DE4314233C2 - Bodenbearbeitungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bodenbearbeitungsmaschine zur Auflockerung einer zu bepflanzenden Waldfläche nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Um eine Fläche mit Bäumen aufzuforsten, wird herkömmlicherweise der Boden an der Stelle, an der die Pflanze eingesetzt werden soll, mit einer Wiedehopfhacke aufgehackt, die Pflanze eingesetzt und der Boden um die Pflanze dann festgetreten. Dieses Verfahren ist nicht nur zeitaufwendig und körperlich anstrengend, sondern es führt auch zu relativ schlechten Pflanzergebnissen. Denn für ein gutes Anwachsen der Pflanzen ist es erforderlich, daß das Erdreich etwa bis zu einer Tiefe von 50 cm und einer Breite von etwa 30 cm ausreichend gelockert wird, was manuell mit einer Hacke praktisch nicht realisiert werden kann.

Von der Anmelderin ist daher bereits ein Verfahren entwickelt worden, bei dem die Pflanzlöcher statt mit einer Hacke mit einem Erdbohrer ausgehoben werden. Diese sogenannte Lochbohrpflanzung bringt zwar eine wesentliche Erleichterung für das Pflanzpersonal mit sich und wird heute bei vielen Forstbetrieben angewandt, doch führt auch dieses Verfahren nicht zu einer befriedigenden Auflockerung des Bodens und Einbettung der Pflanze.

Die Anmelderin hat ferner ein Pflanzverfahren entwickelt, bei dem ein an einem Stiel befestigter hinten offener Keil von einem Bagger zu diesem hin durch den Boden gezogen wird. Der Keil spaltet den Boden auf, so daß die Pflanzen entsprechend tief eingesetzt werden können.

Nachteilig ist bei diesem Verfahren vor allem, daß der Boden durch das Spalten rechts und links stark verdichtet wird. Dadurch kann das Erdreich nach der Pflanzung nicht mehr richtig angetreten werden.

Aus der DE 21 07 932 A1 ist eine selbstfahrende Bodenbearbei­ tungsmaschine bekannt, bei der an walzenförmigen Rädern in einem vorgegebenen Winkel zur Drehachse der Räder Schneid­ schwerter angeordnet sind. Die Schneidschwerter bewirken eine Auflockerung des Bodens und ein Durchtrennen eventuell vor­ handener Baumwurzeln. Da das gesamte Fahrzeuggewicht auf die walzenförmigen Räder wirkt, kommt es zu einer gewollten rela­ tiv hohen Verdichtung des Waldbodens, die eine anschließende Bepflanzung der aufbereiteten Fläche ohne zusätzliche Auflok­ kerung des Bodens in der Regel nicht zuläßt. Außerdem bewirkt die Drehrichtung der Schneidschwerter eine Verdichtung der Frässohle, was sich nach einer Bepflanzung ungünstig auf das Wachstum der Pflanzen auswirkt, weil es zu einem Wasserstau in diesem Bereich kommen kann bzw. ein Durchwachsen der Wurzeln nach unten behindert.

Aus der DE 91 10 364 U1 ist ferner eine Vorrichtung zum Wenden und Durchmischen von Böden bekannt, die vorzugsweise hecksei­ tig an dem jeweiligen Zugfahrzeug angeordnet ist, damit der Boden nach der Auflockerung nicht wieder verdichtet wird. Zum Wenden und Durchmischen des Bodens sind Schaufeln vorgesehen, die unter Umständen auch kammförmig ausgebildet sein können. Vorzugsweise sollte sich das jeweilige Schaufelrad mindestens über die gesamte Breite des Fahrzeuges erstrecken.

Nachteilig ist bei diesen bekannten Vorrichtungen, daß sie in der Regel nur zur Auflockerung einer flachen Oberflächen­ schicht geeignet sind, da ein Umgraben einer mit Wurzeln und Baumstümpfen versehenen Waldfläche bis zu einer Tiefe von 50 cm mit derartigen Schaufelrädern nur mit einem außerordentlich hohen maschinellen Aufwand möglich ist.

Aus der US 18 36 341 ist eine Bodenbearbeitungsmaschine für Gärten bekannt. Ähnlich einem Spindelmäher weist sie mehrere zwischen zwei drehbaren Rahmenteilen angeordnete Messer auf. An diesen Messern sind jeweils mehrere zahnförmige Stege fest angeordnet, die den Boden aufreißen sollen. Auch mit dieser Vorrichtung ist eine tiefe Auflockerung eines mit Baumwurzeln durchsetzten Waldbodens sowie eine Vorbereitung zur anschlies­ senden Bepflanzung mit Gehölzen nicht möglich.

Gleiches gilt auch für die US 33 53 611, die eine Egge mit zwei sich drehenden konischen Körpern offenbart. Die Mantel­ fläche der konischen Körper wird aus einer Reihe von Stangen gebildet, die auf ihrer Oberfläche mehrere zahnförmige Stege zur Zerkleinerung des Bodens aufweisen. Die Drehrichtung der konischen Körper entspricht der Drehrichtung der Räder des jeweiligen Zugfahrzeuges.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bodenbearbei­ tungsmaschine anzugeben, mit der eine automatisierte, umwelt- und bodenschonende Bodenbearbeitung von zu bepflanzenden Wald- und Ödlandflächen möglich ist, die sowohl kostengünstig als auch leistungsfähig ist und darüber hinaus einen Beitrag zur Verbesserung des Waldbodens leistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vor­ teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung geben die Unteran­ sprüche wieder.

Im wesentlichen liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, die Schneidschwerter derart anzuordnen, daß der aufzulockernde Boden bei der Rotation des Walzenkörpers von den Außenkanten des Auflockerungsbettes zur Mitte des Auflockerungsbettes hin transportiert wird. Dadurch wird eine seitliche "Verschmie­ rung" beim Lockerungsvorgang verhindert. Dieses wird durch Zusammenfassung der Schneidschwerter zu Schneidschwertergrup­ pen erreicht, wobei die Schneidschwerter jeder Gruppe axial und umfangseitig gegeneinander versetzt angeordnet sind. Dabei liegt das in Drehrichtung des Walzenkörpers gesehene, jeweils erste Schneidschwert einer Gruppe abwechselnd im Bereich des ersten äußeren Randes bzw. im Bereich des jeweils gegenüber­ liegenden zweiten äußeren Randes des Walzenkörpers. Das je­ weils letzte Schneidschwert der entsprechenden Schneidschwer­ tergruppe befindet sich hingegen umfangseitig entgegen der Drehrichtung des Walzenkörpers verschoben im Bereich der Mit­ tellinie der Walzenkörpermantelfläche.

Um optimale Voraussetzungen für das Einbringen und Anwachsen der Pflanzen zu erreichen, sollte die Länge der Schneidschwer­ ter derart gewählt werden, daß sie den Waldboden bis in eine Tiefe von 50 cm auflockern. Die Breite des Pflanzenbettes und damit des Walzenkörpers sollte etwa 30 cm betragen.

Der Vorgang des Transportes der Erde zur Mitte des Auflocke­ rungsbettes hin wird dadurch unterstützt, daß die Schneid­ schwerter entgegen der Rotationsrichtung zur Mittellinie der Walzenkörpermantelfläche hin geneigt sind, wobei der Neigungs­ winkel vorzugsweise 5° beträgt.

Um ein gutes Eindringen der Schneidschwerter in den Erdboden zu gewährleisten, sind diese an ihren dem Boden zugewandten Enden vorzugsweise mit auswechselbaren Meißeln aus gehärtetem Stahl versehen.

Die Maschine kann sowohl zur Bodenpflanzbettvorbereitung im Sommer/Herbst (Pflanzung im Herbst/Frühjahr) oder in Verbindung mit Pflanzaggregaten zur Pflanzbettvorbereitung mit gleichzeitiger Pflanzung eingesetzt werden.

Besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, zwei erfindungsgemäße Bodenbearbeitungsmaschinen derart heckseitig an einem Zugfahrzeug anzuordnen, daß nur der Boden im Bereich der hinter den durch das Zugfahrzeug erzeugten Fahrspuren aufgelockert wird, wobei der Abstand der Fahrspuren derart gewählt wird, daß er dem vorgegebenen Abstand der Pflanzreihen entspricht. Durch eine derartige Anordnung der Bodenbearbeitungsmaschinen ist es möglich, die heute immer stärker in den Vordergrund tretende Forderung nach einer ökologischen Aufforstung, bei der die aufzuforstende Fläche mit ihrer wertvollen Rohhumusauflage möglichst weitgehend erhalten bleibt, zu erfüllen. Denn bei einem Pflanzabstand z. B. von 3 m bleiben bei Benutzung von 30 cm breiten Walzkörpern, was etwa auch einem 30 cm breitem Auflockerungsbett entspricht, ca. 80% des Waidbodens unberührt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Walzenkörpers mit drei auf der Mantelfläche des Walzenkörpers axial versetzt angeordneten Schneidschwertern,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die auf eine Ebene abgewickelte Mantelfläche des in Fig. 1 dargestellten Walzenkörpers mit Schneidschwertern und

Fig. 3 schematisch eine perspektivische Darstellung eines Zugfahrzeuges mit heckseitig angeordneten erfindungsgemäßen Bodenbearbeitungsmaschinen.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Bodenbearbeitungsmaschine bezeichnet, die sich in die mit 2 gekennzeichnete Richtung zur Auflockerung des Waldbodens 3 bewegt. Die Bodenbearbeitungsmaschine 1 besteht im wesentlichen aus einem Walzenkörper 4, auf dessen Mantelfläche 5 insgesamt 24 stegförmige Schneidschwerter, vorzugsweise aus gehärtetem Stahl, angeordnet sind. Aus Gründen einer besseren Übersicht sind in Fig. 1 lediglich drei Schneidschwerter 6-8 dargestellt. An den äußeren Enden der Schneidschwerter 6-8 befinden sich auswechselbare Meißel 9-11.

Der mit den Schneidschwerter 6-9 versehene Walzenkörper 4 rotiert bei seiner bestimmungsgemäßen Verwendung in der mit 12 gekennzeichneten Drehrichtung und befindet sich in einem in Fig. 1 gestrichelt angedeutetem und zum Waldboden 3 hin offenen Gehäuse 13. Die Drehachse, um die sich der Walzenkörper bei der Bodenbearbeitung dreht, ist mit dem Bezugszeichen 14 versehen.

Die Drehrichtung 12 des Walzenkörpers 4 wird genau entgegengesetzt zu der Drehrichtung gewählt, in der sich die Räder eines Zugfahrzeuges zur Fortbewegung in die mit 2 bezeichnete Fahrtrichtung drehen (vgl. auch Fig. 3). Dadurch wird erreicht, daß sich an der Frässohle des Bodens 3 keine Verdichtung bildet. Die Erde wird in diesem Fall von unten nach oben transportiert, durch das Gehäuse 13 befördert und fällt auf der Rückseite der Bodenbearbeitungsmaschine 1 gelockert in die Spur zurück, so daß ein entsprechendes Auflockerungsbett entsteht.

Würde der Walzenkörper 4 hingegen die gleiche Drehrichtung aufweisen wie die Fahrzeugräder des Zugfahrzeuges, so würde die Erde von oben nach unten gepreßt und damit unten stark verdichtet werden. Dieses würde zu einem Wasserstau führen, eine gute Durchlüftung des Bodens verhindern und ein Durchwachsen der Wurzeln nach unten behindern.

Die Rotationsgeschwindigkeit des Walzenkörpers 4 sollte vorzugsweise derart gewählt werden, daß eine grobe Krümelstruktur des aufgelockerten Waldbodens erreicht wird, die für eine optimale Durchlüftung wichtig ist. Hierzu wird bei vorgegebener Geschwindigkeit in Bewegungsrichtung 2 die Umdrehungszahl des Walzkörpers 4 derart gewählt, daß jedes Schneidschwert 6-8 den Boden nur einmal schneidet, d. h. also, daß jedes Schneidschwert 6-8 in einen noch nicht gelockerten Bodenabschnitt eingreift. Bei einer wesentlich höheren Rotationsgeschwindigkeit des Walzkörpers 4 würde der Boden in eine zu feine Struktur zerhackt, Äste und Wurzeln in zu kleine Bestandteile zerlegt und eine zu schnelle Mineralisierung des Bodens erreicht. Der Boden soll außerdem in seiner groben Struktur erhalten bleiben, damit er in sich Halt findet und nicht zu schnell in sich zusammenfallen kann.

Fig. 2 zeigt eine Abwicklung der Mantelfläche 5 mit den 24 darauf befindlichen und als Rechtecke dargestellten Schneidschwertern. Mit 6-8 sind wiederum die in Fig. 1 dargestellten Schneidschwerter bezeichnet. Die äußeren Ränder der Mantelfläche 5 weisen die Bezugszeichen 15 und 16 und die Mittellinie der Walzenkörpermantelfläche 5 das Bezugszeichen 17 auf.

Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, bilden immer jeweils drei Schneidschwerter eine Schneidschwertergruppe. Insgesamt ergeben sich daher 8 Schneidschwertergruppen. Die Schneidschwerter jeder Schneidschwertergruppe 18-25 sind axial und umfangseitig gegeneinander versetzt angeordnet. Dabei liegt das in Drehrichtung 12 des Walzenkörpers 4 gesehene jeweils erste Schneidschwert 6 einer Gruppe abwechselnd im Bereich des ersten äußeren Randes 15 bzw. im Bereich des jeweils gegenüberliegenden zweiten äußeren Randes 16 des Walzenkörpers 4. Das jeweils letzte Schneidschwert 8 der entsprechenden Schneidschwertergruppe 18-25 befindet sich hingegen umfangseitig entgegen der Drehrichtung 12 des Walzenkörpers 4 verschoben im Bereich der Mittellinie 17 der Walzenkörpermantelfläche 5. Durch diese (innen offene) keilförmige Anordnung gegenüberliegender Schneidschwertergruppen 18-25 wird eine seitliche "Verschmierung" beim Lockerungsvorgang des Waldbodens 3 verhindert. Denn der aufzulockernde Boden 3 wird von den Außenkanten des jeweiligen Auflockerungsbettes zur Mitte des Walzenkörpers 4 und von dort dann zur Mitte des Auflockerungsbettes hin transportiert.

Der Vorgang des Transportes der Erde zur Mitte des Walzenkörpers 4 und damit zur Mitte des Auflockerungsbettes wird dadurch unterstützt, daß die Schneidschwerter 6-8 in Drehrichtung 12 gesehen gegenüber der Mittellinie 17 der Mantelfläche 5 geneigt sind. Der entsprechende Neigungswinkel 26 der Schneidschwerter 6-8 hängt von der Anzahl der verwendeten Schneidschwerter und ihrer Breite ab und beträgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 5°. Im allgemeinen sollte er zwischen 2° und 10° liegen.

In Bezug auf die Mittellinie 17 der Walzenkörpermantelfläche 5 sollte der umfangseitige Versatz 27 der jeweils gegenüberliegenden Schneidschwertergruppen 18-25 etwa 45° betragen, um einen optimalen Transport der Erde zwischen den Schneidschwertern zu gewährleisten. Aus diesem Grund überdecken sich die Schneidschwerter 6-8 auch im Bereich ihrer walzenkörperseitigen Enden.

Die Länge der Schneidschwerter 6-8 ist derart gewählt, daß sie den Waldboden 3 bis in eine Tiefe von 50 cm auflockern und damit die Voraussetzungen für ein optimales Einbringen und Anwachsen der Pflanzen schaffen.

In Fig. 3 ist ein 8-rädriges knickgelenktes Zugfahrzeug 30 dargestellt, an derem heckseitigen Ende zwei erfindungsgemäße Bodenbearbeitungsmaschinen 31 (von denen lediglich eine zu sehen ist) mit daran befestigten Pflanzaggregaten 32 angeordnet sind. Außerdem ist auf dem Zugfahrzeug 30 ein Substratbehälter 33 befestigt, der mit Förderschnecken 34 verbunden ist. Diese transportieren das jeweilige Substrat, in der Regel Kalk, zur Bodendüngung dosiert in die Fahrzeugspur vor Bodenbearbeitungsmaschinen 31.

Die Bodenbearbeitungsmaschinen 31 sind derart an dem Zugfahrzeug 30 angeordnet, daß sie jeweils nur den Waldboden im Bereich der durch das Zugfahrzeug 30 erzeugten Spuren auflockern. Dabei muß die Breite der Walzkörper nicht unbedingt identisch mit der jeweiligen Reifenspurbreite sein, sondern kann auch schmaler oder breiter als diese sein.

Vorzugsweise sollte der Walzenkörper aber ein Auflockerungsbett von einer Breite von etwa maximal 30 cm erzeugen. Denn bei Versuchen wurde festgestellt, daß der Boden nur bis zu einer derartigen Breite in seiner lockeren Struktur erhalten bleibt. Dieses liegt daran, daß der Boden in diesem Fall noch rechts und links der Auflockerungsspur durch den gewachsenen Boden festgehalten wird, während er bei einer größeren Auflockerungsspurbreite, insbesondere bei einem Ganzflächenumbruch, in sich zusammensackt und erneut verdichtet wird.

Das Zugfahrzeug 30 und die Bodenbearbeitungsmaschinen 31 werden vorteilhafterweise ferngesteuert. Dadurch können beide von einer Person in allen Funktionen überwacht und gesteuert werden. Der Bediener geht dabei während der Bodenbearbeitung neben dem Zugfahrzeug 30 her, weil er dadurch alle wesentlichen Funktionsteile im Blick hat. Insbesondere kann er so die Arbeit der Bodenbearbeitungsmaschinen 31 genau kontrollieren und je nach Bedarf nachsteuern.

Die hinter den Bodenbearbeitungsmaschinen 31 angeordneten Pflanzaggregate 32 können bei Ödlandaufforstung direkt an den Gehäusen 35 der Bodenbearbeitungsmaschinen 31 angekoppeit werden, weil es im Ödland mangels größerer Hindernisse keine senkrechten Ausweichbewegungen nach oben gibt. Bei Waldaufforstungen sind die Pflanzaggregate 32 an unabhängig von den Bodenbearbeitungsmaschinen 31 befestigten Zugzylindern (nicht dargestellt) angebracht, damit sie Höhenausweichbewegungen unabhängig von den Bewegungen der Bodenbearbeitungsmaschinen 31 und des Zugfahrzeuges 30 ausführen können. Dieses passiert in der Regel beim Auftreffen auf ein größeres Hindernis (größerer Stein, Baumstumpf etc.).

Bezugszeichenliste

1 Bodenbearbeitungsmaschine
2 Bewegungsrichtung
3 Waldboden
4 Walzenkörper
5 Mantelfläche
6-8 Schneidschwerter
9-11 Meißel
12 Drehrichtung
13 Gehäuse
15, 16 äußere Ränder
17 Mittellinie
18-25 Schneidschwertgruppen
26 Neigungswinkel
27 Versatz
30 Zugfahrzeug
31 Bodenbearbeitungsmaschine
32 Pflanzaggregat
33 Substratbehälter
34 Förderschnecke
35 Gehäuse

Claims (11)

1. Bodenbearbeitungsmaschine zur Auflockerung einer mit Bäumen zu bepflanzenden Waldfläche, wobei die Bodenbearbeitungsmaschine (1, 31) einen um eine Achse (14) drehbaren Walzenkörper (4) aufweist, an dessen äußeren Mantelfläche (5) mehrere stegförmige Schneidschwerter (6-8) befestigt sind, gekennzeichnet durch die Merkmale:

• a) die Schneidschwerter (6-8) bilden mehrere Schneidschwertergruppen (18-25), die aus jeweils mindestens zwei benachbarten Schneidschwertern (6-8) bestehen,
• b) die Schneidschwerter (6-8) jeder Schneidschwertergruppe (18-25) sind derart axial auf dem Umfang des Walzenkörpers (4) gegeneinander versetzt angeordnet, daß, in Drehrichtung (12) des Walzenkörpers (4) gesehen, das jeweils erste Schneidschwert (6) einer Gruppe (18) sich abwechselnd und gegeneinander versetzt im Bereich des ersten äußeren Randes (15) und im Bereich des jeweils gegenüberliegenden zweiten äußeren Randes (16) des Walzenkörpers (4) befindet, und daß das jeweils letzte Schneidschwert (8) der entsprechenden Schneidschwertergruppe (18) auf dem Walzenkörpermantel entgegen der Drehrichtung (12) des Walzenkörpers (4) versetzt im spitzen Winkel zur Mittellinie (17) der Walzenkörpermantelfläche (5) in deren unmittelbaren Nähe angeordnet ist, so daß der aufzulockernde Boden (3) bei bestimmungsgemäßer Rotation der Schneidschwerter (6-8) von den Außenkanten des Auflockerungsbettes zur Mitte des Auflockerungsbettes hin transportiert wird,
• c) der Walzenkörper (4) ist an der Bodenbearbeitungsmaschine (1, 31) derart drehbar angeordnet, daß seine Drehrichtung (12) bei bestimmungsgemäßer Anwendung der Bodenbearbeitungsmaschine (1, 31) entgegengesetzt zur Drehrichtung der Räder des Zugfahrzeuges (30) orientiert ist,
• d) der Walzenkörper (4) besitzt eine Breite zwischen 20 und 50 cm.

2. Bodenbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidschwerter (6-8) entgegen der Drehrichtung (12) zur Mittellinie (17) der Walzenkörpermantelfläche (5) hin geneigt sind, wobei der Neigungswinkel zwischen 2° und 10° liegt und vorzugsweise 5° beträgt.

3. Bodenbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in bezug auf die Mittellinie (17) der Walzenkörpermantelfläche (5) jeweils gegenüberliegenden Schneidschwertergruppen (18-25) einen umfangseitigen Versatz (27) von 45° aufweisen.

4. Bodenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidschwertergruppen (18-25) aus jeweils drei Schneidschwertern (6-8) bestehen.

5. Bodenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bodenseitigen Enden der Schneidschwerter (6-8) mit auswechselbaren Meißeln (9-11) versehen sind.

6. Bodenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidschwerter (6-8) aus gehärtetem Stahl bestehen.

7. Bodenbearbeitungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meißel (9-11) aus gehärtetem Stahl bestehen.

8. Bodenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (4) in einem nach unten hin geöffneten Gehäuse (13) angeordnet ist.

9. Bodenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenbearbeitungsmaschine (1, 31) derart am heckseitigen Ende eines Zugfahrzeuges (30) anordenbar ist, daß sie jeweils nur den Waldboden (3) im Bereich der durch das Zugfahrzeug (30) erzeugten Spuren auflockert.

10. Bodenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Walzenkörpers (4) vorzugsweise 30 cm beträgt.

11. Bodenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Schneidschwerter (6-8) derart gewählt ist, daß sie den Waldboden (3) bis zu einer Tiefe von 50 cm auflockern.