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Die Erfindung betrifft eine Erntevorrichtung, insbesondere zum Ernten von Weintrauben in Steillagen, sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Erntevorrichtung.
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Bekannte Ernteverfahren für eine maschinelle Traubenlese bedienen sich Erntevorrichtungen, die als Fahrzeuge eine Pflanzenreihe U-förmig umschließend zweizeilig befahren, beispielsweise bekannt aus der
DE 10 2004 029 394 A1 . Mit solchen Erntevorrichtungen sind Steillagen mit einem Gefälle von etwa 40% bearbeitbar. Eine Bearbeitung von Terassenhängen gestaltet sich besonders problematisch oder ist nicht möglich.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Erntevorrichtung bereitzustellen, welche die Pflanzen besonders schonend beerntet und für Steillagen, umfassend Terassenhänge, geeignet ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Erntevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Erntevorrichtung nach Anspruch 12.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Erntevorrichtung ist geeignet zum Anbau an ein Fahrzeug, das selbst auf einer Seite der zu beerntenden Pflanze bzw. in einer einzigen Zeile zwischen Pflanzenreihen zu fahren bestimmt ist. Das Fahrzeug selbst überspannt demnach nicht die Pflanze bzw. die Pflanzenreihe.
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Zum einen ergibt sich aus dieser Anordnung einer möglichst leichten Erntevorrichtung an einem einseitig der Pflanze bzw. Pflanzenreihe fahrenden Fahrzeug die Möglichkeit, den Schwerpunkt der gesamten Erntevorrichtung möglichst nahe des Bodens zu plazieren, weil keine Fahrzeugstatik die Pflanze bzw. die Pflanzenreihe übergreifend anzuordnen ist. Lediglich notwendige Verbindungsteile eines Erntekopfes, der die Pflanze bzw. die Pflanzenreihe U-förmig von oben zum Rahmen bestimmt ist, sind erfindungsgemäß oberhalb der Pflanze anzuordnen.
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Ferner ermöglicht die Abkehr von etablierten zweizeiligen Fahrzeugen ein Befahren und Ernten in Terassenhängen, ohne einen besonderen Aufwand seitens des Fahrzeugs betreiben zu müssen, beispielsweise höhenverstellbares Fahrwerk oder ähnliches.
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Die Erntevorrichtung weist dazu einen Arm auf, an dem der Erntekopf mit zwei Schenkeln angeordnet ist: ein erster Schenkel für eine Überzeilenseite und ein zweiter Schenkel für eine Fahzeugseite. Der Pflanze bzw. der Pflanzenreihe zugewandt und benachbart zu zumindest einem der Schenkel ist zumindest eine Stachelwelle angeordnet, die um eine Rotationsachse rotierbar in der Erntevorrichtung aufgenommen ist. An zumindest einem unteren Ende zumindest eines der Schenkel ist eine Auffangvorrichtung für von der beernteten Pflanze abfallendes Erntegut angeordnet. Die Schenkel und/oder die Stachelwelle/n sind voneinander abspreizbar.
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Ein solcher Erntekopf mit abspreizbaren Schenkeln bzw. Stachelwellen ermöglicht ein problemloses Ein- und Ausfahren aus einer Pflanzenreihe bzw. An- oder Abfahren einer Pflanze, insbesondere auch aus einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs kommend. Dabei können Gefälle von über 70% talwärts befahren werden und Terassenanlagen abgeerntet. Eine zentrale Aufhängung vorteilhafter Ausführungsformen des Erntekopfes an einem oberen Ende des Arms ermöglicht eine problemlose Positionierung des Erntekopfes über der Pflanze bzw. Pflanzenreihe. Das Fahrzeug kann je nach Lage gewechselt werden, weil der Erntekopf ohne erhebliche Anforderungen an Anschlüsse des Fahrzeugs an übliche Fahrzeuge befestigt und angeschlossen werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Erntevorrichtung ist auf der de Pflanze bzw. der Pflanzenreihe abgewandten Seite der Stachelwelle ein Gebläse oder ein Sauger angeordnet. Im Falle von beidseitig der Pflanze angeordneten Stachelwellen sind gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform beidseitig Gebläse oder Sauger angeordnet, so dass quer zu der Pflanzenreihe bzw. quer zu der Fahrtrichtung des Fahrzeugs, an dem die Erntevorrichtung angebracht ist, ein Luftstrom gerichtet ist, der nach dem Prinzip einer Windsichtung Erntegut und Blätter voneinander trennt, mit dem Ziel das Erntegut möglichst in einen mittleren Bereich zwischen des Stachelwellen zu lenken und/oder das Laub aus dem zentralen Bereich zwischen den Stachelwellen abzulenken.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Erntevorrichtung ist der Arm als ein Seiten- und/oder höhenverstellbarer Mast ausgeführt, mittels dessen die Position des Erntekopfs zum Fahrzeug verstellbar ist.
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Mit einem solchen Mast wird die Erntevorrichtung den unterschiedlichsten Bepflanzungen gerecht, wobei auch Anwendungen außerhalb der Ernte von Weintrauben infrage kommen, beispielsweise ein Ernten von anderen Früchten.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Erntevorrichtung ist der Erntekopf frei pendelnd an dem Arm aufgehangen. Der Erntekopf nach dieser Ausführungsform richtet sich selbst über der Pflanze aus, insbesondere beim Spreizen bzw. Schließen der Schenkel bzw. Stachelwellen. Eine aufwändige Elektronik oder gar Sensorik wird nicht benötigt. Hierdurch ergeben sich Kostenvorteile in der Anschaffung sowie in der Unterhaltung wegen einer robusten Grundkonstruktion.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erntevorrichtung ist das Erntegut mittels einer Drehkolbenpumpe in einen separat von der Erntevorrichtung an dem Fahrzeug oder an einem weiteren Fahrzeug angeordneten Sammelbehälter förderbar. Auch kann – je nach Gegebenheit der Lage – eine Förderung in ortsfeste Wannenbehälter oder Leitungen erfolgen.
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Unteren anderem wegen der Drehkolbenpumpe, vorzugsweise als Ovalkolbenpumpe ausgeführt, hat der Erntekopf ein geringes Gewicht. Das Arbeitsprinzip der Drehkolbenpumpe ermöglicht eine schonende Förderung vergleichbar einem Förderband. Eine Reinigung ist besonders problemlos und vollständig durchführbar.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Erntevorrichtung ist in einem unteren Bereich des Erntekopfs auf der Fahrzeugseite ein in Fahrtrichtung ausgerichteter Sammeltrog angeordnet, der an die Auffangvorrichtung angeschlossen ist bzw. Teil der Auffangvorrichtung ist. Die Drehkolbenpumpe ist an einem dem Fahrzeug abgewandten Ende des Sammeltrogs angeordnet.
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Vorteilhaft ist selbst das geringe Gewicht der Drehkolbenpumpe und des Sammeltrogs auf die Fahrzeugseite gelegt, so dass der Schwerpunkt nahe zum Fahrzeug und nahe zum Boden hin optimiert ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Erntevorrichtung sind zwischen den unteren Enden der Schenkel bzw. der Stachelwellen zwei parallel zueinander in Fahrtrichtung ausgerichtete Schuppenbahnen angeordnet, die beide quer zur Fahrtrichtung mit Gefälle Richtung Fahrzeug ausgerichtete Schuppen aufweisen. Die Schuppen einer der Schuppenbahnen überlappen einander in Fahrtrichtung und sind gegeneinander eine gewisse Überlappung beibehaltend verschwenkbar. Auch die Schuppenbahnen sind eine Überlappung einnehmend miteinander verbindbar, wobei diese Überlappung von den Pflanzen unterbrochen werden kann. Solche bekannten Schuppenbahnprinzipien öffnen und schließen sich während der Fahrt um den Pflanzenfuß bzw. Pflanzenstamm, vorliegend die Rebe. Im Unterschied zum Stand der Technik kommt es gemäß dieser weiteren vorteilhafte Ausführungsform zu einer planen Überlappung mit einem gemeinsamen Gefälle hin zum Fahrzeug bzw. quer zur Pflanze.
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Die erfindungsgemäße Anordnung von solchen Schuppenbahnen ermöglicht es, das Abspreizen der Schenkel bzw. der Stachelwellen in einer zweigeteilten Auffangvorrichtung nachzuvollziehen, um einen Freiraum um die Pflanze herum zu schaffen, der für ein Einfahren in den Weinberg vorteilhaft ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Erntevorrichtung sind auf einer Talseite in einem unteren Bereich des Erntekopfs zwischen den Stachelwellen schräg auf das Fahrzeug zu ausgerichtete Luftdüsen angeordnet, insbesondere auf einem oder oberhalb eines Talende/s einer Schuppenbahn.
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Solche Luftdüsen lenken das Erntegut auch dann in die Auffangvorrichtung bzw. in den Sammeltrog, wenn ein besonders steiles Gefälle befahren wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Erntevorrichtung ist in einem unteren Bereich zwischen den Stachelwellen ein Blattrechen angeordnet, um Blätter von dem Erntegut zu trennen, insbesondere in einem Zusammenwirken mit den Gebläsen oder Saugern einer der vorbeschriebenen Ausführungsformen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Erntevorrichtung sind die Stachelwellen mittels eines Kurbeltriebs oder elektro-hydraulich antreibbar.
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Somit lassen sich auf kostengünstige und robuste Art und Weise Antriebe für die Stachelwellen realisieren, die eine komplizierte Bewegung ermöglichen, insbesondere eine regelmäßige Bewegungsabfolge.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Erntevorrichtung sind die Stacheln der Stachelwelle aus Nylon, Silikon oder Gummi gefertigt. Diese Materialien bieten unterschiedliche Eigenschaften je nachdem, ob Standzeiten oder Erntequalität im Vordergrund stehen. Die Stacheln sind entweder direkt an der Stachelwelle oder an einem eine Welle radial nach außen erweiternden Stachelrad angeordnet. Auf diese Art und Weise läßt sich die Dichte der Stacheln und die Anzahl der Kontakte mit der Pflanze variieren.
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Gemäß besonders vorteilhaften Ausführungsformen wird über die Höhe der Stachelwellen eine unterschiedliche Stacheldichte eingestellt, um die Ernte zu optimieren. Beispielsweise hängen bei einer bestimmten Rebsorte die Traube eher in einem oberen Bereich, sodass hier eine größere Stacheldichte vorteilhaft ist. Dann werden erfindungsgemäß oben Stachelräder platziert.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug weist eine der vorgeschriebenen Erntevorrichtungen auf.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist das Fahrzeug selbst 1,10 +/– 0,1 Meter breit und ist das Fahrzeug, insbesondere mit zwei Fahrspuren, ausschließlich auf der Fahrzeugseite der Pflanze bzw. der Pflanzenreihe zu fahren bestimmt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist an dem Bergende eine Seilwinde angeordnet.
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Eine Anordnung einer Seilwinde an einem Vollernter gestaltet sich nach den bekannten Erntevorrichtungen schwierig, da zunächst zwei Zeilen befahren werden und ein mittiger Angriff eines Seiles nur oberhalb der Pflanze gelingen würde. Die erfindungsgemäße Anordnung der Seilwinde bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug nach der vorteilhaften Ausführungsform ermöglicht es hingegen, den Schwerpunkt des Fahrzeugs umfassend die Erntevorrichtung zusätzlich zu optimieren, weil von einer günstigen Position aus ein Kraftangriff am Fahrzeug erfolgt, der sich positiv auf dessen Fahrstabilität auswirkt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist die Erntevorrichtung mittels einer Zapfwelle und/oder einer Hydraulik-Einrichtung des Fahrzeugs betätigt. Den Schwerpunkt der gesamten Erntevorrichtung weiterhin optimierend können somit entsprechende Aggregate im Fahrzeug verbleiben, demnach auf der Fahrzeugseite. Außerdem sind solche Anschlüsse bei vielerlei Fahrzeugen abgreifbar, so dass je nach Lage ein Fahrzeugwechsel möglich erscheint und stets dieselbe Erntevorrichtung angebracht werden kann.
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Das erfindungsgemäße Ernteverfahren ist geeignet für eine maschinelle Traubenlese mit einem eine Erntevorrichtung aufweisenden Fahrzeug. Bei dem Ernteverfahren wird ein Erntegut mittels rechts und links einer Pflanze bzw. einer Pflanzenreihe angeordneter schwingend drehender Stachelwellen von der Pflanze abgetrennt. Die Frequenz und/oder die Amplitude und/oder die gegenüber einer Fahrzeugbewegung des Fahrzeugs in einer Fahrtrichtung überlagerte Rotationsbewegung ist/sind einstellbar.
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Ein solches Ernteverfahren lässt die Pflanze in Richtung der Fahrtrichtung und entgegen der Fahrtrichtung schwingen, was bestehende Bepflanzungen in Reihen mit die Pflanzen verbindenden Drähten automatisiert bearbeitbar macht. Ein kostenintensiver Umbau bestehender Bepflanzungen oder gar eine Neubepflanzung lässt sich vermeiden, was bisher erforderlich war, um auf ein automatisiertes Ernteverfahren umzustellen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ernteverfahrens drehen sich die Stachelwellen mit ihren radial äußeren Stachelenden bezüglich der Pflanze in einem Rhytmus abwechselnd vor und zurück, insbesondere asynchron mit mehr Rückwärtsdrehung als Vorwärtsdrehung bezüglich der Fahrzeugbewegung, wobei die Stachelwellen der gegenüberliegenden Seiten der Pflanze, nämlich Fahrzeugseite und Überzeilenseite, gegenseitig angetrieben sind. Die Pflanze bzw. im Falle einer Reihenbepflanzung die Pflanzenreihe, gelangt zwischen den Stachelwellen hindurch, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Stachelwellen zwischen asynchron schwingenden Extremen der Fahrzeugbewegung entspricht. Ein Effekt der Fahrzeugbewegung auf das Ernteergebnis ist demnach ausgeschlossen und kann grundsätzlich ausschließlich der jeweiligen Fahrsituation entsprechend angepasst werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Ernteverfahrens wird die durch die Stachelwellen verursachte Schüttelbewegung in und entgegen der Fahrtrichtung mechanisch mittels eines Kurbeltriebs und/oder elektro-hydraulich in die Stachelwellen eingeleitet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ernteverfahrens wird zu Beginn eines Erntevorgangs nach Ausrichtung des Erntekopfs über der Pflanze bzw. um die Pflanze und nach einem Schließen des Erntekopfs der Abstand der Stachelwellen quer zur Fahrtrichtung verstellt. Die Verstellung quer zu der Fahrtrichtung richtet sich insbesondere danach, dass sich die Stacheln der beiden gegenüberliegend angeordneten Stachelwellen ohne dazwischen befindlicher Pflanze überlappen würden.
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Mit einem solchen Zusammenwirken gegenüberliegend angeordneter Stachelwellen sind besonders gute Ernteergebnisse erreicht worden.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von in Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht auf ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Erntevorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Ernteverfahrens,
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2 eine Frontansicht auf das Fahrzeug mit Erntevorrichtung aus 1,
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3 die Frontansicht gemäß 2 ohne Fahrzeug als Detaildarstellung eines Erntekopfs der Erntevorrichtung mit gespreizten Schenkeln,
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4 eine Prinzipskizze einer Auffangvorrichtung der erfindungsgemäßen Erntevorrichtung in Draufsicht,
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5 eine Prinzipskizze zweier Antriebsvarianten für parallel angeordnete Stachelwellen der erfindungsgemäßen Erntevorrichtung,
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6 eine Seitenansicht auf ein Stachelrad, das erfindungsgemäß als Stachelwelle in der Erntevorrichtung bzw. in dem Ernteverfahren angeordnet bzw. verwendet wird,
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7 einen Ausschnitt auf eine Seitenansicht gemäß 1 auf ein Fahrzeug mit talseitig angeordnetem Arm gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel (ohne Erntekopf),
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8 eine Frontansicht auf das Fahrzeug aus 7,
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9 eine Seitenansicht gemäß 7 auf ein Fahrzeug mit einem Arm gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel (ebenfalls ohne Erntekopf),
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10 eine Frontansicht von einer Talseite auf das Fahrzeug aus 9,
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11 eine Detailansicht von unteren Enden erfindungsgemäßer Schenkel bzw. Stachelwellen mit daran angordneter Auffangvorrichtung,
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12 einen Schaltplan für eine Hydrauliksteuerung und
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13 ein Bewegungsdiagramm zur Verdeutlichung eines erfindungsgemäßen Verlaufs der Umfangsgeschwindigkeit der Stachelwellen im Vergleich zu einer konstanten Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs.
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In 1 ist in einer Seitenansicht ein Fahrzeug 4 mit einem frontseitig angebauten Erntekopf 11 dargestellt. Bei dem Fahrzeug 4 handelt es sich um ein kettenbetriebenes Trägerfahrzeug aus dem Stand der Technik. Im Rahmen der Erfindung trägt es jedoch als ein Erntefahrzeug oder Teil einer Erntevorrichtung im Rahmen der Erfindung besondere Vorteile bewirkend in einem rückwärtigen Raum eine Seilwinde 41, wie sie bei aus dem Stand der Technik bekannten Vollerntern nicht ohne Weiteres angebracht bzw. verwendet werden kann.
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An den Erntekopf 11 zur Fahrzeugmitte hin angrenzend ist auf dem Fahrzeug 4 ein Sammelbehälter 3 zur Aufnahme von Erntegut angeordnet. Zwischen dem Erntekopf 11 und dem Sammelbehälter 3 ist nur teilweise durchgängig ein Leitungssystem dargestellt, zu dem beispielsweise ein Sammeltrog 6 mit einer Schnecke zählt, ebenso eine Ovalkolbenpumpe 7 als ein Ausführungsbeispiel einer Drehkolbenpumpe. Das Fahrzeug 4 trägt den Erntekopf 11 mittels eines Arms, vorliegend ausgeführt als ein Hubmast 1 mit innenliegendem Hubzylinder. Die 7 bis 10 verdeutlichen die Bewegbarkeit des Arms in zwei Ausführungsbeispielen: Die 7 und 8 zeigen in einer Seitenansicht und einer Frontansicht die Variante aus 1 mit innenliegendem Hubzylinder für eine Vertikalbewegbarkeit. Eine horizontale Bewegbarkeit ist gegeben, da sich der Hubmast 1 an einem unteren Ende um eine Drehachse 28 verschwenken lässt. Dazu ist ein Neigungszylinder 27 benachbart zu dem unteren Ende des Hubmastes 1 angeordnet. An einem oberen Ende des Hubmastes 1 ist der Erntekopf 11 in einem Pendellager 29 aufgenommen, welches der Bewegung des Hubmastes 1 auf einem Kreisbogen folgt.
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In den 9 und 10 ist der Hubmast 1 mit dem innenliegenden Hubzylinder und im oberen Bereich mit einer Seitenverschiebungseinrichtung ausgeführt. Mittels zweier linearer Bewegungen ist der Erntekopf 11 nicht in die Bewegungsform eines Kreisbogens gezwungen, sobald seitlich verstellt wird.
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Für das erfindungsgemäße Ernteverfahren wesentlich sind die in 1 in der Seitenansicht erkennbaren Stachelwellen 5, wobei das dargestellte Ausführungsbeispiel in einer Fahrtrichtung 40 des Fahrzeugs 4 gesehen auf einer Fahrzeugseite 116 und einer Überzeilenseite 115 jeweils eine Stachelwelle 5 aufweist, die in der Seitenansicht gemäß 1 einander verdecken. Die Stachelwellen 5 rütteln mit Vorwärts- und Rückwärtsdrehungen Erntegut und Blätter von einer Pflanze bzw. von einer Pflanzenreihe, die zwischen den Stachelwellen hindurch gelangen, wenn das Fahrzeug 4 in Fahrtrichtung 40 fährt.
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Seitlich der Stachelwellen 5 angeordnete Sauggebläse 9, 10 sowie ein Blattrechen 8 sorgen für eine Abtrennung von Laub bzw. anderen abgetrennten oder ohnehin schon losen Bestandteilen der Pflanze, die nicht zum Erntegut gehören. Das Erntegut fällt dagegen von den Sauggebläsen 9, 10 und dem Blattrechen 8 eher unbeeinflusst in den Sammeltrog 6.
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Die 2 erlaubt eine Ansicht von vorne auf das Fahrzeug 4 aus 1, sodass nunmehr beide Stachelwellen 5 erkennbar sind. Den erfindungsgemäßen Erntekopf 11 zeichnet es aus, dass sein Schwerpunkt möglichst weit nach unten optimiert ist. Die oberhalb des Hubmastes 1 dargestellten Leitungen eines an dem Fahrzeug 4 angeordneten Querluftgebläses 2 haben eine geringe Masse und ermöglichen dennoch einen überzeilenseitigen 115 Anschluss einer Querluftdüse 12, insbesondere im talseitigen 117 Bereich der Erntevorrichtung. Die Querluftdüse 12 vorteilhafter Ausführungsformen erstreckt sich mit ihrer Auslassöffnung oberhalb der Schuppenbahn 13 in Fahrtrichtung 40 über die gesamte Länge der Auffangvorrichtung und wirkt mit dem Blattrechen zusammen.
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Ebenfalls im oberen Bereich der Erntevorrichtung ist in 2 erkennbar, dass mittels einer Verschiebeeinrichtung 14 der Erntekopf 11 aus seiner grundsätzlich zentralen Aufhängung an dem Hubmast 1 heraus verschoben werden kann. Das seitliche Verfahren kann in problematischen Fahrsituationen erforderlich sein.
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In einem unteren Bereich der 2 ist eine Schuppenbahn 13 einer Auffangvorrichtung erkennbar, die das Erntegut in den Sammeltrog 6 und in die Ovalkolbenpumpe 7 zu leiten bestimmt ist. Dieser Bereich ist zu einer alternativen Ausführungsform in 11 vergrößert dargestellt. Nach der alternativen Ausführungsform sind die Stachelwellen 5 des Erntekopfs 11 an einem unteren Ende der Stachelwellen 5 in einem unteren Lager 39 aufgenommen, welches über einen Steg mit dem jeweiligen Schenkel 111, 112 verbunden ist.
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Zu den weiteren Details den Erntekopf 11 betreffend ist dieser außerdem als Ganzes in 3 vergrößert und separat dargestellt. In einem unteren Bereich des in 3 (vgl. zusätzlich 11) vergrößert dargestellten Erntekopfes 11 ist überzeilenseitig 115 eine Hebelübersetzung 26 als ein Antrieb für die bewegliche Schuppenbahn 13 dargestellt. Die Schuppenbahn 13 ist im unteren Teil in zwei Teile voneinander getrennt, mit einem dazwischen befindlichen Freiraum 43 für die Pflanze. Die überzeilige Schuppenbahn liegt in dem geschlossenen Zustand vorteilhaft auf der fahrzeugseitigen Schuppenbahn auf. Beim Spreizen wird mittels der Hebelübersetzung 26 und einer entsprechend gewählten Progression der Hebelübersetzung zunächst die überzeilenseitige Schuppenbahn angehoben, bevor die Schenkel weiter gespreizt werden. Die Hebelübersetzung stellt auch das kollisionsfreie Verschließen der Schuppenbahn sicher.
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Die 3 zeigt eine gespreizte Stellung von einem ersten vertikal angeordneten Schenkel 111 und einem zweiten vertikal angeordneten Schenkel 112, wobei der zweite Schenkel 112 auf der Überzeilenseite 115 benachbart zu der Pflanze zu positionieren ist, wenn geerntet werden soll. Das Abspreizen der Schenkel 111, 112 mit ihren jeweiligen Stachelwellen 5 mittels des Hubzylinders 25 ist zum Einfahren in einen Weinberg von Vorteil.
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Die Schuppenbahn 13 ist in 4 in einer Draufsicht und in dem zusammengefügten Zustand gemäß 2 vergrößert dargestellt. Talseitig 117 sind schräg entgegen der Fahrtrichtung 40 des Fahrzeugs 40 (nicht dargestellt) Luftdüsen 23 oberhalb der Schuppenbahn 13 dargestellt. Sie unterstützen den Fluss des Erntegutes an Blechwinkeln 24 vorbei in den fahrzeugseitig angeordneten Sammeltrog 6 (ebenfalls nicht dargestellt). Talseitig 117 gelangen die Pflanzen durch Einlassmembranen 22 in die Schuppenbahn 13 bzw. zwischen die Schuppenbahnen der geteilten Schuppenbahn 13 und verlassen die Schuppenbahn 13 durch eine Auslassmembran 21. Dabei schließen sich einzelne Schuppen 42 um die Stämme der Pflanzen bzw. vorliegend um die Füße der Reben.
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Je nach Anordnung der einzelnen Komponenten des Erntekopfs 11 und des Fahrzeugs 4 kann das erfindungsgemäße Ernteverfahren sowohl bei Talfahrt oder bei Bergfahrt durchgeführt werden. In besonders steilen Lagen, beispielsweise mit einem Gefälle von 70% ist es möglich, mit der oben beschriebenen Anordnung in derselben Zeile benachbart zu der Pflanze bzw. der Pflanzenreihe den Hang hinunter und wieder hinauf zu fahren. Dabei wird beipielsweise während der Talfahrt geerntet und auf der Rückfahrt die Auffangvorrichtung mittels Spreizen der Schenkel 111, 112 geöffnet.
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Details zu den Stachelwellen 5 können den 5, 6 und 11 entnommen werden. Gemäß einer ersten Ausführungsform der Stachelwellen 5 sind Stacheln 5.1 gemäß 5 an einer zentralen Welle 5.3 sternförmig angeordnet. Die Stacheln 5.1 sind gleich lang und bestehen gemäß vorteilhaften Ausführungsformen aus Nylon, Silikon oder Gummi.
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In 11 ist eine Schwenkvorrichtung 38 zwischen dem überzeiligen Schenkel des Erntekopfes 11 und der Stachelwelle 5 angeordnet, mittels derer ein Abstand 44 zwischen den Stachelwellen einstellbar ist.
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Gemäß 6 können mehrere solcher Stacheln 5.1' an einem um die zentrale Welle 5.3' angeordneten Stachelrad 5.2 angeordnet sein (6). Mit Punkten und einer die Punkte verbindenden Linie ist in 11 eine Pflanzenreihe angedeutet, dabei ebenso mit der Pflanzenreihe zugewandten Bewegungspfeilen die Bewegung der Stachelwellen 5, wobei die tatsächliche Bewegung der Stachelwellen 5 um diese an die Fahrzeuggeschwindigkeit angepasste Drehbewegung schwingt (vergleiche 14). Einem optimalen Ernteprinzip folgend ist gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren im Idealfall die gesamte zurückgelegte Strecke der Stachel 5.1 gegenüber der Rebzeile bzw. der Pflanzenreihe gleich Null, somit auch die mittlere Geschwindigkeit zur Pflanzenreihe gleich Null. Weiter unten ist ein Beispiel für gewählte Einstellungen für die Steuerung der Bewegungen der Stachelwellen 5 erläutert.
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Grundsätzlich kann die Stachelwelle 5 über zumindest zwei unterschiedliche Mechanismen angetrieben werden: erstens ein mechanischer Antrieb, zweitens ein elektro-hydraulischer Antrieb.
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Im Falle des mechanischen Antriebs wird über einen Kurbeltrieb 20 die Schüttelbewegung in die Stachelwelle 5 eingeleitet. Da eine Pleuelstange des Kurbeltriebes in einem Langloch am drehbar gelagerten Motorlager zum Durchführen einer konstanten Drehbewegung fixiert ist, lässt sich die Amplitude bzw. der Drehwinkel der Schüttelbewegung stufenlos einstellen. Die Drehzahl des Kurbeltriebes 20 gibt die Frequenz des Schüttelns der Pflanze vor. So wird die konstante Drehbewegung einer Schüttelwelle durch die Schüttelbewegung überlagert. Die daraus resultierende mittlere Drehbewegung der Stachelwelle 5 findet erfindungsgemäß vorteilhaft synchron zur Fahrgeschwindigkeit des Trägerfahrzeuges statt. Die Stacheln 5.1 schütteln somit nur die Reben, ohne dieselben herauszureißen. Dies ist für eine schonende Behandlung der Rebstocke und Trauben unbedingt erforderlich.
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Im Falle des elektro-hydraulischen Antriebs steuert eine Elektronik elektrisch betätigte Hydraulikventile, die einen Hydraulikmotor 15 der Stachelwellen 5 in der gleichen Weise antreiben wie analog zum mechanischen Antrieb beschrieben. Mittels lediglich eines solchen auf jeder Stachelwelle 5 sitzenden Hydraulikmotors 15 wird über ein elektronisch getaktetes Hydraulikventil 18 die Stachelwelle 5 vor- und zurückgedreht. Das Ergebnis ist auch hierbei die Schüttelbewegung an der Pflanze, überlagert von einer Drehbewegung, deren Frequenz, Amplitude und Rotationsgeschwindigkeit über die Öffnungszeiten der Hydraulikventile 15 gesteuert werden.
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Zwei Ölmotoren 15 sind den Stachelwellen 5 zugeordnet und werden mit einer konstanten Ölmenge, jeweils aus einem großen Druckspeicher 17 und einem kleinen Druckspeicher 18, gespeist. Es sollte die Vorwärts- und Rückwärtsdrehung mit der gleichen Geschwindigkeit arbeiten, weshalb auch hier gleiche Ölmengen zu fördern sind. Alternativ wird ein gemeinsamer, aber in unterschiedlich große Behälterteile geteilter, Druckspeicher (nicht dargestellt) verwendet. Der Drehwinkel der jeweiligen Bewegung ist direkt von der Öffnungszeit des Hydraulikventils 18 abhängig.
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Beträgt beispielsweise die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs 4 in Fahrtrichtung 40 (11) 2 km/h bzw. 0,55 m/s, kann eine Frequenz der Drehbewegung der Stachelwellen 5 rechts und links auf 300/min bzw. 5/s gewählt werden. Beträgt der Wirkradius der Stacheln beispielsweise 270 mm bzw. 0,27 m resultiert dies in einer Umfangsgeschwindigkeit VV bzw. in einer Strecke einer Vorwärtsbewegung der Stachel von 1,55 m in einer Sekunde bzw. 0,3 m für eine Vorwärtsdrehung. Eine Rückwärtsdrehung mit einer Umfangsgeschwindigkeit VR ist dagegen beispielsweise mit 0,42 m leicht größer gewählt, sodass insgesamt die Stacheln möglichst wenig Relativbewegung zu den Pflanzen haben, die ausschließlich in Fahrtrichtung 40 wirkt.
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13 zeigt einen Schaltplan für die Hydraulik-Steuerung. Die beiden bereits oben erwähnten Antriebsmotoren 15 der Stachelwellen 5 werden von einem einstellbaren Konstant-Stromregelventil 31 mit Öl versorgt. Diese Ölmenge wird wiederum von einem 50/50-Proportional-Stromteilventil 32 je zur Hälfte zum fahrzeugseitigen und überzeilenseitigen Antriebsmotor 15 geteilt.
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Direkt am Antriebsmotor 15 angeflanscht ist ein Anschlussblock mit dem Hydraulikventil 18, an den auch der große 17 und der kleine Druckspeicher 16 anschlossen sind.
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Befindet sich ein Steuergerät 33 in einer Nullstellung „Neutral” ist ein Zulauf P geschlossen, ein Rücklauf und Motoranschluss A und B aber verbunden. Nun wird das ankommende Öl in den großen Druckspeicher 17 hinein fließen und der Druckspeicher wird aufgeladen. Öffnet man nun das als Steuerventil ausgeführte Steuergerät 33 in Position „Eins”, beginnt der Antriebsmotor 15 sofort zu drehen. Der Drehimpuls wird durch das im Druckspeicher bevorratete Öl verstärkt.
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Wechselt man anschließend wieder über „Neutral” in eine Position „Zwei” des Steuerventils wird zuerst in „Neutral” der große Druckspeicher 17 wieder aufgeladen. Nun wechselt das Ventil in Position „Zwei”. Durch ein Schwungmoment der Stachelwelle 5 dauert es einen kurzen Moment, bis der Antriebsmotor 15 tatsächlich in die entgegengesetzte Richtung dreht. Das hierbei gegen die eigentliche Flussrichtung fließende Öl gelangt über ein Rückschlagventil 34 ebenfalls in den Druckspeicher 17, der dadurch noch weiter aufgeladen wird. Ist das Schwungmoment abgebaut, dreht der Antriebsmotor 15 in die entgegengesetzte Richtung, dieser Impuls wird wiederum durch das Öl aus dem Druckspeicher 17 verstärkt.
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Der auf der Rücklaufseite angeschlossene kleine Druckspeicher 16 sorgt in Verbindung mit dem großen Druckspeicher 17 und einer Drossel 35 für eine Dämpfung des pulsierenden Ölflusses.
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Die Amplitude und die Frequenz der Drehung der Stachelwelle werden durch die Schaltzeiten für die drei Positionen des Steuerventils bestimmt. Die Regelung dieser Zeiten erfolgt elektronisch mittels einer Elektronikkarte (CRF) oder eines programmierbaren Rechners.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004029394 A1 [0002]
