DE4304763A1 - Zylindrische Walze zum Bearbeiten von Erntegut und Herstellungsverfahren für diese - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine zylindrische Walze zum Bearbeiten von Erntegut und Herstellungsverfahren für diese.

Zylindrische Walzen zum Bearbeiten von Erntegut (DE-A1-34 07 333, EP-A2-0 244 892) werden in paarweiser Anordnung in Feld­ häcksler eingebaut, um einen zwischen ihnen hindurch geführ­ ten Erntegutstrom zu bearbeiten. Hierbei werden z. B. in Silage enthaltene Maiskörner gequetscht und geben somit Nährstoffe besser frei. Derartige Walzen werden herkömmlich aus einem Rohr und einer Welle zu einem einzigen Schweißzu­ sammenbau gebildet, auf dessen Außenumfang nach dem Schweiß­ vorgang eine Vielzahl von dreiecksförmigen Nuten eingefräst werden, die eine spitze außenliegende Kante bilden. Die Schweißverbindung zwischen der Welle und dem Rohr, zwischen denen sich Stützscheiben erstrecken können, führt zu Ver­ formungen und Materialveränderungen, die sich nachteilig bei der Herstellung und der Standzeit der Rillen erweist. An den zeit- und damit kostenaufwendigen Fräsvorgang schließt ein Härtungs- und Nachbearbeitungsprozeß an, die ebenfalls hohe Kosten verursachen.

Derartige Walzen sind nachteilig, weil ihre Herstellung sehr kostenaufwendig ist, was umso schwerwiegender ist, als diese nach eingetretenem Verschleiß ausgetauscht werden müssen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin ge­ sehen, die Ausbildung einer zylindrischen Walze und wenig­ stens ein Herstellungsverfahren für diese vorzuschlagen, die hohe Herstellungs- und Betriebs- bzw. Wartungskosten ver­ meiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Pa­ tentanspruchs 1 bzw. 12 bis 14 gelöst, wobei in den jeweils weiteren Patentansprüchen Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.

Auf diese Weise wird eine Trennung der Walze in einen tragen­ den Teil, der ausschließlich der Aufnahme der einwirkenden Kräfte dient, und einen Funktionsteil, der keine oder jeden­ falls nahezu keine Tragfunktion innehat, sondern lediglich der Bearbeitung des Ernteguts dient, vollzogen. Beide Kom­ ponenten können funktionsgerecht aus dem optimalen Material und in der optimalen Stärke und Festigkeit hergestellt und anschließend zusammengebaut werden, um ihre volle Funktion zu erfüllen. Die Herstellung der einen Komponente bleibt somit ohne Einfluß auf die der anderen. Somit kann im besten Fall nach Überschreiten einer Verschleißgrenze der Funktionsteil aus dem Zusammenbau gelöst und gegen einen neuen Funktions­ teil ausgetauscht werden. Der Ausbau und die Festigkeit des tragenden Teils bleiben von dem Austausch des Funktionsteils unberührt; die Wartungskosten sind minimiert.

Unter den vielfältigen Möglichkeiten, den Funktionsteil mit dem Tragkörper zu verbinden, hat sich diejenige als am vor­ teilhaftesten herausgestellt, bei der der Funktionsteil hohl ausgebildet und auf den Tragkörper konzentrisch drehfest auf setzbar ist. Dies ist problemlos möglich, wenn der Funk­ tionsteil als eine Hülse oder ein Rohr ausgebildet und auf eine außenrunde Walze aufgeschoben und dort befestigt wird. Die Befestigung kann durch Kleben, Schweißen, Schrumpfen, Schrauben, Nieten, Löten und dergleichen Verfahren erfolgen. Die Ausführung des Funktionsteils als Hülse oder Rohr, jeden­ falls als ein dünnwandiges, zylindrisches Element, ermöglicht eine leichte Einarbeitung eines Profils durch Präge-, Stanz- oder sonstige Werkzeuge. Besonders kostengünstig wirkt sich die Verwendung eines bereits profilierten Blechs aus, das geschnitten und zu einem Rohr verschweißt wird. Derartige Bleche sind von der Sieb- und Filtertechnik bekannt und z. T. bereits in Rohrform als Halbzeug im Handel erhältlich. Das Profil kann durch jede geeignete Form einer Lochung wie auch durch Materialerhebungen hergestellt werden.

Während nach einer Ausführungsform der Funktionsteil unmit­ telbar mittels der angegebenen oder sonstigen geeigneten Verbindungsverfahren auf den Tragkörper aufgebracht wird, kann statt dessen zwischen beiden auch ein Freiraum eingehal­ ten werden, der durch einen Verbinder, z. B. ein Polymerbeton oder einen Kunststoff, ausgefüllt wird.

Andererseits kann der Tragkörper auch in einen Formkasten eingefügt und der Funktionsteil durch Aufbringung einer formbaren Masse, die an dem Tragkörper haftet und die durch den Formkasten vorgegebene Form dauerhaft einnimmt, gebildet werden. Es kommen alle möglichen Verfahren der Materialein­ bringung und Materialverfestigung in Betracht.

Die drehfeste Verbindung wird noch stabiler und dauerhafter, wenn der Funktionsteil bzw. der Tragkörper einen unrunden Innen- bzw. Außenquerschnitt aufweist und/oder sich radial erstreckende Halterungselemente aufweist, die von der Form­ masse umgeben werden.

Eine einfache Montage und Demontage der Walze wird ermög­ licht, wenn sich der Tragkörper nicht durch den gesamten Funktionsteil hindurch erstreckt, sondern nur an dessen Stirnfläche um eine konzentrische Achse angreift. Die Ver­ bindung kann insbesondere mittels Schraub-, konischen Steck- oder Schweißflanschen erfolgen.

Die Herstellungskosten für den Funktionsteil werden weiter reduziert, wenn dieser als Strangware aus Metall oder einem hochfesten, evtl. härtungsbeschichteten Kunststoff zur Ver­ fügung gestellt wird.

Während zwei der beanspruchten Verfahren davon ausgehen, daß der Funktionsteil und der Tragkörper jeweils fertig herge­ stellt vorliegen und nur noch miteinander verbunden zu werden brauchen, was durch einen unmittelbaren Kontakt oder eine Brücke geschehen kann, wird nach dem dritten Verfahren der Funktionsteil erst auf den Tragkörper "aufproduziert", indem eine formbare Masse in einen Preß-, Gieß-, Rüttel- oder Schmelzraum eingefüllt und zum Erstarren gebracht wird.

Besteht der Funktionsteil aus einem härtbaren Material, insbesondere Stahl, wird die Härtung vor der Montage vor­ genommen, um den Zusammenbau nicht zu beeinflussen.

Zur Vermeidung einer Unwucht kann die Walze nach dem Kom­ plettierungsvorgang rundgeschliffen werden, wodurch sich auch ein Schärfeffekt an dem Profil ergeben kann.

In der Zeichnung sind zwei nachfolgend näher beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße zylindrische Wal­ ze, zerlegt in einen Funktionsteil und einen Tragkörper,

Fig. 2a-2d einen Ausschnitt aus der Wandung des Funktionsteils mit einem ersten Profil,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Wandung des Funktionsteils mit einem zweiten Profil,

Fig. 4 einen Ausschnitt aus der Wandung des Funktionsteils mit einem dritten Profil und

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Vor­ richtung zum Durchführen eines erfin­ dungsgemäßen Verfahrens im Vertikal­ schnitt.

Gemäß Fig. 1 setzt sich eine erfindungsgemäße Walze 10 aus einem Tragkörper 12 und einem Funktionsteil 14 zusammen, die getrennt voneinander ausgebildet werden.

Die Walze 10 ist zylindrisch ausgebildet und vornehmlich dazu bestimmt, mit einer weiteren gleichen oder ähnlichen Walze einen sogenannten Körnerprozessor zu bilden, der stromabwärts einer Schneideinrichtung in einen Feldhäcksler eingebaut wird und zerkleinertes Erntegut anquetscht. Derartige Körnerpro­ zessoren werden z. B. in den selbstfahrenden Feldhäckslern JOHN DEERE 6610 bis 6910 verwendet und sind weithin bekannt, so daß es weiterer Ausführungen hierzu nicht bedarf. Aller­ dings kann diese Walze 10 anstatt mit einer weiteren Walze mit Reibleisten zusammenwirken. Schließlich finden derartige Walzen auch Anwendung bei Mühlen, Obstquetschern und der­ gleichen. Die Walze 10 wird über nicht gezeigte Vorrichtun­ gen, z. B. ein Riemengetriebe, mit einer hohen Drehzahl von ca. 2000-4000 Upm angetrieben.

Der Tragkörper 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein Schweißzusammenbau gebildet, der sich aus einem Walzenkörper 16 und Stummeln 18 zusammensetzt. Der Tragkörper 12 hat lediglich tragende Funktion und muß somit die Torsions- und Biegemomente aufnehmen, die in die Walze 10 eingeleitet werden.

Der Walzenkörper 16 ist außen rund und zylindrisch. Er kann sowohl als Rohr ausgebildet wie auch aus Vollmaterial herge­ stellt werden.

Die Stummel 18 sind stirnseitig an den Walzenkörper 16 und zu diesem konzentrisch angeflanscht oder angeschweißt und ge­ meinsam mit diesem ausgewuchtet sowie außenrund geschliffen.

In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann der Walzenkör­ per 16 auch mit den Stummeln 18 einteilig und im einfachsten Fall als eine Welle ausbildet sein; erforderlichenfalls werden auf die Welle Stützscheiben aufgeschweißt, die auf ihrem Außenumfang den Funktionsteil 14 drehfest aufnehmen.

Der Funktionsteil 14 hat die Form eines Rohrs oder einer Hülse und ist innen wie außen zylindrisch ausgebildet. Die Länge des Funktionsteils 14 entspricht genau oder im wesent­ lichen der Länge des Walzenkörpers 16. Sein Innendurchmesser entspricht dem Außendurchmesser des Walzenkörpers 16. Die Dicke seiner Wandung ist zwar beliebig - sie wird aber vor­ zugsweise gering gehalten, weil sie nur ein für die Behand­ lung des Ernteguts geeignetes Profil enthalten muß, hingegen aber nicht eigentlich der Aufnahme von Kräften dient. Der Funktionsteil 14 wird z. B. aus einer zu einem Rohr gebogenen und geschweißten profilierten Blechtafel gebildet, wobei sich die Form des Profils aus den Fig. 2 bis 4 ergibt.

Der Walzenkörper 16 und der Funktionsteil 14 können auf vielfältige Weise miteinander verbunden werden, z. B. durch Kleben, Schweißen, Löten, Verstiften, Verschrauben, Vernieten oder dergleichen oder durch Aufschrumpfen. Je nach der ge­ wählten Befestigungsart wird die Passung zwischen den Innen­ abmessungen des Funktionsteils 14 und den Außenabmessungen des Walzenkörpers 16 als Preß-, Spiel- oder Gleitpassung ausgebildet.

Andererseits kann der Walzenkörper 16 auch einen Außendurch­ messer haben, der wesentlich kleiner ist als der Innendurch­ messer des hohlen Funktionsteils 14. In diesem Fall wird der bestehende Freiraum mit einer zunächst gießfähigen, aber aus­ härtenden Masse ausgefüllt, wie dies mit Blick auf Fig. 5 näher beschrieben wird.

Die Außenseite des Funktionsteils 14 ist mit einem Profil versehen, das gemeinsam mit dem Profil einer weiteren Walze oder mit weiteren Reibelementen geeignet ist, das Erntegut anzuschlagen, d. h. insbesondere die darin enthaltenen Körner auf zubrechen. Das Profil kann zwar in verschiedenen Mustern ausgeführt werden, muß aber stets eine gewisse Höhe und eine bestimmte Anzahl von Kanten aufweisen.

So zeigt Fig. 2 im Radialschnitt eine Schlitzbrückenlochung, Fig. 3 eine Rundlochung und Fig. 4 eine Lappenlochung, die jeweils hinlänglich bekannt sind.

Die Profilhöhe, d. h. der Abstand zwischen dem tiefsten Punkt in einem Tal und dem höchsten Punkt auf einer Rille, beträgt ca. 5 mm.

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung 20 zum Befüllen und Zentrie­ ren, mit deren Hilfe der Tragkörper 12 mit dem Funktionsteil 14 verbunden werden kann.

Die Vorrichtung 20 enthält eine Kammer 22 mit einem Innen­ durchmesser, der im wesentlichen dem Außendurchmesser des Funktionsteils 14 entspricht und der diesen somit exakt positioniert. An einem Ende ist die Kammer 22 von einem Deckel 24 verschlossen, in dem sich eine zentrische Bohrung 26 zur Aufnahme eines Stummels 18 des Tragkörpers 12 befin­ det. Auf diese Weise wird die richtige Lage des Tragkörpers 12 zu dem Funktionsteil 14 sichergestellt. Die Vorrichtung 20 kann erforderlichenfalls auch mit hoher Geschwindigkeit dreh­ bar ausgebildet werden, um während des Verbindungsprozesses eine Auswuchtung und eine gleichmäßige Verteilung des Ver­ binders durchzuführen.

Der Tragkörper 12 besteht bei der mit dieser Vorrichtung 20 vorzunehmenden Verbindungsart aus einer Welle 28, einer großen Stützscheibe 30 und mehreren sich radial erstreckenden Halterungen 32, die ebenfalls als Scheiben ausgebildet sein können; die große Stützscheibe 30 und die Halterungen 32 sind konzentrisch auf die Welle 28 aufgeschweißt. Die große Stütz­ scheibe 30 hat einen Außendurchmesser, der deren direkte Anlage an der Innenfläche des Funktionsteils 14 gewährlei­ stet. Die Halterungen 32 sind auf der Länge der Welle eini­ germaßen gleichmäßig verteilt.

Zwischen der radial außenliegenden Oberfläche der Welle 28 und der radial innenliegenden Oberfläche des Funktionsteils 14 erstreckt sich einen Freiraum 34, in dem sich auch die große Stützscheibe 30 und die Halterungen 32 erstrecken.

Nachdem der Tragkörper 12 und der Funktionsteil 14 in die Vorrichtung 20 eingesetzt und darin festgelegt sind, wird der Freiraum 34 mit einem fließfähigen Verbinder 36 gefüllt, der eine dauerhafte drehfeste Brücke zwischen dem Tragkörper 12 und dem Funktionsteil 14 bildet und nach dem Einbringen aushärtet. Als Verbinder kommen insbesondere Polymerbeton und gießfähige Kunststoffe oder Harze in Betracht. Die Aushärtung kann durch Anwendung von Druck, Hitze, Vibration oder son­ stige Weise herbeigeführt werden.

Die Verbindung des Funktionsteils 14 mit dem Tragkörper 12 kann insbesondere gemäß der folgenden Verfahren erfolgen.

• 1. Der zylindrische, hohle Funktionsteil 14 wird aus einem außen profilierten Rohr oder einem profilierten Blech mit Innenabmessungen gebildet, die im wesentlichen den Außen­ abmessungen des den Funktionsteil 14 drehfest aufnehmenden Tragkörpers 12 entsprechen, und der Funktionsteil 14 wird konzentrisch auf dem Tragkörper 12 angeordnet und mit diesem verklebt, verschweißt, verlötet, vernietet, verschraubt oder durch eine andere Technik verbunden, oder der Funktionsteil 14 wird erhitzt, konzentrisch auf dem Tragkörper 12 angeord­ net und auf diesen aufgeschrumpft.
• 2. Der zylindrische, hohle Funktionsteil 14 wird aus einem Rohr oder einem profilierten Blech mit Innenabmessungen ge­ bildet, die größer sind als die Außenabmessungen des Trag­ körpers 12, und der Funktionsteil 14 wird konzentrisch zu dem Tragkörper 12 angeordnet, und Polymerbeton oder eine gießbare Kunststoffmasse wird in einen zwischen ihnen bestehenden Freiraum 34 eingefüllt und ausgehärtet.
• 3. Der Funktionsteil 14 wird konzentrisch in die Vorrich­ tung 20 mit einen Preß-, Gieß-, Rüttel- oder Schmelzraum mit einer profilierten Wandung eingebracht, und eine formbare Masse wird in den Preß-, Gieß-, Rüttel- oder Schmelzraum ein­ gefüllt und zum Erstarren gebracht.

Wird der Funktionsteil 14 aus Stahl oder einem anderen härt­ baren Material hergestellt, wird er vor der Verbindung mit dem Tragkörper 12 gehärtet.

Abschließend wird der Funktionsteil 14 nach der Verbindung mit dem Tragkörper 12 rundgeschliffen, um Unwuchten zu ver­ meiden und das Profil zu schleifen.

Auf die zuletzt genannten Verfahrensschritte kann unter Umständen verzichtet werden.

Claims (16)

1. Zylindrische Walze (10) zum Bearbeiten von Erntegut mit einem auf dem Außenumfang profilierten zylindrischen Funktionsteil (14) und einem Tragkörper (12), die je­ weils getrennt und eigenständig ausgebildet und mit­ einander vorzugsweise lösbar verbindbar sind.

2. Zylindrische Walze nach Anspruch 1, wobei der Funk­ tionsteil (14) hohl ausgebildet und auf den Tragkörper (12) konzentrisch drehfest aufsetzbar ist.

3. Zylindrische Walze nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Funktionsteil (14) aus einem Blech mit einer durchgezo­ genen Rund- und/oder Schlitzbrücken- und/oder Lappenlo­ chung gebildet ist.

4. Zylindrische Walze nach einem oder mehreren der vorhe­ rigen Ansprüche, wobei der Funktionsteil (14) wahlweise als Profilrohr und der Tragkörper (12) als eine Welle ausgebildet sind, die in konzentrischer Anordnung zu­ einander einen Freiraum (34) zwischen sich belassen, in den ein stoffschlüssiger Verbinder (36) einfüllbar ist.

5. Zylindrische Walze nach Anspruch 4, wobei der stoff­ schlüssige Verbinder (36) ein Polymerbeton ist.

6. Zylindrische Walze nach Anspruch 4, wobei der stoff­ schlüssige Verbinder (36) eine gießbare Kunststoffmasse ist.

7. Zylindrische Walze nach Anspruch 1, wobei der Funk­ tionsteil (14) aus einer auf den Tragkörper (12) kon­ zentrisch aufgepreßten, aufgegossenen, aufgespritzten oder aufgeschmolzenen Formmasse gebildet ist.

8. Zylindrische Walze nach einem oder mehreren der vorhe­ rigen Ansprüche, wobei der Funktionsteil (14) und/oder der Tragkörper (12) einen unrunden Innen- bzw. Außen­ querschnitt aufweist.

9. Zylindrische Walze nach einem oder mehreren der vorhe­ rigen Ansprüche, wobei der Tragkörper (12) sich radial erstreckende Halterungselemente (32) aufweist.

10. Zylindrische Walze nach Anspruch 1, wobei der Tragkör­ per (12) aus zwei an die Stirnseiten des Funktionsteils (14) angebrachten, insbesondere angeflanschten Stummeln (18) oder dergleichen besteht.

11. Zylindrische Walze nach einem oder mehreren der vorhe­ rigen Ansprüche, wobei der Funktionsteil (14) aus einem stranggepreßten oder extrudierten Formstab- oder -pro­ fil gebildet ist.

12. Verfahren zum Herstellen einer zylindrischen Walze (10) für die Erntegutbehandlung mit folgenden Verfahrens­ schritten:

• a) ein zylindrischer, hohler Funktionsteil (14) wird aus einem außen profilierten Rohr oder einem pro­ filierten Blech mit Innenabmessungen gebildet, die im wesentlichen den Außenabmessungen eines den Funktionsteil (14) drehfest aufnehmenden Tragkör­ pers (12) entsprechen,
• b1) der Funktionsteil (14) wird konzentrisch auf dem Tragkörper (12) angeordnet und mit diesem ver­ klebt, verschweißt, verlötet, vernietet, ver­ schraubt oder durch eine andere Technik verbunden, oder
• b2) der Funktionsteil (14) wird erhitzt, konzentrisch auf dem Tragkörper (12) angeordnet und auf diesen aufgeschrumpft.

13. Verfahren zum Herstellen einer zylindrischen Walze (10) für die Erntegutbehandlung mit folgenden Verfahrens­ schritten:

• a) ein zylindrischer, hohler Funktionsteil (14) wird aus einem Rohr oder einem profilierten Blech mit Innenabmessungen gebildet, die größer sind als die Außenabmessungen eines Tragkörpers (12), und
• b) der Funktionsteil (14) wird konzentrisch zu dem Tragkörper (12) angeordnet, und Polymerbeton oder eine gießbare Kunststoffmasse wird in einen zwi­ schen ihnen bestehenden Freiraum (34) eingefüllt und ausgehärtet.

14. Verfahren zum Herstellen einer zylindrischen Walze (10) für die Erntegutbehandlung mit folgenden Verfahrens­ schritten:

• a) ein Funktionsteil (14) wird konzentrisch in einen Preß-, Gieß-, Rüttel- oder Schmelzraum mit einer profilierten Wandung eingebracht,
• b) eine formbare Masse wird in den Preß-, Gieß-, Rüt­ tel- oder Schmelzraum eingefüllt und zum Erstarren gebracht.

15. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Funk­ tionsteil (14) vor der Verbindung mit dem Tragkörper (12) gehärtet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 12, 13, 14 oder 15, wobei die Walze (10) nach der Verbindung des Funktionsteils (14) mit dem Tragkörper (12) rundgeschliffen wird.