DE102011017618A1

DE102011017618A1 - Threshing- and separating device for use in self-propelled combine harvester to harvest plants from e.g. grain for separating crops from chaff in agricultural field, has rotor drivable with electromotor with adjustable rotation speed

Info

Publication number: DE102011017618A1
Application number: DE102011017618A
Authority: DE
Inventors: Stephan Leese; Ole Peters; Klaus Hahn
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2031-04-28
Also published as: DE102011017618B4

Abstract

The device (24) has a separation rotor (52) arranged downstream of a threshing rotor (50) and rotatably supported independent of the threshing rotor. The separation rotor is drivable in drive connection with an electromotor (72) with adjustable rotation speed. The threshing rotor is mechanically driven in drive connection with the electromotor with the adjustable rotation speed or from an internal combustion engine. The threshing rotor is attached to a central shaft (54) whose front end is rotatably supported at a load-bearing structure by a bearing (56).

Description

Die Erfindung betrifft eine nach dem Axialflussprinzip arbeitende Dresch- und Trenneinrichtung für einen Mähdrescher, mit einem Dreschrotor und einem stromab des Dreschrotors angeordneten Trennrotor, der unabhängig vom Dreschrotor gelagert ist.The invention relates to a working according to the Axialflussprinzip threshing and separating device for a combine harvester, with a threshing rotor and a downstream of the threshing rotor arranged separation rotor, which is mounted independently of the threshing rotor.

Stand der TechnikState of the art

Mähdrescher wenden in der Landwirtschaft verwendet, um stängelartige Pflanzen von einem Feld zu ernten und Fruchtstände (z. B. Korn) von den Erntegutresten zu trennen. Dabei werden die Pflanzen durch eine Dresch- und Trenneinrichtung geführt und in einer Reinigungseinrichtung werden unerwünschte Erntegutreste (Spreu, Kurzstroh) von den Fruchtständen der Pflanzen separiert, welche schließlich in einem Korntank zwischengespeichert werden, bevor sie auf ein Transportfahrzeug überladen werden.Combine harvesters used in agriculture to harvest stalk-like plants from a field and to separate fruit stalls (eg, grain) from the crop residue. The plants are passed through a threshing and separating device and in a cleaning device unwanted crop residues (chaff, short straw) are separated from the crops of the plants, which are finally cached in a grain tank before they are overloaded on a transport vehicle.

Gegenüber konventionellen Tangentialdrescheinrichtungen mit nachfolgenden Strohschüttlern oder Trennrotoren hat die Bedeutung axialer Dresch- und Trenneinrichtungen in der Vergangenheit immer mehr zugenommen. Die axialen Dresch- und Trenneinrichtungen umfassen einen üblicherweise einstückig als Schweißzusammenbau ausgeführten Dresch- und Trennrotor, der innerhalb eines zugehörigen Gehäuses rotiert und einen in einem Dreschbereich mit Dreschelementen besetzten und in einem Trennbereich mit Trennelementen besetzten Rotormantel. umfasst. Der Dreschbereich und der Trennbereich rotieren mit gleicher Drehzahl, was nicht immer optimal ist, da die Drehzahl für den Dreschbereich an die Ernteguteigenschaften anzupassen ist, um eine möglichst gute Druschwirkung zu erzeugen. Dabei ist in vielen Fällen die Drehzahl für den Trennbereich zu groß, was einen unnötig hohen Antriebsleistungsbedarf bedingt, oder zu klein, sodass keine optimale Abscheidung der Restkörner aus der Erntegutmatte mehr stattfindet.Compared to conventional Tangentialdrescheinrichtungen with subsequent straw walkers or separation rotors, the importance of axial threshing and separating devices in the past has increased more and more. The axial threshing and separating means comprise a threshing and separating rotor, usually made in one piece as a welded assembly, which rotates within an associated casing and a rotor casing occupied by threshing elements in a threshing region and fitted with separating elements in a separating region. includes. The threshing area and the separating area rotate at the same speed, which is not always optimal, since the speed for the threshing area has to be adapted to the crop properties in order to produce the best possible threshing action. In many cases, the speed for the separation area is too large, which causes an unnecessarily high drive power requirement, or too small, so that no optimal separation of the residual grains from the Erntegutmatte takes place.

Die DE 37 19 858 C1 schlägt vor, bei einer nach dem Axialflussprinzip arbeitenden Dresch- und Trenneinrichtung die Dreschrotorwelle von der Trennrotorwelle getrennt drehbar zu lagern, um den Dreschrotor unabhängig vom Trennrotor anzutreiben. Dadurch soll eine intensivere Bearbeitung des Ernteguts im Dreschbereich ermöglicht werden. Die Dreschrotorwelle und die Trennrotorwelle werden von einem Verbrennungsmotor des Mähdreschers jeweils über mechanische Getriebe, beispielsweise Planetengetriebe, angetrieben. Eine Anpassung der Trennrotordrehzahl an unterschiedliche Erntegutbedingungen ist demnach nicht vorgesehen.The DE 37 19 858 C1 proposes to rotatably support the threshing rotor shaft separately from the separating rotor shaft in a threshing and separating device operating according to the axial flow principle in order to drive the threshing rotor independently of the separating rotor. This should enable a more intensive processing of the crop in the threshing area. The threshing rotor shaft and the separating rotor shaft are driven by an internal combustion engine of the combine respectively via mechanical transmissions, for example planetary gears. An adaptation of the separator rotor speed to different crop conditions is therefore not provided.

Es wurde auch vorgeschlagen, Dresch- und Trennrotore von Mähdreschern hydrostatisch ( EP 0 914 765 A1 ) oder elektromotorisch anzutreiben ( DE 100 34 784 A1 ).It has also been proposed that threshing and separating rotors of combines are hydrostatically EP 0 914 765 A1 ) or electromotively ( DE 100 34 784 A1 ).

Problemproblem

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, eine im Axialfluss arbeitende Dresch- und Trenneinrichtung für einen Mähdrescher bereitzustellen, die eine einfache Anpassungsmöglichkeit der Drehzahl des Trennrotors an die jeweiligen Ernteguteigenschaften ermöglicht.The object underlying the invention is seen to provide an operating in the axial flow threshing and separating device for a combine harvester, which allows easy adjustment of the speed of the separator rotor to the respective crop characteristics.

Lösungsolution

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.This object is achieved by the teaching of claim 1, which are listed in the other claims features that further develop the solution in an advantageous manner.

Eine nach dem Axialflussprinzip arbeitende Dresch- und Trenneinrichtung für einen Mähdrescher umfasst einen Dreschrotor und einen stromab des Dreschrotors angeordneten Trennrotor, der unabhängig vom Dreschrotor gelagert ist und mit einem mit verstellbarer Drehzahl antreibbaren Elektromotor in Antriebsverbindung steht.A threshing and separating device for a combine harvester operating according to the axial flow principle comprises a threshing rotor and a separating rotor arranged downstream of the threshing rotor, which is mounted independently of the threshing rotor and is drive-connected to an electric motor which can be driven with an adjustable rotational speed.

Auf diese Weise kann die Drehzahl des Trennrotors optimal an die Erntegutbedingungen angepasst werden und der Trennrotor kann ggf. mit kleinerer Drehzahl als der Dreschrotor rotieren, was zu einer Verminderung der Strohzerstörung gegenüber konventionellen Trennrotoren führt, die mit derselben Geschwindigkeit wie der Dreschrotor rotieren. Dadurch wird auch der Antriebsleistungsbedarf vermindert und eine Überlastung der Reinigung mit Strohbruchstücken vermieden. Der elektromotorische Antrieb ermöglicht auf einfache Weise eine Verstellung der Drehzahl des Trennrotors und erlaubt auch ein Reversieren im Fall einer Verstopfung. Die Drehzahl des Trennrotors kann manuell oder selbsttätig durch eine Steuerung verstellt werden, die beispielsweise auf einer Erfassung des aktuellen Durchsatzes oder der Durchlaufzeit des Ernteguts durch die Trenneinrichtung beruht und die Drehzahl bei größeren Durchsätzen bzw. längeren Durchlaufzeiten anhebt und bei kleineren Durchsätzen bzw. kleineren Durchlaufzeiten absenkt. Auch besteht die Möglichkeit, den Trennrotor mit einer zur Drehzahl des Dreschrotors proportionalen oder anderweitig davon abhängigen Geschwindigkeit anzutreiben.In this way, the speed of the separation rotor can be optimally adapted to the crop conditions and the separation rotor may optionally rotate at a lower speed than the threshing rotor, resulting in a reduction of straw destruction over conventional separation rotors which rotate at the same speed as the threshing rotor. This also reduces the power requirement and avoids overloading with straw fragments. The electromotive drive allows a simple way to adjust the speed of the separator rotor and also allows reversing in the event of a blockage. The speed of the separation rotor can be manually or automatically adjusted by a control, which is based for example on a detection of the current throughput or throughput time of the crop by the separator and raises the speed for larger throughputs or longer processing times and smaller throughputs or smaller throughput times lowers. It is also possible to drive the separation rotor with a speed proportional to the threshing rotor or otherwise dependent thereon speed.

Vorzugsweise steht auch der Dreschrotor mit einem mit verstellbarer Drehzahl antreibbaren Elektromotor in Antriebsverbindung.Preferably, the threshing rotor is also drivingly connected to an electric motor which can be driven with an adjustable speed.

Ausführungsbeispiel embodiment

In den Zeichnungen sind zwei nachfolgend näher beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt:In the drawings, two embodiments of the invention described in more detail below are shown. It shows:

1 eine schematische, teilgeschnittene seitliche Ansicht eines selbstfahrenden Mähdreschers, 1 a schematic, partially sectioned side view of a self-propelled combine harvester,

2 einen schematischen Schnitt durch die Dresch- und Trenneinrichtung des Mähdreschers aus 1, und 2 a schematic section through the threshing and separating device of the combine 1 , and

3 eine schematischen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Dresch- und Trenneinrichtung. 3 a schematic section through a second embodiment of a threshing and separating device.

Die 1 zeigt einen Mähdrescher 10, der einen tragenden Aufbau 12 mit im Eingriff mit dem Erdboden befindlichen Rädern 14 aufweist. Ein Erntevorsatz 16 in Form eines Schneidwerks wird verwendet, um Erntegut aufzunehmen und es einem Schrägförderer 18 zuzuführen. Das geerntete Gut wird vom Schrägförderer 18 einer Leittrommel 20 zugeführt. Die Leittrommel 20 führt das Gut nach oben durch einen Einlassübergangsabschnitt 22 einer nach dem Axialflussprinzip arbeitenden Dresch- und Trenneinrichtung 24 zu. Eine Steinfalle 25 ist zwischen dem Schrägförderer 18 und der Leittrommel 20 angeordnet.The 1 shows a combine harvester 10 who has a building structure 12 with wheels in engagement with the ground 14 having. A header 16 in the form of a cutting unit is used to pick up crop and it is an inclined conveyor 18 supply. The harvested good is from the feederhouse 18 a beater 20 fed. The leader drum 20 leads the estate up through an inlet transition section 22 an operating according to the Axialflussprinzip threshing and separating device 24 to. A stone trap 25 is between the feederhouse 18 and the leader drum 20 arranged.

Die Dresch- und Trenneinrichtung 24 drischt und trennt das Erntegut. Sie umfasst einen Rotor 26, dessen Umfang von einem Gehäuse 28 umschlossen wird. Beide definieren gemeinsam einen Einlassabschnitt 30, einen Dreschabschnitt 32 und einen Trennabschnitt 34. Der Rotor 26 umfasst einen hohlen, zylindrischen Dreschrotor 50, der mit einer Vielzahl von Erntegutbearbeitungselementen (nicht gezeigt, vgl. aber EP 2 055 176 A1 , deren Inhalt durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen mit aufgenommen wird) besetzt ist, die in das Erntegut eingreifen und es im Gehäuse 28 rotativ mitführen. Der Rotor 26 umfasst weiterhin einen hohlen, zylindrischen Trennrotor 52, der koaxial zum Dreschrotor 50 angeordnet ist und ebenfalls mit einer Vielzahl von Erntegutbearbeitungselementen (nicht gezeigt, vgl. aber EP 2 055 176 A1 , deren Inhalt durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen mit aufgenommen wird) besetzt ist, die in das Erntegut eingreifen und es im Gehäuse 28 rotativ mitführen. Die Unterseite des Gehäuses 28 weist unter dem Dreschabschnitt 32 einen Rost auf, der als Dreschkorb 36 bezeichnet wird, und ein Trennrost 38 unter dem Trennabschnitt 34. Das Gehäuse umfasst im Dreschabschnitt 32 und im Trennabschnitt 34 an seiner Oberseite im Winkel zur Längsachse des Gehäuses 28 angestellte Kufen (nicht gezeigt), die mit dem Erntegut zusammenwirken, um es sukzessive nach hinten zu führen.The threshing and separating device 24 threshes and separates the crop. It includes a rotor 26 whose scope of a housing 28 is enclosed. Both together define an inlet section 30 , a threshing section 32 and a separating section 34 , The rotor 26 includes a hollow, cylindrical threshing rotor 50 which is associated with a plurality of crop processing elements (not shown, but cf. EP 2 055 176 A1 , the contents of which are included by reference in the present documentation), which intervene in the crop and in the housing 28 carry rotatively. The rotor 26 further comprises a hollow, cylindrical separation rotor 52 coaxial with the threshing rotor 50 is arranged and also with a variety of Erntegutbearbeitungselementen (not shown, but see EP 2 055 176 A1 , the contents of which are included by reference in the present documentation), which intervene in the crop and in the housing 28 carry rotatively. The bottom of the case 28 points under the threshing section 32 a rust on, as a concave 36 is called, and a separation grate 38 under the separation section 34 , The housing comprises in the threshing section 32 and in the separating section 34 at its top at an angle to the longitudinal axis of the housing 28 Employed skids (not shown), which cooperate with the crop, in order to successively lead backwards.

Korn und Spreu, die durch den Dreschkorb 36 und den Trennrost 38 fallen, werden einem Reinigungssystem 40 zugeführt. Das Reinigungssystem 40 entfernt die Spreu und führt das saubere Korn einem Elevator für sauberes Korn (nicht gezeigt) zu. Der Elevator für sauberes Korn legt das saubere Korn in einem Korntank 42 ab. Das saubere Korn im Korntank 42 kann durch einen Entladeschneckenförderer auf einen Kornwagen, Anhänger oder Lastwagen entladen werden. Gedroschenes und den Trennabschnitt verlassendes Stroh wird durch einen Auslass 46 aus der Dresch- und Trenneinrichtung 24 ausgestoßen und einer Fördertrommel 47 zugeführt. Die Fördertrommel 47 stößt das Stroh wiederum an der Rückseite des Mähdreschers 10 aus oder führt es einem nicht gezeigten Strohhäcksler zu. Der Betrieb des Mähdreschers 10 wird von der Bedienerkabine 48 aus gesteuert. Richtungsangaben, wie vom und hinten, beziehen sich im Folgenden auf die Vorwärtsrichtung des Mähdreschers 10, die in der 1 von rechts nach links verläuft.Grain and chaff, through the concave 36 and the separation grate 38 fall, become a cleaning system 40 fed. The cleaning system 40 remove the chaff and feed the clean grain to a clean grain elevator (not shown). The clean grain elevator lays the clean grain in a grain tank 42 from. The clean grain in the grain tank 42 can be unloaded by a unloading screw conveyor on a grain cart, trailer or truck. Threshed straw leaving the separation section is passed through an outlet 46 from the threshing and separating device 24 ejected and a conveyor drum 47 fed. The conveyor drum 47 The straw again hits the rear of the combine harvester 10 from or leads it to a straw chopper, not shown. The operation of the combine 10 is from the operator's cab 48 controlled from. Directional indications, such as from the rear and behind, refer in the following to the forward direction of the combine harvester 10 in the 1 from right to left.

Der Dreschrotor 50 ist an einer zentrischen Welle 54 befestigt, die an ihrem vorderen Ende durch ein Lager 56 drehbar am tragenden Aufbau 12 abgestützt. Die Welle 54 erstreckt sich rückwärtig des Dreschrotors 50 durch eine Hohlwelle 58 hindurch, an welcher der koaxial zum Dreschrotor 50 dahinter angeordnete Trennrotor 52 befestigt ist. Der Trennrotor 52 ist an seinem vorderen und rückwärtigen Ende durch zwei Lager 60 an der Welle 54 abgestützt. Die Hohlwelle 58 ist ihrerseits rückwärtig des Trennrotors 52 durch ein Lager 62 am tragenden Aufbau 12 drehbar gelagert. Die Welle 54 ist rückwärtig der Hohlwelle 58 durch ein Lager 64 am tragenden Aufbau 12 drehbar gelagert. Der Antrieb der Welle 54 und somit des Dreschrotors 50 erfolgt im dargestellten Beispiel über eine Riemenscheibe 66, die starr oder als Variatorscheibe ausgeführt sein kann und mit einem nicht gezeigten Riemen zusammenwirkt, der vom Verbrennungsmotor des Mähdreschers 10 her angetrieben wird. Der Antrieb der Hohlwelle 58 erfolgt über kämmende Zahnräder 68, 70 und einen Elektromotor 72.The threshing rotor 50 is on a centric shaft 54 attached to the front end by a bearing 56 rotatable on the supporting structure 12 supported. The wave 54 extends rearward of the threshing rotor 50 through a hollow shaft 58 through which the coaxial with the threshing rotor 50 behind arranged separation rotor 52 is attached. The separation rotor 52 is at its front and rear end by two bearings 60 on the shaft 54 supported. The hollow shaft 58 is in turn at the rear of the separator rotor 52 through a warehouse 62 at the load-bearing construction 12 rotatably mounted. The wave 54 is the back of the hollow shaft 58 through a warehouse 64 at the load-bearing construction 12 rotatably mounted. The drive of the shaft 54 and thus the threshing rotor 50 takes place in the example shown via a pulley 66 , which may be rigid or variator disc and cooperates with a belt, not shown, of the internal combustion engine of the combine harvester 10 is driven forth. The drive of the hollow shaft 58 takes place via meshing gears 68 . 70 and an electric motor 72 ,

Der Elektromotor 72 ist mit einer Steuerung 74 verbunden, die eine manuelle oder automatische Verstellung der Drehzahl des Elektromotors 72 erlaubt. Die elektrische Versorgung der Steuerung 74 und des Elektromotors 72 erfolgt durch einen vom Verbrennungsmotor des Mähdreschers 10 angetriebenen Generator.The electric motor 72 is with a controller 74 connected, which is a manual or automatic adjustment of the speed of the electric motor 72 allowed. The electrical supply of the controller 74 and the electric motor 72 This is done by one of the combustion engine of the combine harvester 10 powered generator.

Bei einer anderen Ausführungsform könnte auch die Welle 54 und somit der Dreschrotor 50 durch einen anderen Elektromotor (nicht gezeigt) angetrieben werden, der ebenfalls mit der Steuerung 74 verbunden und mit fester oder manuell oder automatisch verstellter Drehzahl betrieben wird. Es wäre auch möglich, den Trennrotor 52 über ein Planetengetriebe. anzutreiben, das einen mechanisch vom Verbrennungsmotor angetriebenen Eingang (z. B. von der Welle 54 her) und einen durch den Elektromotor 72 angetriebenen Eingang umfasst. Analog könnte man einen zweiten Elektromotor und ein zweites Planetengetriebe (beide nicht gezeigt) verwenden, um die Welle 54 und somit den Dreschrotor 50 ebenfalls mit verstellbarer Drehzahl anzutreiben. Dabei wäre der Ausgang des Planetengetriebes mit der Welle 54 verbunden und die Eingänge mit dem zweiten Elektromotor bzw. dem mechanischen Antrieb.In another embodiment, the shaft could also 54 and thus the threshing rotor 50 be driven by another electric motor (not shown), which is also with the controller 74 connected and operated with fixed or manually or automatically adjusted speed. It would also be possible to use the separation rotor 52 via a planetary gear. to drive one mechanically from the Internal combustion engine driven input (eg from the shaft 54 her) and one by the electric motor 72 driven input includes. Similarly, one could use a second electric motor and a second planetary gear (both not shown) to drive the shaft 54 and thus the threshing rotor 50 also with adjustable speed to drive. This would be the output of the planetary gear with the shaft 54 connected and the inputs to the second electric motor or the mechanical drive.

Bei der Ausführungsform nach 3 sind mit der ersten Ausführungsform nach 2 übereinstimmende Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen. Der wesentliche Unterschied zur Ausführungsform nach 2 besteht darin, dass der Elektromotor 72 innerhalb des Trennrotors 52 angeordnet ist. Der Trennrotor 50 stützt sich auf einer Hohlachse 58' ab, die starr mit dem tragenden Aufbau 12 verbunden ist und durch die sich ebenfalls die durch Lager 60 gegenüber der Hohlachse 58' abgestützte Welle 54 erstreckt. Der Mantel des Trennrotors 52 ist durch Lager 76 gegenüber der Hohlachse 58' drehbar gelagert. Der Elektromotor 72 umfasst einen starr mit der Hohlachse 58' gekoppelten Stator 78 und einen starr mit dem Mantel des Trennrotors 52 gekoppelten, im Betrieb rotierenden Rotor 80. Der Elektromotor 72 ist geschützt und raumsparend innerhalb des Trennrotors 52 angeordnet und – wie bei der Ausführungsform nach 2 – mit einer Steuerung 74 verbunden.In the embodiment according to 3 are with the first embodiment according to 2 matching elements provided with the same reference numerals. The main difference to the embodiment according to 2 is that the electric motor 72 inside the separator rotor 52 is arranged. The separation rotor 50 rests on a hollow axle 58 ' starting rigid with the load-bearing construction 12 is connected and through which also through the camp 60 opposite the hollow axle 58 ' supported wave 54 extends. The jacket of the separator rotor 52 is through bearings 76 opposite the hollow axle 58 ' rotatably mounted. The electric motor 72 includes a rigid with the hollow shaft 58 ' coupled stator 78 and one rigid with the jacket of the separator rotor 52 coupled, rotating in operation rotor 80 , The electric motor 72 is protected and space-saving within the separator rotor 52 arranged and - as in the embodiment according to 2 - with a controller 74 connected.

Es wäre – insbesondere bei der Ausführungsform nach 3, aber auch bei der Ausführungsform nach 2 durch Verwendung ineinander geschachtelter Hohlwellen 58 – auch möglich, den Trennrotor 52 axial in mehrere in Gutflussrichtung aufeinanderfolgende, insbesondere koaxial zueinander angeordnete Segmente zu unterteilen, die separat durch zugeordnete Elektromotore 72 mit verstellbarer Geschwindigkeit angetrieben werden.It would - especially in the embodiment after 3 , but also in the embodiment according to 2 by using nested hollow shafts 58 - Also possible, the separation rotor 52 axially subdivided into a plurality in successive Gutflussrichtung, in particular coaxially arranged segments, which are separated by associated electric motors 72 be driven at an adjustable speed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3719858 C1 [0004]
EP 0914765 A1 [0005]
DE 10034784 A1 [0005]
EP 2055176 A1 [0016, 0016]

Claims

According to the Axialflussprinzip working threshing and separating device ( 24 ) for a combine harvester ( 10 ), with a threshing rotor ( 50 ) and one downstream of the threshing rotor ( 50 ) arranged separation rotor ( 52 ) independent of the threshing rotor ( 50 ) is rotatably mounted, characterized in that the separation rotor ( 52 ) with an adjustable speed driven electric motor ( 72 ) is in drive connection.

Threshing and separating device ( 24 ) according to claim 1, characterized in that the threshing rotor ( 50 ) is mechanically driven by an internal combustion engine ago or is in drive connection with an electric motor driven with adjustable speed.

Threshing and separating device ( 24 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the electric motor ( 72 ) within the separation rotor ( 52 ) is arranged.

Harvester ( 10 ) with a threshing and separating device ( 24 ) according to any one of the preceding claims.