DE102022111301A1 - Viergelenk-Führungsmechanismus für eine Bodenbearbeitungsmaschine - Google Patents

Viergelenk-Führungsmechanismus für eine Bodenbearbeitungsmaschine Download PDF

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Abstract

Offenbart wird ein Viergelenk-Führungsmechanismus zum Führen von Werkzeugen für eine Bodenbearbeitungsmaschine entlang einer Aushubrichtung, wobei der Viergelenk-Führungsmechanismus Folgendes aufweist: ein erstes Glied, welches an der Bodenbearbeitungsmaschine befestigbar ist, ein zweites Glied, das über ein erstes Gelenk an dem ersten Glied angelenkt ist, ein drittes Glied, das über ein zweites Gelenk an dem ersten Glied angelenkt ist, und ein viertes Glied, das über ein drittes Gelenk an dem zweiten Glied und über ein viertes Gelenk an dem dritten Glied angelenkt ist; wobei ein bestimmtes von dem zweiten Glied, dem dritten Glied und dem vierten Glied als ein Werkzeugaufnahmeglied definiert ist, das in der Aushubrichtung zu führen ist und an dem ein Werkzeug oder eine Werkzeugaufnahmevorrichtung befestigt ist, an welcher ein oder mehrere Werkzeuge anbringbar ist/sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Viergelenk-Führungsmechanismus für eine Bodenbearbeitungsmaschine.
  • In dem Stand der Technik ist eine Bodenbearbeitungsmaschine ein landwirtschaftliches Gerät zur Bodenbearbeitung, welches unter anderem zur mechanischen Unkrautbekämpfung Unkraut aus dem Boden entfernt bzw. mit Erde bedeckt oder auch einen verkrusteten Boden aufbrechen kann.
  • Eine herkömmliche landwirtschaftliche Bodenbearbeitungsmaschine ermöglicht mittels Werkzeuge, die nebeneinander an einem Rahmen bzw. Querträger angeordnet sind, der an einem Antriebsfahrzeug, Zugfahrzeug oder Schlepphänger angebracht ist, eine Bearbeitung der Bodenfläche über eine große Breite. Dabei kann ein hydraulisches Drucksystem verwendet werden, um den Rahmen und somit die Werkzeuge anzuheben, wenn keine Bearbeitung durchgeführt werden soll. Ferner kann jedes Werkzeug relativ zu dem Rahmen höhenverstellbar und/oder verschwenkbar sein sowie mit einem Tiefenführungselement wie beispielsweise eine Rolle versehen sein, sodass die Eindringtiefe in den zu bearbeitenden unebenen Boden auf einem eingestellten Niveau konstant bleibt. Darüber hinaus sind Ansätze für einen Sektionsaushub bekannt, bei welchem einzelne Werkzeuge ausgehoben werden, um am Feldrand, am Vorgewende oder bei Hindernissen Teilbreiten der Bearbeitung (einzelne Reihen) abzuschalten und so Überlappungen zu vermeiden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Führungsmechanismus für die Werkzeuge einer Bodenbearbeitungsmaschine bereitzustellen, der einen Sektionsaushub hinsichtlich der erreichbaren Aushubhöhe verbessert.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Viergelenk-Führungsmechanismus gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 13 erfüllt. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Grundidee der Erfindung ist es, ein Gelenkviereck als ein Führungsmechanismus vorzusehen, das ein Werkzeug entlang einer vorgesehenen Führungskurve führen kann. Erfindungsgemäß ist ein Viergelenk-Führungsmechanismus aus vier Gliedern mit vier dazwischen angeordneten Gelenken vorgesehen. Durch diesen einfachen Grundaufbau wird der Führungsmechanismus umgesetzt, der in der Lage ist, ein Werkzeug entlang der Aushubrichtung zu führen.
  • Die Erfindung sieht einen Viergelenk-Führungsmechanismus zum Führen von Werkzeugen für eine Bodenbearbeitungsmaschine entlang einer Aushubrichtung vor, wobei der Viergelenk-Führungsmechanismus ein erstes Glied, welches an einem Rahmen der Bodenbearbeitungsmaschine befestigbar ist und eine längliche Form hat, ein zweites Glied, das über ein erstes Gelenk an dem ersten Glied angelenkt ist, ein drittes Glied, das über ein zweites Gelenk an dem ersten Glied angelenkt ist, und ein viertes Glied aufweist, das über ein drittes Gelenk an dem zweiten Glied und über ein viertes Gelenk an dem dritten Glied angelenkt ist. Dabei ist ein bestimmtes von dem zweiten Glied, dem dritten Glied und dem vierten Glied als ein Werkzeugaufnahmeglied definiert, das in der Aushubrichtung zu führen ist und an dem ein Werkzeug oder eine Werkzeugaufnahmevorrichtung, an welcher ein oder mehrere Werkzeuge anbringbar ist/sind, befestigt ist. Der erfindungsgemäße Viergelenk-Führungsmechanismus ist ferner eingerichtet, das Werkzeugaufnahmeglied zwischen einer Arbeitsposition, in der das Werkzeugaufnahmeglied mit Bezug auf die Aushubrichtung in einer ersten Lage angeordnet ist, und einer Aushubposition zu führen, in der das Werkzeugaufnahmeglied mit Bezug auf die Aushubrichtung in einer zweiten Lage angeordnet ist.
  • Somit liegt ein erster Grundaufbau für einen Führungsmechanismus vor, bei dem ein erstes Glied als feste Lagerung dient und die anderen drei Glieder unmittelbar oder mittelbar an dem ersten Glied angelenkt sind. Diese Gestaltung gewährleistet einen einfachen Aufbau. Zudem kann der erste Grundaufbau an verschiedene Einbaubedingungen angepasst werden, da die Längen und konstruktive Ausgestaltungen der einzelnen Glieder an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden können. Da ein Werkzeug an einem der Glieder befestigt ist oder eine Werkzeugaufnahmevorrichtung an einem der Glieder befestigt ist, an der Werkzeug/Werkzeuge anbringbar ist/sind, wird eine hohe Flexibilität gewährleistet, und die Bodenbearbeitungsmaschine kann an viele Betriebsfälle angepasst werden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Viergelenk-Führungsmechanismus ist ferner eine Querrichtung eine Richtung, die senkrecht zu einer Längsachse des ersten Glieds und der Aushubrichtung ist. Die Längsachse des ersten Glieds und die Querrichtung spannen eine Bezugsebene auf. Betrachtet in einer Ansicht entlang der Querrichtung ist das Werkzeugaufnahmeglied in der Arbeitsposition vollständig auf einer Seite der Bezugsebene befindlich und in der Aushubposition mindestens teilweise auf der anderen Seite der Bezugsebene befindlich.
  • Bei herkömmlichen Viergelenk-Führungsmechanismen ohne besondere Vorkehrungen kommen ab einem konstruktiv resultierenden Schwenkwinkel ein oder mehrere Glieder zur Anlage und begrenzen somit die erreichbare Aushubhöhe (Abstand zwischen Arbeitsposition und Aushubposition entlang der Aushubrichtung). Erfindungsgemäß sind die Glieder so gestaltet, dass diese Anlage nicht eintritt, bevor das Werkzeugaufnahmeglied mindestens teilweise eine Bezugsebene durchquert hat, in der das erste Glied liegt. Dies wird als teilweises Durchschwenken des Werkzeugaufnahmeglieds mit Bezug auf das fest gelagerte erste Glied bezeichnet. Dadurch wird eine ausreichende erreichbare Aushubhöhe gewährleistet.
  • Vorzugsweise befindet sich Werkzeugaufnahmeglied in der Aushubposition vollständig auf der anderen Seite der Bezugsebene. Dies wird als vollständiges Durchschwenken bezeichnet. Dadurch wird die erreichbare Aushubhöhe weiter erhöht. Darüber hinaus können die Glieder so gestaltet sein, dass die Glieder bei keinem Schwenkwinkel zur Anlage kommen und somit ein Schwenken um 360° möglich ist.
  • Vorzugsweise sind das erste Glied und das Werkzeugaufnahmeglied in der Arbeitsposition im Wesentlichen parallel. Dadurch folgt das Werkzeugaufnahmeglied einem Neigungswinkel des ersten Glieds. Zudem stellt das Werkzeugaufnahmeglied im Wesentlichen ein parallel versetztes erstes Glied dar, und das erste Glied entspricht im Wesentlichen einem Aufbau ohne Viergelenk-Führungsmechanismus. Somit wird zur Steigerung der Flexibilität die Verwendung von bereits vorhandenen Werkzeugen ermöglicht, die für eine Verwendung ohne den Viergelenk-Führungsmechanismus vorgesehen sind.
  • Vorzugsweise ist das Werkzeugaufnahmeglied das vierte Glied. Dadurch wird ein einfacher Aufbau gewährleistet, bei dem das Werkzeugaufnahmeglied entlang zweier Kreisbahnen geführt wird, die durch das zweite Glied und das dritte Glied definiert werden. Durch Anpassung der Längen des zweiten und dritten Glieds können die Durchmesser der Kreisbahnen angepasst werden, um den relativen Neigungswinkel zwischen dem ersten Glied und dem vierten Glied einzustellen sowie die Aushubhöhe zu bestimmen.
  • Vorzugsweise ist der Abstand zwischen dem ersten Gelenk und dem zweiten Gelenk, welche an dem ersten Glied vorgesehen sind, im Wesentlichen gleich wie der Abstand zwischen dem dritten Gelenk und dem vierten Gelenk, welche an dem vierten Glied vorgesehen sind. Zudem sind vorzugsweise das erste Glied und das vierte Glied in der Arbeitsposition im Wesentlichen parallel. Dadurch werden ein einfacher Aufbau und eine hohe Robustheit durch eine günstige Krafteinleitung gewährleistet.
  • Vorzugsweise ist der Abstand zwischen dem ersten Gelenk und dem dritten Gelenk, welche an dem zweiten Glied vorgesehen sind, im Wesentlichen gleich wie der Abstand zwischen dem zweiten Gelenk und dem vierten Gelenk, welche an dem dritten Glied vorgesehen sind. Zudem sind vorzugsweise das zweite Glied und das dritte Glied in der Arbeitsposition im Wesentlichen parallel. Dadurch werden ein einfacher Aufbau und eine hohe Robustheit durch eine günstige Krafteinleitung gewährleistet.
  • Vorzugsweise ist die Länge des zweiten Glieds und des dritten Glieds größer als die Länge des ersten Glieds. Dadurch wird die erreichbare Aushubhöhe weiter erhöht.
  • Vorzugsweise ist die Länge des dritten Glieds größer als die Länge des zweiten Glieds. Dadurch wird die erreichbare Aushubhöhe weiter erhöht.
  • Vorzugsweise ist das dritte Glied gebogen, sodass das vierte Gelenk in der Arbeitsposition auf einer Seite der Bezugsebene befindlich ist und in der Aushubposition auf der anderen Seite der Bezugsebene befindlich ist. Dadurch wird die erreichbare Aushubhöhe weiter erhöht. Zudem kann die Länge des Viergelenk-Führungsmechanismus in der Arbeitsrichtung unter Beibehaltung einer geeigneten Aushubhöhe deutlich verkürzt werden, und ein Durchschwenken wird auch für besonders enge Platzverhältnisse ermöglicht.
  • Vorzugsweise verläuft die Längsachse des ersten Glieds entlang einer Arbeitsrichtung der Bodenbearbeitungsmaschine, vorzugsweise ist die Aushubrichtung eine im Wesentlichen vertikale Richtung während des Betriebs, und vorzugsweise entsprechen die erste Lage und die zweite Lage einer ersten Höhe und einer zweiten Höhe, wobei die zweite Höhe über der ersten Höhe angeordnet ist. Dadurch ist der Viergelenk-Führungsmechanismus in besonders hohem Maße zur Bodenbearbeitung bzw. der Verwendung in Kombination mit einer Bodenbearbeitungsmaschine geeignet.
  • Wenn die Längsachse des ersten Glieds und die Aushubrichtung eine erste Gliedebene aufspannen sowie eine Längsachse des Werkzeugaufnahmeglieds und die Aushubrichtung eine zweite Gliedebene aufspannen, die im Wesentlich parallel zu der ersten Gliedebene ist, definieren vorzugsweise Längsachsen derjenigen Glieder des zweiten Glieds, des dritten Glieds und des vierten Glieds, die nicht das Werkzeugaufnahmeglied sind, eine dritte Gliedebene, die parallel zu der ersten Gliedebene und der zweiten Gliedebene ist und von diesen verschieden ist.
  • Dadurch ist der Viergelenk-Führungsmechanismus im Wesentlichen auf drei Gliedebenen verteilt, wobei das erste Glied, das Werkzeugaufnahmeglied und die verbleibenden zwei Glieder jeweils eine Gliedebene besetzen. Dabei können die drei Gliedebenen drei separate Ebenen sein. Dadurch wird ein teilweises oder vollständiges Durchschwenken mit besonders einfachem Aufbau ermöglicht.
  • Alternativ sind die erste Gliedebene und die zweite Gliedebene koinzident. Dadurch wird die Breite des Viergelenk-Führungsmechanismus in der Querrichtung minimiert. Da die Anordnung des ersten Glieds und des Werkzeugaufnahmeglieds in derselben Gliedebene eine Anlage zwischen den Gliedern wahrscheinlicher macht, muss das teilweise oder vollständige Durchschwenken dabei durch entsprechende geeignete Maßnahmen gewährleistet werden, beispielsweise durch das vorstehend beschriebene gebogene erste Glied.
  • Alternativ zum vorstehend beschriebenen ersten Grundaufbau sieht die Erfindung einen Viergelenk-Führungsmechanismus zum Führen von Werkzeugen für eine Bodenbearbeitungsmaschine entlang einer Aushubrichtung vor, wobei der Viergelenk-Führungsmechanismus ein Lagergelenk, das an einem Rahmen der Bodenbearbeitungsmaschine befestigbar ist, ein erstes Glied, welches an dem Lagergelenk angelenkt ist, ein zweites Glied, welches an dem Lagergelenk angelenkt ist, ein drittes Glied, das über ein Gelenk an dem ersten Glied angelenkt ist, und ein viertes Glied aufweist, das über ein Gelenk an dem zweiten Glied und über ein Gelenk an dem dritten Glied angelenkt ist. Dabei ist ein bestimmtes der Gelenke, das nicht das Lagergelenk ist, als ein Werkzeugaufnahmegelenk definiert, das in der Aushubrichtung zu führen ist und an dem ein Werkzeug oder eine Werkzeugaufnahmevorrichtung, an welcher ein oder mehrere Werkzeuge anbringbar ist/sind, befestigt ist. Der erfindungsgemäße Viergelenk-Führungsmechanismus ist ferner eingerichtet, das Werkzeugaufnahmegelenk zwischen einer Arbeitsposition, in der das Werkzeugaufnahmegelenk mit Bezug auf die Aushubrichtung in einer ersten Lage angeordnet ist, und einer Aushubposition zu führen, in der das Werkzeugaufnahmegelenk mit Bezug auf die Aushubrichtung in einer zweiten Lage angeordnet ist.
  • Somit liegt ein zweiter Grundaufbau für den Viergelenk-Führungsmechanismus vor. Im Gegensatz zu dem ersten Grundaufbau dient bei dem zweiten Grundaufbau ein Lagergelenk als feste Lagerung, und alle vier Glieder sind unmittelbar oder mittelbar an diesem Lagergelenk angelenkt. Dadurch wird eine Alternative für einen einfachen Aufbau bereitgestellt, der alle vorstehend erläuterten vorteilhaften Wirkungen des ersten Grundaufbaus gewährleistet.
  • Vorzugsweise definiert bei dem zweiten Grundaufbau eine Schwenkachse des Lagergelenks eine Querachse, und eine Längsrichtung ist eine Richtung, die senkrecht zu der Aushubrichtung und der Querachse ist, wobei die Längsrichtung und die Querachse eine Bezugsebene aufspannen. Vorzugsweise ist ferner ein kinematischer Mittelpunkt des Werkzeugaufnahmegelenks in der Arbeitsposition auf einer Seite der Bezugsebene befindlich und in der Aushubposition auf der anderen Seite der Bezugsebene befindlich.
  • Wie bei dem ersten Grundaufbau werden dadurch ein vollständiges Durchschwenken und eine ausreichende erreichbare Aushubhöhe gewährleistet.
  • Vorzugsweise stellt der zweite Grundaufbau einen Scherenmechanismus dar, bei welchem eine Änderung des Abstands zwischen dem Lagergelenk und dem Gelenk, das das dritte Glied und das vierte Glied anlenkt, eine Änderung des Abstands zwischen den verbleibenden zwei Gelenken zur Folge hat. Der Scherenmechanismus, wie er beispielsweise aus dem Scherenwagenheber bekannt ist, ist ein besonders einfacher und robuster Aufbau, der hohe Kräfte bereitstellen bzw. umlenken kann. Somit ist der Scherenmechanismus insbesondere für Einbauverhältnisse geeignet, bei welchen die Richtung der Kraftbereitstellung bzw. Betätigung nicht der Aushubrichtung entspricht, oder für Einbauverhältnisse, bei welchen die Anordnung eines Stellglieds in der Aushubrichtung nicht möglich ist.
  • Vorzugsweise ist bei dem Scherenmechanismus eines der verbleibenden zwei Gelenke das Werkzeugaufnahmegelenk. Dadurch wird ein einfacher Aufbau gewährleistet.
  • Sowohl bei dem ersten als auch bei dem zweiten Grundaufbau hat der Viergelenk-Führungsmechanismus vorzugsweise eine Drehmomenterzeugungsvorrichtung, die ein relatives Drehmoment zwischen zwei angelenkten Gliedern erzeugen kann, um das Werkzeug oder die Werkzeugaufnahmevorrichtung zwischen der Arbeitsposition und der Aushubposition zu bewegen. Dadurch kann der Sektionsaushub während des Betriebs ausgeführt werden. Ist die Drehmomenterzeugungsvorrichtung elektronisch steuerbar, kann der Sektionsaushub zudem automatisiert werden.
  • Vorzugsweise hat die Drehmomenterzeugungsvorrichtung ein lineares Stellglied, das eine Kraft auf eines der Glieder außerhalb eines dazugehörigen Gelenks aufbringt. Mittels einer Hebelwirkung kann dadurch eine große Aushubhöhe trotzt eines geringen Hubs des Stellglieds umgesetzt werden. Die entsprechenden Angriffspunkte können auf den zugehörigen Gliedern entweder zwischen den Gelenken oder aber auch auf separaten Hebelarmen liegen. Solche Hebelarme können einstückig mit den Gliedern ausgebildet sein und in einem Winkel zu der Längsachse des Glieds davon abstehen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Drehmomenterzeugungsvorrichtung ein lineares Stellglied haben, das eine Kraft auf ein Gelenk aufbringt. Dies reduziert die Biegebelastung auf die Glieder, was die Robustheit verbessert. Zudem können insbesondere bei dem vorgenannten Scherenmechanismus mittels einer Hebelwirkung höhere Kräfte an den Gliedern erzeugt werden als die Kräfte, die durch das Stellglied bereitgestellt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Drehmomenterzeugungsvorrichtung einen Schwenkmotor haben, der an einem Gelenk ein Drehmoment auf eines der Glieder aufbringt. Dies reduziert die Scherbelastungen an den Gelenken, was die Robustheit verbessert.
  • Vorzugsweise wird die Drehmomenterzeugungsvorrichtung hydraulisch betätigt. Alternativ oder zusätzlich kann die Drehmomenterzeugungsvorrichtung pneumatisch betätigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Drehmomenterzeugungsvorrichtung elektrisch oder elektromagnetisch betätigt werden.
  • Die vorgenannten Betätigungsarten sind vorteilhaft hinsichtlich ihrer Steuerbarkeit sowie günstig in der Beschaffung. Da an Antriebsfahrzeugen bzw. Zugfahrzeugen oft hydraulische, pneumatische und/oder elektrische Anschlüsse vorhanden sind, gewährleistet zudem die Wahl der passenden Betätigungsart einen kostengünstigen Aufbau. Falls ein pneumatisches Stellglied vorgesehen ist, kann darüber hinaus der Aushubvorgang in kürzester Zeit erfolgen, da Pneumatik kurze Reaktionszeiten und schnelle Stellbewegungen ermöglicht. Falls ein hydraulisches Stellglied vorgesehen ist, können darüber hinaus sehr hohe Aushubkräfte aufgebracht werden. Zudem weisen hydraulische Stellglieder einen geringen Platzbedarf auf, womit ein platzsparender Aufbau möglich ist. Falls ein elektrisches oder elektromagnetisches Stellglied vorgesehen ist, werden die Steuerbarkeit verbessert und der Platzbedarf reduziert.
  • Vorzugsweise hat der Viergelenk-Führungsmechanismus ferner ein Werkzeug, das an dem Werkzeugaufnahmeglied, dem Werkzeugaufnahmegelenk oder der Werkzeugaufnahmevorrichtung des Viergelenk-Führungsmechanismus angebracht ist. Dadurch wird beispielsweise eine Bodenbearbeitung ermöglicht. Alternativ kann der Viergelenk-Führungsmechanismus ohne Werkzeug bereitgestellt sein und das Werkzeug separat bereitgestellt sein.
  • Vorzugsweise weist das Werkzeug in der anfänglichen Bewegung von der Arbeitsposition zu der Aushubposition eine Bewegungskomponente entlang der Arbeitsrichtung auf. Mit anderen Worten verläuft die anfängliche Bewegung vorzugsweise nicht nur in der Aushubrichtung, beispielsweise nach oben, sondern auch teilweise entlang der Arbeitsrichtung, beispielsweise nach vorne oder nach hinten. Durch einen anfänglichen Verlauf in einer zu der Arbeitsrichtung entgegengesetzten Richtung (nach hinten) wird ein schonendes Ausheben gewährleistet, da die Bearbeitungsgeschwindigkeit (relative Geschwindigkeit zwischen Werkzeug und Boden) nach Beginn des Aushebens abnimmt. Ferner ist der anfängliche Verlauf nach hinten besonders für die Montage hinter einem Zugfahrzeug oder einem Schlepphänger geeignet. Hingegen ist ein anfänglicher Verlauf in der Arbeitsrichtung besonders für die Montage vor einem Antriebsfahrzeug geeignet. Zudem können durch eine kurzzeitige Erhöhung der Bearbeitungsgeschwindigkeit Randeffekte ausgenutzt werden, beispielsweise bei Sprühwerkzeugen eine abnehmende Sprühkonzentration am Rand der Bearbeitung.
  • Der Viergelenk-Führungsmechanismus kann ferner ein weiteres Werkzeug haben, das an einem anderen Glied als das Werkzeugaufnahmeglied angebracht ist. Dadurch können mehrere Bearbeitungen gleichzeitig durchgeführt werden, oder es kann zwischen verschiedenen Bearbeitungen umgeschaltet werden, ohne den Viergelenk-Führungsmechanismus mit anderen Werkzeuge umrüsten zu müssen. Durch die Anbringung an einem anderen Glied als das Werkzeugaufnahmeglied können abweichende Führungskurven dargestellt werden, ferner wird die Belastung des Werkzeugaufnahmeglieds reduziert.
  • Der Viergelenk-Führungsmechanismus kann ferner ein weiteres Werkzeug haben, das an einem anderen Gelenk zwischen zwei Gliedern als das Werkzeugaufnahmegelenk angebracht ist. Dadurch können mehrere Bearbeitungen gleichzeitig durchgeführt werden, oder es kann zwischen verschiedenen Bearbeitungen umgeschaltet werden, ohne den Viergelenk-Führungsmechanismus durch andere Werkzeuge umrüsten zu müssen. Durch die Anbringung an einem anderen Gelenk als das Werkzeugaufnahmegelenk können abweichende Führungskurven dargestellt werden, ferner wird die Belastung des Werkzeugaufnahmegelenks reduziert. Falls kein Werkzeugaufnahmegelenk vorhanden ist, sondern ein Werkzeugaufnahmeglied vorhanden ist, kann das Werkzeug an irgendeinem der vier Gelenke angebracht sein. Besonders vorteilhaft ist die Anbringung an den Gelenken des Werkzeugaufnahmeglieds.
  • Der Viergelenk-Führungsmechanismus kann ferner ein Tiefenführungselement haben, das an dem Werkzeugaufnahmeglied, dem Werkzeugaufnahmegelenk oder der Werkzeugaufnahmevorrichtung angebracht ist und eingerichtet ist, die Höhe des Werkzeugaufnahmeglieds, des Werkzeugaufnahmegelenks oder der Werkzeugaufnahmevorrichtung über dem Boden konstant zu halten. Dadurch wird die Qualität der Bearbeitung verbessert. Eine konstante Höhe des Werkzeugaufnahmeglieds bzw. Werkzeugaufnahmegelenks über dem Boden ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Werkzeug in den Boden eindringt, beispielsweise wenn das Werkzeug zur mechanischen Unkrautbekämpfung Unkraut aus dem Boden entfernt bzw. mit Erde bedeckt oder auch einen verkrusteten Boden aufbricht.
  • Vorzugsweise ist das Tiefenführungselement ein Stützrad. Dadurch wird ein einfacher Aufbau gewährleistet. Ferner ist das Stützrad durch seinen geringen Rollwiderstand insbesondere im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch des Antriebsfahrzeugs bzw. Zugfahrzeugs vorteilhaft. Vorteilhaft ist ein höhenverstellbares Stützrad, das eine Einstellung der Höhe erlaubt, beispielsweise durch manuelle Verstellung vor dem Betrieb. Besonders vorteilhaft ist eine Höhenverstellung durch ein Stellglied, das eine Einstellung der Höhe auch während des Betriebs ermöglicht.
  • Alternativ ist das Tiefenführungselement eine Kufe. Dadurch wird ein einfacher, robuster und wartungsfreier Aufbau gewährleistet. Vorteilhaft ist eine höhenverstellbare Kufe, die eine Einstellung der Höhe erlaubt, beispielsweise durch manuelle Verstellung vor dem Betrieb. Besonders vorteilhaft ist eine Höhenverstellung durch ein Stellglied, das eine Einstellung der Höhe auch während des Betriebs ermöglicht. Eine potentiell vorhandene Drehmomenterzeugungsvorrichtung kann kraftlos-geschaltet sein, sobald das Tiefenführungselement in Form eines Stützrads oder einer Kufe die auftretende Schwerkraft des Viergelenk-Führungsmechanismus trägt.
  • Alternativ ist das Tiefenführungselement eine sensorbasierte Einrichtung, die einen Abstand zwischen dem Werkzeugaufnahmeglied, dem Werkzeugaufnahmegelenk oder der Werkzeugaufnahmevorrichtung und dem Boden erfasst und auf Grundlage der Erfassung die Höhe des Werkzeugaufnahmeglieds, des Werkzeugaufnahmegelenks oder der Werkzeugaufnahmevorrichtung auf eine Soll-Höhe einstellt. Dadurch wird eine hohe Genauigkeit der Tiefenführung erzielt. Zudem kann die Soll-Höhe während des Betriebs verändert werden. Die Einstellung der Höhe kann beispielsweise durch Betätigung des Viergelenk-Führungsmechanismus erfolgen, wodurch keine gesonderten Stellglieder für die Tiefenführung erforderlich sind. Alternativ kann die Höhe über ein gesondertes Stellglied, über ein hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch verstellbares Stützrad oder über eine hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch verstellbare Kufe erfolgen.
  • Das Werkzeug oder eines der Werkzeuge kann ein Hackgerät sein. Die Kombination des erfindungsgemäßen Viergelenk-Führungsmechanismus mit einem Hackgerät ist besonders vorteilhaft, da das Hackgerät die Nutzpflanzen verletzen kann und somit eine große erreichbare Aushubhöhe besonders wichtig ist.
  • Das Werkzeug oder eines der Werkzeuge kann ein Unkrautregulierungswerkzeug sein, das eingerichtet ist, Unkraut auf mechanische, chemische oder physikalische Weise zu regulieren. Das Werkzeug oder eines der Werkzeuge kann eine Schare sein. Das Werkzeug oder eines der Werkzeuge kann ein rotierendes Werkzeug sein. Das Werkzeug oder eines der Werkzeuge kann eine Düse zum Ausstoßen eines Fluids sein. Das Werkzeug oder eines der Werkzeuge kann eingerichtet sein, Unkraut durch Abflammen mit Gas zu vernichten. Das Werkzeug oder eines der Werkzeuge kann eingerichtet sein, Unkraut mithilfe von heißer Luft zu vernichten. Die vorgenannten Werkzeuge profitieren in besonders hohem Maße von einem Sektionsaushub und der Führung durch den erfindungsgemäßen Viergelenk-Führungsmechanismus sowie der dadurch ermöglichten großen Aushubhöhe.
  • Der erfindungsgemäße Viergelenk-Führungsmechanismus kann an einem Rahmen für eine Bodenbearbeitungsmaschine angebracht sein. Dabei kann der Rahmen eine beliebige Gestaltung aufweisen, die die Einbaubedingungen berücksichtigt. Auch eine Vielzahl der Viergelenk-Führungsmechanismen kann an dem Rahmen angebracht sein. In diesem Fall ist eine Gestaltung des Rahmens mit einem Querträger oder einer Vielzahl von Querträgern besonders vorteilhaft. Die Nutzung eines Rahmens erhöht die Flexibilität, indem die Viergelenk-Führungsmechanismen auf einem einheitlichen, fahrzeugunabhängigen Rahmen vorgesehen werden, der wiederum an dem Antriebsfahrzeug, Zugfahrzeug oder Schlepphänger angebracht wird. Ferner erlaubt der Rahmen die Bestückung des Rahmens mit einem Werkzeug oder einer Vielzahl von Werkzeugen, während das Antriebsfahrzeug, das Zugfahrzeug oder der Schlepphänger im Einsatz ist. Dadurch werden Stillstandzeiten des Antriebsfahrzeugs, des Zugfahrzeugs oder des Schlepphängers reduziert.
  • Der Rahmen kann ferner eine Schwenkvorrichtung aufweisen, die ein Drehmoment zwischen einem Glied bzw. einem Gelenk und dem Rahmen erzeugen kann, um den Viergelenk-Führungsmechanismus als Ganzes nach oben zu schwenken. Insbesondere für den Transport des Rahmens abseits der Felder ist es üblicherweise erforderlich, dass die Werkzeuge und Viergelenk-Führungsmechanismen mit größerer Höhe angehoben werden und/oder auf eine geringere Gesamtlänge reduziert werden. Durch die Schwenkvorrichtung kann der Viergelenk-Führungsmechanismus als Ganzes angehoben werden, ohne betätigt zu werden, wodurch seine Kinematik und gegebenenfalls seine Stellglieder geschont werden und ein noch größerer Abstand über dem Boden bzw. der Fahrbahn ermöglicht wird. Eine derartige Schwenkvorrichtung kann zudem eingerichtet sein, eine Vielzahl von Viergelenk-Führungsmechanismen gleichzeitig nach oben zu schwenken. Dadurch wird der Aufbau vereinfacht, und ein Aushub der einzelnen Viergelenk-Führungsmechanismen ist nicht erforderlich.
  • Die Erfindung sieht ferner eine Bodenbearbeitungsmaschine mit einem Fahrgestell und dem vorstehend beschriebenen Rahmen vor. Dabei kann das Fahrgestell ein Antriebsfahrzeug bzw. Zugfahrzeug mit eigenem Antrieb, beispielsweise ein Traktor, oder ein Schlepphänger sein, der von einem Zugfahrzeug geschleppt wird. In beiden Fällen bewirkt das Fahrgestell die Fahrt in der Arbeitsrichtung, während der Rahmen eine Verbindung zwischen dem Viergelenk-Führungsmechanismus und dem Fahrgestell herstellt.
  • Das Werkzeug oder eines der Werkzeuge kann den Boden über einer Reihe bearbeiten. Alternativ oder zusätzlich kann das Werkzeug oder eines der Werkzeuge den Boden zwischen zwei Reihen bearbeiten. Alternativ oder zusätzlich kann das Werkzeug oder eines der Werkzeuge den Boden über mehrere Reihen hinweg bearbeiten. Durch diese Konfigurationen wird eine größtmögliche Flexibilität gewährleistet.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch einen Viergelenk-Führungsmechanismus gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
    • 2A bis 2F zeigen schematisch Schritte der Betätigung des Viergelenk-Führungsmechanismus von 1.
    • 3 zeigt schematisch einen Viergelenk-Führungsmechanismus gemäß einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels.
    • 4A bis 4F zeigen schematisch Schritte der Betätigung des Viergelenk-Führungsmechanismus von 3.
    • 5 zeigt schematisch einen Viergelenk-Führungsmechanismus gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
    • 6A bis 6D zeigen schematisch Schritte der Betätigung des Viergelenk-Führungsmechanismus von 5.
    • 7A bis 7D zeigen schematisch einen Viergelenk-Führungsmechanismus gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel und die Schritte der Betätigung des Viergelenk-Führungsmechanismus.
    • 8A bis 8D zeigen schematisch einen Viergelenk-Führungsmechanismus gemäß einer Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels und die Schritte der der Betätigung des Viergelenk-Führungsmechanismus.
    • 9 zeigt schematisch einen Viergelenk-Führungsmechanismus gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
    • 10A bis 10D zeigen schematisch Schritte der Betätigung des Viergelenk-Führungsmechanismus von 9.
    • 11 zeigt schematisch einen Viergelenk-Führungsmechanismus gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
    • 12A bis 12D zeigen schematisch Schritte der Betätigung des Viergelenk-Führungsmechanismus von 11.
    • 13 zeigt eine erste Modifikation des erfindungsgemäßen Viergelenk-Führungsmechanismus.
    • 14 zeigt eine zweite Modifikation des erfindungsgemäßen Viergelenk-Führungsmechanismus.
    • 15 zeigt eine dritte Modifikation des erfindungsgemäßen Viergelenk-Führungsmechanismus.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • 1 zeigt schematisch einen Viergelenk-Führungsmechanismus 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Eine Vielzahl von Viergelenk-Führungsmechanismen 1 ist an einem Rahmen 82 befestigt, wobei im Folgenden nur einer der analog gestalteten Viergelenk-Führungsmechanismen 1 beschrieben wird. Der Rahmen 82 weist zwei Querträger mit rechteckigem Profil auf. Der Rahmen 82 ist hinten an einem Fahrgestell einer Bodenbearbeitungsmaschine 80, beispielsweise an einem Zugfahrzeug oder einem Schlepphänger, befestigt und wird zusammen mit diesem auf einem Feld in einer Arbeitsrichtung AR gezogen, um einen Boden zu bearbeiten. Der Viergelenk-Führungsmechanismus 1 dient zum Führen von Werkzeugen für die Bodenbearbeitungsmaschine 80 entlang einer Aushubrichtung AH, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel eine zu dem Boden im Wesentlichen senkrechte Richtung ist. Die Aushubrichtung AH verbindet eine Arbeitsposition AP und eine Aushubposition HP, die später beschrieben werden. Wenn der Boden eben ist, ist die Aushubrichtung AH eine vertikale Richtung.
  • Der Viergelenk-Führungsmechanismus 1 hat ein erstes Glied 10, ein zweites Glied 20, ein drittes Glied 30 und ein viertes Glied 40. Die Glieder 10, 20, 30, 40 sind beispielsweise aus Stahl oder einem Verbundwerkstoff hergestellt.
  • Das erste Glied 10 hat eine längliche Form, verläuft entlang der Arbeitsrichtung AR, ist über zwei Verlängerungen 11 an den Querträgern des Rahmen 82 angebracht und stellt eine feste Lagerung des Viergelenk-Führungsmechanismus 1 dar. Das erste Glied 10 hat an beiden Enden ein erstes Gelenk 12 und ein zweites Gelenk 13.
  • Das zweite Glied 20 hat eine längliche Form und ist über das erste Gelenk 12 an dem ersten Glied 10 angelenkt bzw. schwenkbar verbunden. Das zweite Glied 20 schwenkt somit um eine Schwenkachse, die durch das erste Gelenk 12 verläuft und parallel zu einer Querrichtung QR ist, welche zu der Arbeitsrichtung AR und der Aushubrichtung AH senkrecht ist. Das erste Gelenk 12 ist an einem Ende des zweiten Glieds 20 vorgesehen, und ein drittes Gelenk 24 ist an dem anderen Ende des zweiten Glieds 20 vorgesehen.
  • Das dritte Glied 30 hat eine längliche Form und ist über das zweite Gelenk 13 an dem ersten Glied 10 angelenkt. Das dritte Glied 30 schwenkt somit um eine Schwenkachse, die durch das zweite Gelenk 13 verläuft und parallel zu der Querrichtung QR ist. Das zweite Gelenk 13 ist an einem Ende des dritten Glieds 30 vorgesehen, ein viertes Gelenk 34 ist an dem anderen Ende des dritten Glieds 30 vorgesehen.
  • Das vierte Glied 40 hat eine längliche Form und ist über das dritte Gelenk 24 an dem zweiten Glied 20 angelenkt sowie über das vierte Gelenk 34 an dem dritten Glied 30 angelenkt. Das vierte Glied 40 schwenkt somit um zwei Schwenkachsen, die parallel zu der Querrichtung QR sind, wobei die eine Schwenkachse durch das dritte Gelenk 24 verläuft und die andere Schwenkachse durch das vierte Gelenk 34 verläuft.
  • Das zweite Glied 20 und das dritte Glied 30 sind gleich lang, ebenfalls sind das erste Glied 10 und das vierte Glied 40 gleich lang. In der Arbeitsposition AR sind jeweils das zweite Glied 20 und das dritte Glied 30 sowie das erste Glied 10 und das vierte Glied 40 parallel.
  • Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist ein Werkzeug W an dem vierten Glied 40 angebracht. Daher ist das vierte Glied 40 als ein Werkzeugaufnahmeglied WA definiert. Jedoch kann stattdessen das zweite Glied 20 oder das dritte Glied 30 das Werkzeug W aufnehmen und somit als Werkzeugaufnahmeglied WA definiert sein. Zudem können an jedem der Glieder 20, 30, 40 sowie an jedem der Gelenke 12, 13, 24, 34 weitere Werkzeuge angebracht sein. Wenn eine Vielzahl der Viergelenk-Führungsmechanismen 1 an dem Rahmen 82 vorgesehen ist, können zudem verschiedene Viergelenk-Führungsmechanismen 1 mit verschiedenen Werkzeugen W versehen sein. Diese verschiedenen Viergelenk-Führungsmechanismen 1 können in Querrichtung nebeneinander und in Arbeitsrichtung versetzt zu einander angeordnet sein, um so eine optimale Anordnungseffizienz beim Ausheben der Werkzeuge zu erreichen.
  • Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Werkzeug W eine Schare 64, genauer gesagt eine Gänsefußschar, die den Boden zwischen zwei Reihen bearbeitet. Das Werkzeug W oder eines der Werkzeuge kann jedoch jedes zur Bodenbearbeitung geeignete Werkzeug sein. Beispielsweise kann das Werkzeug W oder eines der Werkzeuge ein Hackgerät, ein Unkrautregulierungswerkzeug, das eingerichtet ist, Unkraut auf mechanische, chemische oder physikalische Weise zu regulieren, ein rotierendes Werkzeug oder eine Düse zum Ausstoßen eines Fluids sein. Das Werkzeug oder eines der Werkzeuge kann geeignet sein, Unkraut mithilfe von heißer Luft oder durch Abflammen mit Gas zu vernichten. Das Werkzeug oder eines der Werkzeuge kann alternativ oder zusätzlich den Boden über einer Reihe oder über mehrere Reihen hinweg bearbeiten.
  • Zudem ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel ein Stützrad als ein Tiefenführungselement 62 vorgesehen. Das Stützrad ist drehbar gelagert, um auf dem Boden abzurollen, und ist mit dem Werkzeugaufnahmeglied WA verbunden, um dieses hochschieben zu können. Somit dient das Stützrad dazu, Bodenunebenheiten auszugleichen und die Höhe des Werkzeugaufnahmeglieds WA über dem Boden konstant zu halten. Alternativ zu dem Stützrad kann das Tiefenführungselement eine Kufe, die auf dem Boden abgleitet, oder eine sensorbasierte Einrichtung sein, die beispielsweise den Abstand zwischen dem Werkzeugaufnahmeglied WA und dem Boden erfasst und ein geeignetes Mittel betätigt, um die Höhe des Werkzeugaufnahmeglieds WA über dem Boden konstant zu halten (auf eine Soll-Höhe einzustellen).
  • Ein nicht dargestellter hydraulischer Zylinder ist bei dem Viergelenk-Führungsmechanismus 1 als eine Drehmomenterzeugungsvorrichtung vorgesehen. Der hydraulische Zylinder hat eine längliche Form, kann als ein lineares Stellglied eine Betätigungskraft zwischen seinen zwei Längsenden aufbringen, und ist so vorgesehen, dass ein Ende davon an dem Rahmen 82 gelagert ist, und ein anderes Ende davon an dem zweiten Glied 20 gelagert ist. Genauer gesagt ist das andere Ende des hydraulischen Zylinders in etwa mittig zwischen dem ersten Gelenk 12 und dem dritten Gelenk 24 gelagert. Da das erste Glied 10 an dem Rahmen 82 befestigt ist, kann der hydraulische Zylinder somit ein relatives Drehmoment zwischen dem fest gelagerten ersten Glied 10 und dem zweiten Glied 20 erzeugen, um den Viergelenk-Führungsmechanismus zu betätigen und daher das Werkzeugaufnahmeglied WA und somit das Werkzeug W zwischen der Arbeitsposition AR und der Aushubposition AH zu bewegen. Bei der Anordnung der Drehmomenterzeugungsvorrichtung ist es insbesondere wichtig, dass deren Kinematik in der Lage ist, das Werkzeugaufnahmeglied WA über das erste Glied 10 zu heben. Mit anderen Worten muss der hydraulische Zylinder so angeordnet sein, dass ein weiteres Ausdehnen des Zylinders in der Situation, in der das erste Glied 10 und das Werkzeugaufnahmeglied WA auf gleicher Höhe (in Aushubrichtung) sind, ein weiteres Anheben in der Aushubrichtung bewirkt.
  • Die Drehmomenterzeugungsvorrichtung ist jedoch nicht auf den hydraulischen Zylinder beschränkt, der eine Kraft auf das zweite Glied 20 aufbringt, sondern kann jedes hydraulisch, pneumatisch, elektrisch oder elektromagnetisch betätigtes Stellglied sein, das eine Schwenkkraft auf eines der Glieder 20, 30, 40 oder eines der Gelenke 12, 13, 24, 34 aufbringt. Zudem kann die Drehmomenterzeugungsvorrichtung alternativ oder zusätzlich einen Schwenkmotor haben, der an einem der Gelenke 12, 13, 24, 34 ein Drehmoment auf eines der Glieder 20, 30, 40 oder zwischen zwei Gliedern aufbringt.
  • Das Werkzeugaufnahmeglied WA wird durch einen im Folgenden beschriebenen Aushubvorgang zwischen der Arbeitsposition AP, bei der das Werkzeugaufnahmeglied WA in einer ersten Lage (bodennahe Höhe) angeordnet ist, und der Aushubposition HP geführt, bei der das Werkzeugaufnahmeglied WA in einer zweiten Lage (bodenferne Höhe) angeordnet ist.
  • Die Volllinien in 1 zeigen den Viergelenk-Führungsmechanismus 1 in der Arbeitsposition AP, die gestrichelten Linien in 1 zeigen die Glieder des Viergelenk-Führungsmechanismus 1 in der Aushubposition AH des Werkzeugaufnahmeglieds WA. Der Ablauf des Aushubvorgangs wird nun mit Verweis auf 2A bis 2F erläutert, die Schritte der Betätigung des Viergelenk-Führungsmechanismus 1 schematisch zeigen.
  • 2A zeigt das vierte Glied 40 als das Werkzeugaufnahmeglied WA in der Arbeitsposition AP. Das erste Glied 10 dient als feste Lagerung, wobei das zweite Glied 20 und das dritte Glied 30 jeweils um das erste Gelenk 12 und das zweite Gelenk 13 schwenken können. Somit definiert die Länge des zweiten Glieds 20 (der Abstand zwischen dem ersten Gelenk 12 und dem dritten Gelenk 24) einen Schwenkradius einer Kreisbahn, die als ein gestrichelter Kreis auf der rechten Seite der Figur dargestellt ist. Gleichermaßen definiert die Länge des dritten Glieds 30 (der Abstand zwischen dem zweiten Gelenk 13 und dem vierten Gelenk 34) einen Schwenkradius einer Kreisbahn, die als ein gestrichelter Kreis auf der linken Seite der Figur dargestellt ist. Das vierte Glied 40 wird demgemäß an seinen Enden auf zwei Kreisbahnen gehalten, und seine Gelenke 24, 34 können sich lediglich entlang der Kreisbahnen bewegen.
  • In der Arbeitsposition AP wird keine Kraft von dem Rahmen 82 auf den Viergelenk-Führungsmechanismus 1 aufgebracht. Somit können das zweite und dritte Glied 20, 30 frei schwenken, und das vierte Glied 40 wird lediglich durch die Schwerkraft und das Stützrad auf eine konstante Höhe über dem Boden gehalten. Daher ist die Arbeitsposition AP nicht zwingend die tiefste Stellung entlang der Kreisbahnen, sondern eine Stellung, die aus der eingestellten Soll-Höhe resultiert.
  • Wird nun auf eines der Glieder ein Drehmoment aufgebracht, kann die Viergelenk-Führungsmechanismus 1 betätigt werden, um das vierte Glied 40 zu veranlassen, die Arbeitsposition AP zu verlassen, und um das vierte Glied 40 entlang einer Kurve (Führungskurve) zu führen, welche durch die Kreisbahnen und somit durch die Längenverhältnisse der Glieder bestimmt wird.
  • Aufgrund der Verhältnisse der Kreisbahnen und der Anfangsposition (zweites Glied 20 und drittes Glied 30 verlaufen nach unten links in 2A) hat die Betätigung bei dem ersten Ausführungsbeispiel zur Folge, dass das zweite Glied 20 und das dritte Glied 30 im Uhrzeigersinn in 2A gedreht werden. Dabei wird das vierte Glied 40 in der Aushubrichtung AH bewegt und somit nach oben geführt (hochgehoben).
  • 2B zeigt einen Zustand kurz nach Beginn der Betätigung, bei dem das vierte Glied 40 die Arbeitsposition AP verlassen hat und geringfügig in der Aushubrichtung AH geführt worden ist. Aus den Kreisbahnen resultiert zudem bei dieser anfänglichen Bewegung eine Bewegungskomponente entgegen der Arbeitsrichtung AR, die zur Folge hat, dass das vierte Glied 40 und somit das Werkzeug W gleichzeitig mit dem Hochheben auch nach hinten schwenken.
  • 2C zeigt einen Zustand nach Fortführen der Betätigung, bei dem das vierte Glied 40 eine Bezugsebene REF durchquert hat.
  • Die Bezugsebene REF wird durch die Längsachse des ersten Glieds 10 und die Querrichtung QR aufgespannt. Das Aufspannen bedeutet, dass die Längsachse des ersten Glieds 10 (die Verbindungslinie zwischen dem ersten Gelenk 12 und dem zweiten Gelenk 13) in der Querrichtung QR gedanklich extrudiert wird, um eine Fläche zu erhalten, und diese Fläche gedanklich ins unendliche verlängert wird, um die Bezugsebene REF zu erhalten.
  • Auf gleiche Weise werden eine erste Gliedebene E1 durch die Längsachse des ersten Glieds 10 und die Aushubrichtung AH sowie eine zweite Gliedebene E2 durch die Längsachse des vierten Glieds 40 und die Aushubrichtung AH aufgespannt.
  • Eine dritte Gliedebene E3 wird definiert, indem die Längsachsen des zweiten Glieds 20 und des dritten Glieds 30 gedanklich verbunden werden, um eine Fläche zu erhalten, und diese Fläche gedanklich ins unendliche verlängert wird, um die dritte Gliedebene E3 wird zu erhalten.
  • Das Durchqueren der Bezugsebene REF ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel möglich, da das erste Glied 10 in der ersten Gliedebene E1 angeordnet ist, das vierte Glied 40 in der zweiten Gliedebene E2 angeordnet ist, und das zweite Glied 20 und das dritte Glied 30 in der dritten Gliedebene E3 angeordnet sind, wobei die Gliedebenen E1, E2 und E3 parallel, aber verschieden sind. Somit kann keines von dem ersten Glied 10 und dem vierten Glied 40 mit einem der Glieder 20, 30 kollidieren (zur Anlage kommen). Ferner können das zweite Glied 20 und das dritte Glied 30 untereinander nicht kollidieren, da ihre Längen kleiner als die Länge des ersten Glieds 10 sind. Somit wird ein Schwenken des zweiten Glieds 20 und des dritten Glieds 30 um 360° ermöglicht.
  • Das vierte Glied 40 wird geführt und dabei parallel zu dem ersten Glied 10 gehalten, sodass das Durchqueren der Bezugsebene REF vollständig erfolgt. Das heißt, dass in dem Zustand von 2C kein Teil des vierten Glieds 40 die Bezugsebene REF kreuzt. Das vollständige Durchqueren der Bezugsebene REF wird als vollständiges Durchschwenken beschrieben und dient zum Erhöhen der erreichbaren Aushubhöhe gegenüber Führungsmechanismen, die kein Durchschwenken ermöglichen.
  • Der in 2C gezeigte Zustand stellt bereits eine mögliche Aushubposition dar. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel jedoch wird der Aushubvorgang fortgesetzt, bis das vierte Glied 40 die in 2D dargestellte Aushubposition HP erreicht, die im Wesentlichen vertikal über der Arbeitsposition AR liegt. In der Aushubposition HP sind das zweite Glied 20 und das dritte Glied 30 nahezu vertikal, um eine maximale erreichbare Aushubhöhe zu erzielen.
  • Bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann der Aushubvorgang über die Aushubposition HP hinaus fortgesetzt werden. 2E zeigt einen Zustand, bei dem das vierte Glied wieder entgegen der Aushubrichtung AH (nach unten) sowie in der Arbeitsrichtung AR (nach rechts in der Figur) geführt wird. 2F zeigt einen Zustand, bei dem das vierte Glied 40 die Bezugsebene REF wieder durchquert hat und sich in Bodennähe befindet. Wird die Betätigung weitergeführt, kehrt das vierte Glied 40 zu der Arbeitsposition AP aus 2A zurück.
  • Somit ist der Viergelenk-Führungsmechanismus 1 des ersten Ausführungsbeispiels um 360° schwenkbar und erreicht eine hervorragende Aushubhöhe.
  • Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels
  • Das erste Glied 10 ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel als durchgehendes Bauteil gestaltet. Jedoch kann das erste Glied mehrteilig oder unterbrochen sein oder mit einem Durchbruch versehen sein. Es ist zudem eine Konfiguration ohne erstes Glied, so wie es in der ersten Ausführungsform gezeigt ist, möglich.
  • 3 zeigt schematisch einen Viergelenk-Führungsmechanismus 1' gemäß einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels. Bei dieser Modifikation wird das erste Glied 10 weggelassen und durch ein virtuelles kinematisches Element 10' ersetzt (Strich-Zweipunktlinie in 3). Das kinematische Element 10' ist definiert als die gedachte Verbindungslinie zwischen den Lagerpunkten der Gelenke 12, 13. Die realen Bestandteile des kinematischen Elements 10' sind jedoch die Verlängerungen 11, 11 und der Rahmen 82, die in Summe die konstruktive Verbindung zwischen den Gelenken 12 und 13 darstellen. Der restliche Aufbau entspricht demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels. Insbesondere sind die Verlängerungen 11 jeweils an einem Ende an dem Rahmen 82 befestigt und an dem anderen Ende mit einem Gelenk versehen. Somit sind das erste Gelenk 12 und das zweite Gelenk 13 an den gleichbleibenden Stellen vorgesehen.
  • Durch diesen Aufbau wird die Funktion des ersten Glieds 10, eine feste Lagerung bereitzustellen, durch die Gelenke 12, 13 übernommen, die mittels der Verlängerungen 11 ebenfalls fest an dem Rahmen 82 gelagert sind. Da die Gelenke 12, 13 die einzigen Anbindungspunkte der restlichen Glieder 20, 30, 40 des Viergelenk-Führungsmechanismus 1 sind, ist die kinematische Funktion der Modifikation identisch mit derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
  • 4A bis 4F zeigen schematisch Schritte der Betätigung des Viergelenk-Führungsmechanismus 1'. Eine Gegenüberstellung zwischen 4 und 2 verdeutlicht, dass der Bewegungsablauf der Modifikation identisch mit dem Bewegungsablauf des ersten Ausführungsbeispiels ist. Daher wird eine wiederholte ausführliche Beschreibung weggelassen. Es ist jedoch anzumerken, dass die Bezugsebene REF bei der Modifikation durch das kinematische Element 10' anstelle des ersten Glieds 10 aufgespannt wird.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • 5 zeigt schematisch einen Viergelenk-Führungsmechanismus 2 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Zum besseren Verständnis wird folgende Bezugszeichenkonvention auf alle folgenden Ausführungsbeispiele angewendet: Gleichnamige Bauteile, die sich von denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels unterscheiden, werden mit gleichbleibendem Bezugszeichen, ergänzt um eine vorangestellte Zahl, die dem fortlaufend nummerierten Ausführungsbeispiel entspricht, beziffert und beschrieben. Beispielsweise trägt das erste Glied bei dem ersten Ausführungsbeispiel das Bezugszeichen 10 und bei dem zweiten Ausführungsbeispiel das Bezugszeichen 210. Gleiches gilt für Bauteile, die zu denjenigen des ersten Beispiels identisch sind oder sich lediglich in ihren Abmessungen unterscheiden - in diesem Fall wird das Bezugszeichen angepasst, aber eine wiederholte Beschreibung weggelassen. Beispielsweise ist das zweite Glied 220 des Viergelenk-Führungsmechanismus 2 identisch zu dem zweiten Glied 20 des Viergelenk-Führungsmechanismus 1 und seine Beschreibung wird deshalb weggelassen. Gleichgebliebene Bauteile, die nicht dem Viergelenk-Führungsmechanismus angehören, behalten ihr Bezugszeichen, beispielsweise die Schare 64 oder der Rahmen 82.
  • Der Viergelenk-Führungsmechanismus 2 hat ein erstes Glied 210, ein zweites Glied 220, ein drittes Glied 230 und ein viertes Glied 240 als ein Werkzeugaufnahmeglied WA, an dem die Schare 64 als ein Werkzeug W und ein Stützrad als ein Tiefenführungselement 62 angebracht sind. Die Glieder 210, 220, 230, 240 sind über Gelenke 212, 213, 224, 234 miteinander verbunden und bilden eine Grundkinematik ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass das erste Glied 210 mit lediglich einem Querträger des Rahmens 82 verbunden ist. Zudem hat das erste Glied 210 lediglich auf einer Seite, auf der es nicht mit dem Rahmen 82 verbunden ist, eine Verlängerung 211. Dadurch weist der Viergelenk-Führungsmechanismus 2 eine geringe Länge und somit einen geringen Platzbedarf in der Arbeitsrichtung AR auf.
  • 6A bis 6D zeigen schematisch Schritte der Betätigung des Viergelenk-Führungsmechanismus 2. Dabei werden das zweite Glied 220 und das dritte Glied 230 im Uhrzeigersinn gedreht. Eine Gegenüberstellung zwischen 6A bis 6D und 2A bis 2D verdeutlicht, dass die ersten vier Schritte der Betätigung von der Arbeitsposition AP zu der Aushubposition AH analog verlaufen. Somit wird trotzt des geringen Platzbedarfs eine ausreichende Aushubhöhe erzielt.
  • Es ist zu beachten, dass bei dem Viergelenk-Führungsmechanismus 2 des zweiten Ausführungsbeispiels die Betätigung bei dem Zustand von 6D beendet ist, da ein weiteres Schwenken des zweiten Glieds 220 im Uhrzeigersinn aufgrund einer Kollision mit dem Querträger des Rahmens 82 nicht möglich ist. Daher ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kein Schwenken um 360° möglich. Dies ermöglicht eine einfache Gestaltung der Drehmomenterzeugungsvorrichtung.
  • Ferner ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die nicht dargestellte Drehmomenterzeugungsvorrichtung als ein Schwenkmotor vorgesehen, der an dem ersten Gelenk 213 angebracht ist und ein relatives Drehmoment zwischen dem ersten Glied 210 und dem zweiten Glied 220 aufbringt, um den Viergelenk-Führungsmechanismus 2 zu betätigen.
  • Darüber hinaus ist eine nicht dargestellte Schwenkvorrichtung vorgesehen. Dabei handelt es sich bei dem zweiten Ausführungsbeispiel um einen hydraulischen Zylinder, der ein mit Bezug auf den Rahmen 82 distales Ende der Verlängerung 211 mit einem nicht dargestellten oberen Teil des Rahmens 82 verbindet. Zudem ist das erste Gelenk 212 schwenkbar an dem Rahmen gelagert. Somit können durch Betätigung des hydraulischen Zylinders die Verlängerung 211 und das erste Glied 210 nach oben geschwenkt werden. Wenn dabei die Drehmomenterzeugungsvorrichtung nicht betätigt wird, kann somit der Viergelenk-Führungsmechanismus 2 als Ganzes nach oben geschwenkt werden.
  • Eine alternative Gestaltung der Schwenkvorrichtung kann eine Verdrehung des Querträgers, der als Teil des Rahmens 82 eine Vielzahl von Viergelenk-Führungsmechanismen 2 aufnimmt, herbeiführen, um mit einem einfachen Aufbau die Vielzahl der Viergelenk-Führungsmechanismen 2 gleichzeitig nach oben zu schwenken, beispielsweise um eine Straßenfahrt zu ermöglichen. Gleichermaßen kann als weitere Alternative das eine Ende des Zylinders nicht an der Verlängerung 211 ansetzen, sondern an einer Stange, bei welcher Ketten o.ä. Mittel mit großem Spiel eine Vielzahl der Verlängerungen 211mit der Stange verbinden. Damit ist ebenfalls das gleichzeitige Schwenken einer Vielzahl der Viergelenk-Führungsmechanismen 2 möglich, ohne die normale Aushubfunktion zu beeinträchtigen.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • 7A zeigt schematisch einen Viergelenk-Führungsmechanismus 3 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
  • Der Viergelenk-Führungsmechanismus 3 hat ein erstes Glied 310, das an dem Querträger des Rahmens 82 befestigt ist, ein zweites Glied 320, ein drittes Glied 330 und ein viertes Glied 340 als Werkzeugaufnahmeglied WA. Die Glieder 310, 320, 330, 340 sind über Gelenke 312, 313, 324, 334 miteinander verbunden und bilden eine Grundkinematik wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass das erste Glied 310 keine Verlängerung aufweist. Somit kann der Platzbedarf entlang der Arbeitsrichtung AR weiter verringert werden. Darüber hinaus sind die Längen des zweiten Glieds 320 und des dritten Glieds 330 größer als die Länge des ersten Glieds 310. Dadurch wird die mit Bezug auf den Platzbedarf erreichbare Aushubhöhe weiter erhöht.
  • Zudem ist eine Werkzeugaufnahmevorrichtung 350 vorgesehen, die an dem vierten Glied 340 befestigt ist und an der eine Schare 64 als ein Werkzeug W und ein Stützrad als ein Tiefenführungselement 362 angebracht sind. Die Werkzeugaufnahmevorrichtung 350 erhöht die Flexibilität bei der Beschickung des Viergelenk-Führungsmechanismus 3 mit Werkzeugen und entlastet das erste Glied 310.
  • 7B bis 7D zeigen Schritte der Betätigung des Viergelenk-Führungsmechanismus 3. Eine Gegenüberstellung zwischen 7B bis 7D und 6B bis 6D verdeutlicht, dass die Schritte der Betätigung von der Arbeitsposition AP zu der Aushubposition AH analog verlaufen, daher wird eine wiederholte Beschreibung weggelassen.
  • Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels
  • 8A zeigt schematisch einen Viergelenk-Führungsmechanismus 3' gemäß einer Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels.
  • Während die Viergelenk-Führungsmechanismen 1, 2, 3 des ersten bis dritten Ausführungsbeispiels für die Anbringung hinter einem Zugfahrzeug oder Schlepphänger vorgesehen sind, sieht der Viergelenk-Führungsmechanismus 3' eine Montage vor einem Antriebsfahrzeug, beispielsweise einem Traktor, vor.
  • Demgemäß ist der Viergelenk-Führungsmechanismus 3' der Modifikation identisch zu dem Viergelenk-Führungsmechanismus 3 des dritten Ausführungsbeispiels gestaltet, ist jedoch mit Bezug auf die Arbeitsrichtung AR nicht hinter dem Rahmen 82 angebracht, sondern davor, wie in 8A am Pfeil der Arbeitsrichtung AR erkennbar ist.
  • Wie bei der Gegenüberstellung von 7A und 8A deutlich wird, zeigen die Schare 64 als das Werkzeug W sowie das Tiefenführungselement 362 jeweils in der Arbeitsrichtung AR, sie sind somit bei dem Viergelenk-Führungsmechanismus 3' gegenüber dem Viergelenk-Führungsmechanismus 3 verdreht. Dadurch wird die Bodenbearbeitung auch bei der Montage vor dem Antriebsfahrzeug ermöglicht.
  • 8B bis 8D zeigen schematisch die Schritte der Betätigung des Viergelenk-Führungsmechanismus 3'. Eine Gegenüberstellung zwischen 8B bis 8D und 7B bis 7D verdeutlicht, dass die Schritte der Betätigung von der Arbeitsposition AP zu der Aushubposition AH ähnlich verlaufen. Jedoch schwenken bei dem Viergelenk-Führungsmechanismus 3 das vierte Glied 340 und somit das Werkzeug W gleichzeitig mit dem Hochheben nach hinten (entgegen der Arbeitsrichtung AR), wohingegen bei dem Viergelenk-Führungsmechanismus 3' das vierte Glied 340 und somit das Werkzeug W gleichzeitig mit dem Hochheben nach vorne (in der Arbeitsrichtung AR) schwenken. Die erreichbare Aushubhöhe bleibt in beiden Fällen gleich.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • 9 zeigt schematisch einen Viergelenk-Führungsmechanismus 4 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
  • Der Viergelenk-Führungsmechanismus 4 hat ein erstes Glied 410, das an dem nicht dargestellten Rahmen 82 befestigt ist, ein zweites Glied 420, ein drittes Glied 430 und ein viertes Glied 440 als Werkzeugaufnahmeglied WA, an dem ein Stützrad als ein Tiefenführungselement 462 sowie eine Werkzeugaufnahmevorrichtung 450 befestigt sind, an welcher eine Schare 64 als ein Werkzeug W angebracht ist. Die Glieder 410, 420, 430, 440 sind über Gelenke 412, 413, 424, 434 miteinander verbunden.
  • Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass das erste Glied 410 nicht parallel zu der Arbeitsrichtung AR angeordnet ist, sondern nach schräg vorne verläuft. Andererseits verläuft das vierte Glied 440 parallel zu der Arbeitsrichtung AR. Entsprechend ist die Länge des dritten Glieds 430 größer als die Länge des zweiten Glieds 420, um diesen Neigungswinkel (relative Schrägstellung) zwischen dem ersten Glied 410 und dem vierten Glied 440 auszugleichen. Durch diesen Aufbau wird der Platzbedarf entlang der Arbeitsrichtung AR reduziert.
  • Ferner sind bei dem Viergelenk-Führungsmechanismus 4 die erste Gliedebene E1, die durch das erste Glied 410 bestimmt wird, und die zweite Gliedebene E2, die durch das vierte Glied 440 bestimmt wird, koinzident. Mit anderen Worten sind das erste Glied 410 und das vierte Glied 440 in derselben Ebene angeordnet, und das zweite Glied 420 sowie das dritte Glied 430 sind in einer anderen Ebene angeordnet. Dadurch wird der Platzbedarf in der Querrichtung QR reduziert.
  • Alternativ ist ein Aufbau möglich, bei dem alle Glieder 410, 420, 430, 440 in einer Gliedebene angeordnet sind (die Gliedebenen E1, E2, E3 koinzident sind). Dadurch wird der Platzbedarf in der Querrichtung QR weiter reduziert. Ein solcher Aufbau wird durch eine geeignete Gestaltung der Gelenke 412, 413, 424, 434 ermöglicht, beispielsweise als gabelförmige Gelenke, um ausreichende Schwenkbereiche zu gewährleisten.
  • In beiden Fällen ermöglicht die nichtparallele Führung des vierten Glieds 440 mit Bezug auf das erste Glied 410 eine Durchquerung der Bezugsebene ohne Kollisionen, selbst wenn mehrere oder alle Glieder in derselben Ebene angeordnet sind.
  • 10A bis 10D zeigen schematisch Schritte der Betätigung des Viergelenk-Führungsmechanismus 4. Dabei veranschaulicht in 1 eine Strichpunktlinie die Bezugsebene REF, die wie vorstehend beschrieben durch das erste Glied 410 und die Querrichtung QR aufgespannt wird.
  • Da das vierte Glied 440 nicht parallel zu dem ersten Glied 410 geführt wird, ist neben der vollständigen Durchquerung auch eine teilweise Durchquerung der Bezugsebene REF möglich (teilweises Durchschwenken). 10A bis 10C zeigen jeweils einen solchen Zustand des teilweisen Durchschwenken. Bereits ein teilweises Durchschwenken gewährleistet eine Erhöhung der erreichbaren Aushubhöhe gegenüber einem Aufbau, bei dem kein Durchschwenken möglich ist.
  • Um ein vollständiges Durchschwenken zu ermöglichen, weist das dritte Glied 430 zudem eine gebogene Form auf. Mit anderen Worten verläuft das dritte Glied 430 nicht ausschließlich entlang einer gedachten Verbindungslinie zwischen seinen Gelenken 413, 434, sondern weicht mindestens abschnittsweise davon ab. Dadurch wird es möglich, dass das vierte Gelenk 434 die Bezugsebene REF durchquert, ohne dass das dritte Glied 430 mit dem ersten Glied 410 kollidiert.
  • 10D zeigt schematisch einen weiteren Schritt der Betätigung des Viergelenk-Führungsmechanismus 4. Wie in 10D ersichtlich ist, haben das vierte Glied 440, die Werkzeugaufnahmevorrichtung 450 und das vierte Gelenk 434 die Bezugsebene REF vollständig durchquert. Ferner liegt das gebogene dritte Glied 430 an dem ersten Glied 410, beispielsweise an dem ersten Gelenk 412, an. Der dargestellte Zustand entspricht daher einem Endzustand der Betätigung und definiert somit die Aushubposition HP.
  • Da sich bei dem vierten Ausführungsbeispiel in dem Anfangszustand, in dem Endzustand und während aller Zwischenschritte keine Glieder in der schematischen Seitenansicht kreuzen, werden Kollisionen zwischen den Gliedern 410, 420, 430, 440 trotzt des geringen Platzbedarfs und der großen erreichbaren Aushubhöhe vermieden. In den 1A bis 10D ist zudem gut erkennbar, dass große Aushubhöhen und Ausschläge des zweiten Glieds 420 mit kleinen Ausschlägen des dritten Glieds 430 erzielbar sind.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel
  • 11 zeigt schematisch einen Viergelenk-Führungsmechanismus 5 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
  • Der Viergelenk-Führungsmechanismus 5 hat ein erstes Glied 510, ein zweites Glied 520, ein drittes Glied 530 und ein viertes Glied 540. Die Glieder 510, 520, 530, 540 sind über Gelenke 512, 513, 524, 534 miteinander verbunden.
  • Das fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den vorangehenden Ausführungsbeispielen dahingehend, dass das erste Gelenk 512 als ein Lagergelenk LG dient, das an dem Querträger des Rahmens 82 befestigt ist. Mit anderen Worten ist das erste Glied 510 nicht an dem Rahmen 82 befestigt, sondern ebenfalls wie das zweite Glied 520 an dem festen ersten Gelenk 512 schwenkbar angelenkt. Zudem ist eine lineare Führung 570 vorgesehen, die an dem Rahmen 82 befestigt ist, entlang der Arbeitsrichtung AR verläuft und das vierte Gelenk 534 entlang der Arbeitsrichtung AR führt. Somit entspricht der Grundaufbau des Viergelenk-Führungsmechanismus 5 im Wesentlichen einem Scherenmechanismus, bei dem eine Änderung des Abstands zwischen dem ersten Gelenk 512 und dem vierten Gelenk 534 eine proportionale Änderung des Abstands zwischen dem zweiten Gelenk 513 und dem dritten Gelenk 524 bewirkt. Da die Glieder 510, 520, 530, 540 gleich lang sind, sind die Änderungen der Abstände ebenfalls gleich.
  • Das dritte Gelenk 524 ist als Werkzeugaufnahmegelenk WG definiert, an dem eine Werkzeugaufnahmevorrichtung 450 befestigt ist, an welcher ein Stützrad als ein Tiefenführungselement 562 sowie eine Schare 64 als ein Werkzeug W angebracht sind. Diese Bauteile sind im Wesentlichen gleich wie diejenigen des dritten Ausführungsbeispiels.
  • Das dritte Gelenk 524 als das Werkzeugaufnahmegelenk WG wird durch den Scherenmechanismus entlang der Aushubrichtung AH zwischen der Arbeitsposition AP und der Aushubposition AH geführt. Eine nicht dargestellte Drehmomenterzeugungsvorrichtung, genauer gesagt ein Schwenkmotor, ist an dem ersten Gelenk 512 vorgesehen, um ein relatives Drehmoment zwischen dem ersten Glied 510 und dem zweiten Glied 520 zu erzeugen und der Viergelenk-Führungsmechanismus 5 somit zu betätigen. Alternativ kann die Betätigung durch ein lineares Stellglied erfolgen, das den Abstand zwischen dem ersten Gelenk 512 und dem dritten Gelenk 524 verändert.
  • Der in 11 dargestellte Zustand zeigt die Arbeitsposition AP, in der die Werkzeugaufnahmevorrichtung 550 parallel zum Boden verläuft. 12A bis 12D zeigen schematisch Schritte der Betätigung des Viergelenk-Führungsmechanismus 5 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel. Bei der Betätigung werden das erste Glied 510 gegen den Uhrzeigersinn und das zweite Glied 520 im Uhrzeigersinn betätigt und somit aneinander angenähert.
  • 12A zeigt eine anfängliche Bewegung. Da die Längen aller Glieder 510, 520, 530, 540 gleich sind, führt das dritte Gelenk 524, das die Werkzeugführung veranlasst, eine Bewegung nach oben aus und weist keine Komponente in der Arbeitsrichtung AR auf. Somit ist die Aushubrichtung AH eine vertikale Richtung. Alternativ können beispielsweise die Längen des dritten Glieds 530 und des vierten Glieds 540 kürzer als die Längen des ersten Glieds 510 und des zweiten Glieds 520 gestaltet sein, um eine Bewegungskomponente nach hinten (entgegen der Arbeitsrichtung AR) zu erzeugen. In beiden Fällen sollten Kollisionen zwischen den Gliedern durch geeignete Verteilung der Glieder auf bis zu vier Gliedebenen vermieden werden.
  • 12B zeigt einen Zustand, in dem das dritte Gelenk 524 auf Höhe des ersten Gelenks 512 liegt. Eine Schwenkachse des ersten Gelenks 512 definiert eine Querachse QA, die durch das erste Gelenk 512 verläuft. Eine Längsrichtung LR eine Richtung ist, die senkrecht zu der Aushubrichtung AH und der Querachse QA ist. Wenn die Aushubrichtung AH vertikal ist, ist die Längsrichtung LR parallel zu der Arbeitsrichtung AR. Wenn die Aushubrichtung nicht vertikal ist, ist die Längsrichtung LR geneigt mit Bezug auf die Arbeitsrichtung AR und den Boden.
  • Die Längsrichtung LR und die Querachse QA spannen eine Bezugsebene REF auf. Bei dem fünften Ausführungsbeispiel fällt die Bezugsebene REF mit der Höhe der linearen Führung 570 und der Höhe des ersten Gelenks 512 zusammen. In dem Zustand von 12B liegt das dritte Gelenk 524 somit in der Bezugsebene REF. Bei dem fünften Ausführungsbeispiel entspricht dies einem teilweisen Durchschwenken.
  • Falls die Betätigung durch ein lineares Stellglied erfolgt, das den Abstand zwischen dem ersten Gelenk 512 und dem dritten Gelenk 524 verändert, ist der Zustand von 12B ein Endzustand, da ein Weiterführen der Bewegung ohne weitere Maßnahmen nicht möglich ist. Hingegen ist der Viergelenk-Führungsmechanismus 5 mit einem Schwenkmotor vorgesehen, der die Bewegung auch ausgehend von diesem Zustand weiterführen kann.
  • Daher schreitet die Betätigung über den Zustand von 12C zu dem Zustand von 12D fort. Bei dem Zustand von 12D liegt das dritte Gelenk 524 auf seiner Aushubposition HP, die zugleich eine maximale Aushubhöhe darstellt. Demnach ist ein kinematischer Mittelpunkt des dritten Gelenks 524 ist in der Arbeitsposition AP auf einer Seite der Bezugsebene REF befindlich und in der Aushubposition HP auf der anderen Seite der Bezugsebene REF befindlich. Dies entspricht einem vollständigen Durchschwenken.
  • Der Viergelenk-Führungsmechanismus 5 des fünften Ausführungsbeispiels ermöglicht eine große Aushubhöhe. Da die Aushubhöhe proportional zu dem verfügbaren Bauraum entlang der Arbeitsrichtung AR ist, ist das fünfte Ausführungsbeispiel besonders vorteilhaft, wenn ausreichender Bauraum vorhanden ist. Zudem ist der Viergelenk-Führungsmechanismus 5 insbesondere für Einbauverhältnisse geeignet, bei welchen die Richtung der Betätigung nicht der Aushubrichtung AH entspricht, oder für Einbauverhältnisse, bei welchen die Anordnung eines Stellglieds in der Aushubrichtung AH nicht möglich ist.
  • Modifikationen
  • Die vorangehenden Ausführungsbeispiele wurden mit Bezug auf einen Viergelenk-Mechanismus beschrieben. Jedoch können Glieder unter Beibehaltung der Anzahl Gelenke weggelassen werden, wie bei der Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels erläutert. Zudem ist es möglich, mehr als vier Glieder und eine entsprechend höhere Anzahl Gelenke vorzusehen, wie im Folgenden erläutert wird.
  • 13 zeigt eine erste Modifikation M1 des erfindungsgemäßen Viergelenk-Führungsmechanismus. Die erste Modifikation M1 basiert auf dem ersten Ausführungsbeispiel, ist jedoch auf alle Ausführungsbeispiele anwendbar. Daher verfügt die erste Modifikation M1 über alle Merkmale des ersten Ausführungsbeispiels. Darüber hinaus sind bei der ersten Modifikation M1 zusätzlich zu den Gliedern 10, 20, 30, 40 ein erstes Hilfsglied 91 und ein zweites Hilfsglied 92 vorgesehen. Das erste Hilfsglied 91 verbindet die Mitte des zweiten Glieds 20 mit der Mitte des dritten Glieds 30. Das zweite Hilfsglied 92 verbindet die Mitte des ersten Glieds 10 mit der Mitte des vierten Glieds 40. Die Hilfsglieder 91, 92 sind an ihren jeweiligen Verbindungspunkten angelenkt. Somit stabilisieren die Hilfsglieder 91, 92 den Viergelenk-Führungsmechanismus zusätzlich, und ermöglichen die Aufnahme von größeren Kräften.
  • Bei der ersten Modifikation M1 sind das Tiefenführungselement 62 und die Schare 64 als ein Werkzeug W an dem vierten Glied 40 als das Werkzeugaufnahmeglied WA angebracht. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • 14 zeigt eine zweite Modifikation M2 des erfindungsgemäßen Viergelenk-Führungsmechanismus.
  • Die zweite Modifikation M2 verfügt über die Hilfsglieder 91, 92 gemäß der ersten Modifikation M1. Jedoch dient bei der zweiten Modifikation M2 das erste Hilfsglied 91 als ein Werkzeugaufnahmeglied WA. Somit sind das Tiefenführungselement 62 und die Schare 64 als ein Werkzeug W an dem Hilfsglied 91 als das Werkzeugaufnahmeglied WA angebracht. Dadurch wird die Flexibilität bei der Beschickung mit verschiedenen Werkzeugen weiter erhöht.
  • 15 zeigt eine dritte Modifikation M3 des erfindungsgemäßen Viergelenk-Führungsmechanismus. Die dritte Modifikation M3 basiert auf dem ersten Ausführungsbeispiel. Jedoch sind bei der dritten Modifikation M3 zusätzlich zu den Gliedern 10, 20, 30, 40 Hilfsglieder 91, 92 vorgesehen. Das erste Hilfsglied 91 verbindet die Mitte des zweiten Glieds 20 mit der Mitte des dritten Glieds 30, ist an den Verbindungspunkten angelenkt, und ist darüber hinaus weiter entgegen der Arbeitsrichtung AR verlängert. Das zweite Hilfsglied 92 verbindet das Ende des ersten Hilfsglieds 91 mit der Verlängerung 11 des ersten Glieds 10 und verläuft parallel zu dem zweiten Glied 20 und dem dritten Glied 30. Somit stabilisieren die Hilfsglieder 91, 92 den Viergelenk-Führungsmechanismus zusätzlich, und ermöglichen die Aufnahme von größeren Kräften. Ferner dient bei der dritten Modifikation M3 das erste Hilfsglied 91 als ein Werkzeugaufnahmeglied WA.
  • Vorangehend wurden Konfigurationen beschrieben, bei welchen ein Viergelenk-Führungsmechanismus mit einem oder mehreren Werkzeugen versehen ist. Darüber hinaus ist es möglich, mehrere Viergelenk-Führungsmechanismen vorzusehen, die in der Querrichtung zueinander parallel versetzt sind, wobei ihre Werkzeugaufnahmegelenke WA mittels Querstreben verbunden sind. An den Querstreben können somit Werkzeuge, Werkzeugaufnahmevorrichtungen oder Tiefenführungselemente angebracht sind. Ein derartiger Aufbau ermöglicht eine symmetrische Krafteinleitung in den Rahmen und verbessert die Stabilität des Viergelenk-Führungsmechanismus. Zudem wird dadurch ein Umrüsten von einer bestimmten Anzahl Werkzeuge, die auf die gesamte Breite des Querträgers bereitgestellt sind, auf die in etwa halbe Anzahl ermöglicht, ohne für diesen Zweck die Viergelenk-Führungsmechanismen abnehmen zu müssen. Dadurch wird der Umrüstaufwand verringert.
  • Die Glieder können verlängert sein oder eine andere Form als die längliche Form haben. Die vorstehenden Ausführungen sind auch in solchen Fällen anzuwenden, da grundsätzlich die kinematische Achse des Glieds maßgeblich ist, die durch die Verbindungslinie zwischen zwei Gelenken des Glieds definiert sind. Beispielsweise ist in 1 das erste Gelenk 10 über zwei Verlängerungen 11 an beiden Teilen des Rahmens 82 angebracht. Es ist jedoch auch eine alternative Betrachtung gültig, gemäß welcher ein durchgehendes erstes Glied die beiden Teile des Rahmens 82 verbindet und sich in ein kinematisches Glied 10 und die Verlängerungen 11 aufteilt. Als weiteres Beispiel ist in 3 das erste Glied 10 als Bauteil weggelassen und wird als kinematisches Element 10' durch die Lagerpunkte der Gelenke 12, 13 ersetzt. Gleichermaßen ist in 9 das dritte Glied 430 bogenförmig ausgebildet, könnte aber unter Beibehaltung der kinematischen Zusammenhänge als virtuelle geradlinige Verbindung zwischen dem zweiten Gelenk 413 und dem vierten Gelenk 434 betrachtet werden.
  • Die vorangehenden Beschreibungen stellen die kinematischen Zusammenhänge vereinfachend zweidimensional dar. Jedoch können die Zusammenhänge ins Dreidimensionale übertragen werden, indem Achsen gegebenenfalls durch Zylinder ersetzt werden sowie Ebenen durch zwei parallele Ebenen und dem dazwischenliegenden Raum ersetzt werden. Insbesondere die Gliedebenen können alternativ als Räume definiert werden, die von Hüllflächen umschlossen sind, welche bei dem Schwenken des entsprechenden Glieds über seinen gesamten Schwenkbereich entstehen.
  • Die verschiedenen Ausführungsbeispiele und Modifikationen, die vorangehend beschrieben sind, können in ihren jeweiligen Charakteristika miteinander kombiniert werden, solange sich dadurch keine offensichtlichen Widersprüche ergeben.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 2, 3, 4, 5
    Viergelenk-Führungsmechanismus
    2xx
    Bestandteile des zweiten Ausführungsbeispiels
    3xx
    Bestandteile des dritten Ausführungsbeispiels
    4xx
    Bestandteile des vierten Ausführungsbeispiels
    5xx
    Bestandteile des fünften Ausführungsbeispiels
    10
    erstes Glied
    11
    Verlängerung
    20
    zweites Glied
    30
    drittes Glied
    40
    viertes Glied
    12
    erstes Gelenk
    13
    zweites Gelenk
    24
    drittes Gelenk
    34
    viertes Gelenk
    50
    Werkzeugaufnahmevorrichtung
    62
    Tiefenführungselement
    64
    Schare
    70
    lineare Führung
    80
    Bodenbearbeitungsmaschine
    82
    Rahmen
    91
    erstes Hilfsglied
    92
    zweites Hilfsglied
    1'
    Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels
    10'
    kinematisches Element
    3'
    Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels
    AR
    Arbeitsrichtung
    AP
    Arbeitsposition
    AH
    Aushubrichtung
    HP
    Aushubposition
    E1
    erste Gliedebene
    E2
    zweite Gliedebene
    E3
    dritte Gliedebene
    LG
    Lagergelenk
    LR
    Längsrichtung
    QA
    Querachse
    QR
    Querrichtung
    REF
    Bezugsebene
    W
    Werkzeug
    WA
    Werkzeugaufnahmeglied
    WG
    Werkzeugaufnahmegelenk

Claims (44)

  1. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4) zum Führen von Werkzeugen für eine Bodenbearbeitungsmaschine (80) entlang einer Aushubrichtung (AH), wobei der Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4) Folgendes aufweist: ein erstes Glied (10; 210; 310; 410), welches an einem Rahmen (82) der Bodenbearbeitungsmaschine (80) befestigbar ist und eine längliche Form hat, ein zweites Glied (20; 220; 320; 420), das über ein erstes Gelenk (12; 212; 312; 412) an dem ersten Glied (10; 210; 310; 410) angelenkt ist, ein drittes Glied (30; 230; 330; 430), das über ein zweites Gelenk (13; 213; 313; 413) an dem ersten Glied (10; 210; 310; 410) angelenkt ist, und ein viertes Glied (40; 240; 340; 440), das über ein drittes Gelenk (24; 224; 324; 424) an dem zweiten Glied (20; 220; 320; 420) und über ein viertes Gelenk (34; 234; 334; 434) an dem dritten Glied (30; 230; 330; 430) angelenkt ist; wobei ein bestimmtes von dem zweiten Glied (20; 220; 320; 420), dem dritten Glied (30; 230; 330; 430) und dem vierten Glied (40; 240; 340; 440) als ein Werkzeugaufnahmeglied (WA) definiert ist, das in der Aushubrichtung (AH) zu führen ist und an dem ein Werkzeug (W) oder eine Werkzeugaufnahmevorrichtung (350; 450), an welcher ein oder mehrere Werkzeuge anbringbar ist/sind, befestigt ist; der Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4) eingerichtet ist, das Werkzeugaufnahmeglied (WA) zwischen einer Arbeitsposition (AP), in der das Werkzeugaufnahmeglied (WA) mit Bezug auf die Aushubrichtung (AH) in einer ersten Lage angeordnet ist, und einer Aushubposition (HP) zu führen, in der das Werkzeugaufnahmeglied (WA) mit Bezug auf die Aushubrichtung (AH) in einer zweiten Lage angeordnet ist; eine Querrichtung (QR) eine Richtung ist, die senkrecht zu einer Längsachse des ersten Glieds (10; 210; 310; 410) und der Aushubrichtung (AH) ist; die Längsachse des ersten Glieds (10; 210; 310; 410) und die Querrichtung (QR) eine Bezugsebene (REF) aufspannen; und das Werkzeugaufnahmeglied (WA), betrachtet in einer Ansicht entlang der Querrichtung (QR), in der Arbeitsposition (AP) vollständig auf einer Seite der Bezugsebene (REF) befindlich ist und in der Aushubposition (HP) mindestens teilweise auf der anderen Seite der Bezugsebene (REF) befindlich ist.
  2. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4) nach Anspruch 1, wobei sich das Werkzeugaufnahmeglied (WA) in der Aushubposition (HP) vollständig auf der anderen Seite der Bezugsebene (REF) befindet.
  3. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Glied (10; 210; 310) und das Werkzeugaufnahmeglied (WA) in der Arbeitsposition (AP) im Wesentlichen parallel sind.
  4. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Werkzeugaufnahmeglied (WA) das vierte Glied (40; 240; 340; 440) ist.
  5. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Abstand zwischen dem ersten Gelenk (12; 212; 312) und dem zweiten Gelenk (13; 213; 313), welche an dem ersten Glied (10; 210; 310) vorgesehen sind, im Wesentlichen gleich ist wie der Abstand zwischen dem dritten Gelenk (24; 224; 324) und dem vierten Gelenk (34; 234; 334), welche an dem vierten Glied (40; 240; 340) vorgesehen sind, und das erste Glied (10; 210; 310) und das vierte Glied (40; 240; 340) in der Arbeitsposition (AP) im Wesentlichen parallel sind.
  6. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3) nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Abstand zwischen dem ersten Gelenk (12; 212; 312) und dem dritten Gelenk (24; 224; 324), welche an dem zweiten Glied (20; 220; 320) vorgesehen sind, im Wesentlichen gleich ist wie der Abstand zwischen dem zweiten Gelenk (13; 213; 313) und dem vierten Gelenk (34; 234; 334), welche an dem dritten Glied (40; 240; 340) vorgesehen sind, und das zweite Glied (20; 220; 320) und das dritte Glied (30; 230; 330) in der Arbeitsposition (AP) im Wesentlichen parallel sind.
  7. Viergelenk-Führungsmechanismus (3) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Länge des zweiten Glieds (320) und des dritten Glieds (330) größer als die Länge des ersten Glieds (310) ist.
  8. Viergelenk-Führungsmechanismus (4) nach Anspruch 4, wobei die Länge des dritten Glieds (430) größer als die Länge des zweiten Glieds (420) ist.
  9. Viergelenk-Führungsmechanismus (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das dritte Glied (430) gebogen ist, sodass das vierte Gelenk (434) in der Arbeitsposition (AP) auf einer Seite der Bezugsebene (REF) befindlich ist und in der Aushubposition (HP) auf der anderen Seite der Bezugsebene (REF) befindlich ist.
  10. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Längsachse des ersten Glieds (10; 210; 310) entlang einer Arbeitsrichtung (AR) der Bodenbearbeitungsmaschine (80) verläuft, die Aushubrichtung (AH) eine im Wesentlichen vertikale Richtung während des Betriebs ist, und die erste Lage und die zweite Lage einer ersten Höhe und einer zweiten Höhe entsprechen, wobei die zweite Höhe über der ersten Höhe angeordnet ist.
  11. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei: die Längsachse des ersten Glieds (10; 210; 310; 410) und die Aushubrichtung (AH) eine erste Gliedebene (E1) aufspannen, eine Längsachse des Werkzeugaufnahmeglieds (WA) und die Aushubrichtung (AH) eine zweite Gliedebene (E2) aufspannen, die im Wesentlich parallel zu der ersten Gliedebene (E1) ist, und Längsachsen derjenigen Glieder des zweiten Glieds (20; 220; 320; 420), des dritten Glieds (30; 230; 330; 430) und des vierten Glieds (40; 240; 340; 440), die nicht das Werkzeugaufnahmeglied (WA) sind, eine dritte Gliedebene (E3) definieren, die parallel zu der ersten Gliedebene (E1) und der zweiten Gliedebene (E2) ist und von diesen verschieden ist.
  12. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4) nach Anspruch 11, wobei: die erste Gliedebene (E1) und die zweite Gliedebene (E2) koinzident sind.
  13. Viergelenk-Führungsmechanismus (5) zum Führen von Werkzeugen für eine Bodenbearbeitungsmaschine (80) entlang einer Aushubrichtung (AH), wobei der Viergelenk-Führungsmechanismus (5) Folgendes aufweist: ein Lagergelenk (LG), das an einem Rahmen (82) der Bodenbearbeitungsmaschine (80) befestigbar ist, ein erstes Glied (510), welches an dem Lagergelenk (LG) angelenkt ist, ein zweites Glied (520), welches an dem Lagergelenk (LG) angelenkt ist, ein drittes Glied (530), das über ein Gelenk (513) an dem ersten Glied (510) angelenkt ist, und ein viertes Glied (540), das über ein Gelenk (524) an dem zweiten Glied (520) und über ein Gelenk (534) an dem dritten Glied (530) angelenkt ist; wobei ein bestimmtes der Gelenke (513, 524, 534), die nicht das Lagergelenk (LG) sind, als ein Werkzeugaufnahmegelenk (WG) definiert ist, das in der Aushubrichtung (AH) zu führen ist und an dem ein Werkzeug (W) oder eine Werkzeugaufnahmevorrichtung (550), an welcher ein oder mehrere Werkzeuge anbringbar ist/sind, befestigt ist; und der Viergelenk-Führungsmechanismus (5) eingerichtet ist, das Werkzeugaufnahmegelenk (WG) zwischen einer Arbeitsposition (AP), in der das Werkzeugaufnahmegelenk (WG) mit Bezug auf die Aushubrichtung (AH) in einer ersten Lage angeordnet ist, und einer Aushubposition (HP) zu führen, in der das Werkzeugaufnahmegelenk (WG) mit Bezug auf die Aushubrichtung (AH) in einer zweiten Lage angeordnet ist.
  14. Viergelenk-Führungsmechanismus (5) nach Anspruch 13, wobei eine Schwenkachse des Lagergelenks (LG) eine Querachse (QA) definiert; eine Längsrichtung (LR) eine Richtung ist, die senkrecht zu der Aushubrichtung (AH) und der Querachse (QA) ist; die Längsrichtung (LR) und die Querachse (QA) eine Bezugsebene (REF) aufspannen; und ein kinematischer Mittelpunkt des Werkzeugaufnahmegelenks (WG) in der Arbeitsposition (AP) auf einer Seite der Bezugsebene (REF) befindlich ist und in der Aushubposition (HP) auf der anderen Seite der Bezugsebene (REF) befindlich ist.
  15. Viergelenk-Führungsmechanismus (5) nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Viergelenk-Führungsmechanismus (5) ein Scherenmechanismus ist, bei welchem eine Änderung des Abstands zwischen dem Lagergelenk (LG) und dem Gelenk (534), das das dritte Glied (530) und das vierte Glied (540) anlenkt, eine Änderung des Abstands zwischen den verbleibenden zwei Gelenken (513, 524) zur Folge hat.
  16. Viergelenk-Führungsmechanismus (5) nach Anspruch 15, wobei eines der verbleibenden zwei Gelenke (513, 524) das Werkzeugaufnahmegelenk (WG) ist.
  17. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, ferner mit einer Drehmomenterzeugungsvorrichtung, die ein relatives Drehmoment zwischen zwei angelenkten Gliedern erzeugen kann, um das Werkzeug (W) oder die Werkzeugaufnahmevorrichtung (350; 450; 550) zwischen der Arbeitsposition (AP) und der Aushubposition (HP) zu bewegen.
  18. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach Anspruch 17, wobei die Drehmomenterzeugungsvorrichtung ein lineares Stellglied hat, das eine Kraft auf eines der Glieder außerhalb eines dazugehörigen Gelenks aufbringt.
  19. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Drehmomenterzeugungsvorrichtung ein lineares Stellglied hat, das eine Kraft auf ein Gelenk aufbringt.
  20. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei die Drehmomenterzeugungsvorrichtung einen Schwenkmotor hat, der an einem Gelenk ein Drehmoment auf eines der Glieder aufbringt.
  21. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei die Drehmomenterzeugungsvorrichtung hydraulisch betätigt wird.
  22. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach einem der Ansprüche 17 bis 21, wobei die Drehmomenterzeugungsvorrichtung pneumatisch betätigt wird.
  23. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei die Drehmomenterzeugungsvorrichtung elektrisch oder elektromagnetisch betätigt wird.
  24. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, ferner mit einem Werkzeug (W), das an dem Werkzeugaufnahmeglied (WA), dem Werkzeugaufnahmegelenk (WG) oder der Werkzeugaufnahmevorrichtung (350; 450; 550) des Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) angebracht ist.
  25. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach Anspruch 24, wobei das Werkzeug (W) in der anfänglichen Bewegung von der Arbeitsposition (AP) zu der Aushubposition (HP) eine Bewegungskomponente entlang der Arbeitsrichtung (AR) aufweist.
  26. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach Anspruch 24 oder 25, ferner mit einem weiteren Werkzeug, das an einem anderen Glied als das Werkzeugaufnahmeglied (WA) angebracht ist.
  27. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach Anspruch 24 oder 25, ferner mit einem weiteren Werkzeug, das an einem anderen Gelenk zwischen zwei Gliedern als das Werkzeugaufnahmegelenk (WG) angebracht ist.
  28. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach einem der Ansprüche 1 bis 27, ferner mit einem Tiefenführungselement (62; 262; 362; 462; 562), das an dem Werkzeugaufnahmeglied (WA), dem Werkzeugaufnahmegelenk (WG) oder der Werkzeugaufnahmevorrichtung (350; 450; 550) angebracht ist und eingerichtet ist, die Höhe des Werkzeugaufnahmeglieds (WA), des Werkzeugaufnahmegelenks (WG) oder der Werkzeugaufnahmevorrichtung (350; 450; 550) über dem Boden konstant zu halten.
  29. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach Anspruch 28, wobei das Tiefenführungselement (62; 262; 362; 462; 562) ein Stützrad ist.
  30. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach Anspruch 28, wobei das Tiefenführungselement (62; 262; 362; 462; 562) eine Kufe ist.
  31. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach Anspruch 28, wobei das Tiefenführungselement (62; 262; 362; 462; 562) eine sensorbasierte Einrichtung ist, die einen Abstand zwischen dem Werkzeugaufnahmeglied (WA), dem Werkzeugaufnahmegelenk (WG) oder der Werkzeugaufnahmevorrichtung (350; 450; 550) und dem Boden erfasst und auf Grundlage der Erfassung die Höhe des Werkzeugaufnahmeglieds (WA), des Werkzeugaufnahmegelenks (WG) oder der Werkzeugaufnahmevorrichtung (350; 450; 550) auf eine Soll-Höhe einstellt.
  32. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach einem der Ansprüche 24 bis 31, wobei das Werkzeug (W) oder eines der Werkzeuge ein Hackgerät ist.
  33. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach einem der Ansprüche 24 bis 32, wobei das Werkzeug (W) oder eines der Werkzeuge ein Unkrautregulierungswerkzeug ist, das eingerichtet ist, Unkraut auf mechanische, chemische oder physikalische Weise zu regulieren.
  34. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach einem der Ansprüche 24 bis 33, wobei das Werkzeug (W) oder eines der Werkzeuge eine Schare (64) ist.
  35. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach einem der Ansprüche 24 bis 34, wobei das Werkzeug (W) oder eines der Werkzeuge ein rotierendes Werkzeug (W) ist.
  36. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach einem der Ansprüche 24 bis 35, wobei das Werkzeug (W) oder eines der Werkzeuge eine Düse zum Ausstoßen eines Fluids ist.
  37. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach einem der Ansprüche 24 bis 36, wobei das Werkzeug (W) oder eines der Werkzeuge eingerichtet ist, Unkraut durch Abflammen mit Gas zu vernichten.
  38. Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach einem der Ansprüche 24 bis 37, wobei das Werkzeug (W) oder eines der Werkzeuge eingerichtet ist, Unkraut mithilfe von heißer Luft zu vernichten.
  39. Rahmen (82) für eine Bodenbearbeitungsmaschine (80), an dem ein Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) nach einem der Ansprüche 1 bis 38 angebracht ist.
  40. Rahmen (82) nach Anspruch 39, ferner mit einer Schwenkvorrichtung, die ein Drehmoment zwischen einem Glied und dem Rahmen (82) erzeugen kann, um den Viergelenk-Führungsmechanismus (1; 2; 3; 4; 5) als Ganzes nach oben zu schwenken.
  41. Bodenbearbeitungsmaschine (80) mit einem Fahrgestell und einem Rahmen (82) nach Anspruch 39 oder 40.
  42. Bodenbearbeitungsmaschine (80) nach Anspruch 41, wobei das Werkzeug (W) oder eines der Werkzeuge den Boden über einer Reihe bearbeitet.
  43. Bodenbearbeitungsmaschine (80) nach Anspruch 41 oder 42, wobei das Werkzeug (W) oder eines der Werkzeuge den Boden zwischen zwei Reihen bearbeitet.
  44. Bodenbearbeitungsmaschine (80) nach einem der Ansprüche 41 bis 43, wobei das Werkzeug (W) oder eines der Werkzeuge den Boden über mehrere Reihen hinweg bearbeitet.
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