DE102005056471A1

DE102005056471A1 - Wasserstrahlschneidwerk zur Ernte landwirtschaftlicher Produkte

Info

Publication number: DE102005056471A1
Application number: DE200510056471
Authority: DE
Inventors: Gerald Schmitt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-11-26
Filing date: 2005-11-26
Publication date: 2007-05-31

Abstract

Wasserstrahlschneidwerk, bestehend aus einer Reihe von Düsen, mit einem Austrittskanal, dessen Länge ein Mehrfaches des Durchmessers beträgt, wobei alle Düsen an eine Sammelleitung angeschlossen sind, die über einen Druckerzeuger mit einem Wassertank verbunden ist, und wobei die Düsen an einem balkenförmigen, länglichen Ausleger angeordnet sind, welcher an einem Fahrzeug befestigt ist und in einem Winkel zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges und parallel zu der vom Fahrzeug befahrenen Fläche ausgerichtet ist, wobei die Düsen etwa senkrecht zur Fahrtrichtung und etwa parallel zur befahrenen Fläche ausgerichtet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wasserstrahlschneidwerk bestehend aus einer Reihe von Düsen mit einem Austrittskanal, dessen Länge ein mehrfaches des Durchmessers beträgt, wobei alle Düsen an eine Sammelleitung angeschlossen sind, die über einen Druckerzeuger mit einem Wassertank verbunden ist.

Schneidwerke für die Ernte landwirtschaftlicher Produkte sind auf dem aktuellen Stand der Technik mit Schneidtechniken ausgerüstet, die auf mechanischen Verfahren mit ausgeprägter Klinge beruhen. Zu unterscheiden sind zum einen zwei gegeneinander bewegte Klingen, die das abzuschneidende Gut wie eine Schere trennen sowie zum anderen einzelne Klingen, die mit hoher Geschwindigkeit das Schnittgut gegen seine eigene Massenträgheit durchschlagen. In beiden Fällen sind sorgfältig geschärfte Schnittkanten der Klingen erforderlich, deren Verschleiß laufend durch Nachschleifen und/oder Nachstellen ausgeglichen werden muss. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Klingen für eine ausreichende Stabilität eine gewisse Mindestmasse benötigen. Frei schneidende Klingen erreichen durch Rotieren die erforderliche, hohe Schnittgeschwindigkeit. Dieses Verfahren wird gemäß aktuellem Stand der Technik für das Mähen von Gras bevorzugt.

Gegeneinander bewegte Klingen sind in Erntemaschinen für Getreide üblich.

Nachteil beider Verfahren ist, dass die hohe Masse des Schneidwerkes ein hohes Gewicht ergibt, sowie die aufgrund der großen, mechanischen Abmessungen ungenügende Nachführung des Schneid werkes über Bodenunebenheiten hinweg. Dies führt dazu, dass entweder das Schneidwerk in Bodenerhebungen hinein fährt, wodurch der Boden und die darauf wachsenden Pflanzen geschädigt werden sowie das Schneidwerk selbst durch Kontakt mit den kristallinen Bestandteilen einem extrem erhöhten Verschleiß ausgesetzt wird.

Dieser Effekt wird vermieden, wenn das Schneidwerk in einem Sicherheitsabstand zur Oberfläche geführt wird. Nachteilig ist jedoch, dass dann ein großer Teil des zu erntenden Gutes nicht geborgen werden kann. Zusätzlich zu diesem Verlust sind je nach Pflanze und Bewirtschaftungsart noch zusätzliche Aufwendungen für das Umpflügen oder Roden der nicht geernteten Pflanzenteile zu erbringen.

Gemäß aktuellem Stand der Technik wird versucht, landwirtschaftliche Produkte anstelle einer Klinge mit einem Wasserstrahl zu schneiden. Dieses Prinzip hat sich beim Schneiden von Metall, Keramik sowie auch inhomogenen Naturprodukten wie Korkplatten mit einer hohen Genauigkeit der Schnittlinie und einer extrem schmalen Fuge im Schnittgut bewährt. Deshalb gibt es Ansätze, landwirtschaftliche Produkte in stationären Anlagen zum Schneiden von landwirtschaftlichen Produkten einzusetzen.

Mit JP 57186480 wird die Idee patentiert, eine zweiseitig eingespannte Apfelsine mit einem Wasserstrahl zu schälen. Auch zum Zerkleinern von Kartoffeln, Zuckerrüben und Gras werden Wasserstrahlen in stationären Anlagen erfolgreich eingesetzt.

In jedem Fall ist das Wasserstrahlschneiden ein mechanisch abtragendes Verfahren ohne ausgeprägte Klinge. Die Schneidwirkung wird durch einen Hochgeschwindigkeitswasserstrahl erzielt, bei dem die potentielle Energie des Wassers bei Drücken von bis zu 4.000 bar in einer Schneiddüse in kinetische Energie mit Geschwindigkeiten von bis zu 1.000 m/s umgewandelt wird. Zur Schneiddruckerzeugung dienen hydraulische Druckübersetzer oder mechanische Hochdruckpumpen. Zu einer Wasserstrahlschneidanlage zählt neben der Förderung des Schneidmediums auch die Düse zur Bildung des Strahles sowie als Option eine Mischeinheit mit einem Abrasivstoff. Dieser erhöht zwar die Schneidwirkung deutlich, darf beim Schneiden von landwirtschaftlichen Produkten jedoch das Produkt selbst nicht kontaminieren, den Verschleiß der Düse nicht allzu sehr erhöhen und beim Eintritt in die landwirtschaftlich genutzte Ackerfläche nicht von schädlicher Wirkung sein.

Aufgrund der hohen Arbeitsdrücke werden die Düsen vorwiegend aus Hartmetall mit einem inneren Durchmesser von etwa 0,1 bis 0,35 mm gefertigt. Je nach Arbeitsdruck und gewähltem Durchmesser ergeben sich hieraus Schneidwasservolumenströme von etwa 1 l/min oder weniger. Weitere Parameter einer Wasserstrahlschneidanlage sind die Freistrahllänge und die Vorschubgeschwindigkeit.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, das Prinzip des Wasserstrahlschneidens für mobile Scheidwerke nutzbar zu machen und will damit im Vergleich zu bisherigen, auf Klingen basierenden Prinzipien, den Verschleiß reduzieren, die Standzeit erhöhen, das Gewicht der vor oder neben dem Fahrzeug angeordneten Schneidwerke reduzieren und insbesondere die Anpassung an Bodenunebenheiten verbessern.

Dazu schlägt die Erfindung ein Wasserstrahlschneidwerk vor, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Düsen an einem balkenförmigen, länglichen Ausleger angeordnet sind, welcher an einem Fahrzeug befestigbar ist und in einem Winkel zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges und etwa parallel zu der vom Fahrzeug befahrenen Fläche ausgerichtet ist, wobei die Düsen etwa senkrecht zur Fahrtrichtung und etwa parallel zur befahrenen Fläche ausgerichtet sind.

Ein solches Wasserstrahlschneidwerk für den mobilen Einsatz bietet im Vergleich zu bisherigen Lösungen mit bewegten Klingen zahlreiche Vorteile:
Der Ausleger ist erheblich leichter und von viel geringerem Querschnitt. Er beansprucht deshalb beim Transport zur Erntefläche deutlich weniger Volumen. Beim Ausklappen und/oder Montieren sowie in Erntestellung sind geringere Massen zu bewegen und entsprechend leichter dimensionierte Aufhängungen erforderlich. Bei gleichem Gesamtgewicht ist eine erheblich größere Breite des Auslegers möglich. Durch die geringere Masse der Düse ist ihre Massenträgheit entsprechend gering. Deshalb kann sie sehr viel reaktionsschneller als ein bisheriges, mechanisches Mähwerk Bodenunebenheiten nachgeführt werden.

Bei Verwendung von reinem Wasser als Schnittmedium wird das Schnittgut nicht weiter verunreinigt und auch der Boden nicht mit Schmierstoffen belastet. Unerwünschtes Wasser kann durch Sonneneinwirkung schnell, kostenfrei und gründlich beseitigt werden. Je nach Bodenbeschaffenheit kann das durch den Schneidvorgang darauf ausgebrachte Wasser aber auch eine willkommene Bewässerung sein.

Der Zusatz von Düngemitteln für den Boden und/oder Konservierungsstoffen für das Schnittgut ist denkbar, sofern diese Stoffe vollständig in Wasser lösbar sind. Für ein Wasserstrahlschneidewerk ohne eine Höhenregelung wird der Wasserstrahl unerwarteten Bodenerhebungen nicht ausweichen können. Das Auftreffen des Wasserstrahles auf die Bodenkrume führt jedoch nicht zu einer Beschädigung des Schneidwerkes, sondern nur zu einer Glättung des Bodens. Bei trockenem Wetter wird dabei kaum Staub aufgewirbelt, da dieser durch die Wassertropfen gebunden und schnell zum Grund zurück geführt wird. Die damit erreichte Einebnung ist für die nächste Ernte ein weiterer Vorteil.

Diese Schnittmethode erscheint prinzipiell zur Ernte aller landwirtschaftlichen Produkte geeignet, bei denen in einem gewissen Abstand zur Erdoberfläche ein glatter Schnitt erforderlich ist. Dazu zählt Gras, Getreide, Tabak, Mais, Salat, Klee und Lupinen. Bei Kartoffeln, Zuckerrüben und Mohrrüben kann ein Wasserstrahlschneidwerk zum Abtrennen der Blätter vor dem Roden genutzt werden.

Ein weiterer, prinzipieller Vorteil eines Wasserstrahlschneidewerks ist die Einstellbarkeit des Wasserdruckes. Mit verhältnismäßig geringem Aufwand kann der absolute Druckwert geändert werden oder zusätzlich oszillieren oder intermittieren. Dadurch ist die Anpassung an verschiedene Arten von Pflanzen, deren aktuelle Härte und deren Abstand zur benachbarten Pflanze möglich.

Eine sinnvolle Ausführungsvariante ist die Ergänzung durch einen Sensor zur Erfassung des Schneidgutes. Er sollte in die gleiche Richtung wie die zu beeinflussende Düse ausgerichtet sein und deren Wasserzulauf durch ein Abschaltventil in der Wasserzuleitung blockieren oder freigeben. Damit wird erreicht, dass nur dann ein Wasserstrahl abgegeben wird, wenn damit auch tatsächlich Schneidgut getroffen wird.

Prinzipiell kann ein solcher Sensor mechanisch, akustisch oder optisch arbeiten: Denkbar ist ein Hebel, dessen Länge der wirksamen Freistrahllänge des Wasserstrahles entspricht. Dieser Hebel berührt das zu schneidende Gut, z. B. einen Getreidehalm, und gibt den Wasserzulauf frei. Alternativ wäre auch ein akustisch arbeitender Sensor denkbar; z. B. ein Ultraschallsender und -empfänger. Eine weitere Alternative ist ein optisch wirkendes System.

In allen drei Fällen ist es sinnvoll, eine (möglichst veränderbare) Vorauseilung des Sensors vor der eigentlichen Schnittlinie einstellen zu können, da vom ersten Wahrnehmen des Schnittgutes bis zum vollen Aufbau des Wasserstrahles eine gewisse Zeit verstreicht.

Wie bereits angedeutet ist ein wichtiger, prinzipieller Vorteil eines Wasserstrahlschneidewerks, dass die Höhe der Düsen oberhalb der befahrenen Fläche mit vergleichsweise geringem Aufwand eingestellt werden kann, da das Gewicht der Düse selbst sehr gering ist und die flexible Wasserzuführung bei den hohen Drücken nach aktuellem Stand der Technik nur noch eine konstruktive Aufgabe für den Fachmann ist. Ebenso wie bei der Erfassung des Schnittgutes ist es sinnvoll, auch für die Höhe jeweils einen Istwertgeber vorzusehen. Auch dieser kann ein mechanischer Fühler oder ein Ultraschallsender und -empfänger oder optischer Sensor sein.

Zur Anpassung an Bodenunebenheiten ist es eine vereinfachte Variante, dass der Ausleger aus verschwenkbar miteinander verbundenen Auslegerabschnitten besteht, deren Verschwenkachse parallel zur Fahrtrichtung ausgerichtet sind. Damit ist immerhin für Gruppen von Düsen die Anpassung an das Gelände möglich. Auch in diesem Fall ist die sicher einfachste Art der Anpassung eine mechanische Sensorik und Führung. Deren simpelste Variante ist ein Laufrad. Al ternativ sind gemäß dem Stand der Technik natürlich auch aufwendige Sensoren mit Verstellantrieben möglich. Die Sensoren können z. B. mit Ultraschall, Laserstrahlen oder Infrarotlicht arbeiten und die Aktoren elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch.

Da für das Wasserstrahlschneiden prinzipiell sehr hohe Drücke – bis zu 4.000 bar – erforderlich sind, kann es sinnvoll sein, dass die notwendiger Weise flexible Leitung vom zentralen Druckerzeuger zu den verschwenkbar angeordneten Auslegerabschnitten für einen vergleichsweise niedrigen Wasserdruck ausgelegt wird und daher mit geringen Kräften gekrümmt werden kann. In diesem Fall ist es jedoch erforderlich, dass jeder einzelne Auslegerabschnitt ein zusätzliches Druckerhöhungsaggregat aufweist.

Es entspricht dem aktuellen Wissenstand der Strömungstechnik, dass eine widerstandarme Rohrleitung einen elliptischen oder etwa polygonalen Querschnitt aufweist, der in Bezug auf die Strömungsrichtung spiralförmig gewendelt ist. In einem solchen, spiralig verlaufenden Wasserkanal treten besonders geringe Strömungsverluste auf. Da in Wasserstrahlanlagen die Strömungsverluste den größten Teil der in dem Druckerhöhungsaggregat geleisteten Arbeit benötigen, kann es sehr sinnvoll sein, den erhöhten Aufwand einer gewendelten Ausführung des Austrittkanals in der Düse und/oder der Sammelleitung und/oder der teilflexiblen Leitungen zwischen den Auslegerabschnitten vorzusehen.

Insbesondere bei weit auseinanderstehenden, abzuschneidenden Pflanzen trifft der Wasserstrahl in den Zwischenräumen nichts, sondern versprüht sein Wasser wirkungslos. Eine Abhilfemaßnahme ist der bereits erwähnte Sensor, der den Wasserstrahl nur dann einschaltet, wenn tatsächlich etwas zu schneiden ist. In den Zwischen räumen wird der Wasserstrahl abgeschaltet. Falls diese Abschaltmöglichkeit zu aufwendig erscheint, ist es eine Alternative, den Wasserstahl kontinuierlich durchlaufen zu lassen, nicht benötigtes Wasser jedoch wieder aufzufangen. Entsprechende Sammeltrichter sind Stand der Wasserstrahltechnik; im vorliegenden Fall eines mobilen Betriebs ist jedoch zu beachten, dass der Wasserauffangtrichter verhältnismäßig leichtgewichtig zu sein hat.

Zur Vermeidung von einem Verspritzen des aufgefangenen Wassers sollte vor dem Strahlfänger ein Spritzreflektor angeordnet werden, der als dazu gegensinnig ausgerichteter Kegel ausgebildet ist und an Stelle einer Spitze eine Öffnung zum Durchlass des Wasserstrahles aufweist. Da sinnvoller Weise der Wasserstrahl quer zur Fahrtrichtung ausgerichtet ist, werden der Strahlfänger und der Spritzreflektor auf das Schnittgut stoßen. Um dieses zu vermeiden, sollte die Baugruppe in Fahrtrichtung mit einer spitz zulaufendem Schnittgutführung abgedeckt werden.

Ein Vorteil dieser Anordnung ist, dass das Schnittgut nicht mit zusätzlichem Wasser benetzt wird und dass eine Wiederbenutzung des Schneidmediums Wasser möglich ist. Dazu ist es natürlich erforderlich, dass mit dem Schneidprozess mitgerissene Partikel des Schnittgutes und/oder eingefangene, andere Verunreinigungen mit aufgefangen und bis zu einer Filtereinheit befördert werden, wo sie aus dem Wasser wieder ausgeschieden werden. Je nach gewünschtem oder erforderlichen Reinheitsgrad des Wassers ist dann eine Rückführung in den Wassertank sinnvoll.

Als eine sinnvolle und wirtschaftliche Ausführungsvariante ergibt sich durch Kombination von mehreren der beschriebenen Unteransprüche eine Reihe von Gondeln, die unterhalb des Auslegers angeord net sind, in Fahrtrichtung gesehen vorne mit einer Schnittgutführung abgedeckt sind, an der einen Flanke eine Düse und an der anderen Flanke einen Strahlfänger aufweisen, wobei die Düse und der Strahlfänger von der benachbarten Gondel aufeinander ausgerichtet sind. Im Interesse einer möglichst schmalen Ausführung der Gondel ist es eine sinnvolle Variante, je eine Düse und einen Strahlfänger in einer Gondel in Fahrtrichtung gesehen hintereinander anzuordnen. Daraus ergibt sich, dass jeweils benachbarte Wasserstrahlen in Fahrtrichtung gesehen zueinander versetzt sind; der eine Wasserstrahl eilt dem benachbartem vor.

Im Folgenden sollen weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert werden. Die abgebildeten Beispiele sollen die Erfindung jedoch nicht einschränken, sondern nur erläutern. Es zeige in schematischer Darstellung:
1: Aufsicht auf die Struktur eines Fahrzeuges mit einem Ausleger und Wasserstrahlschneidwerken
2: horizontaler Querschnitt durch eine Wasserstrahldüse mit Schnittgutsensor und Wasserabschaltventil
3: horizontaler Schnitt durch zwei Gondeln mit Düse und Strahlfänger und dem Prinzip eines Wasserkreislaufes
4: seitliche Ansicht einer Gondel mit Höhensensor
Die Figuren zeigen im Einzelnen:
In 1 ist die Aufsicht auf ein Fahrzeug gezeigt, das an seiner linken Seite einen Ausleger 5 trägt, welcher mit zwei Düsen 1 sowie einem Auslegerabschnitt 51 bestückt ist, welcher ebenfalls zwei Düsen 1 trägt. Der aus den Düsen 1 austretende Wasserstrahl ist rechtwinklig zur Fahrtrichtung 62 des Fahrzeuges 6 ausgerichtet.
Dargestellt ist, wie die Sammelleitung 2 zwischen dem Auslegerabschnitt 51 und dem Ausleger 5 durch eine teilflexible Leitung 21 unterbrochen ist, damit der Auslegerabschnitt 51 um die (strichpunktiert dargestellte) Verschwenkachse beweglich ist.
In 1 ist am Ende des Auslegerabschnittes eine Laufrolle eingezeichnet, welche auf der zu befahrenen Fläche 63 aufliegt und damit die Höhe der Düsen 1 oberhalb der Fläche 63 regelt. An der rechten Kante des Auslegers 5 ist mit einer weiteren Strichpunktlinie die Verschwenkachse für das Hochklappen des rechten Auslegers 5 eingezeichnet. Diese Verschwenkung wird wiederum von einer teilflexiblen Leitung 21 überbrückt. Sie verbindet den Druckerzeuger 3 im Fahrzeug mit dem zusätzlichen Druckerhöhungsaggregat 31 auf dem Ausleger. Der Druckerzeuger 3 bezieht Wasser aus dem Wassertank 4.
In 2 ist ein horizontaler Schnitt durch eine Düse 1 zu sehen. Eingetragen ist der Austrittskanal 11 der Düse 1 mit dem Durchmesser 13 und der Länge 12. Nachvollziehbar ist, das zum Erzielen einer laminaren Strömung die Länge 12 ein Vielfaches des Durchmessers 13 betragen muss.
In 2 sind insgesamt sechs Exemplare des Schnittgutes 9 eingezeichnet. Die in Fahrtrichtung gesehen vordersten zwei Stück Schnittgüter 9 sind schraffiert gezeichnet, weil sie noch nicht geschnitten sind; die mittleren zwei Stück Schnittgüter 9 sind bereits zu einem Teil vom Wasserstrahl durchschnitten. Die hinteren zwei Stück Schnittgüter 9 sind bereits vollständig durchtrennt.
In 2 ist der Schnittgutsensor 7 eingetragen und der Abstand 71 markiert, um den der Schnittgutsensor der Düse 1 vorauseilt. Zu er kennen ist, dass im Stand der Schnittgutsensor 7 andere Bereiche erfasst als die Düse mit ihrem Wasserstrahl trifft. Zu beachten ist jedoch, dass mit zunehmender Geschwindigkeit in Fahrtrichtung 62 die Totzeit vom Öffnen des Abschaltventils 14 für die Wasserzuleitung 15 bis zum vollen Aufbau des Wasserstrahles eine immer größere Bedeutung erhält. Um diese Totzeit zu kompensieren, ist es erforderlich, dass der Schnittgutsensor 7 schon kurze Zeit vor dem Erfassen eines Schnittgutes 9 durch den Wasserstrahl den Wasserdruck freigeben muss.
In der Darstellung sind die Sammelleitung 2 und das Abschaltventil 14 nur in ihrer prinzipiellen Struktur und daher stark verkleinert dargestellt.
3 zeigt in der rechten Hälfte den horizontalen Schnitt durch zwei Stück Gondeln 10. Jede Gondel ist mit je einer Düse 1, der zugehörigen Wasserzuleitung 15 sowie einem der Düse 1 gegenüberstehenden Strahlfänger 8 ausgerüstet. Eingezeichnet ist, wie der Strahlfänger 8 durch den Spritzreflektor 81 als Gegenstück zu einer Wirbelkammer für aufgefangene Wasserstrahlen wird, welche durch den Absaugschlauch 82 entsorgt wird und von wo aus die Absauganlage 83 das Wasser aufnimmt und in den Wassertank 4 zurückbefördert. Die Absauganlage 83 ist nur schematisch dargestellt; so fehlt z. B. ein darstellerisches Symbol für die integrierte Filterfunktion zum Ausscheiden von mitgerissenem Schnittgut und aufgefangenen, anderen Verunreinigungen.
In 3 ist ein nahezu geschlossener Wasserkreislauf zu erkennen: Durch den Druckerzeuger 3 wird das Wasser aus dem Tank 4 gesaugt und in die Sammelleitung 2 gepresst und von dort aus über die Wasserzuleitungen 15 in die Düse gedrückt. Der Wasserstrahl aus der Düse 1 in der rechten Gondel 10 wird im Strahlfänger 8 der linken Gondel wieder aufgefangen.
Nachvollziehbar ist, dass im Interesse eines schlanken Aufbaues der Gondel 10 die Düse 1 bzw. der Strahlfänger 8 für den jeweils benachbarten Abschnitt zwischen zwei Gondeln nicht neben sondern hinter dem jeweils komplementären Element angeordnet ist. Dadurch ergibt sich – was in 3 leicht nachvollziehbar ist – dass der Wasserstrahl zwischen den Gondeln jeweils von Abschnitt zu Abschnitt gegeneinander versetzt ist.
In 4 ist die Seitenansicht einer Gondel 10 gezeichnet. In Fahrtrichtung 62 gesehen vorne weist die Gondel 10 eine Schnittgutführung 91 auf, welche als bombenförmige Spitze der Gondel 10 das Schnittgut 9 zur Seite drückt. Dahinter ist der Höhensensor 17 eingezeichnet, welcher die Höhe 16 der Düse 1 oberhalb der befahrenen Fläche 63 erfasst. In 4 ist zu erkennen, wie der Wasserstrahl bereits die rechts eingezeichneten Schnittgüter 9 durchtrennt hat und bis zur Mitte eines Schnittgutes 9 (Halmes) vorgedrungen ist.
Oberhalb der Düse 1 ist der Höhenverstellantrieb mit der Darstellung eines Teleskops als Ausführungsbeispiel zu erkennen. In 4 wird nachvollziehbar, dass der Höhensensor 17 und der Höhenverstellantrieb 18 einen Regelkreis bilden, welcher die Höhe der Düse 1 oberhalb der befahrenen Fläche 63 regelt. Damit wird die Höhe 16 der Düse auch an kleine Unebenheiten angepasst, welche beim Überfahren der Fläche nicht auf das gesamte Fahrzeug 6 wirken, sondern sich lediglich im Bereich einer einzigen Gondel 10 ausdehnen.

1: Düse
11: Austrittskanal von Düse 1
12: Länge des Austrittskanals 11
13: Durchmesser des Austrittskanals 11
14: Abschaltventil für Wasserzuleitung 15
15: Wasserzuleitung Düse
16: Höhe der Düse 1 oberhalb der befahrenen Fläche 63
17: Höhensensor
18: Höhenverstellantrieb
2: Sammelleitung, zum Druckerzeuger 3
21: teilflexible Leitung
3: Druckerzeuger
31: Druckerhöhungsaggregat, auf Auslegerabschnitt 51
4: Wassertank
5: Ausleger, trägt die Düsen 1 oder Gondeln 10
51: Auslegerabschnitt
6: Fahrzeug
61: Winkel zwischen Ausleger 5 und Fahrtrichtung 62
62: Fahrtrichtung des Fahrzeugs 6
63: zu befahrene Fläche
7: Schneidgut-Sensor
71: Vorauseilung des Schneidgut-Sensors 7 vor der Düse 1 in Fahrtrichtung 62
8: Strahlfänger, fängt aus Düse 1 austretende, nicht genutzte Wasserstrahlen wieder auf
81: Spritzreflektor, Gegenstück zu Strahlfänger 8
82: Absaugschlauch, saugt aus Strahlfänger 8
83: Absauganlage, saugt aus Absaugschlauch 82
9: Schnittgut, vorrangig zu erntende Pflanze
91: Schnittgutführung
10: Gondeln, enthalten eine Schnittgutführung 91, einen Strahlfänger 8, einen Absaugschlauch 82 und eine Düse 1

Claims

Wasserstrahlschneidwerk bestehend aus einer Reihe von Düsen 1 mit einem Austrittskanal 11, dessen Länge 12 ein mehrfaches des Durchmessers 13 beträgt, – wobei alle Düsen 1 an eine Sammelleitung 2 angeschlossen sind, die über einen Druckerzeuger 3 mit einem Wassertank 4 verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen 1 an einem balkenförmigen, länglichen Ausleger 5 angeordnet sind, – welcher an einem Fahrzeug 6 befestigbar ist und in einem Winkel 61 zur Fahrtrichtung 62 des Fahrzeuges 6 und etwa parallel zu der vom Fahrzeug befahrenen Fläche 63 ausgerichtet ist, – wobei die Düsen 1 etwa senkrecht 61 zur Fahrtrichtung 62 und etwa parallel zur befahrenen Fläche 63 ausgerichtet sind.
Wasserstrahlschneidwerk nach den vorhergehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserdruck variabel einstellbar und/oder oszillierend und/oder intermittierend ist.
Wasserstrahlschneidwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb jeder Düse 1 ein Sensor 7 zur Erfassung des Schneidgutes 8 angeordnet ist, welcher in die gleiche Richtung wie die Düse 1 ausgerichtet ist und mit einem Abschaltventil 14 für die Wasserzuleitung 15 der Düse 1 verbunden ist.
Wasserstrahlschneidwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren 7 mechanisch, akustisch oder optisch ausgeführt sind.
Wasserstrahlschneidwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor 7 gegenüber der Düse 1 mit einer Vorauseilung 71, bezogen auf die Fahrtrichtung 62, angeordnet ist.
Wasserstrahlschneidwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Vorauseilung 71 einstellbar ist, z. B. in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit.
Wasserstrahlschneidwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe 16 der Düsen 1 oberhalb der befahrenen Fläche 63 einstellbar ist.
Wasserstrahlschneidwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe 16 durch einen Höhensensor 17 und einem Höhenverstellantrieb 18 regelbar ist.
Wasserstrahlschneidwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger 5 aus verschwenkbar miteinander verbundenen Auslegerab schnitten 51 besteht, deren Verschwenkachsen parallel zur Fahrtrichtung 62 ausgerichtet sind.
Wasserstrahlschneidwerk nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass jeder Auslegerabschnitt 51 mit einem eigenen Druckerhöhungsaggregat 31 ausgestattet ist und über teilflexible Leitungen 21 mit dem zentralen Druckerzeuger 3 verbunden ist.
Wasserstrahlschneidwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittskanal 11 und/oder die Sammelleitung 2 und/oder die teilflexiblen Leitungen 21 einen etwa elliptischen oder etwa polygonalen Querschnitt aufweisen und in Bezug auf die Strömungsrichtung des Wassers spiralförmig gewendelt sind.
Wasserstrahlschneidwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass gegenüber jeder Düse 1 ein trichterförmiger Strahlfänger 8 angeordnet ist, der über einen Absaugschlauch 82 mit einer Absauganlage 83 verbunden ist.
Wasserstrahlschneidwerk nach dem vorhergehenden Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass über dem Strahlfänger 8 ein Spritzreflektor 81 angeordnet ist, der als dazu ge gensinnig ausgerichteter Kegel mit einer Öffnung zum Durchlass des Wasserstrahls ausgebildet ist.
Wasserstrahlschneidwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlfänger 8 und der Spritzreflektor 81 mit einer in Fahrtrichtung spitz zulaufenden Schnittgutführung 91 abgedeckt sind.
Wasserstrahlschneidwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Auslegers 5 mehrere kleine Gondeln 10 angeordnet sind, die in Fahrtrichtung mit einer Schnittgutführung 91 abgedeckt sind, – an der einen Flanke eine Düse 1 und an der anderen Flanke einen Strahlfänger 8 aufweisen, – wobei Düse 1 und Strahlfänger 8 von benachbarten Gondeln aufeinander ausgerichtet sind.
Wasserstrahlschneidwerk nach einem der vorhergehende Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass in der Nähe der Düse 1 dem Wasserstrahl ein Abrasivmittel wie z. B. feinster Quarzsand zugeführt wird.