DE19648111A1 - Aktorik zur Pflanzenbearbeitung - Google Patents

Description

Bei der Pflege von in Kulturen angebauten Pflanzen gehen starke Bemühungen dahin, den Einsatz chemischer Wirkstoffe, d. h. von Kunstdüngern, Herbiziden und Pestiziden zu minimieren bzw. im Fall der Herbizide möglichst gänzlich zu vermeiden. Hierzu ist es erforderlich, daß die Wirkstoffe gezielt an die einzelnen Pflanzen herangebracht werden, anstelle sie flächig über die gesamte Kultur zu verteilen. Demgegenüber ist es bei einer mechanischen Unkrautbekämpfung erforderlich, möglichst den gesamten Boden zu bearbeiten, wobei nur der unmittelbare Bereich der Nutzpflanzen ausgenommen bleibt. Bei Reihenkulturen, wie beispielsweise Mais, Zuckerrüben, Ackerbohnen o. dgl., ist es bereits üblich, chemische Wirkstoffe konzentriert im Bereich der Pflanzenreihen aufzubringen und mechanische Unkrautbekämpfungsmaßnahmen im Bereich zwischen den Pflanzenreihen vorzunehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bearbeitungsmaschine, Bodenbearbeitungsmaschine, Boden- oder Pflanzenbehandlungsmaschine für Reihenkulturen aufzuzeigen, mit der bei vorausgehender sensorischer Erkennung von Zielflächen, Nichtzielflächen, Objekten oder Pflanzen (Objekte) einschließlich einer Erkennung mittels Kameras und ggf. unter Zuhilfenahme einer elektronischen Datenerfassung, -zwischenspeicherung, -analyse, -filterung und -auswertung (einer Elektronik) eine Bearbeitung der erkannten Objekte oder zwischen den bekannten Objekten erfolgen kann. Es soll erfindungsgemäß eine sehr präzise steuerbare Aktorik vorgeschlagen werden. Damit soll ein genau justiertes Arbeiten mit der Bearbeitungsvorrichtung möglich sein, so daß entweder nur die einzelnen Pflanzen in der Reihe bearbeitet werden, der gesamte Boden bis auf einen engen Sicherheitsbereich um die einzelnen Pflanzen bearbeitet wird oder Teile des Bodens oder des Pflanzenbestandes aufgrund von Bearbeitungskriterien, die von Pflanzern oder vorn Boden mittels Sensoren oder mittels einer vorherigen Ertragskartierung abzulesen sind, bearbeitet werden. Abb. 1 zeigt aus der Draufsicht eine Bearbeitungsvorrichtung, welche innerhalb der Pflanzenreihe z. B. eine Behackung der Unkrautpopulation durchführt, dabei aber die im Schnitt skizzierten Nutzpflanzen verschont. Das Prinzip der Hackbewegung ist ebenfalls skizziert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe insbesondere durch Weiterentwicklungen der PCT-DE 44 11 080.4-23 gelöst. Die weiterentwickelte Vorrichtung wird in der Abb. 2 skizziert. Eine von oben kommende, zentrale Antriebswelle (2) überträgt die Antriebskräfte eines Motors (1) auf die untenliegende, waagerechte und kreisförmige Rotorplatte (3). Durch die Rotorplatte sind weiterhin koaxial zur zentralen Welle (2), also senkrecht angeordnete Abtriebswellen (4) hindurchgesteckt und gegenüber der Rotorplatte (3) drehbar gelagert. Diese Abtriebswelle (4) trägt in starrer Verbindung an ihrem unteren Ende ein Hackwerkzeug (nicht eingezeichnet) sowie an ihrem oberen Ende eine Riemenscheibe (6). Über die zentrale Antriebswelle (2) ist eine Hohlwelle (7) übergestülpt, welche entweder mit einer zentralen Riemenscheibe (8) fest verbunden ist und welche selbst am Gehäuse (9) gelagert ist oder die in einer anderen Ausführung mit dem Gehäuse (9) fest verbunden ist und auf der die zentrale Riemenscheibe (8) drehbar gelagert ist. Die Hohlwelle (7) der ersten vorbenannten Ausführung oder die zentrale Riemenscheibe (8) im zweiten Ausführungsbeispiel ist gegenüber der zentralen Welle (2) unabhängig und zu dieser drehbar gelagert. Insbesondere die Riemenscheibe (8) kann in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gegenüber dem Gehäuse (9) durch einen Stellantrieb (10), einen stellbaren Antrieb (zum Beispiel eine Kupplungsbremse) (10) oder eine schaltbare Kupplung (10) gegenüber dem Gehäuse (9) in geeigneter Weise verdreht werden, um über diese Verdrehung eine Einstellbarkeit der Arbeitsrichtung der Hackwerkzeuge zu gewährleisten.

In der zitierten Schrift ist für das völlige An- und Ausschalten der Arbeitsbewegung der Hackwerkzeuge eine Kupplungsbremse zuständig, die der zentralen Riemenscheibe zugeordnet ist. Um die Arbeitsbewegung und die ohne Relativbewegungen zur Rotorplatte umlaufende Ruhestellung der Hackwerkzeuge wechselweise während des Betriebes einstellen zu können, mußten bisher im Falle eines Riemenantriebes die zentrale Riemenscheibe, der Riemen (5), die äußeren Riemenscheiben, die dort hindurchgesteckten Wellen, die Hackwerkzeuge sowie ein Teil der Eigenmasse der Kupplungsbremse voll beschleunigt oder abgebremst werden. Hierfür war eine sehr leistungsfähige Kupplungsbremse notwendig. Abb. 3 zeigt eine Skizze der zitierten Vorrichtung.

Die nachfolgend vorgestellte Erfindung verringert die zum Umschalten des Hackgetriebes zu beschleunigende Masse auf einen Wert in der Nähe des technischen Minimums. Dazu wird je eine Kupplungsbremse in die äußeren Riemenscheiben integriert. Nun müssen nur die kleiner darstellbaren Teile der Kupplungsbremse, die Abtriebswelle sowie das Hackwerkzeug beschleunigt werden. Während des Hackens koppelt die vorzugsweise Federbandkupplung die Abtriebswelle fest an die sich im Betrieb immer drehende äußere Riemenscheibe an. Das Hackmesser vollführt nun sinngemäß etwa die in Abb. 4 (links) gezeigte Arbeitsbewegung. Um z. B. zum Verschonen einer Nutzpflanze für einen Moment lang nicht zu hacken, wird zu einem Zeitpunkt, an dem das Hackwerkzeug nicht unter dem Rand des Hackgetriebes hervortritt, die jeweilige Kupplungsbremse in der äußeren Riemenscheibe betätigt und koppelt nun Hackwerkzeug sowie Abtriebswelle an die umlaufende Rotorplatte an. Die Abb. 4 (Mitte) zeigt die Ruhestellung des Getriebes. In der Abb. 4 (rechts) wird die von dieser beschriebenen Ein- und Abschaltung der Werkzeugbewegung unabhängige Möglichkeit beschrieben, mittels des Stellantriebes eine Feinjustierung der Hackwerkzeuge fortlaufend vorzunehmen. Ein Verschonen von Pflanzen wird demnach erreicht, wenn bei fortgesetzter Antriebsrotation der Rotorplatte, die in der äußeren Riemenscheibe gelagerte Abtriebswelle mittels der Kupplungsbremse kurzzeitig an das Gehäuse angekoppelt und von der sich weiterdrehenden Riemenscheibe abgekoppelt wird, dabei aber mitsamt der äußeren Riemenscheibe mit dem Rotor umläuft, so daß aus der Eigendrehung der äußeren Riemenscheibe keine relative Verdrehung der Abtriebswelle erzeugt wird und das Hackwerkzeug in seiner momentanen (z. B. nach innen zeigenden) Position fixiert ist.

Die konzipierte Getriebe-Schaltkupplungs-Kombination weist mehrere äußere Riemenscheiben auf, die an zueinander jeweils entgegengesetzten Positionen auf der Rotorplatte angeordnet sind. In mehreren oder allen äußeren Riemenscheiben sind Hackwerkzeuge oder Schwungmassen aufweisende Abtriebswellen angeordnet, die vorzugsweise an entgegengesetzten Positionen gleichzeitig geschaltet werden. Der so erhaltene optimale Massenausgleich erlaubt hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten. Die horizontal pendelnde Werkzeugbewegung erzeugt dabei eine etwa rechtwinklig zur Reihe angelegte keulenförmige Hackbewegung. Diese kann während des Hackvorganges justiert, ein- und ausgeschaltet werden.

In der zitierten Schrift ist eine Kupplungsbremse vorgesehen, welche die zentrale Riemenscheibe an die zentrale Welle (2) beliebig an- oder abkuppelt. Die Funktion der zitierten Stellvorrichtung besteht darin, insbesondere entweder angekoppelt an die Antriebswelle mit dieser gleichschnell um einen festgelegten Betrag und immer in Drehrichtung umzulaufen oder im zweiten Zustand vollständig abgebremst zu werden und keinerlei Drehbewegung mehr aufzuweisen. Die Aufgabe der zitierten Stellvorrichtung ist das gänzliche Ein- und Ausschalten des Arbeitszustandes der Hackapparatur.

Das weiterentwickelte für Justierungszwecke nutzbare Stellelement (10) ermöglicht insbesondere das Justieren einer Werkzeugbewegung, weist aber ebenfalls z. B. im Falle einer Reibkupplung Qualitäten als Überlastsicherung während des Betriebes auf. Dazu wird das Stellelement so betätigt, daß durch ein, vom pneumatisch oder elektromechanisch betriebenen Stellelement ausgelöstes initiieren und Abbremsen der rechts- oder links umlaufenden Drehbewegung der Hohlwelle eine Positionierung der Hackwerkzeuge am unteren Ende der Abtriebswellen erzielt wird. Das beschriebene und bevorzugte Stellelement kann fehlen, wobei dann die Hohlwelle (7) eine feste, schwingungstilgende oder stoßfangende Befestigung (11) am Gehäuse (9) aufweist. Somit ist im Betrieb ein Justieren der rotierenden und dabei arbeitenden oder in Ruhestellung positionierten, umlaufenden Hackwerkzeuge über ein Bauelement möglich, welches während dem Betrieb selbst keine dauernde schnelle Drehung aufweist und welches somit leicht als Justierelement verwendet werden kann.

Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung z. B. zur Unkrautbekämpfung innerhalb der Reihen von Reihenkulturen, also zwischen Einzelpflanzen ist gegebenenfalls eine niedrige Arbeitsdrehzahl erwünscht. Diese ist realisierbar, wenn mehrere Hackwerkzeuge am Getriebe betrieben werden. Hierdurch erniedrigt sich die erforderliche Anzahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit, so daß mit einer niedrigen Drehfrequenz gearbeitet werden kann. Gegenüber der zitierten Anmeldeschrift ist es möglich mit der Vorrichtung eine Anzahl von Hackwerkzeugen nicht nur gleichzeitig anzutreiben, sondern darüber hinaus alle Hackwerkzeuge gemeinsam über Verstellen der zentralen Riemenscheibe auf einen identischen Arbeitspunkt zu justieren sowie jedes der Hackwerkzeuge unabhängig voneinander ein- oder abzuschalten. Denn gegenüber der zitierten Schrift sind Schaltkupplungen in jede äußere Riemenscheibe integriert. Sie ermöglichen die Ab- oder Einschaltung der Arbeitsbewegung der Hackwerkzeuge unabhängig voneinander.

Dazu ist während der Arbeitsbewegung die Abtriebswelle über die Schaltkupplung mit der äußeren Riemenscheibe verbunden. Die Relativbewegung der äußeren Riemenscheibe, die über die zentrale Riemenscheibe justiert ist und durch die Drehung der Rotorplatte auf einer Kreisbahn um die Achse der Rotorplatte verläuft, überträgt sich auf die Abtriebsachse sowie das daran anhaftende Werkzeug, so daß dieses die sogenannte Arbeitsbewegung vollführt.

Beim Abschalten der Arbeitsbewegung wird, um Nutzpflanzen zu verschonen oder um Hindernissen auszuweichen, über Betätigen der Schaltkupplung die Verbindung zwischen äußerer Riemenscheibe und Abtriebswelle gelöst sowie die Abtriebswelle an die Rotorplatte angekoppelt, so daß die von der angetriebenen, äußeren Riemenscheibe herkommenden Drehkräfte nicht mehr auf die Abtriebswelle sowie über diese auf die Werkzeuge übertragen werden können. Statt dessen wird somit die gewünschte Position der Werkzeuge (ungefähr nach innen zeigend bzw. nicht unter dem Rand des Rotors hervortretend) gegenüber der Rotorplatte fixiert. Die Werkzeuge werden dadurch ohne weitere Relativbewegung zum Rotor fixiert, bis die Arbeitsbewegung wieder eingeschaltet wird.

Bei der Bearbeitung enger Pflanzenabstände mit größtmöglicher Präzision bei gleichzeitig schmalen Werkzeugen, erweist sich eine größere Messeranzahl als vorteilhaft. Weist eine Vorrichtung 3 Werkzeuge auf, die 3,5 cm breit sind und sich im Betrieb etwas überlappen sollen, werden pro Rotordrehung bis zu 0,1 m bearbeitet. Um damit eine Fahrtgeschwindigkeit von 2 m/s (7,2 km/h) zu erzielen, die praktischen Anforderungen entspricht, reicht eine Betriebsdrehzahl von 20 Umdrehungen /s bereits aus. Hierfür stehen in der Leistung noch zusätzliche Reserven aufweisende Schaltkupplungen, z. B. von Stieber-Formsprag zur Verfügung. Besonders vorteilhaft gegenüber der zitierten Schrift ist die geringere von der Schaltkupplung zu beschleunigende Masse, die auf die Abtriebswelle sowie die eigentlichen Werkzeuge beschränkt ist.

In einer dynamisch besonders leistungsfähigen Ausführung werden von der runden Scheibenform der bisher verwendeten Zahnriemenscheiben abweichende Kurvenscheiben verwendet. Auf die Weise kann ein langsameres Vorfahren der Hackwerkzeuge in die äußere Arbeitsposition sowie ein schnelleres Zurückziehen der Werkzeuge erreicht werden. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß durch die langsamere Übersetzung der Werkzeuge beim Vorlaufen gegen einen vorn Boden oder von Objekten herrührenden Widerstand die dynamische Beanspruchung der Werkzeuge verringert wird. Außerdem wird ein geringerer Impuls auf z. B. Bodenbestandteile ausgeübt, so daß diese weniger zerstörend auf benachbarte Objekte wirken können, in deren Stoßrichtung sie katapultiert werden. Außerdem führt eine verzögernde Stoßbewegung der Hackwerkzeuge zu einer Speicherung kinetischer Energie, die dann gegen den Bodenwiderstand abgegeben werden kann. Das beim Rücklauf beschleunigende Hackwerkzeug führt ebenfalls zu einer Energiespeicherung, deren Impuls über die Wahl der Kurvenform z. B. der zentralen Riemenscheibe oder der äußeren Riemenscheiben eingestellt werden kann.

Statt mit Zahnriemenscheiben sind die von den Werkzeugen auszuführenden Arbeitsbewegungen auch über Stirnräder sowie sonstwelche nicht fehlersummierende, getriebliche Verbindungen zu erzielen.

Die getriebliche Verbindung der Hackwerkzeuge mit dem Getriebe ermöglicht ein Hacken in etwa rechtem Winkel zur Reihenrichtung bei gleichzeitiger Fahrt des Schleppers. Abb. 5 verdeutlicht anhand aufgetragener Zahlen einzelne Positionen, die das Hackmesser aufgrund seiner getrieblichen Anordnung in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen durchläuft. Die Messerspitze bewegt sich während der Arbeitsbewegung von der Position 9, rechts im Bild, zur Position 14 unten, sie eilt in diesem Moment der Schleppervorfahrt nach. Während das Messer aus der Pflanzenreihe wieder herausgefahren wird, sich also von der Position 14 zur Position 19 bewegt, bleibt die Nacheilung erhalten. Auf der von der Bearbeitungslinie weggewandten Seite des Getriebes (im Bild oben) eilt das Messer wieder vor. Es entsteht die rechtwinklich zur Reihe angelegte "vorfahrtneutrale Hackbewegung". Als Hackbewegung wird der Anteil der gesamten Messerbewegung verstanden, der in der Abb. 5 rechtwinklig umrandet wurde.

Durch die gegebene Justierfähigkeit des Getriebes, also die fortwährende Einstellbarkeit der Arbeitsrichtung der Werkzeuge, die durch eine mit einer Sensorik kombinierte Elektronik abhängig von den Bearbeitungszielen eingestellt werden kann, können bestimmte Bereiche, an denen die Vorrichtung während einer Bearbeitung vorbeigefahren wird, mehrfach aus verschiedenen Positionen heraus bearbeitet werden. Die Bearbeitungspositionen wechseln also, es wird jedoch mehrfach in einen bestimmten Bereich hineingearbeitet, z. B. in einen Zwischenraum zwischen zwei Pflanzen, der somit etwa keilförmig ausgehackt werden kann.

Andererseits können mehrere Werkzeugstiche zum Abtrennen einer dickhalsigen Pflanze, z. B. einer zu erntenden Kohlpflanze genutzt werden. Dafür würde z. B. eine Vorrichtung knapp über dem Boden arbeiten. Es versteht sich, daß bei der Erfordernis einer Bearbeitungszielselektion mittels einer Sensorik-Elektronik, Sensorik-Mechanik oder semimanuell über Regler die jeweilige Bearbeitungsrichtung eingestellt werden kann. Es können somit z. B. bei der Gemüseernte die reifen Pflanzen gezielt geköpft werden, auch Schosser können gezielt abgehackt werden.

Bei Verwendung der Vorrichtung entfällt bei der Gemüseernte das Abschneiden der zu erntenden Pflanzen von Hand. Dazu wird die Vorrichtung auf einen fahrbaren, schiebbaren oder sonstwie bewegbaren Untersatz aufgebaut. Dies kann ein Untersatz in der Bauart eines Rasenmähers sein, der Anbau kann aber auch an einem Schlepper erfolgen, in der Art einer Pflanzmaschine. Nach Sichtkontrolle durch einen Auslöser, durch einen zu einer Steuerelektronik beigegebenen Datensatz oder durch eine selektionsfähige Sensorik erfolgt dann durch die Vorrichtung ein Abhacken der gewählten Pflanzen.

Eine besonders einfache und leistungsfähige Ausführung der Vorrichtung weist keinerlei Schaltkupplung auf und ermöglicht ein reihenweises Abschneiden von zu erntenden Pflanzen. Im Falle eines Maschineneinsatzes bei einer insbesondere mehrreihigen Erntemaschine ist vorgesehen, die Querhackvorrichtung weiterhin mit einer Erntegutförder- und Übergabeeinheit zu kombinieren, so daß automatisch, halbautomatisch oder manuell selektierte Pflanzen vereinfacht und in kürzerer Zeit geerntet werden können.

Sofern eine mehr als ein Hackwerkzeug an der Vorrichtung angeordnet wird, ist die maximale Länge der Hackwerkzeuge begrenzt. Die Werkzeugspitze darf im bezeichneten Fall nicht weiter nach innen ragen, als bis zum Mittelpunkt des Gerätes, damit ein Kollidieren der Werkzeugspitzen ausgeschlossen ist. Somit ist die Werkzeuglänge eine Funktion des Abstandes zwischen den An- und Abtriebsachsenmittelpunkten. Sofern in einer engreihigen Kultur stehende Pflanzen bearbeitet werden sollen, kann die wirksame Arbeitsbreite der Vorrichtung nicht ausreichen, um die Sicherheitszone vollständig auszuhacken. Dann ist es vorgesehen, einander gegenüber liegende oder wechselweise versetzt angeordnete Vorrichtungen beiderseits von zu bearbeitenden Pflanzenreihen anzuordnen, so daß es möglich ist, bei geringerer Arbeitstiefe pro Vorrichtung eine vollständige Behackung der Pflanzenreihe zu leisten.

Oftmals liegt die Pflanzenreihe in der Praxis etwas tiefer oder höher als das Bodenniveau, auf dem die Vorrichtungen am Boden entlang geführt werden. Es ist deshalb vorgesehen, eine Höhenverstellbarkeit für die Vorrichtungen zu schaffen, indem das einer oder mehreren Vorrichtungen zugeordnete Traggestell eine Höhenverstellbarkeit aufweist. Um eine ideale Auflage eines in Höhe des Bodenprofiles arbeitenden Hackwerkzeuges am Boden zu erzielen, ist vorgesehen, die Vorrichtung weiterhin so anzuordnen, daß sie zur Reihe hin oder von dieser weggekippt werden kann. Dadurch kann eine Höhenverstellbarkeit eventuell auch ersetzt werden. In einer bevorzugten Ausführung werden jedoch beide Verstellmöglichkeiten miteinander kombiniert. Die Verstellung von Höhe und Neigung der Vorrichtung kann in Verbindung mit einer Sensorik und Elektronik, welche die Höhe des Bodenprofiles innerhalb der Pflanzenreihe fortwährend feststellt und einen Stellantrieb eingestellt werden. Zum Abschneiden von Pflanzenstielen wird nach eventuellem pneumatischen Freilegen des Stieles die Sensorik für eine Erkennung des Stielansatzes genutzt sowie für die Messung des Abstandes zwischen Stiel und der Vorrichtung. Sodann wird die geeignete Werkzeug­ justierung errechnet, vorgenommen sowie die Pflanze wird abgeschnitten.

Es ist eine besonders vorteilhafte Ausführung, zwei einander gegenüberliegende Vorrichtungen mit jeweils 3 Hackwerkzeugen an jeweils einem gemeinsamen Traggestell anzuordnen, wobei das Traggestell entweder oberhalb einer Pflanzenreihe zusammengeführt wird oder dem Zwischenraum für zwei benachbarte Pflanzenreihen zugeordnet ist. Im letzteren Fall können hochwachsende Kulturen besser bearbeitet werden, da nur der Durchgang des, zur Fahrtrichtung quer hinter einem Schlepper angebauten, Hauptanbaurahmens den Geräteeinsatz begrenzt.

Sofern eine starke Verunkrautung zwischen den Pflanzenreihen vorhanden ist, besteht die Gefahr, daß die Vorrichtung mit Pflanzenteilen und Schmutz verstopft wird. Diesem Problem wird durch die nachfolgende Ausführung der Vorrichtung sowie des Traggestelles vorgebeugt. Der Antrieb der sehr flach ausgeführten Vorrichtung wird über einen flachen aufgesetzten Motor erreicht. Dies ist z. B. ein Scheibenläufermotor, aber auch ein "Piezomotor" (vgl. Mercedes-Benz Fensterhebermotoren), ein sonstiger flachausgeführter Motor, der auf das Gehäuse direkt aufgesetzt ist. Andererseits kann der Motor auch über eine Übertragungswelle, die etwa waagerecht an der Getriebeoberkante entlanggeführt wird, die Vorrichtung antreiben. Dabei kann er vor, neben oder hinter der Vorrichtung angeordnet sein.

Die Rotorplatte der Vorrichtung weist an ihren Seiten Schneidwerkzeuge auf oder die Vorrichtung ist mit einer Schneidvorrichtung kombiniert, um in Fahrtrichtung vor dem Gerät stehende Pflanzen oder Objekte vom Boden abzutrennen. Die abgetrennten Objekte fallen so zum Teil auf die Vorrichtung, von wo aus sie hinter die Vorrichtung befördert werden müssen oder wohin sie von selbst gelangen. Um diesen praktischen Effekt konstruktiv zu berücksichtigen, wird vorgeschlagen eine Ausführung wie folgt zu gestalten. Zwei nebeneinander liegende Vorrichtungen werden von einem gemeinsamen Traggestell gehalten.

Das Traggestell greift in etwa seitlich oder hinter den Vorrichtungen an diesen befindliche Haltevorrichtungen ein. Dabei weist es vorzugsweise eine leicht abgeschrägte umgekehrte T- oder eine L-Form auf, wobei der waagerecht liegende Balken nach vorn zwischen beiden Vorrichtungen hindurchtritt und eine zusätzliche Werkzeugaufnahme aufweist. In diese Werkzeugaufnahme kann nach Bedarf eine Schneidvorrichtung, z. B. ein Fingermähwerk oder eine Grünmasse- oder Bodenfräse eingehängt werden, deren Oberkante höher, mindestens aber gleichhoch mit der Oberkante der Gehäuse der Vorrichtungen liegt. Hilfsweise kann eine Abdeckung verhindern, daß sich Pflanzen und Schmutz zwischen die Aggregate setzt.

Am Traggestell wird gleichzeitig an freibleibender Stelle ein Bodenrad angeordnet, so daß die Tiefenführung der Schneidvorrichtung zwischen den Reihen sowie die Führung der Vorrichtungen in Höhe des Bodenprofiles realisiert ist. Hinter der beschriebenen Anordnung befindet sich eine weitere Aufnahme für z. B. ein übliches Hackgerät. Es können mehrere Stützräder am Mittelprofil angeordnet sein, welche die Höhe der Vorrichtungen sowie der vorlaufenden Hack- oder Mähwerkzeuge gemeinsam oder einzeln einstellen. Eine hinten nachgeführte Hackvorrichtung kann fest oder nach oben oder unten schwenkbar am Rahmen angeordnet sein.

Um die Vorrichtung nicht übermäßig der Gefahr auszusetzen, daß sie durch zwischen den Pflanzenreihen liegende Fremdkörper beschädigt wird, wird die Vorrichtung im spitzen Winkel zum Bodenprofil angeordnet, also prinzipiell etwas schräg mit einer Neigung zur Pflanzenreihe.

Die vorzüglich gefedert rückstellenden Hackwerkzeuge treffen bei Erreichen der Arbeitsposition auf das Bodenprofil auf und werden aufgrund der Kahnform der Werkzeugspitze während der Arbeitsbewegung am Bodenprofil oberflächennah entlanggeführt. Die Bewegung wird also nach oben durch den Federdruck der rückstellenden Werkzeugaufhängung begrenzt und nach unten durch das Bodenprofil begrenzt.

Um eine stärkere Neigung der Vorrichtung technisch umsetzen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Abtriebswellen winkelig zur Antriebswelle angeordnet werden können. Hierfür werden zwischen der Schaltkupplung und der sie umschließenden äußeren Riemenscheibe Schwenklager vorgesehen, welche wie y-Lagerungen ein Schwenken der gelagerten Welle aus ihrer mittleren Position zulassen. Dabei sollen aber die auf die Riemenscheibe wirkende Drehkräfte weiterhin auf den Antrieb der Schaltkupplung übertragen werden. Um einen festen Schwenkbetrag der Abtriebswelle vorzusehen, ist auf der Rotorplatte eine Halterung vorzusehen, an welcher die Riemenscheibe mitsamt der Kupplung und der Abtriebswelle in einstellbarem Winkel befestigt werden können. Vorzugsweise wird die Halterung mit einstellbar elastischen, aber evtl. etwas träge nachgiebigen Elementen versehen, damit sich unabhängig vom Anstellwinkel des Gerätes ein gleichmäßiger Anpreßdruck des Werkzeuges gegen den Boden einstellt und erhält.

Sofern nicht Riemenscheiben, sondern Zahnräder zur Kraftübertragung in der Vorrichtung verwendet werden, ist es gegebenenfalls vorgesehen Antriebs- und Abtriebsräder in einem voneinander verschiedenen Winkel anzuordnen, so daß die Abtriebswelle schräg nach unten aus der Rotorplatte heraustritt. Dabei kann die Neigung und die Richtung der Neigung ebenfalls beliebig gewählt werden und ideal an Bearbeitungsziele angepaßt werden.

Noch nicht beschrieben wurde die vorzügliche Lösung für die Auslösung der Schaltkupplung, sofern z. B. kurzzeitig Gegenstände von einer Bearbeitung ausgespart werden sollen. Ein Steuersignal wird dafür über Induktion oder Magnetismus auf die Schaltkupplung übertragen. Dazu sind etwa in Höhe des Gehäuses in einem Radius, der etwa der Abtriebsachse entspricht, Elektromagnete auf einer Kreisbahn angeordnet. Beim unter Spannung setzen der Elektromagnete wird, währenddessen die Schaltkupplungen unter ihnen entlangrotieren, ein Induktionsfeld oder ein Magnetfeld auf die Stellelemente (z. B. Hubmagnet) der vorbeistreichenden Schaltkupplung übertragen und löst diese für den Zeitraum aus, für den das Schaltsignal auf die Schaltkupplungen übertragen werden soll. Andererseits können auch Läufer und Schleifen nach dem Prinzip der Elektromotore in der Nähe der Gehäusewand und am oberen Ende der Schaltkupplung angeordnet sein, um Signale taktil zu übertragen. Spannend ist insbesondere die folgende Ausführung. Der Versorgungs- und Schaltstrom wird über Dynamomaschinen innerhalb der Vorrichtung mit einer drehfrequenzabhängigen Stromfrequenz erzeugt. Der erzeugte Stromtakt wird zum Takten der signalverarbeitenden Elektronik verwendet. In einer anderen Ausführung wird über z. B. einen mit dem Rad verbundenen Inkrementalgeber oder einen anderen Drehzähler das elektronische System getaktet.

Die Vorrichtung kann mit geringen Modifikationen Verwendung zur Punktsaat finden. Dazu würde die Vorrichtung um etwa 90° gekippt werden. Das bisherige Hackwerkzeug würde einen Sästempel darstellen, der im oberen Bereich Saat aus einer ihm zugeordneten Zuführvorrichtung übernimmt und diese in den Boden stemmt. Eine Bodenbearbeitung, deren Ziel ein Öffnen des Bodens zur Erleichterung des Eindringens von Säscharen ist, kann so völlig unterbleiben.

Außerdem ist eine Modifikation der Vorrichtung als Stoßgerät für die Metall- und Kunststoffertigung leicht möglich. Weiterhin ist eine Verwendung der Vorrichtung als Dosier- und Zuteilgerät für feste, gasförmige und flüssige Substanzen möglich. Eine Leitvorrichtung (z. B. Schlauch, Rohr, Elevator) speist die Substanz ein. Sie endet auf einer in Höhe der Rotorplatte vorgesehenden Querleitvorrichtung. Diese speist die Substanz sukzessiv oder in Intervallen über eine der Abtriebsachse zugeordnete oder in diese integrierte Leitvorrichtung in den Werkzeugschaft und über diesen in das Werkzeug ein. Die Substanz erfährt einen zentrifugalen Richtungsimpuls und verläßt das System über eine Düse. Das Werkzeug kann auch an- und abschaltbar elektromagnetisch ausgeführt sein oder gezielt bewegbare Klauen oder Greifer aufweisen. Somit könnten z. B. Flaschen mit Kronkorken verschlossen werden oder feinstes Sortiergut wird verschiedenen Ausgangsöffnungen zugeordnet. Weiterhin können z. B. Bauelemente auf Platinen verteilt oder nach dem Entlöten von den Platinen gegriffen und gezielt in Entsorgungsschächte geworfen werden. Hierfür kann auch Preßluft zum Beschleunigen oder Saugluft zum besseren Greifen durch die hohl auszuführenden Abtriebswellen zugegeben werden.

Die zu entsorgende Platine wird dazu fortwährend neu an der Vorrichtung plaziert, die jeweils in Greifnähe befindlichen Bauelemente werden aufgehoben und gezielt wieder abgeworfen. In einer besonders vorteilhaften Ausführung werden die Bauelemente nicht entlötet, sondern mit scharfen Werkzeugklingen an der Platine abgetrennt und sofort abgehoben, wobei die entstückte Platine erst später entlötet wird, um das Entstehen giftiger Stoffe aus zerstörten Bauelementen zu verhindern. Ein Positioniermotor stellt abhängig von einer bildgebenden Sensorik weiterverarbeitenden Elektronik die richtige Position des erkannten und abzutrennenden Bauteiles ein. Weiterhin wird über die Elektronik vorgegeben, in welche Richtung das Bauteil wieder in einen Entsorgungsbehälter abgestoßen wird und sie steuert Drehzahl, Greifer, bei verschiedenen Greifern an der selben Vorrichtung die Art des Greifers oder des Greifereinsatzes sowie die Preßluftunterstützung.

Claims (12)

1. Aktorik zur Bearbeitung von Reihenkulturen auf Basis sensorisch ermittelter Steuersignale, bei der im Betriebszustand eine zentrale Antriebswelle Antriebskräfte eines Motors auf eine dazu lotrechte Rotorplatte mit darauf koaxial angeordneten Abtriebswellen mit Werkzeugen am unteren Ende der Abtriebswellen überträgt, wobei die Arbeitsrichtung der Werkzeuge über eine zentral angeordnete, über die Antriebswelle gestülpte Riemenscheibe vorgegeben wird, die mittels Riemen Kräfte auf die an den Abtriebswellen befestigten Riemenscheiben überträgt und die Position der Werkzeuge bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung von den äußeren Riemenscheiben auf die Abtriebswellen über Kupplungselemente zwischen äußeren Riemenscheiben und Abtriebswellen zeitweise unterbrochen werden kann.

2. Aktorik zur Bearbeitung von Reihenkulturen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Werkzeuge gemeinsam über Verstellen der zentralen Riemenscheibe auf einen gemeinsamen Arbeitspunkt justiert werden können, daß aber jedes der Werkzeuge durch Betätigen der zugehörigen Kupplungsvorrichtung unabhängig von anderen Werkzeugen ein- oder abgeschaltet werden kann.

3. Aktorik zur Bearbeitung von Reihenkulturen nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswellen über Kupplungselemente zeitweise drehfest an die Rotorplatte angekuppelt werden können.

4. Aktorik zur Bearbeitung von Reihenkulturen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Antriebswelle gestülpte zentrale Riemenscheibe am Gehäuse bezogen auf die Rotationsrichtung begrenzt elastisch und rückstellend befestigt ist.

5. Aktorik zur Bearbeitung von Reihenkulturen nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Riemenscheibe eine Kurvenscheibe ist.

6. Aktorik zur Bearbeitung von Reihenkulturen nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Riemenscheibe als Kurvenscheibe in verschiedenen Positionen an das Gehäuse ankuppelbar ist.

7. Aktorik zur Bearbeitung von Reihenkulturen nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Riemenscheiben Kurvenscheiben sind.

8. Aktorik zur Bearbeitung von Reihenkulturen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch sensorbasierte Justierung der zentralen Riemenscheibe ein etwa identischer äußerer Bearbeitungspunkt mehrfach aus verschiedenen Positionen heraus während der Vorbeifahrt bearbeitet werden kann.

9. Aktorik zur Bearbeitung von Reihenkulturen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltkupplungen und Justiervorrichtungen eingespart werden, um in einfacher Weise ein etwa seitwärts gerichtetes, reihenweises und verstopfungsfreies Abschneiden von zu erntenden Pflanzen zu ermöglichen.

10. Aktorik zur Bearbeitung von Reihenkulturen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswellen in von der Parallelen abweichenden Winkeln zur Antriebswelle angeordnet sein können.

11. Aktorik zur Bearbeitung von Reihenkulturen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Dynamomaschinen innerhalb der Vorrichtung angeordnet sind und den Betriebsstrom erzeugen.

12. Aktorik zur Bearbeitung von Reihenkulturen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Dynamomaschinen Wechselstrom mit drehfrequenzabhängiger Stromfrequenz erzeugen.