DE19919350C2 - Vorrichtung zum Behandeln von Böden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Böden mit wenigstens einer in einem Fahrgestell gelagerten Welle, auf der mehrere Scheiben angeordnet sind, wobei zwischen der Längsmittelachse der Welle und der Ebene jeder Scheibe ein spitzer Winkel von etwa 60° ausgebildet ist und jede Scheibe einen einer Ellipse folgenden Umfangsrand aufweist und bei einer Translationsbewegung des Fahrgestells eine Rotationsbewegung der Welle bewirkt ist, bei der ein Eingriff des Umfangsrandes der Scheibe in den Boden erfolgt.

Aus der DE 27 24 033 A1 ist eine derartige Vorrichtung zum Behandeln von Böden bekannt. Das landwirtschaftliche Gerät nach dieser Druckschrift ist dazu geeignet, eine zum Beispiel nach dem Pflügen entstandene Ackerfläche mit unregelmäßiger, welliger Oberfläche zu glätten. Zum Glätten dienen als Taumelscheiben beispielsweise elliptisch ausgebildete Scheiben, die sich bei einer Vorwärtsbewegung des Fahrgestells im wesentlichen seitwärts hin und her bewegen, wodurch der gewünschte Einebnungseffekt erzielt wird.

Bei der Vorrichtung nach der DE 27 24 033 A1 ist ein ruhiges Arbeiten des Gerätes erwünscht. Daher ist dort für den Fall vorgesehen, daß jede Scheibe als Ellipse ausgebildet ist, daß die Ellipsen in einem Winkel zur Längsmittelachse der Welle ausgerichtet ist, bei der jeder den Boden berührende Punkt der Außenkante der Scheibe bei ihrer Umdrehung um die eigene Achse stets die gleiche Höhenlage zur Bodenoberfläche einnimmt. Das bedeutet, daß bei dieser Vorrichtung bei einer Drehung einer elliptischen Scheibe um die Längsmittelachse der Welle ausschließlich eine horizontale Oszillation auftritt, die zum Glätten eines welligen Untergrundes eingesetzt ist.

Vorrichtungen der eingangs genannten Gattung werden auch in der FR 2 675 006, AT 361 731, WO 84/00465 und DE 82 93 74 gezeigt.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen beispielsweise glatten Untergrund aufzurauhen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Scheibe auch in Richtung der Welle betrachtet eine zur Welle symmetrische Ellipse zeigt.

Die Scheiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind derart ausgebildet, daß sie auch in einer Blickrichtung parallel zur Längsmittelachse der Welle eine elliptische Ausbildung zeigen. Dadurch ist erreicht, daß der Abstand zwischen der Längsmittelachse der Welle und jedem Punkt auf dem Umfangsrand der Scheibe nicht über den Umfangsrand fortlaufend gleich ausgebildet ist. Einige Punkte auf dem Umfangsrand der Scheibe weisen vielmehr einen größeren Abstand von der Längsmittelachse der Welle auf als andere Punkte. Dadurch ist gewährleistet, daß neben horizontalen Oszillationen auch vertikale Oszillationen auftreten, die ein verschieden tiefes Eingreifen von Abschnitten des Umfangsrandes jeder Scheibe in eine zu bearbeitende Bodenoberfläche ermöglichen als andere Abschnitte der umlaufenden Scheibe.

Über die vorgesehene Welle ist auf die Scheiben eine Drehkraft übertragbar. Die Welle wird beispielsweise von der Arbeitswelle eines Motors angetrieben, so daß bei Betrieb des Motors die Welle und damit die Scheiben rotieren. Die rotierende Welle und die rotierenden Scheiben werden dem Boden derart angenähert, daß die Scheiben durch ihr Drehen auf den Boden einwirken. Die Umfangsränder der Scheiben können in den Boden eingreifen und auf diesen einwirken.

Aufgrund der besonderen Ausgestaltung der Scheiben als Ellipsen weisen die Scheiben voneinander abweichende Umlaufradien auf. Den Abschnitten, in denen die Längserstreckung der Scheiben jeweils endet, sind größere Um­ laufradien zugeordnet, als den Abschnitten, in denen die Quer­ erstreckung der Scheiben endet. Die Abschnitte mit den größten Umlaufradien können dabei tief in den Boden eingreifen. Die weiteren Abschnitte greifen nicht derart tief ein.

Der vorgesehene Winkel zwischen der Ebene der Scheiben und der Längsmittelachse der Welle beträgt vorzugsweise jeweils 60°. Bei diesem Winkel ist bei einer elliptischen Scheibe der den Enden der Hauptachse jeweils zuzuordnende größte Umlaufradius D gleich dem der Nebenachse zuzuordnenden Umlaufradius d multipliziert mit mindestens 1,1.

Die auf der Welle angeordnete elliptischen Scheiben, die bei einer Drehung der Welle verschiedene Umlaufradien aufweist, ermöglicht eine dreidimensionale radial- und axial­ oszillierende Abwicklung der Abschnitte der Scheibenum­ fangsränder.

Mit dem vorgesehenen Fahrgestell ist die Welle in einem Abstand über einen Boden bewegbar. Die Welle wird in einer Lage oberhalb der Bodenoberfläche in eine Drehung versetzt, wodurch auch die auf der Welle angeordneten Scheiben in eine Drehung versetzt werden. Die Scheiben können der Bodenoberfläche so weit angenähert werden, daß sie durch ihr Drehen auf die Oberfläche einwirken. Der Umfangsrand jeder Scheibe kann in die Oberfläche des Bodens eingreifen und abschnittsweise Material aus dem Boden herausheben bzw. herausdrücken. Mit den Abschnitten des Umfangsrandes der Scheiben, denen die größten Umlaufradien zugeordnet sind, ist es vorteilhaft möglich, tief in die zu behandelnde Bodenoberfläche einzugreifen. Die weiteren Abschnitte greifen nicht so tief ein.

Während des Eingriffs der Scheiben in die Bodenoberfläche wird einerseits die Welle weiter gedreht und andererseits das Fahrgestell bewegt. Die Scheiben treten mit der Bodenoberfläche am Ort des Eingriffs jeweils in eine flächige Anlage. Der einer Ellipse folgende Umfangsrand jeder Scheibe bewirkt dabei einen allmählichen Eingriff in die Bodenoberfläche, ohne daß eine scharfe Abbruchkante entsteht. Am Ort des Eingriffes bildet sich in der Bodenoberfläche eine Vertiefung aus, indem Material aus der Bodenoberfläche flächig herausgedrückt wird. Durch die sich drehende Scheibe wird dabei eine Mulde ausgebildet. In die als Mulde ausgebildete Bodenausnehmung hineingelaufenes Oberflächenwasser fließt aufgrund der zu den Muldenrändern hin ausgebildeten Bodenansteigung nicht wieder aus der Mulde heraus. Das Wasser versickert dadurch an Ort und Stelle, wodurch an Bodengefällen, wie an Abhängen, die nachteiligen Folgen eines Ablaufens des Oberflächenwassers, nämlich die Abtragung von Mutterboden und die Ausbildung von Erosionskanälen, vorteilhaft verhindert sind.

Die entstandene Mulde kann auch als Pflanzvertiefung bzw. als Pflanzloch verwendet werden. Eine in die Mulde eingesetzte Pflanze wird durch von der Mulde aufgefangenes Oberflächenwasser vorteilhaft mit Flüssigkeit versorgt. Die Mulde bildet zudem einen Windschutz für die Pflanze bzw. für Abschnitte der Pflanze aus.

Die Scheiben können zueinander fluchtend ausgerichtet sein. Es ist aber auch möglich, daß jeweils einander benachbarte Scheiben zueinander auf der Welle um einen Drehwinkel versetzt sind, beispielsweise um 90°. Einander benachbarte Scheiben können zueinander auch um andere Winkel, wie um 180° versetzt sein.

Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß wenigstens eine Scheibe, die einem freien Ende der Welle zugeordnet ist, eine abgewinkelte Bauform aufweist, wobei ein Abschnitt der Scheibe vertikal zur Längsmittelachse der Welle ausgerichtet ist. Vorzugsweise sind an beiden freien Enden der Welle derartige abgewinkelte Scheiben angeordnet. Die abgewinkelten Scheiben begrenzen die Baubreite der Welle, auf der die elliptischen Scheiben angeordnet sind. Die abgewinkelten Scheiben bilden dadurch äußere Begrenzungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus. Neben den vorbeschriebenen abgewinkelten Scheiben können auch nichtabgewinkelte Scheiben vorgesehen sein, die vertikal zur Längsmittelachse ausgerichtet sind.

Auch an den freien Enden einer an einem Fahrgestell gelagerten Welle können Scheiben mit abgewinkelter Bauform vorgesehen sein. Die Scheiben begrenzen die Baubreite der erfindungsgemäßen Vorrichtung, indem sie den Bereich der Welle einfassen, auf der die elliptischen Scheiben angeordnet sind.

Darüber hinaus können die abgewinkelten Scheiben als Spurscheiben eingesetzt werden. Dazu haben sie einen größeren Durchmesser als die elliptischen Scheiben, so daß sie mit ihren Umfangsrändern weiter von der Welle vorstehen als die Ränder der elliptischen Scheiben. Die vorstehenden Ränder können bei einem Bewegen der Welle über einen Boden hinweg in den Boden eingreifen und mit diesem in eine haltende Wirkverbindung treten. Durch diese Wirkverbindung wird vorteilhaft sichergestellt, daß bei einer Bewegung der Welle mit dem Fahrgestell quer zu einer Hangneigung das Fahrgestell nicht aufgrund seiner Schwerkraft den Hang hinunter bewegt wird. Die abgewinkelten Scheiben halten das Fahrgestell in der vorgesehenen Spur. Anstelle von abgewinkelten Scheiben können an den freien Enden der Welle auch kreisförmige Scheiben angeordnet sein, deren Ebenen jeweils vertikal zur Längsmittelachse der Welle ausgerichtet sind. Diese kreisförmigen Scheiben können einen größeren Durchmesser als die elliptischen Scheiben haben, so daß sie in gleicher Weise als Spurscheiben dienen können.

Bei der Bodenbearbeitung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Bodenoberflächenprofile mit Vertiefungen und Erhebungen erzeugbar.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann mehrere Wellen aufweisen, auf denen jeweils mehrere Scheiben angeordnet sind.

Die Scheibe bzw. mehrere Scheiben sind auf der Welle befestigt. In einfacher Ausführung kann die Scheibe mit der Welle verschweißt sein. Vorzugsweise ist die Scheibe auf der Welle lösbar befestigt, wozu beispielsweise auf der Welle ein quer zur Längserstreckung der Welle ausgerichteter Flansch angeordnet ist, an dem die Scheibe befestigbar ist. Zur Befestigung kann die Scheibe in ihrem Mittelbereich zu einem Abschnitt verformt sein, der bei einer Anordnung der Scheibe zur Längsmittelachse der Welle unter einem spitzen Winkel im rechten Winkel zur Längsmittelachse der Welle ausgerichtet ist.

Um die Effektivität der Einwirkung der Umfangsränder der Scheibe auf zu behandelnde Materialien zu erhöhen, ist schließlich vorgesehen, die Umfangsränder der Scheibe zumindest abschnittsweise mit auswechselbaren Werkzeugen zu bestücken. Als Werkzeuge können beispielsweise Zähne vorgesehen sein, andere zweckmäßige Werkzeuge, wie Messer, können verwendet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1: eine Scheibe für eine Vorrichtung zum Behandeln von Böden,

Fig. 2: eine Seitenansicht der Scheibe gemäß Fig. 2,

Fig. 3: eine weitere Scheibe für eine Vorrichtung zum Behandeln von Böden,

Fig. 4: eine schematische Draufsicht eines Rahmens, an dem zwei Wellen gelagert sind, und

Fig. 5: eine schematische Teilansicht eines Einachs­ schleppers mit zwei Wellen.

Die in Fig. 1 und 2 gezeigte elliptische Scheibe 2 ist in ihrem Mittelbereich zu einem Abschnitt 7 verformt, der bei der Anordnung der Scheibe 2 zur Längsmittelachse einer Welle 1 unter einem Winkel α von 60° im rechten Winkel zur Längsmittelachse der Welle 1 ausgerichtet ist. Der Abschnitt 7 weist eine kreisförmige Lochreihung auf. Durch jedes Loch kann ein Bolzen geführt werden, der mit einem Flansch 8 auf der Welle 1 (Fig. 2) eine Halteverbindung eingehen kann. Auch der Flansch 8 weist eine Lochreihung auf, wobei die Abstände zwischen den einander benachbarten Löchern der Lochreihen von Abschnitt 7 und Flansch 8 jeweils gleich sind. Dadurch ergibt sich eine Möglichkeit, die Drehstellung der Scheibe 2 auf der Welle 1 auf einfache Weise zu ändern, indem die Lochreihen des Abschnitts 7 und des Flansches 8 gegeneinander verdreht werden.

Die in Fig. 3 dargestellte Scheibe weist zwei Durchbrüche 9 auf. Eine derartige Scheibe 2 ist insbesondere für einen Einsatz in einer Vorrichtung zum Mischen von Materialien geeignet, weil durch die Durchbrüche 9 Materialien hindurchführbar sind.

Die Scheibe nach Fig. 3 und die Scheibe nach Fig. 1 und 2 kann jeweils beispielsweise zweigeteilt sein. Eine Teilung der Scheibe 2 ist entlang der Nebenachse der Ellipse möglich. Eine zweigeteilte Scheibe kann in einfacher Weise auf der Welle 1 angeordnet werden, indem die beiden Hälften der Scheibe 2 von zwei Seiten an die Welle 1 herangeführt werden und nachfolgend mit dieser verbunden werden.

Der Rahmen 10 in Fig. 4 ist rechteckig ausgebildet. In paralleler Ausrichtung zu seinen längeren Rahmenabschnitten sind in dem Rahmen 10 zwei Wellen 1, 1' gelagert. Lager 11 sind für die Wellen 1, 1' in Rahmenabschnitte des Rahmens 10 eingesetzt. Auf den Wellen 1, 1' sind elliptische Scheiben 2 angeordnet. Im Bereich eines freien Endes jeder Welle 1, 1' ist auf der Welle 1, 1' ein Zahnrad 12 angeordnet. Beide Zahnräder 12 weisen die gleiche Zähnezahl auf, sie greifen ineinander. Über die Zahnräder 12 wird beispielsweise von einem Motor eine Kraft auf die Wellen 1, 1' geleitet, aufgrund der Ausbildung der Zahnräder 12 mit gleicher Zähnezahl ist eine synchrone Drehung der Wellen 1, 1' gewährleistet. Die Wellen 1, 1' drehen sich dabei zueinander gegenläufig, wie mit den Pfeilen 5 verdeutlicht.

In Fig. 5 sind zwei Wellen 1, 1' mit freien Enden auf die Steckwellen 13 eines Motor- und Getriebeblockes 14 eines Einachs-Schleppers aufgesetzt. Über den Motor- und Getriebeblock 14 und die Steckwellen 13 wird eine Drehbewegung auf die Wellen 1, 1' und somit auf die auf ihnen angeordneten Scheiben 2 geleitet. Die Wellen 1, 1' sind abgebrochen dargestellt, die Anordnung weiterer Scheiben 2 auf ihnen ist möglich. Die Drehrichtung der Wellen 1, 1' sind durch Pfeile 5 dargestellt.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Behandeln von Böden mit wenigstens einer in einem Fahrgestell (10) gelagerten Welle (1), auf der mehrere Scheiben (2) angeordnet sind, wobei zwischen der Längsmittelachse der Welle (1) und der Ebene jeder Scheibe (2) ein spitzer Winkel (α) von etwa 60° ausgebildet ist und wobei jede Scheibe (2) einen einer Ellipse folgenden Umfangsrand aufweist und bei einer Translationsbewegung des Fahrgestells eine Rotationsbewegung der Welle bewirkt ist, bei der ein Eingriff des Umfangsrandes der Scheibe (2) in den Boden erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß jede Scheibe (2) auch in Richtung der Welle (1) betrachtet eine zur Welle (1) symmetrische Ellipse zeigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) zwischen der Längsmittelachse der Welle (1) und der Ebene der Scheibe (2) verstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (2) gleiche Bauformen aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (2) zueinander fluchtend ausgerichtet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einander benachbarte Scheiben (2) zueinander auf der Welle (1) um einen Drehwinkel versetzt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel 90° beträgt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Scheibe (3), die einem freien Ende der Welle (1) zugeordnet ist, eine abgewinkelte Bauform aufweist, wobei ein Abschnitt der Scheibe (3) vertikal zur Längsmittelachse der Welle (1) ausgerichtet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Scheibe (2) mit der Welle (1) verschweißt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (1) quer zur Längserstreckung der Welle (1) ausgerichtete Flansche (8) angeordnet sind und daß jede Scheibe (2) an einem Flansch (8) befestigt ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (2) in ihrem Mittelbe­ reich zu einem Abschnitt (7) verformt ist, der bei ihrer Anordnung zur Längsmittelachse der Welle (1) unter dem Winkel (α) im rechten Winkel zur Längsmittelachse der Welle (1) ausgerichtet ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsränder der Scheibe (2) zumindestens abschnittsweise mit auswechselbaren Werkzeugen bestückt sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkzeuge Zähne vorgesehen sind.