DE19648111C2 - Bearbeitungsmaschine für Reihenkulturen - Google Patents
Bearbeitungsmaschine für ReihenkulturenInfo
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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 üblicherweise
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.
Gemäß der DE 44 10 080 A1 ist bei einer gattungsgemäßen Bearbeitungsmaschine für Reihenkulturen für das völlige
An- und Ausschalten der Arbeitsbewegung von Hackwerkzeugen eine äußere Kupplung zuständig,
die einer 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, die äußeren Riemenscheiben, die dort hindurchgesteckten
Wellen, die Hackwerkzeuge sowie ein Teil der Eigenmasse der Kupplung voll beschleunigt oder
abgebremst werden. Hierfür war eine sehr leistungsfähige Kupplung notwendig. In der zitierten DE
44 11 080 A1 ist eine Kupplung vorgesehen, welche die zentrale Riemenscheibe an die zentrale
Welle (2) beliebig an- oder abkuppelt. Die Funktion der zitierten Stelleinrichtung besteht darin,
insbesondere entweder angekoppelt an die Antriebswelle mit dieser gleich schnell 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
Stelleinrichtung ist das gänzliche Ein- und Ausschalten des Arbeitszustandes der Hackapparatur.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Bearbeitungsmaschine für
Reihenkulturen aufzuzeigen, mit der bei vorausgehender sensorischer Erkennung von Zielen oder
Pflanzen (Objekte) eine Bearbeitung der erkannten Objekte oder zwischen den bekannten Objekten
erfolgen kann.
Es wird zur Lösung der Aufgabe eine präzise steuerbare Bearbeitungsmaschine mit den Merkmalen
des Patentanspruches 1 vorgeschlagen, um entweder nur die einzelnen Pflanzen in der Reihe zu
bearbeiten oder diese von der Bearbeitung auszusparen, um den gesamten Boden bis auf einen
engen Sicherheitsbereich um die einzelnen Pflanzen oder lediglich Teile des Bodens zu bearbeiten.
Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine 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 Offenlegungsschrift ist es möglich, mit der Bearbeitungsmaschine 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
Bearbeitungsmaschine drei 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 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 vom 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 Erfindung wird im folgenden erläutert. Abb. 1 zeigt aus der Draufsicht eine
Bearbeitungsmaschine, 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.
Die erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine ist in der Abb. 2 skizziert. Eine von oben
kommende, zentrale Antriebswelle (2) überträgt die Antriebskräfte eines Motors (1) auf eine
untenliegende, waagerechte und kreisförmige Rotorplatte (3). Durch die Rotorplatte (3) sind
weiterhin koaxial zur zentralen Welle (2), etwa 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, die entweder mit einer zentralen Riemenscheibe (8) fest verbunden und selbst an einem
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 ein Stellelement (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.
Die Erfindung verringert die zum Umschalten des Hackgetriebes zu beschleunigende Masse auf
einen Wert in der Nähe des technischen Minimums. Dazu ist eine Schaltkupplung in eine äußere
Riemenscheibe integriert. Nun müssen nur die kleiner darstellbaren Teile der Schaltkupplung, 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. 3 (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 Schaltkupplung in der äußeren Riemenscheibe betätigt und
koppelt nun Hackwerkzeug sowie Abtriebswelle an die umlaufende Rotorplatte an. Die Abb. 3
(Mitte) zeigt die Ruhestellung des Getriebes. In der Abb. 3 (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 Schaltkupplung
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 vorteilhafterweise 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.
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.
Die getriebliche Verbindung der Hackwerkzeuge mit dem Getriebe ermöglicht ein Hacken in etwa
rechtem Winkel zur Reihenrichtung bei gleichzeitiger Fahrt des Schleppers. Abbildung
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 rechtwinklig zur Reihe angelegte ?vorfahrtneutrale
Hackbewegung?. Als Hackbewegung wird der Anteil der gesamten Messerbewegung verstanden, der
in der Abb. 4 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
Bearbeitungsmaschine 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 die Bearbeitungsmaschine 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 Bearbeitungsmaschine entfällt bei der Gemüseernte das Abschneiden der zu
erntenden Pflanzen von Hand. Dazu wird die Bearbeitungsmaschine 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
Bearbeitungsmaschine ein Abhacken der gewählten Pflanzen.
Sofern mehr als ein Hackwerkzeug an der Bearbeitungsmaschine 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 Bearbeitungsmaschine nicht ausreichen, um die
Sicherheitszone vollständig auszuhacken. Dann ist es vorgesehen, einander gegenüber liegende
oder wechselweise versetzt angeordnete Bearbeitungsmaschinen beiderseits von zu bearbeitenden
Pflanzenreihen anzuordnen, so daß es möglich ist, bei geringerer Arbeitstiefe pro
Bearbeitungsmaschine eine vollständige Behackung der Pflanzenreihe zu leisten.
Oftmals liegt die Pflanzenreihe in der Praxis etwas tiefer oder höher als das Bodenniveau, auf dem
die Bearbeitungsmaschinen am Boden entlang geführt werden. Es ist deshalb vorgesehen, eine
Höhenverstellbarkeit für die Bearbeitungsmaschinen zu schaffen, indem das einer oder mehreren
Bearbeitungsmaschinen zugeordnete Traggestell eine Höhenverstellbarkeit aufweist. Um eine ideale
Auflage eines in Höhe des Bodenprofiles arbeitenden Hackwerkzeuges am Boden zu erzielen, ist
vorgesehen, die Bearbeitungsmaschine 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 Bearbeitungsmaschine 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
Bearbeitungsmaschine. Sodann wird die geeignete Werkzeug- justierung errechnet, vorgenommen
sowie die Pflanze wird abgeschnitten.
Es ist eine besonders vorteilhafte Ausführung, zwei einander gegenüberliegende
Bearbeitungsmaschinen 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 Bearbeitungsmaschine mit Pflanzenteilen und Schmutz verstopft wird. Diesem Problem wird
durch die nachfolgende Ausführung der Bearbeitungsmaschine sowie des Traggestelles vorgebeugt.
Der Antrieb der sehr flach ausgeführten Bearbeitungsmaschine 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 Bearbeitungsmaschine antreiben. Dabei kann er
vor, neben oder hinter der Bearbeitungsmaschine angeordnet sein.
Die Rotorplatte der Bearbeitungsmaschine weist an ihren Seiten Schneidwerkzeuge auf oder die
Bearbeitungsmaschine ist mit einer Schneideinrichtung kombiniert, um in Fahrtrichtung vor dem
Gerät stehende Pflanzen oder Objekte vom Boden abzutrennen. Die abgetrennten Objekte fallen so
zum Teil auf die Bearbeitungsmaschine, von wo aus sie hinter die Bearbeitungsmaschine 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 Bearbeitungsmaschinen werden von einem gemeinsamen Traggestell gehalten.
Das Traggestell greift in etwa seitlich oder hinter den Bearbeitungsmaschinen an diesen befindliche
Halteeinrichtungen ein. Dabei weist es vorzugsweise eine leicht abgeschrägte umgekehrte T- oder
eine L-Form auf, wobei der waagerecht liegende Balken nach vom zwischen beiden
Bearbeitungsmaschinen hindurchtritt und eine zusätzliche Werkzeugaufnahme aufweist. In diese
Werkzeugaufnahme kann nach Bedarf eine Schneideinrichtung, z. B. ein Fingermähwerk oder eine
Grünmasse- oder Bodenfräse eingehängt werden, deren Oberkante höher, mindestens aber
gleichhoch mit der Oberkante der Gehäuse der Bearbeitungsmaschinen 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 Schneideinrichtung zwischen den Reihen sowie die Führung der
Bearbeitungsmaschinen 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 Bearbeitungsmaschinen 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 Bearbeitungsmaschine nicht übermäßig der Gefahr auszusetzen, daß sie durch zwischen
den Pflanzenreihen liegende Fremdkörper beschädigt wird, wird die Bearbeitungsmaschine im
spitzen Winkel zum Bodenprofil angeordnet, also prinzipiell etwas schräg mit einer Neigung zur
Pflanzenreihe.
Die vorzugsweise 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 Bearbeitungsmaschine technisch umsetzen zu können, ist es
vorteilhaft, wenn die Abtriebswellen winkelig zur Antriebsweile 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 Bearbeitungsmaschine
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 bevorzugte 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 Elektromotoren in der Nähe
der Gehäusewand und am oberen Ende der Schaltkupplung angeordnet sein, um Signale taktil zu
übertragen. Vorteilhaft ist insbesondere die folgende Ausführung. Der Versorgungs- und Schaltstrom
wird über Dynamomaschinen innerhalb der Bearbeitungsmaschine 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 Bearbeitungsmaschine kann mit geringen Modifikationen Verwendung zur Punktsaat finden.
Dazu würde die Bearbeitungsmaschine um etwa 90° gekippt werden. Das bisherige Hackwerkzeug
würde einen Sästempel darstellen, der im oberen Bereich Saat aus einer ihm zugeordneten
Zuführeinrichtung 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.
Claims (8)
1. Bearbeitungsmaschine für Reihenkulturen, wie beispielsweise Mais, Zuckerrüben, Ackerbohnen,
wobei jeder Reihe mindestens ein die Positionen der einzelnen Pflanzen in der Reihe erfassender
Sensor und eine in Abhängigkeit von dem Signal des Sensors gesteuerte Bearbeitungseinrichtung
zugeordnet sind, wobei die Bearbeitungseinrichtung ein etwa horizontal geführtes, zwischen den
einzelnen Pflanzen der Reihe flach in den Boden eingreifendes Hackwerkzeug aufweist, das
mittels einer Abtriebswelle (4) an einem permanent angetriebenen Rotor (3) gelagert und über ein
Getriebe (5, 7, 8, 10) und eine Kupplung wechselweise feststellbar bzw. an den Antrieb (1) des
Rotors (3) ankuppelbar ist und im festgestellten Zustand eine seitliche, über den Rotor (3)
hinausgehende Hackbewegung vollführt und sich im angekuppelten Zustand nur innerhalb des
Rotors (31, 32) bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinrichtung eine in einer
äußeren Riemenscheibe (6) der Abtriebswelle (4) integrierte Schaltkupplung (11) aufweist.
2. Bearbeitungsmaschine für Reihenkulturen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine
über eine Antriebswelle (2) gestülpte zentrale Riemenscheibe (8) an einem Gehäuse (9) bezogen
auf die Rotationsrichtung begrenzt elastisch und rückstellend befestigt ist.
3. Bearbeitungsmaschine für Reihenkulturen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
zentrale Riemenscheibe (8) eine Kurvenscheibe ist.
4. Bearbeitungsmaschine für Reihenkulturen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die zentrale Riemenscheibe (8) als Kurvenscheibe in verschiedenen Positionen an das Gehäuse
(9) ankuppelbar ist.
5. Bearbeitungsmaschine für Reihenkulturen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die äußere Riemenscheibe (6) an dem Rotor (3) in Form einer
Kurvenscheibe angeordnet ist.
6. Bearbeitungsmaschine für Reihenkulturen nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (4) in einem von der Paralellen abweichenden Winkel zur
Antriebswelle (2) angeordnet ist.
7. Bearbeitungsmaschine für Reihenkulturen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß Dynamomaschinen innerhalb der Bearbeitungsmaschine angeordnet sind
und Betriebsstrom erzeugen.
8. Bearbeitungsmaschine für Reihenkulturen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dynamomaschinen Wechselstrom mit drehfrequenzabhängiger Stromfrequenz erzeugen.
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1996
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: HILKER, ANDREAS, DIPL.-AGR.-ING., 39104 MAGDEBURG, |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: HILKER, ANDREAS, DIPL.-AGR.-ING., 38461 DANNDORF, |
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