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Die
Erfindung betrifft demnach ein Bodenbearbeitungsgerät,
das in einer Fahrtrichtung über den Boden verfahrbar ist.
Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass das Bodenbearbeitungsgerät zum
Anlenken an ein Zufahrzeug ausgestattet ist oder selbstfahrend ausgebildet
ist oder auch als Schubeinheit zum Hinterhergehen oder als Zugeinheit
zum Vorauslaufen oder allgemeiner als handgeführtes Gerät
ausgestattet sein kann.
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Das
Bodenbearbeitungsgerät ist insbesondere zur Bodenbelüftung
ausgestattet und weist hierzu mehrere Werkzeugeinheiten auf, die
jeweils wenigstens einen Tragarm und jeweils wenigstens eine Stechwerkzeugeinrichtung
aufweisen. Der Tragarm ist mit einem Endbereich an einem Chassis
des Bodenbearbeitungsgerätes derart angelenkt, dass er um
eine erste Schwenkachse angetrieben auf und ab schwenkbar ist. Die
Stechwerkzeugeinrichtung ist an einem anderen Endbereich des Tragarmes
um eine zweite Schwenkachse schwenkbar angelenkt.
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Aus
der
US 4 632 189 ist
ein Bodenbearbeitungsgerät mit Stechwerkzeugen bekannt,
die mittels eines Tragarmes auf und ab bewegbar sind. Auch hier
sind mehrere Werkzeugeinheiten vorgesehen. Ein einzelner Anschlagbalken,
gegen den alle Stechwerkzeuge anschlagen, ist ebenfalls an dem Chassis schwenkbar
angelenkt. Der Anschlagbalken hat lediglich zwei mögliche
Positionen, denn er ist zwischen einer Betriebsposition und einer
Ruheposition verschwenkbar. In der Ruheposition werden alle Stechwerkzeuge
nach oben geklappt, so dass die Tragarme ohne Einstechen der Stechwerkzeuge
weiter angetrieben bewegbar sind. Dies dient allein dazu, ohne Einstechfunktionen über
den Boden zu verfahren, beispielsweise wenn über einen
gepflasterten Weg oder dergleichen gefahren werden muss. Diese Konstruktion
bringt es mit sich, dass die Stechwerkzeuge schleifend an dem allen
Stechwerkzeugen gemeinsamen Anschlag bewegt werden, was hinsichtlich
einer Reibbeanspruchung nachteilig ist. Außerdem ist mit
einer solchen Konstruktion kein definierter Einstechwinkel erreichbar;
es wird immer nur mit an dem Anschlagbalken gleitenden Stechwerkzeugen eingestochen,
so dass der Einstechwinkel von der Tragarmstellung und dem Abstand
vom Boden abhängig ist. Außerdem werden die Tragarme
mittels Vorspanneinrichtungen gegen eine Exzenterwelle vorgespannt,
die dann das Auf- und Abbewegen bewirken soll. Für höhere
Geschwindigkeiten ist diese Konstruktion ungeeignet, da dann die
Gefahr besteht, dass die Tragarme zumindest zeitweise nicht mehr
an der Exzenterscheibe geführt sind, sondern davon weg
geschleudert werden. Im Zusammenhang mit der Einstechfunktion bedingt
dies die Gefahr von sehr heftigen Stößen an der
Exzenterwelle, was einen schnelleren Arbeitsbetrieb nicht möglich
macht. Demgemäss ist dieses Gerät auch auf die
Schrittgeschwindigkeit einer das Gerät führenden
Bedienperson ausgelegt.
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Um
die Bodenbearbeitung schneller und insbesondere mit definiertem
Einstechwinkel zu gestalten, wurden daher weiterentwickelte Bodenbearbeitungsgeräte
vorgeschlagen, wie sie in der
EP 1 210 853 A1 , der
EP 1 208 730 A1 , der
EP 0 853 869 B1 , der
EP 1 108 350 A1 ,
der
EP 1 040 741 B1 ,
der
EP 0 924 975 B1 ,
der
EP 0 452 449 B1 ,
der
WO 03/096784 A1 ,
der
DE 10 2004
018 591 A1 sowie der
WO 2006/028694 A1 beschrieben und gezeigt
sind.
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Diese
hinsichtlich der Arbeitsgeschwindigkeit weiterentwickelten Bodenbearbeitungsgeräte, die
ebenfalls in einer Fahrtrichtung über den Boden verfahrbar
sind, weisen mehrere Werkzeugeinheiten auf, die jeweils ebenfalls wenigstens
einen Tragarm und jeweils wenigstens eine Stechwerkzeugeinrichtung
umfassen. Jede der Werkzeugeinheiten weist aber weiter noch jeweils
einen eigenen Anschlag für die Stechwerkzeugeinrichtung
auf. Um eine Einstechbewegung zu ermöglichen, ist der Tragarm
mit einem Endbereich an dem Gerätechassis um eine erste
Schwenkachse angetrieben auf- und abschwenkbar. An dem anderen Endbereich
des Tragarmes ist dann die Stechwerkzeugeinrichtung angelenkt, und
zwar derart, dass sie an dem Tragarm um eine zweite Schwenkachse
schwenkbar ist. Der Anschlag ist dabei derart ausgebildet, dass
ein Einstechen des Stechwerkzeuges mit definiertem Einstechwinkel
erfolgt. Der Antrieb erfolgt über ein Kurbeltrieb, der
mittels einer Antriebsstange an dem Tragarm angelenkt ist.
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Die
aus den zuvor erwähnten Druckschriften bekannten Bodenbearbeitungsgeräte
sind derart ausgebildet, dass das Stechwerkzeug beim Herabschwenken
des Tragarmes um die erste Schwenkachse in den Boden eingetrieben
wird. Dabei dient der Anschlag des Stechwerkzeuges dazu, den Einstechwinkel
zu bestimmen. Dadurch, dass jedem Stechwerkzeug ein eigener Anschlag
zugeordnet ist, lässt sich der Einstechwinkel exakt vorherbestimmen und
einstellen. Wird das Stechwerkzeug in den Boden eingestochen und
fährt das Bodenbearbeitungsgerät in Fahrtrichtung
weiter, dann verlässt die Stechwerkzeugeinrichtung aufgrund
des Widerstandes in dem Boden den zugeordneten Anschlag und schwenkt
um die zweite Schwenkachse. Dadurch kann man innerhalb des Bodens
aufgrund der Verschwenkung des Stechwerkzeuges eine Lockerung des
Bodens erreichen. Wird der Tragarm dann wieder nach oben geschwenkt,
dann wird das Stechwerkzeug aus dem Boden gezogen. Sobald es den Boden
verlässt, kehrt die Stechwerkzeugeinrichtung – beispielsweise
unter Wirkung einer Vorspanneinrichtung – in den Eingriff
am Anschlag zurück. Bei den Bodenbearbeitungsgeräten,
wie sie aus der
EP 1
108 350 A1 ,
EP
1 040 741 B1 ,
EP
0 924 975 B1 und
EP
0 452 449 B1 bekannt sind, ist der Anschlag im Bereich
der zweiten Schwenkachse am anderen Endbereich des Tragarmes mitbewegend
angeordnet. Bei Geräten, wie sie vom Prinzip in der
EP 0 853 869 B1 geschrieben
und gezeigt sind, befindet sich ein Anschlag im Bereich einer mit
dem Tragarm mitbewegten Teleskopeinrichtung, die gleichzeitig auch die
Vorspanneinrichtung beinhaltet.
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Bei
sämtlichen dieser schnelleren Bodenbearbeitungsgeräte
sind die Tragarme mit ihrem freien Endbereich, an welchem das Stechwerkzeug
angelenkt ist, entgegen der Fahrtrichtung gerichtet. Die erste Schwenkachse
liegt mit anderen Worten in Fahrtrichtung vor der zweiten Schwenkachse.
Der Tragarm wird demnach bei Weiterfahrt des Bodenbearbeitungsgerätes
mit eingestochenem Stechwerkzeug auf Zug belastet, um dann das Stechwerkzeug aus
dem Boden herauszuziehen. Diese Zugbelastung wurde im Hinblick auf
eine schnellere Arbeitsweise als vorteilhaft erachtet, da so insgesamt
weniger Stöße auf das Gerätechassis übertragen
werden. Man hat insbesondere bereits versucht, diese Stöße zum
Ermöglichen eines noch schnelleren Betriebes durch Federelemente
abzufedern.
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Weitere
Lösungen zur Ermöglichung eines schnelleren Betriebes
sind in der
WO
2006/102869 A1 beschrieben. Demnach wurde der zuvor stets
mit dem Tragarm mitbewegte Anschlag aus diesem mitbewegten System
heraus verlagert und nun dem ruhenden Chassis zugeordnet. Die Relativbewegung des
Stechwerkzeuges zu dem Tragarm wird dann durch ein entsprechendes
Getriebe aus dem mit dem Tragarm auf- und abschwenkenden System
heraus auf das ruhende System übertragen und dort gedämpft.
Dies soll zur Verringerung der bewegten Massen und zur besseren
Beherrschbarkeit der Vibrationen bei schnellerem Betrieb beitragen.
Man kann dadurch auch aufwändigere Dämpfungsmaßnahmen
vorsehen, wie zum Beispiel hydraulische Dämpfungen.
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Ausgehend
von den zuvor erwähnten Druckschriften, die jeweils dem
einzelnen Stechwerkzeug zugeordnete Anschläge zwecks Ermöglichen
eines schnellen Betriebes mit definiertem Stechwerkzeug-Einstechwinkel
beschreiben, ist es Aufgabe der Erfindung, ein Bodenbearbeitungsgerät
so auszugestalten, dass unter Beibehaltung der Einstechmöglichkeit
mit definiertem Einstechwinkel ein schnellerer Betrieb ermöglicht
wird.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Bodenbearbeitungsgerät mit den Merkmalen
des hier beigefügten Patentanspruches 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
Erfindung geht von Bodenbearbeitungsgeräten mit eigenem
Anschlag pro Werkzeugeinheit zwecks Vorsehen einer definierten – vorzugsweise einstellbaren – Einstechwinkellage
für jedes Stechwerkzeug aus. Solche Geräte benötigen
in der Regel eine Vorspanneinrichtung, mit der das Stechwerkzeug
nach Herausziehen aus dem Boden wieder gegen den Anschlag geführt
werden. Nun sind aufgrund des Auf- und Abschwenkens der Tragarme
auf das Stechwerkzeug Fliehkräfte um die erste Schwenkachse
herum wirksam. Während diese Fliehkräfte bei geringeren
Geschwindigkeiten noch keinen großen Einfluss haben, so
gewinnen sie bei immer höheren Arbeitsgeschwindigkeiten
immer mehr an Bedeutung, da die Fliehkraft dem Quadrat der Geschwindigkeit
der Schwenkbewegung proportional ist.
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Bei
den zuvor erläuterten Bodenbearbeitungsgeräten
müssen die Vorspanneinrichtungen pro Werkzeugeinheit entgegen
dieser Fliehkraft arbeiten, um das Stechwerkzeug möglichst
schnell zurück in mittelbarem oder unmittelbarem Eingriff
mit dem zugeordneten Anschlag zu bringen.
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Die
Erfindung macht sich die Erkenntnis zu nutze, dass für
eine weitere Erhöhung der Geschwindigkeit die Zeit, bis
zu der das Stechwerkzeug zurück zu dem Anschlag geführt
wird, möglichst gering gehalten werden muss. Dies führt
dazu, dass bei erhöhten Arbeitsgeschwindigkeiten immer
stärker gegen die Fliehkraft gearbeitet werden muss, weswegen dann
die Vorspanneinrichtung entsprechend größer dimensioniert
werden muss. Dies erhöht die bewegten Massen, was wiederum
einer möglichen Beschleunigung der Arbeitsgeschwindigkeit
entgegensteht.
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Gemäß der
Erfindung wird daher die Anordnung gegenüber den bisherigen
Geräten mit jeweils der Werkzeugeinheit zugeordnetem Anschlag
umgedreht. Die Tragarme ragen nun mit ihrem freien Endbereich, an
dem das Stechwerkzeug anzulenken ist, in Fahrtrichtung und sind
mit ihrem entgegen der Fahrtrichtung gerichteten Endbereich an dem
Chassisrahmen angelenkt. Mit anderen Worten liegt die erste Schwenkachse
in Fahrtrichtung gesehen hinter der zweiten Schwenkachse. Dabei
ist die Stechwerkzeugeinrichtung derart angelenkt und ausgebildet, dass
sie dann, wenn sich der Tragarm um die erste Schwenkachse verschwenkt,
durch Fliehkraft in Richtung auf eine durch den Anschlag begrenzte Stellung
beaufschlagt wird. In dieser Stellung, in der die Stechwerkzeugeinrichtung
den Anschlag erfasst, erfolgt ein Einstechen in den Boden. Bei Weiterfahrt in
Fahrtrichtung verlässt die Stechwerkzeugeinrichtung ihren
zugeordneten Anschlag. Wird der Tragarm dann wieder nach oben geschwenkt
und das Stechwerkzeug aus dem Boden gezogen, dann wirkt die Fliehkraft
bei der erfindungsgemäßen Ausbildung derart, dass
das Stechwerkzeug nicht gegen die Fliehkraft, sondern in Fliehkraftrichtung
wieder zurück gegen ihren eigenen Anschlag gefahren wird.
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Man
kann so Vorspanneinrichtungen weitaus kleiner ausbilden oder sogar
ganz weg lassen. Die Fliehkraft wirkt zum Zurückführen
des Stechwerkzeugs gegen den zugeordneten Anschlag, und wirkt somit
zur Beschleunigung der Bewegung des Stechwerkzeuges zurück
gegen den Anschlag. Insbesondere wird somit die Zeit, in der das
Stechwerkzeug nicht durch den Anschlag geführt ist, wesentlich
verkürzt.
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Zwar
ist die umgekehrte der Tragarmausrichtung mit dem das Stechwerkzeug
aufweisenden Endbereich nach vorne in Fahrtrichtung grundsätzlich
bereits aus der vorerwähnten
US
4,632,189 sowie zusätzlich aus der
JP 57-299 62 bekannt.
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Bei
dem Bodenbearbeitungsgerät gemäß der
US 4,632,189 wirkt jedoch
eine Vorspanneinrichtung nicht nur zum Zurückführen
des Stechwerkzeuges, sondern auch zum Vorspannen des Tragarmes in
gleitenden Angriff gegen die Exzenterwelle. Insgesamt ist diese
Konstruktion somit bedeutend langsamer als die beispielsweise aus
der
EP 0 924 975 B1 , der
EP 1 040 741 B1 oder
der
EP 0 853 869 B1 sowie der
WO 2006/102869 A1 bekannten
Bodenbearbeitungsgeräte. Für eine Lösung
zur Vergrößerung der Arbeitsgeschwindigkeit bietet
dieses Dokument daher keine Anregung oder Motivation. Zudem ist
dort ein gemeinsamer Anschlag für alle Werkzeugeinheiten
dargestellt, der einen entsprechend undefinierten Einstechwinkel
bedingt und außerdem nur unter Reibbeanspruchungen realisierbar
ist, was die Arbeitsgeschwindigkeit ebenfalls negativ beeinflusst.
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Das
Gerät gemäß der
JP 57-299 62 hat nicht nur einen,
sondern zwei parallel wirkende Tragarme, wobei beiden Tragarmen
eine Vorspanneinrichtung zugeordnet ist. Über eine Kurbel
und eine Schraube ist das Stechwerkzeug zwangsgeführt,
d. h. das Stechwerkzeug hat je nach Kurbelwellenstellung eine andere
Ausrichtung. Die Kurbel verschwenkt aktiv das in den Boden eingestochene
Stechwerkzeug. Die durch die Kurbel eingeleitete Zwangsverstellungen
werden über die teleskopartig verlängerbaren Tragarme
ermöglicht. Daher gibt es bei dieser Ausgestaltung keinen
Anschlag, der eine definierte Einstechwinkellage ermöglicht.
Außerdem lässt sich mit dieser Konstruktion auch
nicht die Fliehkraft zum Zurückführen des Stechwerkzeuges
gegen einen Anschlag ausnutzen.
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Mit
der erfindungsgemäßen Ausbildung jedoch lässt
sich ein Bodenbearbeitungsgerät mit mehreren Werkzeugeinheiten
und je wenigstens einem Anschlag pro Werkzeugeinheit, gegen welchen
die Stechwerkzeugeinrichtung nach Verlassen des Stechwerkzeuges
aus dem Boden wieder beaufschlagt wird, insgesamt schneller drehend
ausgestalten. Die Fliehkraft wirkt so nicht mehr einer Rückführung
des Stechwerkzeuges gegen den Anschlag zurück entgegen,
sondern wird vielmehr vorteilhaft zur Rückführung
ausgenutzt.
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Insgesamt
lässt sich so die Arbeitsgeschwindigkeit weiter erhöhen. Überraschenderweise
hatte dabei die Umkehrung der Tragarmausrichtung auch keine negativen
Folgen auf die abzufedernden Stöße, so dass die
Maschine insgesamt für weitaus höhere Arbeitsgeschwindigkeiten
konstruiert werden kann.
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Die
Stechwerkzeugeinrichtung kann ein Stechwerkzeug aufweisen, welches
Stechwerkzeug um die zweite Schwenkachse schwenkbar an dem Tragarm
angelenkt ist. In bevorzugter Ausgestaltung weist die Stechwerkzeugeinrichtung
einen Stechwerkzeughalter auf, der um die zweite Schwenkachse schwenkbar
an dem Tragarm angelenkt ist. Ein Stechwerkzeug kann dann – insbesondere
auswechselbar – an dem Stechwerkzeughalter befestigt werden.
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Um
die Fliehkraft vorteilhafter zum Zurückführen
der Stechwerkzeugeinrichtung in Eingriff mit dem zugeordneten Anschlag
zu bringen, muss ein gewisses Ungleichgewicht der Stechwerkzeugeinrichtung
bezüglich der zweiten Schwenkachse vorliegen. Hierzu muss
nicht die gesamte Stechwerkzeugeinrichtung unausbalanciert sein,
es reicht aus, wenn nur ein sich um die zweite Schwenkachse schwenkendes
Teilelement, an welchem ein Stechwerkzeug angelenkt oder anlenkbar
ist, entsprechend derart exzentrisch ausgebildet ist, dass die Fliehkraft
zum Zurückführen der Stechwerkzeugeinrichtung
in ihre durch den Anschlag begrenzte Stellung wirkt. Hierzu ist
gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen,
dass der Schwerpunkt der Stechwerkzeugeinrichtung und/oder des an
den Tragarm um die zweite Schwenkachse schwenkbar angelenkten Teilelements
der Stechwerkzeugeinrichtung außerhalb der zweiten Schwenkachse
liegt. Vorzugsweise ist hierzu der Schwerpunkt unterhalb der zweiten
Schwenkachse liegend auszubilden.
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Durch
die Fliehkraft hat man bei der erfindungsgemäßen
Ausbildung bereits ein Rückstellmoment zum Zurückführen
der Stechwerkzeugeinrichtung in ihre durch den Anschlag begrenzte
Stellung. Es sind daher auch Ausgestaltungen denkbar, die ohne Vorspanneinrichtung
auskommen. Hierzu könnte beispielsweise diese Stellung
durch ein Rastelement oder dergleichen begrenzt sein, wobei das eingestochene
Stechwerkzeug bei Weiterfahrt des Bodenbearbeitungsgerätes über
die Rasteinrichtung hinüberfahrend die Anschlag-Eingriffsposition
verlässt und dann bei Herausziehen durch die Fliehkraft wieder
zurückgeschleudert wird und wieder einrastet.
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Einen
zuverlässigeren Betrieb erhält man jedoch mit
einer an sich bereits aus den bekannten Bodenbearbeitungsgeräten
bekannten Vorspanneinrichtung, die die Stechwerkzeugeinrichtung
gegen den Anschlag vorspannt. Diese Vorspanneinrichtung kann Federelemente,
wie beispielsweise Druckfedern oder insbesondere Zugfedern aufweisen.
Da bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung jedoch
die Fliehkraft mit ausgenutzt wird, welche bei Erhöhung der
Schwenkgeschwindigkeit des Tragarmes um die erste Schwenkachse im
Quadrat größer wird, kann die Vorspanneinrichtung
insgesamt weitaus kleiner dimensioniert werden. Die Vorspanneinrichtung
kann eine Feder aufweisen, die mit dem Tragarm mit bewegend ausgestaltet
ist. Wie dies grundsätzlich aber auch aus der
WO 2006/102869 A1 bekannt
ist, kann die Vorspanneinrichtung aber auch außerhalb des sich
mit dem Tragarm mitbewegenden Systems angeordnet sein, beispielsweise
an dem Chassis sich relativ zu diesem nicht bewegend angelenkt sein.
Insbesondere bei sich mit dem Tragarm mitbewegenden Federn werden
Zugfedern als Vorspannelemente bevorzugt, die beispielsweise oberhalb
oder seitlich zu dem Tragarm angeordnet sind.
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Um
die Funktionen des Anschlagens gegen den Anschlag, einer eventuellen
Vorspannung gegen den Anschlag und einer Anlenkung des Stechwerkzeuges
zu erfüllen, kann die Stechwerkzeugeinrichtung ein Hebelelement
aufweisen, das einen ersten Hebelarm und einen zweiten Hebelarm
aufweist, wobei an dem ersten Hebelarm das Stechwerkzeug anlenkbar
oder angelenkt ist. Dieses Hebelelement kann integral mit einem
Stechwerkzeughalter ausgebildet sein. Die Vorspanneinrichtung kann
vorteilhafterweise an dem zweiten Hebelarm angreifen. Außerdem
kann der Anschlag mittelbar oder unmittelbar an dem zweiten Hebelarm
angreifen. Alternativ kann auch noch ein dritter Hebelarm für
das Zusammenwirken mit dem Anschlag vorgesehen sein.
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Der
Anschlag kann mit dem Tragarm mitbewegend angeordnet sein oder sich
außerhalb des sich mit dem Tragarm bewegenden Systems angeordnet
sein. Es ist bei letzterem Fall ein Getriebe vorgesehen, um die
Relativbewegung zwischen Stechwerkzeugeinrichtung und Tragarm aus
dem mit dem Tragarm mitbewegten System in das ruhende System zu übertragen.
Genauere Einzelheiten hierzu sind in der
WO 2006/102869 A1 im
einzelnen beschrieben, worauf ausdrücklich verwiesen wird.
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Um
die definierte Einstechwinkellage selbst bei unterschiedlichen Arbeitshöhen
und somit unterschiedlichen Einstechtiefen zu erhalten, ist weiter
bevorzugt, dass die Stechwerkzeugeinrichtung derart geführt
und ausgebildet ist, dass eine den Einstechwinkel bestimmende Ausrichtung – die
durch den Anschlag bestimmt wird – des Stechwerkzeuges
oder der Stechwerkzeugeinrichtung während der Schwenkbewegung
des Tragarmes um die erste Schwenkachse im wesentlichen erhalten
bleibt. Dies wird vorzugsweise derart ausgeführt, dass
die Stechwerkzeugeinrichtung und/oder der diese führende Anschlag
an einem etwa als Parallelogrammführung ausgebildetem Führungsgetriebe
angeschlossen ist.
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Weiter
ist bevorzugt, dass der Anschlag zur Einstellung des Einstechwinkels
verstellbar ist. Demnach gibt es für den Anschlag mehrere
mögliche Arbeitsstellungen. Besonders bevorzugt ist hierzu
eine gemeinsame Verstelleinrichtung – Zentralverstelleinrichtung – zur
Verstellung der Anschläge aller oder einer Gruppe der Werkzeugeinheiten
vorgesehen.
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Bei
der erfindungsgemäßen Ausbildung wird die Fliehkraft
vorteilhafterweise zum Rückstellen der Stechwerkzeugeinrichtung
bei Herausziehen aus dem Boden ausgenutzt.
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Weiter
vorteilhaft ist eine durch die Umkehrung der Ausrichtung des Tragarmes
erreichbare neue Kurvenführung des Stechwerkzeuges.
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Bei
den bisherigen Lösungen mit vorne angelenkten Tragarm und
nachlaufenden Stechwerkzeug ist die Bewegungskurve des Stechwerkzeuges bei
fahrendem Bodenbearbeitungsgerät – diese Bewegungskurve
ergibt sich durch Überlagerung der Auf- und Abbewegung
des Stechwerkzeuges durch die Schwenkung des Tragarmes und der Fahrtbewegung
in Fahrtrichtung – derart gewählt, dass bei relativ
weit oben befindlichem Tragarm ein gerades Einstechen erfolgen kann.
Wird der Tragarm weiter nach unten verschwenkt, so wird auch das
Stechwerkzeug nicht nur nach unten, sondern auch in eine zur Fahrtrichtung
parallele Bewegungskomponente verlagert. Bei nachlaufendem Stechwerkzeug
und nach hinten ausragenden Tragarm bewirkt eine Verschwenkung des
Tragarmes nach unten im unteren Bereich der Bewegung eine Verlagerung
des Stechwerkzeuges in Fahrtrichtung. Diese durch die Verschwenkbewegung
des Tragarmes bewirkte Verlagerung des Stechwerkzeuges in Fahrtrichtung
wird noch durch die Bewegung des Bodenbearbeitungsgerätes
in Fahrtrichtung verstärkt. Bei der bisherigen Auslenkung
bewegt sich somit das Stechwerkzeug bei einer Verschwenkung des
Tragarmes nach unten mit einer großen Richtungskomponente
nach vorne in Fahrtrichtung. Insgesamt wird somit die Bewegungskurve des
Stechwerkzeuges stark gekrümmt ausgebildet. Mit anderen
Worten wirkt auf das Stechwerkzeug eine größere
Belastung. Dies steht auch einer Beschleunigung der Arbeitsgeschwindigkeit
entgegen. Im unteren Winkelbereich hat die gesamte Bewegungskurve
eine stärkere Krümmung. Beim Einstechen ist eine Überlagerung
der aufgrund der Winkelverstellung des Tragarmes eingeleiteten Bewegung des
Stechwerkzeuges in Fahrtrichtung mit der Fahrtbewegung vorhanden.
Hierdurch muss man beim Einstechen eine größere
Kraft aufwenden.
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Bei
der erfindungsgemäßen Lösung sind Fahrtrichtung
und Ausrichtung des Tragarmes umgekehrt zueinander. Dadurch ergibt
sich beim Einstechen eine flachere Bewegungskurve und insgesamt eine
geringere Krümmung der Bewegungskurve, insbesondere beim
Einstechen. Hierdurch kann über den gesamten Winkelbereich
des Tragarmes um die erste Schwenkachse herum gesehen ein mehr vertikales
Einstechen erfolgen. Ein Brechen des Unterbodens würde
dann erst beim Herausziehen erfolgen, wo das Loch bereits gestochen
ist und der Einstechvorgang bereits beendet worden ist. Hierdurch
ist bedeutend weniger Kraft aufzuwenden. Insgesamt kann man durch
die geringeren aufzuwendenden Kräfte auch die Arbeitsgeschwindigkeit
erhöhen.
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Bei
den bisherigen Systemen mit zugeordnetem Anschlag musste man wegen
der möglichen Fliehkräfte die Masse unterhalb
der zweiten Schwenkachse gering halten. Bei der erfindungsgemäßen
Lösung ist dies nun nicht mehr notwendig. Hierdurch hat
man unterhalb der zweiten Schwenkachse bedeutend mehr Platz zur
Verfügung. Hierdurch kann man auch einen vorteilhaften Hohlspoon-Betrieb
ermöglichen. Bei einem Hohlspoon-Betrieb werden als Stechwerkzeuge
röhrenartige Elemente mit einer Öffnung in der
Spitze und einem oberen und seitlichen Auswurfkanal verwendet. Beim
Einstechen dringt Erde in das Röhrenelement ein und wird
dann durch das Röhrenelement nach oben getrieben, wo es
wieder ausgeworfen wird. Bei der bisherigen Ausrichtung konnte es
insbesondere aufgrund des geringen Platzes sowie der bereits beim
Einstechen aufgrund der mehr gekrümmten Bewegungskurve
erfolgenden seitlichen Belastung dazu kommen, dass die Erde innerhalb
des Hohlspoons kompaktiert worden ist, so dass insgesamt das Röhrenelement
verstopft worden ist und der Hohlspoon-Betrieb teilweise nicht mehr
in der gewünschten Weise möglich war.
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Mit
der erfindungsgemäßen Ausrichtung lässt
sich einerseits die flachere Bewegungskurve erreichen, so dass seitliche
Belastungen auf den Auswurfkanal verringert werden. Andererseits
lässt sich an dem Stechwerkzeughalter aufgrund des größeren zur
Verfügung stehenden Platzes ein vorteilhafter Auswurfkanal
ausbilden.
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Bei
Ausführungsformen mit an dem freien Endbereich mitbewegten
Anschlag musste der Anschlag bisher eine Stechwerkzeugbewegung nach vorne
in Fahrtrichtung begrenzen. Um den Anschlag möglichst kompakt
und leichtgewichtig zu halten, war hierzu eine Anordnung des Anschlages
unterhalb der zweiten Schwenkachse vorteilhaft. Bei einer vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung jedoch ist der Anschlag derart ausgestaltet,
dass eine Bewegung der Stechwerkzeugeinrichtung entgegen der Fahrtrichtung
begrenzt wird. Dies lässt sich auch bei einfacher Ausgestaltung
des Anschlages derart ausbilden, dass der Anschlag oberhalb der
zweiten Schwenkachse angeordnet werden kann. Beispielsweise schlägt
dort der oben erwähnte zweite Hebelarm des Hebelementes
an. Insgesamt kann man so unterhalb der Schwenkachse mehr Platz
schaffen, so dass ein größere Vielfalt von Stechwerkzeugen,
die mehr oder weniger Platz benötigen, verwendbar ist.
Außerdem können auch Auswurfkanäle für
den Hohlspoon-Betrieb vorteilhaft ausgestaltet werden. Die Anschlagmechanik
kann so insgesamt besser von Schmutz frei gehalten werden.
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Außerdem
kann wegen der Umdrehung der Schwenkbewegungsrichtung der Stechwerkzeugeinrichtung
um die zweite Schwenkachse eine Zugfeder nun oberhalb der zweiten
Schwenkachse und/oder oberhalb des Tragarmes angelenkt werden. Hierdurch
lässt sich eine Konstruktion erreichen, bei der die Zugfeder
beim Hochschwenken des Tragarmes stärker gespannt wird
und beim Herabbewegen des Tragarmes eher entlastet wird. Bei dem
durch das Hochschwenken des Tragarmes bewirkten Herausziehen verstärkt
sich somit die Federkraft der Zugfeder, so dass die Stechwerkzeugeinrichtung
mit einer größeren Kraft zurückgeführt
wird. Beim Herabschwenken verringert sich dagegen die Zugfederkraft,
so dass die Stechwerkzeugeinrichtung bei eingestochenen Stechwerkzeug
und weiter in Fahrtrichtung bewegten Bodenbearbeitungsgerät
leichter um die zweite Schwenkachse herum bewegbar ist. Dies verringert
die notwendigen Antriebskräfte und macht ebenfalls einen
schnelleren Betrieb möglich.
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Ein
weiterer Vorteil durch die in Fahrtrichtung gesehen hintere Anlenkung
des Tragarmes, der sich von dieser Anlenkung in Fahrtrichtung nach
vorne erstreckt, ist, dass dadurch in Fahrtrichtung vor den Werkzeugeinheiten
Bauraum geschaffen wird. Beispielsweise kann dieser Bauraum zum
Anbringen einer Bodenwalze mit relativ großem Durchmesser
genutzt werden. Bei bisher bekannten Bodenbearbeitungsgeräten
wird bereits in Fahrtrichtung vor den Werkzeugeinheiten eine Bodenwalze
eingesetzt, mittels der sich das Bodenbearbeitungsgerät
am Boden abstützt. Aufgrund des nun durch die Verlagerung
der Anlenkung der Werkzeugeinheiten geschaffenen Bauraumes kann
eine solche Bodenwalze mit größerem Durchmesser
ausgebildet werden, wodurch das Bodenbearbeitungsgerät
komfortabler abrollt und somit auch mit höheren Geschwindigkeiten
bewegt werden kann. Über die Bodenwalze lässt
sich beispielsweise die Höhe des Bodenbearbeitungsgerätes über
den Boden einstellen, wodurch auch die Einstechtiefe einstellbar
ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird demnach eine als
Tragarm ausgebildete Schwinge, an welcher ein Werkzeugträger
oder dergleichen angelenkt ist, relativ zu den bisher am weitesten
verbreiteten Bodenbearbeitungsgeräten der hier in Rede
stehenden Art spiegelbildlich montiert, d. h. die Schwinge zeigt
in Fahrtrichtung.
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Bei
der bisher am häufigsten eingesetzten Bauweise wirkt die
Beschleunigung der Masse (Werkzeugträger und Zinken) beim
Aufwärtshub (Zinken wird aus dem Boden gehoben) bislang
in die Richtung ”weg vom Anschlag”. Eine Rückstellfeder muss
diese Kraft zusätzlich kompensieren.
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Bei
der spiegelbildlichen Bauweise trägt diese Beschleunigung
hingegen zur Beruhigung und Rückstellung bei. Die Rückstellfeder
kann um diese Kraft geringer dimensioniert werden. Alternativ oder zusätzlich
sind höhere Geschwindigkeiten möglich.
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Weitere
Vorteile neben der vorerwähnten ”intelligenten
Massenkontrolle” sind:
- • die
Bauweise ist kraftsparend, so dass weniger Antriebsleistung erforderlich
ist,
- • eine größere Frontwalze ist möglich,
- • Einstelleinrichtungen und eventuell am Chassis vorhandene
stationäre Handhabungseinrichtungen zur Handhabung der
Bewegung des Tragarmes und/oder der Relativbewegung des Tragarmes
und der Stechwerkzeugeinrichtung sind besser von hinten zugänglich,
- • der Abstand zwischen einem Einstichpunkt des Stechwerkzeuges
zu einem Anbaupunkt an einem Schlepper oder dergleichen kann verringert werden,
- • ein Hohlzinkenbetrieb lässt sich verbessern,
da im Einstechhub ein geringeres Verschwenken vorherrscht und somit
ein Auswurfkanal des Zinkens nicht mehr zugedrückt wird.
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Ein
eventueller Nachteil einer schlechteren Zugänglichkeit
zu den Werkzeugträgern, um beispielsweise Stechwerkzeuge
auszuwechseln, lässt sich technisch durch unterschiedliche
Maßnahmen, z. B. eine Kippmöglichkeit des Bodenbearbeitungsgerätes
oder von Teilen davon nach oben oder nach hinten, kompensieren.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten
Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
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1 eine
schematische Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform
eines Bodenbearbeitungsgeräts von der in Fahrtrichtung
gesehen rechten Seite aus betrachtet;
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2 eine
Seitenansicht einer bei einer zweiten Ausführungsform des
Bodenbearbeitungsgerät verwendeten Werkzeugeinheit;
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3 eine
Detailansicht eines in Fahrtrichtung vorderen Endbereiches der Werkzeugeinheit von 2;
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4 bis 6 drei
Darstellungen vergleichbar von 3 zur Erläuterung
des durch die Fahrtbewegung des Bodenbearbeitungsgerätes überlagerten
Bewegungsablaufes;
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7 eine
Prinzipsskizze einer Werkzeugeinheit mit Kurbeltrieb einer dritten
Ausführungsform des Bodenbearbeitungsgerätes;
und
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8 eine
Werkzeugeinheit einer vierten Ausführungsform des Bodenbearbeitungsgerätes.
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1 zeigt
eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Bodenbearbeitungsgerätes 10.
Das Bodenbearbeitungsgerät ist über den Boden 12 verfahrbar.
Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform
ist das Bodenbearbeitungsgerät 10 hierzu mittels üblicher
Anlenkeinrichtungen 14 an ein Zugfahrzeug, beispielsweise
einen Traktor (nicht dargestellt) anlenkbar. Das Bodenbearbeitungsgerät 10 weist
einen Geräterahmen oder Chassis 16 auf, an welchem
die Anlenkeinrichtungen 14 angreifen. Das Chassis 16 stützt
sich über eine Bodenwalze 18 am Boden 12 ab.
Die Bodenwalze 18 ist über eine Höhenverstelleinrichtung 20 an
dem Chassis 16 angebracht.
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Mit
dem Pfeil 22 ist die Fahrtrichtung (Vorwärtsfahrtrichtung)
angegeben. Die Fahrtrichtung 22 ist bei der Darstellung
von 1 von links nach rechts. Quer zu dieser Fahrtrichtung 22 sind
eine Reihe von mehreren Werkzeugeinheiten 24 an dem Chassis 16 angelenkt.
Von den Werkzeugeinheiten 24 ist aufgrund der seitlichen
Darstellung und der besseren Übersichtlichkeit halber nur
eine erste Werkzeugeinheit 24 dargestellt. Die erste Werkzeugeinheit 24 ist
in einer vollständig abgesenkten Stellung gezeigt. Mit
gestrichelten Linien ist eine zweite Werkzeugeinheit 24' in
einer vollständig angehobenen Stellung angedeutet. Die
Werkzeugeinheiten 24, 24' sind an einem in Fahrtrichtung
hinteren Bereich des Bodenbearbeitungsgeräts 10 an
einem hinteren Rahmenelement 26 angelenkt.
-
Jede
Werkzeugeinheit 24, 24' weist einen Tragarm 28,
eine Stechwerkzeugeinrichtung 30 und einen Anschlag 32 auf.
Weiter weist bei der in 1 dargestellten Ausführungsform
des Bodenbearbeitungsgerätes 10 jede Werkzeugeinheit 24 eine
Vorspanneinrichtung 34 zum Vorspannen der Stechwerkzeugeinrichtung 30 gegen
den Anschlag 32 auf.
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Der
Tragarm 28 ist um eine erste etwa horizontale, sich quer
zur Fahrtrichtung 22 erstreckende Schwenkachse 36 nach
oben und nach unten schwenkbar an dem hinteren Rahmenelement 26 angelenkt.
Ein Kurbeltrieb 38 mit Kurbelwelle 40 und je wenigstens
einer Antriebsstange 42 pro Werkzeugeinheit 24, 24' treibt
die Auf- und Abbewegung des Tragarmes 28 um die erste Schwenkachse 36 an. Hierzu
ist die Antriebsstange 42 einen Endes mit der Kurbelwelle 40 und
anderen Endes mit dem Tragarm 28 jeweils dreh- oder schwenkbar,
aber im wesentlichen spielfrei verbunden. Durch Drehung der Kurbelwelle 40 wird
so der Tragarm 28 um die erste Schwenkachse 36 nach
oben und nach unten geschwenkt. Die Kurbelwelle 40 ist über
ein Zapfwellengetriebe 44 mit einem Zapfwellenantrieb des
Zugfahrzeuges (nicht dargestellt) verbindbar.
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Die
Stechwerkzeugeinrichtung 30 weist ein schwenkbares Teilelement
in Form eines Hebelelements 46, einen Stechwerkzeughalter 48 und
ein an dem Stechwerkzeughalter 48 gehaltenes, austauschbares
Stechwerkzeug 50 auf. Das Stechwerkzeug 50 ist
in dem Beispiel von 1 ein Vollzinken mit scharfer
Spitze. Das Hebelelement 46 weist einen ersten Hebelarm 54,
an dem der Stechwerkzeughalter 48 angebracht ist, und einen
zweiten Hebelarm 56 auf. An dem zweiten Hebelarm 56 greift
die Vorspanneinrichtung 34 an, die das Hebelelement 56 gegen den
Anschlag 32 vorspannt. Hierbei ist der zweite Hebelarm 56 zum
Anschlagen an dem Anschlag 32 ausgebildet.
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Das
zweite Hebelelement 46 und somit das wesentliche Teilelement
der Stechwerkzeugeinrichtung 30 sind an dem freien Endbereich
des Tragarmes 28 um eine zweite Schwenkachse 58 schwenkbar
angelenkt. Bei dem dargestellten Bodenbearbeitungsgerät 10 liegt
die erste Schwenkachse 36 in Fahrtrichtung gesehen hinter
der zweiten Schwenkachse 58. Mit anderen Worten erstreckt
sich der Tragarm 28 und im wesentlichen die gesamten Werkzeugeinheit 24 von
dem hinteren Rahmenelement 26 nach vorne in Fahrtrichtung.
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Die
Vorspanneinrichtung 34 weist je wenigstens eine Zugfeder 60 pro
Werkzeugeinheit 24 auf. Die Zugfeder 60 ist mit
ihrem ersten Ende an einem ersten Anlenkpunkt 62, welcher
nahe der ersten Schwenkachse 36 angeordnet ist, angelenkt.
Mit ihrem anderen Ende ist die Zugfeder 60 an einem an dem
zweiten Hebelarm 56 angeordneten zweiten Anlenkpunkt 64 angelenkt.
Der zweite Anlenkpunkt 64 liegt oberhalb der zweiten Schwenkachse,
wobei der Abstand des zweiten Anlenkpunktes 64 von der
zweiten Schwenkachse 58 größer ist als
der Abstand des ersten Anlenkpunktes 62 von der ersten
Schwenkachse 36. Hierdurch wird bei einer Aufwärtsbewegung
des Tragarmes 28 die Zugfeder 60 zunehmend gespannt.
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Der
Anschlag ist über ein Führungsgetriebe 66,
welches in etwa eine Parallelogrammführung bildet, derart
geführt, dass seine Winkelausrichtung um die zweite Schwenkachse 58 herum
relativ zu dem Chassis 16 bei der Auf- und Abbewegung des
Tragarmes 28 in etwa gleich bleibt. Hierdurch bleibt die Ausrichtung
des Hebelelementes 46 dann, wenn es durch die Vorspanneinrichtung 34 in
Anlage gegen den Anschlag 32 gehalten wird, ebenfalls in
etwa gleich. Mittels einer Winkeleinstelleinrichtung 68 lässt sich
die Stellung des Führungsgetriebes 66 und damit
die Ausrichtung des Anschlages 32 einstellen. Dadurch lässt
sich der Einstechwinkel des Stechwerkzeuges 50, welches über
das Hebelelement 46 und den Anschlag 32 geführt
wird, einstellen. Das Führungsgetriebe 66 weist
hierzu ein um die erste Schwenkachse schwenkbares Zentralverstellungselement 70 auf,
dessen Schwenkposition mittels der Winkeleinstelleinrichtung 68 einstellbar
ist. An einem Ausleger des Zentralverstellelementes 70 greift
eine Führungsstange 72 an. Mit dem anderen Ende
ist die Führungsstange 72 an einem Schwenkelement 74 angelenkt,
welches an dem freien Endbereich des Tragarmes 28 um die
zweite Schwenkachse 58 herum schwenkbar angelenkt ist,
und an welchem der Anschlag 32 ausgebildet ist. Der Ausleger
des Zentralverstellungselementes 70, die Führungsstange 72 und
das Schwenkelement 74 bilden zusammen mit dem Tragarm 28 die
etwaige Parallelogrammführung des Führungsgetriebes 66.
Aufgrund dessen bleibt die Stellung des Schwenkelementes 74 auch
bei Auf- und Abschwenken des Tragarmes 28 in etwa parallel zu
der Stellung des Zentralverstellungselementes 70.
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Der
oben erwähnte zweite Anlegepunkt 64 der Vorspanneinrichtung 34 ist
an einem seitlichen, in den Zeichnungen entsprechend verdeckten
und daher nicht dargestellten Ansatz des zweiten Hebelarmes 56 derart
ausgebildet, dass er mit der Anlenkung der Führungsstange 72 an
dem Schwenkelement 74 koaxial zusammenfällt.
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Eine
vergleichbare Werkzeugeinheit 24 mit der Stechwerkzeugeinrichtung 30 und
dem Anschlag 32 ist in 2 noch einmal
zur Verdeutlichung einzeln dargestellt. Die Werkzeugeinheit 24 von 2 ist
Teil einer zweiten Ausführungsform des Bodenbearbeitungsgerätes,
die sich von der in 1 dargestellten Ausführungsform
nur dadurch unterscheidet, dass die Winkeleinstelleinrichtung 68 kein
Zentralverstellelement 70, sondern einzelne Einzelwinkelverstellungen 86 aufweist,
die pro Werkzeugeinheit 24 gesondert zur einzelnen Einstellung
des Anschlages 32 jeder Werkzeugeinheit 24 hat.
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3 zeigt
den vorderen freien Endbereich der Werkzeugeinheit 24 mit
dem Hebelelement 46 und dem Anschlag 32 an dem
Schwenkelement 74. An dem Stechwerkzeughalter 48 ist
hier als Stechwerkzeug 50 ein Hohlzinken oder Hohlspoon 76 angebracht.
Oberhalb des Stechwerkzeughalters 48 ist an dem ersten
Hebelarm 54 eine Umlenkfläche 78 zum
Umlenken von durch das obere Ende des Hohlspoones 76 ausgeworfenes
Bodenmaterial ausgebildet.
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Die
Stechwerkzeugeinrichtung 30 ist insgesamt derart ausgestaltet,
dass bereits das Hebelelement 46 mit dem Stechwerkzeughalter 48 alleine, spätestens
aber bei Einbringen eines Stechwerkzeuges 50 in den Stechwerkzeughalter 48,
einen Schwerpunkt 80 aufweist, der unterhalb der zweiten Schwenkachse 58 liegt.
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Der
Betrieb des Bodenbearbeitungsgerätes 10 wird im
folgenden anhand der 4 und 6 näher
erläutert, bei welchen die Bewegungskurve 82 der
zweiten Schwenkachse 58, welche sich durch Überlagerung
der Auf- und Abbewegung des Tragarmes 28 mit der Bewegung
des Bodenbearbeitungsgerätes 10 in Fahrtrichtung 22 ergibt,
dargestellt ist. Mit 82a ist der Abwärtsbewegungsteil
der Bewegungskurve 82 und mit 82b ist der Aufwärtsbewegungsteil
der Bewegungskurve 82 bezeichnet.
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Insgesamt
erfolgt der Betrieb derart, dass das Stechwerkzeug 50 bei
Bewegung der Werkzeugeinheit aus der in 1 gestrichelt
dargestellten höchsten Position in die in 1 mit
durchgezogenen Linien dargestellten niedrigste Position in den Boden 12 eingestochen
wird. Der Einstechwinkel wird dabei durch die Ausrichtung des Anschlages 32 definiert
festgelegt. Diese Lage kann über die Winkeleinstelleinrichtung 68 zuvor
eingestellt werden. Bewegt sich dann das Bodenbearbeitungsgerät 10 weiter
in Fahrtrichtung 22, dann wird das Stechwerkzeug 50 aufgrund
des Widerstandes des Bodens 12 festgehalten, das Hebelelement 46 schwenkt
dann um die zweite Schwenkachse 58 von dem Anschlag 32 weg.
Hierdurch wird das Stechwerkzeug 50 im Boden verschwenkt – siehe
gestrichelte Darstellung in 5 –,
so dass der Boden unterhalb der Bodenoberfläche aufgelockert
wird. Bei Weiterfahrt und Anheben des Tragarmes 28 wird
dann das Stechwerkzeug 50 wieder aus dem Boden gezogen.
Verlässt das Stechwerkzeug 50 den Boden, dann
wird es durch die Fliehkraft, die bei Verschwenken des Tragarmes 28 um
die erste Schwenkachse 36 auf die Stechwerkzeugeinrichtung 30 wirkt,
und durch die Zugkraft der Zugfeder 60 wieder zurück
in Anlage mit dem Anschlag 32 gebracht.
-
Wie
aus den 4, 5 und 6 ersichtlich
ist, wird bei der Abwärtsbewegung des Tragarmes 28 die
sich aufgrund der Schwenkbewegung des Tragarmes um die erste Schwenkachse 36 ergebende
Bewegung des Stechwerkzeuges 50 in der entgegen der Fahrtrichtung
gerichteten Richtungskomponente durch die Bewegung des Bodenbearbeitungsgerätes 10 in
Fahrtrichtung kompensiert, so dass die Bewegungskurve 82 beim
Einstechen (bei 82a) geradliniger, insbesondere etwa senkrecht,
zum Boden verläuft. Die sich bei dem Aufwärtsschwenken
des Tragarmes 28 ergebende Bewegung des Stechwerkzeuges 50 in
die in Fahrtrichtung gerichtete Richtungskomponente wird beim Aufwärtsbewegen
noch durch die Fahrtbewegung verstärkt, so dass insgesamt
beim Aufwärtsbewegen bei 82b mit eingestochenem
Stechwerkzeug eine größere Verschwenkung und damit
eine größere Bodenauflockerung erzielbar ist.
Durch die mehr geradlinige Einstechbewegung ergibt sich insgesamt
ein geringerer Kraftaufwand. Erst wenn das Stechwerkzeug 50 herausgezogen
wird, erfolgt dann eine stärkere Verschwenkung – siehe
gestrichelte Darstellung bei 5 –,
wozu es aber keiner Antriebsbewegung durch die Kurbelwelle 40 bedarf
und wobei nur das Hebelelement 46 zu bewegen ist. Auch
hier ist zum Durchführen der Verschwenkbewegung ein geringerer
Kraftbedarf nötig.
-
Wie
man dem Verlauf der Abwärtsbewegung 82a insbesondere
in 4 entnehmen kann, ist die geradlinige Bewegung
relativ zum Boden insbesondere in der unteren Hälfte, also
etwa ab der horizontalen Stellung des Tragarmes 28, gegeben.
Dies ist bei geringen Arbeitstiefen absolut ideal. Die Arbeitstiefe
lässt sich über die Höheverstelleinrichtung 20 verstellen.
Bei großen Arbeitstiefen erfolgt im oberen Teil der Abwärtsbewegungskurve 82a – oberhalb
der horizontalen Stellung des Tragarmes 28 – eine
Addierung der relativen Schwenkbewegung der Werkzeugeinheit 24 zu
dem Chassis 16 und der Fahrgeschwindigkeit. Dort ist die
Abwärtsbewegungskurve 82 etwas stärker
gekrümmt, dies allerdings bei geringem Kraftaufwand, da
sich das Stechwerkzeug 50 noch nicht oder nur wenig tief
im Boden befindet. Dies kann unterstützt werden durch ein
leichtes Vorhalten des Zinkens, in dem man den Zinken um wenige
Grad nach hinten geneigt einstellt. Dieses Einstellen erfolgt über
die Winkeleinstelleinrichtung 68. Die Spitze des Stechwerkzeuges 50 greift
dann etwas vor.
-
Bei
den in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungsformen
ist der Anschlag 32 oberhalb des Tragarmes 28 angeordnet.
Hierdurch liegt der Anschlag 32 außerhalb des
Schmutzbereiches.
-
Grundsätzlich
ist aber auch eine wie in 7 dargestellte
Ausführung möglich, bei der der Anschlag 32 unterhalb
des Tragarmes 28 angeordnet ist. Das Schwenkelement 74 ist
bei dieser hier dargestellten Ausführungsform als zweiarmiger
Hebel ausgestaltet.
-
Eine
weitere Ausführungsform, die in
8 dargestellt
ist, zeichnet sich dadurch aus, dass der Anschlag
32 nicht
mit dem Tragarm
28 mitbewegend angeordnet ist, sondern
außerhalb des sich mit dem Tragarm
28 auf- und
abbewegenden Systems stationär am Chassis
16 angeordnet
ist. Die Stechwerkzeugeinrichtung
30 ist dann spielfrei
mit der Führungsstange
72 verbunden, die jede
Relativbewegung des Hebelelementes
46 zu dem Tragarm
28 über
ein Umlenkelement
84 in das zu dem Chassis
16 stationäre
System überträgt. Für nähere
Einzelheiten zu diesem Prinzip der Übertragung der Relativbewegungen
aus dem bewegten System heraus und der Handhabung und Steuerung
dieser Bewegungen außerhalb des bewegten Systems wird in vollem
Umfang auf die
DE
10 2005 021 025 A1 sowie die
WO 2006/102869 A1 verwiesen.
In
8 ist dabei vergleichbar zu den vorherigen Darstellungen
die Einstellanlage dargestellt, bei der die Vorspanneinrichtung
34 das
Hebelelement
46 mittelbar über die Führungsstange
72 und
das Umlenkelement
84 in Anlage an den Anschlag
82 hält.
Bei Weiterfahrt bewegt sich das Hebelelement
46 und das
Umlenkelement
84 in der Darstellung gemäß
8 im
Uhrzeigersinn. Der Anschlag
82 ist hier durch einen an
einer Gewindestange
85 in seiner Höhe einstellbaren
Ring angedeutet. Im Folgenden werden einige Vorteile der hier dargestellten
Anordnung näher erläutert.
-
Wie
aus der 1 ersichtlich ist, ist durch
die Anlenkung der Werkzeugeinheiten 24, 24' an
dem hinteren Rahmenelement 26 im Bereich der Bodenwalze 18 viel
Raum vorhanden, so dass die Bodenwalze 18 insgesamt auch
bedeutend größer ausgebildet werden könnte.
Weiter kann man die Bodenwalze 18 sehr nahe an das Stechwerkzeug 50 heranführen,
so dass die Anpassung des Stechwerkzeuges an den Boden verbessert
ist.
-
Durch
die neue Kurvenführung – Bewegungskurve 82, 82a, 82b – mit
der Überlagerung der Herabschwenkbewegung mit der Fahrtrichtung
ist nun die maximale Einstechtiefe des Stechwerkzeuges gleich der
Länge des Stechwerkzeuges 50. Dies ergibt sich
dadurch, dass das Stechwerkzeug 50 insgesamt mehr senkrecht
zum Boden eingestochen werden kann. Bei einer umgekehrten Anordnung
der Werkzeugeinheiten, wie sie bisher am weitesten verbreitet ist,
ergibt sich durch die Relativbewegung des Bodenbearbeitungsgerätes 10 zu
dem Boden 12 und die Verlagerung des Stechwerkzeuges 50 in
einer zur Fahrtrichtung parallelen Richtung aufgrund der Schwenkbewegung
des Tragarmes 28 ein mehr schiefes Einstechen des Einstechwerkzeuges 50, weswegen
als maximale Einstechtiefe nur eine der Diagonale entsprechende
Tiefe erreichbar ist.
-
Durch
die Anlenkung im hinteren Bereich des Chassis 16 lässt
sich der freie Endbereich der Werkzeugeinheit 24, 24' näher
zu dem Zugfahrzeug anordnen. Hierdurch lässt sich auch
der Kurbeltrieb 38 näher am Zugfahrzeug anordnen.
Insgesamt kann eine nähere Anlenkung des gesamten Bodenbearbeitungsgerätes 10 am
Zugfahrzeug erfolgen. Dies bewirkt ein beruhigteres Fahren. Dies
ist besonders vorteilhaft bei einer Ausgestaltung des Bodenbearbeitungsgerätes 10 als
integrales hinteres Bestandteil eines selbstfahrenden Gerätes
(nicht dargestellt). Dann kann man die Stechwerkzeuge 50 näher
an die hinteren Räder bringen, wodurch eine bessere Bodenanpassung
ermöglicht ist.
-
Wie
in 3 dargestellt ist, ist mit der hier dargestellten
Anordnung ein oberer Auswurf für einen Hohlspoon 76 erzielbar.
Möglich wird dies, weil das Stechwerkzeug 50 insgesamt
weiter weg von der zweiten Schwenkachse 58 nach unten verlagert
werden kann. Die hierdurch bewirkte Verlagerung des Schwerpunktes 80 ist
bei der hier dargestellten Anordnung auch bei schnellen Geschwindigkeiten
vorteilhaft, wäre aber bei der bisher üblichen
Anordnung für schnellere Geschwindigkeiten nachteilhaft
gewesen.
-
- 10
- Bodenbearbeitungsgerät
- 12
- Boden
- 14
- Anlenkeinrichtungen
- 16
- Chassis
- 18
- Bodenwalze
- 20
- Höhenverstelleinrichtung
- 22
- Fahrtrichtung
- 24
- Werkzeugeinheit
- 24'
- Werkzeugeinheit
- 26
- hinteres
Rahmenelement
- 28
- Tragarm
- 30
- Stechwerkzeugeinrichtung
- 32
- Anschlag
- 34
- Vorspanneinrichtung
- 36
- erste
Schwenkachse
- 38
- Kurbeltrieb
- 40
- Kurbelwelle
- 42
- Antriebsstange
- 44
- Zapfwellengetriebe
- 46
- Hebelelement
- 48
- Stechwerkzeughalter
- 50
- Stechwerkzeug
- 52
- Vollzinken
- 54
- erster
Hebelarm
- 56
- zweiter
Hebelarm
- 58
- zweite
Schwenkachse
- 60
- Zugfeder
- 62
- erster
Anlenkpunkt
- 64
- zweiter
Anlenkpunkt
- 66
- Führungsgetriebe
- 68
- Winkeleinstelleinrichtung
- 70
- Zentralverstellungselement
- 72
- Führungsstange
- 74
- Schwenkelement
- 76
- Hohlspoon
- 78
- Umlenkfläche
- 80
- Schwerpunkt
- 82
- Bewegungskurve
- 82a
- Abwärtsbewegung
- 82b
- Abwärtsbewegung
- 82
- Bewegungskurve
- 84
- Umlenkelement
- 85
- Gewindestange
- 86
- Einzelwinkelverstellung
(für jeden Anschlag gesondert)
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1108350
A1 [0001, 0005, 0007, 0029]
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