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Die Erfindung betrifft eine Ausdünnvorrichtung, insbesondere in Steillagen, sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Ausdünnvorrichtung.
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Ein Winzer verfolgt beim sogenannten Ausdünnen im Wesentlichen drei Ziele, die nicht miteinander konkurrieren, sondern sich ergänzen: Vermeidung einer überhöhten Stockbelastung, Ertragsbegrenzung und/oder Qualitätsverbesserung.
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Nach dem Stand der Technik erfolgt das Ausdünnen manuell, beispielsweise durch wahlloses Abschneiden der am günstigsten zu erreichenden Trauben, gezieltes Abschneiden bestimmter Trauben oder gezieltes Abschneiden ganzer Triebe.
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Der Reifezustand der Trauben weist innerhalb eines Stockes beträchtliche Unterschiede auf. Die unterste Traube am Trieb weist beispielsweise gegenüber der zweiten Traube einen Reifevorsprung auf. Bei sehr starkem Behang könnte es vorteilhaft sein, wenn nur die unterste Traube am Trieb verbleibt. Es könnte sich eine Verbesserung des Blatt/Frucht-Verhältnisses einstellen. Die unterste Traube eines Triebs kann auf dem mittleren Bogrebenteil in der Laubwand eine höhere Position einnehmen kann, als die dritte Traube eines Schnabeltriebs. Bei Flachbogen wird ungeschulten Aushilfskräften die Anweisung geben, alle Trauben oberhalb eines untersten Heftdrahts zu entfernen, was zu einer gezielten Entfernung der in der Reife nachhinkenden Trauben führen würde.
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Bei der sogenannten Moselpfahlerziehung haben es Schnabeltriebe und Kümmertriebe gemeinsam, dass sie ein viel ungünstigeres Blatt/Frucht-Verhältnis als die normal entwickelten Triebe aufweisen. Lange, gut entwickelte Triebe geben einen Teil des dort gebildeten Zuckers an die Kümmer- und Schnabeltriebe ab. Die daran befindlichen Trauben werden sozusagen von den Langtrieben ”mit durchgeschleppt”. Werden gezielt die Triebe mit ungünstigem Blatt/Frucht-Verhältnis, also die Kümmer- und Schnabeltriebe entfernt, so verbessert sich das Blatt/Frucht-Verhältnis des Gesamtstocks und damit das Mostgewicht der verbleibenden Trauben.
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Daneben haben sich unter anhaltender Kritik Ernteverfahren für eine maschinelle Traubenlese etabliert. Sie bedienen sich Erntevorrichtungen, die als Fahrzeuge eine Pflanzenreihe U-förmig umschließend zweizeilig befahren, beispielsweise bekannt aus der
DE 10 2004 029 394 A1 .
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Nach alledem ist es nicht naheliegend, einen Erfolg eines maschinellen Ausdünnverfahrens zu sehen, wenn nicht einmal ungeschultes Personal nach Anweisung wesentliche Besserung bewerkstelligen kann. Hierin besteht dennoch das der Erfindung zugrunde liegende Problemfeld.
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Das Problem wird gelöst mittels einer Ausdünnvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und/oder eines Ausdünnverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Ausdünnvorrichtung ist geeignet zum Anbau an ein Fahrzeug, das selbst auf einer Seite der zu bearbeitenden 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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Es ergibt sich aus dieser Anordnung an einem einseitig der Pflanze bzw. Pflanzenreihe fahrenden Fahrzeug die Möglichkeit, den Schwerpunkt der gesamten Ausdünnvorrichtung möglichst nahe des Bodens zu plazieren, weil keine Fahrzeugstatik die Pflanze bzw. die Pflanzenreihe übergreifend anzuordnen ist. Lediglich notwendige Verbindungsteile eines Kopfes der Ausdünnvorrichtung, der die Pflanze bzw. die Pflanzenreihe U-förmig von oben zu umarmen bestimmt ist, sind erfindungsgemäß oberhalb der Pflanze anzuordnen.
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Die Ausdünnvorrichtung weist einen Arm auf, an dem der Kopf 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 Ausdünnvorrichtung aufgenommen ist. Die Schenkel und/oder die Stachelwelle/n sind bevorzugt voneinander abspreizbar. Alternativ können sie gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform bei einem Auseinanderfahren und Aufeinanderzufahren parallel zueinander ausgerichtet bleiben.
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Ein solcher Kopf mit beispielsweise 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 und Terassenanlagen bearbeitet werden.
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Eine zentrale Aufhängung vorteilhafter Ausführungsformen des Kopfes zum Ausdünnen an einem oberen Ende des Arms ermöglicht eine problemlose Positionierung des Kopfes über der Pflanze bzw. Pflanzenreihe. Das Fahrzeug kann je nach Lage gewechselt werden, weil der Kopf 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 Ausdünnvorrichtung 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 Ausdünnvorrichtung sind die Stacheln der Stachelwelle aus Nylon, Silikon oder Gummi gefertigt. Diese Materialien bieten unterschiedliche Eigenschaften je nachdem, ob Standzeiten oder Ausdünnintensität 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 das Ausdünnen zu optimieren. Beispielsweise werden bei Vorgehen gemäß der Erfindung je nach Rebsorte bestimmte Rebabschnitte in einem begrenzten Höhenbereich angebunden, der einem Bereich der Stachelwelle mit größerer Stacheldichte entspricht.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug weist eine der vorgeschriebenen Ausdünnvorrichtungen auf.
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Das erfindungsgemäße Ausdünnverfahren bedient sich eines eine Ausdünnvorrichtung aufweisenden Fahrzeugs. Bei dem Ausdünnverfahren werden Trauben, Blätter und/oder andere Pflanzenteile 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 Ausdünnverfahren 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.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ausdünnverfahrens 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, gegensinnig 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 Ausdünnergebnis ist demnach ausgeschlossen und kann grundsätzlich ausschließlich der jeweiligen Fahrsituation entsprechend angepasst werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Ausdünnverfahrens 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 Ausdünnverfahrens wird zu Beginn eines Ausdünnvorgangs nach Ausrichtung des Kopfs über der Pflanze bzw. um die Pflanze und nach einem Schließen des Kopfs 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 eine dazwischen befindliche Pflanze überlappen würden.
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Mit einem solchen Zusammenwirken gegenüberliegend angeordneter Stachelwellen sind besonders gute Ausdünnergebnisse 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 perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Ausdünnvorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Ausdünnverfahrens von schräg vorne,
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2 eine Frontansicht auf die Ausdünnvorrichtung aus 1 in separater Darstellung,
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3 eine Prinzipskizze zweier Antriebsvarianten für parallel angeordnete Stachelwellen der erfindungsgemäßen Ausdünnvorrichtung,
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4 eine Seitenansicht auf ein Stachelrad, das erfindungsgemäß auf einer Stachelwelle angeordnet in der Ausdünnvorrichtung bzw. in dem Ausdünnverfahren verwendet wird,
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5 eine Ansicht von oben auf links und rechts einer schematisch angeordneten Pflanzenreihe arbeitende Stachelwellen,
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6 einen Schaltplan für eine Hydrauliksteuerung und
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7 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 perspektivischen Darstellung einer Ansicht von vorne rechts auf ein Fahrzeug 4 mit einem frontseitig angebauten Kopf 11 dargestellt. Bei dem Fahrzeug 4 handelt es sich um ein kettenbetriebenes Trägerfahrzeug aus dem Stand der Technik. Das Fahrzeug 4 trägt den Kopf 11 mittels eines Arms 2, vorliegend ausgeführt als ein Hubmast 1 mit außenliegendem Hubzylinder.
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Für das erfindungsgemäße Ausdünnverfahren wesentlich sind die gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel vertikal und parallel zu einander angeordneten Stachelwellen 5. Der Kopf 11 weist, in einer Fahrtrichtung 40 des Fahrzeugs 4 gesehen, auf einer Fahrzeugseite 116 und einer Überzeilenseite 115 jeweils eine Stachelwelle 5 auf. Gemäß alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsformen könnten auch mehrere Stachelwellen entlang der Fahrtrichtung 40 angeordnet sein.
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Die Stachelwellen 5 rütteln gemäß dem erfindungsgemäßen Ausdünnverfahren mit Vorwärts- und Rückwärtsdrehungen Pflanzenteile, beispielsweise Trauben oder 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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Die 2 zeigt eine Ansicht von vorne auf die Ausdünnvorrichtung aus 1 in separater Darstellung. Ein Vertikalelement des Arms 2 trägt ein Horizontalelement des Arms 2 höhenverstellbar gelagert, jeweils als Linearantrieb ausgeführt. Der Kopf 11 ist als nach unten offenes U ausgeführt und mit seinem fahrzeugseitigen 116 Schenkel an dem Horizontalelement des Arms 2 befestigt. Die Basis des U-förmigen Kopfs 11 bildet eine oberhalb einer nicht dargestellten Pflanzenreihe waagerecht ausgerichtete Traverse. Die vertikal ausgerichteten Stachelwellen 5 sind mit Lagerschenkeln 3 (1) oben und unten an den Schenkeln des U-förmigen Kopfs 11 drehbar gelagert.
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Mittels der aus den Horizontal- und Vertikalelementen des Arms 2 gebildeten Verschiebeeinrichtung 14 ist der Kopf 11 seitlich vom Fahrzeug weg oder zum auf der Fahrzeugseite 116 nicht dargestellten Fahrzeug hin verschiebbar. Das seitliche Verfahren ist zum Verbringen des Kopfs 11 in eine Ausdünnposition erforderlich, nachdem das Fahrzeug 4 zur besseren Stabilität und Fahrzeugausdehnung den Kopf 11 ansonsten in Fahrtrichtung 40 vor sich trägt. Die seitliche Verfahrbarkeit ist darüberhinaus in problematischen Fahrsituationen oder bei Besonderheiten in der Bepflanzung vorteilhaft.
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Mit vertikaler Rotationsachse ist je Stachelwelle 5 ein Antrieb 17 oberhalb der jeweiligen Stachelwelle 5 angeordnet.
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Alternativ zu dem dargestellten Kopf sind gemäß einer alternativen Ausführungsform bei frei pendelndem Kopf spreizbare Schenkel vorgesehen. Das Abspreizen der Schenkel mit ihren jeweiligen Stachelwellen kann ebenfalls beim Einfahren in einen Weinberg von Vorteil sein. Das freie Pendeln ermöglicht eine Selbstausrichtung der Wellen mit ähnlicher Bearbeitungsintensität auf Fahrzeug- 116 und Überzeilenseite 115.
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Das Ausdünnverfahren kann sowohl bei Talfahrt als auch bei Bergfahrt durchgeführt werden. Auch in besonders steilen Lagen, beispielsweise mit einem Gefälle von 70%, ist es möglich, mit dem Fahrzeug zwischen zwei Pflanzenreihen zu bleiben und bei Talfahrt die eine davon und bei Bergfahr die andere von den beiden zu bearbeiten. Dazu wird unten angekommen der Kopf linear von einer auf die andere Fahrzeugseite verschoben.
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Details zu den Stachelwellen 5 können den 3, 4 und 5 entnommen werden. Gemäß einer ersten Ausführungsform der Stachelwellen 5 sind Stacheln 5.1 gemäß 3 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 5 ist eine Schwenkvorrichtung 38 zwischen dem überzeiligen Schenkel des Kopfes 11 und der Stachelwelle 5 angeordnet, mittels welcher ein Abstand 44 zwischen den Stachelwellen einstellbar ist. Mit Punkten und einer die Punkte verbindenden Linie ist in 5 eine Pflanzenreihe und mit der Pflanzenreihe zugewandten Bewegungspfeilen ist die Bewegung der Stachelwellen 5 angedeutet, wobei die tatsächliche Bewegung der Stachelwellen 5 um eine an die Fahrzeuggeschwindigkeit angepasste mittlere Drehgeschwindigkeit schwingt (vergleiche 7).
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Gemäß 4 können mehrere solcher Stacheln 5.1' an einem um die zentrale Welle 5.3' angeordneten Stachelrad 5.2 angeordnet sein.
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Es erscheint vorteilhaft, dass bei Anwendung der Erfindung die mittlere Geschwindigkeitsdifferenz des eingreifenden Stachels relativ zur Pflanzenreihe gleich Null ist. Die Stachelwelle rollt demnach bevorzugt im Mittel auf bzw. in der Pflanzenreihe ab.
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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, wenn eine andere Position im Langloch gewählt wird. Die Drehzahl des Kurbeltriebes 20 gibt die Frequenz des Schüttelns der Pflanze vor. So wird die konstante mittlere Drehbewegung (7) der Stachelwelle durch die Schüttelbewegung überlagert.
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Die Stacheln 5.1 schütteln somit nur die Pflanzen bzw. deren Pflanzenteile, ohne dieselben heraus- bzw. abzureißen. Die Pflanzen werden mithin schonend behandelt.
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Im Falle des elektro-hydraulischen Antriebs steuert eine Elektronik beispielsweise gemäß 6 elektrisch betätigte Hydraulikventile 18. Ein Hydraulikmotor 15 treipt im Ergebnis die Stachelwelle 5 in der gleichen Weise an, wie analog zum mechanischen Antrieb beschrieben. Die Hydraulikmotoren 15 der Stachelwellen 5 werden von einem einstellbaren Konstantstromregelventil 31 mit Öl versorgt. Die Ölmenge wird wiederum von einem 50/50-Proportional-Stromteilventil 32 je zur Hälfte zum fahrzeugseitigen und überzeilenseitigen Hydraulikmotor 15 geteilt.
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Mittels des elektronisch getakteten Hydraulikventils 18 wird die Stachelwelle 5 vor- und zurückgedreht. Frequenz, Amplitude und Rotationsgeschwindigkeit werden über Öffnungszeiten der Hydraulikventile 18 gesteuert.
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Direkt am Antriebsmotor 15 angeflanscht ist ein Anschlussblock mit dem Hydraulikventil 18, an den ein großer 17 und ein kleiner Druckspeicher 16 anschlossen sind. Die Hydraulikmotoren 15 werden mit einer konstanten Ölmenge, jeweils aus dem großen Druckspeicher 17 und dem kleinen Druckspeicher 18, gespeist. Es sollte die Vorwärts- und Rückwärtsdrehung mit der gleichen Geschwindigkeit arbeiten, weshalb auch jeweils gleiche Ölmengen zu fördern sind. Der Drehwinkel (Amplitude) der jeweiligen Bewegung ist direkt von der Öffnungszeit des Hydraulikventils 18 abhängig.
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Beträgt beispielsweise die Geschwindigkeit 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 resultiert dies in einer Umfangsgeschwindigkeit, d. h. 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 ist dagegen beispielsweise mit 0,42 m leicht größer gewählt, sodass gemittelt die Stacheln möglichst wenig Relativbewegung zu den Pflanzen haben.
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Wegen eines Schwungmoments 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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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004029394 A1 [0006]
