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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zur Bodenbearbeitung in einer Ausführung, die
ein drehbares offenstrukturiertes spiralförmiges Element
umfaßt, das in der Vorwärtsbewegung, wenn die Wendel
aufgrund ihrer Drehbewegung während des Einsatzes in den
Boden eingreift, eine Zerkleinerung und Umwälzung des
Bodens bewirkt, wie im Oberbegriff des Anspruches 1
definieit
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Ein Problem, das sich im Zusammenhang mit
derartigen drehbaren offenstrukturierten Vorrichtungen
zur Bodenbearbeitung ergibt, besteht darin, daß diese
Vorrichtungen bei bestimmten Boden- und Wetterbedingungen
dazu neigen, sich mit Boden zuzusetzen und dadurch nicht
mehr ihre volle Wirksamkeit erreichen.
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Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung hat
festgestellt, daß dieses Problem durchaus auch mit der
Frage der Festigkeit und Abstützung der Vorrichtung
zusammenhängt, wie nachstehend ausgeführt. Im Falle einer
derartigen Vorrichtung, bei der eine drehbare Wendel zum
Einsatz kommt, ist das Gewicht der Wendel so beschaffen,
daß, wenn ihre Arbeitsbreite im Bereich von 2 bis 4 m
liegt, zu Abstützungs- und Belastungszwecken eine
zentrale Welle vorgesehen werden muß, deren Durchmesser etwa
203 bis 229 mm beträgt. Konventionell dient eine
derartige Welle dazu, die Wendel über eine Reihe von
axial mit Abstand angeordneten Gelenkkreuzen, Scheiben
o.a. abzustützen und zu belasten, wobei allerdings, wie
aus den vorgenannten Zahlen erkennbar, der Durchmesser
der Welle aufgrund der Festigkeitserfordernisse, die sich
aus dem Anhebevorgang und aus anderen Anforderungen
ergeben, so beschaffen ist, daß er praktisch das hohle
offene Zentrum der Wendel ausfüllt.
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Es ist versucht worden, dieses Problem durch
eine Aufteilung der Vorrichtung in kürzere, mit ihren
Enden zueinander angeordnete Abschnitte zu lösen, so daß
Stützmittel zwischen diesen kürzeren Abschnitten
vorgesehen werden können, um dadurch die auf die zentrale
Welle wirkende Belastung zu verringern und damit den
Durchmesser der Welle entsprechend zu reduzieren. Eine
solche Lösung ist jedoch relativ kompliziert und teuer
und somit nicht gänzlich zufriedenstellend.
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Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung hat
festgestellt, daß eine Verbindung zwischen dem
Durchmesser der innenliegenden Welle bei derartigen
Vorrichtungen und deren Neigung, sich während des Einsatzes
zuzusetzen, besteht.
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In der US-A-2538167 ist eine Rolleneinheit
beschrieben, die einen innenliegenden, quer eingebauten
Zugzylinder umfaßt, der von einer Rolle umgeben ist, die
aus einer quer eingebauten Reihe gezahnter
Verdichtungsringe besteht, deren Durchmesser größer als
derjenige des Zugzylinders ist, und die mit ihren Kanten
zueinander angeordnet sind und lose auf dem Zylinder
aufliegen, so daß die einzelnen Ringe sich unabhängig
voneinander über den Boden bewegen können und die Rolle
sich dadurch von einem Ende zum anderen den Konturen des
Bodens anpassen kann.
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In der GB-A-761217 ist eine Vorrichtung zur
Bodenbearbeitung beschrieben, die eine bodenverdichtende
Wendel umfaßt, die an ihren gegenüberliegenden Enden in
Lagern abgestützt ist.
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In der DE-A-2912392 ist eine Vorrichtung zur
Bodenbearbeitung beschrieben, bei der ein drehbarer
Käfig, der in seinem Innern einen losen
Zerkleinerungskäfig aufweist, in Kontakt mit dem Boden eine
Rollbewegung durchführt. In den äußeren Käfig gelangender
Boden kann durch den inneren Käfig zerkleinert werden.
Die Stangen des äußeren Käfigs müssen von Gelenkkreuzen
oder Endflanschen abgestützt werden.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine
Vorrichtung zur Bodenbearbeitung, wie sie in den
beigefügten Ansprüchen definiert ist, bereitgestellt.
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In einer Ausführungsform ist die Welle
rohrförmig ausgebildet. Das Innenspiel zwischen der Welle
und dem Bodenbearbeitungselement beträgt vorzugsweise
zumindest 75 mm.
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Die Vorrichtung kann zwei oder mehr derartige
ähnliche Bodenbearbeitungselemente umfassen, die jeweils
voreinander angeordnet sind.
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Eine Vorrichtung nach vorstehender Definition
kann zusammen mit einer Saugvorrichtung zur
Bodenbearbeitung, wie beispielsweise einem Untergrundlockerer,
eingesetzt werden, wobei das offenstrukturierte drehbare
Bodenbearbeitungselement als Tiefenkontrollmittel für die
Saugvorrichtung dient.
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Bei einer nachstehend beschriebenen
Ausführungsform wird von der Welle, wenn diese im Einsatz
innen in das Bodenbearbeitungselement eingreift, der
Boden während der Drehung des Bodenbearbeitungselementes
zermahlen, und das Bodenbearbeitungselement wird dadurch
in einem relativ unblockierten Zustand gehalten.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird nunmehr beispielhaft unter Bezugnahme auf die
beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des in den
Boden eingreifenden Abschnittes einer Vorrichtung zur
Bodenbearbeitung ist; und
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Fig. 2 eine Schnittansicht durch die
Vorrichtung zur Bodenbearbeitung nach Fig. 1 ist.
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Wie in den Zeichnungen dargestellt, umfaßt eine
Vorrichtung
zur Bodenbearbeitung 10 ein drehbares
offenstrukturiertes Bodenbearbeitungselement 12 in Form einer
Wendel sowie Mittel zur Belastung des
Bodenbearbeitungselementes in Form einer Welle 14.
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Die Welle 14 verläuft von einem Ende zum
anderen durch die Wendel 12. An den Enden sind an der
Welle 14 befestigte Rückhalteringe 16, 18 angeordnet, und
zur Lagerung ist jeweils ein Achsschenkel 20 vorgesehen.
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Wie in den Zeichnungen dargestellt, ist die
Welle 14 lose innerhalb der Wendel 12 angeordnet. Es ist
also, anders ausgedrückt, keinerlei Verbindungsmittel für
die Abstützung der Welle innerhalb der Wendel vorgesehen,
und die Welle liegt einfach auf der Wendel auf, wie in
Fig. 2 gezeigt. Wenn die Vorrichtung zu Transportzwecken
angehoben wird, ruht die Wendel natürlich auf der Welle.
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Die Achsschenkel 20 dienen dazu, die
Vorrichtung 10 mit einer geeigneten Konstruktion zu
verbinden, mit deren Hilfe Zugkräfte auf die Vorrichtung
ausgeübt werden können. Die Vorrichtung kann
beispielsweise, wenn sie als Zerkleinerungsgerät eingesetzt
werden soll, hinter einer anderen landwirtschaftlichen
Vorrichtung, beispielsweise einem Kultivator o.a.,
angeschlossen werden. Alternativ können mehrere der
Vorrichtungen 10 jeweils voreinander reihenweise
angeordnet und als Einheit, in etwa wie eine Ackerwalze,
gezogen werden. Die Vorrichtung kann gleichermaßen mit
Hilfe einer Kette oder Zugstange gezogen oder mit einem
eigenen Vorrichtungsrahmen ausgestattet werden, so daß
sich eine oder mehrere Wendeleinheiten daran montieren
lassen, die dann von einem Traktor gezogen werden. Der
Rahmen kann zu Transportzwecken mit hydraulisch
anhebbaren und absenkbaren Landrädern ausgestattet werden.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Kombination
vorzusehen, bei der die Wendeleinheit 10 mit einer
Saugvorrichtung, beispielsweise einem Untergrundlockerer,
kombiniert ist, so daß die Vorrichtung 10 als
Tiefenkontrollmittel für den Untergrundlockerer dient.
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Im Einsatz arbeitet die Vorrichtung 10 wie
folgt. Zugkräfte werden mit Hilfe der Welle 14 auf die
Vorrichtung ausgeübt, und die Wendel 12 dreht sich in der
üblichen Weise, um durch Zerkleinern und Umwälzen des
Bodens ihre Bodenbearbeitungswirkung zu erzielen. Durch
das Gewicht der Welle 14, zusammen mit nach unten
gerichteten Belastungen, die auf diese einwirken, wird die
Welle gegen die Innenfläche der Wendel gedrückt, wie in
Fig. 2 dargestellt. Auf diese Weise wird Boden, der dazu
neigt, in die Wendel einzudringen und sich dort
festzusetzen, von der Welle zermahlen. Dieses Zermahlen dient
dazu, den Boden auf zubrechen und ihn aus dem Innern der
Wendel zu entfernen, so daß die Wendel in einem relativ
unblockierten Zustand verbleibt.
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Zu den Vorteilen, die die vorstehend
beschriebene Ausführungsform bietet, zählt die Tatsache,
daß die Arbeitsweise der Vorrichtung durch die
verringerte oder ausgeschaltete Blockierneigung der Wendel
verbessert wird. Dies wird ohne die bisher für
erforderlich gehaltene Notwendigkeit erreicht, die Wendel in zwei
oder mehr Abschnitte aufteilen zu müssen, was zusätzliche
Kosten zur Folge hatte. Dies wird außerdem ohne die
Notwendigkeit erzielt, die zentrale Welle im Verhältnis zur
Wendel in der konventionellen koaxialen Anordnung
montieren zu müssen. Dadurch werden die konstruktiven
Anforderungen verringert und die Kosten in einem gewissen
Maße gesenkt.
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Es ist offensichtlich, daß im Rahmen der
vorstehend beschriebenen Ausführungsform zahlreiche
Modifizierungen vorgenommen werden können. Das Spiel
zwischen der Welle und der Wendel kann über einem Wert
von 75 mm liegen. Die Obergrenze wird lediglich durch das
Maß bestimmt, um das die Wendel sich nach unten bewegt,
wenn die Vorrichtung zu Transportzwecken angehoben wird.
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Die Wendel kann aus massiven Profilen mit
quadratischem Querschnitt in eckiggeschliffener
Ausführung hergestellt werden, um scharfe Kanten zu
bilden. Sie kann über ihre Länge eine veränderliche
Steigung aufweisen oder aus Stangen mit quadratischem
Querschnitt bestehen, beispielsweise mit einer Breite von
20 mm bis 50 mm. Sie kann außerdem aus Hohlprofilen mit
Kastenquerschnitt oder sogar aus runden Hohlprofilen
hergestellt werden.
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Die innenliegende Welle kann massiv oder, wie
dargestellt, hohl ausgeführt sein. Sie kann eine runde,
quadratische oder eine andere zweckmäßige
Querschnittsform aufweisen. Durch einen nichtrunden
Querschnitt kann möglicherweise die auf das Zermahlen des
Bodens abzielende Wirkung verbessert werden.
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Die Vorrichtung kann für nahezu alle
Landbedingungen von der Endbearbeitung des Bodens für die
Feldbestellung bis zu relativ primären
Bodenbearbeitungsvorgängen eingesetzt werden.
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Es sei darauf hingewiesen, daß der Pfeil T in
den Zeichnungen die Bewegungsrichtung anzeigt. Außerdem
muß die Welle 14 sich nicht unbedingt drehen. In einem
solchen Fall müssen die Achsschenkel 20 der Welle auch
nicht in Lagern abgestützt sein. Falls die Welle 14 sich
nicht dreht, kann damit möglicherweise eine bessere
Zermahlung/Reinigung erzielt werden. Wahrscheinlich ist
eine sich drehende Welle 14 jedoch zu bevorzugen. Ihre
Drehgeschwindigkeit weicht von derjenigen des
spiralförmigen Bodenbearbeitungselementes ab, weil diese Teile
unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Allein dadurch
wird eine selbstreinigende Wirkung unterstützt.
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Zu weiteren Modifizierungen, die im
Zusammenhang mit der vorstehenden Ausführungsform vorgenommen
werden können, zählt die Verwendung eines alternativen
zylindrischen Bodenbearbeitungselementes in verschiedenen
Formen. So kann beispielsweise anstelle der
spiralförmigen Rolle eine der üblichen
Bodenzerkleinerungsrollen mit axialen Stangen, z. B. eine
käfigförmige Zerkleinerungsrolle, eingesetzt werden.
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Es können zwei oder mehr wendelförmige
Bodenbearbeitungselemente, die ineinanderliegend angeordnet
sind und dieselbe oder eine unterschiedliche Steigung
aufweisen, zum Einsatz kommen. Eine solche Kombination
würde die Möglichkeit eines Verstopfens noch weiter
herabsetzen. Eine höhere Steigung der Wendel könnte zur
Anwendung kommen, wenn die vorherrschenden Bedingungen
ein Verstopfen wahrscheinlicher machen. Um die nach unten
gerichtete Belastung der Vorrichtung zu verstärken, kann
die innenliegende Welle hohl ausgeführt und dann als
Ballast mit Wasser gefüllt werden.
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Die axiale Anordnung des drehbaren
Bodenbearbeitungselementes im Verhältnis zu seiner Welle kann
anstelle der Scheibe 16 mit Hilfe verschiedener Mittel
erfolgen, beispielsweise durch Anordnung einer einen
relativ kleinen Durchmesser aufweisenden Scheibe auf der
Welle, wobei diese kleine Scheibe von Schlitzen
aufgenommen wird, die sich zwischen nach innen ragenden,
paarweise vorgesehenen Fingerelementen befinden, die am
Umfang der Wendel in Abständen von (beispielsweise) 120
Grad angeordnet sind; dabei ergibt sich für die innerhalb
der Schlitze befindliche Scheibe ein wesentlicher
radialer Bewegungsverlust. Zu Montagezwecken kann die
Scheibe mit Hilfe herausnehmbarer Stiftmittel axial von
der Welle abgezogen werden.