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Für die landwirtschaftliche Bodenbearbeitung gibt es eine Vielzahl von Ausführungsformen von Geräten, die an den jeweiligen Arbeitszweck angepasst sind. Diesen Geräten ist gemeinsam, dass sie über einen Geräterahmen verfügen, der von dem das Gerät antreibenden Zugfahrzeug gezogen wird und an dem Bodenbearbeitungswerkzeuge einzeln oder in Gruppen mittels Halterungen befestigt sind.
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Die Tiefenführung des Gerätes kann über das Zugfahrzeug, ein dem Gerät eigenes Fahrwerk, über eine oder mehrere den Boden bearbeitende Walzen oder über eine Kombination der genannten Möglichkeiten erfolgen.
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Es gibt Anwendungen, bei denen es vorteilhaft ist, wenn die Halterungen der Bodenbearbeitungswerkzeuge federnd sind. Diese federnde Halterung kann dazu dienen, dass sich die Bodenbearbeitungswerkzeuge in ihrer Position leicht der Oberflächenkontur des Bodens anpassen wie dies bei abrollenden Bodenbearbeitungswerkzeugen oft der Fall ist. Ein anderer Grund kann darin liegen, dass die Bodenbearbeitungswerkzeuge durch den wechselnden Bodenwiderstand zu Schwingungen angeregt werden sollen, damit sie eine vorteilhaftere Wirkung erzielen.
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Es gibt andere Anwendungen, bei denen es vorteilhaft ist, wenn die Halterungen die Bodenbearbeitungswerkzeuge im Wesentlichen starr durch den Boden führen. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn eine exakte Arbeitstiefe eingehalten werden soll oder wenn die mit einer Bewegung des Bodenbearbeitungswerkzeugs meist zwangsläufig verbundene Winkelveränderung das Arbeitsergebnis beeinträchtigt.
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Trotz dieser Forderung muss eine Überlastsicherung gegeben sein, die es dem Bodenbearbeitungswerkzeug gestattet, einer möglicherweise auftretenden Überlastung, die beispielsweise durch einen großen Stein verursacht wird, auszuweichen.
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Für Böden mit geringem Besatz an großen Steinen ist es ausreichend, wenn die Überlastsicherung so gestaltet ist, dass die Halterung am Geräterahmen in der Art gelenkig angebracht ist, dass das Bodenbearbeitungswerkzeug zumindest annähernd aus dem Boden herausschwenken kann, und durch ein als Sollbruchstelle gestaltetes Maschinenelement, das vor Eintritt der Überlastung versagt, in der Arbeitsposition gehalten wird. Damit besteht die Möglichkeit, dass das Bodenbearbeitungswerkzeug vor Eintritt der Überlastung aus der Überlastungszone herausschwenkt. Diese Lösung hat zur Folge, dass der Maschinenführer die Halterung nach jedem Bruch des als Sollbruchstelle gestalteten Maschinenelements in die Arbeitsposition zurückschwenken und ein neues Maschinenelement montieren muss.
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Neben den genannten Hauptgruppen „Geräte mit Werkzeughalterungen, die zum Schwingen neigen” und „Geräte mit Werkzeughalterungen, die sich starr verhalten” gibt es in der Literatur auch nachfolgend aufgeführte Lösungen, bei denen zum Schwingen neigende Werkzeughalterungen mit zusätzlichen Vorrichtungen zur Vertikalführung verbunden sind.
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Aus der
DE 202 13 736 U1 ist eine Überlastsicherung für landwirtschaftliche Maschinen bekannt. Bei dieser Lösung wird eine technisch aufwendige Kombination einer mehrteiligen federnden Werkzeughalterung, die als Überlast-Blattfeder wirkt und mit einer Auslöse-Federanordnung zusammenwirkt, offenbart. Der Auslösedruck der Überlast-Blattfeder soll bei hohem Widerstand zur Erzielung einer definierten Auslösung veränderbar sein.
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Mit der
DE 103 41 757 B4 wird eine Lösung für landwirtschaftliche Maschinen vorgestellt, bei der einem Federzinken mittels Hydraulikzylinder eine zusätzliche, zentral vom Fahrrersitz verstellbare Rückstellkraft verliehen wird. Diese Lösung zielt auf eine zentrale Arbeitstiefen-Verstellung aller Zinken eines mit einer Stützwalze geführten Gerätes ab. Dies ist dann besonders wichtig, wenn die Zinken zur Applikation von Saatgut dienen.
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Diese Lösungen sind regelmäßig nicht oder nur bedinkt für Böden mit großem Steinbesatz geeignet. Die Lösungen sind außerdem technisch relativ aufwendig.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung bereit zu stellen, welche insbesondere für die Bodenbearbeitungswerkzeugen von Böden mit großem Steinbesatz eine technisch einfache und sichere Überlastsicherung ermöglicht. Vorliegender Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, unter Nutzung einer als Federelement ausgebildeten Halterung und unter Vermeidung einer aufwendigen Gelenkkinematik und eines zusätzlichen Federelements eine Lösung zu schaffen, bei der das Bodenbearbeitungswerkzeug in annähernd der gleichen Art gehalten und geführt wird wie bei einer aus dem Stand der Technik bekannten Halterung mit selbsttätig wirkenden Überlastsicherung.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruch 1 gelöst.
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Die Tatsache, dass die federnde Halterung beim Betrieb des Bodenbearbeitungsgeräts unter Vorspannung gehalten wird, führt dazu, dass sich die Halterung im Wesentlichen solange starr verhält, bis die Resultierende der vom Boden auf die federnde Halterung und das Bodenbearbeitungswerkzeug aufgebrachten Kräfte die Vorspannkraft überwindet und die Halterung über den Vorspannweg hinausgehend weiter elastisch auslenkt. Dadurch, dass die Vorspannkraft erfindungsgemäß so einstellbar ist, dass sie größer ist als der bei üblicher Arbeit entstehende resultierende Bodenwiderstand, entsteht ein im Wesentlichen statisches Verhalten. Im Falle der außergewöhnlichen Zunahme der Resultierenden beispielsweise durch einen großen Stein kann die Halterung und das von ihr gehaltene Bodenbearbeitungswerkzeug federnd ausweichen.
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Für Böden mit großem Steinbesatz ist regelmäßig eine selbsttätig wirkende Überlastsicherung notwendig.
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Diese wird üblicherweise durch eine zwischen Geräterahmen und Halterung angeordnete Gelenkkinematik realisiert, die einerseits durch eine vorgespanntes Federsystem in Arbeitsstellung gehalten wird und die andererseits einen gegen die Federvorspannung gerichteten Bewegungsablauf ermöglicht, der ein Ausweichen des Bodenbearbeitungswerkzeugs vor der Überlastung ermöglicht. Die Federvorspannung bewirkt bis zum Erreichen einer Grenzbelastung eine starre Verbindung zwischen Geräterahmen und Bodenbearbeitungswerkzeug.
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Das Federsystem kann im Wesentlichen wahlweise aus einem Federelement in Form einer Druck-, Zug oder Biegefeder oder aus einem Hydraulikzylinder, der das Druckmedium beim Ausweichen in einen vorgespannten Druck-Speicher drückt, bestehen.
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Die Gelenkkinematik kann im Zusammenwirken mit der Federkennlinie wahlweise so ausgebildet sein, dass der Widerstand, den das Bodenbearbeitungswerkzeug zum Ausweichen überwinden muss, mit zunehmendem Fortschreiten der Ausweichbewegung, d. h. nach Erreichen eines Auslösepunktes, entweder zu- oder abnimmt.
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Die Unteransprüche 2 bis 5 geben weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Anspruch 1 wieder, ohne diese zu begrenzen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 6 charakterisiert.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne damit alle Einsatzmöglichkeiten der Erfindung abschließend dargestellt zu haben.
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Die Figuren zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Anordnung mit einer federnden Halterung 4 in drei unterschiedlichen Stellungen (jeweils ohne die erfindungsgemäße Vorspann-Vorrichtung),
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2 in einer vereinfachten Vektordarstellung die an der erfindungsgemäßen Anordnung wirkenden Kraftvektoren,
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3 eine erste erfindungsgemäße Anordnung mit einer federnden Halterung 4 und Vorspann-Vorrichtung,
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4 eine zweite erfindungsgemäße Anordnung mit einer federnden Halterung 4 und Vorspann-Vorrichtung mit einer zusätzlich Feder 13, und
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5 eine Teilansicht der erfindungsgemäße Anordnung zusätzlich mit einer Sperrvorrichtung 14 ausgestattet.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung mit einer federnden Halterung 4, die durch eine Klemmvorrichtung 2 und ein übliches lösbares Befestigungselement 3 an einem Rahmenprofil 1 lösbar befestigt ist. Die federnde Halterung 4 besteht aus einem federnden oberen Teil 4a und einem weitgehend starren unteren Teil 4b. Für die Erfindung ist es grundsätzlich unerheblich, ob der obere 4a und der untere Teil 4b aus einem Stück oder aus mehren Stücken besteht; beide Alternativen sind im Sinne der Erfindung realisierbar. Am unteren Ende der federnden Halterung 4b ist ein Bodenbearbeitungswerkzeug 5 in üblicher Art und Weise montiert.
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Die Untergliederung zwischen federnder Halterung 4 und Bodenbearbeitungswerkzeug 5 gibt die Verhältnisse insofern nicht unbedingt vollständig korrekt wieder, als dass bei der Bodenbearbeitung oft auch der untere Teil 4b der federnden Halterung 4 durch den Boden gezogen wird und infolgedessen auch den Boden bearbeitet.
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Der Pfeil, der in 1 mit FR bezeichnet ist, gekennzeichnet die Fahrtrichtung des Bodenbearbeitungswerkzeug (5) während der bodenbearbeitung.
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1 zeigt aus Gründen der Übersichtlichkeit die Anordnung ohne die erfindungsgemäße Vorspann-Vorrichtung 11. Eine erfindungsgemäße Anordnung ist dabei in drei unterschiedlichen Stellungen U, B und A in 1 dargestellt.
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U symbolisiert die ungespannte Stellung. Das Bodenbearbeitungswerkzeug (5) und der untere Teil der federnden Halterung 4b befinden sich in Stellung U in ihrer am weitesten in Fahrtrichtung FR weisenden statischen Position.
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In der mit B gekennzeichneten Stellung (Betriebsposition) ist die erfindungsgemäße federnde Halterung 4 durch die in 1 nicht dargestellte Vorrichtung zum Vorspannen vorgespannt. Diese Stellung B entspricht im Wesentlichen der Stellung, die die Anordnung ohne die Vorrichtung zum Vorspannen allein durch die der Fahrtrichtung FR entgegengesetzt wirkende Widerstandskraft des Bodens W bei statischer Auslenkung einnehmen würde.
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A kennzeichnet eine ausgelenkte Stellung, die die federnde Halterung 4 und das Bodenbearbeitungswerkzeug 5 einnehmen können, wenn sie durch eine extreme Widerstandskraft des Bodens, wie sie beispielsweise durch große Steine verursacht wird, im Sinne einer selbsttätig wirkenden Überlastsicherung ausgelenkt werden.
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2 zeigt stark vereinfacht die an der erfindungsgemäßen Anordnung wirkenden Kraftvektoren. Die Widerstandskraft W des Bodens wirkt entgegen der Fahrtrichtung FR. Die Kraft mit dem Betrag des Schwellwertes S, der sich aus der Summe der Vorspannkraft V und der Kraftreserve KR ergibt, wirkt der Widerstandskraft W des Bodens entgegen und hält die Anordnung so lange in der starren Position B, wie die Widerstandskraft des Bodens W den Schwellwert S nicht überschreitet.
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In 3 ist eine mögliche erfindungsgemäße Anordnung abgebildet. Hier ist die sich in Oberteil 4a und Unterteil 4b gliedernde federnde Halterung 4, die an ihrem unteren Ende ein Bodenbearbeitungswerkzeug 5 trägt, durch eine Klemmvorrichtung 2 und ein Verbindungselement 3, hier eine übliche Schraubenverbindung, lösbar am Rahmenprofil 1 montiert. Die Vorspann-Vorrichtung 11 der federnden Halterung 4 besteht aus einer fest mit dem Rahmenprofil 1 verbundenen Auslegereinheit 6, an deren Ende ein Riegel 7 um eine horizontale, quer zur Fahrtrichtung angeordneten Achse 12 schwenkbar montiert ist. Die federnden Halterung 4 ist in diesem Ausführungsbeispie als einteiliger Federzinken ausgebildet, der einen an sich bekannten S-förmigen Grundkörper besitzt und aus einem diesbezüglich üblichen federelastischen Material besteht.
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Durch diesen Riegel 7 ist ein Zugelement 8 so hindurchgeführt, dass es in seiner achsparallelen Aufwärtsbewegung frei ist aber in seiner Abwärtsbewegung durch ein in Achsrichtung einstellbar fixiertes Anschlagelement 10 gehindert ist. Im vorliegenen Beispiel ist das Anschlagelement 10 als Gewindemutter ausgeführt. Das Zugelement 8 ist mit einem mit der federnden Halterung 4 fest verbundenen Gelenkauge 9 um zumindest eine horizontale, quer zur Fahrtrichtung angeordnete Achse schwenkbar verbunden.
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Die federnde Halterung 4 ist durch die Vorspann-Vorrichtung 11 in die Betriebsposition B vorgespannt. Die Vorspannkraft V und damit Betriebsposition B ist durch Verstellen des einstellbaren Anschlagelements 10 einstellbar. Durch die Schwenkbarkeit der Verbindungselemente und die in Aufwärtsrichtung wirksame Verschiebbarkeit des Zugelementes 8 gegenüber dem Riegel 7 kann das Bodenbearbeitungswerkzeug 5 nach hinten ausweichen, wenn die Widerstandskraft des Bodens W die die Schwellkraft S bildende Vorspannkraft V übersteigt.
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Details einer alternativen erfindungsgemäßen Lösung zeigt 4. Hier ist, im Unterschied zur Lösung gemäß 3, in die Vorspann-Vorrichtung 11 zusätzlich eine Feder 13 der Art integriert, dass sie die rückstellende Wirkung der federnden Halterung 4 verstärkt.
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Diese Gelenkkinematik kann im Zusammenwirken mit der Federkennlinie erfindungsgemäß wahlweise so ausgebildet sein, dass der Widerstand, den das Bodenbearbeitungswerkzeug zum Ausweichen überwinden muss, mit zunehmendem Fortschreiten der Ausweichbewegung, d. h. nach Erreichen eines Auslösepunktes, entweder zu- oder abnimmt. Dies ist beispielsweise durch die gewählte Art und Dimensionierung der zusätzlichen Feder 13 inüblicher Art und Weise ermöglicht.
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5 zeigt eine andere weitergehende Lösung. Hier ist die erfindungsgemäße Anordnung 11 zusätzlich mit einer Sperrvorrichtung 14 ausgestattet, bei der mit Feder 15 beaufschlagte Sperrkörper 16 so in entsprechende Vertiefungen 17 eintauchen, dass die an der federnden Halterung 4 bzw. am Bodenbearbeitungswerkzeug 5 angreifende Boden-Widerstandskraft W so lange um den Betrag KR größer sein muss als die Vorspannkraft V, um die federnde Halterung 4 bzw. das Bodenbearbeitungswerkzeug 5 aus der mit B gekennzeichneten Betriebsposition in Richtung der mit A gekennzeichneten Position auszulenken, bis die Sperrvorrichtung 14 so weit ausgelenkt ist, dass die Sperrkörper 16 aus den entsprechenden Vertiefungen 17 herausgedrückt sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 20213736 U1 [0008]
- DE 10341757 B4 [0009]
