用于收割机的进给设备以及收割机的制作方法

本实用新型涉及一种用于收割机的进给设备，该进给设备包括：

-带有操作装置的对置的臂，该对置的臂枢转连接到框架，以便产生横向压缩，

-安装在臂中的两个对置的进给滚筒，其作为用于进给树木穿过出入口的仅有的进给滚筒，以及

-驱动进给滚筒的液压马达和操作液压马达的至少两个压力介质管路。

本实用新型还涉及一种收割机，该收割机包括：

-带有悬置装置的框架，该悬置装置沿该框架的纵向方向设置，

-枢转连接到该框架的剥离刀片，该剥离刀片具有用于横向地压缩该剥离刀片以形成出入口的操作装置，其中，该收割机还包括根据本实用新型所述的进给设备。

背景技术：

在伐木机中，通过拉动树木的树干穿过与树干相符的剥离刀片来剥离树枝。

在连续进给装置中，使用履带式行进装置或由多个滚筒组成的进给装置。

通常的牵引力要求是10kn-30kn。超大型装置可以产生大约50kn的牵引力。此外，在我们得知合适的剥离速度为约4m/s-6m/s的情况下，理论上所需的功率为180kw。更大的设备速度更低，但尽管如此，通常功率为200kw。

由于进给滚筒和树木之间的摩擦系数时刻变化，在没有精确分配滚筒的牵引力的情况下，无法确保较高功率的使用。滚筒的瞬间滑移将导致“点蚀(pitting)”，从而降低木材的质量。此外，如果液压马达以高转速运转，则其可能会失效。

由于这些原因，人们寻求确保滚筒在相同方向上的同时旋转。每个滚筒可以具有自己的控制阀，或者滚筒彼此之间可以液压地连接。

最常用的方法是使用两个固有的进给滚筒，然后添加额外的进给滚筒。在这种情况下，两个液压马达机械地连接在滚筒中。固有的进给滚筒和第二额外滚筒的液压马达串联地连接起来。

额外滚筒现在用作为用于固有进给滚筒的运动的同步元件。

这种方法的问题是固有进给滚筒和额外滚筒与树木接触。对于树木较大的情况，固有进给滚筒拉动树木，额外滚筒仅用于同步。对于树木较小的情况，额外滚筒接收实际滚筒的压缩力。但该构造合理地运行。可以使用较窄的滚筒，并且更大范围的商用液压马达可供使用。

图1示出了最常用的现代进给装置的构造。该图以非常简化的形式示出了该构造。在该图中示出未框架结构，在同一图中绘出了液压回路。

马达30和30.1共用滚筒32。滚筒的直径约为200mm-300mm。树木5因此位于进给滚筒32、33和33.1之间。悬置于枢轴点34和34.1上的滚筒33和滚筒33.1根据树木的直径而转动。

让我们检查一种情况，其中，例如，由于雪或冰，仅进给滚筒33接收牵引力，但是其扭矩不足以单独地移动树木5。

方向控制阀35现在处于“直型”位置。现在不允许加压油通过马达31，在这种情况下马达30未接收油。然而，相同的压力影响31.1，那么，例如，由于树木表面上的冰，33.1和32“空转”地自旋。这是可能的，因为在马达31和30之间产生因抽吸而引起的真空。这种情况不经常发生，但是由于这个原因，可以使用方向控制阀35的所谓的“交叉”位置来使实际进给运动向前。两个通路均被使用，但一个方向总是更糟。

包含两个进给滚筒对或组的收割机也是公知的。在芬兰专利fi901119(sampohydraulics)中，多容量马达用于使两个滚筒旋转，其中多容量马达的使两个滚筒均旋转的第二容量与独立的液压马达串联地连接。从申请公开us2005/0098231a1(alftan)中已知使用多容量液压马达的另一种解决方案。从公开ep2944189a1(waratah)中已知一种四滚筒收割机，其中滚筒的液压马达可以以并联和串联的方式多样地连接。从申请公开wo99/41972中已知一种配备有四个液压马达的三滚筒收割机。

众所周知，使用较宽进给滚筒的进给装置构造在树木进给方面是有利的。由于该较宽滚筒，滚筒的运动路径可以主要是侧向的。较窄滚筒的运动路径还需要竖向的运动路径。在较宽滚筒中，较小树木在上缘上行进，较大树木在下缘上行进。此外，由于两个对置的滚筒提供了在上下方向上运动的自由度，曲折的树木移动得更好。

较宽滚筒所需的强力轴承使得很难找到商用液压马达。此外，由于内部泄漏，马达不能串联地连接。为此，对置的较宽进给滚筒难以整体使用。

使用已知的解决方案，操作仅在较窄的功率范围内、仅在一个方向上是最佳的，或者在马达之前必须使用相当大的节流，这增加了功率损耗。

较大进给滚筒的旋转需要较高扭矩，这在已知的解决方案中导致使用非常大的液压马达。这不合理地增加了伐木机头的重量。

较大进给滚筒通常还具有下述问题，抓握表面、特别地被树皮材料、堵塞，此时其抓握减弱。

技术实现要素：

本实用新型旨在消除现有技术的上述缺点，并且创造出比之前更好的收割机进给滚筒装置。本实用新型的意图根据本实用新型所述的内容得以实现。基于对现有技术的分析，本实用新型的基本出发点是应当设置两个且仅设置两个对置的进给滚筒。

根据本实用新型的一方面，提供了一种用于收割机的进给设备，其包括：

·带有操作装置的对置的臂，所述臂枢转连接到框架，用于产生横向压缩，

·安装在所述臂中的两个对置的进给滚筒，所述进给滚筒作为用于进给树木穿过出入口的仅有的进给滚筒，以及

·驱动所述进给滚筒的液压马达和操作所述液压马达的至少两个压力介质管路，

其中，每个所述进给滚筒均具有驱动其的、位于不同的所述压力介质管路中的两个液压马达，即第一进给滚筒具有使所述第一进给滚筒旋转的第一液压马达和第二液压马达，以及相对的第二进给滚筒具有使所述第二进给滚筒旋转的第三液压马达和第四液压马达，其中，所述第一液压马达和所述第二液压马达中每一者分别与所述第三液压马达和所述第四液压马达中的一个液压马达串联地连接，

在所述第一液压马达和所述第二液压马达之间形成机械连接，从而通过所述压力介质管路中的所述第三液压马达和所述第四液压马达实现对所述第二进给滚筒的控制，

由此，所述进给设备包括至少两个并联的所述压力介质管路，在每个所述压力介质管路中，存在有串联地连接的两个所述液压马达，但在各所述压力介质管路中，两个液压马达以相反的顺序连接，即，所述第一液压马达和所述第三液压马达在一个所述压力介质管路中串联的顺序与所述第四液压马达和所述第二液压马达在另一个所述压力介质管路中串联的顺序相反。

优选地，每个所述压力介质管路中的串联地连接的两个所述液压马达具有相同的大小并且具有单一容量。

优选地，所述进给滚筒的宽度为其直径的50％至150％。

优选地，所述进给滚筒的宽度为其直径的85％至120％。

优选地，所述进给滚筒的运动路径布置为近似线性的，最大线性偏差为侧向位移的1％至6％。

优选地，承载所述进给滚筒的所述臂是梯形臂。

优选地，所述进给滚筒的直径为30cm至120cm。

优选地，所述进给滚筒的直径为45cm至70cm。

优选地，每个所述进给滚筒均连接有其自身的辅助框架和承载所述进给滚筒的轴承、以及附接到所述辅助框架的、使所述进给滚筒旋转的两个所述液压马达。

优选地，在至少一个所述进给滚筒中设置有内齿环，所述内齿环包括配备有内齿的齿环，使所述至少一个所述进给滚筒旋转的两个所述液压马达通过齿轮驱动所述内齿环。

优选地，进行驱动的所述齿轮与所述内齿环的齿轮齿数比为1:4.5±50％。

优选地，进行驱动的所述齿轮与所述内齿环的齿轮齿数比为1:4.5±15％。

优选地，驱动所述内齿环的两个所述齿轮均位于所述内齿环的相同侧，因此相对于所述出入口位于所述臂的外侧。

优选地，至少一个所述齿轮的轴承集成在驱动所述至少一个齿轮的所述液压马达中。

优选地，至少一个所述进给滚筒包括橡胶处理的柔性环和借助于摆动轴得到支撑的抓握元件，所述抓握元件在加载后压入所述橡胶处理的柔性环中，并且所述抓握元件叠置。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种收割机，其包括：

·带有悬置装置的框架，所述悬置装置沿所述框架的纵向方向设置，

·枢转连接到所述框架的剥离刀片，所述剥离刀片具有用于横向地压缩所述剥离刀片以形成出入口的操作装置，其中，其包括根据本实用新型所述的用于收割机的进给设备。

在每个进给滚筒均由不同压力介质管路中的两个液压马达驱动的情况下，这产生了液压马达之间的机械连接，从而借助于首次提及的液压马达控制进给管路的另一液压马达的进给。

在根据本实用新型的进给设备中，优选地，设置大体上彼此反向地运动的两个较宽进给滚筒。优选地，可使用平行四边形装置悬置滚筒。

在一个优选的进给设备中，较宽进给滚筒引起的力通过轴承由单独的轴接收，在这种情况下，一个或两个液压马达安装在辅助框架中，辅助框架也承载轴。由进给滚筒的轴所承载的扭矩的20％(一般为10％-35％)作为集成在每个液压马达中的轴承的扭矩承载能力已经足够。此外，在两个进给滚筒中优选地均具有两个液压马达，上述液压马达通过链轮或链条驱动装置连接到滚筒中的实际进给部分。

在一个优选实施例中，对置的滚筒的马达彼此独立地、液压地连接，即串联地连接。为此目的，形成两条进给管路，在两条进给管路中，液压马达的顺序互相相反，即，例如，右侧滚筒的一个液压马达在第一管路中处于第一位，但是同一滚筒的第二液压马达在第二管路进给管路中处于第二位。

本实用新型特别适用于大型机器，其中进给滚筒的直径为30cm-120cm、优选地、45cm-70cm。进给滚筒的宽度通常为其直径的75％-150％、优选地85％-120％。

在一个优选实施例中，使用配备有内齿的齿环，齿环通过由液压马达驱动的齿轮而旋转。该构造在其他连接装置中也是有利的(单个旋转齿轮)，但是在本实用新型中，每个进给滚筒设置有两个旋转齿轮。

最简单的构造涉及具有相同大小的四个马达，只要滚筒的齿轮齿数比相同即可。另外的相邻马达可以具有不同大小，只要在第二滚筒中也是对称的。进行驱动的齿轮和内齿的齿轮齿数比为1:4.5±50％、优选地在±15％的范围内。

该构造的优点是滚筒之间的完全同步。此外，如果需要，可以通过改变成对运行的马达的大小来微调牵引力，只要它们相互具有相同的大小即可。特征在于，在进给阶段，所谓的全压被供应到两个滚筒的第二马达。

附图说明

在下文中，通过示例并参照附图描述本实用新型。

图1示出了根据现有技术的三滚筒进给设备，

图2示出了沿进给树木的方向观察的根据本实用新型的一种进给设备，

图3示出了图2的布置的侧视图，

图4a示出了使用新型进给滚筒的一种进给滚筒传动装置布置，

图4b示出了图4a的进给滚筒的端视图，

图4c示出了图4a和图4b中进给滚筒的轴测图，

图4d示出了在图4c的进给滚筒中使用的抓握元件，

图5示出了进给设备的示意性液压系统图，以及

图6a和图6b示出了在正常情况下和在单侧加载的情况下进给滚筒的环向力。

具体实施方式

图2示出了进给装置的构造的一个实施例。销1.1和销1.2以及臂2和臂3自框架1悬置。臂2和臂3的另一端借助销7.1和销7.2附接到滚筒的支架7上。由销和臂形成平行四边形、特别地、梯形。液压缸6使平行四边形围绕销1.1和销1.2运动，使得滚筒4朝向彼此运动或远离彼此运动。同步杆未示出。当缸6使滚筒朝向彼此运动时，所进给的树木5在滚筒4之间受到迫压。滚筒4的直径可以是300mm或高达800mm，其宽度为200mm或高达600mm。滚筒4安装在滚筒支架7的轴12上的轴承中。剥离刀片40承载在出入口中进行加工的树木。因此，使得进给滚筒的运动路径是线性的，其最大线性偏差为侧向位移1％至6％。

非常有利的是，借助于销1.1和销1.2、臂2和臂3以及销7.1和销7.2，平行四边形可以定尺寸为使得大体上滚筒4、4.1在下缘处比在上缘处更靠近彼此。有利的是，仅在完全打开位置，下缘具有比上缘更大的距离。通常，下缘的“开口”约为所进给的树木5的直径的1.3倍大。图3示出了该结构的侧视图。在图3中，可以看到剥离刀片18、18'，通常为两个可动的剥离刀片(18)和一个固定的剥离刀片(18')。待剥离的最小树木的直径约为50mm，最大为800mm。

图4a示出了滚筒4的局部剖视图。图4a还示出了支架7、轴12和液压马达10和液压马达10.1、以及相关联的驱动轴15.1、16.1的轴承组件10'和轴承组件10.1'。

该实施例呈现出一种构造。轴12附接到滚筒支架7。轴12又通过轴承13附接到滚筒4。滚筒4的外表面配备有抓握元件，以使滚筒4产生进给力。由于轴承13之间的距离相当大、约为进给滚筒的有效直径的25％(通常为20％-40％)，因此该距离可以容易地产生较大扭矩，从而产生较大的压缩力承载能力。该压缩力承载能力是进行驱动的液压马达的承载能力的数倍。

抓握元件可以是与上述的进给滚筒的基本构造有关的任意类型。这里对通常优选的抓握元件构造进行描述。抓握元件(图4d中的4.8)未在该图中示出，但该图示出了带钉环4.3和带钉环4.2以及在抓握元件下方的外圆筒4.1的表面的硫化橡胶层4.6，带钉环4.3和带钉环4.2将圆筒表面分成两个较窄部分。图4a示出了凹槽4.7和带钉环4.2和4.3中的孔，凹槽4.7和孔形成为用于抓握元件4.8的摆动轴4.9。每个轴4.9的端部均在凹槽4.7的位置处装配到带钉环中的孔中。

齿环14附接到滚筒4的上缘。配备有较小的齿轮15和16的液压马达10和11装配至支架7。齿轮齿数比可以优选为1:3、甚至1:7。作为内齿环，内齿环14'的构造允许更紧凑的构造，并且齿轮可以用润滑脂润滑，类似于挖掘机的旋转环。根据附图的使用内齿环的进给设备构造自然可以用于除根据本实用新型的、使用一个或多个齿轮的液压系统之外的其他连接装置中。

图4b和图4c将进给滚筒4示出为独立的整体。抓握元件4.8安装在两个独立的环中。图4c和图4d示出了该抓握元件的特殊特征，即舌片及其在圆周方向上的叠置(抓握元件的尺寸的5％-15％)。在这种抓握元件4.8中，设置有切割成形的金属片材部件、抓握钉和摆动轴4.9，摆动轴4.9的端部装配在带钉环4.2和带钉环4.3中的孔中。

在根据图2、图3和图4a的形式中，液压马达位于相对于旋转环的相反侧。优选地，内齿环14'由两个齿轮15、16驱动，这两个齿轮均位于内齿环14'的同一侧上、相对于出入口位于枢轴臂2的外侧并且彼此靠近成使得驱动它们的马达实际上能够放置。

硫化物的厚度约为30mm(一般为20mm-40mm)。在安装期间，抓握元件4.8通过预压缩而受到压缩，此时每个头部均在负载的作用下受限地弯曲。负载导致抓握元件4.8摆动，此时舌片相对于彼此运动。这有效地清洁进给滚筒的表面。

在图5中绘制出根据本实用新型的进给设备的正常情况下的液压系统图。这里，液压压力被引向反向联接的管路l1和管路l2，使得在该图中全压力被引向管路l2中的马达11和管路l1中的马达10.1。由于泄漏损失，串联的马达不能精确产生完全相同的扭矩，但是对称的情况下，全压力始终被引向进给滚筒的其中一个马达。

在假想的情况下(图6a)，例如当进给滚筒4的顶部存在冰或雪时，仅进给滚筒4.1可以进行拉动。进一步设想滚筒4.1的扭矩现在不足。例如，现在，当方向控制阀处于“直型”位置时，由于滚筒被“锁定”，加压油进入马达10.1，但是不能通过。然而，马达10.1产生大约双倍的扭矩，因为全部压力作用在该马达上，马达10处于“空转”状态。

相应地，相同的压力作用在马达11上，但是由于马达11“空转”，该压力几乎没有损失地旁路马达11并作用于11.1。当全部压力水平作用在马达11.1上时，在其中产生的扭矩几乎是正常水平的两倍。

在正常运行中，一个马达产生最大扭矩的一半(图6b)。换句话说，一个滚筒单独地进行拉动的正常扭矩f是对称牵引形式中一个马达的正常扭矩f2的两倍。更具体地说，可以估计为f>95％×(2×f2)，这也可在试验台上测量得出。

如果我们计算假想情况下滚筒4.1上的扭矩的总和，其总共几乎是一个马达的正常扭矩的四倍。由此得出，在根据本实用新型的进给设备中，当一个滚筒“空转”时，另一个进给滚筒—其已经保持其抓握—将产生几乎两倍大的扭矩。即，即使一个滚筒“空转”，另一个滚筒也能够单独地产生与正常情况下的两个滚筒相同的牵引力。

此外，旋转方向现在无关紧要，即无论方向是进给还是逆向。操作在两个方向上完全对称。操作不要求在进给管路中进行节流，相反，操作自然非常灵活。

由于滚筒位于单独的轴上，滚筒的宽度可以改变，这将不会影响马达的轴。因此可以容易地找到商用马达。