DE19715552C1

DE19715552C1 - Schneid- und Entschäbungssystem für ein Ernten und zum Behandeln geernteter Hanfpflanzen

Info

Publication number: DE19715552C1
Application number: DE1997115552
Authority: DE
Inventors: Heinrich Noelke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-04-15
Filing date: 1997-04-15
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2017-04-16

Description

Die Erfindung betrifft ein Schneid- und Entschäbungssystem für ein Ernten zum Behandeln geernteter Hanfpflanzen.

Eine Hanferntemaschine ist aus der DE-PS 3 70 176 bekannt. Sie besitzt Greifzangen, deren Steuerstangen in ihrer Länge veränderbar sind und mittels Walzen gegen Nockenräder sich stützende Stangen mit einem Spannschloß versehen sind, so daß bei dicht gesätem Feld die Stangen so verkürzt werden können, daß eine vollkommene Schließung der Backen verhin dert wird.

Mit dieser Hanferntemaschine ist aber nur ein beschädigungs freies Ausreißen der einzelnen Hanfpflanzen möglich. Eine weitere Behandlung der geernteten Hanfpflanzen erfolgt nicht.

Nach mehr als zwölfjährigem Anbauverbot ist in Deutschland jetzt wieder ein Hanfanbau erlaubt, eine funktionierende Ernte- und Behandlungstechnik für diese an Größe und Anbau form den Maispflanzen ähnlichen Pflanzen steht nicht zur Verfügung.

Aus der DE 37 35 235 A1 ist eine Erntemaschine für grünen Flachs bekannt, die an ihrer Förderseite eine Raufeinrich tung trägt, die mit fünf paarig angeordneten Rädern ausge rüstet ist. Der Raufeinrichtung ist eine Endsamungseinrich tung zugeordnet, der eine Aufbereitungsvorrichtung allerdings nur zum Quetschen oder Knicken der Flachshalme nachgeschaltet ist.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbereiten von faserhaltigen Pflanzenkörpern ist aus der DE 39 42 404 A1 bekannt. Allerdings werden die geernteten faserhaltigen Pflanzenkörper mattenartig verbunden und danach mit einem Schlag-Reißwerkzeug aufgeschlossen. Das Schlag-Reißwerkzeug ist als Schlagrad ausgebildet, auf dessen Umfang verteilt zylinderische Hammerglieder angeordnet sind. Um dann ein Aufschließen der über die Schlagfläche gleitenden Halme zu erzielen, muß die Umfangsgeschwindigkeit einer Förderwalze und damit die Strömungsgeschwindigkeit des Pflanzengutes im Förderkanal kleiner gewählt werden als die Umfangs geschwindigkeit der Hammerglieder des Schlagrads.

Ein Feldhäcksler, insbesondere für Maispflanzen, ist aus dem DE 93 16 683 U1, dem DE-Prospekt der Firma Claas: Jaguar 880, 860, 840, 820, 8/96, S. 2 bis 23 bzw. dem DE-Prospekt der Firma Kemper: Champion-Mähvorsatz, 01/96, bekannt. Mit Hilfe eines Schneidvorsatzes werden die Maispflanzen geschnitten und über Einzugswalzen eingezogen und zu einem Häcksler transportiert. Der Häcksler zer schneidet die Maispflanzen. Der gehäckselte Mais wird dann über eine Gebläseeinrichtung auf einen Transportwagen ge laden.

Ein Feldhäcksler ist in dieser Form zum Ernten und Behandeln von Hanfpflanzen ungeeignet, da diese einen Stengel aufwei sen, der von langen Hanffasern durchzogen ist, die in einem sogenannten Schäben eingebettet sind. Gelangt nun eine der artige Hanfpflanze auf den Häcksler des Feldhäckslers, zerschneiden die Messer die Hanfpflanze in zirka 3 cm lange, nicht mehr verwendbare Stücke.

Es stellt sich demnach die Aufgabe, ein Schneid- und Entschäbungssystem für ein Ernten und zum Behandeln geernteter Hanfpflanzen zu entwickeln, die deren besonderen pflanzlichen Aufbau angepaßt sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Hierbei wird von der Erkenntnis Gebrauch gemacht, daß die Hanfpflanzen von ihren Holzanteilen befreit, also entschäbt werden müssen. Das Entschäben übernehmen die Entschäbungs profile, indem sie die Hanfpflanzen "klopfen". Das Schneid messer durchschlägt die Hanfpflanzen wenigstens teilweise und verhindert so deren Aufwickeln auf der Trommel. Im Ernte vorgang fallen die Hanfpflanzen, die wenigstens teilweise entschäbt worden sind, zu Boden und können getrocknet wer den.

Auf die gleiche Art und Weise werden die geernteten und ge trockneten Hanfpflanzen so lange im Schneid- und Entschä bungssystem behandelt, bis die Hanffaser und die Schäben von einander getrennt sind.

Die geernteten und getrockneten Hanfpflanzen können dem Schneid- und Entschäbungssystem entweder von Hand oder mit Hilfe eines Einzugssystems zugeführt werden. Der Einsatz eines Einzugsystems sichert eine gleichmäßige Zuführung der Hanfpflanzen.

An einer Selbstfahreinheit kann das Einzugssystem mit einem Schneidvorsatz, die Schneid- und Entschäbungstrommel mit dem Schneidmesser und den Entschäbungsprofilen und die Gegenschneide angeordnet sein. Hierdurch entsteht eine Hanfterntemaschine, die einem Maishäcksler ähnelt.

Auf der Trommeloberfläche der Schneid- und Entschäbungstrom mel können außer dem Schneidmesser zwei Entschäbungsprofile beabstandet untereinander angeordnet sein. Während die Entschäbungsprofile in einer Richtung mit einer Trommelachse verlaufen, ist das Schneidmesser mit einer Schneidensteigung schräg angeordnet. Die schräge Anordnung des Schneidmessers erhöht dessen Schneidfähigkeit.

Im Ergebnis langwieriger Versuche wurden überraschenderweise folgende Zusammenhänge für eine einwandfreie Funktion gefun den:

- Auf der Trommeloberfläche sind vier Entschäbungsprofile angeordnet.
- Die Entschäbungsprofile können eine Profilhöhe von 15 mm und eine Profilbreite von 30 mm haben.
- Das Schneidmesser kann eine Schneidenbreite von 60,5 mm aufweisen und eine Schneidensteigung von 75 mm haben.
- Die Gegenschneide kann als Rechteckprofil ausgebildet und eine Gegenschneidenbreite von 50 mm haben.
- Der Schneidenabstand kann zwischen 1 und 5 mm, vorzugs weise 3 mm betragen.
- Die Schneid- und Entschäbungstrommel kann einen Trommel durchmesser von 520 mm haben und mit einer Drehzahl von 1100 U/min um ihre Trommelachse gedreht werden.

Diese speziellen Maßangaben sichern, daß die erntefähigen Hanfpflanzen maschinell geerntet werden können.

Das Einzugssystem kann aus wenigstens zwei sich gegenüber liegenden Walzen bestehen. Die Walzenpaare sorgen für einen sicheren Einzug der Hanfpflanzen.

Bei der Hanferntemaschine wird nicht nur das Einzugssystem, sondern auch weitere Teile des Maishäcksler übernommen. Deshalb kann je nach Ausführungsform des Einzugssystems vor den Walzen der Schneidansatz angeordnet sein oder Walzen und Schneidvorsatz als Mähvorsatz ausgebildet sein. Auf den Walzen angeordnete Einzugsleisten sorgen auch bei den Hanf pflanzen für deren sicheren Einzug.

Die Selbstfahreinheit weist ein bei Maishäckslern übliches Antriebsaggregat sowie wenigstens drei Räder auf, mit der die Selbstfahreinheit bewegbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Hanferntemaschine im Einsatz,

Fig. 2 eine Hanferntemaschine gemäß Fig. 1 in einer schema tischen Schnittdarstellung,

Fig. 3 ein Einzugs- und ein Schneid- und Entschäbungssystem einer Hanferntemaschine gemäß den Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine vergrößerte Teildarstellung einer Schneid- und Entschäbungstrommel eines Schneid- und Entschäbungs systems gemäß Fig. 3 und

Fig. 5 eine vergrößerte Teildarstellung eines Schneid- und Entschäbungssystems gemäß Fig. 3.

Hanfpflanzen lassen sich wie folgt verwerten:
Im Samen- und Ölbereich als Lebensmittel bzw. als Natur kosmetik.
Im Blütenbereich als Medikament auf natürlicher THC-Basis.
Im Faserbereich als Dämmstoff, als Spezialzellstoff für die Papierherstellung und für technische Anwendungen.

Für die Anwendung der Hanffasern im technischen Bereich sind vor allem deren hohe Festigkeit von Bedeutung.

So sind Hanffasern für einen Einsatz im Automobilbereich be sonders geeignet. Die Autos der neuen Generation, insbeson dere das 3-Liter-Auto, müssen sehr leicht sein. Da die Hanf fasern innen hohl sind, bieten sie gegenüber den Glasfasern Vorteile. Ferner spricht für eine Anwendung von Hanffasern die immer größer werdende Entsorgungsproblematik der Alt autos.

Für den Papierbereich sind die Einsatzbedingungen von Hanf fasern dann zukunftsträchtig, wenn es gelingt, die ökologi schen und regionalen Aspekte der Hanferzeugung in die Pro duktentwicklung einfließen zu lassen. Im Papierbereich ist eine Wirtschaftlichkeit für Hanfpapier dann gegeben, wenn der Rohstoff auf kurzen Entfernungen angebaut und verarbei tet wird.

Ein weitere Anwendungsbereich sind Hanftextilien. So sind in naher Zukunft Jeans aus Hanfpflanzen herstellbar.

Nach einem zwölfjährigen Anbauverbot wurde im Sommer 1996 die erste Hanfernte, die auf 1500 ha angebaut worden war, eingebracht. Zum Vergleich: 1937 wurden allein in Branden burg 3700 ha Hanf angebaut. Für den angebauten Hanf fehlte darüber hinaus die entsprechende Ernte- und Verarbeitungs technik, so daß der Hanf von Hand geerntet werden mußte.

Eine Hanferntemaschine 100 zum Abernten eines Hanffeldes 200 ist in den Fig. 1 und 2 gezeigt.

Die Hanferntemaschine 100 besteht aus

- einer Selbstfahrereinheit 30, die
- ein Schneid- und Entschäbungssystem 19 trägt, vor dem
- ein Einzugsystem 18 mit einem Schneidvorsatz 1 angeordnet ist.

Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, weist die Selbstfahrereinheit 30 ein Fahrerhaus 31, ein Antriebsaggregat 32 und Räder 33 auf. Die Hanferntemaschine 100 ähnelt damit einem Maishäcks ler.

Ebenso wie beim Maishäcksler ist der Schneidvorsatz als Mais gebiß ausgebildet. Der Schneidvorsatz 1 kann so als mehr reihiges Maisgebiß ausgebildet sein. Hierdurch sind weniger Fahrspuren auf dem Feld, weniger Wendezeiten, mehr Beweglich keit beim Abmähen, eine besser angepaßte Geschwindigkeit für Parallelfahrten bei nahezu unverändertem Durchsatz und kein Abbau für Transportfahrten aufgrund der Abdeckungen notwen dig.

Wie auch beim Maishäcksler besteht das Einzugssystem 18 aus einer Einzugswalze 3, an der sich zwei Walzenpaare jeweils mit Walzen 4 und 5 bzw. 6 und 7 anschließen. Wie Fig. 3 im Detail zeigt, sind auf der Einzugswalze 3 Einzugsleisten 13 und auf den Walzen 4, 5, 6, 7 Einzugsleisten 14 angeordnet.

Wesentlich ist, daß gegenüber dem Maishäcksler die Hanfernte maschine über das speziell ausgebildete Schneid- und Ent schäbungssystem 19 verfügt.

Das Schneid- und Entschäbungssystem 19 besteht aus

- einer Schneid- und Entschäbungstrommel 9 mit
- Entschäbungsprofilen 10.1, ... 10.4,
- einem Schneidmesser 11 und
- einer Gegenschneide 8, die nach dem Walzenpaar 6, 7 vor der Schneid- und Entschäbungstrommel 9 angeordnet ist.

Jedes der Entschäbungsprofile 10.1, ... 10.4 hat, wie Fig. 4 zeigt,

- eine Profilbreite b von 30 mm und
- eine Profilhöhe h von 15 mm.

Die vier Entschäbungsprofile 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 sind beabstandet zum Schneidmesser 11 und beabstandet unterein ander auf einer Trommeloberfläche 15 der Schneid- und Ent schäbungstrommel 9 über deren gesamter Länge angeordnet. Die Schneid- und Entschäbungstrommel 9 hat einen Trommeldurch messer von 520 mm und bewegt sich um ihre Trommelachse 16 mit einer Drehzahl n = 1000 U/min. Während die Entschäbungs profile 10.1, ..., 10.4 in Richtung der Trommelachse 16 auf der Trommeloberfläche 15 angeordnet sind, ist das Schneid messer 11 auf ihr mit einer Schneidensteigung S schräg angeordnet.

Wie insbesondere Fig. 5 zeigt, hat das Schneidmesser 11 eine Schneidenbreite f von 60,5 mm.

Die Gegenschneide 8 ist als Rechteckprofil ausgebildet und hat eine Gegenschneidenbreite g von 50 mm. Das Schneidmesser 11 verfügt über ein Messer 11.1 und eine Gegenschneide 11.2, die in einer Spitze zusammenlaufen. Der Abstand des auf der Trommeloberfläche 15 schräg angeordneten Schneidmessers 11 hat zwischen Gegenschneide 11.2 am Trommelanfang zur Gegenschneide 11.2' am Trommelende eine Schneidensteigung S von 75 mm (vgl. Fig. 3 und insbesondere Fig. 5). Die Spitze des Schneidmessers 11 ist gegenüber der Kante der Gegen schneide 8 in einem Schneidenabstand, der mit a bezeichnet ist, beabstandet. a beträgt außen an der Schneide 3 mm und innen zwischen 4 und 5 mm.

Im Unterschied zu Maishäckslern ist die Hanferntemaschine 100 unterhalb der Schneid- und Entschäbungstrommel 9 offen. Hierdurch kann das Erntegut zum Trocknen auf das Feld gelegt werden.

Die Arbeitsweise der Hanferntemaschine 100, wie sie sich aus dem dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt, sei erläutert:

Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, bewegt sich die Hanfernte maschine 100 mit Hilfe der Selbstfahrereinheit 30 und den Rädern 33 auf dem Hanffeld 200 weiter. Hierbei werden der Schneidvorsatz 1, das Einzugssystem 18 und das Schneid- und Entschäbungssystem 19 durch das Antriebsaggregat 32 angetrieben und vom Fahrerhaus 31 die entsprechenden Lenkungs- und Steuerarbeiten vorgenommen.

Beim Vorwärtsbewegen schneidet der Schneidvorsatz 1 die in Reihe stehenden Hanfpflanzen 2 des Hanffeldes 12 über dem Boden ab, so daß Stoppeln stehen bleiben. Die Hanfpflanzen 2 werden als geschnittene Hanfpflanzen 21 von der Einzugswalze 3 und den Walzenpaaren 4, 5 bzw. 6, 7 eingezogen und dem Schneid-Entschäbungssystem 19 zugeführt.

Im Schneid- und Entschäbungssystem 19 werden die geschnitte nen Hanfpflanzen 21 über die Gegenschneide 8 auf die Trommel oberfläche 15 der Schneid- und Entschäbungstrommel 19 ge zogen. Hierbei wickeln sie sich über die vier Entschäbungs profile 10.1, ... 10.4 und das Schneidmesser 8. Ein dem Schneidmesser 11 entgegengesetzt auf der Trommeloberfläche 15 angeordnetes Ausgleichgewicht 12 sorgt dafür, daß die Schneid- und Entschäbungstrommel 9 bei den hohen Umdrehungs zahlen von 1100 U/min rund läuft. Bei diesen Umdrehungszah len werden die aufgewickelten, geschnittenen Hanfpflanzen 21 durch die Entschäbungsprofile 10.1, ... 10.4 mit Hilfe der Gegenschneide 8 "geklopft". Dieses Klopfen bewirkt, daß die Hanfpflanzen entschäbt und die Hanffasern ausgeschlagen wer den. Das Schneidmesser 11 sorgt aufgrund des gewählten Schneidenabstandes a dafür, daß die aufgewickelten Hanf pflanzen nach Erreichen einer bestimmten Höhe in einer be stimmten Länge beschnitten werden. Diese beschnittenen und bearbeiteten Pflanzen verlassen die Schneid- und Entschä bungstrommel 9 als geernteter Hanf 22 und fallen auf das abgeerntete Hanffeld 200. Ähnlich wie Gras trocknet der ge erntete Hanf 22 durch die Luft- und Sonneneinwirkung und wird mit ähnlicher Erntetechnik gesammelt und gebündelt.

Das Schneid- und Entschäbungssystem 19 macht das Ernten der Hanfpflanzen 2 überhaupt möglich. Es sichert, daß die ge schnittenen Hanfpflanzen 21 maschinell entschäbt werden kön nen. Ist nun der geschnittene Hanf getrocknet, kann dieser Teil der Hanferntemaschine für eine weitere Bearbeitung des geernteten Hanfs 22 genutzt werden. Er wird dem Schneid- und Entschäbungssystem 19 so lange zugeführt, bis die Hanffasern vollständig entschäbt werden. Die Umdrehungszahl der Schneid- und Entschäbungstrommel 9 sowie die Abmessungen der einzelnen Systemteile des Schneid- und Entschäbungssystems 19 können hierbei dem Trockenheitsgrad der geernteten Hanf pflanzen 22 angepaßt werden. Dem entsprechend angepaßten Schneid- und Entschäbungssystem 19 kann das Einzugssystem 18 vorgeordnet werden, wie es im Zusammenhang mit der Hanfernte maschine beschrieben wurde. Die Verwendung eines Einzug systems 18 ist vom Grundsatz her einer Handbeschickung des Schneid- und Entschäbungssystems aufgrund der zu erwartenden Staubentwicklung vorzuziehen. Ist die Nachbehandlung mit dem erfindungsgemäßen Schneid- und Entschäbungssystem 19 abge schlossen, können die Hanffasern und der Schäb seiner weite ren Verwendung zugeführt werden.

Bezugszeichenliste

1

Schneidvorsatz

2

Hanfpflanze

3

Einzugswalze

4

,

5

,

6

,

7

Walzen

8

Gegenschneide

9

Schneid- und Entschäbungstrommel

10.1, . . . 10.4

Entschäbungsrofil

11

Schneidmesser

11.1

Messer

11.2

Gegenschneide

12

Ausgleichsgewicht

13

,

14

Einzugsleiste

15

Trommeloberfläche

16

Trommelachse

18

Einzugsystem

19

Schneid- und Entschäbungssystem

21

geschnittene Hanfpflanze

22

geerntete Hanfpflanze

100

Hanferntemaschine

200

Hanffeld
aSchneidenabstand
bProfilbreite
hProfilhöhe
gGegenschneidenbreite
fSchneidenbreite
SSchneidensteigung
DTrommeldurchmesser
nDrehzahl

Claims

1. Schneid- und Entschäbungssystem zum Behandeln geernteter Hanfpflanzen, das aufweist

1. eine zylinderförmig ausgebildete Schneid- und Entschä bungstrommel (9), auf deren Trommeloberfläche (15) beabstandet untereinander ein Schneidmesser (11) und wenigstens ein Entschäbungsprofil (10.1, ... 10.4) an geordnet sind und
2. eine Gegenschneide (8), die sich wenigstens teilweise zur Schneid- und Entschäbungstrommel (9) erstreckt und wenigstens gegenüber den Schneidmesser (11) in einem Schneidabstand (a) beabstandet ist.

2. Schneid- und Entschäbungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Gegenschneide (8) ein Ein zugsystem (18) angeordnet ist.

3. Schneid- und Entschäbungssystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Selbstfahreinheit (30) das Einzugssystem (18) mit einem Schneidvorsatz (1), die Schneid- und Entschäbungstrommel (9) mit dem Schneidmesser (11) und mit den Entschäbungsprofilen (10.1, ..., 10.4) und die Gegenschneide (8) angeordnet sind.

4. Schneid- und Entschäbungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Trommelober fläche (9) der Schneid- und Entschäbungstrommel (9) außer dem Schneidmesser (11) zwei oder vier Entschäbungs profile (10.1, ... 10.4) beabstandet untereinander angeordnet sind.

5. Schneid- und Entschäbungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entschäbungs profile (10.1, ..., 10.4) in Richtung einer Trommelachse (16) und das Schneidmesser (11) mit einer Schneiden steigung (S) auf der Trommeloberfläche (15) der Entschä bungstrommel (9) angeordnet sind.

6. Schneid- und Entschäbungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

1. die Entschäbungsprofile (10.1, ... 10.4) eine Profil höhe (h) von 15 mm und eine Profilbreite (b) von 30 mm haben,
2. das Schneidmesser (11) eine Schneidenbreite (f) von 60,5 mm und eine Schneidensteigung (S) von 75 mm hat,
3. die Gegenschneide (8) ein Rechteckprofil mit einer Gegenschneidenbreite von 50 mm ist,
4. der Schneidenabstand (a) zwischen 1 und 5 mm, vorzugs weise 3 mm beträgt und
5. die Schneid- und Entschäbungstrommel einen Trommel durchmesser (D) von 520 mm und mit einer Drehzahl (n) von 1100 U/min um ihre Trommelachse (16) zu bewegen ist.

7. Schneid- und Entschäbungssystem nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ein zugsystem (18) aus wenigstens zwei sich gegenüberliegen den Walzen (3, 4, 5, 6, 7) besteht.

8. Schneid- und Entschäbungssystem nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Walzen (3, 4, 5, 6, 7) der Schneidvorsatz (1) angeordnet ist.

9. Schneid- und Entschäbungssystem nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Walzen (3, 4, 5, 6, 7) und der Schneidvorsatz (1) als ein Modulvorsatz ausgebildet sind.

10. Schneid- und Entschäbungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Walzen (3, 4, 5, 6, 7) wenigstens eine Einzugsleiste (13, 14) angeordnet ist.

11. Schneid- und Entschäbungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Selbstfahrereinheit (30) ein Antriebsaggregat (32) aufweist und mit wenigstens drei Rädern (33) verfahrbar ist.