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Zusammenfassung: Die Erfindung betrifft ein landwirtschaftliches Bodenbearbeitungsgerät zur Befestigung an einem Fahrzeug mit einem drehbar gelagerten Arbeitswerkzeug, das von einer Arbeitsposition in eine Ruheposition verschwenkbar ist. Das Bodenbearbeitungs-gerät ist mit einem vorauseilenden Taster ausgerüstet, welcher so montiert ist, dass er bei Berührung mit einem Gegenstand (Pflanze, Ankerseil, Masten oder ähnlichem.) ausgelenkt wird. Mittels eines mit dem Taster verbundenen Sensors lassen sich die genauen Positionen der Hindernisse bestimmen, wodurch eine radiale Bearbeitung der Pflanzen möglich ist. Der benötigte, an die zu pflegende Pflanze angepasste Radius lässt sich mittels Bedienterminal voreinstellen, um variable Arbeitsabstände zu den Hindernissen zu ermöglichen. Das Bodenbearbeitungsgerät ist insbesondere dazu geeignet die Zwischenräume zwischen den Pflanzen einer Reihe in bsp. einem Hopfengarten zu bearbeiten.
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Beschreibung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bodenbearbeitungsgerät zur radialen Bearbeitung einer Einzelpflanze. Anwendungsgebiete sind insbesondere Sonderkulturen wie Hopfen oder Obstbau, wobei der Bodenbereich zwischen den Pflanzen bzw. Stöcken einer Pflanzenreihe bearbeitet werden soll, ohne die Nutzpflanzen zu beschädigen. Gleichzeitig soll die Möglichkeit einer radialen Bodenbearbeitung um die Nutzpflanzen gegeben sein.
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Hintergrund
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Ein gattungsgemäßes Bodenbearbeitungsgerät ist beispielsweise aus der
EP 0 399 137 A1 der Firma Clemens GmbH & Co. KG bekannt. In dieser Druckschrift wird ein Bodenbearbeitungsgerät offenbart, das seitlich an einem Traktor oder einer ähnlichen Zugmaschine befestigt wird. Das Arbeitswerkzeug ist eine Flachschar, die einige Zentimeter unterhalb des Bodens durch das Erdreich geführt wird, um unerwünschte Pflanzen zu unterschneiden und damit zum Absterben zu bringen. Das vorgeschlagene Bodenbearbeitungsgerät soll insbesondere im Wein- und Obstbau zur Anwendung kommen und die Zwischenräume zwischen den Nutzpflanzen in einer Pflanzenreihe bearbeiten. Für eine effektive und mechanisierte Bearbeitung der Zwischenräume ist es aber notwendig, dass das Arbeitswerkzeug nicht in Berührung mit den Nutzpflanzen bzw. den zur Erziehung der Pflanzen notwendigen Strukturen kommt. Aus diesem Grund kann das Arbeitswerkzeug um eine im Wesentlichen in lotrechter Richtung verlaufende Drehachse von der Arbeitsposition in einer Ruheposition verschwenkt werden. Zur Entlastung des Fahrzeugführers soll diese Verschwenkung automatisch erfolgen. Hierzu wird in der EP '137 vorgeschlagen, einen berührungslosen Taster vorzusehen, wie beispielsweise einen Ultraschallsensor, der eine Sensorkeule ausstrahlt, die etwa parallel, aber in einem gewissen Abstand vor der Kante des Arbeitswerkzeugs verläuft. Der Sensor bzw. die Steuerung des Bodenbearbeitungsgerätes ist dabei so eingestellt, dass das Arbeitswerkzeug nur bei Erfassung von Nutzpflanzen zurückfährt, nicht jedoch bei der Erfassung von zu entfernendem Unkraut oder Gräser. Hierbei hat sich in der Praxis gezeigt, dass die Einstellung der Empfindlichkeit des Sensors bzw. der Steuerung erhebliche Probleme aufwirft. Ist der Sensor beispielsweise zu empfindlich eingestellt, kann bereits die Erfassung von dichterem Unkraut zu einem unerwünschten Zurückschwenken des Arbeitswerkzeugs führen. Bei mangelnder Empfindlichkeit des Sensors kann es hingegen vorkommen, dass eine Nutzpflanze oder beispielsweise ein Stützpfahl nicht richtig erkannt wird und das Arbeitswerkzeug nicht zurückgeführt wird, woraus Beschädigungen an Arbeitswerkzeug und Nutzpflanze resultieren können.
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Zur Vermeidung der oben genannten Nachteile wird in dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 91 14 640 U1 , ebenfalls der Clemens GmbH & Co. KG, eine Konstruktion vorgeschlagen, bei der die Erfassung von Hindernissen durch einen mechanischen Taster geschieht. Der Taster besteht beispielsweise aus einem dünnen Metallstab, welcher parallel zu und räumlich vor dem Arbeitswerkzeug angeordnet ist. Der Metallstab ist verschwenkbar am Fahrzeug eingerichtet. Wenn der Stab während der Fahrt auf ein Hindernis, wie beispielsweise auf einen Rebstock stößt, so wird er Stab nach hinten eingeschwenkt. Bei dieser Bewegung des Stabs aus seiner Ruhelage wird über eine mechanische Betätigung ein Magnetventil einer Steuervorrichtung ausgelöst, wodurch der Hydraulikdruck, der das Arbeitswerkzeug in seiner Arbeitsposition hält, abgeschaltet wird und die Flachschar aufgrund des Bodendrucks automatisch in ihre Ruheposition parallel zur Längsachse des Fahrzeugs bewegt wird. Der Metallstab ist mit einer Rückstellfeder ausgestattet, welche den Stab in seine Ruheposition zurückführt, sobald das Hindernis überwunden ist. Dies wird durch geeignete Mittel erfasst und das Arbeitswerkzeug wird dann mittels Hydraulikdruck wieder zurück in seine Arbeitsposition gefahren. Auch bei dieser Ausführungsform stellt sich die Schwierigkeit, den Metallstab derart einzustellen, dass beispielsweise Unkraut keine Auslenkung des Arbeitswerkzeugs hervorruft, jedoch gleichzeitig die Empfindlichkeit ausreichend ist, um die Beschädigung von beispielsweise dünnen Rebstöcken zu vermeiden. Da die Vermeidung der Beschädigung der Nutzpflanzen Vorrang hat, führt diese Praxis dazu, dass die Bodenbereiche zwischen den Nutzpflanzen nur unzureichend bearbeitet werden können, da das Arbeitswerkzeug zu häufig ohne echten Grund in seine Ruheposition verschwenkt wird.
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Die deutsche Offenlegungsschrift
DE 40 40 843 A1 beschreibt ein ähnliches Bodenbearbeitungsgerät, das sich dadurch auszeichnet, dass die notwendige Tastvorrichtung so konzipiert ist, dass sie sowohl rechts als auch links an einem landwirtschaftlichen Fahrzeug befestigt und eingesetzt werden kann.
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Die deutsche Offenlegungsschrift
DE 10 2009 047 181 A1 beschreibt ein Bodenbearbeitungsgerät, welches die Arbeitswerkzeuge proportional zum Tastwerkzeug einschwenkt. Dabei liegt der Vorteil dabei, dass bei leichten Berührungen des Tasters das Arbeitswerkzeug nicht in die maximale Ruheposition gefahren wird. Im Falle von jeweils drehbar gelagerten Arbeits- und Tastwerkzeugen kann somit eine Winkelauslenkung des Tastwerkzeugs um z.B. 15 Grad zu einer entsprechenden Verschwenkung des Arbeitswerkzeugs um ebenfalls 15 Grad führen. Dieses Bearbeitungsgerät wurde hauptsächlich für den Einsatz in Sonderkulturen wie dem Wein- oder Obstanbau konzipiert. In Betrachtung auf den Hopfenbau fällt jedoch das Problem auf, dass die Arbeitswerkzeuge nicht in einem vorgegebenen Radius um die Pflanzenstöcke arbeiten können. Das heißt das Gerät ist so konzipiert, dass die Arbeitswerkzeuge möglichst nah an Hindernisse arbeiten. Dieses Vorgehen wäre im Hopfenbau fatal, da die Rankhilfe nur wenige Millimeter stark ist und somit die komplette Nutzpflanze zerstört wird.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Aufgabe, ein Bodenbearbeitungsgerät zur Befestigung an einem Fahrzeug zu schaffen, das die oben genannten Nachteile des Standes der Technik ausräumt bzw. vermindert. Insbesondere stellt sich die Aufgabe ein Gerät bereitzustellen, das eine gleichmäßige und vollständige Bearbeitung der Zwischenräume zwischen Nutzpflanzen bzw. den notwendigen Hilfs- und Stützstrukturen im Besonderen im Hopfenbau ermöglicht. Gleichzeitig muss die Möglichkeit einer radialen Bearbeitung um die Rankhilfe bzw. Hindernisse gegeben sein. Diese Ziele sollen insbesondere mit dem Gerät erreicht werden, welches einen möglichen kompakten Aufbau hat, um die Anwendung auch im Zusammenhang mit kleineren landwirtschaftlichen Fahrzeugen, wie insbesondere Plantagentraktoren, zu ermöglichen bzw. zu vereinfachen und welches die Verwendung von unterschiedlichen Arbeitswerkzeugen ermöglicht.
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Diese und andere Aufgaben, die beim Lesen der folgenden Beschreibung noch genannt werden oder vom Fachmann erkannt werden können, werden mit einem Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 1 oder 10 gelöst.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Bodenbearbeitungsgerät zur Befestigung an einem Fahrzeug, beispielsweise einem Traktor, umfasst ein dreh- oder schwenkbar gelagertes Arbeitswerkzeug, das von einer Arbeitsposition in eine andere Arbeitsposition verschwenkt werden kann. Zudem verfügt das Gerät über ein mechanisches Tastwerkzeug zur Erfassung von Hindernissen. Das Arbeitswerkzeug kann beispielsweise ein Kreiselgerät sein, um Unkraut, Gräser oder unerwünschte bzw. überflüssige Triebe um und zwischen den Nutzpflanzen zu beseitigen. Das Tastwerkzeug ist bewegbar eingerichtet, um bei einem Kontakt mit einem Hindernis von diesem ausgelenkt zu werden. Im Einsatz ist das Bodenbearbeitungsgerät beispielsweise an der Seite oder der Front eines Traktors eingerichtet und das Arbeitswerkzeug steht in seiner Arbeitsposition rechtwinklig zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Das Tastwerkzeug ist dann räumlich in der Fahrtrichtung einige Zentimeter vor dem Arbeitswerkzeug angeordnet. Das Bodenbearbeitungsgerät gemäß der Erfindung umfasst weiter Mittel, um das Arbeitswerkzeug proportional abhängig von der Bewegung des Tastwerkzeugs zu verschiedenen Arbeitspositionen zu verschwenken. Dies wird durch eine kurzzeitige Aufzeichnung bzw. Speicherung der Pflanzenpositionen ermöglicht. Dieser Schritt lässt außerdem zu, dass der Benutzer einen Bearbeitungsradius um die einzelnen Hindernisse festlegen kann. Im Falle von jeweils drehbar gelagerten Arbeits- und Tastwerkzeugen kann somit durch eine Winkelauslenkung die genaue Position der Einzelpflanze bzw. eines Hindernisses aufgezeichnet werden. Diese Positionsmessung erfolgt durch die Verwendung der Tasterlänge und des ausgeschwenkten Winkels des Taster, welche mittels eines geeigneten Analysealgorithmus miteinander verrechnet werden. Nachdem die genaue Position der Pflanze bzw. des Hindernisses errechnet ist, wird das Arbeitswerkzeug in Abhängigkeit des zurückgelegten Weges bzw. der Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs um einen bestimmten Winkel verschwenkt.
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Besonders im Hopfenbau bietet die hier vorliegende Erfindung eine Reihe von Vorteilen. Die Anmelder haben festgestellt, dass ein mechanisches Tastwerkzeug in vielen Fällen nur leicht ausgelenkt wird, wenn es beispielsweise mit Unkräutern, Gräsern oder überstehenden Trieben in Berührung gerät. In derartigen Fällen ist es nicht Sinnvoll das Arbeitswerkzeug auszuschwenken, da diese Elemente wirkungsvoll entfernt werden sollen. Bei einer vollständigen bzw. nur leichten Auslenkung des Arbeitswerkzeugs, wie es beim Stand der Technik der Fall war, verbleibt bei einem fahrenden Fahrzeug in einem solchen Fall ein unnötiger unbearbeiteter Bereich im Boden. Somit werden Unkraut, Gräser und überflüssige Triebe usw. nur ungenügend entfernt. Mittels der Positionsaufzeichnung lassen sich die aufgezeichneten Daten glätten wodurch leichte Bewegungen des Tastwerkzeugs keine Auslenkung des Arbeitswerkzeugs verursachen. Desweiteren ist insbesondere im Hopfenbau die vorliegende Erfindung von besonderem Vorteil, da die Rankhilfen jedes Jahr neu in den Pflanzenstöcken positioniert werden. Dadurch ist eine Positionsaufzeichnung mittels GPS oder eine komplette Auslenkung der Werkzeuge kritisch zu betrachten.
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In einer bevorzugten Ausbildung ist das Tastwerkzeug ein schwenkbarer Tastfühler der bei Kontakt mit einem Hindernis, wie etwa einer Rankhilfe oder sonstigem Hindernis, mechanisch ausgelenkt wird. Der Tastfühler ist mit einem Signalgeber/Sensor gekoppelt, der ein Signal proportional zur Auslenkung des Tastfühlers an die Steuereinheit ausgibt. Wird der Tastfühler durch ein Hindernis ausgelenkt, wird der maximal erreichte Winkel für die Positionsberechnung verwendet. Wie bereits oben beschrieben, geschieht dies durch die Verwendung des Auslenkwinkels und der Tasterlänge mittels Analysealgorithmus. Bevorzugt verfügt das erfindungsgemäße Bodenbearbeitungswerkzeug über Mittel zur Erfassung der Position, insbesondere Winkelposition, von sowohl dem Arbeitswerkzeug als auch dem Tastwerkzeug.
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Bevorzugt umfasst die Antriebseinheit zwei entgegenwirkende Hydraulikeinheiten oder ein doppelwirkendes Zylinder-Kolben-System. Dadurch lassen sich verschiedene Arbeitswerkzeuge aktiv in verschiedenste Arbeitspositionen verschwenken. Dadurch ist es möglich, den Befehlen der Steuereinheit schnell und exakt zu folgen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Bodenbearbeitungsgerät ein drehbar gelagertes Arbeitswerkzeug, welches von einer in eine andere Arbeitsposition verschwenkbar ist und ein Tastwerkzeug zur Erfassung von Hindernissen, welches berührungslos arbeitet, um die Position eines erfassten Hindernisses zu bestimmen. Geeignete berührungslose Tastwerkzeuge wären beispielsweise ein Ultraschallsensor oder ein Kamerasystem. Auch dieses System ermöglicht die Funktion der radialen Stockbearbeitung. Dabei bleiben die wesentlichen Elemente des Bodenbearbeitungsgeräts erhalten.
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Um eine exakte Tiefenführung der verschiedenen Arbeitswerkzeuge sicherzustellen, wird ein berührungsloser Taster wie beispielsweise ein Ultraschallsensor oder optischer Sensor verwendet. Dieser befindet sich in Fahrtrichtung vor dem Arbeitswerkzeug und misst den Abstand zur Bodenoberfläche. Dadurch lassen sich Arbeitswerkzeuge exakt durch bzw. auf dem Boden führen. Die Ansteuerung für die Tiefenführung geschieht proportional mittels doppelwirkendem Zylinder-Kolben-System, wodurch das Werkzeug aktiv und exakt in der Arbeitshöhe verstellt werden kann.
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Wie bereits unter 0004 erwähnt behandelt die deutsche Offenlegungsschrift
DE 40 40 843 A1 den Anbau einer Tastvorrichtung auf beiden Fahrtrichtungsseiten. Um bei variierenden Reihenabständen ein optimales Tast- und Arbeitsergebnis mittig der Pflanzlinie erzielen zu können ist es notwendig die Arbeitseinheiten voneinander unabhängig zu verschieben. Dies wird in der Erfindung durch ein Zylinder-Kolben-System ermöglicht, welches die Arbeitseinheiten auf einem Schlitten nach links bzw. rechts verschieben kann. Dieser Vorgang wird von der Steuereinheit durchgeführt. Wenn beispielsweise der Taster nur um einen geringen Winkel ausgelenkt wird, bedeutet das, dass sich der Taster nicht nah genug an der Pflanzlinie befindet. Sollte dies der Fall sein wird die Arbeitseinheit mittels des Zylinder-Kolben-Systems Richtung Pflanzlinie verschoben.
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Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
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Zum besseren Verständnis wird im Folgenden das erfinderische Prinzip anhand einer beispielhaften, bevorzugten Ausführung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert.
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In 1 ist ein Bodenbearbeitungsgerät zur Befestigung an einem Fahrzeug in einer Draufsicht gezeigt. Das Bodenbearbeitungsgerät umfasst ein drehbar gelagertes Arbeitswerkzeug 4, welches sich in 1 in Hauptarbeitsposition befindet. Weiter umfasst das Bodenbearbeitungsgerät ein mechanisches Tastwerkzeug 1 in Form eines Tastfühlers zur Erfassung von Hindernissen, welches in Fahrtrichtung vor dem eigentlichen Arbeitswerkzeug angeordnet ist. Der Tastfühler besteht im Wesentlichen aus einem Rundstab aus Metall, Kunststoff oder ähnlichem von etwa 10 mm Durchmesser. Das Arbeitswerkzeug umfasst eine Zylinder-Kolben-System 5 zum ein- und ausfahren der verschiedenen Werkzeuge 4 - in diesem Fall ein Kreisel mit Messerklingen. Dieser wird im Einsatz einige Zentimeter im Boden geführt um Unkraut, Gräser oder unerwünschte Triebe zu beseitigen. Um eine automatische Tiefenführung zu ermöglichen, ist vor dem Arbeitsgerät ein Sensor 7 angebracht, welcher die Tiefe des Arbeitswerkzeugs bestimmt und an die Steuereinheit weitergibt. Desweiteren verfügt das Gerät über einen Hangausgleichszylinder 6, wodurch sich Geländeneigungen ausgleichen lassen. Somit lässt sich ein waagerechter Bearbeitungshorizont realisieren. Das komplette Bodenbearbeitungsgerät ist für den Anbau in der Front oder im Heck konzipiert. Die einzelnen Arbeitseinheiten können auch Seitlich am Fahrzeug montiert werden. Für die Montage im Front- bzw. Heckbereich verfügt das Bodenbearbeitungsgerät über einen Montagerahmen 8 der beim Fahrzeug über die Dreipunktaufnahme oder sonstige Anbaumöglichkeiten montiert werden kann. Das Arbeitswerkzeug - in diesem Fall der Kreisel - und die Tastereinheit stehen somit rechtwinklig zur Fahrtrichtung vom Fahrzeug ab.
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Figurenliste
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1
- (1)
- Taster - ermittelt Position der Rankhilfe bzw. Spannseile und Stützpfosten der Fahrgasse
- (2)
- Zylinder-Kolben-System, Heben/Senken des Arbeitsgeräts
- (3)
- Zylinder-Kolben-System, Anpassung an Fahrgasse
- (4)
- Arbeitsgerät zur Stockbearbeitung - hier Kreisel
- (5)
- Zylinder-Kolben-System, Ein- bzw. Ausfahren des Arbeitsgeräts
- (6)
- Zylinder-Kolben-System, Ausgleich von Geländeneigungen
- (7)
- Sensor für automatische Tiefenbegrenzung des Arbeitsgeräts
- (8)
- Frontanbaurahmen
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2
- (1)
- Taster - ermittelt Position der Rankhilfe bzw. Spannseile und Stützpfosten der Fahrgasse
- (4)
- Arbeitsgerät zur Stockbearbeitung
- (BK)
- Bearbeitungskreis/-radius
- (F)
- Fahrtrichtung
- (P)
- Pflanzlinie
- (R)
- Rankhilfe bzw. Draht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0399137 A1 [0003]
- DE 9114640 U1 [0004]
- DE 4040843 A1 [0005, 0015]
- DE 102009047181 A1 [0006]
