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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bodenschneidanordnung, die auf eine Zuckerrohrerntemaschine angewendet wird.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Die Mechanisierung in der Zuckerrohrernte wurde auf dem Gebiet der Landwirtschaft in den letzten Jahrzehnten als eine Alternative zur manuellen Ernte verwendet. Neben der Tatsache, dass manuelles Ernten eine gefährliche Arbeit für das Leben eines Landwirtschaftsarbeiters darstellt, ist die Effizienz dieser Art des Erntens der des mechanisierten Erntens unterlegen.
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Angesichts der Erreichung von Schnelligkeit und Effizienz in der Handhabung des geernteten Zuckerrohrs wurden Zuckerrohrerntemaschinen entwickelt, um gleichzeitig das Zuckerrohr zu schneiden und das geschnittene Zuckerrohr zu verarbeiten. Diese Maschinen weisen verschiedene Elemente auf, wie etwa: eine Spitzenschneidvorrichtung, einen spiralförmigen Heber, einen Reihentrenner, eine Rüttelwalze, eine Bodenschneidanordnung, Hebewalzen, Förderwalzen, Schneidwalzen, Hebevorrichtungen, Hülsenentfernungsvorrichtungen (unter anderen Komponenten), die spezifische Funktionen in der Zuckerrohrernteverarbeitung von der Ernte bis zum Transport und zur Übergabe haben, das Fahrzeug, das dieser Maschine während des Erntens folgt.
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Eine wichtige Komponente auf der Erntemaschine ist die Bodenschneidanordnung, deren Funktion es ist, die Zuckerrohrbündel aufzunehmen, nachdem die letzteren von der Rüttelwalze der Maschine geneigt wurden. Die Bodenschneidanordnung ist ein Mechanismus, der bündig mit dem Boden angeordnet ist, der von dem Maschinenboden in Richtung des Plantagenbodens hervortritt. Die Bodenschneidanordnung sollte so dicht wie möglich am Boden schneiden, um die Verschwendung von auf dem Boden verbleibendem ungeerntetem Zuckerrohr zu verhindern. Jedoch kann die Bodenschneidanordnung ebenso nicht zulassen, dass ihre Schneidelemente (ihre Metallklingen) in Berührung mit dem Plantagenboden kommen, da, wenn sie dies tun, ihre Klingen sich aufgrund des Abriebs, den sie in Berührung mit den in der Erde vorhanden Partikeln erfahren, abnutzen oder sogar brechen.
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Die Bodenschneidanordnung ist – entweder direkt oder indirekt – mit einem vertikalen Aktuator verbunden, der aufgebaut ist, um die Änderung der Höhe dieser Komponente in Bezug auf die Erde zu fördern. Die Steuerung der vertikalen Bewegung, das heißt, die Steuerung der Höhe dieses Mechanismus, wird in der Kommandokabine der Erntemaschine ausgeführt. Wenn der Maschinenbediener vor der Erntemaschine ein Hindernis (zum Beispiel einen Stein oder einen Termitenhügel) bemerkt, aktiviert er einen elektronischen Befehl zum vorübergehenden Anheben der Bodenschneidanordnung.
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Die Bodenschneidanordnung des bisherigen Stands der Technik besteht aus zwei Schneidvorrichtungen, die sich bündig mit dem Boden drehen, wobei sie die Zuckerrohrbündel an der Basis der Pflanze schneiden, bevor sie in die Erntemaschine eintreten. Jede Bodenschneidanordnung dreht sich innerhalb eines Lagers, dessen Funktion es ist, die Schneidvorrichtungsachse an einem Erhöhungswalzentisch zu verankern. Diese Verbindung zwischen der Bodenschneidvorrichtung und dem Erhöhungswalzentisch ist in dem Dokument
BR MU8600817-0 von Dácio Helene Júnior zu sehen.
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Ein alternativer Aufbau besteht aus der Lösung, die in dem Dokument
BR PI1107149-4 von Deere & Company vorgeschlagen ist. In diesem Aufbau des bisherigen Stands der Technik ist die Bodenschneidanordnung an einer Struktur befestigt, die „Hauptrahmen” genannt wird, eine bewegliche Struktur, die zwischen dem Fahrgestell und der Steuerkabine der Maschine angeordnet ist.
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Eines der Probleme von Bodenschneidanordnungen des bisherigen Stands der Technik ist, dass es ihre Technologie für den Bediener der Erntemaschine sehr schwierig macht, die Höhe der Bodenschneidscheibe zu steuern. Dies liegt daran, dass es von der Bedienkabine der Maschine aus nicht möglich ist, alle Unebenheiten des Bodens zu sehen. Außerdem ist es nicht machbar, vorzuschlagen, dass dieser Bediener eine gesamte Plantage mit seinen Händen auf der Höhensteuerung der Bodenschneidplatte durchlaufen sollte, wobei er diese Höhensteuerung bei jeder kleinen in dem Boden dieser Plantage vorhandenen Änderung betätigt. Dies bewirkt, dass diese Bodenschneidanordnungen nun ungeerntetes Zuckerrohr (verschwendetes Erntematerial) in der Plantage lassen, nun, wenn sie auf eine Ungleichmäßigkeit in der Plantagenerde treffen, mit ihren Klingen in die Erde prallen, wobei sie diese Elemente beschädigen und ihre Schneidklingen abstumpfen.
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Neben diesem Nachteil sind die Bodenschneidanordnungen des bisherigen Stands der Technik mit Hilfe von Lagern auf der Erntemaschine verankert, die mit einer robusten, widerstandsfähigen und schweren Struktur versehen sind. Diese Lager sind notwendigerweise robust, weil sie die Achse nur durch Kontakt mit einem ihrer Enden und dem zentralen Teil der Achse halten, wobei viel dieses Teils frei von Kontakt mit der Lagerstruktur bleibt. Wenn zum Beispiel ein in der Erde vorhandener Stein die Bodenschneidplatte trifft, wird diese Zusammenstoßkraft mit der gesamten Ausdehnung der freien Achse multipliziert, bis sie unter der Robustheit des Lagers an dem anderen Achsenende abgeführt wird. Durch das geringe lineare Moment muss das Lager umso widerstandsfähiger und umso schwerer sein, je größer die aus dem Lager freiliegende Achsenfläche ist (das heißt je länger der Momentarm) ist. Folglich sind die Robustheit und das hohe Gewicht bei Lagern des bisherigen Stands der Technik immer vorhanden.
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Jedoch impliziert das Gewicht eines Elements, aus dem eine Landwirtschaftsmaschine besteht, indirekt zwei Nachteile: die Erhöhung des Gesamtgewichts der Maschine und die Erhöhung der Herstellungskosten. Das Letztere liegt an der Tatsache, dass, je schwerer die Komponente ist, umso mehr Ausgangsmaterial zu ihrer Herstellung verwendet wird.
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Es ist auch bekannt, dass das Gesamtgewicht einer Landwirtschaftsmaschine direkt Auswirkungen auf die Verdichtung der Erde einer Plantage hat. Wenn diese Verdichtung regelmäßig stattfindet, kann sie die Pflanzenwurzeln beschädigen und die Anzahl von Ernten verringern, die in der gleichen Plantage ausgeführt werden können.
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Folglich weist der Stand der Technik keine Bodenschneidanordnung auf, die leicht, kostengünstig und immer noch fähig ist, sich an das Ernten auf unebenen Böden anzupassen, die Verschwendung von ungeerntetem Zuckerrohr und Beschädigungen an den Metallklingen durch unbeabsichtigtes Zusammenstoßen dieses Elements mit der Plantagenerde zu verhindern.
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Aufgabe der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung hat als Aufgabe, eine Schneidvorrichtung für eine Bodenschneidanordnung bereitzustellen, wobei die Schneidvorrichtung einen einfachen Aufbau aufweist, der fähig ist, das Gewicht und die Herstellungskosten der Zuckerrohrerntemaschine zu verringern, ohne die Widerstandsfähigkeit und Haltbarkeit dieses Mechanismus zu beeinträchtigen.
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Die vorliegende Erfindung hat die zweite Aufgabe, eine Bodenschneidanordnung bereitzustellen, die zwei Schneidvorrichtungen aufweist, wobei diese Bodenschneidanordnung eine hohe Widerstandsfähigkeit und Haltbarkeit ebenso wie niedrige Herstellungskosten und Endgewicht aufweist.
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Die vorliegende Erfindung hat als weitere Aufgabe die Bereitstellung eines einfachen und effektiven Verfahrens zur Steuerung der Höhe der Bodenschneidanordnung.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden mittels einer Schneidvorrichtung für eine Bodenschneidanordnung gelöst, wobei die Schneidvorrichtung mit einer Achse und einer Bodenschneidscheibe versehen ist, wobei die Schneidvorrichtung eine Haltestange aufweist, die mit einem im Wesentlichen C-förmigem geometrischen Profil versehen ist. Diese Stange ist gleichzeitig an ihrem ersten Abschnitt (der entgegengesetzt zu der Bodenschneidscheibe angeordnet ist) und an ihrem zweiten Abschnitt (der nahe an der Bodenschneidscheibe angeordnet ist) mit der Schneidachse verbunden, wobei die Verbindungen durch ein jeweiliges erstes Wälzlager und ein zweites Wälzlager bereitgestellt sind.
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Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden mittels einer Schneidvorrichtung für eine Bodenschneidanordnung erreicht, die in dem zweiten Abschnitt ihrer Haltestange einen Hubendsensor aufweist, der aufgebaut ist, um die Näherung der Bodenschneidanordnung an die Plantagenerde zu erfassen.
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Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden auch mittels einer Bodenschneidanordnung erreicht, die zwei Schneidvorrichtungen mit den vorstehend beschriebenen wesentlichen Eigenschaften aufweist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezug auf ein Ausführungsformbeispiel, das in den Zeichnungen dargestellt ist, detaillierter beschrieben. Die Figuren zeigen:
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1 ist eine Seitenansicht der Zuckerrohrerntemaschine der vorliegenden Erfindung, die die Anordnung der Bodenschneidanordnung und des Erhöhungswalzentischs in Bezug auf die Maschine zeigt;
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2 ist eine Seitenansicht der Schneidvorrichtung in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 ist eine Seitenansicht der Schneidvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die mit einem Erhöhungswalzentisch verbunden ist.
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4 ist eine Seitenansicht der Schneidvorrichtung in einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 ist eine Seitenansicht der Schneidvorrichtung des bisherigen Stands der Technik, der mit einem Erhöhungswalzentisch verbunden ist;
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6 ist eine Vorderansicht einer Bodenschneidanordnung des bisherigen Stands der Technik, die mit einem Erhöhungswalzentisch verbunden ist.
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Detaillierte Beschreibung der Figuren
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5 und 6 zeigen, wie die Schneidvorrichtungen 1 der Bodenschneidanordnung 37 des bisherigen Stands der Technik an der Zuckerrohrerntemaschine in einer der möglichen Ausführungsformen des bisherigen Stands der Technik befestigt sind.
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Die Bodenschneidanordnung 37 des bisherigen Stands der Technik (siehe 5 und 6) ist aus zwei Schneidvorrichtungen 31 zusammengesetzt, von denen jede eine Bodenschneidachse 3, ein Bodenschneidlager 33, eine Schabführung 8, eine Bodenschneidscheibe 6 und mehrere Metallklingen 7 aufweist. Jede Bodenachse 3 ist mit einem (in den Figuren nicht gezeigten) Drehmotor verbunden, um die Drehbewegungen auszuführen.
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Die Schneidvorrichtungen 31 werden zum Schneiden des Zuckerrohrs verwendet, wobei die Bewegungsrichtung der Achsen 3 jeder von ihnen derart orientiert ist, dass die Bewegungstangente dieser Scheiben in die gleiche Richtung orientiert ist, so dass das Zuckerrohr ihr folgt, wenn es in die Erntemaschine kommt. Mit anderen Worten dreht sich die Scheibe 6 der Schneidvorrichtung 31 auf dem weit rechten Ende der Maschine in die Gegenuhrzeigerrichtung, während die Scheibe 6 auf dem weit linken Ende der Maschine sich in die Gegenuhrzeigerrichtung dreht, was bewirkt, dass das Zuckerrohr nicht nur geschnitten wird, sondern auch in die Erntemaschine gezogen wird.
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Die Schabführung 8, die an dem unteren Teil der Bodenschneidachse 3 angeordnet ist, ist durch eine Anzahl vertikal gewellter Randklappen ausgebildet. Diese Schabführung ist konzentrisch mit der Achse 3 verbunden und ihre Funktion ist, dazu beizutragen, das geschnittene Zuckerrohr bis zu dem Erhöhungswalzentisch 10 zu leiten. Die Bodenschneidscheibe 6 ist mit dem unteren Ende der Bodenschneidachse 3 verbunden, wobei sie die gleiche Drehbewegung wie die Bodenschneidachse 32 durchführt. Diese Bodenschneidscheibe 6 weist mehrere Metallklingen 7 auf, die das Zuckerrohr beim Rotieren um die Achse 3 an der Basis dieser Pflanze schneiden.
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1 zeigt die Zuckerrohrerntemaschine 100 der vorliegenden Erfindung. In 1 ist es möglich, die bevorzugte Stelle der Bodenschneidanordnung 11 der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Erntemaschine 100 zu sehen. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Bodenschneidanordnung 11 mit dem Erhöhungswalzentisch 10 verbunden, aber die vorliegende Erfindung schließt andere Anordnungsformen dieser Bodenschneidanordnung 11 nicht aus.
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2 offenbart die Hauptaufbaudetails einer Schneidvorrichtung 1 der Bodenschneidanordnung 11 in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In ihrer bevorzugten Ausführungsform ist jede der Schneidvorrichtungen 1 der Erfindung aus einer Bodenschneidachse 3, einer Schabführung 8, einer Bodenschneidscheibe 6, wenigstens einer Metallklinge 7, einer Haltestange 2, zwei Wälzlagern 4, 4' und einem Hubendsensormechanismus 9 zusammengesetzt.
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Die Bodenschneidachse 3 ist mit einem Motor verbunden, der während des Zuckerrohrschneidbetriebs für die Drehbewegung der Bodenschneidachse 3 verantwortlich ist.
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Die Haltestange 2 kann kurz als eine C-förmige Halterung beschrieben werden. In ihrer ersten Position 21 (dem Abschnitt am weitesten entfernt von der Scheibe 6) ist die Haltestange 2 mit dem oberen Ende der Achse 3 verbunden, während diese Haltestange 2 in ihrem zweiten Abschnitt 29 (dem entgegengesetzten Abschnitt) mit dem Ende der Achse 3 verbunden ist, das sich über die Bodenschneidscheibe 6 hinaus erstreckt. Sowohl in der Verbindung des ersten Abschnitts 21 als auch der Verbindung des zweiten Abschnitts 29 ist die Schnittstelle zwischen der Haltestange 2 und der Achse 3 mit Hilfe von Wälzlagern 4, 4' hergestellt, wobei diese Lager jeweils das erste Wälzlager 4 und das zweite Wälzlager 4' sind.
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Diese Lösung, die die C-förmige Haltestange 2, die gleichzeitig mit zwei Punkten der Achse 3 verbunden ist, aufweist, erweist sich aus zwei Gründen als effektiv, nämlich:
- i. Sie löst das Problem des Gewichts und der Herstellungskosten der Lager 33 des bisherigen Stands der Technik, da sie keinen Abschnitt der Achse 3 weit weg von dem Lager lässt, wofür ein robustes und schweres Lager 33 zum Stützen der von dem freien Achsenabschnitt 3 ausgeübten Armmomentkräfte benötigt würde;
- ii. Sie stellt einen Befestigungspunkt an einem Hubendsensor 9 bereit, dessen Funktion es ist, den Anstieg und Fall der Bodenschneidanordnung 1 automatisch zu auszurichten.
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Es sollte bemerkt werden, dass es ohne diese Haltestange 2 nicht möglich wäre, einen Hubendsensor 9 an dem unteren Ende der Schneidvorrichtung 1 zu installieren. Dies liegt daran, dass in dem bisherigen Stand der Technik der untere Abschnitt der Bodenschneidanordnung 31 immer eine Drehbewegung beschreibt.
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Die Haltestange 2 sollte zwingend hinter der Bodenschneidanordnung 1 angeordnet sein, das sie andernfalls die Berührung der Metallklingen 7 und der Schabführung 8 mit dem Zuckerrohr versperren würde.
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Vorzugsweise, aber nicht zwingend, beschreibt die Haltestange 2 eine geometrische Form, die das Außenprofil der folgenden Elemente begleitet: der Metallklingen 7, der Schabführung 8 und der Bodenschneidplatte 6. Dies ist die in 2 dieser Spezifikation gezeigte Ausführungsform. Trotzdem weichen andere Ausführungsformen, mit Profilen, die nicht dem Außenprofil dieser Elemente folgen, aber zwei Verbindungspunkte mit der Achse 3 vorsehen, nicht von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ab. Ein Beispiel für eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine Haltestange 2 offenbart, die nicht dem Außenprofil der Elemente Metallklinge 7, Schabführung 8 und Bodenschneidscheibe 6 folgt, ist die in 4 dieser Spezifikation gezeigte Ausführungsform.
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Vorzugsweise ist die Haltestange 2 in einem Stück gebaut, das in einer leichten und widerstandsfähigen Metalllegierung geschmiedet ist.
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3 zeigt eine Seitenansicht, die die Befestigung einer Schneidvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung an einem Erhöhungswalzentisch 10 darstellt. Die Bodenschneidanordnung 1 ist durch die Verbindung wenigstens einer Durchgangsbohrung 12, die in der Haltestange 2 vorhanden ist, an dem Tisch 10 befestigt.
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Es ist offensichtlich, dass die Bodenschneidanordnung 11 der vorliegenden Erfindung nicht notwendigerweise mit dem Erhöhungswalzentisch 10 verbunden ist. In einer alternativen Ausführungsform kann die Bodenschneidanordnung 11 mit dem Erntemaschinenboden oder jeder in dem unteren Abschnitt dieser Maschine vorhandenen Struktur verbunden sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform gibt es zwischen dem Tisch 10 und der Bodenschneidanordnung 1 einen (in den Figuren nicht gezeigten) elektronischen Aktuator, der aufgebaut ist, um die Bodenschneidanordnung 1 gemäß den Befehlen eins elektronischen Steuergeräts zu senken oder zu erhöhen.
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Dieses elektronische Steuergerät (ESG//UCE) verwendet als Eingangsdaten die elektronischen Signale, die von dem Hubsensor 9 ausgesendet werden. Wenn die Bodenschneidanordnung 1 nahe an den Boden kommt, ruht der Hubendsensor auf der Erdoberfläche und sendet automatisch ein elektronisches Signal an das UCE/ESG. Nach dem Empfang dieses elektronischen Signals sendet das UCE/ESG einen Befehl an diesen elektromechanischen Aktuator, der bewirkt, dass die Bodenschneidanordnung 11 weg von der Erde bewegt wird.
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Ein bevorzugtes Beispiel für eine Ausführungsform wurde beschrieben, wobei man verstehen sollte, dass der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung andere mögliche Variationen umfasst, die nur durch die Inhalte der begleitenden Patentansprüche, welche die möglichen Äquivalente enthalten, beschränkt sind.
