DE2917191C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 26 06 476 ist eine Vorrichtung zum Mähen und darauffolgenden Quetschen von Erntegut bekannt, die mit in einer Richtung fortbewegten Mähorganen und einem quer zu dieser Richtung verlaufenden Paar voneinander abhebbarer Quetschrollen versehen ist, von denen mindestens eine über eine schwenkbare Antriebsrolle angetrieben wird. Diese Vorrichtung soll in der Weise ausgebildet sein, daß ihre Mähbreite nahzu gleich ihrer Gesamtbreite ist und daß die Anzahl der Einzelteile möglichst gering ist. Zu diesem Zweck ist die angetriebene Quetschrolle durch einen Hohlkörper gebildet und die Antriebswelle ist durch eine geräumige Öffnung in der Seitenfläche dieses Hohlkörpers eingeführt und an einem sich im Hohlkörper befindlichen Punkt schwenkbar festgekuppelt. Die Umfangsflächen der Quetschrollen weisen Erhöhungen und Vertiefungen auf und die Er­ höhungen der einen Quetschrolle greifen in die Vertiefungen der anderen Quetschrolle ein, so daß sich beide Quetschrollen mit gleicher Umfangsge­ schwindigkeit drehen. Bei dem hiermit bewirkten Quetschvorgang werden die Stengel oder Halme des Ernteguts im wesentlichen rechtwinklig zu ihrer Längsachse gebrochen. Hierdurch wird ein nachfolgendes Trocknen des Ernteguts nicht oder nur vernachlässigbar erleichtert.

Aus der CH-PS 3 59 558 ist weiterhin eine Vorrichtung zum Quetschen von zur Trocknung bestimmten Futter bekannt, die zwei am Umfang verzahnte Quetsch­ walzen aufweist. Dies bedeutet, daß die Umfangs­ geschwindigkeiten der Quetschwalzen unabhängig vom Verhältnis ihrer Drehgeschwindigkeiten gleich sein müssen. Dies führt ebenfalls zu einer für eine nachfolgende Trocknung nicht optimalen Quetschung.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Erntegut zwecks Beschleunigung des Trocknungsvorganges mit einer ersten und einer zweiten drehbaren Ein­ richtung, zwischen denen das Erntegut hindurch­ leitbar ist und die sich im wesentlichen horizontal erstreckende Bereiche mit benachbart zueinander angeordneten Umfangsflächen aufweisen, zu schaffen, mit der das Erntegut so aufbereitet wird, daß eine nachfolgende Trocknung in möglichst kurzer Zeit durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Merkmal. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das nachfolgend zu trocknende Erntegut, insbesondere für Futterzwecke, zerkleinert, indem es zwischen zwei drehbare Einrichtungen gegeben wird, von denen die eine eine größere Umfangsgeschwindigkeit hat als die andere. Das so zerkleinerte Erntegut kann dann zu einer Matte geformt werden, wobei der er­ wünschte Trocknungsgrad in einer optimal kurzen Zeit erreicht wird, da die Trocknung bereits mit der Zerkleinerung des Materials einsetzt.

Vorzugsweise werden drehbare Walzen verwendet, die das Erntegut beim Durchgang zerkleinern. Die der Zerkleinerung dienenden Walzen werden mit unter­ schiedlichen Geschwindigkeiten vorzugsweise in entgegengesetzten Richtungen in Drehung versetzt. Bei diesem so aufbereiteten und in Form einer Matte abgelegten Erntegut läßt sich eine optimal kurze Trockenzeit unter Einhaltung eines ge­ wünschten Trockengrades erreichen.

Die Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und die Zeichnungsbeschreibung dient der weiteren Erläuterung der Erfindung. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vor­ richtung zur Aufbereitung von Ernte­ gut und zur Ausbildung einer Matte aus diesem,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1, bei der Teile der Gehäusewand fortgelassen sind,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform in schematischer Darstellung,

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht eines Teiles der Walzen mit auf der Umfangs­ fläche angeordneten Zähnen,

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht ent­ sprechend Fig. 4 mit einer abgewandelten Ausführungsform der auf der Umfangs­ fläche der Walzen befindlichen Zähne,

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Trocknungs­ zeit bezogen auf den Feuchtigkeits­ gehalt bei verschiedenen Vorrichtungen einschließlich der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

Fig. 7 eine Darstellung der Trocknungszeit gegen­ über dem Feuchtigkeitsgehalt.

Wie die Zeichnungen zeigen, weist die Vorrichtung 15 ein Paar von drehbaren Einrichtungen auf, die in Form von zylindrischen Walzen 17 und 18 dargestellt sind. Die Walzen 17, 18 sind, wie Fig. 1 zeigt, am Eingang 20 der Vorrichtung 15 übereinander angeordnet, und sie werden in entgegengesetzten Richtungen in Drehung versetzt, wobei die obere Walze 17 entgegen dem Uhrzeigersinn und die untere Walze 18 im Uhrzeigersinn umlaufen, um das Erntegut 22 zwischen die Walzen zu ziehen und es zu zerkleinern. Das Erntegut 22 wird dann von den Walzen 17, 18 zwischen Förderbänder 24 und 25 gegeben. Das obere Förderband 24 liegt hinter der oberen Walze 17 und ist abwärts zum Ende der Vor­ richtung 15 gerichtet, wie Fig. 1 zeigt. Das untere Förderband 25 erstreckt sich von der unteren Walze 18 nach hinten und liegt horizontal. Die Förderbänder 24, 25 können Endlosbänder sein.

Eine mattenbildende zylindrische Walze 27 ist oberhalb des rückwärtigen Teiles 28 des Förder­ bandes 25 angeordnet. Die Walze 27 läuft entgegen­ gesetzt dem Uhrzeigersinn um und bildet mit dem rückwärtigen Teil des Förderbandes 25 eine Matte 30 aus dem zerkleinerten Erntegut.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die Vorrichtung 15 vorzugs­ weise als Teil einer selbstfahrenden Maschine 32 ausgebildet. Die Walze 17 ist auf einer Welle 34 aufgenommen, die ein Antriebsrad 35 besitzt, um die Welle 34 und die Walze 17 in Drehung zu versetzen. Die Walze 18 ist auf einer Welle 37 unterhalb der Walze 17 angeordnet und die Welle 37 weist ein Antriebsrad 38 zur Drehung der Welle 37 und der Walze 18 auf.

Ein Antriebsmotor 40, beispielsweise ein Diesel­ motor oder dergleichen, treibt die Vorrichtung 15 an.

Eine Antriebswelle 42 treibt über einen nicht dar­ gestellten Riemen das Antriebsrad 35 zur Drehung der Welle 34 und der Walze 17, und sie treibt ebenfalls das Antriebsrad 38 zur Drehung der Welle 37 und der Walze 18. Die Durchmesser der Antriebsräder 35, 38 sind so bemessen, daß ge­ wünschte Unterschiede der Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen 17, 18 erreicht werden. Es kann auch ein Differentialgetriebe zu diesem Zwecke Ver­ wendung finden.

Das endlose Förderband 25 ist auf Wellen 50 und 51 aufgenommen, wobei die Welle 50 ein Antriebsrad 53 trägt. Die Antriebswelle 42 treibt das Antriebsrad 53 über einen nicht dargestellten Riemen, um das Förderband 25 zu betätigen. Das endlose Förderband 24 ist auf den Wellen 56 und 57 aufgenommen, wobei die Welle 56 ein Antriebsrad 59 trägt. Auf der Antriebswelle 42 ist ein Antriebsrad 45 befestigt, und der Antriebsriemen 60 treibt das Antriebsrad 59 der Welle 56 und damit das Förderband 24 an.

Die der Mattenbildung dienende Walze 27 ist auf einer Welle 62 aufgenommen, die ein Antriebsrad 63 trägt. Die Walze 27 wird ebenfalls durch die Antriebs­ welle 42 über einen nicht dargestellten Riemen angetrieben.

Die Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung. Die Walzen 17, 18 sind im Eintrittsbereich der Vorrichtung angeordnet, jedoch wird das Erntegut hier bereits durch ein Flügel­ rad 67 aufgelockert zwischen die Walzen 17 und 18 eingezogen. Das Flügelrad 67 ist um eine Welle 68 drehbar und wird von dem Antriebsmotor 40 betätigt. Das aufgelockerte Erntegut wird nach rückwärts geworfen und gelangt zwischen die Walzen 17 und 18, zwischen denen es gemäß Fig. 3 zerkleinert wird.

Das zerkleinerte Erntegut wird nach rückwärts von den Walzen 17, 18 ausgeworfen und gelangt zu einem Paar Bürsten 70, 71, die in entgegengesetzten Rich­ tungen um Wellen 73, 74 rotieren. Die Wellen 73, 74 werden von dem Antriebsmotor 40 angetrieben, was in Fig. 3 nicht dargestellt ist. Das Förderband 24 ist hinter den Bürsten 70, 71 angeordnet, um das zerkleinerte Erntegut 22 nach unten auf das Förder­ band 25 zu leiten. Der rückwärtige Teil 28 des Förder­ bandes 25 und die Walze 27 formen das Erntegut zu einer Matte 30, die aus der Vorrichtung ausge­ geben wird.

Wie Fig. 3 zeigt, wirkt das Förderband 25 als Saft­ abscheider, wobei der Saft in einem Behälter 76 gesammelt wird, der unterhalb des Förderbandes 25 angeordnet ist.

Die Walzen 17, 18 sind vorzugsweise gerippt oder gekerbt, und zwar entweder zahnartig, wie in Fig. 4 gezeigt, oder vorzugsweise so gekerbt, wie in Fig. 5 gezeigt ist.

In jedem Falle erstreckt sich die Zahnung oder Kerbung über die gesamte Umfangsfläche 78 der zylindrischen Walzen 17, 18. Gemäß Fig. 4 sind die Zähne 79 in einem Winkelabstand von 5° angeordnet, die Zahntiefe beträgt ca. 3 mm. Die Verzahnung gemäß Fig. 4 wird gebildet durch die Zahnflanken 80, 81 jedes Zahnes, die recht­ winklig zueinander gerichtet sind. Der Flanken­ winkel kann jedoch auch anders gewählt werden, und die Walze kann vorstehende Rippen auf ihrer Umfangsfläche tragen, die entweder parallel oder unter einem Winkel zur Walzenachse gerichtet sind. Wie Fig. 5 zeigt, beträgt die Kerbtiefe ca. 1 mm, wobei die Kerben einen Winkelabstand von 5° besitzen. Bei der Kerbung gemäß Fig. 5 wird ein großer, glatter, gebogener Bereich 83 auf dem Umfang 78 der Walze gebildet, wobei jede Kerbe einen ersten radial zur Walze gerichteten Schenkel 85 und einen zweiten Schenkel 86 aufweist, der mit dem ersten Schenkel 85 einen sich zum Bereich 83 öffnenden spitzen Winkel bildet, so daß eine scharfe Kerbe entsteht. Vorzugsweise haben beide Walzen 17, 18 eine Verzahnung oder Kerbung, jedoch kann die eine Walze eine glatte Oberfläche bilden. Durch Vergrößerung des Umfangsbereiches 78 wird eine Erhöhung der Zerkleinerungswirkung erreicht.

Es wurden zwei Sätze von Walzen mit unterschied­ licher Verzahnung oder Kerbung gemäß Fig. 4 und 5 benutzt. Beide Walzen eines Satzes hatten eine einander identische Verzahnung; es wurden jedoch auch Kombinationen jedes Zahntyps mit einer glatten Walze zu Beobachtungszwecken verwendet. Jede Walze besaß einen Außendurchmesser von 320 mm, und die obere Walze wurde schneller angetrieben als die untere. Die unterschiedlichen Umfangsge­ schwindigkeiten führten zu einer Scherwirkung auf die Stengel oder Halme des Erntegutes. Beim Anlauf wurde beobachtet, daß an trockenen Walzen eine Ansammlung von Saft auftritt, der eine Selbstreinigung unterstützt, und es wurde eine Ermittlung der Proteinverluste aufgrund der Zer­ kleinerung durch die Walzen durchgeführt durch Unter­ suchung des gesamten Durchganges mit dem Ergebnis, daß ein Unterschied von 0,7% zwischen dem einge­ gebenen Material mit 24,9% und dem ausgegebenen Material mit 24,2% bestand. Dieser Unterschied ist möglicherweise zurückzuführen auf die Ansammlung von Saft an der Walze, wenn diese Ansammlung sich stabilisiert hat. Es wurde auch ein Paar von glatten Walzen benutzt. Diese Walzen zerkleinern zwar das Erntegut, transportieren dieses aber nicht, und dies führte zur Entwicklung der Walzen gemäß Fig. 5 mit einem großen Oberflächenbereich an der Peripherie mit Förderkerben. Diese Kerben haben scharfe Scherkanten, die einander gegenüberliegen und eine ausgezeichnete Scherwirkung bei unter­ schiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten aufweisen.

Die Vorrichtung ist in erster Linie geeignet zur Verarbeitung von Heu, wobei die Heuqualität durch Erhöhung der Trockengeschwindigkeit verbessert wird und eine schnelle Trockenernte erreicht wird.

Mit gekerbten und mit unterschiedlichen Geschwindig­ keiten umlaufenden Walzen und bei einem engen Zwischenraum zwischen den Umfangsflächen der Walzen wird das Erntegut zerschert und bildet eine größere Oberfläche, wodurch kürzere Trocken­ zeiten möglich sind. Die Darstellung gemäß Fig. 6 zeigt einen Vergleich der Trocknungs­ zeiten mit durch andere Vorrichtungen zerkleinertem Erntegut. Für eine zylindrische Walze von 305 mm Breite beträgt die Fließgeschwindigkeit ca. 50 kg/min oder 3 Tonnen/h Naßgut (75%); bei Walzen fünf­ facher Breite und bei einer Mähmaschine mit einer Schnittbreite von 3 m kann die Vorrichtung 15 Tonnen Erntegut/h verarbeiten.

Es wurden Standard-Trocknungsversuche mit einem Drahtsieb von 0,16 m² und einer Probe von 300 g eines Ernteguts durchgeführt.

Die Trocknungszeiten wurden in Fig. 7 eingetragen unter gleichen Wetterbedingungen.

Aus dem Vorstehenden ergeben sich eine Reihe von Rückschlüssen:

Mit Zähnen oder Kerben gemäß Fig. 4 oder 5 ausge­ stattete Walzen bei einem Geschwindigkeitsverhältnis von 2,5 : 1 oder größer und einem Walzenabstand unter 1,3 mm zerkleinerten das Heu so, daß sich nahezu optimale Trockenzeiten ergaben.

Ein Versuch mit einem ersten Heuertrag erforderte eine Trocknungszeit von 2¹/₂ Stunden, wobei ein Feuchtigkeitsgehalt von 25% erreicht wurde bei einer Luftfeuchtigkeit von 35, während eine höhere Luftfeuchtigkeit von 53 eine Trockenzeit von 4¹/₂ Stunden erforderlich machte.

Zusätzliche Energieeingabe kann die Trockenzeiten nur leicht um ca. 15 Minuten verkürzen.

Bei einem Walzendurchmesser von 320 mm sollte die minimale Geschwindigkeit der oberen Rolle wenigstens 1500, vorzugsweise wenigstens 1750 Um­ drehungen/min wegen des Trägheitsmomentes des Systems betragen, um sicherzustellen, daß kein Reißen des nassen Ernteguts erfolgt bei Förder­ mengen von ungefähr 1,4 kg/min.

Mit Kerben gemäß Fig. 5 versehene Walzen mit großen gekrümmten Bereichen erzielten eine stärkere Zerkleinerung zu einem feinen faserförmigen Material, das die Tendenz hatte, sich in einer Matte zu verweben.

Ein größeres Walzenspiel führt zu einem größeren Materialdurchfluß bei geringerer Schwerwirkung.

Ein enges Walzenspiel von 0,13 mm oder weniger ist am besten geeignet zur Erzielung einer Matte aus zerkleinertem Material. Hierbei trat etwas Flüssig­ keit auf den Walzen bei hochgradiger Zerkleinerung auf.

Bei einem bestimmten Grad der Zerkleinerung er­ gaben sich einwandfreie Trocknungszeiten.

Eine Mattendichte über 300 g/0,16 m² reduzierte die Trocknungsgeschwindigkeiten.

Walzen, die mit den vorgenannten Geschwindigkeiten betrieben werden, sind selbstreinigend.

Walzen mit Geschwindigkeitsverhältnissen von 6 : 1 und 10 : 1 zeigen nur geringere Änderung im Grad der Zerkleinerung.

Zylindrische mit hohen unterschiedlichen Geschwindig­ keiten umlaufende Walzen zum Zwecke der Zerkleinerung und Trennung von Futtermaterialien und anderen landwirtschaftlichen Produkten können vielfache Anwendung finden. Diese Walzenanordnung kann bei­ spielsweise Anwendung finden für eine mit Rollen ausgestattete Wind-Konditionierungsmaschine und die Trocknungszeiten verbessern bei vernachlässig­ barer Schädigung der Materialien, des Proteins und anderer Futterqualitäten des zerkleinerten Ernteguts. Bei Änderung des Geschwindigkeitsverhältnisses, der Walzengeschwindigkeiten, der Walzenzähne und der Durchgangsgeschwindigkeit des Materials, der Materialeigenschaften und der Walzenabstände kann bei minimaler Energie der erforderliche Grad der Zerkleinerung erreicht werden.

Die Vorrichtung kann für jede Art von Erntegut benutzt werden, bei dem eine Zerkleinerung nötig ist. Unterschiedliche Grade der Zerkleinerung erfordern spezifische Einstellungen und für be­ stimmte Arten von Erntegut können höhere Geschwindig­ keitsverhältnisse bis maximal 10 : 1 vorteilhaft sein.

Die Bürsten und das Flügelrad können auch fortgelassen werden.

Im Betrieb wird das Heu oder ein anderes Erntegut zwischen die Walzen gefördert. Das Erntegut geht durch die Walzen hindurch, die Halme der Stengel und Blatteile werden zerkleinert in kurze faser­ förmige Teile. Das so zerkleinerte Gut wird dann zu einer Masse gesammelt, die erforderlichenfalls der mattenbildenden Walze zugeführt wird, wodurch eine Matte gebildet wird, die aus der Vorrichtung herausgeführt wird. Da die Matte einen größeren Teil an gebrochenen Pflanzenzellen besitzt, wird die der Trocknung durch natürliche Sonnenbe­ strahlung und Luftbewegungen unterworfene Oberfläche vergrößert, so daß das Heu in einer kurzen Zeit, bei­ spielsweise von drei Stunden oder dergleichen, getrocknet werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung verbessert die Qualität des erhaltenen Ernteguts durch Reduzierung der Trocknungszeit. Wenn Heu verarbeitet wird, kann das Heu an einem Tag geschnitten, behandelt und getrocknet werden.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum Aufbereiten von Erntegut zwecks Be­ schleunigung des Trocknungsvorganges mit einer ersten und einer zweiten drehbaren Einrichtung, zwischen denen das Erntegut hindurchleitbar ist und die sich im wesentlichen horizontal erstreckende Bereiche mit benachbart zueinander angeordneten Umfangsflächen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Einrichtungen eine andere Umfangs­ geschwindigkeit als die andere Einrichtung aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste und die zweite drehbare Einrichtung als zylindrische, mit ihrem Umfangs­ flächen benachbart zueinander liegende Walzen (17, 18) ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens eine der Walzen (17, 18) eine unregelmäßige Oberfläche besitzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die unregelmäßige Oberfläche eine Mehrzahl von Zähnen (79) besitzt, deren Flanken (80, 81) unter Bildung von im wesent­ lichen rechten Winkeln aneinander anschließen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die unregelmäßige Oberfläche eine Mehrzahl von im wesentlichen glatten zylindrischen Teilflächen (83) besitzt, die voneinander durch Einkerbungen getrennt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einkerbungen durch einen ersten, im wesentlichen radial zu einer Walze (17, 18) gerichteten Schenkel (85) und durch einen zweiten Schenkel (86) gebildet sind, der mit dem ersten Schenkel (85) einen spitzen, sich zur zylindrischen Oberfläche der Walze (17, 18) öffnenden Winkel bildet.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unregel­ mäßigen Oberflächen der beiden Walzen (17, 18) im wesentlichen einander identisch sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Umfangsflächen der drehbaren Ein­ richtungen (17, 18) höchstens 1,3 mm beträgt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstand der Umfangsflächen der drehbaren Einrichtungen (17, 18) ungefähr 0,13 mm beträgt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite drehbare Einrichtung (17, 18) ein Verhältnis der Unfangsgeschwindigkeiten zwischen 1,5 : 1 und 10 : 1 besitzen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (17, 18) in entgegengesetzten Richtungen zueinander drehbar sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Bearbeitungs­ elemente (24, 25, 27) vorgesehen sind, die das von den drehbaren Einrichtungen (17, 18) aufbereitete Erntegut (22) aufnehmen und aus diesem eine Matte (30) bilden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bearbeitungselemente aus einer der Bildung der Matte (30) dienenden Walze (27) und aus ersten und zweiten Fördervor­ richtungen (24, 25) bestehen, die das auf­ bereitete Erntegut (22) von den drehbaren Ein­ richtungen (17, 18) zu der die Matte (30) bildenden Walze (27) führen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der ersten und zweiten Walze (17, 18) und der ersten Fördervor­ richtung (24) ein Paar von Lockerungsbürsten (73, 74) angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine flügelartige Eingabevorrichtung (68) zur Zuführung des Ernteguts (22) zu den drehbaren Einrichtungen (17, 18) vorgesehen ist.