DE19747025A1 - Verarbeitungsaggregat für Faserpflanzen - Google Patents

Description

Die einphasige Hanfernte bzw. die Zerlegung von Hanfpflanzen bereits bei der Ernte in ihre Bestandteile ist bis heute nur unbefriedigend gelöst. Es besteht die Gefahr, daß drehende Organe der Erntemaschinen sich mit den Fasern zusetzen, wodurch aufwendige Instandsetzungen oder Brände ausgelöst werden können. Die Erfindung ist Bestandteil eines Mechanisierungskonzepts für ein einphasiges Ernteverfahren, bei dem die genannten Gefahren nicht auftreten.

Der Hanf wird als Schwad vorzugsweise im Längsflußverfahren von der Entholzungsmaschine entschabt. Das Pflanzenschwad fließt dazu sukzessiv durch die Entholzungsmaschine hindurch, um z. B. von einer daran angehängten oder baulich in diese integrierten Rundballenpresse als Vlies gewickelt zu werden. Da die Pflanze frisch verarbeitet wird, gelingt eine saubere Trennung von Schäbe und Fasern.

Die Pflanzen werden gemäht bzw. ausgerissen und eingezogen. Der Einzug in das erfindungsgemäße Verarbeitungsaggregat soll so schonend, wie möglich erfolgen, so daß die Pflanzen nicht verwirbelt werden. Das Trennen von Faserteilen und Schäbeteilen erfolgt in der nachstehend beschriebenen Form.

Die Stengel von Faserpflanzen, wie z. B. Hanf, Flachs, Fasernesseln, Jute usw. werden in ein Verarbeitungsaggregat eingespeist. Hier kann auf übliche Verfahren benachbarter Gebiete zurückgegriffen werden. In dem Moment, wo sie die Fördereinrichtung verlassen, liegt ihnen gegenüber vorzugsweise ein Rotor bzw. die Mantelfläche einer Walze. Die Walze ist mit einem Kamm aus Borsten, Zinken o. ä. besetzt, der Fasern und Schäbeteile durch einen, dem Ausgang der Fördereinrichtung zugeordneten Kamm hindurch kämmt, an welchem die Fasern sich aufhängen, durch welchen insbesondere kleinere Schäbeteile unter dem Einfluß der Bürstenelemente hindurchgefördert werden. Bei bekannten Verfahren zerkleinern meist seitlich auf den Förderstrom einwirkende Stempel- oder Walzensysteme die Schäbeteile, um eine Trennung der Pflanzen in ihre Bestandteile zu fördern. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die Fasern die Schäbeteile noch umgeben und somit mechanisch stützen können. Außerdem werden unter dem Einfluß zerbrechender Schäbebestandteile Fasern beschädigt und zerrissen. Daher wird der nachfolgende Lösungsweg gewählt.

Entgegen dem eingespeisten Materialstrom wird ein Dreh-Pendelkolben bewegt der an seinem äußersten Ausdehnungspunkt über den Rotor, an dem er betrieben wird, hinaustritt, dessen hauptsächliche Wirkung in einem Stauchen des aus der Fördereinrichtung austretenden Materialstromes besteht. Wenn der Kolben das Fördergut auf diese Weise zerkleinert, geschieht dies so, daß die Fasern die Holzteile nicht stützen können bzw. aufgrund des vor- und nachgelagerten Kämmvorganges bestmöglich ausgekämmt werden. Somit ist der mechanische Widerstand der Fasern zur Stützung der Holzteile gering.

Der Kolben ist an einem Rotor derart gelagert, wie dies für z. B. die PCT/DE 00433 mit anderer Zielsetzung beschrieben ist. Dabei reicht es gegenüber der dortigen Variante, die dem Antrieb eines Werkzeuges zur Unkrautbekämpfung dient, aus, daß der Kolben gegenüber dem Rotor mittels einer Justiereinrichtung in seiner Arbeitsrichtung einstellbar ist. Eine begrenzt federnde oder elastische Verbindung des Kolbens zum Koaxialrad bzw. der Einbau einer Überlastsicherung ist ebenfalls sinnvoll, um z. B. bei Einzug von Metallteilen usw. nicht starke Schäden hinnehmen zu müssen.

Der Kolben kann an das Stengelmaterial derart angepaßt werden, daß abhängig von den mechanischen Eigenschaften des Materials dieses nicht nur entgegen der Flußrichtung verdichtet wird, sondern auch quer hierzu. Dies ist über eine entsprechende Gestalt von Werkzeugen erreichbar, die auf die Arbeitsseite des Kolbens aufgesetzt bzw. mit dieser einigermaßen fest, z. B. durch eine Gummimanschette getrennt verbunden werden. Geeignet sind hierfür Zusatzwerkzeuge, die im einfachsten Fall die Kolbenarbeitsseite nach vorn, in das Fördergut hinein verlegen, die eine gekrümmte Oberfläche aufweisen, die eine Anordnung kurzer spitzwinkelig zulaufender Elemente, z. B. Zinken aufweisen. Solche Zinken verdichten das Material zu allen Seiten. Es kommt hinzu, daß der drehpendelnde Kolben auch eine geringe Schwenkbewegung etwa um seinen äußersten Wirkpunkt herum, innerhalb des Fördermaterials vollführt, so daß hiervon ebenfalls eine zerkleinernde Wirkung ausgeht. Es können auch Schlagleisten äquivalent denen einer Dreschmaschine vor dem Kolben angeordnet werden. Über Auswahl und Art der Kolbenwerkzeuge kann die Wirkungsintensität optimal auf das zu bearbeitende Pflanzengut abgestimmt werden.

Um ein zu starkes störendes und energieaufwendiges Rückfördern des Materialstromes zu unterbinden, ist der entsprechende Förderkanal mit schrägstehenden Leitelementen ausgestattet, die einem Zurückfördern begrenzt entgegenwirken.

Nach dem Zerschlagen des Materials mittels dem Kolben durchläuft dieser im weiteren Verlauf der Rotation des Rotors oder einer durch zwei Rotoren gebildeten Walze eine innere Position. In dem Bereich, wo der Kolben nicht arbeitet, ist mindestens ein Rotor bzw. die Walze mit Zinken oder Borsten ausgestattet, die dann das feinaufgelöste Holz vom Schabmaterial trennen, indem sie es durch über eine Kamm- bzw. Scherleiste kämmen, die ebenfalls verschiedene Gestaltungsoptionen aufweisen kann, die eine optimale Anpassung an den Erntevorgang erlauben. Die Leiste kann z. B. geriffelt sein wiederum etwa analog den Schlagleisten aus Dreschaggregaten.

Es versteht sich, daß der Rotor bzw. eine aus mehreren Rotoren und mehreren Verbindungselementen für diese gebildete Walze Aufnahmen aufweisen für Werkzeuge der Kämmeinrichtung, wobei diese vorzugsweise geringfügig elastisch daran angeordnet ist. Als Kamm kommen Metall-, Holz oder Kunststoffborsten oder -Zinken (Zinken) in Frage sowie deren Kombinationen, so daß z. B. wenige stabile Förderzinken mit vielen weicheren Borsten kombiniert sind, um ein Verstopfen der Einrichtung sicher zu vermeiden. Es sind Verstellmöglichkeiten vorzusehen, die z. B. fest einstellbar sind, z. B. dreheinstellbare Zinkenträger oder federbelastete Zinkenträger, welche abhängig vom Materialdurchgang begrenzt dem Material ausweichen können. Um den Anpreßdruck der Zinken an das Material zu optimieren wird vorgeschlagen, daß eine Seite der Zinkenleiste weiter über den Rotor bzw. die Walze hinaustritt, als deren andere Seite.

In vorteilhafter Weise ergibt sich selbstverständlich, daß zwei in geringem Abstand voneinander befindliche Rotoren auch gemeinsam über ein Gestänge den damit verbundenen Kolben antreiben.

Die so gebildete Walze hat den Vorteil, daß insbesondere in Kombination mit einem den Kolben schützenden oder nur teil- oder zeitweise freigebenden Gummimantel eine maximale Verstopfungsfreiheit gegeben ist, was in Verbindung mit Faserpflanzen nicht unterschätzt werden darf. Es reicht auf jeden Fall aus, daß der walzenförmige Gummi- oder Metallmantel, der beide Rotoren miteinander verbindet, segmentweise geöffnet ist, so daß der Kolben in Richtung seiner Arbeitsbewegung durch den Mantel hindurchtreten kann. Insbesondere Bürstenelemente können auch auf der Gummihülle selbst angeordnet sein. Zum Begriff umhüllen werden hier auch z. B. Zahnriemen gezählt, die mit ihrer Verzahnung nach außen gerichtet sind.

Claims (29)

1. Verarbeitungsaggregat in Erntemaschinen für Faserpflanzen, wie beispielsweise Hanf, Flachs oder Fasernesseln , wobei die insbesondere in die Bestandteile Fasern und Schäbe zu zerlegenden Stengel der Faserpflanzen über eine vorgeschaltete Aufnahme- und Fördereinrichtung eingespeist werden, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens ein zeitweise etwa entgegen des eingespeisten Materialstromes bewegter Kolben das Fördergut zerkleinert, der mit einer Kämmeinrichtung kombiniert ist, welche das Fördergut anschließend auskämmt.

2. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Anspruch 1 der Kolben an mindestens einem permanent angetriebenen Rotor gelagert ist und daß der Kolben mit einer koaxial zu der Drehachse des Rotors angeordneten Welle verbunden ist, welche feststellbar ist, wobei der Kolben im festgestellten Zustand der Koaxialwelle eine seitlich über den Rotor hinausgehende Arbeitsbewegung vollführt.

3. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben gegenüber dem Rotor vorzugsweise mittels einer Justiereinrichtung in seiner Arbeitsrichtung einstellbar ist.

4. Verarbeitungsaggregat nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben gegenüber der Koaxialwelle begrenzt federnd oder elastisch aufgehängt ist.

5. Verarbeitungsaggregat nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hauptantriebswelle und dem Kolben zumindest ein elastisches Element oder eine Überlastsollbruchstelle angeordnet ist.

6. Verarbeitungsaggregat nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben an seiner vorderen Seite, die dem Verarbeitungsgut im Moment des Arbeitens etwa entgegengerichtet ist, eine Aufnahme für mindestens ein Zusatzwerkzeug aufweist.

7. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zusatzwerkzeug eine der Kolbenvorderkante etwa parallele oder gekrümmte Vorderkante aufweist.

8. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 6-7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zusatzwerkzeug flexibel rückstellbare Elemente aufweist, so daß der Stoß des Kolbens gedämpft werden kann bzw. die Wirkung des Kolbenstoßes variiert werden kann.

9. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zusatzwerkzeug mehrere Zinken aufweist.

10. Verarbeitungsaggregat nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinken zu ihrer Spitze hin an Umfang verlieren.

11. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zusatzwerkzeug eine Arbeitsfläche aufweist, die etwa entsprechend einer oder mehrerer Schlagleisten aus einem Dreschaggregat aufgebaut ist.

12. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung mindestens einseitig mit einer Kamm bzw. Scherleiste abschließt.

13. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamm- oder Scherleiste geriffelt ist, etwa analog den Schlagleisten aus Dreschaggregaten.

14. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung z. B. durch schräggestellte oder schrägstellbare Leitelemente unbeabsichtigtes Rückfördern nicht zuläßt.

15. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kämmeinrichtung an einem permanent angetriebenen Rotor fest oder geringfügig elastisch angeordnet ist.

16. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kämmeinrichtung Metall-, Holz oder Kunststoffborsten oder -Zinken (Zinken) aufweist.

17. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 15-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinken über den Umfang des Rotors herausragen

18. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 15-17, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriff der Zinken in ein zu kämmendes Material in herkömmlicher Weise verstellbar ist.

19. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 15-18, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinken aufgrund des Widerstandes, das ein Material den Zinken entgegensetzt, begrenzt rückstellend nachgiebig angeordnet oder am Rotor befestigt sind.

20. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 15-19, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinken am Rotor an Zinkenleisten angeordnet sind, die um eine oder mehrere Achsen am Rotor schwenkbar befestigt werden können, so daß z. B. eine Seite der Zinkenleiste weiter über den Rotor hinaustritt, als die andere Seite.

21. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rotoren einander gegenüberliegen und mindestens einen an beiden Rotoren gelagerten Kolben antreiben.

22. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 1, 2 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rotoren einander im Abstand gegenüberliegen und mindestens segmentweise durch einem walzenförmigen Außenmantel verbunden werden.

23. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der walzenförmige Mantel segmentweise geöffnet ist, so daß der Kolben in Richtung seiner Arbeitsbewegung durch den Mantel hindurchtreten kann.

24. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 22-23, dadurch gekennzeichnet, daß der walzenförmige Mantel mindestens segmentweise mit einer Gummihülle umgeben ist, so daß der Kolben in Richtung seiner Arbeitsbewegung durch den Mantel, aber nicht durch die Gummihülle hindurchtreten kann.

25. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Gummihülle Werkzeuge angeordnet sind und von dieser mindestens teilweise gehalten werden, also auch an der Walze verankert sein können.

26. Verarbeitungsaggregat nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge an der Gummihülle mindestens segmentweise Zinken oder Riffelschienen aufweisen.

27. Verarbeitungsaggregat nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Werkzeuge an der Mantelfläche statt oder ergänzend zum Rotor angeordnet sind.

28. Verarbeitungsaggregat nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung das Pflanzenmaterial etwa in Richtung der Mantelfläche der Walze fördert, wo es in schneller Folge abwechselnd durch Kolbenstöße verdichtet und durch Zinken und Kamm ausgekämmt und in seine Bestandteile aufgetrennt wird.

29. Verarbeitungsaggregat nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Zinken und Kamm sowie der Anstellwinkel des Kammes einstellbar ist.