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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine in der Höhe einstellbare
Landbearbeitungseinrichtung. Landbearbeitungseinrichtungen werden – häufig
an ein Fahrzeug gekoppelt – eingesetzt, um eine Oberfläche
eines Stücks Land zu bearbeiten, beispielsweise Gras in
einem Grünstreifen entlang eines Weges zu mähen.
Da Höhenfluktuationen in der Oberfläche des Stücks
Land auftreten können, oder da die Höhe des Landstücks
relativ zu einem Untergrund, auf dem ein mit einer solchen Einrichtung
versehenes Fahrzeug fährt, unterschiedlich sein kann, ist
es üblich, eine in der Höhe einstellbare Landbearbeitungseinrichtung
zu verwenden, welche in der Regel mit automatisierten Mitteln zum
Einstellen der Höhe ausgestattet ist.
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Die
Landbearbeitungseinrichtung kann hierbei mit Mitteln zum Ausführen
einer Vielzahl von Bearbeitungstypen ausgestattet sein, beispielsweise zum
Mähen, Besprühen, Harken, Pflügen oder
Düngen des Landstücks, während die in
der Höhe einstellbare Trageinrichtung beispielsweise einen
Ausleger umfasst, mittels dessen die Einrichtung an Mittel zum Verlagern
der Einrichtung gekoppelt sein kann, beispielsweise ein (landwirtschaftliches)
Fahrzeug. Die automatisierten Mittel können elektronische Steuermittel
sein, welche vollständig automatisiert sein oder teilweise
manuell bedient werden können.
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Ein
Beispiel einer in der Höhe einstellbaren Landbearbeitungseinrichtung
findet sich in der Patentveröffentlichung
EP 1 716 735 , die eine in der Höhe
einstellbare Landbearbeitungseinrichtung beschreibt, umfassend Landbearbeitungsmittel,
welche getragen werden durch eine in der Höhe einstellbare Trageinrichtung,
womit ein Sensor verbunden ist zum Erzeugen eines Signals, das maßgeblich
ist für die Höhe eines Referenzpunkts auf den
Landbearbeitungsmitteln relativ zur Oberfläche eines zu
bearbeitenden Landstücks. Ferner umfasst die Einrichtung Steuermittel,
um auf Grundlage des erzeugten Signals die erste Höhe der
Trageinrichtung einzustellen, wobei zum Zweck der Regelung der Höhe
die an den Bearbeitungsmitteln angreifenden Kräfte gemessen werden.
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Ein
weiteres Beispiel findet sich in der
DE 10 2005 015 615 , die eine
in der Höhe einstellbare Landbearbeitungseinrichtung beschreibt,
umfassend Landbearbeitungsmittel, welche getragen werden durch eine
in der Höhe einstellbare Trageinrichtung, womit ein Sensor
verbunden ist zum Erzeugen eines Signals, das maßgeblich
ist für die Höhe eines Referenzpunkts auf den
Landbearbeitungsmitteln relativ zur Oberfläche eines zu
bearbeitenden Landstücks. Ferner umfasst die Einrichtung
Steuermittel, um auf Grundlage des erzeugten Signals die erste Höhe
der Trageinrichtung einzustellen, wobei neben den Bearbeitungsmitteln
kontaktlose Sensoren angebracht sind, um die Höhe der Landbearbeitungsmittel
relativ zu dem zu bearbeitenden Landstück festzustellen.
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Diese
Landbearbeitungseinrichtungen weisen jedoch verschiedene Nachteile
auf. Einrichtungen, bei denen die auf die Bearbeitungsmittel ausgeübten
Kräfte gemessen werden, sind im Aufbau komplex, und es
besteht das Risiko, dass die verwendeten Sensoren durch die mechanischen
Schwingungen der Landbearbeitungsmittel, mit denen sie gekoppelt
sind, beschädigt werden. Bei Einrichtungen, bei denen neben
den Landbearbeitungsmitteln angeordnete Sensoren verwendet werden,
ist die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Sensoren ebenfalls
verhältnismäßig groß.
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Die
vorliegende Erfindung beabsichtigt die Beseitigung der oben genannten
und weiterer Nachteile, und schlägt hierzu eine Landbearbeitungseinrichtung
der oben genannten Art vor, die dadurch gekennzeichnet ist, dass
der Sensor einen Tachometer umfasst, der mit einem drehbaren Element
verbunden ist, welches dazu ausgelegt ist, sich zu drehen, wenn
es entlang der Oberfläche eines Landstücks bewegt
wird. Da der Sensor einen Tachometer umfasst, der mit einem drehbaren
Element verbunden ist, welches dazu ausgelegt ist, sich zu drehen,
wenn es entlang der Oberfläche des Landstücks
bewegt wird, wird genau dann ein Signal erzeugt, wenn sich die Einrichtung
in einem durch die exakte Plazierung des drehbaren Elements bestimmten
Abstand von der Landoberfläche befindet. Die Steuermittel
können hierbei so ausgelegt werden, dass das drehbare Element
das Landstück knapp berührt. Auf diese Weise wird
die Oberfläche des Landstücks durch das drehbare
Element minimal beeinflusst. Die erfindungsgemäße
Einrichtung bietet neben einer brauchbaren Alternative zu den bereits
bestehenden, in der Höhe einstellbaren Landbearbeitungseinrichtungen
eine einfache und dadurch weniger anfällige Konstruktion,
wobei direkt eine relevante Größe gemessen wird,
und wodurch eine Kraft oder ein Bodendruck geregelt werden kann.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
sind die Steuermittel dazu ausgelegt, die erste Höhe und
den Bodendruck der Trageinrichtung konstant zu halten, wenn der
erste Tachometer ein erstes Signal erzeugt, das angibt, dass sich
das erste drehbare Element dreht, und die erste Höhe der
Trageinrichtung zu reduzieren, wenn der erste Tachometer ein erstes
Signal erzeugt, das angibt, dass sich das erste drehbare Element
nicht dreht. Auf diese Weise wird eine Regelung gebildet, die die
Landbearbeitungseinrichtung automatisch schweben lässt,
wobei ein einstellbarer niedriger Druck auf das zu bearbeitende
Landstück ausgeübt wird. Die Regelung kann hierbei
vorteilhafter Weise mit Mitteln zum Stoppen einer Abwärtsbewegung versehen
sein, sobald eine Drehung des sich drehenden Elements festgestellt
wird, und umgekehrt. Ferner kann eine Hysterese-Regelung angewandt
werden, um ein "Klappern" der Regelung um einen Einstellpunkt herum
zu verhindern. Gewünschtenfalls kann die Regelung mit einer
manuellen Einstellmöglichkeit kombiniert werden, beispielsweise
mittels eines Griffs oder eines Drehknopfs.
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Unter
Verwendung von häufig bereits vorhandenen Elementen in
einer Landbearbeitungseinrichtung kann das drehbare Element eine
erste Laufrolle umfassen, welche die Einrichtung unterstützt oder über
das Landstück rollbar macht, wobei der erste Tachometer
in der Laufrolle aufgenommen ist. Auf diese Weise ist der Tachometer
außerdem gegen Beschädigungen geschützt,
da Laufrollen für Landbearbeitungseinrichtungen derart
dimensioniert sind, dass sie gegen Einflüsse des zu bearbeitenden Landstücks
oder sich darauf befindender Hindernisse beständig sind.
Hierdurch verringert sich die Wahrscheinlichkeit einer Fehlfunktion
eines verhältnismäßig kleinen Bauteils
der Gesamteinrichtung, beispielsweise eines Sensors.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein zweiter
Sensor vorgesehen zum Bereitstellen eines zweiten Signals, das maßgeblich
ist für eine zweite Höhe eines zweiten Referenzpunkts
auf den Landbearbeitungsmitteln relativ zur Oberfläche des
zu bearbeitenden Landstücks. Diese Ausführungsform
bietet den Vorteil, dass eine bessere Ausrichtung der Landbearbeitungsmittel
mit der zu bearbeitenden Landschaft erzielt werden kann, da an mehreren
Punkten die Höhe der Trageinrichtung und der damit gekoppelten
Landbearbeitungsmittel beibehalten wird. Wenn die Bearbeitungsmittel
beispielsweise eine Mährolle umfassen, die sich über eine
axiale Länge erstreckt, welche einen Winkel bildet mit
einer Bearbeitungsrichtung, in der die Mährolle üblicherweise
verlagert wird, kann sich der erste Referenzpunkt an einem ersten
Ende der Mährolle befinden, und ein zweiter Referenzpunkt
an einem zweiten, gegenüberliegenden Ende der Mährolle.
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Eine
in der axialen Richtung der Mährolle schräge Landoberfläche
kann folglich effektiv bearbeitet werden, wenn das erste drehbare
Element und das zweite drehbare Element mit einem Abstand voneinander
mindestens in einer Richtung entlang der Drehachse der ersten Drehmittel
angeordnet sind.
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Wenn
das erste drehbare Element und das zweite drehbare Element mit einem
Abstand voneinander mindestens in einer im Wesentlichen horizontalen
Richtung orthogonal zur Drehachse der ersten Drehmittel angeordnet
sind, und somit beispielsweise in einer Verlagerungsrichtung der
Landbearbeitungsmittel voneinander beabstandet sind, kann eine in
der Verarbeitungsrichtung der Landbearbeitungseinrichtung schräge
Landoberfläche effektiv bearbeitet werden.
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Durch
das Anwenden von Kombinationen von weiteren Plazierungen der drehbaren
Elemente ebenso wie durch das Anwenden von mehr als zwei drehbaren
Elementen kann eine weitere Steigerung der Genauigkeit erzielt werden,
mit der das Landstück bearbeitet werden kann.
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Um
einer Neigung der Oberfläche des Landstücks besser
folgen zu können, kann die in der Höhe einstellbare
Trageinrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform mit
einer Kippeinrichtung zum Kippen der Landbearbeitungsmittel versehen
sein, um jede der einstellbaren Höhen einzustellen. Je
großer die Zahl der Freiheitsgrade oder Kipppunkte ist,
desto besser kann man der Oberfläche des Landstücks folgen.
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Ein
weiterer Vorteil einer genauen und schnellen Einstellung kann erzielt
werden, wenn die in der Höhe einstellbare Trageinrichtung
mit einem Aktuator zum Einstellen wenigstens einer der einstellbaren
Höhen versehen ist. Vorzugsweise sind wenigstens genauso
viele Aktuatoren wie Sensoren vorgesehen.
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Um
elektrische Energie zur Versorgung des Sensors bereitstellen zu
können, ohne dass hierfür Akkus und Zuführmittel
wie z. B. eine elektrisch leitende Verkabelung vorgesehen werden
muss, kann wenigstens eines der drehbaren Elemente mit einem Generator
zum Erzeugen elektrischer Energie für die Versorgung des
Sensors und einer eventuell hierfür benötigten
und daran gekoppelten Steuerelektronik verbunden werden. Vorzugsweise
ist ein derartiger Generator in dem drehbaren Element aufgenommen, so
dass der Sensor und der Generator beide gegen Beschädigungen
geschützt sind. Das drehbare Element eignet sich hierfür
am besten, wenn es eine Laufrolle umfasst, in der ein Raum zum Aufnehmen des
Sensors und des Generators vorgesehen ist.
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Der
Sensor kann hierbei außerdem für einen drahtlosen
Informationsaustausch mit der Steuereinrichtung ausgelegt sein,
so dass auch für das Zuführen der durch den Sensor
erzeugten Daten an die Steuermittel keine elektrische Verbindung
benötigt wird. Hierdurch ist die Einrichtung noch weniger
störanfällig.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, das mit einer
Einrichtung versehen ist, wie sie oben beschrieben worden ist und
wie sie detaillierter in den nachfolgenden, nicht beschränkenden Beispielen
erläutert wird, in denen:
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1 eine
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Landbearbeitungseinrichtung
zeigt;
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2a eine
Rückansicht einer erfindungsgemäßen Landbearbeitungseinrichtung
zeigt;
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2b eine
Rückansicht einer bevorzugten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Landbearbeitungseinrichtung
zeigt;
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2c eine
Rückansicht eines Fahrzeugs zeigt, das mit einer erfindungsgemäßen
Landbearbeitungseinrichtung versehen ist;
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3 einen
schematischen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Landbearbeitungseinrichtung
zeigt.
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1 zeigt
eine Seitenansicht einer Landbearbeitungseinrichtung 100 gemäß der
vorliegenden Erfindung, wobei Bodenbearbeitungsmittel 110,
gebildet durch eine Mäheinrichtung 110, dargestellt sind,
ebenso wie ein drehbares Element 120, welches durch eine
Laufrolle gebildet wird. Wenn sich die Laufrolle dreht, da sie in
Berührung mit der Oberfläche des Landstücks 130 gelangt,
gibt der mit der Laufrolle verbundene Tachometer 140 ein
Signal aus.
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2a zeigt
eine Rückansicht einer Landbearbeitungseinrichtung 100 gemäß der
vorliegenden Erfindung. In der Figur erstreckt sich die Rolle 120 im Wesentlichen über
die gesamte Breite der Landbearbeitungsmittel 110. Die
Landbearbeitungsmittel sind ferner mit Befestigungsmitteln 150 versehen,
um sie an einer Trageinrichtung 180 zu befestigen. Wenn der
Sensor 160, der in der Laufrolle 120 aufgenommen
und mit ihr gekoppelt ist, kein Signal ausgibt, wird angenommen,
dass die Laufrolle die Landoberfläche 130 nicht
berührt, und sorgen (nicht dargestellte) Steuermittel dafür,
dass die Einrichtung 100 wenigstens auf einer ersten Höhe
eines ersten Referenzpunkts 165 auf den Landbearbeitungsmitteln
relativ zur Oberfläche eines zu bearbeitenden Stücks Land
nach unten verlagert wird.
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2b zeigt
eine Rückansicht einer Landbearbeitungseinrichtung 100' gemäß der
vorliegenden Erfindung, bei der zwei Laufrollen 121, 122 angebracht
sind. In der Figur drehen sich die Laufrollen 121 und 122 um
die dieselbe Achse 166. Beide Rollen sind hierbei mit einem
Sensor versehen. Wenn ein Sensor 160, 170, der
mit einer der Laufrollen 120, 130 gekoppelt ist,
kein Signal ausgibt, wird angenommen, dass die zugehörige
Laufrolle 120, 130 die Landoberfläche 130 nicht
berührt, und sorgen (nicht dargestellte) Steuermittel dafür,
dass die Einrichtung 100 bei einem zu der Laufrolle gehörenden
Referenzpunkt 165, 175 auf den Landbearbeitungsmitteln
relativ zur Oberfläche eines zu bearbeitenden Landstücks
nach unten verlagert wird.
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2c zeigt
eine Rückansicht eines Fahrzeugs 200, welches
mittels einer Trageinrichtung 180 eine Landbearbeitungseinrichtung 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung trägt. Die Landbearbeitungseinrichtung befindet
sich auf Höhe eines Referenzpunkts 165 in einem
Abstand 210 von der Oberfläche des zu bearbeitenden
Landstücks 130. Der Sensor 160, der in
der Laufrolle 120 aufgenommen ist, sendet über
die drahtlose Kommunikationsverbindung 220 ein Signal aus,
welches maßgeblich ist dafür, ob sich die Laufrolle 120 dreht
oder nicht, und zwar an die Steuermittel 230, die sich
am Fahrzeug 200 befinden. Die Steuermittel sind hierbei
dazu ausgelegt, die Höhe und somit die Kraft oder den Bodendruck
der Trageinrichtung konstant zu halten, wenn der Sensor 160 ein
erstes Signal erzeugt, welches anzeigt, dass die Laufrolle 120 sich
dreht, und die Höhe 210 und somit die Kraft oder
den Bodendruck der Trageinrichtung 180 zu reduzieren, wenn
der Sensor 160 ein Signal erzeugt, welches anzeigt, dass
sich das drehbare Element 120 nicht dreht. Ferner sind
die Steuermittel 230 mit einem Bedienungsorgan 240 versehen,
mittels dessen eine Voreinstellung der gewünschten Höhe
und somit der Kraft oder des Bodendrucks eingestellt werden kann,
wobei die Steuermittel anschließend durch Bedienen der
Trageinrichtung 180 die Höhe der Landbearbeitungsmittel 110 innerhalb
eines bestimmten Bereichs um die gewünschte Höhe
und somit die Kraft oder den Bodendruck herum steuern.
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3 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform
einer Laufrolle 120 einer Landbearbeitungseinrichtung 100 gemäß der
vorliegenden Erfindung, wobei in der Rolle ein Sensor 300 im
Sinne eines Tachometers angebracht ist, der ein Signal 320 erzeugt,
welches maßgeblich dafür ist, ob sich die Laufrolle 120 dreht
oder nicht. Der Tachometer wird über elektrische Versorgungskabel 340 versorgt,
die verbunden sind mit einer in der Laufrolle aufgenommenen Generatoranordnung 310.
Somit braucht keine gesonderte Versorgungsverkabelung zur und in
der Laufrolle geführt werden. Das Signal 320 wird
einem Sender 320 zugeführt, mittels dessen es
drahtlos an die Steuermittel zum Steuern einer Trageinrichtung 180 zum
Tragen der Landbearbeitungseinrichtung 110 gesendet wird.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
kann der Tachometer integral bei der Generatoranordnung aufgenommen
oder gebildet sein, wobei eine Eigenschaft der durch den Generator
erzeugten elektrischen Energie, beispielsweise eine Spannung, eine
Amplitude oder eine Frequenz, maßgeblich ist für
eine Umdrehungsgeschwindigkeit oder eine Zahl von Umdrehungen der Laufrolle.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1716735 [0003]
- - DE 102005015615 [0004]