DE19843677A1

DE19843677A1 - Device for mechanically removing weeds between rows of plants has interchangeable rigid, flexible and bent tools fixed radially on rotatable metal disc

Info

Publication number: DE19843677A1
Application number: DE1998143677
Authority: DE
Inventors: Joachim Mueller; Martin Klausmann; Anja Baumert; Karlheinz Koeller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-09-23
Filing date: 1998-09-23
Publication date: 2000-03-30

Abstract

The device has different rigid, flexible and bent tools (4,5) fixed radially on a rotatable metal disc and interchangeable for different weeding purposes. The stiffness of the flexible tools is adjusted by different coil springs. The angle of incline and angle to the travel direction are variable.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum mechanischen Entfernen von Unkraut zwischen den Nutzpflanzen innerhalb einer Pflanzreihe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a device for mechanical Weed removal between crops within a row of plants according to the preamble of claim 1.

Einschränkung bzw. gänzliche Vermeidung von chemischen Unkrautregulierungsmaßnahmen in Sonderkulturen wie zum Beispiel dem Heilpflanzenanbau oder dem ökologischen Landbau führen zu einer Zunahme von Unkrautpflanzen [1]. Alternativen bieten thermische und mechanische Verfahren. Besonders thermische Verfahren wie z. B. Abflammen oder Heißwasser verursachen hohe Investitions- und Betriebskosten und schädigen Nutzpflanzen stark.Restriction or total avoidance of chemical Weed control measures in special crops such as that Medicinal plant cultivation or organic farming lead to an increase of weed plants [1]. Alternatives are thermal and mechanical Method. Especially thermal processes such. B. flaming or Hot water causes high investment and operating costs and damages Crops strong.

Bekannte Vorrichtungen zur mechanischen Unkrautregulierung, wie z. B. Hacken und Striegel, haben sich als wenig selektiv erwiesen, d. h. die Nutzpflanzen werden stark geschädigt. Bekannte Fingerhacken [2, 3] besitzen eine ungenügende Jätwirkung, da zur Vermeidung von Schäden an den Nutzpflanzen relativ große Abstände zu diesen eingehalten werden müssen. Die Entfernung von Unkraut zwischen den Pflanzen innerhalb einer Pflanzreihe ist somit unmöglich. Weiterhin dringen sie auf verkrusteten Böden nicht tief genug ein, um die Schadpflanzen zu lockern. Außerdem verschleißen die verwendeten flexiblen Gummifinger innerhalb kurzer Zeit [2] und sind außerdem zu starr.Known devices for mechanical weed control, such as. B. Hoe and harrow have proven to be less selective, i. H. the Crops are badly damaged. Known finger picks [2, 3] an insufficient weeding effect, as to avoid damage to the Crops must be kept at relatively large distances from these. The removal of weeds between plants within a row is therefore impossible. Furthermore, they do not penetrate deeply on encrusted floors enough to loosen the harmful plants. In addition, they wear out used flexible rubber fingers within a short time [2] and are also too rigid.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, Unkraut zwischen den einzelnen Nutzpflanzen innerhalb einer Pflanzreihe mechanisch zu entfernen, ohne die Nutzpflanze zu schädigen.The object underlying the present invention is Weeds between the individual crops within a row of plants mechanically remove without damaging the crop.

Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß unterschiedliche starre, flexible und gebogene Werkzeuge radial auf einer drehbaren Metallscheibe befestigt sind, die bei der Vorwärtsbewegung gegenüber über dem Erdboden unterschiedlichen Schlupf aufweisen. Für die Anpassung an unterschiedliche Gegebenheiten wie z. B. Bodenbeschaffenheit, Stadium und Art der Nutzpflanze bzw. der Unkräuter können unterschiedliche Werkzeuge montiert werden sowie Neigungs- und Anstellwinkel unabhängig voneinander variiert werden.This object is achieved according to the characterizing part of claim 1 solved by the fact that different rigid, flexible and curved tools are attached radially to a rotatable metal disc, which at the Forward movement towards different slip above ground exhibit. For the adaptation to different circumstances such. B. Soil quality, stage and type of crop or weeds different tools can be mounted, inclination and Angle of attack can be varied independently.

Die neuartige Vorrichtung verbessert das bekannte Prinzip der Fingerhacken [2, 3] und ermöglicht im Gegensatz zu bekannten Verfahren, auch innerhalb der Pflanzreihe zwischen den Nutzpflanzen stehendes Unkraut effektiv zu beseitigen. Im Feldversuch wurden Behandlungseffekte bis zu 80% gemessen. Die neuartige Bodenhacke ist für verschiedene Kulturen geeignet.The new device improves the well-known principle of finger picks [2, 3] and enables, in contrast to known methods, also within weeds effectively between the crops remove. Treatment effects of up to 80% were measured in the field trial. The new ground hoe is suitable for different crops.

Bei Hackmaschinen beruht die Hackwirkung auf der horizontalen Scherwirkung der flexiblen Werkzeuge im Boden. Unterstützt wird dies durch die tief in den Boden eingreifenden starren Werkzeuge. Für die prinzipielle Funktion aller beschriebenen Hacken sind der Radius der Werkzeuge und der Radius der Antriebszinken ausschlaggebend. Der negative Schlupf der Antriebszinken wird durch die Differenz des Radius der Zinken zu denen der flexiblen Werkzeuge in positiven Schlupf gewandelt. Dies ist auf eine größere Umfangsgeschwindigkeit der Werkzeugspitzen zurückzuführen. Mit steigendem Schlupf der Werkzeuge nimmt der Hackeffekt zu. Je geringer der Schlupf der Antriebszinken, desto besser ist der Arbeitseffekt. Über den Neigungswinkel α der rotierenden Scheiben und über die Länge der flexiblen Werkzeuge kann man den Schlupf direkt beeinflussen. Eine Aufhebung des Hackeffektes tritt auf, wenn die Werkzeuge keinen positiven Schlupf mehr aufweisen.In chopping machines, the chopping action is based on the horizontal shear action of the flexible tools in the floor. This is supported by the deep in the Ground engaging rigid tools. For the basic function of everyone The hooks described are the radius of the tools and the radius of the Drive tines are decisive. The negative slip of the drive tines is determined by the difference in the radius of the tines to that of the flexible Tools turned into positive slip. This is due to a larger one Peripheral speed of the tool tips. With increasing The chipping effect increases when the tools slip. The less the slip the Drive tines, the better the work effect. About the angle of inclination α of the rotating discs and over the length of the flexible tools to directly influence the slip. The hacking effect is eliminated when the tools no longer have positive slip.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Hackmaschine (10) handelt es sich um ein mehrreihiges Gerät mit mehreren bodengetriebenen Werkzeugen zur Unkrautbekämpfung innerhalb der Pflanzreihe. Ein Hackelement der Maschine besteht aus zwei Hackkörpern (3), die von beiden Seiten in die Pflanzreihe (1) eingreifen. Ein einzelner Hackkörper besteht aus einer drehbar gelagerten Scheibe, die radial mit starren (4) und flexiblen (5) Werkzeugen ausgestattet ist. Vorzugsweise sind abwechselnd 32 starre und flexible Werkzeuge pro Fingerscheibe montiert. Der Bodenantrieb erfolgt über starre Metallzinken (6), welche in halbaxialer Richtung am Scheibenumfang angebracht sind. Diese Metallzinken weisen zur Scheibe einen Winkel β auf und dringen von oben möglichst senkrecht in den Boden ein. Die Scheibe ist um einen bestimmten Winkel α in Richtung der Pflanzenreihe geneigt, wodurch ein definierter Teil der Antriebszinken in den Boden (2) eindringt und bei Vorwärtsbewegung der Hacke ein gegensinniges Abrollen der Scheiben bewirkt. Bild 1 zeigt eine schematische Zeichnung der Hacke.A preferred embodiment of the chopping machine ( 10 ) is a multi-row device with several ground-driven tools for weed control within the plant row. A chopping element of the machine consists of two chopping bodies ( 3 ) which engage in the planting row ( 1 ) from both sides. A single chopping body consists of a rotatably mounted disc, which is equipped radially with rigid ( 4 ) and flexible ( 5 ) tools. Preferably, 32 rigid and flexible tools are installed alternately per finger disk. The ground is driven by rigid metal tines ( 6 ), which are attached to the disc circumference in a semi-axial direction. These metal tines have an angle β with the disk and penetrate into the ground as vertically as possible from above. The disc is inclined by a certain angle α in the direction of the row of plants, as a result of which a defined part of the drive tines penetrates into the ground ( 2 ) and causes the discs to roll in opposite directions when the hoe moves forward. Figure 1 shows a schematic drawing of the hoe.

Von jeder Seite greifen flexiblen Werkzeuge (5) abwechselnd in die Pflanzenreihe ein. Die starren Werkzeuge (4) bearbeiten den Boden in der Peripherie der Wurzel (1a). In Fahrtrichtung sind die Scheiben in der Horizontalprojektion der Scheibenachse um einen bestimmten variablen Winkel angestellt, damit die Werkzeuge von oben in die Reihe eingreifen und nach außen arbeiten. Dabei werden die flexiblen Werkzeuge gespannt. In der Entspannungsphase wird das Unkraut zusammen mit losen Bodenpartikeln zwischen die Pflanzreihen befördert. Um den gewünschten Arbeitseffekt zu erzielen ist es eine Grundvoraussetzung, daß die Antriebszinken tiefer in den Boden eingreifen als die starren Werkzeuge. Nur so kann sichergestellt werden, daß die Scheiben über die Antriebszinken angetrieben werden. Werden die Scheiben dagegen von den starren Werkzeugen angetrieben, so geht der Hackeffekt verloren, da dann kein positiver Schlupf auftritt.Flexible tools ( 5 ) alternately engage the plant row from each side. The rigid tools ( 4 ) work the soil in the periphery of the root ( 1 a). In the direction of travel, the disks are set at a certain variable angle in the horizontal projection of the disk axis so that the tools engage in the row from above and work outwards. The flexible tools are clamped. In the relaxation phase, the weeds are transported between the rows of plants together with loose soil particles. In order to achieve the desired working effect, it is a basic requirement that the drive tines engage deeper in the ground than the rigid tools. This is the only way to ensure that the disks are driven by the drive tines. If, on the other hand, the disks are driven by the rigid tools, the chopping effect is lost since there is no positive slippage.

Das Stadium der Kulturpflanze kann durch Art und Einstellung der flexiblen Werkzeuge berücksichtigt werden. Optimal einsetzbar ist die Maschine in Pflanzungen, in denen die Kulturpflanze einen Wachstumsvorsprung zum Unkraut aufweist. Dabei sind Behandlungseffekte bis über 80% erreicht worden, d. h. 80% des gewachsenen Unkrautes wurde entfernt, ohne die Nutzpflanzen zu schädigen.The stage of the crop can be determined by the type and setting of the flexible Tools are taken into account. The machine is ideal for use in Plants in which the crop has a growth advantage for Has weeds. Treatment effects of up to 80% are achieved been d. H. 80% of the weeds grown were removed without the Harm crops.

Es wurden verschiedene Werkzeugbauarten sowie verschiedene starre und flexible Werkzeuge getestet:
Different types of tools and various rigid and flexible tools were tested:

- the rubber finger of the well-known finger pick [2],
- steel rope with 8 mm diameter,
- sheathed steel cable with 8 mm diameter,
- Spring strand with 8 mm diameter and
- Spring strand with a diameter of 13 mm.

Polyamidrundmaterial, Rundstahl (St37) und Federstahl wurden für den Einsatz in starren Werkzeugen untersucht, um ein Werkzeugmaterial zu selektieren, das selbst unter widrigen Bodenverhältnissen die Bearbeitung innerhalb der Pflanzreihe sicherstellen kann. Gemessen wurde die die Auswirkung der angelegten Kraft auf die Auslenkung des Werkzeugs. Dabei zeigte sich z. B., daß sich der Rundstahl ab einer bestimmten Belastung, 32 N bei den durchgeführten Versuchen, gleichmäßig und irreversibel verformt. Das Polyamidwerkzeug weist einen zunehmenden Auslenkwinkel mit steigender Belastung auf. Allerdings bricht das Material, wenn eine bestimmte Kraft, 30 N bei den durchgeführten Versuchen, angelegt wird. Als optimal stellte sich ein Federstahlwerkzeug heraus, das bei den durchgeführten Versuchen Kräfte von bis zu 92 N aufnahm, ohne sich dauerhaft zu verformen. Die Elastizität des Federstahles ist insbesondere dann wichtig, wenn trockene Kluten die Hacke blockieren. Dabei werden hohe Kräfte auf die Werkzeuge ausgeübt, die der Federstahl ohne Verformung auffangen kann.Polyamide round material, round steel (St37) and spring steel were used examined in rigid tools in order to select a tool material, that even under adverse soil conditions, the cultivation within the Plant row can ensure. The impact of the force applied to the deflection of the tool. It showed z. B., that the round steel from a certain load, 32 N at performed tests, deformed evenly and irreversibly. The Polyamide tool has an increasing deflection angle with increasing Load on. However, the material breaks when a certain force, 30 N during the tests carried out. It turned out to be optimal Spring steel tool out, the forces of up to 92 N without permanently deforming. The elasticity of the Spring steel is particularly important when dry clods are the hoe To block. High forces are exerted on the tools that the Can absorb spring steel without deformation.

Der bekannte Gummifinger weist einen proportionalen Anstieg des Auslenkwinkels in Abhängigkeit von der anliegenden Kraft auf. In den Versuchen hat sich herausgestellt, daß das ummantelte Stahlseil den Werten des Gummifingers am nächsten kommt. In Feldversuchen zeigte sich jedoch, daß mit dieser Werkzeugvariante auch der größte Schaden in der Kultur angerichtet wurde. Die getesteten Federstränge weisen beide einen nahezu proportionalen Anstieg der Kurven auf. Die 8 mm Feder unterscheidet sich von der 13 mm Feder in der Höhe der Auslenkung. Bei der 8 mm Feder ist die Auslenkung bei geringer Kraft größer als bei der 13 mm Feder. Sowohl die 8 mm als auch die 13 mm Feder zeigen gute Hackeffekte in den Feldversuchen.The well-known rubber finger has a proportional increase in Deflection angle depending on the applied force. In the Trials have shown that the steel cable sheathed the values closest to the rubber finger. However, field tests showed that with this tool variant also the greatest damage in culture was done. The tested spring strands both have an almost proportional increase in the curves. The 8 mm spring differs from the 13 mm spring at the height of the deflection. With the 8 mm spring it is Deflection with little force greater than with the 13 mm spring. Both the 8th mm as well as the 13 mm spring show good chopping effects in the field trials.

Eine Anpassung an das Stadium der Kulturpflanze kann durch unterschiedliche Steifigkeit der Federwerkzeuge erfolgen. Die Steifigkeit kann z. B. über das eingesetzte Materiäl sowie über den Durchmesser der Federwerkzeuge variiert werden.An adaptation to the stage of the crop can be done by different Rigidity of the spring tools. The stiffness can e.g. B. about that used materials and the diameter of the spring tools varies become.

Zur Optimierung des Hackeffektes kann die Länge der Werkzeuge so eingestellt werden, daß die starren Werkzeuge nicht in die Reihe eingreifen, sondern nur an der Reihe arbeiten. Sie drücken den Wurzelballen der Pflanze beim Eingreifen in den Boden an und lockern die Erde gleichmäßig nach außen. Die Länge der flexiblen Werkzeuge kann so gewählt werden, daß sich die Werkzeuge innerhalb der Pflanzreihe überlappen. Somit kann die Bearbeitung der Zwischenräume sichergestellt werden. Gleichzeitig steigt dadurch die aktive Werkzeuglänge und erhöht somit den Hackeffekt.The length of the tools can be optimized to optimize the chopping effect be set so that the rigid tools do not engage in the row, but only work on the row. They press the root ball of the plant when reaching into the soil and loosen the soil evenly Outside. The length of the flexible tools can be chosen so that the tools overlap within the row of plants. Thus, the Processing of the gaps can be ensured. At the same time increases thereby the active tool length and thus increases the chopping effect.

In den Versuchen in Labor und Feld hat sich gezeigt, daß über verschiedene Parameter der Hackeffekt stark beeinflußt werden kann. Die Auswahl des Materials der Werkzeuge und deren Modifizierung sorgen für eine saubere Hackwirkung innerhalb der Pflanzreihe ohne die Nutzpflanze zu schädigen. Über die Einstellung des Neigungswinkels α können zusätzlich die Laufeigenschaften der Hacke verbessert werden. Durch gezielte Reihenführung und Tiefenregulierung sind weitere Anpassungen möglich.The tests in the laboratory and in the field have shown that different Parameters of the chopping effect can be greatly influenced. The selection of the Material of the tools and their modification ensure a clean Chopping effect within the row of plants without damaging the crop. By adjusting the angle of inclination α, the Running characteristics of the hoe can be improved. Through targeted Row guidance and depth adjustment are further adjustments possible.

Auf Grund der großen Anzahl von Werkzeugen auf einer Scheibe kann die Hacke auflaufen und erreicht somit nicht ihre gewünschte Arbeitstiefe. Um die erforderliche Tiefenregulierung sicher zu stellen, können die Hackelemente mit Gewichten beschwert werden. Weiterhin ist eine Kombination der Hacke mit Gänsefußscharen, mit denen die Arbeitstiefe reguliert werden könnte, oder mit der Sternhacke möglich.Due to the large number of tools on one disc, the Hoe run up and thus does not reach its desired working depth. To the The chopping elements can also ensure the required depth regulation Weights are weighed down. Furthermore, a combination of the hoe with Goose foot shares, with which the working depth could be regulated, or with the pickaxe possible.

literature

1. Pank, F.: Chemische Unkrautbekämpfung in Arznei- und Gewürzpflanzen. Zeitschrift für Arznei- und Gewürzpflanzen (1997) Nr. 2 S. 24/38
2. Müller, J. et al.: Untersuchung einer Bodengetriebenen, rotierenden Fingerhacke. Agrartechnische Forschung (1997) Nr. 3 S. 78/85.
3. Bezzerides, P.: A line of tools with the versatility you need for removing weeds mechanically in between plants in the row, for row crops, vineyards and orchards. Orosi, California (USA), 1991.1. Pank, F .: Chemical weed control in medicinal and aromatic plants. Journal of Medicinal and Aromatic Plants (1997) No. 2 p. 24/38
2. Müller, J. et al .: Investigation of a ground-driven, rotating pickaxe. Agricultural research (1997) No. 3 p. 78/85.
3. Bezzerides, P .: A line of tools with the versatility you need for removing weeds mechanically in between plants in the row, for row crops, vineyards and orchards. Orosi, California (USA), 1991.

Claims

1. A device for the mechanical removal of weeds between the useful plants within a row of plants, characterized in that different rigid, flexible and curved tools are attached radially on a rotatable metal disc, which have different slippage when moving forward over the ground.

2. Device according to claim 1, characterized in that the Easily replace tools for different purposes are.

3. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the adjustment of the stiffness of the flexible Tools is realized by different coil springs.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the angle of inclination α and the angle of attack to Direction of travel can be variably adjusted independently of each other.