DE2828203B2

DE2828203B2 - Scheibe zum schneidenden Bearbeiten des Bodens

Info

Publication number: DE2828203B2
Application number: DE2828203A
Authority: DE
Inventors: Atiq Ahmed Tinley Park Ill. Jilani (V.St.A.)
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Ingersoll Products Corp
Priority date: 1977-06-27
Filing date: 1978-06-27
Publication date: 1980-03-27
Also published as: AU520840B2; GB2000671B; SE7807131L; AU3723578A; MX146548A; AR213159A1; GB2000671A; US4099576A; CA1082031A; ES244588Y; DK272378A; ES244588U; DE2828203C3; FR2395688A1; DE2828203A1; FR2395688B1; ZA783600B; JPS5415802A; BR7804022A

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibe zum schneidenden Bearbeiten des Bodens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs!. Derartige Scheiben (DE-OS 14 57 715) werden in der Landwirtschaft z.B. verwendet beim Pflügen (als Scheibensech) und Eggen, beim Durchschneiden von Gestrüpp oder Ernterückständen und beim Einarbeiten derselben in das Erdreich, beim Vorbereiten von Samenbeeten, beim primären und sekundären Bestellen des Erdreiches, beim Säubern von Geländestücken und bei der Vorbereitung von Bauplätzen. Darüber hinaus werden mit derartigen Scheiben ausgerüstete Geräte auch zur Vorbereitung des Bettes

to für Oberlandstraßen verwendet

Üblicherweise besteht ein ganzes derartiges Gerät zumindest aus einer Reihe konkav gewölbter kreisförmiger Stahlscheiben mit keilförmig zusammenlaufenden Randkanten, wobei diese Scheiben alle auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind. Ein derartiges Gerät wird dann durch einen Traktor über die Erde gezogen. Dies erfolgt derart, daß die gemeinsame Achse der Scheibenanordnung einen Winkel von weniger als 90° mit der Linie der Vorwärtsbewegung des Traktors

2B einschließt. Obwohl die Scheiben beim Nachvorncgczogenwerden rollend umlaufen, dringen sie in das Erdreich ein und brechen es auf. Die lose Erde wird nach oben bewegt gelangt quer über die konkav gewölbten Oberflächen der Scheiben und wird umgelegt oder umgedreht. Erfolgt die Bearbeitung des Erdreiches zu landwirtschaftliche.: Zwecken, so sollen günstige Bodenverhältnisse für das Keimen und Wachsen einer bestimmten Frucht geschaffen werden. Eine gute Bodenbearbeitung ist hierfür von sehr großer Bedeu-

jo tung. Die ideale, beste Bearbeitung des Erdreiches ist die, bei der das Erdreich aufgebrochen wird und in kleine Stücke pulverisiert wird, so daß ein freier Zugang für Luft und Wasser erhalten wird.

Dadurch, daß man auf dem Rand der Scheiben in bekannter Weise Kerben vorsieht, läßt sich das Schneidverhalten des Gerätes verbessern. Mit Kerben versehene Scheiben dringen auch besser in das Erdreich ein, da sie am Rand eine kleiner ■■ Berührfläche zum Erdboden haben und auch stärkeres Gestrüpp besser durchschneiden, da sie dieses unt3i· die Oberfläche des Erdbodens ziehen anstatt es vor sich herzuschieben. Das Eindringvermögen der Scheiben nimmt jedoch ab, wenn diese verschleißen und damit die Kerben zunehmend verschwinden. Bei der Bearbeitung des Erdreiches durch die Scheiben nimmt deren Durchmesser nämlich infolge Materialabnahme durch Reibung mit dem Erdreich ab, so daß auch die Kerben zunehmend flacher werden.

Derartige Scheibengeräte ziehende Traktoren konnten in der Vergangenheit nicht mit größerer Geschwindigkeit als etwa 5 km/h fahren. Bei dieser verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit der Scheibenbewegung wurde der Erdboden zufriedenstellend bearbeitet. Mit der Weiterentwicklung der Traktortechnik stehen nun heute leistungsfähigere Traktoren zur Verfügung, die Scheibengeräte mit viel größerer Geschwindigkeit ziehen können, z. B. mit 20 km/h. Die in der Landwirtschaft bisher üblichen Scheiben zum Bearbeiten des Erdreiches haben jedoch eine gewisse Anzahl von

μ Nachteilen und Fehlern, welche dazu führen, daß ein Aufbrechen der Erde mit hoher Geschwindigkeit nur unzufriedenstellend erfolgt. Werden herkömmliche Scheiben mit hoher Geschwindigkeit gezogen, so führt die konkave Gestalt der Scheiben dazu, daß Erde so stark nach außen geschleudert wird, daß die Erdoberflä ehe nicht mehr eben ist. Es entstehen abwechselnd hohe Furchenrücken und breite tiefe Furchen. Die Qualität einer solchen Bearbeitung des Erdreiches kann natürlich

in keiner Weise zufriedenstellen. Das unerwünschte Auswerfen von Erdreich und die Anhäufung vor. Erdreich führt darüber hinaus zu einer Bodenerosion.

Werden herkömmliche Scheiben mit hoher Geschwindigkeit gezogen, so besteht auch die Gefahr, daß mit geringerer Tiefe gepflügt wird als dies gewünscht wird. Nimmt die Bewegungsgeschwindigkeit der Scheiben auf mehr As 5 km/h zu, so dringen die Scheiben nicht mehr tief in das Erdreich ein. Dem wurde in der Vergangenheit dadurch begegnet, daß man die vertikale Belastung des Scheibengerätes vergrößerte, was üblicherweise durch Hinzufügen von Gewichten an das Gerät erfolgte. Ist die vertikale Kraft größer, so kann zwar die gewünschte Eindringtiefe erreich), werden, die Intensität der Bearbeitung des Erdreiches ist jedoch immer noch völlig unbefriedigend. Durch das Vorsehen zusätzlicher Gewichte wird darüber hinaus die zum Ziehen des Gerätes erforderliche Kraft vergrößert, was eine schlechte Ausnutzung der Energie darstellt.

Ein weiterer Nachteil in der Verwendung zusätzlicher Gewichte zum Erzielen der gewünschten Ei.idringtiefe ist der daß eine unerwünschte Verdichtung des Erdreiches erfolgt. Es versteht sich, daß Samen umso schwieriger keimen, je stärker das Erdreich verdichtet ist.

Verdichtetes Erdreich läßt sich darüber hinaus nur schwer bearbeiten, wenn das Feld das nächstemal bestellt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Scheibe der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß sie sich für hohe Geschwindigkeiten verwenden läßt, wobei die oben angegebenen Schwierigkeiten und Nachteile vermieden sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeführten Merkma-Ie.

Bei hohen Scheibengeschwindigkeiten kann das Erdreich mit der erfindungsgemäßen Scheibe ohne übermäßig iwarkes Auswerfen von Erde bearbeitet werden. Damit entstehen auch keine Furchen mit in Abständen aufeinanderfolgenden Unterbrechungen aus akkumuliertem Erdreich, wie dies bei herkömmlichen Scheiben der Fall ist. Die Scheibe dringt ferner besser in das Erdreich ein, benötigt zum Erreichen einer vorgegebenen gewünschten Eindnngtiefe nur eine geringere vertikale Belastung, und damit braucht von dem Traktor auch nur eine geringere Zugkraft aufgebracht zu werden, so daß Energie gespart wird. Da das erfindungsgemäße G^rät mit geringerem Gewicht zum Einführen in das Erdreich auskommt, wird auch die Erde nur weniger verdichtet.

Durch die besondere geometrische Ausbildung der erfindungsgemäßen Scheibe wird ferner ein sehr starkes Durcharbeiten und Durchmischen der Erde erhalten, und zwar in einer Intensität und bei einer Tiefe, die bei beliebiger Geschwindigkeit mit bekannten Scheiben nicht erhalten werden konnten. Bei der erfindungsgemäßen Scheibe wird dagegen der soeben geschilderte Vorteil auch bei geringen Scheibengeschwindigkeiten erhalten.

Ein weiterer Vorteil ist der, daß ein gutes Eindringverhalten in das Erdreich auch dann noch erhalten bleibt, wenn die längs des Umfanges angeordneten Kerben vollständig abgeschliffen sind und der Scheibendurchmesser bis auf die Bodemflächen der Kerben abgenommen hat. Ein , rfindungsgemäße Gerät hat somit eine viel höhere Lebensdauer als die bisher bekannten Scheiben.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteranspirüchen angegeben.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegend«? Zeichnung näher erläutert In dieser zeig t

F i g. 1 eine Aufsicht auf einen Teil einer gewölbten Scheibe, gesehen von ihrer konkaven Seite her;

Fig.2 einen Schnitt längs der abgewinkelten Schnittlinie 2-2 von F i g. 1;

ίο F i g. 3 eine Aufsicht auf einen Teil einer abgeänderten Scheibe., gesehen von ihrer konkaven Seite her;

Fig. 4 einen Schnitt längs der abgewinkelten Schnittlinie 4-4 von F i g. 3.

In den F i g. 1 und 2 ist eine Scheibe zum Bearbeiten des Bodens insgesamt mit 10 bezeichnet Sie besteht vorzugsweise aus hohen Kohlenstoffgehalt aufweisendem Stahl und hat tellerförmige, gewölbte Gestalt. Genauer gesagt stellt die Scheibe 10 einen Teil einer Kugeloberlläche dar. Es können > .coch auch andere μ konkav/konvexe Scheibenformen verv endet werden. Um bei der hier betrachteten speziellen Geometrie des Randbereiches der Scheibe 10 die besten Ergebnisse zu erhalten, muß eine vorgegebene Beziehung zwischen dem S''heibendurchmesser D und der Höhe C der konkav gewölbten Scheibenfläche eingehalten werden, der ebenso wie der Scheibendurchmesser D in Fig.2 eingetragen ist und der Höhe der Kugelkalotte entspricht. Die Höhe Cstellt somit direkt die Stärke der Scheibenkriimmung dar. Es wurde herausgefunden, daß so man die besten Arbeitsergebnisse dann erhält, wenn das Verhältnis zwischen dem Scheibendurchmesser D und der Höhe C im Bereich von 9—13 liegt. Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Scheibe 10 kann z. B. einen Durchmesser von etwa 83 cm (33 Inch) haben, wobei dann die Höhe C etwa 7,5 cm (3 Inch) beträgt. Vorzugsweise hat eine derartige Scheibe dann eine Dicke von etwa 0,75 cm (0,3 Inch).

In gleichem Abstand voneinander sind um den kreisförmigen Rand der Scheibe 10 herum im weSw-ntlichen V-förmige Kerben 12 vorgesehen, welche z. B. durch Herausschneiden oder Ausstanzen hergestellt sein können. In gleichem Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten der Kerben 12 sind in radialer Richtung verlaufende, im wesentlichen eiförmige oder tränenförmige Durchbrechungen 14 vorgesehen, deren breiteres Ende in radialer Richtung nach außen bis zu einem Punkt hin verläuft, der radial außerhalb der runden Bodenflächen der Kerben 12 liegt. Vorzugsweise ist die radiale Abmessung einer jeden der Durchbre-■)0 chungen 14 größer als die radiale Tiefe einer jeden der Kerben 12. Die in Umfangsrichtung verlaufenden Kanten der bogenförmigen, nicht mit Kerben versehenen Abschnitte 17 der Scheibe 10 und die Randkanten der Kerben 12 sini nach außen zu angeschärft, d.h. schräg zusammenlaufend ausgebildet, so daß Schneidkanten erhalten werden. Vorzugsweise erfolgt das Herstellen der sich verjüngenden, angeschärften Scheibenabschnilte duren Abscheren von Material. Bei der hier betrachteten Ausführungsform befinden sich die w) durch Abscheren erhaltenen Schneidenflächen iuf der konkaven Seite der Scheibe. Man kann jedoch derartige Schneidenfliichen auch stattdessen auf der konvexen Scheibenseile vorsehen oder auch auf beiden Scheibenseiten. Es sei besonders darauf hingewiesen, daß die h ■ durch Abscheren erhaltenen Schneideflächen 18 bei den Kanten der Kerben 12 unter unterschiedlich großem spitzem Winkel auf die konvexe Seite der Scheibe 10 treffen, so daß innerhalb einer ieripn Ηργ Kprhpn

optimale Schneidkanten erhalten werden.

Es wurde festgestellt, daß Scheiben, wie sie in den Fig. I und 2 dargestellt sind, eine hervorragende Bearbeitung des F.rHreiches und eine hervorragende Feldstellung ergeben, wenn der Traktor mit einer Geschwindigkeit bis zu 16 km/h (10 Meilen/h) fährt. Liegt das Verhältnis zwischen Scheibendurchmesser D •ind Höhe C im Bereich von 9—13, so arbeitet sich die Scheibe durch Schneiden unter die Erdoberfläche herunter und lose Erde wird nach oben quer über die konkave Scheibenoberfiäche bewegt und umgelegt oder umgedreht. Zugleich sorgen die V-förmigen Kerben 12 zusammen mit den eiförmigen Durchbrechungen 14 für ein kräftiges Schneiden. Durcharbeiten und Durchmischen der Erde, so daß die Erde gründlich und gleichförmig pulverisiert wird. Darüber hinaus erlauben uic Keiuen 12 und <iit? Durchbrechungen i4 ein Bewegen der Erde in axialer Richtung der Scheibe, was von sehr großer Bedeutung ist. denn hierdurch wird ein Sichansammeln von Erde auf der Seite der Scheibe verhindert, so daß der Erdboden eben bleibt. Bisher war es nicht möglich, eine zufriedenstellende Eindringtiefe und zugleich ein gutes Zerkleinern des Erdreiches bei hohen Scheibengeschwindigkeiten zu erhalten.

Die Scheibe 10 kann das Erdreich durch ihre Bewegung in transversaler Richtung sowohl bei der Oberfläche als auch in unter der Oberfläche liegenden Schichten gut lüften und durcharbeiten. Durch die Kerben 12 und die Durchbrechungen 14 wird z.T. der Druck abgebaut, der sich auf der Rückseite der Scheibe 10, d. h. auf ihrer konvexen Seite aufbaut; zugleich wird durch die Kerben 12 und die Durchbrechungen 14 der Unterdruck auf der konkaven Scheibenseite erhöht, welcher im Hinblick auf ein transversales Bewegen von Erde nützlich ist. Die Kerben und die Durchbrechungen arbeiten das Erdreich bei Drehung der Scheibe sehr gut durch, so daß man ein besseres Mikroklima für ein Saatfeld erhält als bei bekannten Scheiben. Dringen die V-förmigen Kerben 12 unter dem Druck der vertikalen Belastung in das Erdreich ein. so wird die Erde losgebrochen und durch die Durchbrechungen 14 kann ein Teil dieser Erde in axialer Richtung hindurchbewegt werden. Auf diese Weise wird die Erde weiter aufgebrochen, was zu einer Verbesserung ihrer Textur führt. Eine jede der Kerben 12 dringt bis unter die übliche Kultivierungstiefe in das Erdreich ein und bewegt die Erde in transversaler Richtung sowohl bei der Oberfläche als auch bei unter der Oberfläche liegenden Schichtpn. Zugleich werden verhältnismäßig harte Erdklumpen zur Oberfläche angehoben, und hierdurch werden die ein Keimen von Saatgut begünstigenden Eigenschaften des Bodens verbessert Da die breiteren Enden der Durchbrechungen 14 weiter in das Erdreich eindringen als die schmalen Enden, wird der tiefer liegende Boden stärker aufgebrochen als der oben liegende Teil des Erdreiches. Dies ist für die Bestellung von Saatfeldern sehr vorteilhaft. Da der auf der konvexen Seite der Scheibe 10 herrschende rückseitige Druck eine wesentliche Ursache für den Verschleiß der Scheibe ist, wird durch eine Verminderung dieses rückseitigen Druckes, wie sie durch die Kerben 12 und die Durchbrechungen 14 sichergestellt ist, eine Verminderung des Verschleißes erhalten.

Da die oben beschriebene Scheibe auch bei hohen Ccsc!iwindigk.ciicii besser in das trdreich eindringt, muß zum Einhalten einer vorgegebenen Eindringtiefe nur eine geringere vertikale Kraft ausgeübt werden. Der Traktor muß also auch nur ein geringeres Gewicht ziehen. Da zur Durchführung derselben Arbeit nur eine geringere Zugkraft und geringere Leistung benötigt

ίο wird, wird Energie gespart. Da zum Einstellen der Scheibe auf eine vorgegebene Eindringtiefe nur eine geringere vertikale Kraft erforderlich ist, erfolgt auch nur eine geringere Verdichtung der Erde.

Die oben beschriebene Scheibe 10 hat praktisch zwei

i^r> Sätze von Kerben. Ist der erste Kerbensatz verschlissen worden, so wird automatisch der /weite Kerbenwi/ frcigeiegi. GcMaUCi gesagi, isi uer Kanu der Scheibe i0 bis auf die Bodenflächen der Kerben 12 abgetragen, so werden die Durchbrechungen 14 automatisch zu V-förmigen Kerben. Hierdurch wird die Lebensdauer der Scheibe erheblich vergrößert. Bisher war es nicht möglich, bei Verschleiß einer Scheibe einen neuen Kerbensatz zum Einsatz zu bringen. Vorzugsweise werden die Durchbrechungen durch derartiges Abschcren von Material hergestellt, bei dem beim Abschervorgang e. "\altene Schneidenflächen 19 stehenbleiben, welche auf die konvexe Scheibenseite unter veränderlichem spitzen Winkel auftreffen, so daß man eine gute Schneidkante erhält, wenn die Durchbrechungen in

jo Kerben umgewandelt werden.

Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Scheibe ähnelt weitgehend der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Scheibe und hat all die dort beschriebenen Merkmale und Vorteile. Der einzige wesentliche Unterschied besteht in der Ausbildung der am Scheibenrand vorgesehenen Kerben, welche bei der Ausführungsform nach den Fig. 3, 4 eine flache Bodenfläche haben anstelle einer runden Oberfläche wie bei der ersten Ausführungsform. Flache Bodenflächen aufweisende Kerben sind deshalb vorteilhaft, weil sie besonders gute Schneideigenschaften haben. Dies ist darauf zurückzuführen, daß pro Einheit der Kerbenfläche eine größere Schneidkante zur Verfügung steht als bei herkömmlichen Scheiben. Es wurde herausgefunden, daß eine Scheibe nach den Fig. 3, 4, welche einen Durchmesser von etwa 70 cm (28 Inch) aufweist, zum Erzielen optimaler Ergebnisse eine Höhe C von etwa 6.6 cm (2,66 Inch) aufweisen sollte, wobei zugleich die Scheibendicke vorzugsweise zu etwa 0.62 cm (0,25 Inch) gewählt wird.

Durch die Erfindung wird somit eine zur Verwendung in der Landwirtschaft bestimmte Scheibe zum Bearbeiten des Erdrr.iches geschaffen, die mit hoher Geschwindigkeit arbeiten kann, die ausgezeichnet in das Erdreich eindringt, die eine saubere Bearbeitung des Feldes sicherstellt, das Erdreich gut von unten nach oben und von oben nach unten fördert, sowie gut durcharbeitet und mischt und zerkleinert, ohne daß Erde zur einen Seite herausgeworfen wird und hohe Rücken bestehend aus angehäufter Erde erhalten werden, zwischen denen tiefe Furchen liegen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gewölbte Scheibe zum schneidenden Bearbeiten des Bodens mit mehreren längs des äußeren kreisförmigen Randes in gleichem Abstand voneinander angeordneten im wesentlichen V-förmigen Kerben, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je zwei benachbarten Kerben (12) eine im wesentlichen eiförmige Durchbrechung (14) vorgesehen ist, deren breiteres Ende dem Scheibenrand zugekehrt ist und sich radial außerhalb der Bodenfläche der Kerben hinauserstreckt.

2. Scheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der V-förmigen, längs des Randes angeordneten Kerben (12) rund ist

3. Scheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die längs des Randes angeordneten V-förmigen Kerben (12) einen geraden Boden aufweisen 'J⁷ i g. 3 und 4).

4. Scheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Abmessung der Durchbrechungen (14) größer ist als die radiale Tiefe der Kerben (12).

5. Scheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Scheibendurchmesser (D) und der Höhe (C) der konkav gewölbten Scheibenfläche im Bereich von 9—13 liegt

6. Scheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht mit Kerben versehene Abschnitt (17) kreisbogenförmig ist und zu einer Schneidkante angest.iärft ist.

7. Scheibe nach eir.err. der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ι sr Rand der Kerbe (12) zu einer Schneidkante angeschärft ist.

8. Scheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der geschärfte Rand der Kerbe (12) so sich verjüngend nach außen verläuft, daß eine Schneidenfläche (18) erhalten wird, welche unter variablem spitzem Winkel auf eine der Scheibenstiten trifft, wodurch die Schneidkante gebildet ist.

9. Scheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg verlaufende Schneidenflächen (18) durch Abscheren erhaltene Oberflächen sind.

10. Scheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der eiförmigen Durchbrechungen (14) angeschärft ist, daß eine schräg geneigte Schneidenfläche (19) gebildet ist, welche die eine Scheibenseite unter variablem spitzem Winkel trifft, derart, daß eine Schneidkante gebildet ist.

11. Scheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das schmale Ende einer jeden der eiförmigen Durchbrechungen (14) in radialer Richtung bezüglich der Bodenflächen der in Umfangsrichtung verteilten Kerben (12) nach innen versetzt ist und daß die Durchbrechungen (14) einen zweiten Satz im wesentlichen V-förmiger Kerben bilden, wenn die Scheibe bis zum Boden der in Umfangsrichtung verteilten Kerben (12) abgenützt ist.