DE4234432C2 - Verfahren zum Regeln der Position der Hackwerkzeuge einer landwirtschaftlichen Hackmaschine sowie Mittel und Vorrichtung zu dessen Durchführung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Regeln der Position der Hack­ werkzeuge einer landwirtschaftlichen Hackmaschine während des Hackens von insbesondere Unkraut, bei dem nach Voreinstellung der Hackwerkzeuge und an schließender Abtastung feldseitiger Körper davon abhängige Steuersignale erzeugt werden, die ein Nachregeln der richtigen Einstellung der Hackwerkzeuge bewirken. Die Erfin­ dung betrifft weiter ein Mittel sowie eine Vorrichtung zur Durch­ führung des genannten Verfahrens.

Es ist bekannt, die Hackwerkzeuge einer landwirtschaftlichen Hack­ maschine beim Hackvorgang nachzuregeln, um zu verhindern, daß z. B. beim Unkrauthacken eine mehr oder weniger große Anzahl von Jungpflanzen einer Pflanzenreihe unerwünschterweise mit weggehackt wird, wenn das Unkraut zwischen den Pflanzen der jeweiligen Pflan­ zenreihen entfernt werden soll. Hierbei werden, wie es z. B. in der DE-PS 12 80 611 erwähnt ist, die zu schonenden Pflanzen mit einer Abtasteinrichtung erfaßt. Die Abtastsignale werden dann in Steuersignale umgewandelt, die wiederum eine Antriebseinrichtung für die Hackwerkzeuge so steuern, daß die Hackwerkzeuge in Ab­ hängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit der Hackmaschine die zu schonenden Pflanzen nicht weghacken. Nachteilig bei dieser Abtast­ methode ist, daß es nicht möglich ist, sehr kleine Pflanzen von Unkrautpflanzen zu unterscheiden, insbesondere dann, wenn das Unkraut schon höher ist als die zu schonenden Pflanzen. In diesem Fall werden zu viele Pflanzen der Pflanzenreihen weggehackt. Außer­ dem kann die Fahrgeschwindigkeit der Hackmaschine bei dieser Abtastmethode nur relativ niedrig sein, so daß die Hackleistung dadurch begrenzt ist.

In der US-PS 3 294 178 ist eine Drahtanordnung beschrie­ ben, die in den Boden eines Ackerfeldes eingebracht wird und die dazu dient, einen traktorgezogenen Pflug genau zu führen. Hierzu wird erstens eine Mehrzahl von stromgespeisten Drahtschleifen, die sich über die gesamte Länge des Feldes erstrecken und in überlap­ pender Weise auch die gesamte Breite des Feldes überdecken, und zweitens eine dazu quer und im wesentlichen entlang des Feldrandes verlaufende, ebenfalls stromgespeiste Drahtschleife vorgesehen, welche die längsverlaufenden Drahtschleifen kreuzt. Die Kreuzungs­ punkte der längsverlaufenden Drahtschleifen und der einzigen quer­ verlaufenden Drahtschleife an den Feldrändern dienen als schaltver­ ursachende Quellen zur Auslösung der Absenk- und der Anhebebewe­ gung des mit einer Sensoreinrichtung zusammenwirkenden Pfluges, um den Boden zu pflügen. Die längsverlaufenden Drahtschleifen dienen darüberhinaus zum liniengenauen Führen des Pfluges. Diese Drahtschleifenanordnung ist für die Steuerung einer Unkrauthackma­ schine nicht geeignet, weil sie nur an den Feldrändern Schaltimpulse zur Steuerung des Bodenbearbeitungswerkzeuges, d. h. des Pfluges zu dessen Absenken und Anheben, abgibt und im übrigen nur den Traktor führt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Draht­ schleifen zu ihrer Funktion mit Strom versorgt und wegen der relativ großen Pflügetiefe sehr tief in den Boden eingebracht werden müs­ sen, was einen erheblichen Arbeitsaufwand bedeutet. Nachteilig ist ferner, daß die im Boden verlegten Drahtschleifen nur für Pflüge bestimmter Größe geeignet sind; bei erheblich geänderter Pflugschar­ anordnung ist das reihenrichtige Pflügen nicht mehr gewährleistet. Weiterhin geht wegen der außerordentlich großen Metallmasse der Drahtschleifen von diesen durch Oxidationsvorgänge eine erhebliche Bodenbelastung aus. Schließlich werden die Drahtschleifen mit erheb­ lichem Arbeitsaufwand aus dem Boden entfernt und müssen gegebenenfalls wieder darin eingebracht werden, wenn der Boden aufgrund der bei der heutigen Intensivlandwirtschaft stattfindenden Ortsteinbil­ dung im Boden (übermäßige Bodenverdichtung) mit sogenannten Untergrundhaken bis weit unter die Pflügetiefe aufgerissen werden muß. Entsprechender Arbeitsaufwand ist auch erforderlich, wenn die Drahtschleifen aufgrund von Frosteinwirkung im Boden angehoben worden sind und somit beim Pflügen zerstört werden können, wo­ durch ihre Funktion ausgeschaltet ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, unter Vermeidung der vorstehend aufgezählten Nachteile ein Verfahren vorzuschlagen, bei dem jede Nutzpflanze in bestimmter Position einer Pflanzenreihe beim Hackvorgang geschont wird und mit dem eine höhere Hack­ leistung erzielt wird. Ferner sollen auch ein Mittel und eine Vor­ richtung zum Durchführen des neuen Verfahrens vorgeschlagen werden.

Die Lösung der Aufgabe ist in dem Patentanspruch 1 angegeben.

Die detektierbaren Körper bestehen vorzugsweise aus eine geschlosse­ ne Linie bildenden Drahtkörpern oder aus flächigen Metallkörpern, die horizontal liegend in den Ackerboden eingebracht werden. Die detektierbaren Körper weisen einen Durchmesser bzw. eine Längen- und Breitenabmessung von etwa von 4 bis 6 cm auf und die Metall­ masse dieser Körper beträgt etwa 0,02 bis 0,10 Gramm.

Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens weist eine Stanzeinrichtung zum Ausstanzen der detektierbaren Körper aus einem von einer Vorratsrolle streifenförmig ablaufenden Vorrat und Einbringen der Stanzlinge in den Ackerboden und ein der Stanzeinrichtung nachlaufendes Streichwerkzeug zum Überdecken der eingebrachten Stanzlinge mit Erdboden auf. Der Stanzeinrichtung kann ein vorlaufendes Werkzeug zugeordnet sein, das den Ackerboden zur Aufnahme der Stanzlinge vorbereitet.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden nicht mehr die Jung­ pflanzen sensorisch abgetastet, sondern zusätzlich vorhandene Metall­ körper, die sicher von einer Pflanze unterschieden werden können. Eine Verwechselung von Unkrautpflanzen und Nutzpflanzen ist damit unerheblich geworden. Auf jeden Fall wird nach dem neuen Ver­ fahren nur noch das Unkraut zwischen den Nutzpflanzen einer jeden Reihe weggehackt, so daß alle Pflanzen in vorbestimmter Position einer Pflanzenreihe geschont werden. Außerdem ist eine höhere Hackleistung der Hackmaschine ermöglicht, denn die im Ackerboden befindlichen, metallenen Körper können auch bei höherer Fahrge­ schwindigkeit der Hackmaschine sicher detektiert werden.

Eine Schädigung des Ackerbodens durch die eingebrachten detektier­ baren Körper ist nicht gegeben, da sich die Körper im Boden später durch Oxydationsvorgänge auflösen, und zwar aufgrund ihrer sehr geringen Metallmasse. Es ist daher nicht erforderlich, daß die Körper zu einem späteren Zeitpunkt wieder aus dem Boden entfernt werden müssen. Da die Körper vorzugsweise aus einem Eisenmetall bestehen, besteht sogar der positive Effekt, daß im Boden verbrauchter Eisen­ anteil wieder ausgeglichen wird. Eine Überlastung des Bodens mit Metall bzw. Eisen ist also vermieden; es wird somit noch ein gewis­ ser Düngeeffekt erreicht.

Die vorgeschlagene Vorrichtung sichert ein einfaches Einbringen und Positionieren der detektierbaren Körper beim Säen oder Pflanzen in eine Bodentiefe von etwa 6 bis 10 cm. Da die Hackwerkzeuge diese Tiefe nicht erreichen, ist ein Vernichten oder Versetzen der detek­ tierbaren Körper nicht zu befürchten.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Bereich eines Ackerfeldes mit eingebrachten detek­ tierbaren Körpern,

Fig. 2 einen Streifenabschnitt mit konfektionierten detektier­ baren Körpern einer Vorratsrolle,

Fig. 3 eine Vorrichtung zum Einbringen von detektierbaren Körpern in den Ackerboden in Seitenansicht.

In Fig. 1 ist ein Bereich eines Ackerfeldes 1 dargestellt, auf dem junge Nutzpflanzen 2, z. B. Rübenpflanzen, in zueinander parallelen Reihen 3 stehen. Die Reihen 3 haben einen üblichen Abstand A von­ einander, und innerhalb jeder Reihe stehen die Pflanzen 2 ebenfalls in einem vorbestimmten Abstand B zueinander, z. B. mit einem Ab­ stand von 20 cm. Es sei angenommen, daß die jungen Pflanzen 2 aus einem Saatgut entstanden sind, das in den Erdboden des Ackerfeldes eingesät worden ist. Zusammen mit der aufgegangenen Saat, d. h. den noch jungen Pflanzen 2, ist auch Unkraut gewachsen, das zur bes­ seren Entwicklung der Pflanzen weggehackt werden muß. Hierbei ist es wichtig, daß auch das Unkraut zwischen den Pflanzen innerhalb einer jeden Pflanzenreihe möglichst vollständig und ohne Beschädi­ gung der Pflanze sicher weggehackt wird.

Um dies zu erreichen, werden zwischen den Pflanzenreihen 3 mit vorbestimmtem Abstand voneinander in Reihe eine Vielzahl von sicher detektierbaren Metallkörpern 4 in den Erdboden eingebracht, und zwar vorzugsweise beim Einsäen des Saatgutes oder beim Ein­ pflanzen von Sämlingen. Hierbei ist es nicht erforderlich, daß jeder Säpille bzw. jeder Pflanze ein detektierbarer Körper zugeordnet ist, es kann auch ausreichen, daß die Detektionskörper mit einem Mehr­ fachen des einfachen Pflanzenabstandes im Erdboden vorgesehen werden. Hierzu zeigt Fig. 1 einen Abstand C zwischen den einzel­ nen Detektionskörpern 4, der z. B. dem Fünffachen des Pflanzabstan­ des B beträgt. Beim Einbringen der detektierbaren Körper gleichzei­ tig mit dem Einbringen des Saatgutes bzw. dem Einpflanzen von Jungpflanzen oder Sämlingen ist gesichert, daß sich die Detektions­ körper jeder Reihe in einer vorbestimmten Lage zu der zugehörigen Pflanze oder Pflanzengruppe befinden, so daß sich die Hackwerkzeu­ ge der Hackmaschine an den detektierbaren Körpern im Boden orien­ tieren. Da sich die Pflanzen 2 in einer vorbestimmten und festen Lage in bezug auf die detektierbaren Körper 4 befinden, wird ver­ mieden, daß abtastrelevante Pflanzen beim Abtasten übersehen oder nicht registriert werden, so daß das Unkraut zwischen den Pflanzen ohne ihre Beschädigung sicher weggehackt wird.

Als detektierbare Körper werden vorzugsweise solche aus dünnem Draht, die eine in sich vollständig geschlossene Linie bilden, oder flächige Metallkörper verwendet. Als Metalle werden vorzugsweise Eisen und Kupfer verwendet, die sich im Erdboden auflösen. Hierbei weisen die detektierbaren Körper einen Durchmesser bzw. eine Län­ gen- und Breitenabmessung von etwa 4 bis 6 cm, vorzugsweise 5 cm, auf. Die Metallmasse dieser Körper beträgt etwa 0,02 bis 0,10 g und vorzugsweise 0,05 g. Daraus ergeben sich automatisch die entspre­ chenden Dickenmaße. Diese Dickenmaße sind also sehr gering und bedeuten keine schädigende Metallbelastung des Ackerbodens, wenn sich die Körper 4 nach Oxydation vollständig aufgelöst haben. Im ungünstigsten Fall bleibt der Ackerboden neutral. Durch die aufgelö­ sten Metallkörper ist ein gewisser Düngeeffekt gegeben.

Im Falle von Metallkörpern, die in Form einer geschlossenen Linie vorliegen, wird es sich im Regelfall um Ringe handeln, die aus einem dünnen Draht geformt sind. Alternativ kann der detektierbare Körper aber auch aus einer Metallfolie bestehen, die kreisförmig oder quadratisch bzw. rechteckig zugeschnitten ist. Die so geformten detektierbaren Körper können unmittelbar in den Erdboden einge­ bracht werden.

Die vorstehend beschriebenen detektierbaren Körper können aber auch konfektioniert sein und als Verbundkörper in den Erdboden eingebracht werden. Hierzu zeigt Fig. 2 eine mögliche Ausführungs­ form. Die vorzugsweise Ringform aufweisenden detektierbaren Kör­ per 4 aus Metall sind beispielsweise zwischen zwei zusammengekleb­ ten Papierlagen 6 und 7 eingebettet. Die Papierlagen 6, 7 sind strei­ fenförmig ausgebildet und werden zu einer Vorratsrolle 8 (Fig. 3) aufgewickelt. Entlang einer in Fig. 2 gestrichelt angedeuteten Trennlinie 9 werden die so gebildeten Verbundkörper 10 aus dem Streifenmaterial 6, 7 herausgetrennt und in den Erdboden eingebracht. Die Konfektionierung der metallenen Ringe 4 als Verbundkörper bewirkt eine bessere Einbringung der detektierbaren Körper in den Erdboden, da die Verbundkörper hierdurch beim Einbringvorgang besser gehandhabt werden können. Es ist natürlich möglich, daß anstelle der Ringe 4 auch Metallfolien verwendet werden können. Die Papierlagen 6, 7 oder anderes Konfektionierungsmaterial ist verrottbar und hinterläßt so im Erdboden ebenfalls keine umweltbelasteten Rückstände.

Anstelle eines Metallringes als detektierbarer Körper 4 kann im Konfektionierungsfalle auch so vorgegangen werden, daß zwischen den Papierlagen 6 und 7 bzw. zwischen äquivalenten Material auch Metallpulver vorgesehen sein kann. Diese Pulver können ebenfalls in Ringform oder in einer anderen Form, die eine geschlossene Linie darstellt, oder auch in einer Flächenform aufgebracht sein.

Damit die einen Streifen 11 bildenden Papierlagen 6, 7, die die Ver­ bundkörper 10 zusammenhalten, beim späteren Einbringen der Ver­ bundkörper in den Erdboden in der entsprechenden Vorrichtung schlupffrei transportiert werden können, ist der Streifen 11 vorzugs­ weise in beiden Randbereichen mit je einer Perforierung 12, 13 ver­ sehen.

Eine Vorrichtung zum Einbringen der detektierbaren Körper 4 in den Erdboden ist an einer nicht dargestellten Sämaschine oder Pflanzma­ schine befestigt, die von einem Traktor über das Ackerfeld 1 gezogen wird, wobei die Spuren der Sämaschine in Fig. 1 mit 5 angedeutet sind. Somit wird gleichzeitig mit dem Säen oder Einpflanzen auch das Einbringen der detektierbaren Körper 4 vorgenommen. Die in Fig. 3 schematisch gezeigte Vorrichtung 14 weist eine Vorratsrolle 8 auf, von der ein die detektierbaren Körper enthaltender Streifen 11 abgezogen wird, und zwar beispielsweise mittels eines angetriebenen Rollenpaares 15. Dieses Rollenpaar ist mit Vorsprüngen (nicht ge­ zeigt) versehen, die in die seitlichen Perforationen 12 und 13 des Streifens 11 eingreifen, um den Streifen schlupffrei zu transportieren. Die Vorrichtung umfaßt ferner zwei Führungsrollen 16, die den Streifen 11 über einer Matrize 17 entlangführen. Ein Stempel 18 wird von einem Antrieb 19 bei dem Sä- bzw. Pflanzvorgang ent­ sprechend dem gewünschten Abstand der detektierbaren Körper voneinander taktweise betätigt. Hierbei stanzt der Stempel 18 die Verbundkörper 10 in Zusammenwirkung mit dem Matrizenloch 20 aus dem Streifen 11 aus und drückt sie in den Erdboden 21 ein, wie es aus Fig. 3 hervorgeht.

Die Bewegungsrichtung für die Vorrichtung 14 ist in Fig. 3 mit D angegeben. Um die Lage der Verbundkörper 10 im Erdboden 21 zu sichern, ist ein nachlaufendes Streichwerkzeug 22 zum Überdecken der eingebrachten detektierbaren Verbundkörper 10 mit Erdboden vorgesehen. Dieses Werkzeug 22 ist beispielsweise über einen Lenker 23 mit der Matrize 17 oder einem entsprechenden Rahmenteil der Vorrichtung 14 verbunden.

Der stanzenden Einrichtung 14 kann des weiteren ein vorlaufendes Werkzeug 24 zugeordnet sein, das beispielsweise in Form einer Pflugschar ausgebildet sein kann. Dieses Werkzeug 24 bereitet den Ackerboden 21 zur Aufnahme der detektierbaren Körper 4 bzw. 10 vor, indem eine Furche geschaffen wird. Hierdurch ist die Arbeit des Stempels 18 beim Einbringen des Verbundkörpers 10 in den Erdbo­ den erleichtert. Mit dem Streichwerkzeug 22 wird die Furche 25 wieder geschlossen, wie es Fig. 3 deutlich zeigt.

Die eingebrachten detektierbaren Körper werden später beim Hack­ vorgang sensorisch abgetastet. Das Hacken erfolgt mit bekannten Hackmaschinen, die signalgesteuerte Hackwerkzeuge aufweisen. Diese Hackmaschinen werden mit einer sensorischen Abtastvorrichtung ausgerüstet, die auf die detektierbaren Verbundkörper 4 bzw. 10 im Erdboden anspricht. In an sich bekannter Weise entstehen beim Abtasten Steuersignale, die als Regelsignale eines Antriebes für die Hackwerkzeuge der Hackmaschine verwendet werden und bewirken, daß die Hackwerkzeuge so eingestellt werden, daß sie bei ihrem Hackvorgang zwischen den Pflanzen der jeweiligen Reihe oder Rei­ hen die Pflanzen nicht beschädigen.

Das anfangsmäßige Einstellen des Arbeitsbereiches der Hackwerkzeu­ ge der Hackmaschine auf den Abstand der Pflanzen in den Reihen erfolgt in bekannter Weise. Hierzu ist der Pflanzenabstand den jewei­ ligen Reihen leicht zu entnehmen. Die Feinabstimmung erfolgt dann über ein Probehacken. Innerhalb des Toleranzbereiches um die im Erdboden befindlichen detektierbaren Körper stellen sich die Hack­ werkzeuge während ihres Betriebes automatisch zwischen den Pflan­ zen ein, und zwar je nachdem, ob sie ein Korrektursignal erhalten. Werden jeweils zwei Körper einer Bezugsreihe aus detektierbaren Körpern gleichzeitig abgetastet, erfolgt kein Korrektursignal. Ande­ renfalls erfolgt ein Korrektursignal innerhalb des zulässigen Tole­ ranzbereiches und die Hackwerkzeuge stellen sich neu ein.

Claims (10)

1. Verfahren zum Regeln der Position der Hackwerkzeuge einer landwirtschaftlichen Hackmaschine während des Hackens von ins­ besondere Unkraut, bei dem nach Voreinstellung der Hackwerkzeuge und anschließender Abtastung feldseitiger Körper davon abhängige Steuersignale erzeugt werden, die ein Nachregeln der richtigen Ein­ stellung der Hackwerkzeuge bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß spätestens beim Säen von Sämitteln oder Einpflanzen von Sämlingen zwischen ausgewählten Sä- bzw. Pflanzreihen eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten, sicher detektierbaren Körpern mit vorbe­ stimmtem Abstand voneinander in den Erdboden eines Ackerfeldes zusätzlich eingebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die detektierbaren Körper in ihrer Reihe mit dem einfachen oder mehr­ fachen Sä- bzw. Pflanzabstand innerhalb der Sä- bzw. Pflanzreihen in dem Ackerboden vorgesehen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die detektierbaren Körper, sofern sie im Verhältnis zu ihrer Dicke eine relativ große Länge und Breite aufweisen, horizontal liegend in den Ackerboden eingebracht werden.

4. Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die detektierbaren Körper aus eine geschlossene Linie bildenden Drahtkörpern (4) oder aus flächigen Metallkörpern bestehen und einen Durchmesser bzw. eine Längen- und Breiten­ abmessung von etwa 4 bis 6 cm aufweisen.

5. Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als detektierbare Körper Verbundkörper (10) verwendet werden, die aus einem eine geschlossene Linie bildenden Drahtkörper (4) oder pulverförmigen Metallagen oder aus einer Metallfolie und aus zwei den Drahtkörper, die pulverförmige Metalla­ ge oder die Folie zwischen sich einbettenden Materiallagen (6, 7) aus verrottbarem Material bestehen.

6. Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ bundkörper (10) zu einem Vorratsstreifen (11) und in Form einer Vorratsrolle (8) zusammenhängend ausgebildet sind.

7. Mittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrats­ streifen (11) mit wenigstens einer seitlichen, längsverlaufenden Perforierung (12, 13) zu seinem schlupffreien Transport versehen ist.

8. Mittel nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse der metallenen detektierbaren Körper (4, 10) etwa 0,02 bis 0,10 g, vorzugsweise 0,05 g, beträgt.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (14) zum Ausstan­ zen der detektierbaren Körper (4, 10) aus einem von einer Vorrats­ rolle (8) ablaufenden Streifen (11) und Einbringen der ausgestanzten Körper (4, 10) in den Ackerboden (21) und ein der Einrichtung (14) nachlaufendes Streichwerkzeug (22) zum Überdecken der eingebrach­ ten detektierbaren Körper (4, 10) mit Erdboden aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stanzeinrichtung (14) ein vorlaufendes, vorzugsweise pflugscharähn­ liches Werkzeug (24) zugeordnet ist, das den Ackerboden (21) zur Aufnahme der detektierbaren Körper (4, 10) vorbereitet.