DE3630742C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Häcksler nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Bei Häckslern dieser Art wird die Körnerzerkleinerung zum Zwecke eines Aufschlusses der harten Mais- oder Getreidekörner meistens durch ein sog. Quetschwalzenpaar im Auswurfkrümmer durchgeführt. Da der Quetschwalzenspalt, insbesondere bei Scheibenradhäckslern, nur eine begrenzte Länge aufweist und das gesamte Erntegut in oft unregel­ mäßigen Anhäufungen durch diesen Quetschwalzenspalt hindurch­ gezwungen wird, sind dem möglichen Häckselgutdurchsatz auch bei erhöhten Drehzahlen Grenzen gesetzt. Außerdem können bei der Einleitung in den Quetschwalzenspalt bei Gutan­ häufungen Probleme mit der Annahme und Weiterleitung des Häckselgutes auftreten, da dann ein Teil des Häckselgutes in das Häckselrad zurückgeworfen werden kann. Weiterhin ist der Antrieb des Quetschwalzenpaares im Abstand vom Zentralantrieb mit mehreren Lagerstellen und Umlenkrädern und wegen der nötigen hohen Drehzahl recht aufwendig. Neben dieser Art der Nachzerkleinerung ist auch noch die Körnerzerkleinerung mittels Reibleisten gebräuchlich. Hierbei sind am Außenumfang des Häcksel- und/oder Auswurf­ aggregates, die Wurfschaufeln mit geriffelten Reibleisten versehen, die mit Reibplatten an der Gehäuseinnenwand, der sog. Rückhaltewand zusammenwirken. Nachteilig ist hierbei neben dem gegenüber der Quetschwalzen geringeren Nachzer­ kleinerungsgrad ein hoher Leistungsbedarf, da jeweils ein an der Gegenschneide abgeschnittener Ernteguthappen an der in Achsrichtung gesehen, kurzen Reibfläche zer­ rieben werden soll. Dabei wird der Ernteguthappen am Um­ fang zwischen Reibleisten und Reibboden eingeklemmt, so daß Schnittkraftschwankungen und stoßartige Belastungen der Häckslerteile auftreten, was eine sehr schwere Bau­ weise notwendig macht. Außerdem ist insbesondere bei Scheibenradhäckslern von Nachteil, daß zwischen der meist horizontalen Einlaß- und der vertikalen Auslaßöffnung ein Umfangswinkel von ca. 200° zur Verfügung steht, um das Häckselgut zum Auswurf hin zu beschleunigen. Davon ent­ fallen ca. 90°, bis das Häckselgut durch die Zentrifugal­ kraft nach außen an den Gehäuseumfang gelangt und dort über einen Winkel von ca. 50° zerrieben und dabei abgetrennt wird, so daß nur noch wenige Winkelgrade zur Beschleuni­ gung für den Auswurf verbleiben. Diese Art der Nachzerklei­ nerung mit Reibboden ergibt somit eine geringe Auswurf­ leistung und damit eine Neigung zur Verstopfung im Häcks­ lergehäuse.

Ein derartiger Häcksler mit Reibleisten und damit zusammen­ wirkendem Reibboden am Außenumfang des Häckslers ist bei­ spielsweise aus der DE-OS 34 47 197 bekannt, bei dem die eingangs allgemein beschriebenen Probleme mit Belastung der Häckslerteile und der Durchsatz- und ggf. Zerkleine­ rungsleistung durch die Trennung des bisher in Baueinheit konstruierten Scheibenrades in Häckselrad und Wurfrad vorgeschlagen wird. Damit wird zwar das Häckselrad von einem Teil der Belastungen entlastet, da es durch einen weiten Förderspalt vom Wurfrad entkoppelt ist, jedoch die Belastungen durch die Nachzerkleinerung am Umfangs­ bereich lediglich auf das dahinter angeordnete Wurfrad übertragen. Ansonsten gelten auch hier die eingangs er­ wähnten Probleme, insbesondere bei der Nachzerkleinerung.

Ein entsprechend Anspruch 1 gattungsgemäßer Häcksler ist aus der DE-PS 6 60 404 bekannt, bei der zum Zerkleinern von Pflanzen zu einer breiartigen Masse ein mit dem Häck­ selrad umlaufender, an dessen Umfang angeordneter Reib­ ring vorgesehen ist, der mit einem an der Gehäusevorder­ wand befestigten Reibring zusammenwirkt. Zur Einführung des durch Häckselmesser zerkleinerten Gutes in die am Außenumfang angeordnete Nachzerkleinerungsvorrichtung sind spiralförmige Rippen als Fördermittel vorgesehen, die das Häckselgut in die die Häckselmesser umschließenden Reib­ ringe fördern. Hierdurch soll das Häckselgut gleichmäßig auf den Mahlspalt dieses scheibenmühlenähnlichen Häckslers verteilt werden, um somit gleichmäßigen Lauf und schnelle Feinzerkleinerung ohne Verstopfungsgefahr zu erreichen. Nachteilig ist hierbei, daß die äußeren ringförmigen Mahl­ werkzeuge, die das Häckselrad umschließen, zusätzlichen Bauaufwand und -raum benötigen, da sie den Durchmesser des Häckslergehäuses, insbesondere der Scheibenradbauart, zu­ sätzlich vergrößern, bzw. bei vorgegebenem Durchmesser die Häckselmesserlänge und damit den Durchsatz des Häckslers verringern.

Weiterhin ist von Nachteil, daß am Häckselrad zusätzliche Förderelemente wie die Rippen oder Mitnehmer vorgesehen sind um das geschnittene Gut nach außen in die Ringreib­ fläche zu befördern. Durch dieses Fördern oder Abschleudern an außen am Häckselrad befindliche Mahlwerkzeuge wird das am Häckselmesser jeweils geschnittene Gut ebenso wie bei der oben beschriebenen Reibzerkleinerung an der Rückhalte­ wand oder Quetschwalzen zu unregelmäßigen Anhäufungen ver­ dichtet. Dies wird zwar bei der DE-PS durch die spiraligen mehrgängigen Rippen etwas abgemildert, jedoch bleibt der lange Weg des Häckselgutes mit mehreren Richtungsänderungen bis zur Reibeinrichtung vorhanden.

Eine ähnliche Konstruktion ist bei der älteren, nachveröf­ fentlichten DE-OS 35 41 022 gegeben, bei der das Häckselrad durch einen aus äußeren Mahlwerkzeugen gebildeten zumindest teilweisen Ring umschlossen wird und damit die nutzbare Häckselmesserlänge bei gegebenem Gehäusedurchmesser beschränkt und den Bauaufwand vergrößert. Dieser äußere Mahlring wird erst nach einem Abschleudern des Häckselgutes nach außen in einem Förderspalt erreicht, was durch zusätzliche Abstreifer oder Rippen unterstützt werden soll. Zwar sind hier zusätz­ liche in Ausgestaltung der äußeren Mahlwerkzeuge auch radiale Mahlwerkzeuge vorgesehen (Fig. 2), die jedoch von den Messer­ hinterkanten durch den Förderspalt (Fig. 3) getrennt sind. Das an der Messerrückseite entlanggeführte Häckselgut wird somit zunächst in dem relativ breiten Förderspalt nach außen gefördert, bevor es in den Wirkungsbereich der radialen Mahlwerkzeuge bzw. deren äußeren Mahlwerkzeuge gelangen kann. Hierdurch ergeben sich wiederum Gutanhäufungen vor dem Ein­ tritt in die wirksame Reibfläche, die zu Annahmeproblemen des Häckselgutes am Reibspalt führen können.

Außerdem eignen sich die angegebenen Konstruktionen mit die Häckselmesser außen umschließenden Mahlringen nicht für die Anwendung bei Trommelhäckslern.

Demzufolge besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die erwähnten Nachteile bisheriger Nachzerkleinerungsvorrich­ tungen zu vermeiden und einen leichtzügigen Häcksler zu schaffen, der bei geringem Bauaufwand eine hohe Durchsatz­ leistung und eine optimale Kornzerkleinerung bietet.

Diese Aufgabe wird bei einem Häcksler nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Nachzerkleine­ rungsvorrichtung unmittelbar im Anschluß an die Häcksel­ messer wird das Häckselgut direkt in den Reibspalt einge­ führt. Da das Häckselgut hierbei noch relativ gleich­ mäßig über die Messerlänge verteilt ist - so wie es von den Zuführwalzen teppichartig den Häckselmessern zu­ transportiert wurde - kommt es im Reibspalt zu keinen Gutanhäufungen und damit nicht zu den stoßweisen Einkei­ lungen und Belastungen wie bei Reibvorrichtungen am Ge­ häuseumfang. Aufgrund dieser sehr gleichmäßigen Gutzufuhr in auseinandergezogenen kleinsten Portionen ohne jegliche Zusammenballungen von Häckselgut ist die nötige Antriebs­ leistung niedrig und die Durchsatzleistung selbst bei engster Einstellung des Reibspaltes sehr hoch.

Außerdem können auch Halme und Halmknoten, die bei Silage ein schädliches Luftpolster bilden, durch die aufgrund der Differenzgeschwindigkeit scherenartige Zerreibbewe­ gung zwischen den Reibwerkzeugen aufgespleißt werden.

Da die Nachzerkleinerung unmittelbar im Anschluß an den Häckselschnitt noch während der Abschleuderbewegung an den Umfang hin erfolgt, findet das unvermeidliche Abbrem­ sen des Häckselgutes infolge der Reibung im Reibspalt sehr früh statt, so daß noch eine lange Beschleunigungszeit und damit große Durchsatz- und Auswurfleistung möglich ist.

Durch die Differenzgeschwindigkeit zwischen Reibwerkzeugen am Häckselrad und Gegenwerkzeugen z. B. in Form radial aus­ gerichteter Reibleisten an einem dahinterliegenden Reib­ scheibenring wird das Häckselgut unmittelbar in den Reib­ spalt eingezogen, so daß sich der Reibspalt infolge der z. B. etwas geringeren Umlaufgeschwindigkeit des Reibschei­ benrings jeweils selbst reinigt und somit keine Verstop­ fungs- und Durchsatzprobleme auftauchen können.

Durch die im wesentlichen achsgleiche Anordnung von Häcksel­ scheibe und dahinterliegender Reibscheibe beim Scheibenrad­ häcksler, bzw. von Häckseltrommel mit innerhalb dieser ange­ ordnetem Reibzylinder bei Trommelhäckslern, ist die Lagerung und der Antrieb mittels ineinandergesteckter Wellen nur mehr von geringem Bauaufwand, wobei insbesondere bei der Schei­ benradbauart die Einstellung des Reibspaltes und Außerbe­ triebnahme z. B. zum Grashäckseln durch axiales Verschieben in einfachster Weise erfolgen kann.

Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Häckslers und dessen Nachzerkleinerungs­ einrichtung, wobei insbesondere das Häckselrad mit den Messern ebenfalls auf gesteigerte Durchsatzleistung und Leichtzügigkeit ausgelegt und der Nachzerkleinerungsein­ richtung angepaßt ist.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Scheiben- bzw. Trommelbauart näher erläutert und beschrie­ ben. Dabei zeigt in der Zeichnung

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht und Halbschnitt eines Häckslers in Schei­ benradbauweise;

Fig. 2 eine Vorderansicht entlang der Messer­ umlaufebene des Scheibenradhäckslers gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht und Halbschnitt eines Trommelhäckslers.

In Fig. 1 ist ein Häcksler, hier in Scheibenradbauweise dargestellt, dessen Einzugswalzen mit 1 bezeichnet ist, die dem Häckslergehäuse 2 vor dessen Einlaßöffnung 3 vorgeschal­ tet sind. Die Auslaßöffnung des Häckslergehäuses ist mit 4 bezeichnet. Im Innern des Häckslergehäuses 2 läuft um die Zentralachse 5 ein Häckselaggregat 6 um, hier ein scheiben­ radförmiges Messerrad 6 a, an dem die Häckselmesser 7 lösbar befestigt sind. Das Messerrad 6 a wird hier von der rücksei­ tigen Stirnwand 2 a des Häckslergehäuses 2 aus über die an­ gedeutete Riemenscheibe 8 über die Antriebswelle 9 ange­ trieben.

Beim Umlauf des Häckselaggregates 6 streicht dieses an der feststehenden Gegenschneide 10 vorbei, die ortsfest an der vorderen Stirnwand des Häckslergehäuses 2 angeordnet ist und schneidet dabei kurze Stücke des durch die Einzugswalzen 1 eingespeisten Erntegutstromes ab.

Durch die Wucht des umlaufenden Häckselschnitts wandern die Häckselgutstückchen infolge ihrer Trägheit an der Rückseite 7 a der Häckselmesser 7 entlang und werden somit von der Einlaßöffnung 3 wegbefördert. Um einen leichtzügigen Schnitt zu erreichen, sind die Häckselmesser 7 relativ steil angestellt. In der weiteren Drehbewegung des Häcksel­ aggregates wandern die abgeschnittenen Häckselgutteilchen entlang der Messerrückseite 7 a auf den Reibspalt 11 zu, der durch die Reibwerkzeuge 12 und deren Gegenwerkzeuge 13 gebildet wird.

Die Reibwerkzeuge 12 sind an der von der Einlaßöffnung 3 abgewandten Seite 6′ des Häckselaggregates 6, also beim Scheibenradhäcksler auf der Rückseite 6 a′ und beim Trommel­ häcksler - vgl. Fig. 3 - auf der Innenseite 6 b′ der Häckseltrommel 6 b angeordnet, wobei die Reibwerkzeuge 12 hier durch im Anschluß an die Häckselmesser 7 angeordnete Reibleisten 12 a gebildet sind. Ebenso können die Reibwerk­ zeuge 12 durch die Halterungen 14 für die Häckselmesser 7, die hier Speichenform aufweisen, gebildet werden oder auch die hinteren Messerkanten 7 b selbst gebildet, sofern die Häckselmesser 7 entsprechend breiter gewählt werden, wobei die Messerkanten 7 b vorteilhaft aus hochwertigem Werkzeugstahl bestehen und die Messerrückseite 7 a als durchgehende Führungsfläche auf den Reibspalt 11 hin dient.

Das Häckselgut wandert nach dem Schnitt durch jeweils zwi­ schen den Halterungen 14 für die Häckselmesser 7 gebildete Durchlässe 15 auf den Reibspalt 11 zu, wobei die Halterun­ gen 14 vorteilhaft entsprechend der Häckselmesser 7 auf den Reibspalt ausgerichtet sind. Die Halterungen 14 sind in der Scheibenradbauart im wesentlichen radial ausgerich­ tet, während sie in der Trommelbauart etwa radial gerad­ linig, versetzt oder verdrillt zur Zentralachse 5 ver­ laufen.

Durch diese Ausrichtung der Halterungen 14 bzw. der Häck­ selmesser 7 wird das Häckselgut auf den Reibspalt 11 zu getrieben, wo es zwischen den Reibwerkzeugen 12 und den Gegenwerkzeugen 13 nachzerkleinert wird. Die Gegenwerk­ zeuge 13 werden bei der Scheibenbauart durch die Ring­ reibscheibe 16 gebildet, die an ihrer Stirnseite 16 a die Gegenreibleisten 13 a trägt. Ebenso kann die Stirnseite 16 a eine geriffelte Oberfläche aufweisen. Dabei weist die Ringreibscheibe 16, ebenso wie der entsprechende Reibzy­ linder 16′ bei Trommelbauart - vgl. Fig. 3 - mit Gegen­ reibleisten 13 a oder geriffelter Oberfläche an seiner Um­ fangsfläche 16′ a, eine gegenüber dem Häckselaggregat 6 unterschiedliche Drehzahl auf, wie dies in Fig. 2 durch die unterschiedlich langen Pfeile angedeutet ist. Aufgrund dieser Geschwindigkeitsdifferenz wird das Häckselgut im Reibspalt 11 zerrieben und der Reibspalt 11 immer frei von Verstopfungen gehalten. Die Geschwindigkeitsdifferenz kann dabei durch eine im Vergleich zum Häckselaggregat 6 langsamer umlaufende Ringreibscheibe 16 bzw. Reibzylinder 16′ erzeugt werden oder auch durch ein schneller oder auch gleich schnell umlaufende Gegenwerkzeuge in zum Häcksel­ aggregat 6 entgegengesetzter Drehrichtung.

Hierbei sind sämtliche Kombinationen in der Drehrichtung und der Drehgeschwindigkeiten möglich. Auch eine still­ stehende Ringreibscheibe 16 bzw. Reibzylinder 16′ ist denkbar, da auch hier die für die Zerkleinerung und das Einziehen in den Reibspalt 11 wesentliche absolute Ge­ schwindigkeitsdifferenz zwischen Reibwerkzeug 12 und Gegenwerkzeug 13 zustandekommt. Lediglich zur Ausschal­ tung der Nachzerkleinerungsvorrichtung z. B. beim Gras­ häckseln wird das Häckselaggregat 6 mit der Reibscheibe 16 bzw. -zylinder 16′ gekoppelt, so daß beide einen ein­ heitlichen Drehgeschwindigkeitsvektor aufweisen.

Wird die Reibscheibe 16 bzw. Reibzylinder 16′ angetrie­ ben, so erfolgt dies, wie in Fig. 1 dargestellt, von einer Seite aus mittels ineinandergesteckter Welle und Hohlwelle. Hier ist es die Hohlwelle 17 für die Ringreib­ scheibe 16, die über die Antriebswelle 9 gesteckt und auf dieser gelagert ist. Ebenso können die beiden Träger­ scheiben 6 bzw. 16 für die Reib- 12 bzw. Gegenwerkzeuge 13 von der Vorderseite des Häckslergehäuses 2 gemeinsam angetrieben werden, wobei dann Antriebswelle 9 und da­ rübergesteckte Hohlwelle 17 entsprechend vertauscht wären. Entsprechendes gilt auch für den Antrieb bei der Trommelbauart, wobei der Antrieb des Häckselaggregates 6, genauer der die Reibtrommel 16′ vollkommen umfassenden Häckseltrommel 6 b durch eine Hohlwelle erfolgt. Ebenso ist natürlich der Antrieb von zwei gegenüberliegenden Seiten möglich oder auch die Leistungsverzweigung z. B. mittels Planetengetriebe von einem gemeinsamen Antrieb.

Nach und auch teilweise während des Zerreibens im Reib­ spalt 11 wird das Häckselgut durch die Zentrifugalkraft nach außen geschleudert, wobei der Reib- und Räumvorgang durch die entsprechende Orientierung der Gegenwerkzeuge unterstützt wird. Wie in Fig. 2 angedeutet, zeigen die Gegenreibleisten 13 a gegenüber der etwa radialen Ausrich­ tung der Reibleisten 12 a eine etwa tangentiale Orientie­ rung, so daß bei der hier gewählten Kombination einer langsameren Ringreibscheibe 16 mit gleicher Drehrichtung, diese von dem Messerrad 6 a ähnlich einem Abscheren lau­ fend überholt wird und das Häckselgut neben dem konzentri­ schen Zerreiben auch noch nach außen befördert wird. Bei anderer Zusammenstellung der Geschwindigkeitsdifferenz ist die Ausrichtung der Gegenwerkzeuge entsprechend anzu­ passen.

Das nachzerkleinerte Häckselgut wird somit schnell an den Außenumfang des Häckslergehäuses 2 geschafft, so daß es durch ein Wurfschaufeln 18 am Umfang des Häckselaggre­ gates 6 beschleunigt und durch die Auslaßöffnung 4 ausge­ worfen werden kann.

Neben diesen beschriebenen Ausführungsbeispielen mit ebenem bzw. zylindrischem Reibspalt 11 sind auch noch Formen mit kegelstumpfförmigem Reibspalt 11 möglich, wobei die sich nach außen hin verbreiternden Messerhal­ terungen 14 gleichzeitig als Wurfschaufeln 18 dienen können.

All diesen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß durch die erfindungsgemäße, "strömungsgünstige" Anordnung der Nachzerkleinerungsvorrichtung in unmittelbarer Nähe zu der Vorzerkleinerungsvorrichtung unter Nutzung der Bewe­ gungsenergie und -richtung des Häckselaggregates für die sichere, gleichmäßige Zuführung in den Reibspalt ein ein­ facher, leichtzügiger und durchsatzstarker Häcksler mit wirksamer Kornzerkleinerung geschaffen wird.

Claims (8)

1. Häcksler, insbesondere zum Ernten von Silomais, mit einem, in einem zylindrischen Gehäuse umlaufenden Häckselaggregat, das zwischen den Häckselmessern mit Durchlassen für das Häckselgut versehen ist, und mit einer Einlaßöffnung, an der die Häckselmesser vorbei­ streichen, sowie einer Nachzerkleinerungsvorrichtung, insbesondere für Maiskörner, mit relativ zueinanderbe­ wegten Reibwerkzeugen und Gegenwerkzeugen, die unter Bildung eines Reibspaltes zusammenwirken, wobei die Reibspaltebene parallel zur Umlaufbahn der Häckselmesser verlaufend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibwerkzeuge (12) an der von der Einlaßöffnung (3) abgewandten Seite (6′) des Häckselaggregates (6) im unmittelbaren Anschluß an die in Umlaufrichtung hinteren Messerkanten (7 b) angeordnet sind und zusammen mit der Messerrückseite (7 a) auf den Reibspalt (11) hin ausge­ richtete und sich bis zu diesem (11) hin erstreckende Führungsflächen bilden, wobei die wirksame Reibfläche der von den Häckselmessern (7) überstrichenen Fläche ent­ spricht.

2. Häcksler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwerkzeuge (13) auf der zum Häckselaggregat (6) hin gerichteten Stirnseite (16 a) einer Ringreibscheibe (16) angeordnet sind und das Häckselaggregat (6) als Messerrad (6 a) ausgebildet ist.

3. Häcksler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwerkzeuge (13) am Umfang (16′ a) eines Reib­ zylinders (16′) angeordnet sind und dieser (16′) in­ nerhalb des als Häckseltrommel (6 b) ausgebildeten Häckselaggregates (6) gelagert ist.

4. Häcksler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibwerkzeuge (12) durch die Halterungen (14) der Häckselmesser (7) gebildet werden.

5. Häcksler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibwerkzeuge (12) durch die von der Einlaßöff­ nung (3) abgewandten Messerkanten (7 b) gebildet werden.

6. Häcksler nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Messerrad (6 a) mit im wesentli­ chen radial verlaufenden Durchlässen (15) versehen ist und die verbleibenden Speichen als Halterungen (14) der Häckselmesser (7) und ggf. Reibleisten (12 a) ausgebildet sind.

7. Häcksler nach Anspruch 1 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Häckseltrommel (6 b) mit im wesentlichen axial verlaufenden Durchlässen (15) ver­ sehen ist, die durch Halterungen (14) für die Häcksel­ messer (7) und ggf. Reibleisten (12 a) getrennt sind.

8. Häcksler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwerkzeuge (13) an der Häckslerrück­ wand (2 a) ortsfest angeordnet sind.