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Die
Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung für eine Messerklinge an einer
Mischschnecke eines Futtermischwagens. Die Befestigungsanordnung
weist als wesentliche Bestandteile eine Messerklinge und eine Unterstützungsplatte
auf. Diesen beiden Elementen sind Schrauben für eine Schraubverbindung zugeordnet.
Die Unterstützungsplatte
hat die. Aufgabe, die Messerklinge in montiertem Zustand abzustützen und
damit zu versteifen. Die Unterstützungsplatte
ist über
mehrere Schrauben drehfest mit dem Rand der Mischschnecke, also der
Wendel der Mischschnecke, verbunden. Die Befestigungsanordnung für die Messerklingen
an der Mischschnecke eines Futtermischwagens kann sowohl bei Mischschnecken
mit horizontal angeordneten Achsen, sowie insbesondere bei Mischschnecken
mit vertikal angeordneten Achsen angewendet werden. Solche Mischschnecken
mit vertikal angeordneten Achsen besitzen einen vergleichsweise größeren Durchmesser,
der sich im Übrigen
von unten nach oben verringert. Der Begriff ”Futtermischwagen” ist hier
sehr weit gefasst und nur beispielhaft zu verstehen. Er soll auch
andere Anwendungen mit umfassen. Es kann sich beispielsweise auch
um eine stationäre
Anlage handeln, bei der im Rahmen einer Biogasanlage Strohballen
zerkleinert werden.
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Eine
Befestigungsanordnung der eingangs beschriebenen Art für die Messerklingen
an einer Mischschnecke eines Futtermischwagens ist bekannt. Der
Rand der Mischschnecke, also der Rand der Förderschnecke, ist in entsprechenden
Abständen
mit Durchbrechungen versehen. Im Bereich jeder einzelnen zu lagernden
Messerklinge sind mehrere Durchbrechungen für eine drehfeste Verbindung angeordnet.
Die Messerklinge und die zugeordnete Unterstützungsplatte besitzen Durchbrechungen
mit gleichem oder ähnlichem
Lochbild, so dass die Teile über
mehrere Schrauben drehfest miteinander verbunden werden können. Bei
einer Mischschnecke mit vertikal angeordneter Achse bildet der Rand
der Mischschnecke den obersten Teil. Die Messerklinge wird unter
den Rand der Mischschnecke geschoben. Unterhalb der Messerklinge
wird die Unterstützungsplatte
angeordnet, und es wird eine Schraubenverbindung aus mehreren Schrauben
eingesetzt, die sämtliche
drei Teile mit den insoweit fluchtenden Durchbrechungen durchsetzt.
Die Unterstützungsplatte
kann eine Dicke von etwa 10 bis 15 mm aufweisen, während die
Messerklinge im Allgemeinen eine Dicke von 5 bis 6 mm besitzt. während die
Mischschnecke eine Dicke von 8 bis 10 mm aufweist. Die Unterstützungsplatte
hat die Aufgabe, die vergleichsweise dünne Messerklinge zu verstärken bzw.
abzustützen,
damit sich diese bei auftretenden Belastungen nicht verbiegt und
insoweit den Beanspruchungen in einem Futtermischwagen beim Mischen
gerecht wird.
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Die
bekannte Befestigungsanordnung baut relativ hoch auf, da sich die
Dicken der Förderwendel,
der Messerklinge und der Unterstützungsplatte addieren.
Diese Konstruktion erfordert für
ihren Antrieb beim Mischen einen relativ hohen Leistungsbedarf,
weil beim Durchdringen des Mischguts erhebliche Kräfte aufzubringen
sind. Die Messerklinge und die Unterstützungs platte weisen an weiteren
Stellen miteinander fluchtende Durchbrechungen auf, die ebenfalls
mit einer Schraubverbindung gehalten werden. Diese Schraubverbindung
ist außerhalb
der Projektion der Förderschnecke
angeordnet. Damit ergibt sich insgesamt eine entsprechend aufwendige Befestigungsanordnung.
Die bekannte Konstruktion setzt weiterhin voraus, dass die Messerklingen
relativ groß und
damit ebenfalls relativ teuer ausgebildet sein müssen, da sie in der Projektion
einen Teil des Rands der Mischschnecke und die Unterstützungsplatte überdecken
und außerdem
radial nach außen frei
abragen müssen.
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STAND DER TECHNIK
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Aus
der
EP 0 865 727 B1 ist
eine Klinge für eine
Mischschnecke an einem Futtermischwagen bekannt, die ohne Unterstützungsplatte
auskommt und bei der die Messerklinge aus einem flachen, weitgehend
ebenen Grundkörper
aus Stahl besteht, der mindestens eine der Befestigung im Randbereich
der Mischschnecke dienende Durchbrechungen und mindestens eine Schneide
aufweist. Die Messerklinge kann in ihrem Schneidenbereich eine besonders hohe
Härte aufweisen,
wobei trotz der Befestigung an der Mischschnecke nicht die Gefahr
des Bruchs der Schneide besteht. Dies ist darauf zurückzuführen, dass
der an sich ebene Grundkörper
der Messerklinge über
drei Auflager an der gewölbten
Oberfläche
der Mischschnecke aufgelagert ist, so dass die Messerklinge von
Biegekräften
freigehalten wird.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsanordnung
für eine
Messerklinge an einer Mischschnecke eines Futtermischwagens bereitzustellen,
die sich durch einen vergleichsweise reduzierten Kraft- und Leistungsbedarf
für ihren
Antrieb während
des Mischens auszeichnet.
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LÖSUNG
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Die
Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs
1 gelöst.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
Messerklinge ist direkt ausschließlich mit der Unterstützungsplatte
drehfest verbunden, nicht aber zugleich mit dem Rand der Mischschnecke.
Anders gesagt ist es nur die Unterstützungsplatte, die direkt mit
dem Rand der Mischschnecke verschraubt ist, während andererseits die Messerklinge
wiederum mit der Unterstützungsplatte,
nicht aber direkt mit der Mischschnecke drehfest verbunden ist.
Insoweit ergibt sich eine indirekte Befestigung der Messerklinge an
dem Rand der Mischschnecke. Die drehfeste Verbindung wird in der
Regel durch mehrere Schrauben herbeigeführt, wobei es eine erste Verbindung
mit mehreren Schrauben gibt, die den Rand der Mischschnecke und
die Unterstützungsplatte
durchsetzt, während
an einer zweiten Verbindungsstelle die Messerklinge mit der Unterstützungsplatte
mit Hilfe mehrerer Schrauben drehfest befestigt ist. Den Schrauben
können
Muttern zugeordnet sein. Es ist aber auch möglich, ohne Muttern auszukommen
und in der Unterstützungsplatte
Gewindelöcher
vorzusehen. In all diesen Fällen
wird es möglich,
die einzusetzenden Messerklingen erheblich kleiner auszubilden als
im Stand der Technik, so dass sie preiswerter hergestellt und in
Verkehr gebracht werden können. Die
Messerklingen können
als Segment ausgebildet sein und damit nur einen relativ kleinen
Befestigungsstreifen für
ihre Befestigung an der Unterstützungsplatte
aufweisen, ansonsten aber die Schneide an jeder Messerklinge darstellen.
An einer Schnittstelle können
auch mehrere Segmente einer Unterstützungsplatte zugeordnet sein.
Dabei ergibt sich auch die Möglichkeit,
die Segmente mit unterschiedlich ausgebildeten Schneiden gezielt
so einzusetzen, wie es für
die zu erbringende Funktion optimal ist. Durch die indirekte Verbindung
zwischen Messerklinge und Rand der Mischschnecke über die
Unterstützungsplatte
besteht die Möglichkeit,
dass eine Relativanordnung gewählt
wird, bei der sich der Rand der Förderschnecke und die Messerklinge
auf der gleichen Seite der Unterstützungsplatte befinden. Damit
wird erreicht, dass die Aufbauhöhe
erheblich reduziert wird, was zu einer Reduzierung des Leistungs-
und Kraftbedarfs für
den Antrieb der Mischschnecke mit den Messerklingen führt. Auch
die Verwendung von Schrauben ohne Muttern, also in Verbindung mit
Gewindelöchern,
wirkt sich in diesem Sinne vorteilhaft aus. Die Messerklingen können weiterhin
eine im Vergleich zum Stand der Technik etwas erhöhte Dicke
aufweisen und/oder sogar mit Verstärkungsprägungen versehen sein, ohne
dass damit die Gesamthöhe
des Aufbaus vergrößert würde. Dies
ist insbesondere dann der Fall, wenn die als Segment ausgebildete
Messerklinge eine geringere Dicke als der Rand der Mischschnecke
aufweist.
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Für alle Ausführungsformen
gilt der Vorteil der preiswerten Herstellung der Messerklingen bzw. Segmente,
bedingt durch das vergleichsweise kleinere Materialgewicht. Dies
wirkt sich bei steigenden Stahlpreisen deutlich aus. Ein weiterer
wesentlicher Vorteil ist in einem erleichterten Auswechseln zu sehen.
Wenn ein Futtermischwagen mit neuen Messerklingen bestückt wird,
ist es nicht mehr erforderlich, die Verbindung der Unterstützungsplatten
zum Rand der Mischschnecke zu lösen,
sondern lediglich die Verbindung der Messerklingen zu den Unterstützungsplatten.
Es müssen
nicht mehr die schweren Unterstützungsplatten,
sondern nur noch die relativ leichten Messerklingen bzw. Segmente
gehandhabt werden.
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Es
ist auch möglich,
dass die Unterstützungsplatte
auf ihrer der Messerklinge abgekehrten Seite eine Anschrägung aufweist.
Die Anschrägung ist
zweckmäßig relativ
zur Formgebung der Schneide ausgebildet und angeordnet, so dass
von diesen Elementen ein radial von innen nach außen abnehmender
konischer oder jedenfalls abgeflachter Querschnitt zur Verfügung gestellt
wird, bei dessen Durchschneiden durch das Futter der angestrebte
geringere Leistungsbedarf entsteht. Eine derart ausgebildete Befestigungsanordnung
mit Messerklinge und Unterstützungsplatte
weist einen erheblich verringerten Widerstand auf, wenn die Mischschnecke
zum Mischen von Futter betrieben wird.
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Um
darüber
hinaus die Messerklinge mit der Unterstützungsplatte drehfest zu verbinden,
können wiederum
mehrere Schrauben vorgesehen sein, die ausschließlich die Messerklinge und
die Unterstützungsplatte
durchsetzen. Es ist aber auch an dieser Stelle möglich, auf nur eine einzige
Schraube an diese Stelle zurückzugreifen
und die drehfeste Verbindung durch andere Mittel zu erreichen, beispielsweise
durch einen ausgeprägten
Noppen, der gleichsam neben der einzigen Schraube einen weiteren
Befestigungspunkt bildet.
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Weiterhin
ergibt sich vorteilhaft die Möglichkeit,
dass die als Segment ausgebildete Messerklinge ein- oder mehrteilig
ausgebildet sein kann. Insbesondere bei mehrteiliger Ausbildung
ergeben sich relativ klein gestaltete Elemente, die als Serienteil
mit entsprechend hohen Stückzahlen
kostengünstig
hergestellt werden können.
Andererseits besteht dabei die Möglichkeit,
die Schneiden der einzelnen Segmente unterschiedlich auszubilden,
um auf das Anschneiden und das Durchschneiden des Futters gezielt
Einfluss zu nehmen.
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Die
Messerklinge kann auf der der Unterstützungsplatte abgekehrten Seite
eine Schneidwate aufweisen. Dies ist besonders sinnvoll in Verbindung mit
der Anordnung der Anschrägung
auf der entsprechenden anderen Seite der Unterstützungsplatte, so dass im Querschnitt
gesehen sich radial von innen nach außen ein sich verjüngender
kleinerer Querschnitt ergibt.
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Eine
andere sinnvolle Formgestaltung für geringen Leistungsbedarf
liegt dann vor, wenn die Messerklinge in ihrem freien Schneidbereich
eine zur Unterstützungsplatte
gerichtete Umbiegung aufweist und auf der der Unterstützungsplatte
zugekehrten Seite dann die Schneidwate platziert wird. Besonders vorteilhaft
ist es, wenn die Schneide in Form von Zähnen geprägt wird, also gleichsam auf
der konvexen Seite der Umbiegung. Die geschliffene Schneidwate wird
dann parallel zur wesentlichen Erstreckungsebene der Förderschnecke
angeordnet. Die Messerklinge kann eine bogenförmig verlaufende Schneidkante
aufweisen. Mit besonderem Vorteil besitzt die Messerklinge in ihrem
Schneidbereich jedoch eine Mehrzahl Schneidzähne, deren Oberseite geprägt und deren
Unterseite geschliffen ist. Die oben beschriebene Umbiegung kann
auch im Bereich der Schneidzähne
angeordnet sein, also einen relativ weit außen radial gelegenen Bereich
der Messerklinge erfassen.
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In
der beschriebenen Relativanordnung trägt die Dicke der Messerklinge
zur Aufbauhöhe
nichts bei, weil die Aufbauhöhe
durch die Summe des Rands der Förderschnecke
und der Dicke der Unterstützungsplatte
festgelegt ist. Insoweit eröffnet
sich auch vorteilhaft die Möglichkeit,
die Messerklinge durch ein oder mehrere Verstärkungsprägungen zusätzlich zu versteifen.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich also aus den Patentansprüchen, der Beschreibung
und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten
Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind
lediglich beispielhaft und können
alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile
zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen
erzielt werden müssen.
Weitere Merkmale sind den Zeichnungen insbesondere den dargestellten
Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander
sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen.
Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen
der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls
abweichend von den gewählten
Rückbeziehungen
der Patentansprüche
möglich
und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in
separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung
genannt werden. Diese Merkmale können
auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso
können in
den Patentansprüchen
aufgeführte
Merkmale für weitere
Ausführungsformen
der Erfindung entfallen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter
bevorzugter Ausführungsbeispiele
weitererläutert
und beschrieben.
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1 zeigt
einen Querschnitt durch die Befestigungsanordnung in einem ersten
Ausführungsbeispiel.
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2 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der Befestigungsanordnung im Querschnitt.
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3 zeigt
eine dritte Ausführungsform
im Querschnitt.
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4 zeigt
eine Draufsicht auf eine Ausführungsform
der Befestigungsanordnung ähnlich 2.
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5 zeigt
schließlich
eine Draufsicht ähnlich 4 an
einer weiteren Ausführungsform.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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1 zeigt
nur den Randbereich einer Mischschnecke 1. Die Mischschnecke 1 weist
eine Wendel 2 auf, deren Rand 3 entsprechend dem
Radius der Wendel 2 endet. Unter den Rand 3 der
Wendel 2 ist eine Unterstützungsplatte 4 geschraubt.
Es versteht sich, dass hier eine Schraubverbindung mit vorzugsweise
mindestens zwei Schrauben 5 für eine drehfeste Verbindung
vorgesehen ist. Die Schraubverbindung ist nur schematisch angedeutet.
Es versteht sich, dass der Rand 3 der Wendel 2 und
die Unterstützungsplatte 4 entsprechende
fluchtende Durchbrechungen aufweisen, durch die jeweils eine Schraube 5 hindurchgeführt und
mit Hilfe einer Mutter festgezogen werden kann, so dass die Unterstützungsplatte 4 damit
ihren drehfesten unverrückbaren,
aber gegebenenfalls lösbaren
Sitz an dem Rand 3 der Wendel 2 der Mischschnecke 1 erhält. Es ist auch
möglich,
auf die Verwendung von Muttern zu verzichten und die Schrauben in
Gewindelöcher
in der Unterstützungsplatte 4 oder
im Rand der Förderschnecke
eingreifen zu lassen. Dies trägt
zur Verringerung der Bauhöhe
bei. Die Unterstützungsplatte 4 ist
so ausgebildet und angeordnet, dass sie radial nach außen über den
Rand 3 der Wendel 2 überragt. Im Bereich ihres radial äußeren freien
Endes kann die Unterstützungsplatte 4 mit
einer Anschrägung 6 versehen
sein. In diesem Bereich ist auch eine Messerklinge 7 angeordnet,
die die Aufbauhöhe
nicht vergrößert. Für die direkte
Befestigung zwischen Messerklinge 7 und Unterstützungsplatte 4 in
drehfester Relativanordnung sind zweckmäßig wieder mehrere Schrauben 8 vorgesehen,
die entsprechende fluchtende Durchbrechungen (nicht dargestellt)
in der Messerklinge 7 und in der Unterstützungsplatte 8 durchsetzen.
Es kann auch an dieser Verbindungsstelle auf die Verwendung von
Muttern verzichtet werden. Die Schrauben 8 greifen dann
in Gewindelöcher
in der Unterstützungsplatte 4 ein.
An jeder der beiden Befestigungsstellen ist mindestens eine Schraube 5 bzw. 8 erforderlich.
In der Regel und bei einfacher Ausführungsform sind dies jeweils
zwei oder drei Schrauben 5 bzw. 8.
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Die
Messerklinge 7 besitzt flächenmäßig einen erheblich kleineren
Umriss als dies im Stand der Technik erforderlich ist, weil die
Messerklinge 7 in radialer Richtung wesentlich kleiner
bemessen ist als Messerklingen aus dem Stand der Technik. Die einzelne
Messerklinge 7 lässt
sich damit preiswerter herstellen und einfacher handhaben, beispielsweise austauschen.
Die Messerklinge 7 besteht aus einem im Wesentlichen ebenen
Abschnitt aus Stahl. Sie kann einen gehärteten Randbereich aufweisen,
wobei radial außen über eine
geschliffene Schneidwate 9 eine Schneide 10 gebildet
ist. Die Neigung der Schneidwate 9 kann auf die Neigung
der Anschrägung 6 an
der Unterstützungsplatte
abgestimmt sein, so dass sich radial von innen nach außen ein
sich verjüngender,
aufeinander abgestimmter Querschnittsverlauf ergibt, der für einen
geringen Leistungsbedarf für
den Antrieb der Mischschnecke sinnvoll ist.
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2 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Befestigungsanordnung, welches hinsichtlich der Befestigung zwischen
dem Rand 3 der Wendel 2 und der Unterstützungsplatte 4 mit
dem Ausführungsbeispiel
der 1 übereinstimmt.
Die Unterstützungsplatte 4 weist
hier keine Anschrägung 6 auf,
wenngleich natürlich
eine solche Anschrägung
auch bei diesem Ausführungsbeispiel
vorgesehen sein könnte.
Die Messerklinge 7 ist hier etwas größer ausgebildet, d. h. sie
besitzt eine Formgebung, die entweder über den entsprechenden Umfangsbereich
dem Verlauf des Rands 3 der Wendel 2 folgt, wie
dies beispielsweise anhand des Ausführungsbeispiels der 4 dargestellt
ist. Es ist aber auch möglich,
die Gestaltung so zu treffen, dass nur ein weiterer Abstützpunkt
für eine
drehfeste Verbindung realisiert wird.
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Am
freien Rand weist die Messerklinge 7 eine Umbiegung 11 auf,
die in Richtung auf die Unterstützungsplatte 4 geformt
und angeordnet ist. Die Umbiegung weist auf ihrer Oberseite eine
Prägung 12 auf,
durch die eine Reihe von Zähnen 13 gebildet wird.
Auf der der Prägung 12 gegenüberliegenden Seite,
also unten, ist die Schneidwate 9 angeschliffen, die in
der wesentlichen Erstreckungsebene der Unterstützungsplatte 4 bzw.
parallel dazu liegt. Auch auf diese Weise wird ein sich radial nach
außen
verjüngender
Querschnitt geschaffen, wie es für
einen geringen Leistungsbedarf zum Antrieb der Mischschnecke sinnvoll
ist.
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3 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Befestigungsanordnung, welches auf dem Ausführungsbeispiel der 1 aufbaut.
Die Messerklinge 7 ist jedoch durch eine oder mehrere Verstärkungsprägungen 14 verstärkt, so
dass unter Umständen
eine geringere Dicke der Messerklinge 7 ausreicht, um den
Stabilitätsanforderungen
unter Langzeiteinsatz Genüge
zu tun. Die Höhe
der Messerklinge 7 einschließlich der Verstärkungsprägungen 14 kann
immer noch geringer sein als die Dicke des Rands 3 der
Wendel 2.
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4 und 5 zeigen
Draufsichten von oben, also auf einen Teil des Rands 3 der
Wendel 2. Es versteht sich, dass eine Mischschnecke eine Mehrzahl
solcher Befestigungsanordnungen bzw. Befestigungsstellen für jeweils
eine Messerklinge 7 aufweist. Die in 4 dargestellte
Messerklinge 7 besitzt eine flächenmäßige Begrenzung, die an den Rand 3 der
Wendel 2 angepasst ist. Es ist auch möglich, zur drehfesten Abstützung nur
eine punkt- bzw. linienförmige
Anlage zwischen der Messerklinge 7 und dem Rand 3 der
Wendel 2 zu bilden. Es versteht sich, dass die Wendel 2 in
Richtung eines Pfeils 15 drehend angetrieben wird. Auf
dem die Schneide 10 bildenden äußeren Umfang der Messerklinge 7 sind die
einzelnen Zähne 13 erkennbar.
Symbolhaft sind auch hier die Schrauben 5 und 8 angedeutet.
Die Unterstützungsplatte 4 liegt
unter der Messerklinge 7 bzw. auch unter dem Rand 3 der
Wendel 2.
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5 zeigt
eine ähnliche
Darstellung wie 4. Die Messerklinge 7 ist
hier zweiteilig ausgebildet und besteht aus zwei Segmenten, die
einander ergänzen.
Es können
auch z. B. drei Segmente vorgesehen sein. Es ergibt sich auch die
Möglichkeit,
die Scheiden der einzelnen Segmente unterschiedlich zu gestalten.
Die insgesamt die Messerklinge 7 bildenden Segmente sind
wiederum direkt mit der Unterstützungsplatte 4 über die
Schrauben 8 verbunden, während die Unterstützungsplatte 4 über die
Schrauben 5 direkt mit dem Rand 3 der Wendel 2 in
drehfester Verbindung steht.
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Bei
allen Ausführungsformen
ist erkennbar, dass die verschiedenen Möglichkeiten nur eine geringe
Bauhöhe
aufweisen, wie es für
einen geringen Leistungsbedarf für
den Antrieb der Mischschnecke 1 erforderlich ist. Im Übrigen ist
die Umrissgestaltung im Querschnitt und in der Draufsicht so aufeinander abgestimmt,
dass dies einem geringen Leistungsbedarf ebenfalls förderlich
ist.
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- 1
- Mischschnecke
- 2
- Wendel
- 3
- Rand
- 4
- Unterstützungsplatte
- 5
- Schraube
- 6
- Anschrägung
- 7
- Messerklinge
- 8
- Schraube
- 9
- Schneidwate
- 10
- Schneide
- 11
- Umbiegung
- 12
- Prägung
- 13
- Zahn
- 14
- Verstärkungsprägung