DE2245823C3 - Erntemaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Erntemaschine, insbesontiere zur Ernte von Feldfrüchten gleichen Reifezusiandes, wie Tomaten, Gurken, Zwiebeln u. dgl., mit wenig ttens einem Aufgeber und einem in Abstand dazu angeordneten, aus wenigstens einem Paar gegensinnig rotierend angetriebener Walzen bestehenden Trennwalzv/erk.

Eine derartige zum Ernten von Gurken bestimmte Maschine ist in der US-PS 3 511 038 beschrieben. Vom Aufgeber wird das die Gurken enthaltende, abgetrennte Strauchwerk zwischen ein erstes elastisches Walzen- 6s paar geführt und gelangt danach zwischen ein zweites elastisches Walzenpaar, das sich mil höherer Geschwindigkeit als das erste dreht. Der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Walzen paar ist so gewählt, daß das Strauchwerk noch vom ersten Walzenpaar gehalten wird, während die Gurken vom zweiten Walzenpaar ergriffen und infolge der höheren Abzugsgeschwindigkeit dadurch vom zurückgehaltenen Strauchwerk abgetrennt werden. Da die Feldfrüchte auf Grund dieser Anordnung stets gewissen Quetschkräften ausgesetzt sind, eignet sich die bekannte Maschine nur für Früchte mit relativ fester Konsistenz.

Eine derartige Voraussetzung ist jedoch zumeist bei Tomaten nicht gegeben. Man hat zwar schon, um Verluste durch Zerquetschen zu verringern, Sorten mit größerer Schalenfestigkeit gezüchtet, doch ist die Verbreitung solcher Sorten wegen der erzielten geringen Ernteerträge gering.

Versuche, Tomaten durch Rüttler von ihrem Strauchwerk loszutrennen, wobei die Rüttler im Prinzip den Strohrüttlern von Getreidedreschmaschinen ähneln, haben sich ebenfalls nicht erfolgreich durchsetzen können, da sich zeigte, daß trotz Einsatz von Sorten mi! höherer Schalenfestigkeit Ernteverluste in der Größenordnung von 15 bis 20% vorlagen. Außerdem haben Rüttler den Nachteil, daß zur Abtrennung der kleineren, weniger reifen Feldfrüchte ein so intensives Rütteln erforderlich ist, daß die wertvolleren reiferen Früchte dabei leicht beschädigt und unbrauchbar werden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Erntemaschine der eingangs erwähnten Gattung dergestalt zu verbessern, daß selbst Feldfrüchte geringer Festigkeit in besonders schonender Weise und weitgehend verlustfrei von ihrem Strauchwerk abgetrennt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Aufgeber und das Trennwalzwerk so angeordnet und aufeinander abgestimmt sind, daß der Aufgeber die Pflanzen derart dem Trennwalzwerk zuwirft, daß die Stengel der Pflanzen vom Trennwaiz werk beschleunigend erfaßt werden, während die Früchte infolge ihrer Massenträgheit abgetrennt zurückbleiben. Das Trennwalzwerk ist dabei aus einer Vielzahl von Walzenpaaren gebildet, wobei die Rotationsachse einer Walze jedes Walzenpaares ortsfest und die Rotationsachse der anderen Walze beweglich ist. Zweckmäßigerweise ist die gemeinsame Ebene der Rotationsachsen der Walzen gegen die Fortbewegungsrichtung der Maschine geneigt.

Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß ortsfest gelagerte, die beweglichen Rotationsachsen der Walzen über Zahnräder antreibende Zahnräder und den Abstand der beweglichen Rotationsachsen zu den ortsfesten definierende Schwingarme vorgesehen sind, wobei der Abstand zwischen den betreffenden Rotationsachsen durch Anschläge begrenzt ist. Des weiteren wird die Maschine zweckmäßig mit einer Einrichtung zum Abschneiden der Pflanzen von deren Anbauzone ausgestaltet, wobei erfindungsgemäß ein der Oberfläche der Anbauzone folgendes Organ zur Regelung der Stockschnittiefe vorgesehen ist, und die Einrichtung zum Abschneiden der Pflanzen eine entgegengesetzte zur Fortbewegungsrichtung der Maschine rotierende Scheibe darstellt. Zweckmäßigerweise ist das Organ an einem schwenkbaren Arm mit einer Steuerbahn angeordnet, wobei dir Steuerbahn mit einem Umsteuerventil für einen hydraulischen Regelkreislauf gekoppelt ist.

Hei der erfindungsgemäßen Erntemaschine ist somit der Absland zwischen dem Aufgeber und dem Trenn-

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walzwerk stets größer als die größte Abmessung des »on der Anbauzone abgetrennten Strauchwerks. Damit ü'ird das Strauchwerk vom Aufgeber nicht unmittelbar jem Trennwalzwerk zugeführt, sondern bewegt sich im Raum zwischen dem Aufgeber und dem Trennwalzwerk frei längs einer im wesentlichen ballistischen Flugbahn. Die einzelnen Pflanzen gelangen daher infolge ihrer verschiedenen Massen und des unterschiedlichen Strauchwerkes 'n eine vertikal zum Trenn walzwerk sich erstreckende Ebene. Die zur Ebene des Trenn Walzwerkes senkrecht liegenden Geschwindigkeitskomponenten, die infolge der erwähnten Bewegungsbahn etwa 0,1 bis 0,3 m/sec betragen, streifen dieten gewissermaßen.

Die das Strauchwerk ergreifenden Walzenpaare ßben eine beschleunigende Wirkung aus, so daß die Früchte auf Grund der Massenträgheit losgerissen werden, bevor sie mit den Walzen in Berührung kommen. Die hierzu erforderliche Beschleunigung hangt von der Haftfestigkeit der Früchte am Strauchwerk und von den zu beschleunigenden Massen ab. An unreifen Tomaten kleiner Abmessung durchgeführte Untersuchungen haben gezeigt, daß eine Drehzahl von 800 bis 1200 U/min zweckmäßig ist, wenn Walzen mit einem Durchmesser von 60 mm und mit einem gerippten Gummibelag verwendet werden.

Ein weiteres, wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen Trennwalzwerkes besteht darin, daß zwischen den zusammenwirkenden Walzen keine Antriebskopplung besteht und daß sich der Abstand des treibenden Zahnradpaares, das beim Durchziehen der Stengel die Kippwalzen bewegt, nicht verändert. Das Antriebssystem ist dabei so ausgelegt, daß die beim Eingriff des Zahnradpaares für die Kippwalzen auftretenden Umfangskräfte in Bewegungsrichtung der Kippwalze wirken. Dadurch wird das Strauchwerk in besonders günstiger Weise zwischen die Walzen eingezogen. Die mit der auftretenden Reibungskraft proportional zunehmende Umfangskraft vergrößert den zwischen den betreffenden Walzenpaaren vorhandenen Abstand, wobei dies entsprechend der Stärke der Stengel und gegen die Kraft einer Feder erfolgt.

Der Belag der Trennwalzen besteht aus einem elastischen Material und vorzugsweise aus einer auswechselbaren Hülse mit glatter, geriffelter oder gerippter Oberfläche. Bei weniger empfindlichen Feldfrüchten, wie Zwiebeln, können auch Stahlwalzen oder ähnlich steife Walzen vorgesehen werden. Der elastische Oberflächenbelag der Walzen ist einem besonders starken Verschleiß unterworfen. Harte Gegenstände oder harte Unkrautstengel können Beschädigungen hervorrufen, so daß die einzelnen Elemente des Walzenbelages sofort ausgetauscht werden sollten. Demzufolge sind die aus dem Getriebegehäuse herausragenden Wellenstümpfe der Walzen mit lösbaren Kupplungen, z. B. axial verschiebbaren Hülsen, versehen. Durch Lösen der Kupplung kann jede Walze ohne Ausbau des Antriebssystems oder der Lagerung entfernt werden.

Was die zur maschinellen Ernte geeigneten Tomatensorten betrifft, so liegen diese zumeist über dem Bo- f>o dcnniveau, während Gurken größtenteils auf dem Boden selbst liegen. Die Stöcke derartiger Pflanzen müssen daher unter dem Bodenniveau abgeschnitten wer den, um eine Beschädigung solcher Früchte bei eier Ernte zu vermeiden. Mittels des erfindungsgemäßen, *>? der Oberfläche der Anbauzone folgenden Organs zur Regelung der Schniustocküefe wird während des Betriebes automatisch stets eine optimale Schnittiefe ein-

gehalten.

Die auf die eriindungsgemäße Weise abgetrennten Feldfrüchte werden durch ein annähernd waagerechtes Querförderband weiterbefördert und durch einen sich schr?g erstreckenden Aufzug in eine auf der Maschine angeordneten Sortiereinrichtung bzw. in einen Sammelbehälter bewegt. Mit dieser an sich bekannten Fördereinrichtung kann so gearbeitet werden, daß das Querförderband an dem dem Aufzug entgegengesetzten Ende einer Leitrutsche angeschlossen ist, wobei die Transporteinrichtung selbst umkehrbar angetrieben wird. Zunächst reinigt und sammelt die Maschine die geernteten Feldfrüchte, und danach werden die gesammelten Feldfrüchte mit erhöhter Geschwindigkeit aufgenommen, wobei eine weitere Reinigung bzw. Enistielung stattfindet. Danach werden die Feldfrüchte mit Hilfe des Aufzugs in den auf der Maschine angeordneten Behälter oder in einen Sammelwagen befördert.

Das Antriebssystem für das Querförderband und den Aufzug ist so ausgelegt, daß in Richtung des Sammelns der Feldfrüchte der Antrieb des schrägen Aufzuges abgeschaltet und in emgegengeseizter Richtung eingeschaltet werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Erntemaschine,

F i £. 2 und 3 in Seiten- und Vorderansicht das Trennwalzwerk für die Erntemaschine nach F i g. 1,

F i g. 4 eine schematische Seitenansicht einer Einrichtung zur Regelung der Stockschnittiefe, und

F i g. 5 und 6 in Längs- und Draufsicht Fördereinrichtungen für die in F i g. 1 gezeigte Erntemaschine.

Nach F i g. 1 umfaßt die Erntemaschine ein mit Scheiben ausgerüstetes bekanntes Schneidwerk 1, mit dem die Pflanzen unter dem Bodenniveau abgeschnitten werden bzw. das zum Ausgraben der Früchte (z. B. Zwiebeln) dient. Die abgetrennten Früchte werden durch Aufgeber 2 und 3 einem Trenwalzwerk 4 zugeführt. Die einander gegenüber rotierenden Walzenpaare des Trennwalzwerkes beschleunigen die Pflanzenstengel der Früchte, so daß die Früchte auf Grund ihrer Massenträgheit abfallen, während die vorn Trennwalzwerk erfaßten Stengel durch einen Schneckenförderer 8 auf die rechtsseitige Laufspur der Maschine abgegeben werden. Die abgelösten Früchte werden durch ein Querförderband 5 über einen schrägen Aufzug in einen Füllbehälter befördert.

Wird eine zweiteilige Arbeitsweise der Maschine bevorzugt, wie dies z. B. bei der Ernte %on Zwiebeln der Fall sein kann, so wird das Querförderband 5 umgekehrt zum obengenannten Fall bewegt, so daß die abgetrennten Zwiebeln über eine Rutsche 7 auf der Anbauzone abgelagert werden.

Während des Betriebes gewährleisten Stützräder 9 die mit hydraulischen Arbeitszylindern 12 gekoppelt sind, daß eine bestimmte mit \n bezeichnete Eindringtiefe eingehalten wird. Die Arbeitszylinder 12 werden dabei uurch ein von einer Kopiereinrichtung 10 gesicuertes iJmsteuerventil 11 beaufschlagt. Die hydrauli sehe Speisung der Arbeitszylinder erfolgt durch Leitun gen n und b. Solange ein Abstand hs zwischen den dei Laufspur folgenden Stützrädern 9 und der der Oberflä ehe der Anbauzone folgenden Kopiereinrichtung H unverändert vorliegt, strömt das durch die Leitung ; fließende Druckmittel durch das UmsKuerventil 11 fre über die Rückflußleitung b in einen Sammelbehälter Ändert sich die Höhendifferenz zwischen Laufspur unc

der Oberfläche der Anbauzonc. so verschiebt die Kopiereinrichtung 10 das Umsteuerventil dergestalt, daß das Druckmittel in den oberen Raum der Arbeitszylinder 12 eingeleitet wird, bis die gewünschte Stockschnittiefe tn den eingestellten Wert erreicht hat.

Das Schneidwerk I₁ die aus den Elementen 9, 10, 11 und 12 bestehende Tiefenregeleinrichtung und der Aufgeber 2 sind an einem gemeinsamen Rahmen 15 befestigt, der sich um eine Achse 14 bewegen kann. An dem Rahmen 15 und damit an dem das Schneidwerk 1 anhebenden hydraulischen Arbeitszylindern schließt sich die Rückflußleitung b vor dem Umsteuerventil 11 an, wodurch diese während des Betriebes in »schwebender Lage« gehalten sind.

Der Maschinenführer kann das Anheben in die Transportlage durch Änderung der Strömungsrichtung des Druckmittels in den Leitungen a und b vornehmen, wobei das in der Leitung b in den unteren Raum eines Arbeitszylinders 13 einströmende Druckmittel das Schneidwerk aus dem Boden heraushebt. Dadurch gelangt die Kopiereinrichtung 10 in untere Endstellung. Durch das Umsteuerventil 11 wird der untere Raum der Arbeitszylinder 12 mit der Leitung b und der obere Raum mit der Leitung a verbunden, wodurch die Stützräder 9 in ihre obere Endstellung gelangen.

Sobald die Maschine auf einer weiteren Erntereihe abgestellt ist, sinken das Schneidwerk ( und die Tiefenregeleinrichtung durch Umstellen des hydraulischen Kreislaufes gegen die Federkraft eines auf dem Maschinengestell 16 angeordneten Teleskops 17 infolge ihrer Eigengewichte auf den Boden ab. Bei Betätigung der Maschine dringt das Schneidwerk ϊ bis zur eingestellten Tiefe in den Boden dann ein.

In F i g. 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel des Trennwalzwerkes 4 dargestellt. Die Hauptwelle I überträgt den Antrieb zu einem Getriebegehäuse 19, das an einem Rahmen 18 befestigt ist, wobei die Antriebsübertragung durch die Rotationsachse der unteren ortsfest gelagerten Walze 21 erfolgt. Die weiteren ortsfest gelagerten Walzen 21 werden durch Stirnzahnräder 22 und 23 angetrieben. Auf die Achsen der Zahnräder im Getriebegehäuse 20 erfolgt der Antrieb über eine Kette 24.

Die ortsfest gelagerten Zahnräder 25 stehen einerseits durch Zahnräder 26 untereinander in Verbindung und greifen andererseits an Zahnräder 28 an, die durch den auf den Rotationsachsen gelagerten Schwingarmen 27 gehalten sind. Die Zahnräder 28 und die damit gekoppelten Kippwalzen 32 lassen sich gegen die Wirkung einer Zugfeder 31 verschieben, wobei die Ver-Schiebung je nach Stärke der Stengel innerhalb der durch einstellbare Anschläge 29, 30 festgelegten Grenzen erfolgen kann.

Die Wellenstümpfe 33 der ortsfest gelagerten Zahnräder und die Wellenstümpfe der an den Schwingarmen angeordneten Zahnräder 28 ragen aus dem Getriebegehäuse 19 und 20 hinaus und sind durch lösbare Kupplungen 34 mit den Rotationsachsen der Walzen 21 und 32 verbunden.

F i g. 4 stellt ein Ausführungsbeispiel der Kopiereinrichtung 10 dar. Eine Schraubspindel 36 ist in einem am Rahmen 15 befestigten Lager 35 gelagert, so daß die gewünschte Slockschnittiefe hi durch Betätigen einer Mutter 37 einjustiert werden kann. Das untere Ende der Schraubspindel 36 ist gabeiförmig ausgebildet, so daß sich ein schwenkbarer Arm 39 darin um einen Zapfen 38 bewegen läßt. Der Arm 39 ist ebenfalls an seinem unteren Ende gabelförmig ausgebildet, und nimmt so eine zum Abschneiden des Strauchwerkes dienende Scheibe 40 auf. Diese wird durch einen Hydraulikmotor 41 in einem dem Bodenwiderstandsmoment entgegengesetzten Drehsinn betätigt. Das Eindringen der Scheibe 40 in den Boden wird von beidseitig angeordneten Gleitschuhen begrenzt.

Die Scheibe 40 ist nicht geschärft und mit Einbuchtungen versehen, zwischen denen kleinere Früchte hindurchgeraten können, so daß diese abgelenkt werden. Dagegen hakt sich das Strauchwerk in den Einbuchtungen oder Verzahnungen ein, und beim Durchgang durch die geraden Strecken der Gleitschuhe 42 wird das Geranke durch einen doppelten Schnitt zertrennt. Die konstante Berührung zwischen einer am Arm 39 befestigten Steuerbahn 43 und der Rolle einer Kolbenstange 44 des Umsteuerventils 11 wird durch eine Feder aufrechterhalten. Die Steuerbahn 43 ist so ausgebildet, daß während des Betriebes der Winkelausschlag des Armes 39 der Hublänge des Kolbens des Um-Steuerventils 11 entspricht.

In der aus dem Boden ausgehobenen Stellung liegt der Arm 39 infolge seines Eigengewichtes und durch H;e Wirkung einer Feder 46 an einem Anschlag 45 an.

Die Außerbetriebsetzung der Kopiereinrichtung, z. B. zur Aufnahme der abgelagerten Zwiebeln, erfolgt dadurch, daß die Feder 46 außer Wirkung gesetzt wird, indem der Zapfen 38 in Pfeilrichtung angehoben und mechanisch befestigt wird. In diesem Fall findet der Kopiervorgang des Bodens in der üblichen Weise durch die Stützräder 9 (Fig. 1) statt; bei diesem Arbeitsvorgang ist jedoch die Tiefendifferenz von keiner praktischen Bedeutung.

Die F i g. 5 und 6 betreffen weitere in der Erntemaschine nach der Erfindung angeordnete Fördereinrichtungen und insbesondere das Querförderband 5 und den schrägen Aufzug 6. Der Antrieb des Querförderers 5 wird über eine Kette auf die untere Achse des schrägen Aufzugs 6 übertragen, wobei eine Freilaufkupplung vorgesehen ist, so daß bei Bewegung des Querförderbandes 5 in einer Richtung der Aufzug 6 betätigt wird, während der Aufzug 6 bei Bewegung des Querförderbandes 5 in entgegengesetzter Richtung stillsteht. Dadurch wird erzielt, daß das Querförderband 5 die vom Trennwalzwerk 4 abgetrennten Früchte in der Stellung I des Umsteuergetriebes in den Füllbehälter am End« des Aufzugs 6 gibt, während in der Stellung II die Früchte in die Rutsche 7 fallen und der Aufzug 6 still steht. Wird das Umsteuergetriebe in die Stellung 0 ge schaltet, ist die Antriebsverbindung unterbrochen. So mit können kleinere Reparaturen bzw. eine Reinigung der Maschine an Ort und Stelle leicht und mit große Sicherheit für das Bedienungspersonal durchgeführ werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Erntemaschine, insbesondere zur Ernte von Feldfrüchten gleichen Reifezustandes, wie Tomaten, Curken, Zwiebeln u. dg!„ mit wenigstens einem Aufgeber und einem in Abstand daza angeordneten, •us wenigstens einem Paar gegensinnig rotierend angetriebener Walzen bestehenden Trennwalzwerk, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufgeber (2, 3) und das Trennwalzwerk (4) so angeordnet und aufeinander abgestimmt sind, daß der Aufgeber die Pflanzen derart dem Trennwalzwerk luwirft, daß die Stengel der Pflanzen vom Trennwalzwerk beschleunigend erfaßt werden, während die Früchte infolge ihrer Massenträgheit abgetrennt lurückbleiben.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennleichnet, daß das Trennwalzwerk (4) aus einer Vielzahl von Walzenpaaren (21, 32) gebildet ist, wobei die Rotationsachse der einen Walze jedes Walzenpaares ortsfest und die Rotationsachse der anderen Walze beweglich ist.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Ebene der Rotationsachsen der Walzen gegen die Fortbewegungsrichtung der Maschine geneigt ist.

4. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ortsfest gelagerte, die beweglichen Rotationsachsen der Walzen (32) über Zahnräder (28) antreibende Zahnräder (25) und den Abstand der beweglichen Rotationsachsen zu den ortsfesten definierende Schwingarme (27) vorgesehen sind, wobei der Abstand zwischen den betreffenden Rotationsachsen durch Anschläge (29,30) begrenzt ist.

5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Einrichtung 7.um Abschneiden der Pflanzen von deren Anbauzone, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Oberfläche der Anbauzone folgendes Organ (42) zur Regelung der Stockschnittiefe vorgesehen ist, wobei die Einrichtung zum Abschneiden der Pflanzen eine entgegengesetzt zur Fortbewegungsrichtung der Maschine rotierende Scheibe (40) ist.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ (42) an einem schwenkbaren Arm (39) mit einer Steuerbahn (43) angeordnet und die Steuerbahn mit einem Umsteuerventil (U) für einen hydraulischen Regelkreislauf gekoppelt ist.