas geneigt in Förderrichtung infolge der Kombination der abnehmenden Beschleunigung, der Umkehrung der linearen Bewegung, der Beharrungskraft der Gutmatte D und der Zinken selbst. Bei der Rücklaufbewegung, die im unteren Teil der Fig. 24 angedeutet ist, und zwar in Richtung h, ist der Bewegungsumkehrpunkt durch c&min; angedeutet, wobei die Zinken die gleiche, teilweise geneigte Position einnehmen. In einer Zwischenposition beim Rücklauf (d bis e) werden die Zinken voll eingeklappt sein und gegen ihre Anschläge anliegen, und zwar in einer Position, die sich aus der Kombination von Zinkenbeharrungskraft und der axialen Bewegung zwischen den Zinken und der Gutmatte D ergibt, wenn sich die Zinken aus der Gutmatte ziehen. An der Stelle f, wo der Rücklauf sich wieder umkehrt, wird die Verlangsamung und die Beharrungskraft dazu beitragen, daß die Zinken sich wieder aufwärts stellen in eine mehr radiale Position, um in die Gutmatte D einzugreifen, wonach sie später in einen Zwischenbereich a in der Förderbewegung wieder eine vollkommen radiale Position einnehmen.

Fig. 25 gibt im wesentlichen die gleiche Analyse der Zinkenbewegung wie Fig. 24 wieder mit der Ausnahme, daß hier in einer Seitenansicht die Finger in Positionen a bis f(f&min;) dargestellt sind, wenn die Zinken in dem Gehäuse umlaufen, wobei natürlich die Scharnierteile 588 sich konzentrisch um die Gehäuseachse bewegen. Jeder tatsächlichen Umdrehung der Zinken ist eine Relativdrehung der Schiefscheibenanordnung 534&min; zugeordnet, so daß eine vollständige Umdrehung der Zinken in einer Hin- und Herbewegung der Zinken resultiert. Fig. 25 zeigt den periodischen Eingriff der Zinken in eine Gutmatte D. Bei den hier angenommenen Bedingungen besteht ein maximaler Eingriff zwischen a und b und absolut kein Eingriff zwischen d und e, wobei zwischen b und d und e und a der Eingriff verkleinert bzw. vergrößert wird. Während der Eingriffsperiode oder bei einem Bogen wie ab fördern die Zinken einen Teil der Gutmatte sowohl umfangsmäßig als auch axial, so daß ein Teil des Gutes einen spiralförmigen Weg mit Bezug auf den Gehäusemantel 502 beschreibt. Die aggregierte Wirkung der gesamten Zinken in der Vorrichtung nach den Fig. 22 und 23 bewirkt, daß die gesamte Gutmatte durch das Gehäuse in einem spiralförmigen Weg gefördert wird.

Bei einer Vorrichtung nach den Fig. 22 und 23 sollte die Hin- und Herbewegung größer sein als der axiale Versatz der Spitzen der Zinken mit Bezug auf deren Scharnier. Selbstverständlich wird die netto axiale Indexwirkung von einer Vielzahl von Variablen abhängen, wie zum Beipiel Arbeitsgeschwindigkeit und Mattendicke. Die Leistung kann wahlweise durch Änderung in der Ausbalancierung der Zinken beeinflußt werden. So kann beispielsweise das Fußstück 590 mit einem Gegengewicht versehen werden, wodurch die Beharrungswirkung vergrößert wird, was wiederum darin resultiert, daß die Guteingriffsteile 578 in ihre radiale Position zurückschwenken.

Bei der Ausführung nach den Fig. 26 und 27 wird die spiralförmige Bewegung der Gutmatte mit Fingern, die periodisch in das Gut eingreifen, durch einen Mechanismus erreicht, der in der Innenseite eines Trenngehäuses vorgesehen ist und einem herkömmlichen, parallele Stangen aufweisenden Schwadwender sehr ähnelt. Wie in den Fig. 26 und 27 dargestellt ist, so weist die Vorrichtung ein Gehäuse 600 mit einem Gehäusemantel 602 auf, in den das gedroschene Gut aus einem Dreschteil über einen Einlaß 604 gelangt und aus dem es über einen Auslaß 606 ausgefördert wird. Die Enden des Gehäuses sind durch Querwände 608 und 610 verschlossen. Der Rotor 612 weist eine im wesentlichen zylinderförmig ausgebildete Trommel 614 mit einer Vielzahl von schneckenförmig angeordneten Schlitzen 616 auf und ist in den Querwänden 608 und 610 durch Lager 618 und 620 gelagert, wobei das ausgangsseitige Lager in Form einer Hülse 622 ausgebildet ist, die sich durch die Querwand 610 erstreckt. Die Parallelstangenvorrichtung 624 weist Scheiben 626 und 628 auf, die schräg durch ein Lager 630 am eingangsseitigen Ende und eine Ausgangswelle 632 eines Getriebegehäuses 634 gehalten sind. Eine Eingangswelle 636 ist koaxial zu der Hülse 622 angeordnet und erstreckt sich durch diese. Vier parallel zueinander verlaufende Längsstangen 638 sind zwischen den Scheiben 626 und 628 angeordnet, wobei ihre Verbindungsstellen umfangsmäßig gleichmäßig verteilt in den entsprechenden Scheiben 626 und 628 gelagert sind. Jede Längsstange 638 ist mit einer Vielzahl von Eingriffselementen in Form von zueinander parallelen Guteingriffsteilen 640 versehen, die so angeordnet sind, daß, wenn die Parallelstangenvorrichtung 624 in Drehrichtung angetrieben wird, jeder Zinken sich auf einem geneigten Kreisbogen bewegt, wobei die Anordnung derart ist, daß sie eine konstante Orientierung mit Bezug auf die Trommel 614 einnehmen und während eines Teiles des Umlaufes sich in ihren zugehörigen Schlitzen 616 bewegen und sich von der Trommel 614 in einen Ringraum 642 zwischen der Trommel und dem Gehäuse 600 erstrecken. Bei seiner maximalen Ausdehnung und seinem maximalen Eingriff in die Gutmatte 644 erstreckt sich jeder Guteingriffsteil 640 radial mit Bezug auf die Trommel 614. Letztere und die Parallelstangenvorrichtung 624 werden durch herkömmliche, in der Zeichnung nicht dargestellte Antriebe angetrieben, wie beispielsweise einen in seinem wirksamen Durchmesser veränderbaren Keilriementrieb oder einen hydrostatischen Antrieb, der mit der Hülse 622 und der Eingangswelle 636 zu verbinden ist. Durch Veränderung der Relativdrehzahlen und der Drehrichtungen können die Geschwindigkeit und die Wege der Zinken 640 mit Bezug auf das Gehäuse gesteuert und die Richtung und der Durchsatz der Gutmatte in dem Trenngehäuse beeinflußt werden. Bei dieser Ausführung ist jeder Zinken 640 an der Rotorvorrichtung so angeschlossen, daß ein Teil sich in einer Kreisbahn bewegt, die konzentrisch zu dem Gehäuse, jedoch schräg zu der Gehäuseachse verläuft, während ein anderer Teil in einer bestimmten Richtung orientiert ist mit Bezug auf den Rotorrahmen, wenn der Rotor umläuft, so daß der Eingriff in die Gutmatte in dem Bereich zwischen dem Rotor und dem Gehäuse zumindest während eines Teiles des Eingriffes der Zinken in die Matte radial ist.

Die Ausführung nach Fig. 28 verwendet Komponenten, die ähnlich denjenigen der Ausführung nach den Fig. 4 und 5 sind, jedoch ist hier der Rotor mit einer Trommelvorrichtung versehen, die exzentrisch zu dem Gehäuse angeordnet ist und zusätzliche Teilfunktionen übernimmt (beispielsweise Dreschen oder Trennen), wobei jedoch die Zinkenradtrommel konzentrisch zu dem Gehäuse angeordnet ist. Fig. 28 zeigt in halbschematischem Querschnitt eine Trennvorrichtung mit einem Gehäuse 700 mit einem unteren Gitterrost 702 und einem Rotor 704, der sich in das Gehäuse erstreckt, parallel zur Gehäuseachse verläuft und einen Trommelkäfig 706 aufweist, der um eine Achse, die unter der des Gehäuses 700 angeordnet ist, umläuft. Umfangsmäßig mit gegenseitigem Abstand angeordnete Funktionsleisten 708 nehmen axial sich erstreckende Dreschleisten 710 und Trennleisten 712 auf. Beide Leisten sind in der bevorzugten Ausführungsform dargestellt, können jedoch auch einstückig ausgebildet sein.

Mehrere Zinkenanordnungen 714, die konzentrisch angeordnet, aber in parallelen Schrägebenen gelagert sind, sind auf einer Welle 716 vorgesehen und haben Guteingriffsteile 718, die sich durch Schlitze 720 in dem Trommelkäfig 706 erstrecken. Bei einem Antrieb über herkömmliche Mittel wird eine Drehung des Trommelkäfigs 706 eine Drehung der Zinkenanordnung 714 dadurch bewirken, daß die Zinken 718 gegen die Leisten 708 anliegen. Die Zinken 718 bewegen sich mit einem konstanten radialen Freiraum mit Bezug auf das Gehäuse 700, wobei aber die Exzentrizität des Trommelkäfigs 706 eine Funktionszone 722 (für das Dreschen oder Trennen) im Bereich des Hauptteiles des Gitters 702 bilden, wo die Dreschleisten 710 oder die Trennleisten 712 nahe an dem Gitter sind. Hier erreichen sie bei ihrem Eingriff in die Gutmatte den besten Wirkungsgrad, wobei die Zinken infolge der Exzentrizität dann derart wirken, daß sie in die Trommel eingezogen werden.

Das Gut, das von den Zinken ergriffen und im oberen Bereich der Trennvorrichtung bewegt wird, wird von den Zinken wieder abgestreift, wenn diese in die Trommel im unteren Teil des Trenngehäuses zurückgezogen werden. Selbstverständlich kann der Neigungswinkel der Zinkenanordnungen 714 derart gewählt werden, daß ein gewünschtes Maß von axialer Bewegung der Gutmatte erreicht wird (und zwar in dem Bereich, in dem die Zinken ihren maximalen Eingriff in das Gut haben), dadurch daß die Ebene der Zinkensterne in einer Art und Weise geneigt wird, die derjenigen in Fig. 7 oder 12 entspricht. Selbstverständlich kann die Ausführung nach Fig. 28 in Verbindung mit Merkmalen der anderen Ausführungsbeispiele verwendet werden, wie z. B. die Einstellvorrichtungen nach Fig. 6, um die Neigungsebene der Zinkensterne zu steuern, wodurch wiederum der Durchsatz beeinflußt wird, oder die Lage der Antriebsachse, um das Dreschen oder das Trennen zu optimieren.


Anspruch[de]
  1. 1. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung, insbesondere für Dreschmaschinen, mit einem zumindest teilweise Durchgangslöcher für das zu bearbeitende Gut aufweisenden zylindrischen oder im wesentlichen zylindrischen Gehäuse und einem in dem Gehäuse exzentrisch angeordneten Rotor, wobei ein Teil des Gutes zwischen dem Rotor und dem Gehäuse in seiner Längsrichtung und spiralförmig zu einem Auslaß gefördert wird und der Rotor mit fingerähnlichen Elementen mit Guteingriffsteilen versehen ist, die sowohl rotierend als auch sich in Längsrichtung des Gehäuses bewegend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (120, 220, 420,518, 612, 704) mit einer derartigen Drehzahl angetrieben wird, daß das Gut in einer relativ dünnen Schicht aufgrund der Zentrifugalkraft gegen die Innenfläche des Gehäuses verteilt wird und die fingerähnlichen Elemente am Rotor so angelenkt bzw. so am Rotor angeordnet sind, daß ihre Guteingriffsteile (178, 278, 478, 578, 640,718) nur zeitweise und abwechselnd derart in die relativ dünne Schicht eingreifen, daß nur sie das Gut in Richtung auf den Auslaß (118, 218, 516) fördern.
  2. 2. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Bereich in das Gut tiefer eingreifenden Guteingriffsteilen, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Bereich im Gehäuse (100, 200, 400, 500, 600, 700) drehbar ist.
  3. 3. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Achse eines die Guteingriffsteile (178, 278, 478, 578,640, 718) aufnehmenden Rahmens (122, 222, 422) um die Achse des Gehäuses (100, 200, 400, 500) drehbar ist.
  4. 4.Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (122, 222, 422) mit einer Kurbelwelle (162, 262) versehen ist.
  5. 5. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die Kurbelwelle (162, 262) und/oder der Antrieb für die Guteingriffsteile (178, 278, 478, 578, 640, 718) veränderbar ist.
  6. 6. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Guteingriffsteile über eine Schiefscheibe auf einer Kurbel gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbel um ihre Achse drehbar und feststellbar ist.
  7. 7. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbel oder die Kurbelwelle (162, 262) in ihrer um die Achse des Gehäuses gedrehten Stellung feststellbar ist.
  8. 8. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Guteingriffsteile (578) derart am Rotor (518) angelenkt sind, daß sie in einem Bereich frei verschwenkbar sind, der von ihrer im wesentlichen radialen Stellung und einer geneigten Stellung in Förderrichtung begrenzt ist.
  9. 9. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche mit einem Schiefscheibenantrieb und einer umlaufenden Trommelvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Schiefscheibenantrieb (556) mit der die Guteingriffsteile (578) aufnehmenden Trommelvorrichtung (564) verbunden ist.
  10. 10. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegenläufig über den Schiefscheibenantrieb (556) hin- und herbewegbare Trommelvorrichtungen (564) vorgesehen sind.
  11. 11. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Trommelvorrichtung (564) die Guteingriffsteile (578) aufnehmende kreisförmig angeordnete Längsstreben (566) aufweist, wobei die Längsstreben beider Trommelvorrichtungen koaxial angeordnet sind.
  12. 12. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommelvorrichtungen (564) auf einer antreibbaren Welle (540) längsverschiebbar, jedoch undrehbar angeordnet sind.
  13. 13. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommelvorrichtungen (564) konzentrisch zum Gehäuse (500) angeordnet sind.
  14. 14. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Guteingriffsteile (640) mit umlaufend angetriebenen Längsstangen (638) fest verbunden sind.
  15. 15. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsstangen (638) in angetriebenen Scheiben (626, 628) gelagert sind, die zur Achse des Gehäuses geneigt angeordnet sind.
  16. 16. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (626, 628) an einer umlaufenden Trommel (614) gelagert sind, die Schrägschlitze (616) für den Durchtritt der Guteingriffsteile (640) aufweist.
  17. 17. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (626, 628) konzentrisch in dem Gehäuse (600) angeordnet sind.
  18. 18. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach den Ansprüchen 14 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die Scheiben (626, 628) und die Trommel (614) unabhängig voneinander variierbar sind.
  19. 19. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen von einer exzentrisch zu ihm angeordneten Trommelvorrichtung (706) umgeben ist.
  20. 20. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommelvorrichtung mit Funktionsleisten versehen ist.
  21. 21. Trenn- und/oder Dreschvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsleisten in Längsrichtung auf der Trommelvorrichtung angeordnet sind.






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