-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum Ernten von Wurzeln, die in Reihen in die Erde gepflanzt sind, wie Rüben.
-
Für die Ernte von Reihen von Wurzeln, wenn sie reif sind, die in Längsreihen ausgerichtet sind, insbesondere Zuckerrüben, weist ein bekannter Maschinentyp, der vor allem von dem Dokument
EP-B1-1772050 vorgestellt wird, eine Einheit auf, die vor einer motorisierten Zugmaschine angeordnet ist, umfassend aufeinanderfolgend, von vorn ausgehend, Führungsräder, eine Abblatteinheit der wesentlichen Teile der Blätter, eine horizontale Schneideeinheit des Kopfes der Rüben, um die restlichen Blätter zu entfernen und die Rübe zu skalpieren, und eine Ernteeinheit, die die Erde unterhalb der Rüben gräbt, um sie zu entnehmen, die Erde zu entfernen und sie zu einem Lagermittel zu befördern.
-
Im Weiteren umfasst in diesem Dokument der Begriff Rübe alle Arten von Wurzeln, die mit diesen Maschinen geerntet werden können.
-
Die Schneideeinheit des Kopfes der Rüben weist für jede Reihe eine horizontale Schneideklinge auf, die genau vorn eine Höhenführung oder Nocken umfasst, aufweisend parallele Stäbe, die eine Kurve bilden, die nach vorn derart ansteigt, dass sie über die Spitze der zu schneidenden Rübe gleiten, die nach hinten etwas über der Klinge endet.
-
Für jede Rübenreihe ist die Schneideeinheit auf einem im Wesentlichen ausbalancierten Halter angebracht, der ein Anheben und ein Absenken der Führung erlaubt, die sich aufeinanderfolgend auf jeder Rübe abstützt. Damit schneidet die nachfolgende Klinge, die etwas unter dieser Führung ausgerichtet ist, die Rübe horizontal genau unter ihrer Spitze ab.
-
Die Ernteeinheit, die dieser Schneideeinheit folgt, weist ebenfalls eine Höhenpositionierung auf, die mit der Ebene der Schneideklinge derart verbunden ist, dass der Boden in einer in Bezug auf die Schneideebene vorbestimmten Höhe gegraben wird. Damit wird die Grabetiefe des Bodens für Rüben optimiert, die eine Standardhöhe aufweisen.
-
Jedoch ist dieser Typ der automatischen Einstellung der Ebene der Ernteeinheit nicht in allen Fällen optimiert. Insbesondere, wenn die Rüben kleiner sind und eine reduzierte Höhe haben, oder wenn eine Rübe fehlt, wird die Erde zu tief oder unnötig gegraben, bei einem zu hohen Kraftstoffverbrauch für den Antrieb der Maschine. Umgekehrt, wenn die Rüben größer sind und eine größere Höhe haben, besteht die Gefahr, ihre Basis zu beschädigen und einen Teil der Ernte zu verlieren, da nicht tief genug gegraben wurde.
-
Die vorliegende Erfindung hat insbesondere die Aufgabe, diesen Nachteilen des Standes der Technik abzuhelfen.
-
Zu diesem Zweck schlägt sie eine Maschine zum Ernten von Wurzeln vor, die in die Erde gepflanzt wurden und in Reihen ausgerichtet sind, umfassend eine horizontale Schneideeinheit des Kopfes der Wurzeln, die über ein automatisches Einstellmittel der Ebene ihrer Schneideklinge in Abhängigkeit von der Ebene dieses Kopfes verfügt, gefolgt von einer Ernteeinheit, die den Boden unter den Wurzeln in einer relativen Höhe unterhalb der Schneideebene gräbt, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Detektionsmittel der Höhe der Spitze der Wurzel und ein Einstellmittel der relativen Höhe der Ernteeinheit in Bezug auf die Schneideebene in Abhängigkeit von dieser Höhe aufweist.
-
Ein Vorteil dieser Erntemaschine ist, dass in Abhängigkeit von der Höhe der Spitze der Wurzel, die von dem Höhen-Detektionsmittel angezeigt wird, man dann die Ernteeinheit auf die genau richtige Tiefe einstellen kann. Damit wird ein optimales Graben des Bodens gesichert, was erlaubt, den Verbrauch von Kraftstoff durch weniger tiefes Graben zu verringern, wenn die Rübe hoch ist, und es werden die Risiken einer Beschädigung der Wurzeln durch tieferes Graben, wenn die Rübe tief ist, reduziert.
-
Die erfindungsgemäße Wurzelerntemaschine kann weiterhin eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen, die untereinander kombinierbar sind.
-
In vorteilhafter Weise ermittelt das Detektionsmittel neben der Höhe der Spitze der Wurzel die Passierdauer einer Schneideführung über diese Spitze, wobei das Einstellmittel erlaubt, die relative Höhe der Ernteeinheit in Bezug auf die Schneideebene in Abhängigkeit von dieser Höhe und von dieser Passierdauer über die Spitze einzustellen.
-
Ein Vorteil einer derartigen Erntemaschine besteht darin, dass in Abhängigkeit von der Höhe der Spitze der Wurzel, die von dem Höhen-Detektionsmittel angezeigt wird, und von der durch die Passierdauer angezeigte Größe, die länger ist, wenn diese Wurzeln dicker sind, und kürzer, wenn sie kleiner sind, man daraus problemlos Hinweise über ihre Abmessung ableiten und dadurch die Ernteeinheit optimiert auf die absolut notwendige Tiefe einstellen kann. Damit wird ein optimales Graben des Bodens gesichert, was erlaubt, den Verbrauch von Kraftstoff durch weniger tiefes Graben zu verringern, wenn die Rübe hoch ist, und es werden die Risiken einer Beschädigung der Wurzeln durch tieferes Graben, wenn die Rübe tief ist, reduziert.
-
In vorteilhafter Weise weist das Detektionsmittel der Passierdauer über die Spitze der Wurzel ein Mittel auf, das die Kraft oder die Verformung des Halters der Schneideklinge der Schneideeinheit, der flexibel ist, ermittelt. Dieser Typ Sensor informiert auf einfache Weise über die Passierdauer des Schneidekopfes über jeder Wurzel.
-
In diesem Fall ist die Klinge der Schneideeinheit auf einem Parallelogramm montierbar, wodurch es während der Passage der Schneideführung über die Wurzel zu einer Bewegung dieses Parallelogramms kommt, die von einem Winkelsensor gemessen wird. Während der Dauer des Anhebens des Parallelogramms werden somit gleichzeitig die Höhe der Rübe und die Größe der Spitze der Rübe ermittelt.
-
In vorteilhafter Weise weist das Einstellmittel der relativen Höhe der Ernteeinheit einen Hydraulikzylinder auf, der von einer elektronischen Steuereinheit gesteuert wird. Die Hydraulikzylinder, die hohe Kräfte entwickeln, erlauben hohe Beschleunigungen, die eine gute Dynamik verleihen.
-
In vorteilhafter Weise weist die Erntemaschine eine Vorrichtung auf, die dem Fahrer erlaubt, für jede Reihe eine mittlere Ebene der Ernteeinheit vor ihrer automatischen Einstellung durch das Einstellmittel vorher festzulegen.
-
Der für die Einstellung der relativen Höhe der Ernteeinheit zurückzulegende Weg ist damit durchschnittlich reduziert.
-
In vorteilhafter Weise weist jede Ernteeinheit einen Höhensensor auf. Damit ist ihre Höhe durch eine Regelung in einem geschlossenen Kreis einstellbar.
-
Offenbart ist ebenfalls ein Funktionsverfahren einer Maschine zum Ernten von Wurzeln, die in die Erde gepflanzt wurden und in Reihen ausgerichtet sind, umfassend eine horizontale Schneideeinheit des Kopfes der Wurzeln, die über ein automatisches Einstellmittel der Ebene ihrer Schneideklinge in Abhängigkeit von der Ebene dieses Kopfes verfügt, gefolgt von einer Ernteeinheit, die den Boden unter den Wurzeln in einer relativen Höhe unterhalb der Schneideebene gräbt, wobei das Verfahren eine Ermittlung der Höhe der Spitze der Wurzel, dann eine Einstellung der relativen Höhe der Ernteeinheit in Bezug auf die Schneideebene in Abhängigkeit von dieser Höhe durchführt.
-
In vorteilhafter Weise weist das Verfahren einen Detektionsschritt der Passierdauer der Schneideeinheit über die Wurzel auf, wobei die relative Höhe der Ernteeinheit in Bezug auf die Schneideebene in Abhängigkeit von dieser Passierdauer über die Wurzel eingestellt wird.
-
In vorteilhafter Weise weist das Funktionsverfahren einen vorherigen Schritt der vorherigen Festlegung der mittleren Ebene der Ernteeinheit.
-
In vorteilhafter Weise erhöht das Funktionsverfahren, ausgehend von der durchschnittlichen relativen Höhe, bei einer langen Passierdauer über die Wurzel diese relative Höhe, bei einer durchschnittlichen Dauer wird diese relative Höhe beibehalten, und bei einer kurzen Dauer wird diese relative Höhe reduziert.
-
In vorteilhafter Weise setzt das Funktionsverfahren bei keiner ermittelten Wurzel die relative Höhe auf das Minimum.
-
Die Erfindung wird bei der Lektüre der nun folgenden beispielhaften Beschreibung besser verstanden werden, und ihre weiteren Merkmale und Vorteile werden klarer werden, in Bezug auf die anliegenden Zeichnungen, von denen:
- - die 1 eine Längsschnittansicht einer in den Boden gepflanzten Rübe ist, die erntebereit ist,
- - die 2a, 2b und 2c Querschnittansichten von sechs Reihen Rüben sind, die der Schneidebreite einer Erntemaschine entsprechen,
- - die 3 eine Seitenansicht einer Erntemaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist,
- - die 4 eine transversale Ansicht der Ernteeinheiten dieser Maschine ist,
- - die 5 die Funktionsweise dieser Maschine in einer Längsschnittansicht einer Rübenreihe darstellt,
- - die 6 in derselben Schnittansicht den von der Erntemaschine ermöglichten Tiefengrabgewinn zeigt,
- - die 7 eine Längsschnittansicht einer Rübenreihe gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt.
-
Es ist darauf hinzuweisen, dass die folgenden Darstellungen und Erläuterungen auf einer sechsreihigen Erntemaschine basieren. Die Erfindung gilt gleichermaßen für Erntemaschinen mit weniger oder mehr Reihen. Insbesondere steigt mit der Anzahl der geernteten Reihen der mit der Erfindung verbundene Nutzen. Die Bodenunebenheiten und der Rüben sind nämlich bei acht, neun oder zwölf Reihen größer als bei sechs. Eine Optimierung der Tiefe des Ernteniveaus jeder Reihe bewirkt demnach einen hohen Nutzen.
-
Die 1 zeigt eine im Boden ruhende Rübe 2, aufweisend ein Oberflächenniveau 6, die, wenn sie reif ist, geerntet werden muss.
-
Für die Ernte muss zunächst die Oberseite der Rübe 2 in der Schneideebene 12, die sich etwas unter ihrer Spitze 4 befindet, horizontal geschnitten werden, um die auf dieser Rübe wachsenden Blätter zu entfernen. Beim Schneiden der Spitze der Rübe 4 entsteht eine Schneideebene mit der Breite L, die von der Größe dieser Rübe abhängt.
-
Die Erntemaschine nach dem Stand der Technik, die ein automatisches Einstellmittel der Schneideebene aufweist, verfügt über eine Vorwärtsführung der Schneideklinge, die der oberen Kontur der Rüben 2 bei der Vorwärtsbewegung folgt, um die Klinge in der richtigen Schneideebene 12 zu platzieren.
-
Die Ernteebene, die sich im Boden 8 befindet, stellt die ideale Grabebene des Bodens dar, um die Rübe 2 zu ernten, indem genau unter ihrem Hauptvolumen gegraben wird. Bei einem zu tiefen Graben wurde viel Energie für die Motorisierung der Erntemaschine verschwendet werden, und es würde zu viel Erde mit den Rüben 2 weggenommen werden, wogegen bei einem nicht ausreichend tiefen Graben das Risiko besteht, diese Rüben zu beschädigen.
-
Man erhält also für jede Rübe eine relative Höhe H zwischen der Schneideebene 12 und der Ernteebene 8 inklusive, die innerhalb derselben Reihe in Abhängigkeit von zahlreichen Parametern schwanken kann, zu denen insbesondere die örtliche Qualität des Bodens, der Feuchtigkeitsgehalt, der Längsabstand zwischen zwei Rüben, die Sitztiefe dieser Rübe und der spezielle Ertrag jeder der Rüben gehören.
-
Die 2a, 2b und 2c zeigen verschiedene mögliche Verformungen des Kulturfelds, die sich längs über sechs Rübenreihen, die gleichzeitig geerntet werden, über das gesamte Feld fortsetzen.
-
Die Gerade 22 veranschaulicht die globale Neigung der Erntemaschine, die obere Kurve 6 das Oberflächenniveau des Bodens und die untere Kurve 8 die gewünschte Ernteebene, die individuell pro Reihe eingestellt wird, was der Basis seitlicher Lamellen 60 der Ernteeinheit entspricht, die die Erde genau unter jeder Rübe graben.
-
Die 2a zeigt einen Querschnitt der Oberfläche des Bodens 6, der bauchig ist, wobei die Ernteebene 8 der Reihen zwei bis fünf höher liegt.
-
Die 2b zeigt einen Querschnitt der Oberfläche des Bodens 6, der nach rechts abfällt, beispielsweise am Rand eines Feldes, wobei die Erntemaschine geneigt ist. Die Ernteebene 8 der Reihen zwei bis vier muss angehoben werden, die von Reihe sechs gesenkt.
-
Die 2c zeigt einen Querschnitt der Oberfläche des Bodens 6, umfassend einen Platz 20 zwischen den Reihen zwei und drei, der von einer vorbeifahrenden Maschine zusammengedrückt wurde und eine Schiene bildet. Die Ernteebene 8 der Reihen zwei und drei muss abgesenkt werden.
-
Die 3 zeigt eine Erntemaschine, die vorn zwei unabhängige Führungsräder 30 aufweist, die vorgesehen sind, um den Rübenreihen zu folgen, die mit der Maschine insgesamt anhand von Gelenkarmen 32 verbunden sind, die über jeweils einen Positionssensor 34 verfügen, der ein Signal an die elektronische Steuereinheit 54 schickt.
-
Die Führungsräder 30 erlauben, die Gerade 22 zu bestimmen, welche die globale Neigung der Erntemaschine darstellen, wobei die individuellen Ernteniveaus jeder Reihe 8 in Bezug zu dieser Geraden bestimmt werden.
-
Danach folgt eine Abblatteinheit 35, welche die wesentlichen Teile der Blätter der Rüben entfernt.
-
Danach folgen sechs unabhängige, quer gereihte Kopfschneideeinheiten der Rüben 36, die jeweils vorgelagert vor der horizontalen Schneideklinge ein nach vorn gekrümmtes Führungsmittel umfassen das über die Spitze jeder Rübe gleitet, um die Höhe dieser Klinge einzustellen, die sich direkt dahinter befindet.
-
Die vorbestimmte Höhe der Schneideeinheit 36 wird von einem Sensor 38 gemessen.
-
Jede Schneideeinheit 36 umfasst eine Führung und eine Schneideklinge, die auf einem verformbaren Parallelogramm montiert sind, das mit einem Winkelsensor 40 ausgestattet ist, der erlaubt, die relative Höhe der Führung bei ihrer Passage über die Rübe 2 und damit die Höhe der Spitze 4 dieser Rübe zu messen. Dieser Winkelsensor 40 erlaubt ebenfalls, die Dauer zu messen, während der die Führung und die Schneideklinge angehoben sind, was erlaubt, daraus die Größe der Rübe 2 abzuleiten.
-
Die Informationen über die Höhe der Schneideeinheit 36 und die Verformung des Parallelogramms 40 werden der elektronischen Steuereinheit 54 übermittelt. Damit erhält man im Laufe der Zeit eine Abfolge von Signalen, die, bei Kenntnis der Vorschubgeschwindigkeit der Erntemaschine, Informationen über die Breite jeder Rübe durch Messung, mit dem Winkelsensor 40, der Dauer des Anhebens des Parallelogramms, und eine Information über die Höhe der Spitze der Rübe 4 auf der Basis der Neigung dieses Parallelogramms liefern.
-
Hinter jeder Schneideeinheit der Rüben 36 befindet sich eine Ernteeinheit 48, umfassend ein Rad, das auf jeder Seite die Abfolge von Klingen 60 aufweist, welche die Erde genau unter jeder Rübe graben, um diese auszureißen und nach hinten zu befördern, wo sie von einem Fördersystem 58 erfasst werden.
-
Die sechs Ernteeinheiten 48 haben jeweils eine in Bezug auf die Erntemaschine vorbestimmte mittlere Ebene, die von einem Zylinder 44 in Abhängigkeit von der Position der Abblattvorrichtung 35 eingestellt wird.
-
Der Fahrer kann für jede Rübenreihe in Abhängigkeit vom allgemeinen Zustand der Oberfläche des Bodens 6 dieser Reihe, wie auf den 2a, 2b und 2c gezeigt wird, die mittlere Ebene jeder Ernteeinheit 48 festlegen. Jede Ernteeinheit 48 verfügt weiterhin über einen unabhängigen Hydraulikzylinder 50 für die Änderung ihrer Höhe in Bezug auf ihre vorbestimmte mittlere Höhe, der einen kleinen Wert hinzufügt oder abzieht, um eine einstellbare relative Höhe H zu ermitteln, die von Hydraulikventilen 56 gesteuert wird, die von der elektronischen Steuereinheit 54 gesteuert werden.
-
In Abhängigkeit von allen erhaltenen Informationen, insbesondere von denen, die von dem Winkelsensor 40 gegeben werden, der die Dauer und die Höhe mitteilt, reagiert die elektronische Steuereinheit 54 sehr schnell, um die relative Höhe H präzise einzustellen, um die richtige Ernteebene 8 zu erhalten, die jeder Rübe 2 angepasst ist, die gerade geschnitten wurde.
-
In einer Variante kann die Schnittdetektion der Rübe ein anderes Messmittel wie einen Druck- oder Kraftsensor, einen physikalischen Fühler, einen Scanner in mehreren Dimensionen oder eine dreidimensionale Kamera aufweisen.
-
Die 5 zeigt die Schneideebenenkurve 10, die von dem Winkelsensor 40 gegeben wird, und das von diesem Sensor gesendete Signal 80, umfassend Rechtecke, welche die Abwesenheit des Hubs des Parallelogramms, das die Schneideklinge hält, und Abstände L zwischen diesen Rechtecken, welche die Passierdauer über den Rüben der Führung der Schneideklinge anzeigen, umfassen.
-
Die genutzte Strategie ist folgende und wird von Rübenlosen veranschaulicht, welche aufeinanderfolgend von links auf der Zeichnung gesehen ein erstes Los 70, ein zweites Los 72, ein drittes Los 74, ein viertes Los 76 und einen leeren Platz 78 umfassen.
-
Die Rüben 2 des Loses 70 sind dick, und ihre Spitze befindet sich auf mittlerer Bodenebene. Diese Merkmale werden von dem Winkelsensor 40 des Parallelogramms der Schneideklinge ermittelt, und eine lange Passierdauer über der Rübe. Die relative Höhe H wird erhöht, um sicher zu gehen, dass die Basis dieser Rübe nicht beschädigt wird.
-
Die Rüben von Los 72 sind dick und haben sich außerhalb des Bodens entwickelt. Diese Merkmale werden von dem Winkelsensor 40 des Parallelogramms der Schneideklinge ermittelt, und eine Passierdauer über der Rübe. Die relative Höhe H ist ebenfalls groß, aber da die Höhe der Spitze der Rüben hoch ist, wird die Ernteeinheit in Bezug auf ihre mittlere Position angehoben.
-
Los 76 umfasst kleine Rüben, die sich relativ über Bodenniveau entwickelt haben. Die Ernteeinheit wird demzufolge angehoben, um eine geringe relative Höhe H und eine hohe Rübenspitze zu berücksichtigen. Für keine ermittelte Rübe, was einer durch den Winkelsensor 40 ermittelten Abwesenheit entspricht, wird die relative Höhe H auf das Minimum gesetzt. Dieses Merkmal wird durch den Freiraum 78 veranschaulicht.
-
Die 6 zeigt eine schwarze Fläche, die dem Höhenunterschied zwischen einer konstanten Ernteebene 90, die von Erntemaschinen nach dem Stand der Technik verwendet wird, und der mit dem Verfahren gemäß dieser Ausführungsform optimierten Ernteebene 8. Es sind sowohl die Nichtbeschädigung der Rüben 2 und eine Einstellung dieser Ernteebene 8 so hoch wie möglich erkennbar, was zu Energieeinsparung bei der Zugkraft der Maschine und weniger nutzlos mitgeführter Erde führt.
-
In einer Variante kann die Einstellung der relativen Höhe H der Ernteeinheit 48 in Bezug auf die Schneideebene 10 nur von der Höhe der Spitze 4 der Wurzel 2 abhängen, die von dem Detektionsmittel ermittelt wird.
-
In einer derartigen Konfiguration umfasst jede Schneideeinheit 36 eine Führung und eine Schneideklinge, die auf einem verformbaren Parallelogramm montiert sind, das mit einem Winkelsensor 40 ausgestattet ist, der erlaubt, die relative Höhe der Führung bei ihrer Passage über die Rübe 2 und damit die Höhe der Spitze 4 dieser Rübe zu messen. Die Information wird dann an die elektronische Steuereinheit 54 übertragen, die die relative Höhe H in Abhängigkeit von der Höhe der Spitze 4 dieser Rübe einstellt, um eine an jede Rübe 2, die zu schneiden ist, angepasst Ernteebene 8 zu erhalten.
-
Die in diesem Fall angewendete Strategie ähnelt damit der vorangehend beschriebenen in etwa, lediglich mit dem Unterschied, dass die elektronische Steuereinheit 54 die relative Höhe H nur in Abhängigkeit von der Höhe der Spitze 4 einstellt, so als ob die Größe der Wurzel konstant wäre.
-
In diesem Fall erlaubt der Winkelsensor 40 vorzugsweise die Messung der maximalen Höhen, die der Höhe der Spitzen 4 der Wurzeln entsprechen, und der minimalen Höhen, die der Höhe ohne Wurzeln entsprechen, wobei die elektronische Steuereinheit 54 einen Filter umfasst, der erlaubt, eine Verlagerung der Ernteeinheit 48 in Abhängigkeit von einer gefilterten mittleren Höhe der Spitzen 4 der Rüben zu glätten.
-
Die 7 zeigt eine von dem Winkelsensor 40 gegebene Schneideebenenkurve 10', wobei die mit dem Verfahren nach dieser Ausführungsform optimierte Kurve der Ernteebene 8' der Glättung der Kurve 10' entspricht. Mit anderen Worten, das Funktionsverfahren dieser Erntemaschine weist einen Glättungsschritt der Verlagerung der Ernteeinheit 48 in Abhängigkeit von einer gefilterten mittleren Höhe der Spitzen 4 der Rüben auf.
-
Eine derartige Konfiguration ist gewiss etwas weniger präzise wie die, bei der das Detektionsmittel neben der Höhe der Spitze der Wurzel die Passierdauer der Schneideführung über diese Spitze ermittelt, wobei das Einstellmittel erlaubt, die relative Höhe der Ernteeinheit in Bezug auf die Schneideebene in Abhängigkeit von dieser Höhe und von dieser Passierdauer über die Spitze einzustellen. Jedoch ist einer der Vorteile dieser Konfiguration, die auch Energie benötigt, weniger Energiebedarf, wenn auch etwas weniger.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
