DE3723140A1 - Bodenlockerungsgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bodenlockerungs­ gerät, mit wenigstens einem in den Boden eindringenden Bodenlockerungswerkzeug zum Unterfahren und wendefreien Anheben der durch die Eindringtiefe bestimmten Boden­ schicht.

Nach neueren Erkenntnissen ist eine Bodenbearbeitung durch Aufbrechen und Wenden der oberen Bodenschichten, wie sie durch den Einsatz herkömmlicher Pflüge erfolgt, unerwünscht, da mit dem Wenden des Bodens die unteren Schichten nach oben und die oberen Schichten nach unten gekehrt werden und es zu einer starken Beeinträchtigung und Gefährdung des bestehenden Ökosystems kommt. Die das eine Mal eingearbeiteten Pflanzenreste werden das andere Mal wieder hervorgeholt, es gelangen verschlämmende Boden­ teile an die Oberfläche, es entsteht eine wasserundurch­ lässige Bearbeitungssohle u. dgl. mit sehr ernsten Folge­ schäden, wie Austrocknung des Bodens, erschwerter Luft­ austausch, Absterben der Biosphäre, Steigerung der Wind- und Wasserersosion, tiefreichende Bodenverdichtungen u. dgl. Es wird daher eine Bodenbearbeitung angestrebt, die den natürlichen Schichtaufbau des Bodens erhält, eine reine Lockerung des Bodens ohne ein Wenden mit sich bringt und ein verrottungsgerechtes Einmischen von Pflanzenresten erlaubt, so daß den Pflug ersetzende Bodenlockerungsgeräte immer mehr an Bedeutung gewinnen. Gemäß der EP-A-01 01 245 gibt es bereits ein Bodenlocke­ rungsgerät mit einem die oberen Bodenschichten unterfah­ renden und zum Lockern anhebenden Werkzeug, das aus einem quer zur Fahrtrichtung abgewinkelten Schar besteht. Diese Schare dringen in den Boden ein, heben die darüberlie­ genden Bodenbereiche an und brechen und lockern dadurch den Boden, ohne ihn zu wenden. Allerdings bleibt durch diese Werkzeuge der Lockerungseffekt unbefriedigend, die Schare erfordern auch mit vorlaufenden Scheibensechen hohe Zugleistungen, was zudem die Verdichtungsgefahr für den Boden erhöht, die oberflächlichen Pflanzenreste kön­ nen nur schwer eingearbeitet werden und es kommt trotz der Schneidwirkung des voreilenden Seches immer wieder zu Betriebsstörungen, Schoppungen und Verwicklungen im Werkzeugbereich, die abgewinkelten Schare lassen eine ver­ schlossene, wasserundurchlässige Bearbeitungssohle zurück und nicht zuletzt sind auf Grund der gestaffelt anzuord­ nenden Schare beträchtliche Baulängen in Kauf zu nehmen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und ein Bodenlockerungsgerät der ein­ gangs geschilderten Art zu schaffen, das bei kompakter Bauweise einen hohen Lockerungseffekt ohne verdichtende Begleiterscheinungen mit sich bringt und einen funktions­ sicheren Einsatz gewährleistet.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß ein um eine zur Waagrechten geneigte, vorzugsweise in einer Querebene zur Fahrtrichtung liegende Achse dreh- und an­ treibbar gelagerter Rotor das Lockerungswerkzeug bildet, der aus einer Nabe und im Sinne ansteigender Arbeits­ flächen angestellten Radialarmen besteht. Die durch den Boden gezogenen Rotoren heben mit ihren drehenden, ent­ sprechend angestellten Radialarmen den darüberliegenden Boden an, brechen ihn auf und lassen ihn wieder zurück­ fallen, wobei die natürlichen Schichtungen erhalten blei­ ben und es tatsächlich nur zu einer Zerbröckelung und Lockerung ohne ein Wenden des Bodens und ohne Zerstörung der Biosphäre kommt. Auf Grund der Überlagerung von Dreh­ bewegung und geradliniger Vorwärtsbewegung entsteht bei der Bearbeitung keine geschlossene Grenzschicht zwischen gelockertem und ungelockertem Boden, sondern es verbleibt eine wasserdurchlässige Bearbeitungssohle. Die Drehbe­ wegung des Werkzeuges erlaubt das verrottungsgerechte Einarbeiten von Pflanzenresten und vermeidet Störungen durch Verwicklungen und Schoppungen bei Pflanzenresten und Gründecken. Die Werkzeuge lassen sich gut nebeneinan­ derreihen, was zu einer kompakten Konstruktion führt und der Drehantrieb der Werkzeuge bringt auf Grund seiner Vor­ triebskomponenten eine Minderung des Zugkraftbedarfs mit sich.

Nimmt erfindungsgemäß die Anstellung der Radialarme in an sich bekannter Weise mit zunehmendem Abstand von der Nabe ab, kann über den gesamten Durchmesserbereich des Rotors ein gleichmäßiger Anhebe- und Lockerungseffekt erreicht werden, da die größere Umfangsgeschwindigkeit mit zunehmendem Radius durch die abnehmende Anstellung ausgeglichen wird.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mit Abstand oberhalb des Rotors ein koaxiales, ebenfalls dreh- und antreibbar gelagertes Zinkenrad angeordnet. Dieses Zinkenrad erlaubt ein ausge­ zeichnetes, verrottungsgerechtes Einarbeiten von Pflanzen­ resten, Düngemitteln od. dgl. in den Boden und bringt außerdem eine weitere Zerkrümelung der obersten Boden­ schichten mit sich, was in Kombination mit dem Rotor zu einer gewünschten groben Lockerung in der Tiefe und einer feineren Lockerung an der Oberfläche des Bodens führt. Es entsteht ein Lockerungsgerät, das sich bestens für die Grundbodenbearbeitung als Einzel­ gerät eignet, aber genauso gut auch als Koppelgerät für den An- und Aufbau von Ergänzungsgeräten, wie Ober­ flächenkreisel, Rotoreggen, Fräswalzen, Frässaatma­ schinen u. dgl., zur Vollbearbeitung des Bodens samt Bestellung dienen kann.

Günstig ist es dabei, wenn die Zinken im Bereich ihrer Spitzen entlang der Erzeugenden eines Kegelmantels ver­ laufen, dessen Kegelwinkel zumindest dem Komplementwin­ kel des Neigungswinkels der Drehachse zur Waagerechten ent­ spricht, wobei die radiale Reichweite der Zinken größer als die der Radialarme sein und der Abstand zwischen der durch die Zinkenspitzen bestimmten Ebene von der Rotor­ ebene etwa der Eindringtiefe entsprechen kann. Es kommt zu einer verbesserten Wirkung mit einwandfreier Einar­ beitung der Pflanzenreste in den Boden und schoppungsbe­ dingte Störungen u. dgl. sind nicht zu befürchten.

Wird erfindungsgemäß das Zinkenrad im Gleichlauf zur Fahrtrichtung angetrieben, läßt sich der Vortrieb­ effekt der Werkzeuge steigern und der Zugleistungsbedarf herabsetzen, wobei auch das Einarbeiten der Pflanzen­ reste od. dgl. durch dieses Mitlaufen des Zinkenrades im Fahrsinn begünstigt wird.

Um die Wirkungsweise von Rotor einerseits und Zinken­ rad andererseits antriebsseitig zu berücksichtigen ist vorteilhafterweise die Drehzahl des Zinkenrades größer als die des Rotors, so daß die gewünschte grobe Locke­ rung im tiefen Bereich und die feinere Lockerung im Ober­ flächenbereich sowie die Einarbeitung der Pflanzenreste u. dgl. wunschgemäß zustandekommt und durch die ent­ sprechende Drehzahlabstimmung die Wirkungsweisen auch aneinander angepaßt werden können.

Sind mehrere nebeneinandergereihte Lockerungswerk­ zeuge vorgesehen, dann verlaufen nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Drehachsen der Rotoren und Zinkenräder in einer gemeinsamen Querebene und parallel, wobei das Zinkenrad der einen Werkzeuge je­ weils zwischen Zinkenrad und Rotor des in Neigungsrich­ tung der Drehachse benachbarten Werkzeuges eingreift. Dieses Ineinandergreifen der Werkzeuge ergibt eine inten­ sive Bodenbearbeitung bei gleichzeitig kompakter Bauweise, so daß ein leicht einsetzbares, gut manövrierfähiges Gerät entsteht.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel rein schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Bodenlockerungsgerät in Rückansicht,

Fig. 2 ein Lockerungswerkzeug dieses Lockerungsgerätes in Untersicht und die

Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 in größerem Maßstab.

An einem Rahmen 1 sind mehrere Lockerungswerkzeuge 2 um zur Waagerechten geneigte, in einer gemeinsamen Quer­ ebene zur Fahrtrichtung liegende Achsen 2 a dreh- und antreibbar gelagert, welche Lockerungswerkzeuge 2 jeweils einen Rotor 3 und ein mit Abstand oberhalb des Rotors 3 angeordnetes Zahnrad 4 umfassen. Der Rotor 3 besteht aus einer Nabe 3 a und beispielsweise drei Radialarmen 3 b, die flügelähnlich mit einer Anstellung an der Nabe 3 a an­ gesetzt sind. Wie in Fig. 3 angedeutet, bilden die Radial­ arme 3 b durch ihre Anstellung eine ansteigende Arbeits­ fläche 5, die bei Drehantrieb den unterfahrenden Boden anhebt. Messerkanten 6 erleichtern das Arbeiten des Rotors 3 im Boden B, welche Messerkanten 6 als Verschleißteile auswechselbar an den Vorderkanten der Radialarme 3 b befestigt sind. Der Rotor 3 sitzt endseitig an einer Trägerwelle 7, die, wie in Fig. 1 angedeutet, über einen Winkeltrieb 8 und entsprechende Antriebsverbin­ dungen 9 in nicht weiter dargestellter Weise an die Zapfwelle eines Schleppers od. dgl. anschließbar ist.

Das Zinkenrad 4 setzt sich aus einer Trägerscheibe 4 a und radial vorkragenden Zinken 4 b zusammen, wobei die Zinken 4 b entlang der Erzeugenden eines Kegelmantels verlaufen und radial über die Reichweite des Rotors 3 hinausragen. Das Zinkenrad 4 ist koaxial zum Rotor 3 an einer Hohlwelle 10 angeflanscht und wird im Gleichlauf zur Fahrtrichtung mit gegenüber dem Rotor 3 größerer Drehzahl angetrieben, welcher Antrieb unter Zwischenschal­ tung einer entsprechenden Übersetzung vom Winkeltrieb 8 abgeleitet ist.

Wie in Fig. 1 angedeutet, wirken bei der Bodenbe­ arbeitung Rotor 3 und Zinkenrad 4 zusammen, wobei der Rotor 3 vor allem in den tieferen Bodenbereichen B ₁ eine grobe Lockerung und das Zinkenrad 4 in den oberen Be­ reichen B ₂ eine feinere Lockerung und eine Einarbeitung der Pflanzenreste erreichen. Durch die flügelähnliche Ausgestaltung der Radialarme 3 b wird nämlich bei Rotor­ antrieb der Boden über die Messerkanten 6 und die Arbeits­ flächen 5 von den verbleibenden Bodenunterschichten ge­ löst und angehoben, so daß er bricht und gelockert zu­ rückgelassen wird. Die von oben in den Boden eindrin­ genden Zinken 4 a zerkrümeln den von den Rotoren 3 grob aufgebrochenen Boden weiter und arbeiten dabei gleich­ zeitig Pflanzenreste od. dgl. der Bodenoberfläche mit ein, so daß unter Beibehaltung der natürlichen Boden­ schichten und ohne Gefährdung der Ökosphäre des Bodens B eine lockere Bodenstruktur zustandekommt. Durch die nur teilweise in den Boden eingreifenden Zinkenräder 4 wird dabei eine Wickel- und Schoppgefahr durch Pflanzen­ reste vermieden und vor allem auch ein den Zugleistungs­ bedarf herabsetzender Vortrieb erreicht, der das Boden­ lockerungsgerät mit seiner hervorragenden Bodenlocke­ rungswirkung auch für leichtere Zugmaschinen geeignet macht. Außerdem ergibt sich durch das Ineinandergrei­ fen der Lockerungswerkzeuge 2 bei entsprechender Schrägstellung der Drehachsen eine kompakte Bauweise, die noch dazu eine intensive Bodenlockerung mit sich bringt.

Claims (8)

1. Bodenlockerungsgerät, mit wenigstens einem in den Boden eindringenden Lockerungswerkzeug zum Unterfahren und wendefreien Anheben der durch die Eindringtiefe bestimmten Bodenschicht, dadurch gekennzeichnet, daß ein um eine zur Waagerechten geneigte, vorzugsweise in einer Querebene zur Fahrtrichtung liegende Achse (2 a) dreh- und antreibbar ge­ lagerter Rotor (3) das Lockerungswerkzeug (2) bildet, der aus einer Nabe (3 a) und im Sinne ansteigender Arbeitsflächen (5) angestellten Radialarmen (3 b) besteht.

2. Bodenlockerungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anstellung der Radialarme (3 b) in an sich bekannter Weise mit zunehmendem Abstand von der Nabe (3 a) abnimmt.

3. Bodenlockerungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit Abstand oberhalb des Rotors (3) ein koaxiales, ebenfalls dreh- und antreibbar gelagertes Zinken­ rad (4) angeordnet ist.

4. Bodenlockerungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zinken (4 b) im Bereich ihrer Spitzen entlang der Erzeugenden eines Kegelmantels verlaufen, dessen Kegelwinkel zumindest dem Komplementwinkel des Neigungs­ winkels der Drehachse zur Waagerechten entspricht.

5. Bodenlockerungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die radiale Reichweite der Zinken (4 b) größer ist als die der Radialarme (3 b) und der Abstand zwischen der durch die Zinkenspitzen bestimmten Ebene von der Rotorebene etwa der Eindringtiefe entspricht.

6. Bodenlockerungsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zinkenrad (4) im Gleich­ lauf zur Fahrtrichtung antreibbar ist.

7. Bodenlockerungsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Zinkenrades (4) größer als die des Rotors (3) ist.

8. Bodenlockerungsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 7, mit mehreren nebeneinandergereihten Lockerungswerkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der Rotoren (3) und Zinkenräder (4) in einer gemeinsamen Querebene und parallel verlaufen, wobei das Zinkenrad (4) der einen Werk­ zeuge (2) jeweils zwischen Zinkenrad (4) und Rotor (3) des in Neigungsrichtung der Drehachse benachbarten Werkzeuges (2) eingreift.