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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Verteilen von Flüssigkeiten
mit einer Vielzahl von beabstandet angeordneten Schläuchen, die
an einem Hauptrahmen angeordnet ist.
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Die Erfindung wird vorzugsweise zur
Anordnung an einem Fahrzeug mit einem Hauptrahmen und einem Tank
zum Verteilen von Gülle
auf Feldern angewendet.
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Bei der landwirtschaftlichen Nutzung
von Flächen
ist es üblich,
Gülle auf
Felder zu verteilen, und so einerseits anfallende Gülle zu entsorgen
und andererseits die Gülle
als Düngemittel
einzusetzen.
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Die Verteilung von Gülle auf
Feldern erfolgt dabei mit der Zielstellung, eine möglichst
gleichmäßige und
dosierbare Verteilung auf dem Feld zu erreichen. Die Gülleverteilung
erfolgt vorwiegend unter Einsatz von Vorrichtungen, welche eine
Vielzahl von beabstandet angeordneten Schläuchen aufweisen; mit welchen
die Gülle
unmittelbar auf Felder aufgetragen wird.
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Im Stand der Technik sind verschiedene
Vorrichtungen zum Verteilen von Gülle bekannt; bei denen jeweils
eine Vielzahl von beabstandeten Schläuchen angeordnet sind.
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Dabei ist es üblich, beidseitig an Fahrzeugen so
genannte Verteilerarme anzuordnen, die im Straßenverkehr parallel zur Fahrtrichtung
an das Fahrzeug herangeklappt werden können und auf dem Feld ausgeklappt
werden können,
um dort eine möglichst
große
Streubreite zu ermöglichen.
Zur Unterbrechung des Gülleaustrages
auf dem Feld sind dabei auch Vorrichtungen bekannt, mit denen in
Transportstellung zusätzlich
zu den vorgenannten Klappvorgängen
die Schläuche
nach oben geschwenkt werden können,
um ein Nachtropfen der Gülle
zu vermeiden.
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Nach
DE 297 23 446 U1 ist eine Halterung für ein Fahrzeug
zum Verteilen von Gülle
mit mindestens einem Verteilerarm, der an einem Fahrzeug zum Verteilen
von Gülle
anbringbar ist, und der durch Drehung um eine senkrechte Achse aus
einer Transportstellung in eine Arbeitsstellung bewegbar ist und
mit einer Haltevorrichtung für
Schläuche
zum Verteilen von Gülle,
die in Transportstellung nach oben klappbar ist und die in der Arbeitsstellung
nach unten klappbar ist, bekannt, bei der mindestens ein Verteilerarm
eine Schwenkvorrichtung aufweist, mittels derer der Verteilerarm
aus einer oberen Transportstellung in eine untere Arbeitsstellung
bringbar ist.
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Nachteilig ist dabei, dass für jeden
Verteilerarm eine separate Schwenkvorrichtung erforderlich ist;
besonders nachteilig ist jedoch, dass sowohl der Verteilerarm als
auch die Schwenkvorrichtung in ausgeklapptem Zustand relativ hohen
Biegemomenten ausgesetzt sind, so dass diese Einrichtungen sehr massiv
ausgebildet werden müssen.
Sehr große Längen des
Verteilerarms zur Erzielung einer sehr großen Arbeitsbreite sind nicht
möglich.
Des weiteren ist nachteilig, dass in Arbeitsstellung beide Verteilerarme
bezogen auf die Fahrzeuglängsachse
eine gemeinsame, starre Einheit bilden.
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Nach
EP 0 908 085 B1 ist eine Halterung für ein Fahrzeug
zum Verteilen von Gülle
mit mindestens einem Verteilerarm, der an dem Fahrzeug anbringbar ist
und der durch Drehen um eine senkrechte Achse aus einer Transportstellung
in einer Arbeitsstellung bewegbar ist, mit einer an dem Verteilerarm
angeordneten, um eine horizontale klappbaren Haltevorrichtung für Schläuche, die
in Transportstellung nach oben geklappt ist und die in Arbeitsstellung
nach unten geklappt ist, und mit einem Verteiler für Gülle, der Schläuche zum
Verteilen von Gülle
umfasst und der an dem Verteilerarm angebracht ist, bekannt, bei dem
der Verteiler für
Gülle unterhalb
der horizontalen Achse angeordnet ist, um die herum Haltevorrichtung für die Schläuche zum
Verteilen von Gülle
klappbar sind.
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Nachteilig ist bei dieser Vorrichtung,
dass zum Hochklappen und Herunterklappen der Schläuche eine
gesonderte Haltevorrichtung erforderlich ist, die an den Verteilerarmen
angeordnet werden muss. Ebenso wie bei der vorgenannten Vorrichtung
ist hier nachteilig, dass eine Korrektur der Höhenlage der Schläuche nicht
ohne weiteres möglich
ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung zur Verteilung von Gülle
unter Verwendung von mehreren beabstandeten Schläuchen anzugeben, die bei leichter
Bauweise große
Längen von
Verteilerarmen ermöglicht
und bei der eine Korrektur der Höhenlage
der Schläuche
möglich
ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit der
in Anspruch 1 angegebenen Merkmalskombinationen gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen sind
in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die Erfindung weist eine Reihe von
Vorteilen auf Durch die Anordnung von gegenüber, einem Hauptrahmen in jeder
Richtung unverschieblicher und in ihrer Längsachse drehbarer Obergurte
mit einem Drehgelenk mit jeweils zwei Freiheitsgraden gelingt es,
lange und tragfähige
Verteilerarme auszubilden, die sowohl von einer Transportstellung
parallel zur Fahrtrichtung zu einer Arbeitsstellung rechtwinklig
zur Fahrtrichtung von innen nach außen ausgeklappt werden können, als
auch durch Verdrehung um ihre Obergurtachse von unten nach oben
geklappt werden können.
Als Drehgelenk mit zwei Freiheitsgraden wird dabei eine gelenkige
Verbindung zwischen zwei Stäben
bezeichnet, die Verschiebungen in allen drei Koordinatenrichtungen übertragen und
Verdrehungen um zwei zueinander senkrecht verlaufende Achsen, wobei
diese beiden Achsen senkrecht zur Längsachse einer der beiden Stäbe verläuft, zulassen.
Durch die feste Verbindung jeweils eines Untergurtes mit jedem Obergurt
und durch die Verbindung beider Untergurte mit einem unteren Kopplungsstab
mit unteren Drehgelenken gelingt es dabei, eine kinematische Kette
auszubilden, welche eine sehr hohe Tragfähigkeit aufweist, so dass sehr
große
Längen
von Verteilerarmen ermöglicht
werden. Durch die Anordnung von Stäben zwischen dem drehbaren
Obergurt und dem Untergurt gelingt durch Vergrößerung des Hebearmes der inneren
Kräfte
in den Verteilerarmen eine Reduzierung der inneren Kräfte in den
Verteilerarmen. Durch die Anordnung von Anschlagelementen zur Begrenzung
der Verdrehbarkeit an den Untergurten und an dem unteren Kopplungsstab
gelingt es auf einfache Weise, ein Heranklappen, der Verteilerarme
an das Fahrzeug nur dann zu ermöglichen,
wenn die Schläuche
hochgeklappt sind. In Arbeitsstellung der ausgeklappten Verteilerarme
und bei heruntergeklappten Schläuchen
stellen die Anschlagelemente sicher, dass die Verteilerarme nicht
an das Fahrzeug heranklappen. Durch die Anordnung der Schläuche an
einem Untergurt, der selbst fest mit einem drehbaren Obergurt verbunden
ist, und die damit bewirkte Nutzung des Untergurtes als Haltevorrichtung
für die Schläuche kann
sowohl auf eine gesonderte Haltevorrichtung als auch auf eine gesonderte
Klappvorrichtung zwischen Verteilerarm und Haltevorrichtung verzichtet
werden.
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Die Kinematik der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gestattet darüber
hinaus ein Pendeln beider Verteilerarme, wobei ein Anheben eines
Verteilerarmes mit einem Absenken des anderen Verteilerarmes einhergeht:
Dadurch wird der Bodenkontakt der Schläuche verbessert; es gelingt,
die Verteilerarme mit den Schläuchen
weitgehend parallel zum Boden zu führen.
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Durch die Anordnung einer Federeinrichtung,
welche auf den unteren Kopplungsstab 3 eine in dessen Längsachse
wirkende, auslenkungsproportionale Normalkraft ausübt, wird
ein selbsttätiges Rückstellen
der Verteilerarme bewirkt; somit wird beispielsweise ein Verteilerarm,
der beim Überfahren
eines Hügels
nach oben gedrückt
wurde (während
der andere Verteilerarm nach unten gedrückt wurde) in seine Normallage
zurück
bewegt.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand
eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Dazu zeigen
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1 eine
Rückansicht
einer Ausführungsform
der Erfindung in einer ausgeklappten und heruntergeklappten Stellung,
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2 eine
Rückansicht
dieser Ausführungsform
in ausgeklappter und hochgeklappter Stellung,
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3 eine
Seitenansicht dieser Ausführungsform
in ausgeklappter und heruntergeklappter Stellung,
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4 eine
Seitenansicht dieser Ausführungsform
in hochgeklappter und angeklappter Stellung,
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5 eine
Draufsicht auf eine Ausführungsform
erfindungsgemäßer Anschlagelemente,
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6 eine
Rückansicht
einer Systemdarstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform und
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7 eine
Rückansicht
einer Systemdarstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform.
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Bei der in 1 dargestellten Rückansicht einer Ausführungsform
ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
in Arbeitsstellung ausgeklappt; Schläuche 11 zum Austrag
von Gülle
sind dabei heruntergeklappt. Im hinteren Bereich des Güllefahrzeuges, welches
einen Tank 1 aufweist, ist ein Hauptrahmen 2 angeordnet,
der an den Rahmen des Güllefahrzeuges
angeschlossen ist. Der Hauptrahmen 2 dient unter anderem
der Aufnahme eines oberen Kopplungsstabes 8; dieser obere
Kopplungsstab 8 ist in einer Längsachse drehbar im Hauptrahmen 2 geführt und in
Richtung seiner Längsachse
unverschieblich. An den Enden des oberen Kopplungsstabes 8 sind
obere Drehgelenke 5 angeordnet, die jeweils zwei Freiheitsgrade
aufweisen. Über
die oberen Drehgelenke 5 sind Obergurte 4 mit
dem oberen Kopplungsstab 8 verbunden. An jedem der Obergurte 4 ist
mit Stäben 10 ein
Untergurt 6 fest verbunden: Der Untergurt 6 ist – ebenso
wie der Obergurt 4 – als
Stahlhohlkastenprofil ausgebildet. Jeweils ein Untergurt 6,
ein zugehörender
Obergurt 4 und die jeweils dazwischen angeordneten Stäbe 10 bilden
einen Verteilerarm. Der Untergurt 6 dient unter anderem
als Träger
für die einzelnen
Schläuche 11.
Beide Untergurte 6 sind über untere Drehgelenke 7 mit
jeweils zwei Freiheitsgraden, mit einem Kopplungsstab 3 verbunden.
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2 zeigt
das gleiche Güllefahrzeug,
allerdings mit nach oben geklappten Verteilerarmen; die Enden der
Schläuche 11 weisen
nach oben; ein Auslaufen von Gülle
ist dadurch verhindert. Die aus den Untergurten 6, der
unteren Kopplungsstange 3, den Stäben 10 und dem Obergurt 4 gebildete
kinematische Kette wurde durch Verdrehung um 180° gegenüber dem in 1 dargestellten Arbeitszustand um die
Achse des oberen Kopplungsstabes 8 in diese Stellung bewegt.
Die dargestellte kinematische Kette ist jedoch nicht nur um die
Längsachse
des oberen Kopplungsstabes 8 drehbar; die sich neben dem Hauptrahmen 2 befindenden
Abschnitte der kinematischen Kette (die Verteilerarme) sind ebenfalls
um die Achse drehbar, welche jeweils durch ein oberes Drehgelenk 5 und
ein korrespondierendes unteres Drehgelenk 7 verläuft.
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In 3 ist
eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ausgeklappter
und heruntergeklappter Stellung dargestellt; sowohl die Achsen der
beiden Obergurte 5 und des oberen Kopplungsstabes 8 als
auch die Achsen der beiden Untergurte 6 und des unteren
Kopplungsstabes 3 liegen jeweils auf einer Geraden. In
der Figur ist eine mögliche
Drehbewegung der beschriebenen kinematischen Kette – nämlich die
Drehbewegung um die Achse des oberen Kopplungsstabes 8 – dargestellt. Die
zum Hochklappen der Verteilerarme erforderliche Umfangskraft wird
durch Drehung des oberen Kopplungsstabes (8) über zwei
je an dessen rechten und linken Ende befestigte Hebelarme und an
deren Ende befestigte Mitnehmer auf den unteren Kopplungsstab 3 und
von diesem über
die unteren Gelenke 7 auf die Verteilerarme übertragen.
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Der in 4 dargestellte
Transportzustand kann nur eingenommen werden, indem zunächst die kinematische
Kette um die Achse des oberen Kopplungsstabes 8 nach oben
geklappt wird, so dass sich die Untergurte 6 sowie der
untere Kopplungsstab 3 oberhalb des Obergurtes 4 und
des oberen Kopplungsstabes 8 befinden; anschließend müssen die Verteilerarme
an das Fahrzeug herangeklappt werden. In der dargestellten Transportstellung
ist ein Auslaufen von Restgülle
aus den Schläuchen 11 verhindert.
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5 zeigt
Anschlagelemente 9, die unter anderem im Bereich eines
unteren Drehgelenkes 7 angeordnet sind. Dargestellt ist
eine Draufsicht auf eine abgeklappte erfindungsgemäße Vorrichtung
in dem Arbeitszustand, welcher auch in den 1 und 3 gezeigt
ist. Die konsolartig ausgebildeten Anschlagelemente 9 zeigen
in diesem Zustand in Fahrtrichtung nach vorn. Die Anschlagelemente 9 sind
bei jedem der beiden unteren Drehgelenke 7 angeordnet; und
zwar jeweils ein Anschlagelement 9 an jedem Ende des unteren
Kopplungsstabes 3 sowie ein jeweils korrespondierendes
Anschlagelement 9 am gelenkigen Ende jedes Untergurtes 6.
Im Bereich der oberen Drehgelenke 5 sind ebenfalls jeweils
zwei Anschlagelemente 9 angeordnet, und zwar im beschriebenen
Zustand in Fahrtrichtung nach vorn zeigend. Jeweils korrespondierende
Anschlagelemente 9 begrenzen die Verdrehbarkeit von Verteilerarmen
in einer Richtung, wobei die Anschlagelemente im abgeklappten Zustand – wenn also
die Untergurte 6 sich unterhalb der Obergute 4 befinden – verhindern,
dass die Verteilerarme an das Fahrzeug heranklappen. Im hochgeklappten
Zustand befinden sich die Anschlagelemente 9 jeweils in
Fahrtrichtung hinter den Obergurten 4 bzw. hinter den Untergurten 6;
in diesem Zustand ist ein Anklappen der Verteilerarme an das Fahrzeug
möglich.
Die oberen Drehgelenke 5 sowie die unteren Drehgelenke 7 sind
zugfest ausgebildet und die Anschlagelemente 9 erlauben
die Übertragung
von Druckkräften,
so dass durch die Anschlagelemente 9 nicht nur eine Verdrehung
begrenzt ist, sondern eine Momentübertragung möglich ist.
Ein äußeres, angreifende
Momentenpaar sowie die daraus resultierenden inneren Kräfte sind
in der 5 dargestellt.
Die höchste
Momentenbelastung stellt sich ein, wenn der Untergurt 6 nach
oben oder nach unten geklappt wird und sich die Untergurte 6 auf gleicher
Höhe wie
die Obergurte 4 befinden, d.h. wenn sich die Verteilerarme
in horizontaler Lage befinden; dabei werden aus dem Gewicht der
Verteilerarme resultierende Biegemomente in den Obergurten 4 und
in den Untergurten 6 über
die Drehgelenke 5, 7 mit den Anschlagelementen 9 in
den oberen Kopplungsstab 8 sowie in den unteren Kopplungsstab 3 eingeleitet.
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Beim Hochklappen verhindern die Anschläge 9 ein
Voreilen eines der beiden Untergurte 6; auf diese Weise
wird ein Gleichlauf von rechtem und linkem Verteilerarm gewährleistet.
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In Arbeitsstellung verhindern die
an den unteren Drehgelenken 7 angeordnete Anschläge 9 ein Ausknicken
des auf Druck belasteten unteren Kopplungsstabes 3, so
dass die Untergurte 6 mit dem unteren Kopplungsstab 3 in
gestreckter Lage verharren.
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An Stelle der dargestellten Ausbildung
der Gelenke ist es auch möglich,
in senkrechter Lage eingebaute Gelenklager zu verwenden, die in
senkrechtem Lage eine unbegrenzte Drehbewegung um die Hochachse
sowie eine Schwenk- bzw. Kippbewegung um die Quer- und Längsachse
zulassen.
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Zur Begrenzung der Verdrehbarkeit
der Gelenke ist es darüber
hinaus möglich,
an Stelle der Anschlagelemente 9 eine – ohnehin zum An- und Ausklappen
der Verteilerarme genutzte – hydraulische Betätigungseinrichtung
zu verwenden.
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Die 6 und 7 zeigen schematische Darstellungen
von zwei möglichen
kinematischen Ketten, wobei bei 6 die
Obergurte 4 mit Hilfe von Drehgelenken 5 unmittelbar
am Hauptrahmen 2 angeordnet sind, während bei 7 eine oberer Kopplungsstab 8 angeordnet
ist, der im Rahmen 2 drehbar gelagert ist und der gegenüber dem
Hauptrahmen 2 horizontal unverschieblich ist. Beide Figuren
zeigen die kinematischen Ketten im ausgeklappten und heruntergeklappten
Zustand; am Rand der schematischen Darstellung sind einwirkenden äußeren Momente
dargestellt. Der untere Kopplungsstab 3 wirkt im dargestellten
Arbeitszustand als Druckstab, wobei die Größe seiner Druckkraft vom Abstand
zwischen Obergurtstäben 4 und
den Untergurten 6 sowie von der Größe der angreifenden äußeren Momente
abhängig
ist. Die erfindungsgemäße kinematische
Kette ist drehbar um eine Achse B, die durch die oberen Drehgelenke 5 verläuft und
klappbar um Achsen A und C, die durch jeweils korrespondierende
obere Drehgelenke 5 und untere Drehgelenke 7 verlaufen. In
Arbeitsstellung (heruntergeklappte Verteilerarme) sowie in Transportstellung
(hochgeklappte Verteilerarme – hier
nicht dargestellt) verlaufen die Achsen A und C etwa senkrecht;
während
des Auf- und Abklappens, d.h. während
einer Verdrehung um die Achse B können die Achsen A und C eine
horizoritale Lage einnehmen; in diesem Zustand wird ein Abklappen der
Verteilerarme um die Achse A und C durch die Anlagelemente 9 verhindert,
welche in 5 dargestellt
sind. Das Auf- und Abklappen der Verteilerarme, d.h. eine Verdrehung
um die Achse B, wird ermöglicht,
indem auf den unteren Kopplungsstab 3 Kräfte einwirken,
die ein Moment um die Achse B hervorrufen; derartige Kräfte können mit
Hilfe von Hydraulikzylindern, elektromechanisch oder manuell erzeugt
werden. Es ist jedoch auch möglich,
ein Moment um die Achse B durch Kräfte oder Momente hervorzurufen,
die auf andere Elemente der kinematischen Kette einwirken. In 7 wird deutlich, dass eine
Verschiebung des unteren Kupplungsstabes 3 in seiner Längsachse
ebenfalls möglich
ist, welches eine wechselseitige Auf- und Abbewegung der ausgeklappten
Verteilerarme zur Folge hat. Bei dieser wechselseitigen Auf- und
Abbewegung der ausgeklappten Verteilerarme geht das Anheben des Schwerpunktes
eines Verteilerarmes mit dem Absenken des anderen Verteilerarmes
einher; die kinematische Kette ist ein zumindest nahezu labiles
System ohne stabilen Zustand. Die mögliche Auf- und Abbewegung
ermöglicht
ein erzwungenes Ausweichen der Verteilerarme beim Überfahren
von Hügeln
oder Erhebungen. Um das nahezu labile System der kinematische Kette
im Betriebszustand in einer symmetrischen Lage zu halten oder in
eine symmetrische Lage zurück
zu zwingen; bei dem sich die Schwerpunkte beider Verteilerarme auf
gleicher Höhe
befinden, ist eine hier nicht dargestellte Federeinrichtung angeordnet,
die eine auslenkungsproportionale rückstellende Längskraft
auf den unteren Kopplungsstab 3 ausübt.
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- 1
- Tank
- 2
- Hauptrahmen
- 3
- unterer
Kopplungsstab
- 4
- Obergurt
- 5
- oberes
Drehgelenk
- 6
- Untergurt
- 7
- unteres
Drehgelenk
- 8
- oberer
Kopplungsstab
- 9
- Anschlagelemente
- 10
- Stäbe
- 11
- Schläuche
- 12
- Verteiler