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Die Erfindung betrifft eine Erntevorrichtung, einen Schüttelstab und ein Fahrzeug, wie beispielsweise aus
DE 20 2012 012 604 U1 bekannt, nach dem jeweiligen Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 7 oder Anspruch 15.
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Vollerntemaschinen sind seit langem bekannt, auch beispielsweise aus
DE 697 38 576 T2 mit Steuerungen über bildgebende Verfahren oder
DE 697 00 709 T2 für die selektive Ernte von Beeren.
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Die Vollerntemaschinen unterscheiden sich in ihren Ernteprinzipien erheblich und die Übertragung der Ernteprinzipien auf abweichende Maschinen gelingt nicht ohne weiteres.
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DE 20 2012 012 604 U1 beschreibt eine Erntevorrichtung, die pendelnd mit nach unten hängenden Stachelwellen an ein Fahrzeug angesetzt werden kann, welches zum Fahren zwischen Rebzeilen bestimmt ist. Das Fahrzeug selbst muss dabei die abzuerntende Rebzeile nicht umgreifen. Es können in steilen Hängen bewehrte Kettenfahrzeuge genutzt werden. Auch mit dem frei an einem Mast pendelnden Erntekopf liegt dann der Schwerpunkt des gesamten Erntefahrzeugs recht niedrig im Vergleich zu anderen Vollerntern.
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Die Stachelwellen verhalten sich als Ernteelemente mit abwechselnden Vorwärts- und Rückwärtsdrehungen zur Pflanze also mit Schüttelkräften in Richtung längs der Rebzeile.
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Sämtliche in
DE 20 2012 012 604 U1 offenbarten Merkmale sind per Verweis auf die Gebrauchsmusterschrift in die vorliegende Anmeldungsschrift aufgenommen.
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DE 697 38 576 T2 geht von einer im Vergleich zur
DE 20 2012 012 604 U1 stark abweichenden Erntemaschine nach konventioneller, integrierter Bauart, mit Fahrspuren des Erntefahrzeugs links und rechts der zu bearbeitenden Rebzeile, aus. Zur Vermeidung von erheblichen Schäden oder Qualitätseinbußen habe sie eine nur mit Vorsicht zu bedienende Schüttelbaugruppe. Die Schüttelbaugruppe müsse direkt von einer Ernte-Baugruppe gehaltert werden oder durch einen Hilfsrahmen oder ein Fahrgestell. Ein Rahmen könne dazu von der Oberseite aus aufgehängt werden, um sich an die Ausrichtung der Reihe von Rebstöcken anzupassen. Dabei wird auf eine Parallelität der im Wesentlichen vertikalen Mittelebene der Schüttel-Baugruppe zu der Rebstock-Reihe geachtet. Zwei horizontale Längsseitenträger verbinden steif orthogonal dazu ausgerichtete horizontale Querträger, sodass ein oberer Rahmen zum Verbinden vertikaler Schüttelplatten gebildet ist. Der ganze Aufbau ist wie ein steifes nach unten offenes U konstruiert.
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DE 698 00 709 T2 beschäftigt sich mit einem optimalen Schüttelmodus zwischen Pflückarmen oder Erfassungsstäben, der nicht proportional/proportional zur Vorwärtsbewegung der Schüttelbaugruppe und druckvermindert sein soll. Dazu werden Schüttelparameter an einem Steuerpult eingestellt, nämlich Beabstandung der Pflückarme, Schüttelfrequenz, Schüttelamplitude, Schüttelbeschleunigung und Druckverminderung der Pflückarme. Letztlich geht auch DE 698 00 709 T2 von einer Erntemaschinenbauart aus, die zwei parallel und steif ausgerichtete Einheiten zum Abtrennen der Beeren umfasst. Am steifen Aufbau der Erntemaschinenbauart wird nichts verändert, lediglich die Antriebsart verbessert, sodass bessere Steuerbarkeiten resultieren.
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Die Schläger solcher Schüttelbaugruppen bewegen sich zum Übertragen von Schüttelkräften in Richtung längs der Rebzeile und/oder quer zur Rebzeile, je nach Bauart.
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Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, Erntemaschinen weiter zu verbessern, insbesondere mit Blick auf besondere Anforderungen in steilen Hängen oder kulturell wertvollem Weinbergsbestand.
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Dazu schlägt die Erfindung vor, einen Maschinenaufbau nach
DE 20 2012 012 604 U1 mit Schüttelbaugruppen statt Stachelwellen als Ernteelemente auszurüsten. Ein bisher für das Ernten mit Bewegungen der Ernteelemente in Längsrichtung der Rebzeile vorgesehener Erntekopf soll mit einem Ernteprinzip basierend auf Querkräften der Ernteelemente auf die Pflanze ausgerüstet werden. Die Anbauvariante der Erntevorrichtung aus
DE 20 2012 012 604 U1 mit Freiheitsgraden, resultierend aus dem spreizbar hängenden Erntekopfanbau, wird mittels der Erfindung erfolgreich mit veränderten Schüttel-Baugruppen nach beispielsweise
DE 697 38 576 T2 kombiniert, obwohl das stark im Vergleich zu den Stachelwellen abweichende Ernteprinzip völlig abweichende Kräfte nutzt. Der Wechsel des Ernteprinzips schien eher unmöglich, weil der Einsatz gerade in Steillagen hinsichtlich der Kippgefahr sehr sensibel erfolgt, um das Leben der Fahrzeugführer zu schützen. Die geänderte Erntevorrichtung konnte nicht ohne weiteres zum Ernten in der Steillage mit engen Fahrräumen eingesetzt werden.
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Nach den bekannten Schüttel-Baugruppen waren statt vorher im pendelnden Erntekopf verwendeten in Fahrtrichtung kurz bauenden Stachelwellen nun deutlich in Fahrtrichtung länger bauende Schläger als aktiv an den Pflanzen arbeitende Ernteelemente zu verwenden. Dazu war eigentlich der pendelnde Erntekopf zwingend zu verlängern. Das Anbauteil drohte nicht nur insgesamt zu schwer zu werden. Die Sorge bestand auch darin, dass der unkompliziert auch in engen Fahrräumen anbaubare und verwendbare Erntekopf nun sperrig und auch wegen schlechterer Überschaubarkeit durch den Fahrer schwer handhabbar wird. Es war problematisch, dem Prinzip mit Schüttel-Baugruppen folgend, eine synchrone Bewegung der Ernteelemente auf der Fahrzeugseite und der Überzeilenseite mit Hilfe einer wegen des erforderlichen niedrigen Schwerpunkts leichten mechanischen Verbindung bei spreizbarem Erntekopf sicher zu stellen. Der große Vorteil des Stachelwellenerntekopfs, nämlich seine Kompaktheit und Handhabbarkeit in der Steillage drohte im Fall der Verwendung der langen horizontalen Schläger der bekannten Schüttel-Baugruppe zu schwinden.
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Die Aufgabe wurde gelöst mit einer Erntevorrichtung, einem Schüttelstab oder einem Fahrzeug nach den Ansprüchen 1, 7 oder 15, vorhandenenfalls umfassend die jeweiligen kennzeichnenden Merkmale.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in Unteransprüchen angegeben.
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Es resultiert mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 umfassend seine kennzeichnenden Merkmale eine Erntevorrichtung mit einem Erntekopf, der flexibel auch bei problematischen äußeren Bedingungen verwendbar ist, weil er immer noch an einem Arm pendelnd aufgehängt werden kann, obwohl die Schüttelbaugruppen an sich einen steiferen und längeren Rahmenaufbau erforderten als Stachelwellen. Dazu sind Schüttelstäbe zumindest grob horizontal ausgerichtet an zumindest einer Stelle mit zwei hängenden Schenkeln des umgekehrt U-förmigen Erntekopfes verbunden und mithin ohne Verlust der Kompaktheit und Handhabbarkeit in den pendelnden, an ein Einzeilenfahrzeug anbaubaren und spreizbaren Erntekopf – statt in zwei Hälften eines Fahrzeugs mit je einer Fahrspur links und rechts der Rebzeile nach konventionellem Einsatz – integriert.
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Für vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Erntevorrichtung neu konzipierte Schüttelstäbe wurden im Vergleich zu bekannten Schlägern nicht nur neu skaliert, bevorzugt von ursprünglich 107 cm auf nun 90 cm Länge, sondern auch von inneren Verstrebungen befreit, sodass eine effektive Schüttelkraftübertragung haltbarer Schüttelstäbe auf die Pflanze auch bei hoher Erntegeschwindigkeit gelungen ist.
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Der bisherige pendelnde Erntekopf musste gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform – wider Erwarten – nicht insgesamt verlängert werden, weil der Befestigungspunkt des Schlägers im Vergleich zum Standard zum Anmeldezeitpunkt, unter anderem dank neuem Übertragungskonzept für die Übergabe der Schüttelkräfte von der Fahrzeugseite auf die Überzeilenseite und neuem Schlägerdesign, ausschließlich in einen Frontbereich verlegt werden konnte. Die Spitze des pendelnden Erntekopfes konnte weniger steif und damit leichter als erwartet ausgeführt und der Schwerpunkt insgesamt wider gesenkt und die Kippgefahr niedrig gehalten werden. Dieses Schwerpunktmanagement gelang auch, weil die übliche zweite Schüttelantriebsstelle je Schläger im äußeren Seitenbereich vermieden wurde.
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Ein erfindungsgemäßes Ernteverfahren arbeitet beispielsweise wie folgt: Der Erntekopf hat während eines Hinunterfahrens durch den Weinberg eine Zeile Weinreben gelesen und kommt wieder zurück, um auf einen an einem oberen Zeilenende auf einem Weinbergsweg auf das Fahrzeug mit der angebauten Erntevorrichtung wartenden Anhänger zu fahren. Der Erntekopf ist bereits beim Erreichen des unteren Endes der Rebzeile durch eine Spreizbewegung geöffnet und in eine Rückfahrposition angehoben worden. Der Fahrer drosselt kurz vor dem Anhänger die Rückfahrgeschwindigkeit um sicher auf den Anhänger zu fahren. Dabei achtet der Fahrer darauf, dass Ketten des den Erntekopf tragenden Kettenfahrzeugs eine sichere Endposition auf der Ladefläche des Anhängers erreichen.
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Die Anhängerladefläche wird sodann hochgefahren und hebt dabei indirekt auch den Erntekopf noch weiter an, ggf. sogar vollständig über die Rebenzeile hinaus. Das hängt von der Position des Anhängers zum Weinberg und dessen Steigung ab. Der Anhänger hat mit herunter gekippter Ladefläche eine Steigung von ca. 50%. Ist die Kante der Ladefläche an der Kante zum Weinberg positioniert und der Weinberg steiler oder gleich steil im Vergleich zu Ladefläche und damit Auffahrfläche des Anhängers muss der Erntekopf oft nicht angehoben werden. Allerdings kann man, gerade bei flachen Weinbergen nicht immer die Kante der Ladefläche an die Kante des Weinberges stellen. Ist dies der Fall, wird beim Auffahren auf die Ladefläche der Erntekopf angehoben, da dieser sonst mit dem Boden in Kontakt kommen würde.
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Der Fahrer fährt zum Erreichen der sicheren Endposition gegen einen Anschlag. Ein geübter Fahrer kann das Erreichen der Endposition daher in der Regel nach Gefühl feststellen, ohne auf die Ladefläche des Anhängers zu schauen.
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Nach dem Erreichen der Endposition wird die Ladefläche des Anhängers angehoben oder zumindest um eine Längsachse geneigt, insbesondere mittels einer auf dem Erntefahrzeug mitführbaren Fernsteuerung für Traktor und Anhänger, bis die Ladefläche nicht mehr den Boden berührt und frei zum Vorfahren zur nächsten Zeile ist. Die Kante der Ladefläche ist dazu vorteilhaft in einen Abstand von ca. 15 cm bis 25 cm oberhalb des Bodens angehoben. Ein Anheben über diesen Abstand hinaus ist für die meisten Fälle nicht notwendig und kostet zu viel Zeit.
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Ein den Anhänger ziehender Traktor fährt das gesamte Gespann vor zur nächsten Zeile, je nach Zeilenbreite zwischen 1,6 Meter und 2,5 Meter. Sobald der Fahrer sieht, dass er mit den Ketten der Raupe in guter Position zur neuen Rebzeile steht, stoppt er den Vorfahrvorgang. Mittels der Fernsteuerung kann der Fahrer den Traktor vor und zurück fahren, in beide Richtungen lenken, die Anhängerladefläche anheben und senken, die Ladefläche in beide Richtungen drehen, Stützfüße für den Anhänger ein- und ausfahren sowie die Ladefläche verriegeln und entriegeln. Während des Vorfahren zur nächsten Zeile werden, über einen Knopfdruck an einem Joystick verschiedene Aggregate im Erntekopf gestartet, insbesondere ein Querluftgebläse, ein Absauggebläse, ein Blattrechen und eine Verteilerschnecke im Sammelbehälter. Das hat gegenüber einem gemeinsamen Starten aller Aggregate (Querluftgebläse, Sauggebläse, Blattrechen, Verteilerschnecke, Schüttelwerk, Förderband) nach dem Positionieren des Erntekopfes über der Zeile und dem Schließen des Erntekopfes durch Aufhebung der Spreizung Vorteile im Ablauf. Erfindungsgemäß laufen auf dem Anhänger bereits die Gebläse und der Blattrechen der Erntevorrichtung an. Dabei wird Laub, welches bei der Rückfahrt über die Zeile, in den Erntekopf gefallen ist, über den Blattrechen heraus geblasen. Wichtig ist dabei, dass das Band steht und nicht Blätter in Richtung des mitgeführten Vorratsbehälters gefördert werden.
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Auf Höhe der neuen Zeile wird die Ladefläche des Anhängers wieder gesenkt, sodass diese wieder fest auf den Boden gedrückt ist. Der Fahrer bewegt das Fahrzeug, über den Fahrjoystick vom Anhänger herunter und achtet darauf, dass er gerade und dicht zum ersten Stock positioniert ist. Beim Lesen der Trauben ist die linke Kette des Fahrzeugs vorteilhaft ca. 5 cm bis 20 cm vom Rebstock entfernt. Schon beim Herunterfahren kann gegebenenfalls der Erntekopf wieder nach unten bewegt werden, um in aufgespreizter Position über der Pflanzenzeile positioniert zu werden. Der Fahrer kann mittels des Joysticks den Erntekopf heben, senken, nach links und nach rechts bewegen. Dabei hat er durch den geöffneten Erntekopf hindurch freien Blick auf den Beginn der Zeile. Der Fahrer kann sich orientieren und Beschädigungen an Rebzeile und Fahrzeug vermeiden.
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Ist der Erntekopf über dem ersten Rebstock der neuen Rebzeile positioniert, wird der Erntekopf geschlossen, die Spreizung seiner Schenkel demnach aufgehoben bis die Schenkel zumindest annähernd parallel hängen. Dazu genügen ein Knopfdruck und eine gleichzeitige Bewegung des Joysticks. Sobald der Erntekopf mit den zumindest grob parallel gestellten Schenkeln geschlossen ist, aktiviert der Fahrer über einen zweiten Knopf des Joysticks den beiden Seiten des Erntekopfs zugeordneten Schüttelantrieb. Mit dem Einschalten des Schüttelwerkes beschleunigt der Fahrer die Maschine bis zum Erreichen einer Lesegeschwindigkeit. Vorteilhaft beträgt die Lesegeschwindigkeit etwa 3 km/h bis 4,5 km/h, abhängig von äußeren Bedingungen im Weinberg.
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Während des Lesevorgangs versucht der Fahrer mit dem Joystick die Raupe gerade und mit möglichst gleichbleibendem Abstand zur Zeile zu bewegen. Je nach Bodenverhältnissen korrigiert der Fahrer die Höhe und die seitliche Position des Erntekopfes unabhängig von der Position des Fahrzeugs, das den Erntekopf pendelnd vor sich trägt. Die richtige Position des Erntekopfes erkennt er besonders bevorzugt mittels zwei Kameras und indem er über seinen linken Arm auf den Erntekopf schaut.
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Der Fahrer hat nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zusätzlich die Möglichkeit ein automatisches Lenksystem zu aktivieren. Dieses System erkennt über zwei Tastarme, am vorderen Ende des Erntekopfes die Rebzeilenstöcke und bewegt je nach Berührung mit dem Rebzeilenstock den Erntekopf nach links oder rechts. Der Hubmast, an dem der Erntekopf auf-gehangen ist, wird dabei nach links oder rechts geschwenkt. Das Lenksystem kann über einen Tastendruck aktiviert werden. Sobald der Fahrer selbst den Joystick für eine manuelle Korrektur des Erntekopfes nach rechts oder links bewegt, wird das Lenksystem automatisch wieder deaktiviert. Über eine LED-Leuchte einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erkennt der Fahrer stets, ob das Lenksystem aktiviert oder deaktiviert ist.
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Am unteren Ende der Zeile angekommen wird der Erntekopf wieder geöffnet, indem seine Schenkel gespreizt werden, und bevorzugt gleichzeitig angehoben. Der Fahrer bewegt die Maschine wieder zurück zum Anhänger, bevorzugt mit einer Rückfahrgeschwindigkeit zwischen 5 km/h bis 7 km/h. Dabei schaut er auf die linke Kette des den Erntekopf vor sich tragenden und nun rückwärts bergauf fahrenden Raupenfahrzeugs und versucht diese möglichst im gleichen Abstand zur Zeile zu halten. Ebenfalls achtet er auf den Erntekopf und korrigiert diesen gegebenenfalls nach links, rechts oder oben und unten, wieder vorteilhaft unabhängig vom Fahrzeug selbst. Der bereits beschriebene dann am oberen Rebzeilenende folgende Umsetzvorgang auf den Anhänger benötigt, bis er denselben wieder verlässt, oft unter 20 Sekunden.
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Die Erntevorrichtung verfügt nach einer vorteilhaften Ausführungsform über eine separate Steuerung für den Erntekopf. Mit dieser Steuerung kann jedes Aggregat gestartet, geregelt und gestoppt werden. Für jede Komponente wird ein Sollwert eingestellt, beispielsweise für das Querluftgebläse: 3000 U/min, für die Saugluft: 2300 U/min, für den Blattrechen: 300 U/min, für die Förderbandgeschwindigkeit: 125 U/min, für die Schüttelwerksdrehzahl: 600 U/min, Verteilerschnecke: 100 U/min.
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So können bereits, während sich das Fahrzeug noch auf dem Anhänger befindet, die Gebläse und Blattrechen anlaufen und dabei Laub, welches bei der Rückfahrt über die Zeile, in den Erntekopf gefallen ist, über den Blattrechen heraus blasen. Wichtig ist dabei, dass das Band steht und nicht Blätter in Richtung Vorratsbehälter gefördert werden.
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Der Fahrer kann mithin während des Verfahrens die Steuerung der erfindungsgemäßen Erntevorrichtung nach einer vorteilhaften Ausführungsform die Drehzahlen von Querluftgebläse, Saugluftgebläse, Blattrechen und Verteilerschnecke auf Solldrehzahl regeln lassen. Beim Starten des Lesevorganges können komfortabel Schüttelwerk und Förderband aktiviert und ebenfalls auf Solldrehzahl gefahren werden. Der Fahrer hat über das Display der Steuerung die Möglichkeit, die Drehzahlwerte während oder auch bei ausgeschalteten Aggregaten zu verändern. Wenn der Fahrer zum Beispiel beim Fahren merkt, dass zu viele Blätter in den Sammelbehälter gelangen, kann er die Drehzahl des Sauggebläses sofort erhöhen. Auf dem Display überwacht der Fahrer zusätzlich die verschiedenen Drehzahlen und erkennt Störungen sofort. Des Weiteren überwacht die Steuerung verschiedene Funktionen des Erntekopfes und seiner Peripherie. Der Sammelbehälter beispielsweise ist mit einem Sensor überwacht. Die Steuerung schaltet erst Aggregate ein, wenn der Sammelbehälter nicht angehoben oder gekippt ist. Das Schüttelwerk kann erst eingeschaltet werden, wenn der Erntekopf geschlossen ist. Auch hier ist ein Sensor angeordnet, der erkennt ob der Erntekopf geschlossen oder geöffnet ist. Für das Schüttelwerk müssen also zwei Bedingungen erfüllt sein: Sammelbehälter komplett zurückgeklappt und Erntekopf geschlossen. Für das zulässige Aktivieren aller anderen Aggregate muss lediglich der Behälter zurückgeklappt sein.
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Der Hubmast, an welchem der Erntekopf spreizbar aufgehängt ist, wird nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ebenfalls mit Sensoren überwacht. Um den Sammelbehälter zu leeren, muss der Hubmast in einem bestimmten Winkel zu Seite geneigt und gleichzeitig eine vorgegebene Länge ausgefahren sein. Erst wenn beide Bedingungen erfüllt sind, kann der Fahrer den Behälter bewegen. Durch diese Sensorüberwachung am Hubmast wird sichergestellt, dass der Sammelbehälter beim Abkippen nicht mit dem Erntekopf kollidiert.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
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1 Teile eines Erntekopfs einer erfindungsgemäßen Erntevorrichtung mit einem ersten Schenkel auf einer Fahrzeugseite und einem zum ersten Schenkel abgespreizten zweiten Schenkel auf einer Überzeilenseite, die jeweils mehrere erfindungsgemäße Schüttelstäbe tragen, in einer perspektivischen Darstellung,
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2 die Teile des Erntekopfs aus 1 in nicht gespreizter Stellung,
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3 eine Frontansicht auf die Teile des Erntekopfs gemäß 2 mit eingetragenem Schnitt A-A,
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4 die Frontansicht gemäß 3 mit angedeuteter Rebzeile und per Pfeilen dargestellten Schüttelkraft- bzw. -Momentverläufen,
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5 eine Darstellung der Schüttelkraft- bzw. -Momentverläufe aus 4 in den gespreizten Schenkeln,
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6 Draufsicht auf den die Teile des Erntekopfs aus 2,
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7 den Schnitt A-A aus 3,
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8 einen Ausschnitt eines Vertikalschnittes durch den nicht aufgespreizten Erntekopf entlang eines Übertragungsstabs,
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9 einen Ausschnitt gemäß 8 durch den aufgespreizten Erntekopf und
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10 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schüttelstabes in separater Darstellung.
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Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Erntevorrichtung zum Ernten von Weintrauben, insbesondere in Steillagen, ist in den 1 bis 10 dargestellt. Die Erntevorrichtung ist nach der Erfindung an ein Fahrzeug anbaubar. Dieses Anbauteil weist einen Erntekopf 11 mit zwei Schenkeln 1, 2 auf, welcher Erntekopf 11 eine Pflanze 3, vorliegend eine Pflanzenreihe, U-förmig von oben umarmt, vgl. 4. Davon ist ein erster Schenkel 2 auf einer Überzeilenseite 8 und ein zweiter Schenkel 1 auf einer Fahrzeugseite 4 angeordnet. Der jeweilige Schenkel 2, 1 weist der Pflanze 3 zugewandt zumindest ein aktives Ernteelement 5 auf. Ferner weist der Erntekopf 11 an zumindest einem unteren Ende 13, 14 zumindest eines der Schenkel 2, 1 angeordnet eine Auffangvorrichtung (nicht dargestellt) für von der beernteten Pflanze 3 abfallendes Erntegut auf. Die 1 und zwei geben eine Fahrtrichtung F an, in welcher der Erntekopf 11 mit einem erfindungsgemäßen Fahrzeug zum Ernten nach vorne getragen wird.
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Die Schenkel 2, 1 sind voneinander abspreizbar, vgl. 1, 5 und 9. Die aktiven Ernteelemente 5 sind nach dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel zumindest grob horizontal ausgerichtet angeordnete Schüttelstäbe 6. Die Schüttelstäbe 6 sind links und rechts der Pflanze 3 übereinander angeordnet jeweils an einer einzigen Stelle 7 mit dem jeweiligen Schenkel 2, 1 verbunden.
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Jeder Schüttelstab 6 des dargestellten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Erntevorrichtung ist an einer einzigen Stelle 7 mit dem jeweiligen Schenkel 1, 2 fest verbunden, im dargestellten Ausführungsbeispiel unmittelbar per Verschraubung mit einem Aufnahmeprofil 32, 31 des jeweiligen Schenkels 1, 2. Dem jeweiligen Aufnahmeprofil 31, 32 ist beispielsweise nach 1 gewichtssparend nur ein oberes und ein unteres Endwellenstück 33, 34, nämlich ein um eine Schüttelstabdrehachse S drehbar am jeweiligen Schenkel 2, 1 gelagertes Endwellenstück 33, 34, zugeordnet. Dazu sind an dem oberen und an dem unteren Endwellenstück 33, 34 kurze Lagerhebel mit den unteren Enden 13, 14 verbunden. Die unteren Enden 13, 14 tragen auf diese Weise vorliegend jeweils fünf Befestigungsenden 52 der Schüttelstäbe 6.
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10 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines solchen Schüttelstabs 6. Das einzige Befestigungsende 52 ist unter anderem deswegen von Bedeutung, weil dessen Aufnahme an einem einzigen je Seite zu schüttelnden Aufnahmeprofil 31, 32 gelungen ist. Das Aufnahmeprofil 31, 32 ist vom unteren Abschluss des jeweiligen unteren Endes 13, 14 ausgehend bis etwa auf halbe Höhe des Erntekopfes ausgebildet. Das Aufnahmeprofil 31, 32 des Ausführungsbeispiels könnte auch selbst als das untere Ende verstanden werden. Das Aufnahmeprofil 31, 32 stellt die einzige Stelle 7 je Schüttelstab 6, sodass je Schüttelstabgruppe einer Seite 4, 8 lediglich ein einziges gemeinsam zu bewegendes Aufnahmeprofil 31, 32 von der Schüttelmechanik anzusteuern ist. Mit möglichst geringem Gewicht wird in einem oberen Bereich des Erntekopfes 11 mittels einer einzigen die Seiten verbindenden Kraftübertragungseinheit, vorliegend einem in den 4, 5, 6, 8 und 9 gut erkennbaren Übertragungsstab 40, die Schüttelbewegung von einem einzigen auf der Fahrzeugseite 4 angeordneten Schüttelantrieb 20 auf die Überzeilenseite 8 übertragen.
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Demnach erfolgt gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel von dem einzigen fahrzeugseitig 4 etwa auf einer halben Höhe knapp oberhalb des obersten Schüttelstabs 6 am Erntekopf 11 angeordneten Schüttelantrieb 20 ausgehend zumindest eine Umwandlung von einer drehenden Bewegung D in eine translatorische Bewegung T und von der translatorischen Bewegung T in eine weitere drehende Bewegung D. Diese Kraft- und Momentenübertragungen erreichen ohne nennenswerte Verluste beide voneinander weg spreizbare Aufnahmeprofile 31, 32.
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In den 6 und 7 ist gut erkennbar, dass von dem Schüttelantrieb 20 ausgehend nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel zunächst ein einziges Antriebspleuel 22 einen langen Schenkel eines T-Hebels 26 abwechselnd vor- und zurücktreibt. Dazu ist der T-Hebel 26 an seinem freien Ende des langen Schenkels gelenkig mit dem Antriebspleuel 22 verbunden und in seinem T-Kreuz-Punkt an dem fahrzeugseitigen 4 Schenkel 1 drehbar gelagert 24. In Folge drehen sich zwei kurze Schenkel 28, 29 des T-Hebels 26 mit ihren freien Enden abwechselnd zur Fahrzeugseite 4 hin oder zur Überzeilenseite 8 hin. Ein unterer kurzer Schenkel 28, auf Höhe des gelagerten 24 T-Hebels 26, stößt (als Doppelpfeil in 7 erkennbar) gegen eine Kontaktstange 25. Die Kontaktstange 25 ist um die Schüttelstabdrehachse S schwenkbar an zumindest einem Stoßschenkel 27 befestigt, um an einer flexiblen Stelle einen Verbindungsschenkel 58 (vgl. 10) des Schüttelstabes 6 mit einer translatorischen Bewegung anzusteuern. Der Verlauf einer erfindungsgemäßen Kraft- und Momentenübertragung 21 ist mit Pfeilen in den 4 und 5 eingetragen.
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Ein oberer kurzer Schenkel 29, aus der Höhe des T-Hebels 26 mittels einer um den T-Kreuzpunkt drehbaren Vertikalwelle 41 nach oben verlegt, ist gelenkig 43 mit dem Übertragungsstab 40 verbunden, sodass auf ihn die seitliche, translatorische Bewegung T übertragen ist und der Übertragungsstab 40 während des Schüttelns oberhalb der Rebzeile 3 von der Fahrzeugseite 4 zur Überzeilenseite 8 und zurück hin und her gestoßen wird, dies synchron zum Anstoßen der fahrzeugseitigen 4 Schüttelstabgruppe per unterem kurzem Schenkel 28. Als ein einziges spreizbares Gelenk kann der Übertragungsstab 40 mit seinen Gelenkköpfen 43, 44 und den in den Gelenkköpfen 43, 44 gelagerten Übertragungsstößen 30 angesehen werden. Dabei wird die mechanische Energie von der Fahrzeugseite 4 über das einzige spreizbare Gelenk des Erntekopfes 11 auf die Überzeilenseite 8 übergeben.
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Der Übertragungsstab 40 weist an seinen beiden Enden Gelenkköpfe 43, 44 auf, welche Gelenkköpfe 43, 44 Schwenkbewegungen von in ihnen mit zumindest grob vertikaler Längsachse aufgenommenen Übertragungsstößeln 30 tolerieren. Die Distanz in vertikaler Richtung von dem Schüttelantrieb 20 bis zur Übertragungsstange 40 wird allerdings nicht vollständig mittels des Übertragungsstößels 30 selbst überwunden, sondern mittels der Vertikalwelle 41 mit Rotationsachse durch das Kreuz des T-Hebels 26. Von deren oberen Ende ausgehend nimmt der obere kurze Schenkel 29 den Übertragungstößel 30 in einer konischen Öffnung auf, um die Bewegung auf den Übertragungsstab 40 zu übertragen. Ebenso mit Toleranz bezüglich der Verschwenkbarkeit eines überzeilenseitigen grob vertikalen ausgerichteten Übertragungsstößels 30 weist auch das überzeilenseitige 8 Ende des Übertragungsstabes 40 einen Gelenkkopf 44 auf.
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Der Übertragungsstab 40 mit seinen beiden Gelenkköpfen 43, 44 ist in seiner etwa horizontalen Querrichtung als einziges Kraftübertragungselement zur Übertragung der Schüttelbewegung von der Fahrzeugseite 4 auf die Überzeilenseite 8 im oberen Bereich des Erntekopfes 11 angeordnet. Diese Bauweise ist deutlich leichter realisiert als die derzeit in Vollerntern zum Lesen von Weintrauben favorisierte Übertragungsart auf ein Doppelschüttelwerk je Seite der zu lesenden Rebzeile. Bei einem solchen Doppelschüttelwerk wäre nicht ohne grundsätzliche Vorteile jeder Schüttelstab an zwei voneinander beabstandeten Stellen angeschlossen. So hat man hohe Erntegeschwindigkeiten bei konventionellen Vollerntern erreicht.
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Der in vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung verwendete und in dem dargestellten Ausführungsbeispiel gezeichnete (vgl. insbesondere 10) Schüttelstab 6 weist das einzige Befestigungsende 52 als ein drehzentrumsnah S anzuordnendes, Flanschende auf, um welches der Schüttelstab 6 abwechselnd gegengerichtete Drehbewegungen auszuführen bestimmt ist. Dem Befestigungsende 52 abgewandt weist der Schüttelstab 6 ein freies Schwingende auf, zwischen welchen Enden der Schüttelstab 52 der jeweiligen Pflanze 3 der Rebzeile zugewandt einen Berührungsstab 54 und der Rebzeile abgewandt einen Verbindungsschenkel 58 aufweist.
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Der als vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellte Schüttelstab 6 weist in beiden horizontalen Querrichtungen zur Fahrtrichtung F, zur Rebzeile 4 hin und von der Rebzeile 4 weg, ähnliche reversible Verformbarkeitseigenschaften auf, insbesondere eine ähnliche Steifigkeit. Diese Verformbarkeitseigenschaften ermöglichen einen schonenden Pflanzenkontakt, insbesondere bei hohen Schüttelfrequenzen.
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Der als vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellte Schüttelstab 6 weist zur Verwendung in einem Vollernter zumindest ein Befestigungsende 52 und einen flexiblen Bogen mit einem dem Erntegut zugewandten Arbeitsbereich 55 auf. Ausgehend von dem einzigen, in Fahrtrichtung F vorne angeordneten Befestigungsende 52 gehen ein dem Erntegut zugewandter Berührungsschenkel 56 des flexiblen Bogens und der dem Erntegut abgewandter Verbindungsschenkel 58 schleifenartig ineinander über. Dieser Ovalbogen weist den freien Übergang dem Befestigungsende 52 abgewandt, in Fahrtrichtung F des Vollernters gesehen hinten, als ein freies Kurvenende 57 auf. Innen I im Ovalbogen, mithin zwischen dem Berührungsschenkel 56 und dem Verbindungsschenkel 58, ist ein strebenfreier Bereich ausgebildet, vgl. 10. Über die gesamte Länge des Schüttelstabes 6 ist der Ovalbogen frei von Streben oder Ähnlichem gehalten.
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Am Befestigungsende 52 beginnend verläuft der Berührungsschenkel 56 in einem Einfädelbereich mit etwa 10° bis 40° Auslenkung zur Fahrtrichtung F, um in den Arbeitsbereich 55 überzugehen. In dem Arbeitsbereich 55 verläuft der Berührungsschenkel 56 zumindest grob entlang der Fahrtrichtung F, besonders bevorzugt leicht von dem Erntegut weg, bis das Kurvenende 57 erreicht ist. Der dem Erntegut abgewandte Verbindungsschenkel 58 des als vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellten Schüttelstabs 6 verläuft bis beinahe zum freien Kurvenende 57 hin zumindest weitgehend gerade und zumindest weitgehend parallel zur Fahrtrichtung F. Kurz vor Erreichen des freien Kurvenendes 57 verläuft der Verbindungsschenkel 58 von dem Erntegut weg nach außen A, bevorzugt in einem Winkel von etwa 30° bezogen auf die Fahrtrichtung F, um nach dieser Auslenkung erst in das Kurvenende 57 überzugehen.
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Beginnend nach dem Befestigungsende 52 des als vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellten Schüttelstabs 6 sind der Berührungsschenkel 56 und der Befestigungsschenkel 52 und das freie Kurvenende 57 im Querschnitt T-förmig ausgeführt, wobei der vertikale Schenkel des T in den inneren Bereich I des Schüttelstabes weist und das Dach des T, beispielsweise dem Erntegut zu- bzw. abgewandt, nach außen A weist.
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Das Befestigungsende 52 und das Kurvenende 57 sind nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Schüttelstabs 6 die einzigen Querverbindungen zwischen Berührungsschenkel 56 und Verbindungsschenkel 58.
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Die dargestellte vorteilhafte Ausführungsform zeigt global gesehen ein einziges, gemeinsames Schüttelwerk, das mit beidseitigen Ernteelementen 5 auf Fahrzeugseite 4 und Überzeilenseite 8 mechanisch verbunden ist. Die oben als ein Ausführungsbeispiel beschriebene konkrete Möglichkeit der gewichtssparenden Kraftübertragung 21 beschränkt nicht den allgemein für die Verwendung von Schüttel-Anordnungen beantragten Schutzbereich. Das auf die Bauweise mit einem einzigen Schüttelwerk zielende Ausführungsbeispiel kann alternativ im Rahmen Erfindung auch ausgeführt sein als: eine Variante mit zwei Schüttelantrieben und/oder als eine Variante mit einem einzigen Antrieb aber zwei Übertragungsstäben hin zu zwei Aufnahmen je Schüttelstab. Die beiden Lagerstellen 24 der als Drehstangen ausgeführten Vertikalwellen 41, 42 sind auf gleicher Höhe angeordnet und haben einen definierten Abstand zueinander. Der die translatorische Bewegung T2 des Übertragungsstabs 40 verdeutlichende Doppelpfeil ist in 4 eingezeichnet. Beim Spreizen vergrößert sich der Abstand der beiden oberen Lager 46 der nun zueinander schräg gestellten Vertikalwellen 41, 42 in einem bevorzugten Fall von einem Abstand im ungespreizten Fall in Höhe von 642 mm auf 650 mm für den gespreizten Fall. Als Drehpunkt für die Spreizbewegung ist ein leicht fahrzeugseitig angeordnetes Schenkelgelenk 45 eingezeichnet.
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Da der als eine Koppelstange funktionierende Übertragungsstab 40 während des Spreizens aber seine Länge beibehält, werden die Vertikalwellen 41, 42 zur Mitte des Erntekopfes 11 wegen des Spreizens verdreht. Im dargestellten Fall bleibt die Vertikalwelle 41 wegen des höheren Schenkelgewichts auf der Fahrzeugseite 4 nahezu in gleicher Position. Lediglich die Vertikalwelle 42 auf der Überzeilenseite 8 ändert Ihren Drehwinkel um die Längsachse, weil der Übertragungsstab 40 mittels des überzeilenseitigen 8 Übertragungsstößels 30 und einem in dem überzeilenseitigen oberen Lager 46 gelagerten kurzen Drehschenkel 47 zieht. Durch diese leichte Verdrehung zur Mitte hin resultiert eine Schwenkbewegung am Aufnahmeprofil überzeilenseitiger Schüttelstab 32 und somit eine Bewegung der Schüttelstäbe von der Zeile weg. Der gleiche Effekt entsteht, wenn die Koppelstange kürzer gedreht wird.
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Die Übertragung der mechanischen Antriebsleistung von der einen auf die andere Seite des Erntekopfs 11 kann also während des Öffnens des Erntekopfs 11 weiter erfolgen. Zusätzlich hat die Erfindung den positiven Effekt, dass sich die Schüttelstäbe von der Zeile weg bewegen und so einen größeren Freiraum zwischen den beiden Erntekopfhälften entsteht. Dadurch hat der Fahrer mehr Spielraum bei der Rückwärtsfahrt und die Gefahr, dass die Schüttelstäbe in der Zeile hängen bleiben, nimmt ab. Zusätzlich muss der Erntekopf 11 nicht so weit ausgehoben werden, was die Sicherheit in steilen Weinbergen gegen Umkippen erhöht. Die mechanische Belastung in den Hubmast, Grundrahmen und Trägerfahrzeug ist bei niedrigem Erntekopf 11, während der Rückwärtsfahrt ebenfalls geringer.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- zweiter Schenkel
- 2
- erster Schenkel
- 3
- Pflanze
- 4
- Fahrzeugseite
- 5
- Ernteelement
- 6
- Schüttelstab
- 7
- Stelle
- 8
- Überzeilenseite
- 11
- Erntekopf
- 13
- erstes unteres Ende
- 14
- zweites unteres Ende
- 20
- Schüttelantrieb
- 21
- Kraft- und Momentenübertragung
- 22
- Antriebspleuel
- 24
- Lager
- 25
- Kontaktstange
- 26
- T-Hebel
- 27
- Stoßschenkel
- 28
- unterer kurzer Schenkel
- 29
- oberer kurzer Schenkel
- 30
- Übertragungsstößel
- 31
- Aufnahmeprofil
- 32
- Aufnahmeprofil
- 33
- Endwellenstück
- 34
- Endwellenstück
- 40
- Übertragungsstab
- 41
- Vertikalwelle
- 42
- Vertikalwelle
- 43
- Gelenkkopf
- 44
- Gelenkkopf
- 45
- Schenkelgelenk
- 46
- oberes Lager
- 47
- Drehschenkel
- 52
- Befestigungsende
- 54
- Berührungsstab
- 55
- Arbeitsbereich
- 56
- Berührungsschenkel
- 57
- Kurvenende
- 58
- Verbindungsschenkel
- A
- Außen
- D
- drehende Bewegung
- F
- Fahrtrichtung
- I
- Innen
- S
- Schüttelstabdrehachse
- T1
- translatorische Bewegung
- T2
- translatorische Bewegung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202012012604 U1 [0001, 0004, 0006, 0007, 0011, 0011]
- DE 69738576 T2 [0002, 0007, 0011]
- DE 69700709 T2 [0002]
- DE 69800709 T2 [0008]
