DE4229823C2 - Kultivierwalze zur Bodenbearbeitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine drehend antreibbare Kultivierwalze zur Bodenbearbeitung, deren Drehrichtung bezogen auf die Bodenberührungsstelle der Richtung ihrer Translationsbewegung entgegengerichtet ist und die einen starren Walzenkörper aufweist, an dem in einem gleichmäßigen Abstand zu seiner Drehachse mehrere Reihen von in gleichmäßigem Abstand voneinander angeordneten, sich in radialer Richtung erstreckenden Zinken befestigt sind, wobei die äußeren Endabschnitte der Zinken entgegen der Drehrichtung der Kultivierwalze abgewinkelt sind.

Zur mitteltiefen Bodenlockerung werden in der Landwirt­ schaft sogenannte Kultivatoren oder Grubber eingesetzt. Diese Geräte haben feststehende Zinken, die aufgrund ihrer Formgebung bei einer translatorischen Bewegung in den Boden eindringen und die obere Bodenschicht aufbrechen und auf­ lockern. Weiterhin sind zur Lockerung und Krümelung der Bodenoberfläche sowie zur Unkrautvernichtung Bodenfräsen oder Hackmaschinen bekannt, die im allgemeinen eine Viel­ zahl sternförmig ausgebildeter Räder aufweisen, die neben­ einander auf einer gemeinsamen Achse drehbar angeordnet sind und durch die translatorische Bewegung in Drehung ver­ setzt werden. Zusätzlich zu den sternförmigen Rädern können bei diesen Maschinen feststehende Hackmesser vorgesehen sein. Daneben sind Bodenfräsen mit drehend angetriebenen Messerwalzen bekannt, um Beet- oder Ackerflächen für eine neue Aussaat vorzubereiten.

Aus der US-PS 11 16 011 ist eine Walze zur Bodenbearbeitung bekannt, die aus einem starren zylindrischen Walzenkörper besteht, wobei die aus dem Walzenkörper hervorstehenden Zinken in ihrer gesamten Länge entgegen der Drehrichtung der Walze leicht abgewinkelt sind. Der durch die Abwinkelung gebildete Winkel beträgt etwa 170°. Die bekannte Walze hat die Aufgabe, Soden und Klumpen aufzubrechen und in einen feinpulverisierten Zustand zu überführen, um den Boden für das anschließende Sähen vorzubereiten. Eine Unkrautvernichtung bei gleichzeitiger Gründüngung ist mit der bekannten Walze nicht zu erreichen.

Weiterhin ist aus der DE-OS 30 04 577 ein Bodenbearbeitungsgerät mit einem antreibbaren Zinkenrotor bekannt, dessen auf einer etwa quer zur Fahrtrichtung gehalterten Welle angeordnete Zinken eine über ihre Länge im wesentlichen gleichbleibenden rautenförmigen oder quadratischen Querschnitt haben, wodurch eine in Drehrichtung weisende, keilförmige Schlagkante gebildet wird. In Drehrichtung des Zinkenrotors hinter den Zinken ist jeweils ein Mulchzahn angeordnet, der eine Mulchkante besitzt, die etwa rechtwinkelig zur Achse des Rotors und zur Achse der Zinken ausgerichtet ist. Die von den Zinkenspitzen abgewandten Enden der Mulchzähne liegen etwa auf der von den Zinkenspitzen beim Rotorumlauf beschriebenen Kreisbahn. Die Mulchzähne sind daher nur wirksam, wenn die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors im wesentlichen der Translationsgeschwindigkeit entspricht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kultivierwalze zu schaf­ fen, die eine Bodenlockerung und Unkrautvernichtung bei gleichzeitiger Gründüngung ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer gattungsgemäßen Kultivierwalze der durch die Abwinkelung gebildete Winkel 120° bis 140° beträgt und daß die Umfangsgeschwindigkeit der Kultivierwalze zwei- bis dreimal größer ist als ihre Translationsgeschwindigkeit.

Durch die Umfangsgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Kultivierwalze im Verhältnis zur translatorischen Bewegung führen die Zinken der Walze in der Walzendrehrichtung eine definierte Relativbewegung gegenüber dem Boden aus, durch die im Zusammenwirken mit der Form der Zinken vorhandenes Unkraut untergezogen und eine Gründüngung bei gleichzeitiger Bodenlockerung erreicht wird. Die erfindungsgemäße Kultivierwalze kann darüber hinaus auch zur Bodenumwälzung und zur Bildung einer Mulchdecke eingesetzt werden, indem sie mit höherer Drehgeschwindigkeit bewegt wird. Während zur Unkrautvernichtung und Gründüngung die Umfangsgeschwindigkeit am Fuß der Zinken etwa das Zwei- bis Dreifache der Geschwindigkeit der translatorischen Bewegung zweckmäßig ist, wird zum Mulchen eine zwei bis dreimal höhere Umfangs­ geschwindigkeit verwendet.

Der Walzenkörper der Kultivierwalze kann in vorteilhafter Weise aus radial und rechtwinklig zueinander angeordneten, rechteckigen Platten bestehen, die längs der Drehachse miteinander verbunden sind und an deren radial äußeren Kanten die Zinken befestigt sind. In einer alternativen Ausgestaltung kann der Walzenkörper durch ein Rohr von zylindrischem oder quadratischem Querschnitt gebildet sein. Hat das Rohr einen quadratischen Querschnitt, so sind die Zinken jeweils an den Längskanten des Rohres befestigt. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß aus Vierkantrohren bestehende Träger durch radial und oder tangential angeordnete Platten oder Streben zur Bildung eines Walzenkörpers miteinander verbunden sind.

Die Zinken bestehen vorzugsweise aus Rundmaterial und ihre Länge beträgt etwa 1/2 bis 1/3 des Durchmessers einer den Walzenkörper umschließenden Rotationsfläche. Die Zinken können erfindungsgemäß fest mit dem Walzenkörper verschweißt sein. Um die Kultivierwalze dem jeweiligen Anwendungsfall besser anpassen zu können, ist es jedoch zweckmäßig, wenn die Zinken mit dem Walzenkörper lösbar verschraubt sind, so daß einzelne Zinken leicht abgenommen werden können. Durch geeignete Anordnung der Aufnahmebohrungen am Walzenkörper kann weiterhin vorgesehen sein, daß der Abstand der Zinken veränderbar ist. Es kann auch vorgesehen sein, daß die Zinken benachbarter Reihen in Umfangsrichtung gesehen um die halbe Teilung gegeneinander versetzt sind. Hierdurch ergibt sich ein im Vergleich zum Zinkenabstand einer Zinkenreihe auf die Hälfte verkleinerter, wirksamer Bearbeitungsabstand am Boden.

Um ein zu tiefes Eindringen der Kultivierwalze in den Boden zu vermeiden, können nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung an dem Walzenkörper konzentrisch zu seiner Drehachse Führungsringe angebracht sein, deren Außendurch­ messer so bemessen ist, daß sich eine geeignete Eindring­ tiefe der Zinken ergibt. Die Führungsringe können aus zwei Hälften bestehen, die durch ein Schar­ nier miteinander verbunden sind und deren freie Enden nach dem Auflegen der Führungsringe auf den Walzenkörper mit Hilfe eines Klemm- oder Schraubverschlusses fest miteinander verbunden werden. Auf diese Weise lassen sich die Ringe leicht lösen und je nach Bedarf an einer geeigneten Stelle des Walzenkörpers wieder befestigen.

Während sich für die Bodenbearbeitung von Ackerflächen eine einteilige Kultivierwalze am besten eignet, wobei ihre Länge den in der Landwirtschaft üblichen Maschinenbreiten angepaßt wird, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfin­ dung für den Einsatz in der Forstwirtschaft eine in mehrere Walzenabschnitte unterteilte Kultivierwalze vorgesehen, wobei die einzelnen Walzenabschnitte durch Gelenkkupplungen miteinander verbunden sind und lediglich die äußeren Enden der äußeren Walzenabschnitte gelenkig in einem Walzenträger gelagert sind. Hierdurch kann die Kultivierwalze Bodenun­ ebenheiten und Baumwurzeln ausweichen. Bei dieser Ausge­ staltung der Kultivierwalze sind die Führungsringe an den Enden der einzelnen Walzenabschnitte angeordnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einzelner in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 Eine perspektivische Darstellung einer Ausfüh­ rungsform einer erfindungsgemäßen Kultivierwalze,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungsform des Walzenkörpers einer erfindungsgemäßen Kultivierwalze,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Walzenkörpers einer erfindungsgemäßen Kultivierwalze und

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsge­ mäßen Kultivierwalze für den Forstbetrieb.

Die in Fig. 1 dargestellte Kultivierwalze 1 weist einen Walzenkörper 2 auf, der aus vier in gleichem Abstand von einer Drehachse 3 sowie im gleichen Abstand voneinander angeordneten Trägern 4 besteht, die an ihren Enden durch einander kreuzende Speichen 5 starr miteinander verbunden sind. Die Träger 4 können als massive Vierkantstäbe oder als Vierkantrohre ausgebildet sein. An den Trägern 4 sind in gleichmäßigem Abstand Zinken 6 befestigt, die sich jeweils radial nach außen erstrecken und deren radial äußere Endabschnitte entgegen der vorgesehenen Drehrichtung 7 der Kultivierwalze 1 in einem Winkel von 135° abgewinkelt sind. Zur Befestigung der Zinken 6 sind die Träger 4 in gleichmäßigem Abstand mit Gewindebohrungen versehen, in die die mit einem Gewinde versehenen Enden der Zinken 6 einge­ schraubt sind. Gegen selbsttätiges Lösen sind die Zinken 6 durch Kontermuttern gesichert. An den Enden des Walzenkörpers 2 sind außerdem Führungsringe 8 befestigt, die einen T-förmigen Querschnitt haben und deren Außendurchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Bewegungsraums der Zinken 6. An den Speichen 5 befestigte Achszapfen 9 dienen zur drehbaren Lagerung der Kultivierwalze 1 in einem Walzenträger und zum Ankuppeln eines Walzenantriebs. Der Pfeil 10 bezeichnet die Richtung der translatorischen Arbeitsbewegung der Kultivierwalze 1 während des Betriebs.

In Fig. 1 ist der Aufbau der Kultivierwalze nur prinzipi­ ell, jedoch nicht in den richtigen Größenverhältnissen dar­ gestellt. In der Praxis haben sich die nachfolgenden Abmes­ sungen als brauchbar erwiesen:

Der Durchmesser des Walzenkörpers 2, d. h. der Abstand der Außenflächen der Träger 4 beträgt etwa 200 mm. Die Zinken 6 haben eine Gesamtlänge von 130 bis 180 mm, wovon 50 mm als Einschraublänge mit einem Gewinde versehen sind oder zum Anschweißen an den Walzenkörper dienen. Die Länge der abge­ winkelten Endabschnitte beträgt vorzugsweise 30 mm. Zur Herstellung der Zinken kann Rundmaterial aus Baustahl oder V2A-Stahl in einer Dicke von 12 bis 20 mm verwendet werden. Die Zinken werden jeweils in einer Reihe im Abstand von 100 mm angeordnet. Die Zinken einander benachbarter Reihen sind in axialer Richtung 50 mm gegeneinander versetzt.

Die Länge der Kultivierwalzen kann je nach Anwendung unter­ schiedlich sein. Für den Weinbau sind Walzen in einer Länge von etwa 700 mm geeignet. In der Landwirtschaft sind Walzen mit einer Länge von 1600 bis 1800 mm zweckmäßig. Für solche Walzen eignen sich die dickeren und längeren Ausführungen der Zinken. Für den Einsatz in der Forstwirtschaft sind Kultivierwalzen in einer Gesamtlänge von 700 mm günstig, wobei diese, wie in Fig. 4 gezeigt, aus drei Walzenab­ schnitten 11 gleicher Abmessung zusammengesetzt ist, die durch Gelenkkupplungen 12 drehfest miteinander verbunden sind. Die äußeren Enden der zusammengesetzten Kultivier­ walze sind in einem bügelförmigen Walzenträger 13 mit Gelenklagern 14 drehbar gelagert. Ein Kupplungszapfen 15 dient zum Ankuppeln eines Drehantriebs. Durch die gelenkige Verbindung dreier Walzenabschnitte kann die Kultivierwalze, wie in der Forstwirtschaft erforderlich, Bodenunebenheiten und Baumwurzeln ausweichen.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines aus rechteckigen Platten 16, 17 zusammengesetzten Walzenkörpers 18. Die Platten 17 sind von geringerer Breite als die Platte 16 und auf beiden Seiten in Längsrichtung mittig und senkrecht zur Platte 16 angeordnet und durch Schweißen mit dieser verbun­ den. Auf diese Weise bilden die Platten 16, 17 einen im Querschnitt kreuzförmigen, langgestreckten Walzenkörper 18, dessen Rotationsachse in der Mitte der Platte 16 verläuft. Die Zinken 19 können an dem Walzenkörper 18, wie in Fig. 2 gezeigt, jeweils am äußeren Rand einer radialen Plattenflä­ che angeschweißt sein oder es können bei ausreichender Plattenstärke in den äußeren Stirnkanten der Platten 16, 17 radiale Gewindebohrungen angeordnet sein, in die die Zinken 19 eingeschraubt werden.

Fig. 3 zeigt einen Achsträger 20 in Form eines rohrförmi­ gen Hohlkörpers von quadratischem Querschnitt. Der Hohlkör­ per kann aus Blechen und Stäben zusammengesetzt sein, die durch Schweißen miteinander verbunden sind. Speichen 21 an den Enden sorgen für die zentrale Anbringung der Lager­ zapfen. Die Längskanten des Walzenkörpers 20 sind abgeflacht und mit Bohrungen versehen, in denen abgewinkelte Zinken 22 befestigt sind.

Auf den Walzenkörpern 18, 20 gemäß den Fig. 2 und 3 können ebenfalls Führungsringe analog zu Fig. 1 angeordnet werden, wenn eine Führung und Begrenzung der Eindringtiefe nicht über das Grundgerät gegeben ist. Zahl und Abstand der Führungsringe richten sich dabei nach dem jeweiligen Anwen­ dungsfall und den herrschenden Bodenverhältnissen. Auch die Walzenabschnitte 11 der Kultivierwalze gemäß Fig. 4 weisen jeweils an ihren Enden geeignete Führungsringe auf, ohne daß dies in der Zeichnung näher dargestellt ist.

Claims (14)

1. Drehend antreibbare Kultivierwalze zur Bodenbearbei­ tung, deren Drehrichtung bezogen auf die Bodenberührungsstelle der Richtung ihrer Translationsbewegung entgegengerichtet ist und die einen starren Walzenkörper aufweist, an dem in einem gleichmäßigen Abstand zu seiner Drehachse mehrere Reihen von in gleichmäßigem Abstand voneinander angeordneten, sich in radialer Richtung erstreckenden Zinken befestigt sind, wobei die äußeren Endabschnitte der Zinken entgegen der Drehrichtung der Kultivierwalze abgewinkelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Abwinkelung der Zinken (6) gebildete Winkel 120° bis 140° beträgt und daß die Umfangsgeschwindigkeit der Kultivierwalze (1) zwei- bis dreimal größer ist als ihre Translationsgeschwindigkeit.

2. Kultivierwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (18) aus radial und rechtwinklig zueinander angeordneten, rechteckigen Platten (16, 17) besteht, die längs der Drehachse miteinander verbunden sind und an deren radial äußeren Kanten die Zinken (19) befestigt sind.

3. Kultivierwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper durch ein Rohr (20) von zylindrischem oder quadratischen Querschnitt gebildet ist.

4. Kultivierwalze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinken (22) jeweils an der Längskanten des Rohres (20) mit quadratischem Querschnitt befestigt sind.

5. Kultivierwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (2) Träger (4) aus Vierkantrohren aufweist, die durch radial und oder tangential angeordnete Platten oder Streben (5) miteinander verbunden sind.

6. Kultivierwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinken (6, 19, 22) vorzugsweise aus Rundmaterial bestehen und ihre Länge etwa 1/2 bis 1/3 des Durchmessers einer den Walzenkörper (2, 18, 20) umschließenden Rotationsfläche beträgt.

7. Kultivierwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinken (19) fest mit dem Walzenkörper (18) verschweißt sind.

8. Kultivierwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinken (6) mit dem Walzenkörper (2) lösbar verschraubt sind.

9. Kultivierwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Zinken (6) veränderbar ist.

10. Kultivierwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinken (6) benachbarter Reihen in Umfangsrichtung gesehen um die halbe Teilung gegeneinander versetzt sind.

11. Kultivierwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Walzenkörper (2) konzentrisch zu seiner Drehachse (3) Führungsringe (8) angebracht sind, deren Außendurchmesser so bemessen ist, daß sich eine geeignete Eindringtiefe der Zinken (6) ergibt.

12. Kultivierwalze nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Führungsringe aus zwei Hälften bestehen, die durch ein Scharnier miteinander verbunden sind und deren freie Enden nach dem Auflegen der Führungsringe auf den Walzenkörper (2) mit Hilfe eines Klemm- oder Schraubverschlusses fest miteinander verbunden werden.

13. Kultivierwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Walzenabschnitte (11) vorgesehen sind, die durch Gelenkkupplungen (12) miteinander verbunden sind, wobei die äußeren Enden der äußeren Walzenabschnitte (11) gelenkig in einem Walzenträger (13) gelagert sind.

14. Kultivierwalze nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß an den Enden der Walzenabschnitte (11) Führungsringe angeordnet sind.