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Die Erfindung betrifft eine Befüll- und Überladevorrichtung
für beschädigungsempfindliche
landwirtschaftliche Produkte und stoßempfindliche Schüttgüter, insbesondere
für den
Einsatz an oder auf Ernte-, Transport- und Verarbeitungsmaschinen zur
gutschonenden Befüllung
von Transport- und Lagerbehältern
und zum Auf- und Abladen dieser Behälter.
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Um die Umschlagverluste empfindlicher
Güter (Südfrüchte, Obst,
Gemüse)
zu minimieren, werden seit langem Container und Großkisten
verwendet, um ein mehrmaliges Umladen oder Verpacken des druckempfindlichen
Transportgutes zu vermeiden. Um die Transport- und Umschlagprozesse
effizient zu gestalten, weisen die verwendeten Behälter normierte
Größen auf.
Bekannt ist auch die Langzeitlagerung beschädigungsempfindlicher Produkte
in großvolumigen
Erntebehältnissen,
wie z. B. die saisonbedingte Lagerung von Tafeläpfeln in Großkisten in
klimatisierten Hallen.
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Der Vorteil besteht darin, dass das
Erntegut vor seiner Einlagerung nicht noch einmal umgeschlagen werden
muss, wodurch eine Rationalisierung des gesamten Ernte-Umschlag- und Lagerungsprozesses
erzielt wird und darüber
hinaus das Erntegut schonender behandelt und eine erhöhte Ausbeute erzielt
wird.
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Aus dem Obstbau sind Lösungen bekannt, bei
denen die Übergabe
eines befullten Transport- und Lagerbehälters vom Erntefahrzeug (Gespann aus
Zugmaschine und Anhänger)
auf ein weiteres Transportmittel durch Hebezeuge (Ladekran) oder Flurfördermittel
(Gabelstapler) erfolgt. Der Einsatz eines mobilen, autonomen Ladekranes
erhöht
signifikant die Kosten des Umschlagprozesses. Die Auslastung des
Kranes ist gering; ein Umschlag auf dem Feld ist wegen der Bodenbeschaffenheit,
insbesondere der Standsicherheit nicht, jedenfalls nicht gefahrlos
möglich.
Selbst wenn das Erntefahrzeug oder das übernehmende Transportfahrzeug über einen
eigenen Bord-Ladekran
verfügt,
so müssen
beim Umschlag der Behälter
Abstützeinrichtungen
ausgefahren werden, die die Standsicherheit des Fahrzeuges erhöhen. Dadurch
wird der Ernteprozess für
längere Zeit
unterbrochen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass beim Einsatz
fahrzeuggebundener Ladekrane der Ladebereich auf der Ernte- oder
Transportmaschine eingeschränkt
wird.
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Ein wesentlicher Nachteil fahrzeuggebundener
Ladekrane besteht in der begrenzten Nutzlast, die den Umschlag auf
kleine bis mittlere Behältergrößen begrenzen.
Kleinere Behälter
führen
beim Umschlagprozess zu einer Erhöhung der technologisch bedingten
Hilfs- und Wartezeiten. Zudem sind kleinere Behältnisse wegen des ungünstigen
Verhältnisses von
Behältergrundfläche und
-tiefe zum nutzbaren Behältervolumen
ungeeignet für
eine gutschonende Befüllung.
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Aus der Umschlagtechnik bekannt sind ebenso
Vorrichtungen zum hebezeuglosen Umschlag von Großbehältern zwischen unterschiedlichen
Fahrzeugen oder zwischen einem Fahrzeug und einer Be- oder Entladeeinrichtung,
wobei der Behälter
quer zur Längsachse
vom übergebenden Fahrzeug
auf ein seitlich neben diesem Fahrzeug positioniertes weiteres Fahrzeug
oder eine Übernahmeeinrichtung
verschoben wird.
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So wird in der
DE 38 33 942 A1 ein Verfahren zum
automatischen Umsetzen von großen
Behältern,
wie Containern, vorgeschlagen, bei dem die benachbarten Fahrzeugplattformen
des ersten und zweiten Fahrzeuges zu einer starren, ebenen Plattform
kraftschlüssig
gekoppelt werden und die auf Kufen gelagerten Behälter auf
Gleitflächen
der Fahrzeugplattformen verschiebbar sind. Diese Lösung ist nur
anwendbar auf Fahrzeuge oder Umschlageinrichtungen mit etwa gleicher
Höhe der
Ladeplattform. Eine Übertragung
auf Umschlagprozesse in der Landwirtschaft (z. B. bei der Ernte
von Saat- oder Speisekartoffeln) ist nicht gegeben, weil wegen der stochastischen
Bodenunebenheiten keine planparallele Positionierung der Ladebordwände zweier
Fahrzeuge auf gleichem Niveau realisiert werden kann.
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Zudem kommt es bei der Übergabe
des Behälters
zum Ein- bzw. Ausfedern der beteiligten Fahrzeuge, die die vorgeschlagene
starre Kopplung erschweren oder unmöglich machen.
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Daher wird in der
DE 4244156 A1 eine Vorrichtung
zum horizontalen Querverladen von Transportbehältern, insbesondere von Containern
und Wechselbehältern
zwischen den Ladeebenen zweier Fahrzeuge oder der Ladeebene eines
Fahrzeuges und einer Rampe vorgeschlagen, bei der die Ladeebenen
der Fahrzeuge bzw. der Rampe durch Ladebäume verbunden werden. Diese
Ladebäume,
die in den Ladeebenen herausziehbar angeordnet sind, dienen dem
Höhenausgleich
der benachbarten Ladeebenen. Der Umschlag der zu verladenden Transportbehälter erfolgt
mit Hilfe von Horizontalfördermitteln.
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Eine Übertragung dieser Lösung auf
die Bedingungen beim Umschlag von Großbehältern bei der Ernte von schlag-
und stoßempfindlichem
Erntegut ist ebenso nicht realisierbar. Grund dafür sind die schon
erwähnten
stochastischen Bodenverhältnisse (Ackerfurchen,
Bodenunebenheiten, feuchtes Erdreich) und die daraus resultierende
unterschiedliche Flächenpressung.
So kann selbst bei idealer paralleler Positionierung der benachbarten
Fahrzeuge nicht sichergestellt werden, dass die einzelnen Ladebäume der
Vorrichtung unter gleichem Neigungswinkel die Ladefläche der
jeweils anderen Ladebenen berühren.
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Aus der
EP 0 776 291 B1 ist ein
Verfahren zum Umschlagen von Ladungen, insbesondere zwischen einem
Schienenfahrzeug und einer Be- und Entladestation, durch Querverschieben
quer zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs bekannt. Der Güterumschlag
erfolgt mit Hilfe eines querverschiebbar gelagerten, plattenförmigen Tragelementes,
das Bestandteil des Transportfahrzeuges ist. Dabei ist das Tragelement
als Wechselboden ausgebildet, der als Ladungsvermittler verwendet
und zwischen dem Schienenfahrzeug und der Be- oder Entladestation verschoben
wird.
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Diese Lösung ist ausschließlich anwendbar bei
Umschlagprozessen, bei denen die Transportfahrzeuge und die Be-
und Entladestation eine streng determinierte Position (Lage, Höhenniveau)
zueinander einnehmen, wie z. B. auf stationären Großcontainer-Umschlagplätzen. Der Umschlag geschieht
ausschließlich
durch Horizontalverschiebung des Wechselbodens, der die Aufnahme
unterschiedlich gestalteter Container oder Großbehälter ermöglicht. Auf Grund der baulichen
und logistischen Gegebenheiten bedarf diese Lösung keines Höhenausgleichs zwischen
dem Transportfahrzeug und dem Ladeniveau der Be- und Entladestation.
Eine Transformation der Merkmale dieser Vorveröffentlichung auf die Einsatzbedingungen
in der Landwirtschaft ist nicht realisierbar.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die
Nachteile des Standes der Technik zu eliminieren. Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe gelöst
durch die Merkmale: des Hauptanspruchs. Vorzugsweise Weiterbildungen sind
Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die erfindungsgemäße Befull- und Überladevorrichtung
weist Mittel für
die sichere Aufnahme der zu befüllenden
Transport- und Lagerbehälter
auf der Erntemaschine oder einem mitgeführten Transportmittel, für eine gleichmäßige, gutschonende
und lagerungsgerechte Befüllung
der Transport- und Lagerbehälter
und eine zuverlässige
und gefahrlose Übergabe
der befüllten
Behälter
auf ein übernehmendes
Fahrzeug für
den Abtransport auf.
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Die Befüll- und Überladevorrichtung übernimmt
dabei folgende Funktionen: Aufnahme der Transport- und Lagerbehälter auf
der Erntemaschine oder einem mitgeführten Transportmittel,
gutschonende
und lagerungsgerechte Befüllung
der Transport- bzw. Lagerbehälter
auf der Erntemaschine oder einem mitgeführten Transportmittel und
Überladen
der gefüllten
Transport- bzw. Lagerbehälter
für den
Abtransport durch Querverschieben auf ein seitlich beabstandetes,
gesondertes Transportfahrzeug ohne Einsatz zusätzlicher Hebezeuge.
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Dazu ist auf der Erntemaschine eine
kipp- und verschiebbare Vorrichtung für den Transport- bzw. Lagerbehälter angeordnet.
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Die horizontal wirkende Verschiebeeinrichtung
ermöglicht
die Überbrückung des
seitlichen Abstandes zwischen Erntemaschine bzw. mitgeführtem Transportmittel
und dem für
den Ab- oder Weitertransport vorgesehenen Transportfahrzeug oder
einer Entladeeinrichtung.
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Daneben ermöglicht die quer zur Fahrzeuglängsachse
der Erntemaschine oder des Transportmittels angeordnete Verschiebeeinrichtung
durch eine oszillierende Bewegung eine gleichförmige Befüllung des Transport- und Lagerbehälters über ein fluchtend über der
Fahrzeuglängsachse
oder parallel dazu angeordnetes, in. Fahrzeuglängsrichtung teleskopierbares
oder verfahrbares Beladeband. Über das
Beladeband und die an seinem Übergabeende angeordneten
Einrichtungen zur Reduzierung der kinetischen Energie wird das zu
Schüttgut
mit minimierter Fallhöhe übergeben
und zugleich in Fahrzeuglängsrichtung
der Ernte- oder Transportmaschine gleichförmig verteilt abgelegt.
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Dabei wird während des Befüllens des
Behälters
mit der Befüllvorrichtung
dieser mit der Verschiebeeinrichtung quer zur Längsrichtung der Erntemaschine
zwischen den maximalen Auslenkungspunkten der Verschiebeeinrichtung
hin und her bewegt, so dass jeder Punkt der Grundfläche des
Behälters
und mit zunehmendem Befüllgrad
jeder Punkt im Behälterinnenraum
als Ort der Befüllung
erreicht wird. Bei kleineren Behältern
kann gegebenenfalls auf eine stetige oszillierende Bewegung des
Behälters
verzichtet werden. Hier ist es ausreichend, wenn der Behälter mit
Hilfe der Verschiebeeinrichtung zwischen zwei oder mehreren diskreten
Positionen quer zur Fahrzeuglängsrichtung
verschoben wird.
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Die Steuerung der Befüllvorrichtung
im Behälter
in vertikaler Richtung und in Längsrichtung
der Erntemaschine sowie die gleichzeitige Bewegung des Behälters in
Querrichtung der Erntemaschine in die Befüllpositionen mittels der Verschiebeeinrichtung
erfolgt vorteilhaft voll- oder teilautomatisiert. Dazu sind geeignete
Sensoren an der Befüllvorrichtung
anzuordnen, die die Abstände
der beweglichen Verteilvorrichtung zu den Wänden und zum Boden des Behälters bzw.
bei fortgeschrittenem Befüllgrad zu
den im Behälter
befindlichen Schüttgut
messen.
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In einer Verarbeitungselektronik
werden bei Erreichen bestimmter Abstandsgrenzwerte Steuersignale
an Stellorgane gesendet, die die Verteilvorrichtung auf ein neues
Höhenniveau
oder eine Befüllposition
quer zur Erntemaschine bewegen.
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In anderen Befüllstellungen der Verteilvorrichtung
wird durch Signale der Verarbeitungselektronik an die Antriebseinheit
des Verteilerbandes die Bewegungsrichtung des Bandes umgekehrt.
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Eine gleichmäßige Endbefüllung des Behälters kann
alternativ mittels Handsteuerung der Verteilvorrichtung durch Ausschwenken
desselben über die
Oberkante des Behälters
hinaus durch wahlweise Schaltung der Richtung des Verteilerbandes
vorgenommen erfolgen.
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Nach Beendigung des Befüllvorganges
wird der Behälter
durch die Verschiebeeinrichtung über die
seitliche Begrenzung der Erntemaschine hinaus in eine Überladeposition
geschoben. Durch das Kippen der Kippvorrichtung in der Überladeposition
wird eine Höhenanpassung
vorgenommen, die es ermöglicht,
den Niveauunterschied zwischen Erntemaschine oder mitgeführtem Transportmittel
und dem übernehmenden
Transportfahrzeug (z. B. infolge von Bodenunebenheiten) auszugleichen.
Nach Abschluss der Kippbewegung setzt der Behälter oder eine den Behälter aufnehmende
Rollpalette auf dem Transportfahrzeug oder einer das Ladegut übernehmenden
Einrichtung auf. Nachfolgend wird der Behälter oder die Rollpalette durch
eine angekoppelte Schubvorrichtung auf das Transportfahrzeug oder
die Einrichtung geschoben.
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Die Schubvorrichtung ist in der Lage,
den großvolumigen
Transport- und Lagerbehälter
aus der Überladeposition
in eine Transportposition auf dem Transportfahrzeug bzw. in eine
Lagerposition einer das Ladegut übernehmenden
Einrichtung; zu schieben. Dadurch ist ein Überladen des Behälters von
der Erntemaschine auf das Transportfahrzeug bzw. eine Lagereinrichtung
oder umgekehrt ohne Einsatz von Hebezeugen möglich.
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Da in der Landwirtschaft eine Vielzahl
verschiedener Transport- und Lagerbehälter (TLB) genutzt werden,
ist es vorteilhaft, die Aufnahmeeinrichtung mit einem Untergestell
auszustatten, auf den der Behälter
gestellt werden kann. Dieses Untergestell ist bei entsprechender
Dimensionierung in der Lage, verschiedene Typen von TLB aufzunehmen,
so dass keine neuen Behälter
beschafft werden müssen.
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Zur Erleichterung des Verschiebevorganges, bei
dem der Behälter
mit Hilfe der Schubvorrichtung aus der Überladeposition in die Transportposition verschoben
wird bzw. aus der Transportposition in die Überladeposition gezogen wird,
ist es vorteilhaft, dass der verwendete Behälter an der Unterseite über Transportrollen
verfügt,
insbesondere dann, wenn die kipp- und verschiebbare Aufnahmevorrichtung über ein
Untergestell verfügt.
Sollen Behälter
verwendet werden, die nicht über
Transportrollen verfügen,
so kann die gewünschte
Beweglichkeit mit Hilfe von Rollpaletten hergestellt werden. Als
Rollpaletten werden Rahmen bezeichnet, die über Rollen verfügen und
so bemessen sind, dass sie in der Lagre sind, mindestens einen TLB
aufzunehmen, wodurch die Behälter
leichter transportiert werden können.
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Die innovative Befüll- und Überladevorrichtung
zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau und hohe Zuverlässigkeit
auch unter den zum Teil ungünstigen
Arbeitsbedingungen in der Landwirtschaft aus. Durch die eingesetzte
Kippeinrichtung ist es möglich,
im weiten Grenzen Höhenunterschiede
zwischen dem Ernte- oder Transportfahrzeug und dem übernehmenden
Fahrzeug oder der übernehmenden Einrichtung
auszugleichen.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass auf zusätzliche
Abstützeinrichtungen,
die bei einer Kranverladung notwendig wären, um die Stabilität der beteiligten
Fahrzeuge bei der Übernahme
bzw. Übergabe
des Behälters
zu gewährleisten,
verzichtet werden kann. Dadurch werden die Umschlagzeiten für die Übergabe
bzw. Übernahme
der Behälter
signifikant reduziert. Durch den einfachen Aufbau der im wesentlichen
horizontal wirkenden Verschiebeeinrichtung ist es möglich, auch
große
Lasten sicher und zuverlässig
zu bewegen und zu positionieren.
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Ein weiterer Vorteil der multivalent
einsetzbaren Befüll-
und Überladevorrichtung
besteht darin, dass sie sowohl auf der Erntemaschine als auch auf Transportfahrzeugen
und -Hilfsmitteln sowie in stationären Einrichtung, wie Umschlagplätzen oder
Lagereinrichtungen verwendet werden kann, um eine geschlossene Transporttechnologie
zu realisieren.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass die Verschiebeeinrichtung sowohl die Lageveränderung des
Behälters
beim Befüllen
als auch den Ausgleich des seitlichen Abstandes zwischen den benachbarten
Fahrzeugen oder Einrichtungen bei der Übergabe des Behälters ermöglicht.
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Ein entscheidender Vorteil der innovativen Befüll- und Überladevorrichtung
besteht darin, dass keine feste oder starre mechanische Verbindung
zwischen den an der Übergabe
bzw. Übernahme
beteiligten Fahrzeugen oder Einrichtungen hergestellt werden muss,
um den Behälterwechsel
zu realisieren. Dadurch werden ebenfalls die Verladezeiten signifikant
reduziert. Zudem kann auf zusätzliche
Arretierungs- oder Verbindungsmittel für die Kopplung der beteiligten
Fahrzeuge oder Einrichtungen verzichtet werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung
ist die Aufnahmeeinrichtung, die der Aufnahme des Behälters oder
einer Behälterpalette
dient, so ausgebildet, dass mehrere Behälter aufnehmbar sind. Damit
können
mit der gleichen Befüll-
und Überladevorrichtung auch
kleinere Behältereinheiten
sicher manipuliert werden.
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In einer gleichfalls bevorzugten
Ausbildung sind die Behälter
in der Aufnahmeeinrichtung auf einer Rollpalette angeordnet. Dadurch
werden die benötigten
Schubkräfte
für die
Verschiebung bzw. die Überladung
des Behälters
reduziert. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann auf
eine gesonderte Rollpalette verzichtet werden, wenn der Behälter Transportrollen
aufweist.
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Um das Positionieren der beteiligten
Fahrzeuge bzw. Einrichtungen bei der Behälterübergabe zu erleichtern, ist
in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Oberrahmen (3)
der Verschiebeeinrichtung gegenüber
dem Unterrahmen in definierten Grenzen ausschwenkbar. Dadurch wird
das „Einfädeln" des
Behälters
oder der Rollpalette bei der Übergabe
auf das übernehmende
Fahrzeug bzw. die übernehmende
Einrichtung erleichtert.
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Um die Positionierung des Behälters oder der
Rollpalette bei der Übergabe
zu vereinfachen, weisen die an der Transportkette beteiligten Fahrzeuge
und Einrichtungen vorteilhaft Mittel zur Selbstjustierung des Behälters oder
der Rollpalette auf. Aufgrund der wirkenden Kräfte und der ungünstigen
klimatischen Arbeitsbedingungen in der Landwirtschaft werden vorteilhaft
konstruktiv einfache Mittel zur Selbstjustierung des Behälters oder
der Rollpalette, wie Führungsbahnen
oder Führungsprofile
(Schienenprofile, Stahlbauprofile, insbesondere V-Profile, Schwalbenschwanz-Profile,
M-Profile) eingesetzt.
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Zur Überbrückung größerer seitlicher Abstände zwischen
den übergebenden
bzw. übernehmenden
Fahrzeugen oder Einrichtungen ist an oder auf der Verschiebeeinrichtuug
eine gleichfalls quer verschiebbare Aufnahmeeinrichtung angeordnet. Durch
das Zusammenwirken der Verschiebeeinrichtung mit der eine weitere
Querverschiebung ermöglichenden
Aufnahmeeinrichtung können
größere Abstände zwischen
den beabstandeten Fahrzeugen teleskopartig überspannt werden.
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Die Verschiebung der Aufnahmeeinrichtung erfolgt
dabei bevorzugt durch eine Schubvorrichtung, die im wesentlichen
aus einem Hydraulikzylinder besteht, der eine sichere Übertragung
der notwendigen Kräfte
beim Überladevorgang
ermöglicht.
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In einer weiteren, gleichfalls bevorzugten Ausgestaltung
weisen die am Umschlagprozess beteiligten Fahrzeuge und Einrichtungen
Lage- oder Bewegungssensoren auf, die eine automatische, gegebenenfalls
adaptive Annäherung
zwischen den Fahrzeugen und Einrichtungen automatisch herbeiführen bzw.
unterstützen.
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Gleichfalls bevorzugt ist die Ausgestaltung der
am Umschlagprozess beteiligten Fahrzeuge und Einrichtungen mit optisch
und/oder akustisch wirkenden Positioniereinrichtungen, die es dem
Fahrer bzw. Bediener erleichtern, die Fahrzeuge in die gewünschte Überladeposition
zu lancieren.
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Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1:
Prinzipskizze der erfindungsgemäßen kipp-
und verschiebbaren Vorrichtung mit der Darstellung des Bewegungsablaufs
beim Befüllen des
Transport- und Lagerbehälters
in der Vorderansicht
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2:
Prinzipskizze der kipp- und verschiebbaren Vorrichtung in der Draufsicht
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3:
Prinzipskizze der Befüllvorrichtung
in der Seitenansicht
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4:
Darstellung des automatischen Befüllvorganges in der Seitenansicht
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5:
Darstellung des automatischen Befüllvorganges in der Draufsicht
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6:
Prinzipskizze der kipp- und verschiebbaren Vorrichtung mit der Darstellung
des Überladens
des Transport- und Lagerbehälters
auf ein Transportfahrzeug in der Seitenansicht
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7:
Darstellung des Überladebeginns
eines leeren Transport- und Lagerbehälters vom Transportfahrzeug
auf die Erntemaschine
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8:
Darstellung des Überladens
des Transport- und Lagerbehälters
auf ein Transportfahrzeug in der Draufsicht, sowie die in der Fahrzeugposition
einzuhaltenden Abstand a, Längsversatz 1 und Winkelabweichung
w
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9:
Vom Profilrad ausgehende Kraft am M-Profil der Profilschiene
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10:
Darstellung des Überladens
des Transport- und Lagerbehälters
vom Transportfahrzeug auf die Erntemaschine, sowie die Lage der
Positionierhilfe In 1 und 2 ist eine Erntemaschine (1)
dargestellt, die über
eine Verschiebeeinrichtung, eine Kippeinrichtung und eine Befüllvorrichtung
verfügt.
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Die Verschiebeeinrichtung besteht
im wesentlichen aus Unterrahmen (2), Oberrahmen (3)
und Verschiebezylinder (5). Die Kippeinrichtung besteht im
wesentlichen aus dem Kippzylinder (4), der sich am Fahrzeugrahmen
abstützt
und die darüber
angeordnete Verschiebeeinrichtung ankippt.
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Der Unterrahmen (2) ist über das
Lager (6) und den Kippzylinder (4) an den Grundrahmen
der Erntemaschine (7) angelenkt. Der Oberrahmen (3) liegt
auf Rollen (8) auf, die im Unterrahmen (2) befestigt
sind und lässt
sich so in Querrichtung zur Erntemaschine (9) mittels Verschiebezylinder
(5) bewegen.
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Am Unterrahmen (2) befinden
sich Kugelaufnahmen (10), am Oberrahmen (3) eine
Leiteinrichtung (11). Die Leiteinrichtung (11)
wird in einer Leitschiene (12) am Unterrahmen (2)
geführt.
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Die so dargestellte Anordnung von
Kugelaufnahme (10), Leitvorrichtung (11) und Leitschiene
(12) ermöglicht
ein Ausschwenken des Oberrahmens (3) zum Unterrahmen (2)
um den Winkel (13). Am Oberrahmen (3) sind Profilschienen
(14) angebracht, die im Ausführungsbeispiel als M-Profil
(15) ausgebildet sind (siehe Schnitt A-A). In den Profilschienen
(14) bewegen sich die Profilrollen (16) der Rollpalette (17).
Auf der Rollpalette (17) steht ein TLB (18).
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Der Verschiebezylinder (5)
ist auf der einen Seite am Unterrahmen (2) und an der anderen
Seite am Oberrahmen (3) angelenkt. Durch Ansteuerung des
Verschiebezylinders (5) wird der Oberrahmen (3) in
Querrichtung der Erntemaschine (9) und mit ihm die darauf
befindliche Rollpalette (17) und der TLB (18)
bewegt.
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Mit der so beschriebenen Bewegung
des Oberrahmens (3) werden die Befüllposition 1 (19), die
Befüllposition 2 (20)
und die Überladeposition (21)
erreicht.
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An der Rollpalette (17)
ist eine Koppelstange (22) befestigt, an der eine Greifvorrichtung
(23), die zur Verschiebevorrichtung (24) gehört, mittels
der Zange (25) angreift.
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Während
des nachfolgenden Befüllvorganges
ist die Zange (25) geschlossen, d.h. die Koppelstange (22)
wird umfasst und die Rollpalette (17) auf dem Oberrahmen
(3) fixiert.
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In 3 ist
beispielhaft eine Befüllvorrichtung
dargestellt, die das gutschonende und lagerungsgerechte Befüllen des
TLB (18) ermöglicht.
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Die Befüllvorrichtung ist am beweglichen Ende
des Verlesetisches (26) der Erntemaschine (1) befestigt.
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Die Befüllvorrichtung besteht aus Verteilerband
(27), Aufnahmerahmen (28), Aufnahmeträger (29)
und Koppel (30). Zur Verdeutlichung der Arbeitsraumes der
Befüllvorrichtung
ist diese in zwei Positionen (tiefster Befüllpunkt im Inneren des TLB,
ausgeschwenkte Position oberhalb der Oberkante des TLB) dargestellt.
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Die in 2 mit
A, B, C und D gekennzeichneten Drehpunkte gehören zu einem konstruktiv definierten
Kurbelgetriebe, wobei A und B die Festpunkte darstellen.
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Das bewegliche Ende des Verlesetisches (26)
und die daran befestigte Befüllvorrichtung
wird vom Zugzylinder (31) während des gesamten Befüllvorganges
in vertikaler Richtung bewegt.
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Das Kurbelgetriebe stellt über die
Koppel (30) und den Aufnahmeträger (29) sicher, dass
das Verteilerband (27) während des Befüllvorganges
annähernd
horizontal liegt und sich erst gegen Ende des Befüllvorganges
an die gestreckte Lage des beweglichen Endes des Verlesetisches
(26) anpasst.
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Der Befüllvorgang läuft wie folgt ab:
Der
TLB (18) wird mittels der kipp- und verschiebbaren Vorrichtung
in eine Befüllposition,
z. B. in die Befüllposition 1 (19)
gebracht. Durch Ansteuerung des Zugzylinders (31) wird
das bewegliche Ende des Verlesetisches (26) und damit die
Befüllvorrichtung
in den TLB (18) abgesenkt, bis die minimale Abgabehöhe für Kartoffeln
erreicht ist. Das Verteilerband (27) wird mittels Laufzylinder
(33) in Längsrichtung
der Erntemaschine (35) bis nahe an die Innenwand des TLB
(18) geschoben.
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Die landwirtschaftlichen Produkte,
z. B. Kartoffeln (32) werden vom Handverlesetisch über das bewegliche
Ende des Verlesetisches (26) auf das Verteilerband (27)
gefördert
und am Abgabeende in den TLB (18) abgegeben.
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Nach Erreichen eines ersten kleinen
Schüttkegels
Kartoffeln (32) wird durch den Laufzylinder (33)
das Verteilerband (27) langsam zurückbewegt, so dass eine erste
Kartoffelschicht entsteht.
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Nach Erreichen der Endstellung des
Verteilerbandes (27) wird die Bewegungsrichtung des Verteilerbandes
(34) umgekehrt, so dass an der gegenüberliegenden Seite des TLB
(18) ein neuer kleiner Schüttkegel aus Erntegut (32)
gebildet wird. Über den
Laufzylinder (33) wird während des Befüllvorganges
das Verteilerband (27) in die entgegengesetzte Richtung
solange verschoben, bis eine einheitliche Lage Kartoffeln entstanden
ist.
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Mit Erreichen dieser Stellung des
Verteilerbandes (27) wird der Verschiebezylinder (5)
angesteuert und der Oberrahmen (3) mit Rollpalette (17) und
TLB (18) in die Befüllposition 2 (20)
gebracht.
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Der Abstand zwischen Befüllposition 1 (19) und
Befüllposition 2 (20)
ist dabei so gewählt,
dass er größer oder
gleich der Breite b des Verteilerbandes (27) ist.
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Mittels Laufzylinder (33)
wird das Verteilerband (27) in Längsrichtung der Erntemaschine
(35) bis nahe an die Innenwand des TLB (18) geschoben und
die Kartoffeln (32) in den Behälter (18) abgegeben.
Die schichtweise Einlagerung verläuft wie oben beschrieben.
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Am Ende der ersten Kartoffelschicht
wird über
den Zugzylinder (31) die Befüllvorrichtung mit dem beweglichen
Ende des Verlesetisches (26) soweit angehoben, dass eine
entsprechende minimale Abgabehöhe
zur ersten Kartoffelschicht entsteht. In der so beschriebenen Weise
werden die zweite und die folgenden Kartoffelschichten im TLB (18)
gebildet, bis der Behälter
gefüllt
ist.
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Die Kartoffeln (32) gelangen
auf diese Weise mit geringer kinetischer Energie lagenweise in den TLB
(18). Durch die minimale Stoßbelastung des Erntegutes und
die gute Belüftung
des Lagergutes aufgrund der gleichförmigen Verteilung der Kartoffeln wird
eine Langzeitlagerung des Erntegutes in den verwendeten Transport-
und Lagerbehältnissen
ermöglicht,
ohne dass es eines weiteren Umschlagprozesses bedarf. Durch die
gleichförmige
Verteilung des Erntegutes wird zudem eine Entmischung von Erntegut
und zwangsläufig
mitgeführtem
Erdreich vermieden. Anderenfalls würde sich im Bereich des Auftreffens
des Erntegutes eine Anhäufung
von in der Regel feuchter Erde bilden. Damit wäre in dem Behälter eine
Fäulnisquelle
vorhanden, die beim direkten Befüllen
von Großraum-Lagerkisten
unbedingt vermieden werden muss, da die Kartoffeln in diesen Behältnissen über längere Zeiträume gelagert werden
und an diesen Stellen eine wesentlich schlechtere Belüftung der
Lagerkartoffeln erfolgt.
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Konstruktiv bedingt ergibt sich in
der Mitte des TLB (18) ein durch das Verteilband (27)
nicht erreichter Füllbereich
(36). Dieser nicht erreichte Füllbereich (36) wird
dadurch gefüllt,
dass das Verteilband (27) in der oberen Stellung des beweglichen Endes
des Verlesetisches (26) über den Laufzylinder (33) über die
Oberkante des TLB (18) hinaus in die Endbefüllposition
(37) geschoben wird, die Bewegungsrichtung des Verteilerbandes
(34) zur Mitte des Behälters
(18) zeigt und die Kartoffeln (32) jetzt die Behältermitte
und in den bisher nicht erreichten Füllbereich (36) abgelegt
werden.
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Mit dem wiederholten Verschieben
des TLB (18) in die Befüllposition 1 (19)
wird eine komplette Restbefüllung
und eine gleichmäßige Kartoffeloberfläche auf
dem Behälter
(18) erzielt, was wiederum eine günstige Voraussetzung für die nachfolgende Belüftung darstellt.
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Nach Abschluss des Befüllvorganges
wird der Kartoffelzulauf aus der Erntemaschine (1) gestoppt
und die Maschine angehalten.
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Der eben geschilderte Befüllvorgang
erfordert ein hohes Maß an
Aufmerksamkeit und eine zusätzliche
Person zur Bedienung der Steuerorgane.
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Durch fest definierte Bezugspunkte
im TLB (18), insbesondere die vordere und die hintere Innenwand
bzw. die Kartoffelschicht- und die fixen Lagen der Befüllpositionen 1 (19)
und 2 (20), lässt
sich dieser Befüllvorgang
leicht automatisieren.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel (4 und 5 ist
ein automatisierter Befüllvorgang
beschrieben:
Dazu werden am Verteilerband (27) beidseitig
Abstandssensoren – vertikal
(39) und in der Nähe
der Abwurfenden vorn und hinten je ein Abstandssensor- horizontal
(40) angeordnet. Am Unterrahmen (2) werden zwei
Kontaktgeber 1 (41) befestigt, die so eingestellt
werden, dass bei Erreichen von Befüllposition 1 (19)
und 2 (20) ein Signal gegeben wird. Am Zugzylinder
(31) ist ein Kontaktgeber 2 (42) angeordnet, der
beim Erreichen der obersten Stellung ein Lichtsignal abgibt und
das baldige Ende des Befüllvorganges
anzeigt, so dass die Restbefüllung
des bisher nicht erreichten Füllbereiches
(36) per Handsteuerung und das Beenden des Rodens sowie
das Stilllegen der Erntemaschine (1) erfolgen kann.
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Der automatisierte Befüllvorgang
läuft wie folgt
ab:
Nach dem Abstellen des TLB (18) in Befüllposition 1 (19)
wird der automatische Befüllvorgang
gestartet. Das bewegliche Ende des Verlesetisches (26)
bewegt sich mit der Befüllvorrichtung
in den Innenraum des TLB (18) bis auf die am Abstandssensorvertikal (39)
eingestellte Höhe.
Der Laufzylinder (33) erhält ein Signal und bewegt das
Verteilerband (27) in Richtung vordere Behälterwand
bis der am vorderen Abstandssensor- horizontal (40) eingestellte
Abstand erreicht ist. In dieser Stellung erhält die Antriebseinheit V(43)
des Verteilerbandes ein Signal zur Bewegung des Bandes (44)
in Richtung des signalgebenden Abstandssensor- horizontal (40).
Das Verteilerband (27) bewegt sich während des Befüllens langsam
zurück
bis der am hinteren Abstandssensor- horizontal (40) eingestellte
Abstand zur hinteren Innenwand des TLB (18) erreicht ist.
In dieser Stellung erhält
die Antriebseinheit V(43) ein Signal zur Bewegungsumkehr
des Bandes (44). Die Befüllung des ersten Kartoffelstreifens
wird durch langsames Zurückfahren
des Verteilerbandes (27) abgeschlossen. Mit Ansprechen
des Abstandssensors- horizontal (40) vorn, erhält der Verschiebezylinder
(5) ein Steuersignal und bewegt Oberrahmen (3),
Rollpalette (17) und TLB (18) in Befüllposition 2 (20).
Der zweite Kartoffelstreifen wird wie oben beschrieben eingefüllt und
damit die Einlagerung der ersten Kartoffelschicht im TLB (18)
beendet.
-
In dieser Lage erhält der Verschiebezylinder (5)
erneut vom Abstandssensor- horizontal (40) ein Steuersignal
und bewegt den Behälter
(18) wieder in Befüllposition 1 (19).
-
Die Abstandssensoren- vertikal (39) „tasten" bei
dieser Behälterbewegung
die Oberfläche
ab und regeln über
den Zugzylinder (31) die Einhaltung des eingestellten Abstandes
zwischen Sensor(39) und dem Boden des Behälters (18)
bzw. zwischen Sensor (39) und der darunter liegenden Kartoffelschicht.
-
Der Befüllvorgang wird – wie beschrieben – wiederholt,
bis die oberste Stellung des beweglichen Endes des Verlesetisches
(26) erreicht ist. Hier spricht der Kontaktgeber 2 (42)
am Zugzylinder (31) an und signalisiert das Ende des automatischen
Befüllvorganges.
-
Der anschließende Überladeprozess des gefüllten TLB
(18) von der Erntemaschine (1) auf ein Transportfahrzeug
(TFZ) (38) läuft
wie folgt ab (vgl. hierzu 6, 7 und 8):
Auf
dem TFZ (38) ist ein Transportrahmen (45) mit dem
Fahrzeugboden fest verankert. Das TFZ (38) fährt parallel
zur stehenden Erntemaschine (1) in die Fahrzeugposition
(51). Dabei ist vom Fahrer des TFZ (38) der konstruktiv
vorgesehene Abstand a zwischen Erntemaschine (1) und TFZ
(38) nicht zu überschreiten.
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Der mögliche Längsversatz 1 die Winkelabweichung
w der Fahrzeugposition (51) ist in einem vorgegebenen Toleranzbereich
einzuhalten (8). Die
maximale Höhendifferenz
h (6) zwischen Oberrahmen
(3) und Transportrahmen (45), die nicht überschritten
werden kann, ist abhängig
von der konkreten konstruktiven Ausbildung der Übergabeeinrichtung.
-
Nach Einnahme der Fahrzeugposition
(51) des TFZ (38) neben der Erntemaschine (1)
wird durch Ansteuerung des Verschiebezylinders (5) der Oberrahmen
(3) mit Rollpalette (17) und TLB (18)
in die Überladeposition
(21) gebracht. Das 1. Profilradpaar (52) an der
Rollpalette (17) ragt dabei um den Überstand ü über das Ende des Oberrahmens
(3) hinaus.
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Durch Ansteuerung des Kippzylinders
(4) wird der Unterrahmen (2) mit den darauf angebrachten
Baugruppen soweit abgesenkt, bis jeweils das 1. Profilradpaar (52)
auf der Profilschiene 2 (46) aufsetzt. Anschließend wird
die Schubvorrichtung (24) aktiviert. Die Schubvorrichtung
(24) besteht aus der Antriebseinheit Z (53), aus
dem Schlitten (54) und der Greifvorrichtung (23).
-
Die Greifvorrichtung (23)
ist auf dem Schlitten (54) montiert, der von der Antriebseinheit
Z (53) und einem Übertragungselement
(55) in Führungen (56)
im Oberrahmen (3) hin- und her bewegt wird.
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Die Greifvorrichtung (23)
besteht aus Greifzylinder (57) und Zange (25),
wobei der Greifzylinder (57) das Öffnen und Schließen der
Zange (25) bewirkt.
-
Das Verschieben des gefüllten TLB
(18) vom Oberrahmen (3) auf den Transportrahmen
(45) nach dem Aufsetzen des 1. Rollenpaars (52)
der Rollpalette (17) geschieht wie folgt:
Die Zange
(25) an der Koppelstange (22) der Rollpalette
(17) ist geschlossen. Die Antriebseinheit Z (53) wird
angesteuert und bewegt den Schlitten (54) über das Übertragungselement
(55) in den Führungen (56)
bis zum Ende des Oberrahmens (3). Dabei bewegt sich die
Rollpalette (17) vom Oberrahmen (3) herunter und
auf den Transportrahmen (45) in den Profilschienen 2 (46)
bis zum Anschlag (48). Die Transportsicherung (50)
wird eingerastet, wodurch die Rollpalette (17) quer zur
Fahrtrichtung gegen ein Verrollen beim Transport fixiert ist.
-
Die Zange (25) wird über den
Greifzylinder (57) geöffnet
und danach der Schlitten (54) im Oberrahmen (3)
zurückgefahren.
-
Das nächste TFZ mit einem leeren
TLB (18), der auf einer Rollpalette (17) und diese
auf einem Transportrahmen (45) steht, fährt in die Fahrzeugposition
(51) (10).
-
Über
die Antriebseinheit Z (53) – in oben beschriebener Weise
angetrieben – bewegt
sich der Schlitten (54) mit der zwischenzeitlich geöffneten Zange
(25) bis zur Koppelstange (22) der Rollpalette (17).
Der Greifzylinder (57) betätigt die Zange (25), die
die Koppelstange (22) umfasst. Die Antriebseinheit Z (53)
wird so gesteuert, dass der Schlitten (54) mit angekoppelter
Rollpalette (17) und leerem TLB (18) vom Transportrahmen
(45) herunter und auf den Oberrahmen (3) gezogen
wird.
-
Hierbei überbrückt das 4. Profilradpaar (58) den
Abstand a zwischen Erntemaschine (1) und TFZ (38)
und setzt auf den Profilschienen 1 (14) des Oberrahmens
(3) auf, bevor das 3. Profilradpaar (59) den Transportrahmen
(45) verlassen hat.
-
Nachdem die Rollpalette (17)
mit dem leeren TLB (18) auf den Oberrahmen (3)
gezogen wurde, wird der Unterrahmen (2) über den
Kippzylinder (4) in waagerechte Lage gebracht und der Verschiebezylinder
(5) betätigt,
der den Oberrahmen (3) mit den darauf befindlichen Baugruppen
und dem TLB (18) in die Befüllposition 1 (19)
bewegt. Der Befüllvorgang kann
wieder beginnen.
-
Der beschriebene Überladevorgang eines vollen
TLB (18) von der Erntemaschine (1) auf das TFZ
(38) und der eines leeren Behälters (18) vom TFZ
(38) auf die Erntemaschine (1) ist schnell, ohne zusätzliche
Hebemittel und ohne temporäre
Schaffung einer festen oder tragenden Verbindung zwischen beiden
Fahrzeugen realisierbar. Ebenso kann auf Abstützungen beider Fahrzeuge gegenüber dem Boden
verzichtet werden, wie das beim Einsatz von Hebezeugen aufgrund
der bewegten Lasten unabdingbar wäre.
-
Kommt es beim Heranfahren des TFZ
(38) mit dem leeren Behälter
(18) in die Fahrzeugposition (51) (10) zu einem Längsversatz 1 und/oder
zu einer Winkelabweichung w innerhalb eines zulässigen Bereiches, wird beim
Aufsetzen des 4. Profilradpaares (58) auf die Profilschiene 1 (14) – ausgelöst durch
die Kraft N (60) der Profilrolle (26) an der Flanke
des M-Profils (15) (9 und 10) – zu einem Ausschwenken des
Oberrahmens (3) gegenüber
dem Unterrahmens (2) um den Winkel (13). Das Ausschwenken
geht soweit, bis Profilschiene 1 (14) und Profilschiene 2 (46)
gegenüber
stehen und der Überladevorgang
problemlos erfolgen kann.
-
Beim Ausschwenken des Oberrahmens
(3) stützt
sich dieser auf der Kugelaufnahme (10) und den Rollen (8)
ab. Der Ausschwenkwinkel (13) des Oberrahmens (3)
wird durch Leitvorrichtung (11) und Leitschiene (12)
begrenzt. Das Einführen
der Leitschiene (12) in die Leitvorrichtung (11)
bewirkt ein Rückschwenken
des Oberrahmens (3) in die Ausgangslage auf dem Unterrahmen
(2).
-
Da das Heranfahren des TFZ (38)
an die Erntemaschine (1) und das Einhalten vorgegebener Toleranzbereiche
für den
Abstand a, den Längsversatz 1 und
die Winkelabweichung w vor Beginn des Überladevorganges von wesentlicher
Bedeutung ist, sollte vorzugsweise eine Positionierhilfe (61)
verwendet werden, insbesondere dann, wenn auf dem TFZ (38)
mehrere TLB (18) aufgestellt bzw. mehrere TFZ (38)
in einem Zug eingesetzt werden.
-
In 10 wird
ein Ausführungsbeispiel
beschrieben.
-
An der Erntemaschine (1)
wird ein Stab (62) angeordnet. Dieser Stab (62)
aus vorzugsweise elastischem Material hat etwa die Länge a und
befindet sich am hinteren Ende der Erntemaschine (1).
-
Das in der Regel von hinten nach
vorn an die stehende Erntemaschine (1) heranfahrende TFZ
(38) orientiert sich durch Sichtkontakt an diesem Stab
(62) frühzeitig
und realisiert so den geforderten Abstand a. Infolge der Anordnung
des Stabes (62) am hinteren Ende der Erntemaschine (1)
wird dabei auch die Einhaltung der zulässigen Winkelabweichung w realisiert.
-
Darüber hinaus wird an der Erntemaschine (1)
ein Signalgeber (63) und am TFZ (38) ein Reflexionsstreifen
(64) so angeordnet, dass beide exakt gegenüber stehen,
wenn die Profilschiene 1 (14) des Oberrahmens (3)
und die Profilschiene 2 (46) auf dem Transportrahmen
(45) fluchten Das entspricht der gewünschten Fahrzeugposition (51).
-
Bewegt sich nun beim Heranfahren
des TFZ (38) mit dem Reflexionsstreifen (64) dieser
in die Lage gegenüber
des Signalgebers (63), so wird das vom Signalgeber (63)
gesendete, am Reflexionsstreifen (64) reflektierte Signal
vom Signalgeber (63) empfangen, in bekannter Weise verarbeitet
und ein für
den Fahrer des TFZ (38) erkennbares akustisches oder optisches
Signal erzeugt. Der Fahrer stoppt auf das Signal hin das TFZ (38)
in der gewünschten Fahrzeugposition
(51).
-
- (1)
- Erntemaschine
- (2)
- Unterrahmen
- (3)
- Oberrahmen
- (4)
- Kippzylinder
- (5)
- Verschiebezylinder
- (6)
- Lager
- (7)
- Grundrahmen
der Erntemaschine
- (8)
- Rollen
- (9)
- Querrichtung
zur Erntemaschine
- (10)
- Kugelaufnahme
- (11)
- Leiteinrichtung
- (12)
- Leitschiene
- (13)
- Winkel
- (14)
- Profilschiene
1
- (15)
- M-Profil
- (16)
- Profilrollen
- (17)
- Rollpalette
- (18)
- Behälter [Transport-
und Lagerbehälter
(TLB)]
- (19)
- Befüllposition
1
- (20)
- Befüllposition
2
- (21)
- Überladeposition
- (22)
- Koppelstange
- (23)
- Greifvorrichtung
- (24)
- Schubvorrichtung
- (25)
- Zange
- (26)
- bewegliches
Ende des Verlesetisches
- (27)
- Verteilerband
- (28)
- Aufnahmerahmen
- (29)
- Aufnahmeträger
- (30)
- Koppel
- (31)
- Zugzylinder
- (32)
- Kartoffeln
- (33)
- Laufzylinder
- (34)
- Bewegungsrichtung
des Verteilerbandes
- (35)
- Längsrichtung
der Erntemaschine
- (36)
- nicht
erreichbarer Füllbereich
- (37)
- Endbefüllposition
- (38)
- Transportfahrzeug
(TFZ)
- (39)
- Abstandssensor-
vertikal
- (40)
- Abstandssensor-
horizontal
- (41)
- Kontaktgeber
1
- (42)
- Kontaktgeber
2
- (43)
- Antriebseinheit
V
- (44)
- Band
des Verteilerbandes
- (45)
- Transportrahmen
- (46)
- Profilschiene
2
- (47)
- Einlaufprofil
- (48)
- Anschlag
- (49)
- Querträger
- (50)
- Transportsicherung
- (51)
- Fahrzeugposition
- (52)
- 1.
Profilradpaar
- (53)
- Antriebseinheit
Z
- (54)
- Schlitten
- (55)
- Übertragungselement
- (56)
- Führungen
- (57)
- Greifzylinder
- (58)
- 4.
Profilradpaar
- (59)
- 3.
Profilradpaar
- (60)
- Kraft
N
- (61)
- Positionierhilfe
- (62)
- Stab
- (63)
- Signalgeber
- (64)
- Reflexionsstreifen
- A,
B, C, D
- Drehpunkte
des Kurbelgetriebes
- a
- Abstand
zwischen Erntemaschine und Transportfahrzeug
- b
- Breite
des Verteilerbandes
- h
- Höhendifferenz
zwischen Ober- und Transportrahmen
- 1
- Längsversatz
- ü
- Überstand
- w
- Winkelabweichung