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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Häckselvorrichtung zum Zerkleinern
von stengelartigem Gut mit nachgeordneter Verteileinrichtung gemäß dem
Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Zerkleinern von
stengelartigem Gut mit nachgeordneter Verteileinrichtung gemäß dem
Oberbegriff von Anspruch 10. Demnach ist vorgesehen, dass die Häckselvorrichtung
einen Rotor mit pendelartig an Befestigungslaschen oder starr paarweise
oder einzeln befestigten, auf dem Rotorumfang mit Abstand voneinander verteilt
angeordneten Häckselmessern umfasst sowie ferner ein den
Rotor drehbar aufnehmendes Gehäuse, mit einer Eintrittsöffnung
für stengelartiges Gut und einer Austrittsöffnung
für zerkleinertes Gut sowie mit feststehenden, mit den
Häckselmessern zusammenwirkenden Gegenmessern. Außerdem umfasst
die Häckselvorrichtung eine sich an die Austrittsöffnung
des Gehäuses anschließende Verteileinrichtung
mit zur Rotorachse schräg verlaufenden Leitblechen für
zerkleinertes Gut, die unterhalb eines Dachelementes nach unten
endseitig offene Kanäle zur Gutablage bilden.
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TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND
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Gattungsgemäße
Häckselvorrichtungen sind aus der
DE 199 06 453 B4 bekannt.
Diese beschreibt eine Verteil- und Zerkleinerungsvorrichtung, bei
der auf einer Trommel umfangsverteilte, in sich gerade gestreckte
Häckselmesser angeordnet sind, welche mit feststehenden
Gegenmessern zusammenwirken. Anstelle pendelnder Häckselmesser
können auch feststehende Mitnehmerplatten auf der Trommel
befestigt sein. Der Auswurföffnung der Zerkleinerungsvorrichtung
ist die Verteilvorrichtung mit hängend an einem Deckenblech
angeordneten Leitblechen nachgeordnet. Diese bilden nach unten und
hinten offene Kanäle und sind (von oben betrachtet) nach
rechts oder links gerichtet gekrümmt, so dass eine Breitverteilung
des Häckselgutes erreicht wird. Das gemäß dieser
Druckschrift gelöste Problem besteht darin, dass die gekrümmten
Leitbleche bei sehr feuchtem oder grünem und schwerem Fördergut
zu einer strahlenförmigen Häckselgutabgabe auf
dem Boden führen. Dieses Streifenproblem soll dadurch bewältigt werden,
dass die Leitbleche an ihren hinteren Enden schräg geneigte
Abschlusskanten aufweisen, die im Verein mit der Schrägstellung
der Leitbleche zu einer Auffächerung des an dieser Stelle
abgeworfenen Gutstromes führt.
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Die
CA 2 339 437 A1 beschreibt
eine nicht gattungsgemäße Häckselvorrichtung,
bei der eine gleichmäßige Breitverteilung durch
entlang der Rotorachse unterschiedlich tordierte paarweise angeordnete
Häckselmesser erreicht wird. Dieser Druckschrift ist die
Lehre entnehmbar, durch Torsinn der Häckselmesser Luftströmungen
in der Weise zu erzeugen, dass nahe der Rotorenden ein nach axial
außen gerichteter Luftstrom ausreichender Größe
mit einer Richtungskomponente auf die Gehäuseseitenwand
hin gerichtet wird. Die Luftströmung nahe der Rotormitte
soll im Vergleich zu den Rändern geringer sein. Im Übrigen
sollen möglichst viele Häckselmesser (vor allem
im mittleren Rotorbereich) untordiert sein, um den Herstellungsaufwand
und den Antriebsenergiebedarf zu mindern.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen
Häckselvorrichtung die Ablage des zerkleinerten Gutes auf
dem Feldboden über eine vorbestimmte Breite in gleichmäßiger
Dicke und Dichte zu verbessern. Zur Lösung dieser Aufgabe
wird eine Häckselvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 vorgeschlagen. Demnach basiert die Erfindung auf dem Grundgedanken,
dass zumindest einige der Häckselmesser in an sich bekannter
Weise unter Ausbildung eines zur Rotationsrichtung schräg
angestellten Messerbereiches in sich derart tordiert und entlang
der Rotorlängserstreckung angeordnet sind, dass sie in
Kombination mit nachgeordneten Leitblechen in den verschiedenen
Breitenzonen unterschiedliche Luftströmungen erzeugen.
Zur Erzielung einer verbesserten Breitverteilung geschieht dies
in der Weise, dass die Kombination an den endseitigen Rotormantelabschnitten
zu einer höheren Luftströmungsgeschwindigkeit
als in einem mittleren Rotormantelabschnitt führt. Besonders
bevorzugt sind diese Luftströmungen der Richtung der Leitbleche
angepasst oder sie erzeugen ohne Anpassung an die Richtung der Leitbleche
einen erhöhten Förderluftstrom.
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Durch
die Erfindung wird eine vergleichsweise gleichmäßig
dicke und dichte Schicht von zerkleinertem Gut in einer im Vergleich
zur Breite der Häckselvorrichtung relativ großen,
im Wesentlichen der Schnittbreite für stängelartiges
Gut entsprechenden Ablagebreite ermöglicht. Als besonders
vorteilhaft haben sich Luftgeschwindigkeitsverteilungen erwiesen,
bei denen die Luftgeschwindigkeit von der Rotormitte zu den Rotorenden
hin etwa parabelförmig ansteigt. Mit der Erfindung werden
aber auch Anwendungen ermöglicht, bei denen die Ablagebreite
gleich oder geringer als die Schnittbreite ist.
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Die
Leitbleche der Verteileinrichtung können gleichmäßig
gebogen und im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein,
sie können aber auch über die Rotorbreite divergieren,
d. h. einen zunehmend großen Winkel zur Flächennormale
des Rotors aufweisen.
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Unter „Paddelmesser"
oder „Häckselmesser" werden im Sinne der Erfindung
solche an dem Rotor einer Häckselvorrichtung befestigte
Messer verstanden, die wenigstens über einen Abschnitt
verfügen der derart zur Drehrichtung angestellt ist, dass das
jeweilige Häckselmesser im bestimmungsgemäßen
Betriebszustand nach Art eines Ventilatorflügels einen
Luftstrom erzeugt, der bewirkt, dass das zerkleinerte Gut aus der
Häckselvorrichtung mit Zusatzimpuls ausgestoßen
wird. Das Zusammenwirken von so erzeugtem Luftstrom und nachgeordneten
Leitblechen bewirkt einen stetigen Auswurf des Häckselgutes.
Eine homogene Breite, Dicke und Dichte des Gutteppichs hat sich
als besonders wichtig erwiesen; bereits geringe Mengen diskontinuierlichen
Häckselgutes, das die Häckselvorrichtung hervorbringen kann,
wirken sich in unvorteilhafter Weise aus.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung von eigenständig
erfinderischer Bedeutung wechseln sich entlang des Rotors die Häckselmesser
oder Häckselmesserpaare in der Weise ab, dass V-förmig
zueinander angeordnete, Messerpaare bildende Häckselmesser
in endseitigen Mantelabschnitten des Rotors vorgesehen sind und
sich zwischen diesen Abschnitten Zwischenabschnitte befinden, in
denen einseitig tordierte Häckselmesser oder Paare gleichgerichtet
tordierter Häckselmesser vorgesehen und derart angeordnet
sind, dass sie jeweils einen Förderluftstrom mit einer
zu dem benachbarten Rotorende hinweisenden Richtungskomponente erzeugen.
Vorzugsweise sind in einem zwischen den Zwischenabschnitten gelegenen
mittleren Mantelabschnitt des Rotors V-förmig zueinander
angeordnete, Messerpaare bildende Häckselmesser am Rotorumfang
angeordnet. Anders als nach dem Stand der Technik werden bei der
Erfindung in den beiden Zwischenzonen des Rotors zwischen der mittleren
Zone und den Randzonen schräg zur Rotorachse nach außen
gerichtete Luftströmungen erzeugt, die mit der Richtung
der Leitbleche in dieser Zone im Wesentlichen übereinstimmen,
so dass eine dieser Luftströmung aufgezwängte
Richtungsänderung durch die Leitbleche so gut wie entbehrlich
ist. Demgegenüber werden in den Randzonen im Wesentlichen
nicht abgelenkte Luftströmungen durch V-förmig
angestellte Häckselmesser erreicht, so dass die Leitbleche
in diesen beiden Zonen der erzeugten Luftströmung eine
nicht unerhebliche Querkomponente aufzwängen. Durch die
V-Form der tordierten Bereiche jedes Häckselmesserpaares
wird die Luftströmung hier allerdings ausreichend erhöht,
so dass die kinetische Energie des Häckselgutes trotz der durch
die Leitbleche aufgezwängten Ablenkkräfte so groß ist,
dass das Häckselgut ausreichend weit abgeworfen werden
kann. – Mit anderen Worten, in den beiden Rotorendbereichen
werden erhöhte Strömungsgeschwindigkeiten durch
V-förmige Anordnung der Paare von tordierten Häckselmessern
erreicht. In diesen beiden Bereichen wird also durch die Häckselmesser
noch keine Strömung mit einer zur Rotorachse hin gerichteten
Strömungskomponente erzeugt. Die seitliche Ablenkung des
Luftstromes erfolgt hier allein durch die nach außen gerichteten nachgeordneten
Leitbleche. Die für diese Ablenkung erforderliche erhöhte
Strömungsenergie wird durch die V-Form der Häckselmesserpaare
bereitgestellt. In den beiden zur Rotormitte hin sich an die Endbereiche
anschließenden Rotorbereichen sind die Häckselmesser
jeweils paarweise so tordiert, dass sie eine Luftströmung
mit nach zur Seite weisender Richtungskomponente erzeugen. Die nachgeordneten
Strömungsleitbleche müssen also dieser Luftströmung
allenfalls geringe Umlenkkräfte aufzwängen, so
dass die Breiffächerung des Häckselgutstroms in diesem
Bereich bereits durch die Häckselmessertordierung vorgegeben
und von den Leitblechen vollendet wird. Im Bereich der Rotormitte
erzeugen die Häckselmesserpaare einen Luftstrom ohne Querkomponente,
so dass allenfalls eine geringe Ablenkung durch die nachgeordneten
Leitbleche entsteht. Ein derartiges „Fünf-Zonen-Konzept"
aus einer Kombination von unterschiedlicher Strömungsrichtungs- und
Strömungsgeschwindigkeitserzeugung durch die Paddelmesser
und mehr oder weniger starker Umlenkung durch die Leitbleche ist
von eigenständig erfinderischer Bedeutung.
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Eine
verbesserte Breitverteilung kann dadurch erreicht werden, dass anstelle
von vier umfangsverteilten Reihen von Häckselmesserpaaren sechs
Reihen solcher Häckselmesserpaare auf dem Rotorumfang gleichmäßig
verteilt angeordnet werden. Die Zahl der Häckselmesserpaare
je Reihe variiert vorzugsweise von Reihe zu Reihe, so dass sich die
Häckselmesserpaare über den Rotorumfang etwa schraubenförmig,
insbesondere in Form einer Doppelhelix verteilen.
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Hinsichtlich
eines Verfahrens wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs
10 gelöst.
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Die
vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen
beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden
Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung,
Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen,
so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt
Anwendung finden können
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung
der zugehörigen Zeichnungen und Tabelle, in der – beispielhaft – ein
Ausführungsbeispiel einer Häckselvorrichtung dargestellt
ist.
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FIGURENKURZBESCHREIBUNG
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Häckselvorrichtung mit nachgeordneter Breitverteileinrichtung
in Seitenansicht und zum Teil aufgebrochen;
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2 eine
Ansicht der Zerkleinerungs- und Breitverteileinrichtung nach 1 von
unten und zum Teil aufgebrochen;
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3 von
der Zerkleinerungs- und Breitverteileinrichtung nach 1 eine
Draufsicht auf den Rotor nach 1 von oben;
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4 eine
Abwicklung eines Rotors nach 1 und 2 mit
schematisch dargestellten nachgeordneten Leitblechen;
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5 von
der Zerkleinerungs- und Breitverteileinrichtung nach 1 bis 4 ein
einzelnes Häckselmesser in verschiedenen Ansichten;
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6 für
eine Zerkleinerungs- und Breitverteileinrichtung nach 1 bis 4 ein
Geschwindigkeitsdiagramm als Funktion der Breite der Austrittsöffnung
des Auswurfkanals sowie
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7 einen
Ablageteppich für zerkleinertes Gut hinter einer Mähmaschine.
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DETAILLIERTE FIGURENBESCHREIBUNG
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Die
in 1 und 2 dargestellte Häckselvorrichtung 1 umfasst
einen zylindrischen Rotor 2, der über mehrere
Reihen von Befestigungslaschen 3 verfügt, die über
den Umfang des Rotors 2 etwa gleichmäßig
verteilt angeordnet sind. In der dargestellten Ausführung
verfügt der Rotor 2 über 6 Reihen R1
bis R6 von Befestigungslaschen 3 (siehe die Abwicklung
nach 4). Jede Reihe weist eine Vielzahl von Befestigungslaschen 3 auf;
in der dargestellten Ausführungsform sind es abwechselnd 7 oder 8.
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Wie
der 3 zu entnehmen ist, hält jede Befestigungslasche 3 ein
Paar von Paddelmessern 4, die als tordierte Häckselmesser
ausgeführt sind, wobei die Schneiden auf einander zu weisen
oder beide nach rechts oder beide nach links weisend zur Drehrichtung
schräg angestellt sind. Kombinationen tordierter und nicht
tordierter Häckselmesser in einem Paar sind ebenfalls möglich.
Auch können zusätzlich (nicht dargestellte) flügelartige,
zur Drehrichtung schräg angestellte Elemente zur zusätzlichen Strömungserzeugung
am Rotor 2 vorgesehen sein.
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4 zeigt
die Abwicklung eines Rotors 2 mit 6 Befestigungsseiten
R1 bis R6 für die Paddelmesser 4.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Befestigungsseite
R1 folgende Messerpaarungen auf: Fünf Messerpaare 6,
jeweils bestehend aus einem „links" und einem „rechts"
tordierten, also eine V-Form bildenden Messern, wobei zwei dieser Paare
an den endseitigen Abschnitten A' und A'' des Rotors 2 und
eines dieser Paare an dem mittleren Abschnitt B des Rotors 2 angebracht
sind. Zwei Messerpaare 7, jeweils bestehend aus zwei „links"
tordierten Messern, sind an dem einen, zwischen dem mittleren Abschnitt
B und dem einen endseitigen Abschnitt A' des Rotors 2 liegenden
Abschnitt C' angebracht. Ein Messerpaar 8, bestehend aus
zwei „rechts" tordierten Messern, ist an dem anderen, zwischen
dem mittleren Abschnitt B und dem anderen endseitigen Abschnitt
A'' des Rotors 2 liegenden Abschnitt C'' angebracht.
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Das
in der
5 gezeigte Häckselmesser
4A,
das aus der
DE
10 2005 010 055 U1 bekannt ist, ist um seine Langsachse
nach links verdreht. Wie in
3 beispielhaft
gezeigt, setzt sich die dargestellte Messerbefestigungsreihe sowohl
aus 2 „links" und 2 „rechts" tordierten Messerpaaren
7,
8 sowie
einem mittleren Messerpaar
5 und randseitigen Messerpaaren
6 zusammen.
Das mittlere und die randseitigen Messerpaare bestehen aus je einem „links"
tordierten Messer
4A und einem „rechts" tordierten
Messer
4B.
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Durch
die unterschiedlichen Paarungen und Anordnungen der Paddelmesser 4A und 4B werden über
die Rotorlänge unterschiedliche Luftströme erzeugt,
die in Verbindung mit den Leitblechen 9 der Häckselvorrichtung 1 die
eingangs beschriebene vorteilhafte Ablage des gehäckselten
Gutes auf dem Feldboden bewirken.
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Die
Gutablage ist optimal, wenn Luftströme erzeugt werden,
deren Strömungsgeschwindigkeiten die von der Mitte der
Austrittsöffnung des Auswurfkanals einer Häckselvorrichtung
zu den senkrechten Begrenzungen der Öffnung nach der Art
einer Parabel zunehmen. 6 zeigt eine solche Verteilung
der Luftstromgeschwindigkeit. Je nach Bemessung der Austrittsöffnung
bzw. der kompletten Häckselvorrichtung muss die optimale
Luftstromverteilung angepasst werden. 7 zeigt
ein praktisches mit der Erfindung erzieltes Ablageergebnis.
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Im
Rahmen der Erfindung sind aber auch andere Kombinationen von Leitblechen
und tordierten Häckselmessern vorteilhaft nutzbar. Unter
Bezugnahme auf die fünf in 5 dargestellten
Zonen A', C', B, C'', A'' erweisen sich – jeweils zusammen
mit den Leitblechenverteileinrichtungen folgende Zonenkombinationen
bzw. Kombinationen entsprechender Anordnungen tordierter Häckselmesser – als
besonders vorteilhaft:
Die Zonenkombination A', B, A'' führt
zu einem geraden Auswurf gegen die Leitbleche 9 und damit über die
Breite variierende Abwurfweiten.
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Die
Zonenkombination C', B, C'' führt in Kombination mit den
Leitblechen zu einer relativ breiten Auffächerung und Gutablage.
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Die
Zonenkombination C', C'' führt in Kombination mit den Leitblechen
zur Ausbildung eines Doppelstreifens bei der Gutablage.
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Die
Zonenkombination C'', C', bei der also die Luftströmungen
zur Rotormitte hin verstärkt wird, führt zu einer
Kanalisierung der Gutablage auf einem nur wenig breiten Streifen,
wobei auch hier die Leitbleche diesen Effekt noch verstärken,
wenn sie dieser Luftströmung richtungsmäßig
angepasst sind.
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Insgesamt
ergeben sich durch die Erfindung also umfangreiche Möglichkeiten
einer verbesserten und an den Bedarf angepassten Ablage des Häckselgutes
auf dem Feldboden.
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- 1
- Häckselvorrichtung
- 2
- Rotor
- 2A
- Rotorachse
- 2B
- Rotormantel
- 3
- Befestigungslaschen
- 4
- Paddelmesser
- 4A
- links
tordiertes Messer
- 4B
- rechts
tordiertes Messer
- 5
- V-förmige
Messeranordnung
- 6
- V-förmige
Messeranordnung
- 7
- links
tordiertes Messerpaar
- 8
- rechts
tordiertes Messerpaar
- 9
- Leitblech
- 10
- Gehäuse
- 10A
- Eintrittsöffnung
- 10B
- Austrittsöffnung
- 11B
- zerkleinertes
Gut
- 12
- Gegenmesser
- 14
- Verteileinrichtung
- 14A
- Dachelemente
- 14B
- Kanäle
- R1–R6
- Messerreihen
- A',
A''
- endseitige
Rotormantelabschnitte
- B
- mittlerer
Rotormantelabschnitt
- C',
C''
- Rotormantelzwischenabschnitte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19906453
B4 [0002]
- - CA 2339437 A1 [0003]
- - DE 102005010055 U1 [0025]