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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bodenbearbeitungsgerät zur Befestigung an einem Fahrzeug für insbesondere den Einsatz im Wein- oder Obstanbau, bei dem der Bodenbereich zwischen den Pflanzen oder Rebstöcken einer Pflanzenreihe bearbeitet werden soll, ohne die Nutzpflanzen zu beschädigen.
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2. Hintergrund
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Ein gattungsgemäßes Bodenbearbeitungsgerät ist beispielsweise aus der
EP 0 399 137 A1 desselben Anmelders bekannt. In dieser Druckschrift wird ein Bodenbearbeitungsgerät offenbart, das seitlich an einem Traktor oder einer ähnlichen Zugmaschine befestigt wird. Das Arbeitswerkzeug ist eine Flachschar, die einige Zentimeter unterhalb des Bodens durch das Erdreich geführt wird, um unerwünschte Pflanzen zu unterschneiden und damit zum Absterben zu bringen. Das vorgeschlagene Bodenbearbeitungsgerät soll insbesondere im Wein- oder Obstanbau zur Anwendung kommen und die Zwischenräume zwischen den Nutzpflanzen in einer Pflanzenreihe bearbeiten. Für eine effektive und maschinisierte Bearbeitung der Zwischenräume ist es aber notwendig, dass das Arbeitswerkzeug nicht in Berührung mit den Nutzpflanzen bzw. den zur Erziehung der Pflanzen notwendigen Strukturen kommt. Aus diesem Grund kann das Arbeitswerkzeug um eine im Wesentlichen in lotrechter Richtung verlaufende Drehachse von der Arbeitsposition in eine Ruheposition verschwenkt werden. Zur Entlastung des Fahrzeugführers soll diese Verschwenkung automatisch erfolgen. Hierzu wird in der EP '137 vorgeschlagen, einen berührungslosen Taster vorzusehen, wie beispielsweise einen Ultraschallsensor, der eine Sensorkeule ausstrahlt, die etwa parallel, aber in einem gewissen Abstand vor der Kante des Arbeitswerkzeugs verläuft. Der Sensor bzw. die Steuerung des Bodenbearbeitungsgeräts ist dabei so eingestellt, dass das Arbeitswerkzeug nur bei der Erfassung von Nutzpflanzen zurückfährt, nicht jedoch bei der Erfassung von zu entfernendem Unkraut oder Gräser. Hierbei hat sich in der Praxis gezeigt, dass die Einstellung der Empfindlichkeit des Sensors bzw. der Steuerung erhebliche Probleme aufwirft. Ist der Sensor beispielsweise zu empfindlich eingestellt, kann bereits die Erfassung von dichterem Unkraut zu einem unerwünschten Zurückschwenken des Arbeitswerkzeugs führen. Bei mangelnder Empfindlichkeit des Sensors kann es hingegen vorkommen, dass eine Nutzpflanze oder beispielsweise ein Stützpfahl nicht richtig erkannt wird und das Arbeitswerkzeug nicht zurückgeführt wird, woraus Beschädigungen an Arbeitswerkzeug und Nutzpflanze resultieren können.
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Zur Vermeidung der oben genannten Nachteile wird in dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 91 14 640 U1 , ebenfalls desselben Anmelders, eine Konstruktion vorgeschlagen, bei der die Erfassung von Hindernissen durch einen mechanischen Taster erfolgt. Der mechanische Taster besteht beispielsweise aus einem dünnen Metallstab, die parallel zu und räumlich vor dem Arbeitswerkzeug angeordnet ist. Der Metallstab ist verschwenkbar am Fahrzeug eingerichtet. Wenn der Stab während der Fahrt auf ein Hindernis, wie beispielsweise auf einen Rebstock stößt, so wird der Stab nach hinten eingeschwenkt. Bei dieser Bewegung des Stabs aus seiner Ruhelage wird über eine mechanische Betätigung ein Magnetventil einer Steuervorrichtung ausgelöst, wodurch der Hydraulikdruck, der das Arbeitswerkzeugs in seiner Arbeitsposition hält, abgeschaltet wird und die Flachschar aufgrund des Bodendrucks automatisch in ihre Ruheposition parallel zur Längsachtung des Fahrzeugs bewegt wird. Der Metallstab ist mit einer Rückstellfeder ausgestattet, welche den Stab in seine Ruheposition zurückführt, sobald das Hindernis überwunden ist. Dies wird durch geeignete Mittel erfasst und das Arbeitswerkzeug wird dann mittels Hydraulikdruck wieder zurück in seine Arbeitsposition gefahren. Auch bei dieser Ausführungsform stellt sich die Schwierigkeit, den Metallstab derart einzustellen, dass beispielsweise Unkraut keine Auslenkung des Arbeitswerkzeugs hervorruft, jedoch gleichzeitig die Empfindlichkeit ausreichend ist, um die Beschädigung von beispielsweise dünneren Rebstöcken zu vermeiden. Da die Vermeidung der Beschädigung der Nutzpflanzen Vorrang hat, führt diese Praxis dazu, dass die Bodenbereiche zwischen den Nutzpflanzen nur unzureichend bearbeitet werden können, da das Arbeitswerkzeug zu häufig ohne echten Grund in seine Ruheposition verschwenkt wird.
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Die deutsche Offenlegungsschrift
DE 40 40 843 A1 beschreibt ein ähnliches Bodenbearbeitungsgerät, das sich dadurch auszeichnet, dass die notwendige Tastervorrichtung so konzipiert ist, dass sie sowohl rechts als auch links an einem landwirtschaftlichen Fahrzeug befestigt und eingesetzt werden kann.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Aufgabe, ein Bodenbearbeitungsgerät zur Befestigung an einem Fahrzeug zu schaffen, das die oben genannten Nachteile des Standes der Technik ausräumt bzw. vermindert. Insbesondere stellt sich die Aufgabe, ein Gerät bereitzustellen, das eine gleichmäßigere und vollständigere Bearbeitung der Zwischenräume zwischen Nutzpflanzen bzw. den notwendigen Hilfs- und Stützstrukturen im insbesondere Wein- oder Obstanbau ermöglicht. Diese Ziele sollen insbesondere mit einem Gerät erreicht werden, welches einen möglichst kompakten Aufbau hat, um die Anwendung auch im Zusammenhang mit kleineren landwirtschaftlichen Fahrzeugen, wie insbesondere Schmalspurtraktoren, zu ermöglichen bzw. zu vereinfachen, und welches die Verwendung von unterschiedlichen Arbeitswerkzeugen ermöglicht.
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Diese und andere Aufgaben, die beim Lesen der folgenden Beschreibung noch genannt werden oder vom Fachmann erkannt werden können, werden mit einem Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 1 oder 10 sowie einem Verfahren nach Anspruch 14 gelöst.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Bodenbearbeitungsgerät zur Befestigung an einem Fahrzeug, beispielsweise einem Traktor, umfasst ein dreh- oder schwenkbar gelagertes Arbeitswerkzeug, das von einer Arbeitsposition in eine Ruheposition verschwenkbar ist, sowie ein mechanisches Tastwerkzeug zur Erfassung von Hindernissen. Das Arbeitswerkzeug kann beispielsweise ein Schneidmesser sein, um etwa Unkraut oder Gräser im Bereich zwischen den Nutzpflanzen, wie etwa Weinreben oder Obstbäumen, zu unterschneiden bzw. abzuschneiden. Das Tastwerkzeug ist bewegbar eingerichtet, um bei einem Kontakt mit einem Hindernis von diesem ausgelenkt zu werden. Im Einsatz ist das Bodenbearbeitungsgerät beispielsweise an der Seite oder dem Heck eines Traktors eingerichtet und das Arbeitswerkzeug steht in seiner Arbeitsposition rechtwinklig vom Fahrzeug ab, das heißt rechtwinklig zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Das Tastwerkzeug ist dann räumlich in der Fahrtrichtung vor dem Arbeitswerkzeug angeordnet. Das Bodenbearbeitungsgerät gemäß der Erfindung umfasst weiter Mittel, um das Arbeitswerkzeug proportional abhängig von der Bewegung des Tastwerkzeugs zu verschiedenen Arbeitspositionen zu verschwenken. Mit anderen Worten, das Arbeitswerkzeug kann nicht nur zwischen einer Arbeitsposition und einer Ruheposition verschwenkt werden, sondern es kann vielmehr in eine Vielzahl von unterschiedlichen Arbeitspositionen gebracht werden. Wenn beispielsweise das Tastwerkzeug nur um wenige Zentimeter ausgelenkt wird, so wird auch das Arbeitswerkzeug proportional hierzu nur um wenige Zentimeter ausgelenkt und nicht direkt in die Ruheposition verbracht. Das Arbeitswerkzeug folgt also in seiner (Schwenk-)Bewegung im Wesentlichen der Auslenkbewegung des Tastwerkzeugs. Proportional im Sinne der Erfindung bedeutet insbesondere, dass das Arbeitswerkzeug um denselben Betrag verschwenkt wird, wie das Tastwerkzeug ausgelenkt wird. Im Falle von jeweils drehbar gelagerten Arbeits- und Tastwerkzeugen kann somit eine Winkelauslenkung des Tastwerkzeugs um 15 Grad zu einer entsprechenden Verschwenkung des Arbeitswerkzeugs um ebenfalls 15 Grad führen. Der Proportionalitätsfaktor wird zweckmäßig abhängig vom jeweiligen Anwendungsgebiet gewählt. Damit eröffnet die Erfindung zum ersten Mal die Möglichkeit verschiedene Werkzeuge zu verwenden, da unterschiedliche Werkzeuge unterschiedliche Proportionalitätsfaktoren verlangen.
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Die vorliegende Erfindung bietet eine Reihe von Vorteilen. Die Anmelder haben festgestellt, dass ein mechanisches Tastwerkzeug in vielen Fällen nur leicht ausgelenkt wird, wenn es beispielsweise mit biegsamen Elementen einer Nutzpflanze, wie etwa dünnen Ästen, in Kontakt gerät. In derartigen Fällen ist es häufig nicht sinnvoll, das Arbeitswerkzeug komplett in die Ruheposition zu verfahren, da derartige Äste für das Tastwerkzeug ein Hindernis darstellen mögen, nicht jedoch für das tiefer liegende Arbeitswerkzeug. Bei dem vollständigen Zurückfahren in die Ruheposition, wie es im Stand der Technik der Fall war, verbleibt bei einem fahrenden Fahrzeug in einem solchen Fall ein unnötig großer unbearbeiteter Bereich am Boden; es bilden sich um die Nutzpflanzen sogenannte Inseln unbearbeiteten Bodens. Durch die proportional abhängige Bewegung des Arbeitswerkzeugs wird die Größe der unbearbeiteten Bodenfläche daher erheblich verringert. Insbesondere im Weinbau ist die vorliegende Erfindung von besonderem Vorteil, da die Rebstöcke häufig unregelmäßig geformt sind, so dass das Tastwerkzeug bei einem einzelnen Rebstock häufig mehrmals Signale abgibt, insbesondere bei langsamer Fahrt, wodurch die Bearbeitung mit den herkömmlichen, aus dem Stand der Technik bekannten Systemen häufig unbefriedigend war. Ein weiterer Vorteil besteht in der höheren Arbeitsgeschwindigkeit von 5 bis 10 km/h; die Systeme des Standes der Technik waren auf Geschwindigkeiten von unter 5 km/h beschränkt.
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Das Bodenbearbeitungsgerät umfasst vorteilhaft eine Steuereinheit, die abhängig von der Bewegung des Tastwerkzeugs eine proportionale Verschwenkung des Arbeitswerkzeugs in eine andere Arbeitsposition bewirkt. Eine derartige Steuereinheit kann beispielsweise ein elektronisches oder elektromechanisches Bauteil sein. Zur proportionalen Bewegung des Arbeitswerkzeugs können verschiedene Bewegungen des Tastwerkzeugs herangezogen werden, wie insbesondere die Winkelauslenkung des Tastwerkzeugs, sofern dieses drehbar eingerichtet ist bzw. der zurückgelegte Weg des Tastwerkzeugs. Maßgeblich kann aber auch die Bewegungsgeschwindigkeit oder auch die Beschleunigung des Tastwerkzeugs sein, die sich daraus ergeben kann, wenn das Tastwerkzeug mit elastischen bzw. biegbaren Elementen, wie etwa Ästen oder Teilen von Rebstöcken, in Kontakt gerät, die anfänglich einen geringen Widerstand bieten und bei weiterer Fortbewegung des Fahrzeugs an dem das Bodenbearbeitungsgerät befestigt ist, erhöhten Widerstand bieten. Bevorzugt wird bei der proportionalen Ansteuerung des Arbeitswerkzeugs in allen erfindungsgemäßen Ausführungsformen die Bewegungsgeschwindigkeit und/oder der zurückgelegte Weg bzw. die Winkelauslegung des Tastwerkzeugs berücksichtigt. Eine schnelle Bewegung des Tastwerkzeugs führt im ersten Fall dann beispielsweise zu einer entsprechend proportional schnellen Bewegung des Arbeitswerkzeugs und eine langsame Bewegung zu einer entsprechend langsamen Bewegung des Arbeitswerkzeugs. Im Stand der Technik erfolgte die Bewegung des Arbeitswerkzeugs in die Ruheposition immer in derselben Geschwindigkeit, wodurch bei langsam fahrendem Fahrzeug eine relativ große Bodenfläche unbearbeitet blieb.
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In einer bevorzugten Ausbildung ist das Tastwerkzeug ein schwenkbar gelagerter Tastfühler, der bei Kontakt mit einem Hindernis, wie etwa einem Rebstock oder Baumstamm, mechanisch ausgelenkt wird. Der Tastfühler ist mit einem Signalgeber gekoppelt, der ein Signal proportional zur Auslenkung des Tastfühlers ausgibt. Besonders bevorzugt ist der Tastfühler dabei um eine Drehachse vertikal zur Bodenfläche verdrehbar, wobei hier vertikal nicht im streng mathematischen Sinne zu verstehen ist, sondern im Rahmen der bezweckten Verwendung auch Abweichungen um bsp. 30° von der Vertikalen mit umfasst. Bevorzugt verfügt das erfindungsgemäße Bodenbearbeitungswerkzeug über Mittel zur Erfassung der Position, insbesondere Winkelposition, von sowohl dem Arbeitswerkzeug als auch dem Tastwerkzeug. Die Regelung ist beispielsweise so ausgelegt, das der relative Winkel zwischen Arbeitswerkzeug und Tastwerkzeug bei 0° gehalten wird. Hierzu wird beispielsweise ein Mittel bereitgestellt, beispielsweise in der Steuereinheit, mit dem ein ständiger Abgleich zwischen der erfassten (Winkel-)Position des Arbeitswerkzeugs und der erfassten (Winkel-)Position des Tastwerkzeugs durchgeführt wird, und mit dem die Position des Arbeitswerkzeugs geändert wird, um den Relativwinkel bei 0° zu halten. Wenn also das Tastwerkzeug auf ein Hindernis trifft und beginnt auszulenken, so wird über einen Winkelsensor diese Auslenkung erfasst und in der Steuereinheit ein Abgleich mit der Position des Arbeitswerkzeugs durchgeführt. Der veränderte Relativwinkel wird somit erfasst und beispielsweise in der Steuereinheit ein entsprechendes PWM-Signal generiert, welches die Antriebseinheit dazu veranlasst das Arbeitswerkzeug zu bewegen, bis der Relativwinkel wieder bei 0° ist. Der dabei generierte Strom ist abhängig vom Relativwinkel und kann zwischen Imin und Imax variieren und unterliegt zusätzlich vorzugsweise einer zeitlichen Rampenfunktion. Die Erfassung der Position des Arbeitswerkzeugs kann beispielsweise auch über einen Wegsensor erfolgen der mit der Antriebseinheit gekoppelt ist und der beispielsweise die Arbeitsbewegung eines Hydraulikzylinders erfasst.
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Bevorzugt umfassen die Mittel, um das Arbeitswerkzeug proportional abhängig von der Bewegung des Tastwerkzeugs zu verschwenken, einen Proportionalregler (P-Regler).
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Das erfindungsgemäße Bodenbearbeitungsgerät umfasst weiter vorzugsweise eine Antriebseinheit zum Verschwenken bzw. Bewegen des Arbeitswerkzeugs, welche aktiv in zwei Richtungen wirken kann. Bei einer schwenkbaren Anordnung des Arbeitswerkzeugs um beispielsweise eine zum Boden vertikale Drehachse kann die Antriebseinheit das Arbeitswerkzeug also aktiv in beide Richtungen um diese Drehachse drehen.
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Bevorzugt umfasst die Antriebseinheit zwei entgegenwirkende Hydraulikeinheiten oder eine doppelt wirkende Hydraulikeinheit. Im Stand der Technik wurde bisher üblicherweise nur eine einzige Hydraulikeinheit verwendet, die das Werkzeug dementsprechend nur in eine Richtung, von der Ruhe- in die Arbeitsposition, aktiv bewegen konnte. Die Bewegung in umgekehrter Richtung, also von der Arbeits- in die Ruheposition, wurde ausschließlich durch den Bodendruck, evtl. unterstützt durch eine Feder, bewirkt. Durch das Vorsehen einer Antriebseinheit die das Arbeitswerkzeug aktiv in zwei Richtungen verschwenken kann, ist es möglich, den Bewegungen des Tastwerkzeugs genauer und schneller zu folgen, wodurch die bearbeitete Bodenfläche erheblich vergrößert werden kann. Außerdem ist es nun erstmals möglich auch Werkzeuge einzusetzen, die keinem großen Bodendruck ausgesetzt sind, da sie im Wesentlichen nur über dem Erdreich arbeiten, wie etwa Mulcher oder Zinkenkreisel (im Gegensatz zu Pflügen oder Flachscharen, die teilweise in den Boden eindringen und dementsprechend einem großen Bodendruck ausgesetzt sind).
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Bodenbearbeitungsgerät ein drehbar gelagertes Arbeitswerkzeug, welches von einer Arbeits- in eine Ruheposition verschwenkbar ist und ein Tastwerkzeug zur Erfassung von Hindernissen, welches berührungslos arbeitet, um die Position eines erfassten Hindernisses zu bestimmen. Ein geeignetes berührungsloses Tastwerkzeug ist beispielsweise in der Eingangs erwähnten
DE 39 16 852 desselben Anmelders beschrieben. Das berührungslose Tastwerkzeug erfasst dann beispielsweise die Entfernung des Hindernisses vom Bodenbearbeitungsgerät sowie die Größe des Hindernisses. Das Bodenbearbeitungsgerät weist weiter Mittel auf, um das Arbeitswerkzeug proportional abhängig von der erfassten Position des Hindernisses zu verschiedenen Arbeitspositionen zu bewegen. Die Arbeitsweise ist also identisch zu der oben beschriebenen mit einem mechanischen Tastwerkzeug, jedoch wird die Erfassung des Hindernisses berührungslos durchgeführt.
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Auch in der Alternative eines berührungslos arbeitenden Tastwerkzeugs sind die oben im Zusammenhang mit dem mechanischen Tastwerkzeug offenbarten Merkmale voll anwendbar. Insbesondere ist es auch bei einem berührungslosen Tastwerkzeug vorteilhaft, einen Proportionalregler (P-Regler) vorzusehen sowie eine Antriebseinheit zum Verschwenken des Arbeitswerkzeugs, die das Arbeitswerkzeug aktiv in zwei Schwenkrichtungen bewegen kann.
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Letztendlich betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Führung eines Bodenbearbeitungsgeräts, wobei ein wie oben beschriebenes Bodenbearbeitungsgerät bereitgestellt wird, welches über ein mechanisches Tastwerkzeug verfügt und wobei die Bewegung des Tastwerkzeugs bei Kontakt mit einem Hindernis gemessen wird und das Arbeitswerkzeug dann proportional zu der gemessenen Bewegung des Tastwerkzeugs verschwenkt oder bewegt wird.
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4. Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
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Zum besseren Verständnis wird im Folgenden das erfinderische Prinzip anhand einer beispielhaften, bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. In den Figuren zeigen:
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1 eine schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Bodenbearbeitungsgeräts zur Befestigung an einem Fahrzeug;
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2 eine schematische Draufsicht auf das Bodenbearbeitungsgerät von 1;
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3 eine geschnittene Ansicht des Bodenbearbeitungsgeräts;
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4 eine Detailvergrößerung der Ansicht von 2 und einen Teil des Steuermechanismus; und
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5 eine weitere perspektivische Ansicht des Geräts der 1 von schräg unten gesehen.
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In 1 ist ein Bodenbearbeitungsgerät 1 zur Befestigung an einem Fahrzeug in einer schematischen, perspektivischen Ansicht gezeigt. Das Bodenbearbeitungsgerät umfasst ein drehbar gelagertes Arbeitswerkzeug 10, welches sich in 1 in der Hauptarbeitsposition befindet. Weiter umfasst das Bodenbearbeitungsgerät ein mechanisches Tastwerkzeug 20 in Form eines Tastfühlers zur Erfassung von Hindernissen, welches – wie es am Besten aus 2 ersichtlich ist – in Fahrrichtung vor dem eigentlichen Arbeitswerkzeug angeordnet ist. Das Tastwerkzeug 20 besteht im Wesentlichen aus einem geeignet gebogenen Metallstab von etwa 10 mm Durchmesser. Das Arbeitswerkzeug 10 umfasst weiter eine Drehwelle 11 sowie in der abgebildeten Ausführungsform eine Klinge 12 (auch „Flachschar” genannt), die im Einsatz einige Zentimeter unter der Oberfläche des Erdreichs hindurch geführt wird, um Wurzeln von unerwünschten Unkräutern und Ähnlichem zu unterschneiden. Das ganze Bodenbearbeitungsgerät 1 ist zur Befestigung an der Seite oder dem Heck bzw. der Front eines Fahrzeugs, wie etwa an einem Traktor, gedacht. Hierzu verfügt es über einen Montagerahmen 30, der am Fahrzeug befestigbar ist. Die Klinge 12 und das Tastwerkzeug 20 stehen somit ungefähr rechtwinklig von der Seite des Fahrzeugs ab, das heißt rechtwinklig zur Fahrtrichtung.
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Das Bodenbearbeitungsgerät umfasst weiter einen Regler 40, der die Bewegung des Arbeitswerkzeugs proportional abhängig von der Bewegung des Tastwerkzeugs zu verschiedenen Arbeitspositionen steuert. Vorgesehen ist ebenfalls eine Steuereinheit 41, die mit dem Regler 40 zusammenwirkt und über Signalkabel 45 mit demselben verbunden ist. Der Regler 40 ist im dargestellten Fall ein Proportionalregler, wie ewta ein PD Regler oder bevorzugt ein PID Regler. Über die Steuereinheit 41 ist auch eine manuelle Steuerung des Arbeitswerkzeugs, beispielsweise vom Führerstand des Fahrzeugs aus, möglich. Hierzu verfügt die Steuereinheit über entsprechende Schalter 44. Das Gerät wird im dargestellten Fall über Hydraulikmittel angetrieben, wie es durch die Hydraulikleitungen 31 angedeutet ist. Von der Steuereinheit 41 geht auch ein Signalkabel 45 zu einer Signalgebereinheit, die in der Darstellung der 1 durch einen Deckel 26 verdeckt ist.
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2 zeigt das Bodenbearbeitungsgerät 1 in einer schematischen Draufsicht. Mit einem Pfeil ist die Fahrtrichtung gekennzeichnet. Aus der Draufsicht lässt sich gut erkennen, wie das Tastwerkzeug 20 in Fahrtrichtung vor dem Arbeitswerkzeug 10, bzw. der Klinge 12, angeordnet ist. Im Betrieb arbeitet das Bodenbearbeitungsgerät wie folgt:
Das Fahrzeug (nicht abgebildet), an dem das Bodenbearbeitungsgerät 1 befestigt ist, bewegt sich beispielsweise mit 5–8 km/h in der angezeigten Fahrtrichtung durch einen Weinberg. Die Klinge 12 steht dabei um ca. 70 cm von der rechten Seite des Fahrzeugs ab. Wenn mit dem Traktor dicht an einer Rebstockreihe vorbeigefahren wird, ist es somit möglich, die Zwischenräume zwischen den einzelnen Rebstöcken in einer Reihe zu bearbeiten. Während sich der Traktor zwischen zwei Reihen von Rebstöcken fortbewegt, muss das Arbeitswerkzeug jedoch beispielsweise alle 1,5 Meter zurückgefahren werden, nämlich immer dann, wenn es auf einen Rebstock trifft. Dieses Zurückfahren erfolgt vollautomatisch mit Hilfe des mechanischen Tastwerkzeugs 20, welches in Fahrtrichtung vor dem Arbeitswerkzeug 10 angeordnet ist. Wenn das Tastwerkzeug 20 beispielsweise einen Teil eines Rebstocks berührt, wird es, da es schwenkbar eingerichtet ist, in der in 2 gezeigten Anordnung im Uhrzeigersinn in Richtung Fahrzeugseite zurückgeschwenkt. Diese Schwenkbewegung des Tastwerkzeugs wird erfasst und ein entsprechendes Signal an den Regler 40 gesendet. Der Regler 40 verursacht dann eine ebenfalls im Uhrzeigersinn gerichtete proportionale Verschwenkung um die Drehwelle 11 des Arbeitswerkzeugs 10, um die Klinge 12 um den Rebstock herum zu führen. Die Klinge 12 folgt also proportional der Bewegung des Tastwerkzeugs – sowohl was Bewegungsgeschwindigkeit als auch den zurückgelegten Weg betrifft – und wird nur so weit zurückgeschwenkt wie notwendig. Das Arbeitswerkzeug „kopiert” also die Bewegung des Tastwerkzeugs. Wird beispielsweise das Tastwerkzeug 20 in der in 2 gezeigten Ausrichtung um 30 Grad im Uhrzeigersinn ausgelenkt, so vollführt die Klinge 12 ebenfalls im Uhrzeigersinn eine Drehbewegung um die Drehwelle 11 um beispielsweise 30 Grad. Die Bewegung des Arbeitswerkzeugs 10 erfolgt vorzugsweise in beide Richtungen aktiv, das heißt beispielsweise über einen doppelt wirkenden Hydraulikzylinder, der das Arbeitswerkzeug aktiv im Uhrzeigersinn in Richtung zur Fahrzeugseite hin bewegen kann, sowie auch entgegen dem Uhrzeigersinn weg von der Fahrzeugseite.
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3 zeigt eine Schnittansicht des Bodenbearbeitungsgeräts 1. Wie aus der Figur zu erkennen ist, ist die Klinge 12 mittels einer Schraubverbindung 13 an der Drehwelle 11 befestigt. Anstelle der Klinge 12 können hier auch andere Arbeitswerkzeuge befestigt werden, wie beispielsweise verschiedene Formen von Pflügen oder Mulchern. Das Tastwerkzeug 20 ist über eine Drehhülse 21 drehbar am Bodenbearbeitungsgerät 1 eingerichtet. Wie der Fachmann aus der Figur erkennen wird, haben die Drehwelle 11 und das Tastwerkzeug 20 dieselbe Drehachse, die durch die vertikal verlaufende gestrichelte Linie in 3 angedeutet ist. Zur Hülse 21 des Tastwerkzeugs 20 gehört weiter eine Drehwelle 22 sowie ein Mitnehmerstift 23. Bei einer Schwenkbewegung des Tastwerkzeugs 20 dreht sich somit die Drehwelle 21 um die gestrichelt dargestellte Drehachse, sodass über den Mitnehmer 23 die Drehwelle 22 ebenfalls gedreht wird. Dies erlaubt, wie unter Bezugnahme auf 4 genauer erläutert werden wird, ein mechanisches Abgreifen der Drehbewegung des Tastwerkzeugs 20, um ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit bzw. den Proportionalregler zu geben, welche wiederum eine proportionale Verschwenkung des Arbeitswerkzeugs bewirken. Hierzu ist weiter ein Winkelsensor 27 vorgesehen, der über das Signalkabel 45 Daten bzw. Informationen an die Steuereinheit 41 überträgt. Die Drehwelle 11 des Arbeitswerkzeugs ist über Lagerungen 16 an dem Montagerahmen 30 drehbar beweglich eingerichtet und über einen weiteren Winkelsensor (nicht abgebildet) kann die Winkelposition des Arbeitswerkzeugs erfasst werden. Eine Werkzeugaufnahme erlaubt das einfache Wechseln der Arbeitswerkzeuge.
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4 zeigt eine teilgeschnittene Detailansicht der Draufsicht von 2, wobei der Deckel 26 der Signalgebereinheit weggelassen ist. Die Klinge 12 und das Tastwerkzeug 20 sind nur angedeutet dargestellt. Weiter sind Signalgeber, in Form eines Zahnritzels 24 und eines Steuerritzels 42 vorgesehen. Das Zahnritzel 24 ist über eine Schraubverbindung 25 mit der Drehwelle 22 des Tastwerkzeugs verbunden. Bei einer Rotation der Drehwelle 22 dreht sich somit das Zahnritzel 24 mit. Weiter ist in 4 ein Steuerritzel 42 zu sehen, welches mit dem Zahnritzel in Eingriff ist. Bei einer Drehbewegung des Zahnritzels 24, bewirkt durch eine Auslenkung des Tastwerkzeugs 20, dreht sich somit auch das Steuerritzel 42. Die Drehung des Steuerritzels 42 wird wiederum erfasst, um ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 41 bzw. den Regler 40 des Bodenbearbeitungsgeräts zu geben. Auf diese Weise wird ein besonders kompakter Aufbau erreicht, der zudem höchst zuverlässig arbeitet, da die Konstruktion über rein mechanische Elemente wenig fehleranfällig ist.
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5 ist eine weitere perspektivische Ansicht des Geräts der 1 von schräg unten gesehen. Aus der 5 lässt sich gut der doppeltwirkende Hydraulikzylinder 32 erkennen, mit dem das Arbeitsgerät aktiv in zwei Richtungen verschwenkt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0399137 A1 [0002]
- DE 9114640 U1 [0003]
- DE 4040843 A1 [0004]
- DE 3916852 [0014]
