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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine klappbare Bodenbearbeitungsmaschine mit rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregaten. Diese ist besonders geeignet zur krumentiefen Bodenlockerung und Durchlüftung bei gleichzeitiger Schonung der Bodenstruktur, was im Bereich der Grundbodenbearbeitung von landwirtschaftlich oder gärtnerisch genutzten Flächen von Interesse ist. Besonders vorteilhaft ist zum einen die Schonung der Bodenstruktur durch möglichst geringe Bodenbewegung. Zum anderen trägt dies im hohen Maße zur Vorteilhaftigkeit des Verfahrens im Vergleich zu alternativen Bodenlockerungsverfahren unter dem Gesichtspunkt des Energiebedarfs bei. Zum Dritten werden durch einen Klappmechanismus sehr gute Straßentransportmöglichkeiten geschaffen und eine hohe Kombinierbarkeit der Maschine gewährleistet.
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Die Grundbodenbearbeitung ist ein essenzieller, in der Regel jährlich durchgeführter Arbeitsschritt im landwirtschaftlichen oder gärtnerischen Anbauprozess. Aufgrund natürlicher Setzprozesse des Bodens, wie auch insbesondere des Befahrens der Anbauflächen mit schweren Landmaschinen, kommt es während des Anbaujahres zu Verdichtungen innerhalb des Bodens der Anbauflächen. Im Bereich solcher Verdichtungen ist das Bodenleben gestört, sodass die Nährstoffumsetzung dort nur unzureichend stattfindet. Weiterhin werden verdichtete Räume im Boden dem nutzbaren Wurzelraum der Nutzpflanzen entzogen. Schließlich wird der kapillare Wasseraufstieg in verdichteten Bereichen gestört, was zusätzlichen Trockenstress für die Nutzpflanze bedeuten kann. Umgekehrt wird auch das Dränvermögen des Bodens durch Verdichtungen reduziert, sodass die Pflanzen während feuchter Witterungsphasen unter Staunässe leiden können.
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Entsprechend wird ein Grundbodenbearbeitungsschritt in der Regel jährlich auf den Anbauflächen durchgeführt. Typische Bearbeitungsgeräte für diesen Vorgang sind Pflüge, Schwergrubber oder Tiefenlockerer. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung, das erfindungsgemäßen Verfahrens sowie das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukts vorzugsweise als Technologien für die tiefgründige Grundbodenbearbeitung eingesetzt werden, wo die Bearbeitungstiefen regelmäßig tiefer als 10 cm und meist tiefer als 15 cm liegen. Hierfür scheiden Feingrubber, Eggen (wie beispielsweise Kreisel-, Scheiben-, Rüttel-, oder Zinkeneggen) sowie Fräsen regelmäßig aus.
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Pflug und Schwergrubber haben bei der Grundbodenbearbeitung den Nachteil, dass Sie die Bodenstruktur stark verändern und insbesondere Bodenmaterial aus tieferen Lagen an die Oberfläche befördern sowie Material von der Oberfläche tief vergraben. Hierdurch wird die Bodenstruktur stark verändert, was für die im Boden lebenden Organismen nachteilig ist, da sie sich in für Sie unvorteilhaften Bodenhorizonten nach der Bearbeitung wiederfinden. Weiterhin wird durch die erhebliche Bodenbewegung ein großer Energiebedarf dieser Verfahren erzeugt.
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Eine weitere Methode zur Grundbodenbearbeitung ist der Einsatz von sogenannten Spatenmaschinen. Diese funktionieren derart, dass Sie den Boden stückweise Abtragen und an einer Nebenposition wieder ablegen. Hierbei sind rotierende und stechendwerfende Aufbauten zu unterscheiden [NP1]. Durch
EP 0265397 B1 wird hier ein stechend-werfender Aufbau gezeigt, der in Bezug auf die Bodenstrukturerhaltung neben dem stückweisen Abtragen den im Vergleich zum rotierenden Aufbau zusätzlichen Vorteil aufweist, dass die Bodenhorizonte weniger stark verändert werden, d. h. im Unterboden befindliche Bodenbestandteile befinden sich auch nach der Bearbeitung vorwiegend im Unterboden. Gleiches gilt für die in höheren Bodenschichten befindlichen Bodenbestandteile. Es findet somit vergleichsweise wenig vertikale Vermischung des Bodens statt. Allerdings wird auch hier der Boden während des Wurfvorganges verglichen mit der Einstichtiefe relativ weit verlagert. Hier ist in
EP0265397B1 insbesondere auf die Bezugsziffer fe in
der Schrift hinzuweisen, die die Wurfbewegung des Spatens darstellt. Die Länge dieser Wurfbewegung ist erkennbar größer als die Einstichtiefe H in
selbiger Schrift. Weiterhin findet keine Bewegungsrichtungsänderung der Spaten beziehungsweise eine Rückführung der Spaten entgegen der Wurfbewegung statt, sondern der Aushub erfolgt Kreis-/Ellipsenförmig in Fortsetzung der Wurfbewegung. Diese Bewegungsform führt schließlich auch hier zu der erwähnten, weiten Verlagerung des Bodens und damit ebenfalls zu hohem Energieaufwand und ist auch hier weiterhin nachteilig für die Bodenstruktur.
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EP 0289517 B1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auflockerung von Böden, welche aufgrund der Bewegungsführung zwar vertikale Bodenverlagerung vermeiden, den Boden mit einer hohen Anzahl von Einstichen und aktiv angetriebener Bewegung aber sehr intensiv und energieaufwändig lockern und die Bodenaggregate zertrümmern.
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Besonders vorteilhaft ist die Bodenlockerung mit rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregaten, bei welchen mindestens ein Kreisbahn führendes Element, wie beispielsweise eine Walze, ein Rad, eine Trommel oder eine Rolle, ein oder mehrere Bearbeitungselemente, die beispielsweise als Bodenbearbeitungswerkzeuge wie Zinken, Spaten, Schare, Messer oder Forken ausgebildet sein können, auf dem Radius oder einem Teilradius führt, wo das oder die Bearbeitungselemente mit dem Kreisbahn führenden Element drehbar gelagert verbunden sind. Deren Verwendung zur (Grund-)Bodenbearbeitung gewährleistet eine im Vergleich zum vorgenannten Stand der Technik energieeffizientere und bodenstrukturschonendere Lockerung, wobei möglichst wenig Bodenmasse in ihrer Position verlagert wird, aber dennoch über die Bearbeitungstiefe das gesamte Bodenvolumen gelockert und durchlüftet wird.
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Für den Transport von landwirtschaftlichen Maschinen auf öffentlichen Straßen, müssen diese den gesetzgeberisch vorgegebenen maximalen Abmessungen entsprechen. Für weite Teile Europas bedeutet dies beispielsweise, dass die Maschinen quer zur Fahrrichtung maximal 3 m (Meter) breit und maximal 4 m hoch sein dürfen. Ebenso ist es für den die Kombinierbarkeit von Arbeitsgeräten besonders vorteilhaft, wenn diese in Fahrrichtung möglichst kurz bauen. Auf der anderen Seite gilt es möglichst große Arbeitsbreiten zu erreichen, um eine hohe Arbeitsleistung zu erzielen. Dies gilt für die Bodenlockerung mit rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregaten insbesondere, da aufgrund der energieeffizienteren Lockerung der Leistungsbedarf pro Meter Arbeitsbreite sinkt und somit mit gleichartigen Zugmaschinen höhere Arbeitsbreiten erreichbar sind.
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Dieses Spannungsfeld wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch eine gattungsgemäße klappbare Bodenbearbeitungsmaschine aufgelöst, welche mindestens mehrere rotatorische Bodenbearbeitungsaggregate, umfassend jeweils mindestens ein Kreisbahn führendes Element, wie beispielsweise eine Walze, ein Rad, eine Trommel oder eine Rolle, und mindestens ein auf dem Radius oder einem Teilradius des Kreisbahn führenden Elementes angeordnetes, drehbar gelagertes Bodenbearbeitungswerkzeug, mehrere Rahmenelemente, welche mit jeweils mindestens einem rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregat drehbar gelagert verbunden sind, wobei mindestens zwei Rahmenelemente um eine Achse drehbar gelagert miteinander verbunden sind, mindestens einen Linearaktor, welcher dazu eingerichtet ist, die Klappbewegung zwischen mindestens zwei Rahmenelementen um die drehbar gelagerte Achse anzutreiben, und mindestens einen Übersetzungsmechanismus umfasst, wobei der mindestens eine Übersetzungsmechanismus mit dem mindestens einem Linearaktor und mindestens zwei Rahmenelementen derart verbunden ist, dass der Winkel der Drehbewegung der Rahmenelemente im Rahmen des Klappvorganges um die drehbare Achse in einem Bereich von mindestens 170°, bevorzugt 180°, verändert werden kann und diese Klappbewegung zwischen einem Paar von Rahmenelementen durch einen einzelnen Linearaktor oder einen Satz mehrerer parallel angeordneter, parallel-kinematisch wirkender Linearaktoren angetrieben wird.
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Das erfindungsgemäße klappbare Bodenbearbeitungsmaschine ist im Vergleich zum vorbekannten Stand der Technik besonders vorteilhaft, da sie energieeffiziente Lockerung mit rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregaten mit hoher Arbeitsbreite ermöglicht und gleichzeitig durch den hohen Klappwinkel von typischerweise 180° einen besonders Kompakten Transport ermöglicht, wobei nur ein Linearaktor oder ein Satz von Linearaktoren pro Klapppunkt erforderlich ist.
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Als Linearaktoren zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Maschine eignen sich insbesondere Hydraulikzylinder, elektrische oder elektromechanische Zylinder oder mechanische Linearantriebe, wie Zahlstangen oder Spindeltriebe, oder pneumatische Linearantriebe, wie Zylinder. Der Übersetzungsmechanismus kann beispielsweise als Hebelmechanismus ausgebildet sein oder auch als rotatorischer Übersetzungsmechanismus, wie ein Getriebe, eine Zahnradverbindung oder ein Riemen- oder Kettenantrieb.
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Besonders vorteilhaft an der Klappkinematik der erfindungsgemäßen klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine ist, dass die Klappung um typischerweise 180° durch einen einzelnen Linearaktor erfolgen kann. Dies ist bei direkter Verbindung der zu klappenden Elemente nicht möglich, da sich der Linearaktor bei 180° Klappwinkel notwendigerweise an irgendeiner Stelle ein einem Totpunkt befindet, an welchem kein Drehmoment auf die zu drehenden Elemente aufgebracht werden kann. Bei Klappwinkeln unter, aber nahe 180°, beispielsweise bis 170°, ist es zwar theoretisch noch möglich, ein Drehmoment durch einen direkt mit den zu klappenden Elementen verbundenen Linearaktor zu erzeugen. In der Praxis werden aber hier die Kräfte, welche nahe des Totpunktes durch die umliegenden Rahmenelemente und Drehpunkte aufgenommen werden müssen, so hoch, dass auch diese Winkel in der Praxis nicht durch einen direkt mit den zu klappenden Elementen verbundenen Linearaktor realisierbar sind. Die hohen Klappwinkel werden somit durch die Kombination von Übersetzungsmechanismus und Linearaktor ermöglicht.
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Hierbei kann für Klappbewegung zwischen einem Paar von Rahmenelementen ein einzelner Linearaktor oder auch einen Satz mehrerer parallel angeordneter, parallel-kinematisch wirkender Linearaktoren verwendet werden. Im Falle einer Verwendung mehrerer parallel angeordneter, parallel-kinematisch wirkender Linearaktoren, liegen diese bei Projektion mit der die Rahmenelemente verbindenden drehbaren Achse vertikal zur Projektionsebene in der Projektionsfläche übereinander an der gleichen Position. Es wird also die gleiche ebene Kinematik verwendet. Die zweifache oder mehrfache Ausführung des Linearaktors, gegebenenfalls inklusive entsprechender Übersetzungen, macht somit keinen Unterschied in Bezug auf das kinematische Konzept aus. Dennoch kann es sinnvoll sein, mehrere parallel angeordnete, parallel-kinematisch wirkende Linearaktoren hier einzusetzen. Beispielsweise kann hierdurch die auf den einzelnen Aktor wirkende Last reduziert werden. Ebenso können Torsionskräfte und -momente entlang der Drehachse der zu klappenden Rahmenelemente reduziert werden.
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Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine ergeben sich in speziellen Ausgestaltungen und Abwandlungen.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine rollt das Kreisbahn führende Element, wie beispielsweise eine Walze, ein Rad, eine Trommel oder eine Rolle, im Arbeitsbetrieb auf dem Boden ab. Alternativ kann das Kreisbahn führende Element im Arbeitsbetrieb auch über den Rahmen getragen werden und sein Radius in einer gleichbleibenden oder veränderlichen Höhe über der Bodenoberfläche geführt werden. Dies kann beispielsweise durch eine getragene Aufhängung der Maschine am Dreipunkt einer landwirtschaftlichen Zugmaschine oder durch Stützräder am Rahmen der Maschine erfolgen.
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Die Drehbewegung der Bodenbearbeitungswerkzeuge innerhalb der auf keiner Kreisbahn geführten Drehpunkte kann sowohl freischwingend, gegebenenfalls durch Anschlagelemente oder Dämpfungselemente begrenzt oder Überlast-gesichert ausgeführt sein, als auch durch Stützhebel, welche auf der Bodenoberfläche der bearbeiteten Fläche abstützen gesteuert werden. Alternativ, aber nicht als ausschließliche Alternativen, ist eine Zwangsführung der Drehbewegung über einen Hebelmechanismus, gegebenenfalls in Verbindung mit einer Kurvenbahn, oder über Elektrische, Hydraulische oder Pneumatische Aktoren mit elektronischer Ansteuerung, typischerweise synchron mit der Drehbewegung des Kreisbahn führenden Elementes möglich.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine ist der Übersetzungsmechanismus als Kipphebelmechanismus ausgebildet ist. Diese Lösung ist im Vergleich zu rotatorischen Übersetzungen konstruktiv einfacher und kostengünstiger.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine umfasst der Kipphebelmechanismus mindestens zwei Hebel, wobei ein erster Hebel mit einem ersten Rahmenelement drehbar gelagert verbunden ist, ein zweiter Hebel mit einem zweiten Rahmenelement drehbar gelagert verbunden ist, das erste und zweite Rahmenelement ein Paar zweier miteinander drehbar gelagert verbundener Rahmenelemente ausbilden, der erste und der zweite Hebel miteinander drehbar gelagert verbunden sind sowie der erste oder der zweite oder beide Hebel mit dem mindestens einen Linearaktor drehbar gelagert verbunden sind. Dies stellt eine besonders effiziente Klappkinematik mit günstigem Kraftverlauf dar.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine sind mindestens ein erster Hebel und mindestens ein zweiter Hebel und mindestens ein Linearaktor in einem gemeinsamen Drehpunkt miteinander drehbar gelagert verbunden. Hierdurch kann mittels der Verbindung von drei Kinematikkomponenten in einem Punkt ein weiterer Drehpunkt eingespart werden.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine sind mindestens eine oder mehrere oder alle Achsen, um welche jeweils mindestens zwei Rahmenelemente drehbar gelagert miteinander verbunden sind, in der Vorfahrtrichtung der Bodenbearbeitungsmaschine ausgerichtet. Diese Ausrichtung der Drehachse der zu klappenden Elemente ist deshalb besonders vorteilhaft, da hierdurch die in Vorfahrtrichtung recht kurze Bauweise der rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregate nicht im Transport verlängert wird. Dies wäre beispielsweise der Fall, wenn die Bearbeitungselemente um eine vertikale Achse in Fahrrichtung beispielsweise nach hinten geklappt würden. Hierdurch würde sich die Maschine im Transportbetrieb signifikant verlängern. Dies wäre zum einen nachteilig für die Kombinierbarkeit der Maschine. Ebenso würde sich hierdurch die Traglast der Maschine bei Dreipunktanbau deutlich erhöhen. Beides wird bei Klappung um eine in der Vorfahrtrichtung der Bodenbearbeitungsmaschine ausgerichtete Achse vermieden.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine ist die Drehbewegung der Rahmenelemente zueinander im Rahmen des Klappvorganges derart gestaltet, dass durch die Klappbewegung mindestens ein Rahmenelement mit mindestens einem verbundenen rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregat von einer Arbeitsposition in eine Transportposition verschwenkt wird. Diese Nutzung der Klappkinematik ist insbesondere vorteilhaft, da sie der Klappung der Maschine zwischen Transportbetrieb im Straßenverkehr und Arbeitsbetrieb auf dem Acker dient und hierbei einen weiten Klappwinkel ermöglicht.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine sind eines oder mehrere Bearbeitungselemente eines oder mehrerer rotatorischer Bodenbearbeitungsaggregate in der Arbeitsposition in einer normal zur Vorfahrtrichtung liegenden Projektionsebene mit einer Abweichung von weniger als +/-35°, vorzugsweise weniger als +/-15°, besonders bevorzugt weniger als +/-3°, vertikal nach unten gerichtet und in der in der Transportposition in einer normal zur Vorfahrtrichtung liegenden Projektionsebene mit einer Abweichung von weniger als +/-35°, vorzugsweise weniger als +/-15°, besonders bevorzugt weniger als +/-3°, vertikal nach oben gerichtet. Dies ist für die Verkehrssicherheit von Bodenbearbeitungselementen im Transport sehr vorteilhaft. Da die Bodenbearbeitungselemente, welche in Arbeitsposition typischerweise vertikal nach unten ausgerichtet sind, nun nach typischerweise 180° Klappwinkel typischerweise vertikal nach oben ausgerichtet sind, ragen sie nicht in den Gegenverkehr, was bei Bodenbearbeitungsmaschinen mit Klappwinkeln in der Größenordnung von 90° regelmäßig der Fall ist. Dies stellt regelmäßig eine Gefahr für Kratzer an entgegenkommenden Fahrzeugen dar oder für Motorradfahrer, die an gegebenenfalls hakenförmig ausgeführten Bearbeitungselementen hängen bleiben könnten. Im Gegensatz hierzu zeigen die Bearbeitungselemente bei Klappwinkeln in der Größenordnung von 180° nach oben, wo das Gefährdungspotential geringer ist. Seitlich nach außen wird die Maschine dann typischerweise durch die Haupt- oder Seitenrahmenelemente abgeschlossen. Diese sind für den Gegenverkehr erheblich besser sichtbar und sind meist flach ausgeführt, sodass bei potentieller Berührung keine Gefahr eines Hängenbleibens besteht.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine ist mindestens ein Bearbeitungselement in der Transportposition in seinem Drehpunkt an das Kreisbahn führenden Element heran geschwenkt, um die Höhe der Maschine in Transportposition zu verringern. Dies hat den Vorteil, dass die Durchfahrtshöhe unter Leitungen oder Brücken reduziert werden kann. Alternativ kann bei Ausrichtung des oberen Punktes der Maschine an den zulässigen 4 m Gesamthöhe im Transportbetrieb die Bodenfreiheit der unteren Bearbeitungselemente erhöht werden.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine ist mindestens ein Bearbeitungselement in der Transportposition in seinem Drehpunkt an das Kreisbahn führende Element heran geschwenkt und durch eine Transportsicherung in dieser Position gegen das Kreisbahn führende Element oder ein Rahmenelement fixiert. Dies ist insbesondere bei den in Transportposition unten befindlichen rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregaten sinnvoll, da hier die Bearbeitungselemente, die bei Heranschwenken am meisten zur Reduktion der Durchfahrtshöhe beitragen (hier die unteren Bearbeitungselemente), ansonsten bei typischerweise freier Drehbarkeit typischerweise schwerkraftbedingt abstehen würden.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine ist mindestens ein Kreisbahn führendes Element in der Transportposition mit einer Transportsicherung gegen ein Rahmenelement zur Vermeidung unbeabsichtigten Verdrehens fixiert. Dies dient der Erhöhung der Verkehrssicherheit und der Laufruhe der Fahrzeugkombination, mindestens umfassend mindestens eine Antriebseinheit und mindestens eine klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine, während der Transportfahrt.
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Als Antriebseinheit, welche mit der erfindungsgemäßen klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine und optional weiteren Elementen, Aggregaten, Antriebs- oder Arbeitsmaschinen zu einer Fahrzeugkombination verbunden werden kann, sind maschinelle Antriebssysteme vorzusehen. Diese maschinellen Antriebssysteme umfassen wiederum fahrzeugtypische Teilkomponenten, wie Elektro- oder Verbrennungsmotoren, Energiespeicher wie Kraftstofftanks oder Batterien, optional auch Energiegeneratoren, wie Solarpaneele, und Fahrwerke beispielsweise mit Rädern oder Raupen. Insbesondere eignen sich hierzu landwirtschaftliche Zugmaschinen, wie Traktoren, Raupenfahrzeuge oder Wide-Span-Fahrzeuge, oder Feldroboter. Alternativ kann die erfindungsgemäße klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine auch mit der Antriebseinheit kombiniert werden und mit dieser zusammen als landwirtschaftlicher Selbstfahrer ausgebildet sein. In allen Fällen ist sowohl ein autonomer oder hoch-automatisierter Fahrbetrieb wie auch ein durch einen menschlichen Fahrer gesteuerter Fahrbetrieb möglich.
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Zur Verknüpfung von Antriebseinheit und erfindungsgemäßer klappbarer Bodenbearbeitungsmaschine dient eine Kopplungseinheit. Diese ist, beispielsweise im Falle der Nutzung einer landwirtschaftlichen Zugmaschine als Antriebseinheit, vorzugsweise als Dreipunktaufnahme, sonstige Hubwerksaufnahme oder als Zugkugelschale oder Zugöse oder als vergleichbarer lösbarer Verbinder ausgebildet, welcher Antriebseinheit und erfindungsgemäße klappbare Bodenbearbeitungsmaschine im Betriebszeitraum verbindet, jedoch trennbar ist, um die Antriebseinheit auch für andere Zwecke nutzen zu können. Alternativ, beispielsweise bei Ausbildung von erfindungsgemäßer klappbarer Bodenbearbeitungsmaschine und Antriebseinheit in Kombination, insbesondere als landwirtschaftlicher Selbstfahrer, kann die Kopplungseinheit auch eine dauerhafte Verbindung sein, beispielsweise, aber nicht ausschließlich, ein Flansch oder eine Schraub-, Schweiß- oder Nietverbindung sein.
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Im Falle das die erfindungsgemäße klappbarer Bodenbearbeitungsmaschine von der Antriebseinheit abgesetzt ist und lediglich im Betrieb mit dieser über als lösbarer Verbinder ausgebildete Kopplungseinheit verbunden ist, kann diese selbst über ein tragendes Fahrwerk verfügen und als somit gezogenes landwirtschaftliches Arbeitsgerät ausgebildet sein. Alternativ kann sie ebenfalls ohne tragendes Fahrwerk und somit als angebautes, beziehungsweise getragenes landwirtschaftliches Arbeitsgerät ausgestaltet sein.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine ist die Maschine als getragenes Anbaugerät für eine landwirtschaftliche Zugmaschine ausgeführt. Dies ist aus Kostengründen besonders vorteilhaft, dass die klappbare Bodenbearbeitungsmaschine durch Verzicht auf das Fahrwerk günstiger gestaltet werden kann. Weiterhin wird bei Ausführung als getragenes Anbaugerät der Vorteil der kurzen Bauweise besonders ausgespielt, da hier die kurze Bauweise die Traglast reduziert.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine umfasst die Maschine mindestens zwei Kopplungseinheiten, wobei mindestens eine erste Kopplungseinheit zur Verbindung mit einer Antriebseinheit eingerichtet ist und mindestens eine zweiter Kopplungseinheit zur Verbindung mit einer weiteren landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine eingerichtet ist. Dies erhöht die Arbeitsproduktivität ganz erheblich, da die klappbare Bodenbearbeitungsmaschine hierdurch mit weiteren Maschinen kombiniert werden kann und mehrere Arbeitsgänge gleichzeitig durchgeführt werden können. Hierbei ist die kurze Bauweise der klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine besonders von Vorteil, da sich die gesamte Fahrzeugkombination bestehend aus Antriebseinheit, beispielsweise einer landwirtschaftlichen Zugmaschine, klappbarer Bodenbearbeitungsmaschine und einer weiteren landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine nicht wesentlich durch die Ergänzung der klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine verlängert. Ebenso ist es hier besonders vorteilhaft, dass die Bodenbearbeitung energieeffizient stattfindet, somit ein Teil der Antriebsleistung der Antriebseinheit für die weiteren landwirtschaftliche Arbeitsmaschine zur Verfügung steht.
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Besonders geeignet ist die klappbare Bodenbearbeitungsmaschine für die Kombination mit weiteren, vorzugsweise flach arbeitenden Bodenbearbeitungsmaschinen, wie Scheibeneggen, Feingrubbern oder Saatbettkombinationen, mit Striegeln oder Crossboards und/oder mit Sä-, Pflanz- oder Setzmaschinen. Ebenso ist gleichzeitige Ausbringung von Düngemitteln möglich. Die zweite Kopplungseinheit erlaubt sowohl die Kombination mit getragenen Arbeitsgeräten als auch vorzugsweise mit gezogenen Arbeitsgeräten.
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Darüber hinaus kann die zweite Kopplungseinheit zur vorzugsweise zeitweisen Kopplung (weiterer) Gewichte bei besonders schweren Bodenbedingungen genutzt werden.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine umfasst mindestens eine zweite Kopplungseinheit Unterlenker, welche mindestens in Arbeitsposition höhenverstellbar sind. Dies erlaubt eine unabhängige Tiefenführung der klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine und der weiteren landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, welche mittels der zweiten Kopplungseinheit verbunden werden kann.
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Es besteht die Möglichkeit zwei oder mehr derartiger klappbarer Bodenbearbeitungsmaschinen in einem übergeordneten System gemeinsam anzuordnen, beispielsweise um die Kapazität eines Gesamtprozesses zu erhöhen und/oder verschiedene Zwecke innerhalb eines Gesamtprozesses zu erfüllen.
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Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung jeweils für sich, aber auch in einer beliebigen Kombination untereinander mit dem Gegenstand des Hauptanspruchs kombinierbar sind, soweit dem keine zwingenden technischen oder sonstigen Hindernisse entgegenstehen. Gleiches gilt für die in der elementweisen Beschreibung und den Zeichnungen eingeführten Merkmale.
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Weitere Abwandlungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine lassen sich der nachfolgenden elementweisen Beschreibung und den Figuren und Zeichnungen entnehmen.
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Die erfindungsgemäße klappbare Bodenbearbeitungsmaschine soll nun anhand einiger Ausführungsbeispiele näher beschrieben werden. Es zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführung eines rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregates mit Drehrichtung der Walze entgegen der Bearbeitungselementgeometrie auf Griff in der Seitenansicht,
- 2: eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführung eines rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregates mit Drehrichtung der Walze orientiert an der Bearbeitungselementgeometrie in der Seitenansicht,
- 3: eine mögliche Ausführung einer Baugruppe von fest verbundenen Bearbeitungselementen, Anschlagelementen und Elementträgerrahmen mit Verwendung von Spiralfedern als zweite Anschlagelemente in einer isometrischen Ansicht,
- 4: eine mögliche Ausführung eines rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregates in einer isometrischen Ansicht,
- 5: vier erste Zustände einer mögliche Ausführung eines Klappvorganges in einer 2D-Darstellung als ebene Kinematik,
- 6: drei weitere Zustände einer mögliche Ausführung eines Klappvorganges in einer 2D-Darstellung als ebene Kinematik,
- 7: eine tabellarische Darstellung und eine Kurvendiagrammdarstellung eines möglichen Verlaufs der Länge des Linearaktors über dem Klappwinkel,
- 8: eine Kurvendiagrammdarstellung eines möglichen Verlaufs der Ableitung der Länge des Linearaktors nach dem Klappwinkel,
- 9: eine mögliche Ausführung einer klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine in Transportposition mit an die Walze heran geschwenkten Bearbeitungselementen in der Seitenansicht,
- 10: eine mögliche Ausführung einer klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine in Arbeitsposition in einer isometrischen Ansicht,
- 11: eine mögliche Ausführung einer klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine in Transportposition in einer isometrischen Ansicht,
- 12: eine mögliche Ausführung einer klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine während des Klappvorganges in einer isometrischen Ansicht,
- 13: eine mögliche Ausführung einer klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine in Arbeitsposition der Vorderansicht,
- 14: eine mögliche Ausführung einer klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine in Transportposition der Vorderansicht und
- 15: eine mögliche Ausführung einer klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine in Arbeitsposition in einer isometrischen Ansicht der Rückseite der Maschine.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführung eines rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregates mit Drehrichtung der Walze entgegen der Bearbeitungselementgeometrie auf Griff in der Seitenansicht. Das rotatorische Bodenbearbeitungsaggregat befindet sich hier in kontinuierlicher Fahrt entlang Ihrer Vorfahrtbewegungsrichtung 37. Die Bearbeitungselemente 50 sind hier mit einer karierten Schraffur dargestellt. Diese sind mit der Walze, als Kreisbahn führendes Element 51, welche beispielsweise auch, aber nicht ausschließlich, als Rillen-, Profil-, Rohr- oder Gitterwalze ausgeführt sein kann, drehbar gelagert verbunden. Der waagerecht schraffierte Kreis 52 zeigt den Teilradius der Walze an, auf welchem die Lagerpunkte 57 der Bearbeitungselemente 50 angeordnet sind und mit der Abrollbewegung 36 der Walze 51 auf der Bodenoberfläche 11 umlaufen. Der mit Bezugsnummer 36 gekennzeichnete Pfeil zeigt die Drehrichtung der Walze 51 an. Der mit Bezugsnummer 35 gekennzeichnete Pfeil zeigt einen Teil der Drehung der Bearbeitungselemente 50 innerhalb Ihrer auf der Umlaufbahn 52 befindlichen Lagerpunkte 57 an. In der bei 35 gekennzeichneten Bewegung fällt das Bearbeitungselement 50 schwerkraftbedingt während der Fortbewegung zur nächsten Einstichposition in die Ausgangslage für die Einstichbewegung an der nächsten Einstichposition zurück. Das durch das Bearbeitungselement 50 zum Zeitpunkt der Darstellung (bereits) direkt überstrichene beziehungsweise bewegte Bodengefüge 12 ist hier in einem Winkel von -45° schraffiert, wobei Bezugsnummer 12a derartiges Bodengefüge an einer früheren Einstichposition zeigt. Das durch das Bearbeitungselement 50 zum Zeitpunkt der Darstellung (noch) nicht direkt überstrichene beziehungsweise bewegte Bodengefüge 13 ist hier in einem Winkel von +45° schraffiert. Bezugsziffer 13a zeigt nicht direkt überstrichenes beziehungsweise bewegtes Bodengefüge zwischen früheren Einstichpositionen. Das Bodengefüge wurde hier entweder nicht bewegt oder nur mittelbar gelockert. Die Bodenoberfläche ist durch die Bezugsnummer 11 markiert, der über der bearbeiteten Fläche befindliche Frei-/Luftraum durch 10. Insbesondere das mit 50a bezifferte Bearbeitungselement, aber im Allgemeinen alle oberhalb der Bodenoberfläche 11 befindlichen Bearbeitungselemente 50, vollführen zum in der Abbildung dargestellten Zeitpunkt die Fortbewegung zu einer neuen Einstichposition. Mit der Bezugsziffer 100 wird die Tiefenlinie der Bearbeitungstiefe (maximale Eindringtiefe der Bearbeitungselemente 50) bemaßt. Die Erfassung des Anteils nicht oder nur mittelbar bewegten Bodens in dem hier gezeigten Querschnitt in Vorfahrtrichtung 37 erfolgt vorzugsweise auf der Tiefenlinie der halben Bearbeitungstiefe 101. Hier bezeichnet das Maß 102 die Distanz direkt bewegten Bodens 12a pro Einstichposition auf der Tiefenlinie der halben Bearbeitungstiefe 101 entlang der Vorfahrtrichtung 37. Das Maß 103 bezeichnet die Distanz nicht direkt bewegten, das heißt nicht oder nur mittelbar bewegten, Bodens 13a zwischen Einstichpositionen auf der Tiefenlinie der halben Bearbeitungstiefe 101 entlang der Vorfahrtrichtung 37. Ein wesentliches Ziel der vorliegenden Erfindung ist es den Anteil mittelbar gelockerten Bodens zu erhöhen. Dies zeichnet sich darin aus, dass das Maß 103 im Verhältnis zur Summe der Maße 102 und 103, möglichst hohe Anteile einnimmt, beispielsweise mehr als 33%, vorzugsweise größer 50%, besonders bevorzugt und hier dargestellt 66%.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführung eines rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregates mit Drehrichtung der Walze orientiert an der Bearbeitungselementgeometrie in der Seitenansicht. Hier ist eine zur Darstellung in 1 alternative Kombination von Werkzeuggeometrie der Bearbeitungselemente, Drehrichtung 36 und Vorfahrtrichtung 37 gezeigt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung befindet sich hier in kontinuierlicher Fahrt entlang Ihrer Vorfahrtbewegungsrichtung 37. Die Bearbeitungselemente 50 sind hier mit einer karierten Schraffur dargestellt. Diese sind mit der Walze, als Kreisbahn führendes Element 51, welche beispielsweise auch, aber nicht ausschließlich, als Rillen-, Profil-, Rohr- oder Gitterwalze ausgeführt sein kann, drehbar gelagert verbunden. Der waagerecht schraffierte Kreis 52 zeigt den Teilradius der Walze an, auf welchem die Lagerpunkte 57 der Bearbeitungselemente 50 angeordnet sind und mit der Abrollbewegung 36 der Walze 51 auf der Bodenoberfläche 11 umlaufen. Der mit Bezugsnummer 36 gekennzeichnete Pfeil zeigt die Drehrichtung der Walze 51 an. Die mit Bezugsnummer 35 gekennzeichneten Pfeile zeigen Teile der Drehungen der Bearbeitungselemente 50 innerhalb Ihrer auf der Umlaufbahn 52 befindlichen Lagerpunkte 57 an. In der bei 35 oben gekennzeichneten Bewegung wird das Bearbeitungselement 50 Fliehkraft-bedingt während der Fortbewegung zur nächsten Einstichposition die Ausgangslage für die Einstichbewegung an der nächsten Einstichposition zurückbewegt. In der bei 35 unten gekennzeichneten Bewegung wird das Bearbeitungselement 50 bedingt durch den Gegendruck des Bodens in die Ausgangslage für die Aushubbewegung zurückbewegt, um so entgegen der ursprünglichen Einstichbewegung und unter Minimierung weiterer Bodenbewegung den Boden zu verlassen. Das durch das Bearbeitungselement 50 zum Zeitpunkt der Darstellung (bereits) direkt überstrichene beziehungsweise bewegte Bodengefüge 12 ist hier in einem Winkel von -45° schraffiert, wobei Bezugsnummer 12a derartiges Bodengefüge an einer früheren Einstichposition zeigt. Das durch das Bearbeitungselement 50 zum Zeitpunkt der Darstellung (noch) nicht direkt überstrichene beziehungsweise bewegte Bodengefüge 13 ist hier in einem Winkel von +45° schraffiert. Bezugsziffer 13a zeigt nicht direkt überstrichenes beziehungsweise bewegtes Bodengefüge zwischen früheren Einstichpositionen. Das Bodengefüge wurde hier entweder nicht bewegt oder nur mittelbar gelockert. Die Bodenoberfläche ist durch die Bezugsnummer 11 markiert, der über der bearbeiteten Fläche befindliche Frei-/Luftraum durch 10. Insbesondere das mit 50a bezifferte Bearbeitungselement, aber im Allgemeinen alle oberhalb der Bodenoberfläche 11 befindlichen Bearbeitungselemente 50 vollführen zum in der Abbildung dargestellten Zeitpunkt die Fortbewegung zu einer neuen Einstichposition. Die in dieser Abbildung dargestellte Kombination von Geometrie der Bearbeitungselemente und Vorfahrtrichtung ist insbesondere bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten von beispielsweise 10 km/h bis 25 km/h besonders vorteilhaft. Hier werden die drehbaren Bearbeitungselemente 50 zunächst während der Fortbewegung zu einer neuen Einstichposition Fliehkraft-bedingt in Ihre am weitesten von der Kurvenbahn 52 entfernte Position (Totpunkt) gebracht. Dann werden die Bearbeitungselemente 50 in der Abwärtsbewegung durch die Kombination von Schwerkraft und Fliehkraft jedoch etwas Ihrem Totpunkt voreilend gegen das erste Anschlagselement gestellt und stechen, ihrer Geometrie folgend, wie eine Pickhacke, in der Einstichbewegung in den Boden ein. Indem die Bearbeitungselemente 50 dann nach der Einstichbewegung aufgrund des Gegendrucks des Bodens in Richtung des unteren Pfeiles mit der Bezugsziffer 35 zurückgedrängt werden und hierbei über Ihren Totpunkt gedrängt werden, erfolgt Geometrie-bedingt eine Bodenhubbewegung. Durch weiteres Zurückdrehen im Lagerpunkt in Richtung des unteren Pfeiles mit der Bezugsziffer 35 aufgrund des Bodengegendrucks erfolgt die Aushubbewegung unter Minimierung weiterer Bodenbewegung. Hierbei wird durch die zweiten Anschlagelemente auch bei sehr harten Bodenbedingungen ein vollständiges Zurückweichen der Bearbeitungselemente vermieden. Diese Kombination von Geometrie, Drehrichtung 36 und Vorfahrtrichtung 37 ist somit besonders vorteilhaft, da die Drehbarkeit der Bearbeitungselemente 50 konstruktiv einfach umsetzbar ist und ein problemloses Ausweichen der Bearbeitungselemente 50 bei im Boden befindlichen Hindernissen ermöglicht, Weiterhin wirkt die Fliehkraft beziehungsweise Zentrifugalkraft der Drehbewegung 36 hier im Sinne der Rückbewegung der Bearbeitungselemente 50 während der Fortbewegung zu einer neuen Einstichposition. Somit erlaubt diese Konstellation besonders hohe Arbeitsgeschwindigkeiten von beispielsweise 10 km/h bis 25 km/h, typischerweise 15 km/h, was einer hohen Flächenleistung und somit Produktivität zuträglich ist.
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3 zeigt eine mögliche Ausführung einer Baugruppe von fest verbundenen Bearbeitungselementen, Anschlagelementen und Elementträgerrahmen mit Verwendung von Spiralfedern als zweite Anschlagelemente in einer isometrischen Ansicht. Die Baugruppe 206 ist durch den Drehpunkt 57 des drehbaren Elementträgerrahmens 63 drehbar aufgehängt beziehungsweise gelagert. Die Bearbeitungselemente 50 sind vorzugsweise mit dem Befestigungsflansch 201 schraubbar verbunden. Dies Schraubverbindung dient der Tauschbarkeit der Bearbeitungselemente 50 bei Verschleiß, wie auch als mögliche Überlastsicherung. Der Befestigungsflansch 201 ist mit dem Hauptträgerrohr des drehbaren Elementträgerrahmens 63 vorzugsweise verschweißt. Der erste Bearbeitungselement-seitige Anschlag 202 ist hier als gekantetes Blech ausgebildet. Vorzugsweise kann die Kontaktfläche im mit dem Bezugszeichen 202 gekennzeichneten Bereich mit einer Gummilage als Dämpfer überzogen oder sonstig verbunden, beispielsweise durch die 4 umliegenden Löcher verschraubt, sein. Der zweite Bearbeitungselement-seitige Anschlag 203 ist hier als Spiralfeder 205 mit Schenkeln 204 ausgebildet. Bezugsziffer 50b zeigt quer zur Vorfahrtrichtung der Vorrichtung seitlich benachbart angeordnete Bearbeitungselemente. In 8 ist ebenfalls die schmale und bogenförmig zugeschnittene Ausführung der Bearbeitungselemente 50 zu sehen. Diese Ausführung beispielsweise als Laserzuschnitt aus einer einzelnen Blechlage ist besonders vorteilhaft, da die Blechbreite hier den Kraftverlauf der Einstichbewegung und Bodenhubbewegung besonders gut aufnehmen kann. Durch die schmale Ausführung aus einer, beispielsweise 12 mm (Millimeter) bis 20 mm starken Blechlage ohne zum Beispiel weitere quer-verschweißte Verschleißspitzen oder Tragbleche, wird der Endringwiderstand in den Boden im Rahmen der Einstichbewegung minimiert.
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4 zeigt eine mögliche Ausführung eines rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregates 335 in einer isometrischen Ansicht. Das als Walze 51 ausgebildete Kreisbahn führende Element ist mit Drehpunkt 70 gezeigt. Der Pfeil 37 zeigt die Vorfahrtrichtung an. Die Bearbeitungselemente 50 sind als Teil der Baugruppe 206 zusammen mit dem Elementträgerrahmen 63 und den ersten Bearbeitungselement-seitigen Anschlagselementen 202 und den zweiten Bearbeitungselement-seitigen Anschlagselementen 203 in den umlaufenden Drehpunkten 57 drehbar gelagert. Über die Arbeitsbreite einer erfindungsgemäßen Vorrichtung können ein oder mehrere derartige rotatorische Bodenbearbeitungsaggregate angeordnet sein. Hierbei ist zu erkennen, dass die Elementträgerrahmen 63 sich sowohl über die gesamte Arbeitsbreite eines rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregates 335 erstrecken können wie auch nur über einen Teil der Arbeitsbreite des rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregates 335. Letzteres ist hier dargestellt, wobei hier über die Breite des rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregates 335 jeweils zwei benachbarte Baugruppen 206 von fest verbundenen Bearbeitungselementen 50, Anschlagselementen 202/203 und Elementträgerrahmen 63 angeordnet sind. Die Walze eines rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregates 335 kann aber auch in 3, 4 oder mehrere solcher Segmente aufgeteilt werden. Über den Umfang des rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregates 335 sind jeweils 6 Sätze zweier benachbarter Baugruppen 206 verteilt. Hierbei wird deutlich, dass die Drehachsen 211a/211b benachbarter Baugruppen 206 im linken und rechten Segment der Walze nicht auf einer Linie liegen, sondern zueinander auf der umlaufenden Kreisbahn versetzt sind. Dies dient der Laufruhe der Vorrichtung im Arbeitsbetrieb, da hierdurch die Bearbeitungselemente 50 der benachbarten Baugruppen 206 nicht zum gleichen Zeitpunkt, sondern zu unterschiedlichen Zeitpunkten einstechen. Somit wird die Häufigkeit der beim Einstichvorgang auf die Vorrichtung wirkenden Belastungsimpulse erhöht, die Intensität des einzelnen Impulses aber verringert.
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5 zeigt vier erste Zustände einer mögliche Ausführung eines Klappvorganges in einer 2D-Darstellung als ebene Kinematik. Hierbei werden von oben nach unten die Zustände Transportposition mit Klappwinkel 302 zwischen dem Hauptrahmenelement 300 und den Seitenrahmenelementen 301 bei Position 0° 310, Klappwinkel 302 bei Position 30° 311, Klappwinkel 302 bei Position 60° 312 und Klappwinkel 302 bei Position 90° 313 dargestellt. Der Klappwinkel 302 entspricht jeweils dem zwischen den das Hauptrahmenelement 300 und die Seitenrahmenelemente 301 repräsentierenden Linien aufgespannten Winkel. In der hier skizzierten Ausführung umfasst die Klappbare Bodenbearbeitungsmaschine beispielsweise mindestens ein Hauptrahmenelement 300 und zwei Seitenrahmenelemente 301. Es handelt sich somit hier um zwei Paare von Rahmenelementen (jeweils bestehend aus einem Seitenrahmenelement 301 und dem Hauptrahmenelement 300) zwischen welchen Klappvorgänge durchgeführt werden. In der hier dargestellten Ausführung erfolgen die zwei Klappvorgänge synchron, wobei auch eine Durchführung der Klappvorgänge nacheinander oder in anderer Weise asynchron möglich ist. Die Klappung zwischen jeweils einem Paar von Rahmenelementen wird durch jeweils einen Linearaktor 306a, hier als Strich-Punkt-Linie dargestellt, angetrieben. Dieser Linearaktor 306a ist jeweils mit einem ersten Hebel 304a, welcher mit dem Hauptrahmenelement 300 drehbar gelagert verbunden ist und hier gestrichelt dargestellt ist, und mit einem zweiten Hebel 305a, welcher mit einem Seitenrahmenelement 301 drehbar gelagert verbunden ist und hier gepunktet dargestellt ist, drehbar gelagert verbunden. Der Drehpunkt 303 zwischen Hauptrahmenelement 300 und Seitenrahmenelement 301 ist als gefüllter, schwarzer Kreis dargestellt, wie auch alle anderen drehbaren Verbindungen zwischen Komponenten der hier dargestellten ebenen Kinematik.
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6 zeigt drei weitere Zustände einer mögliche Ausführung eines Klappvorganges in einer 2D-Darstellung als ebene Kinematik. Hierbei werden von oben nach unten die Zustände Klappwinkel 302 zwischen dem Hauptrahmenelement 300 und den Seitenrahmenelementen 301 bei Position 120° 314, Klappwinkel 302 bei Position 150° 315 und Arbeitsposition mit Klappwinkel 302 bei Position 180° 316 dargestellt. Der Klappwinkel 302 entspricht jeweils dem zwischen den das Hauptrahmenelement 300 und die Seitenrahmenelemente 301 repräsentierenden Linien aufgespannten Winkel. In der hier skizzierten Ausführung umfasst die Klappbare Bodenbearbeitungsmaschine beispielsweise mindestens ein Hauptrahmenelement 300 und zwei Seitenrahmenelemente 301. Es handelt sich somit hier um zwei Paare von Rahmenelementen (jeweils bestehend aus einem Seitenrahmenelement 301 und dem Hauptrahmenelement 300) zwischen welchen Klappvorgänge durchgeführt werden. In der hier dargestellten Ausführung erfolgen die zwei Klappvorgänge synchron, wobei auch eine Durchführung der Klappvorgänge nacheinander oder in anderer Weise asynchron möglich ist. Die Klappung zwischen jeweils einem Paar von Rahmenelementen wird durch jeweils einen Linearaktor 306a, hier als Strich-Punkt-Linie dargestellt, angetrieben. Dieser Linearaktor 306a ist jeweils mit einem ersten Hebel 304a, welcher mit dem Hauptrahmenelement 300 drehbar gelagert verbunden ist und hier gestrichelt dargestellt ist, und mit einem zweiten Hebel 305a, welcher mit einem Seitenrahmenelement 301 drehbar gelagert verbunden ist und hier gepunktet dargestellt ist, drehbar gelagert verbunden. Der Drehpunkt 303 zwischen Hauptrahmenelement 300 und Seitenrahmenelement 301 ist als gefüllter, schwarzer Kreis dargestellt, wie auch alle anderen drehbaren Verbindungen zwischen Komponenten der hier dargestellten ebenen Kinematik.
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7 zeigt eine tabellarische Darstellung und eine Kurvendiagrammdarstellung eines möglichen Verlaufs der Länge des Linearaktors über dem Klappwinkel. In der Tabelle 321 im oberen Teil der Abbildung sind mögliche Werte, welche der Klappwinkel 302 annehmen kann gezeigt, sowie Längenangaben in mm (Millimeter), die der wirksamen Länge des Linearaktors 322 bei diesen Klappwinkeln in einer vorteilhaften Ausführung der Klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine entsprechen. Hierbei beschreibt die wirksame Länge 322, den durch entsprechende Ansteuerung des Linearaktors veränderlichen Abstand zwischen den Drehpunkten, in denen er beispielsweise auf der einen Seite mit einem Rahmenelement und auf der anderen Seite mit einem Hebel verbunden ist. Im unteren Teil der Abbildung ist ein Diagramm 323 zu sehen, welches diesen Verlauf der wirksamen Länge 322 des Linearaktors über dem Kippwinkel 302 darstellt. Für die Funktionalität der Kinematik ist es hierbei besonders wichtig, dass die Kurve über den gesamten Darstellungsbereich von 180° streng monoton steigend (oder in alternativer Ausführung beziehungsweise Darstellungsweise streng monoton fallend) ist. Dies ist nur durch eine Übersetzung, beispielsweise in Form eines Kipphebelmechanismus zu erreichen, da bei direkter Verbindung des Linearaktors mit den Rahmenelementen bei 180° Verstellbereich des Klappwinkels stets mindestens ein Totpunkt erreicht werden würde. In einem solchen Totpunkt könnte durch gesteuerte Längenänderungen der Linearaktors kein Drehmoment um die Drehachse zwischen den Rahmenelementen der Paarung von Rahmenelementen erzeugt werden.
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8 zeigt eine Kurvendiagrammdarstellung eines möglichen Verlaufs der Ableitung der Länge des Linearaktors nach dem Klappwinkel. Hier wird der in 7 dargestellte Verlauf der wirksamen Länge des Linearaktors nach dem Klappwinkel 302 abgeleitet. Diese Ableitung 324 wird im Diagramm 329 über dem Klappwinkel dargestellt. Es wird deutlich, dass die Ableitung in dieser Darstellung für eine vorteilhafte Kinematik nicht konstant ist, was beispielsweise durch die Nutzung eines Kipphebelmechanismus, wie in 5 und 6 dargestellt, begründet sein kann. Allerdings ist die Ableitung über den gesamten Verlauf größer als Null und deutlich von Null verschieden. Dies entspricht dem über den gesamten Darstellungsbereich streng monoton steigenden Verlauf der im unteren Teil von 7 dargestellten Kurve.
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Hierbei wird deutlich, dass die Anstiege 324 im mittleren Bereich des Klappwinkels 302 höher sind als an den Rändern bei 0° und 180°. Dies ist aufgrund der physikalischen Gesetzmäßigkeiten für eine Hebelkinematik unvermeidlich. Ebenso ist zu sehen, dass die Ableitungen 324 im unteren Bereich des Klappwinkels 302 nahe und bei 0° höher sind, als im oberen Bereich des Klappwinkels 302 nahe und bei 180°. Dieses Verhalten ist durch die Anpassung der Hebelgeometrie veränderbar und stellt eine besonders vorteilhafte Ausführung dar. Hierbei ist zu bemerken, dass in einer Ausführung 0° beispielsweise die Transportposition und 180° die Arbeitsposition analog zu 5 und 6 darstellen kann. Ebenso ist darauf hinzuweisen, dass bei geringeren Anstiegen hier eine Winkeländerung des Klappwinkels 302 durch geringere Änderungen der wirksamen Länge des Linearaktors hervorgerufen wird. Entsprechend ist die durch den Linearaktor aufzubringende Kraft bei niedrigen Anstiegen 324 am größer als bei hohen Anstiegen 324. Dies bedeutet, dass in einer solchen Ausführung eines Kipphebelmechanismus die erforderlichen Kräfte zu Beginn des Klappvorganges von der Transportposition in die Arbeitsposition und zu Beginn des Klappvorganges von der Arbeitsposition in die Transportposition am größten sind. Hierbei sind in der gewählten Ausführung des im Diagramm 329 dargestellten Verlaufes die Kräfte jedoch zu Beginn des Klappvorganges von der Arbeitsposition in die Transportposition nochmals höher als zu Beginn des Klappvorganges von der Transportposition in die Arbeitsposition, da im ersteren Zustand die dargestellte Ableitung 324 nochmals niedriger ist als im letzteren. Dies ist insofern vorteilhaft, dass zu Beginn des Klappvorganges von der Arbeitsposition in die Transportposition wesentliche Elemente der Kinematik (Linearaktor, zweiter, mit dem Seitenrahmen verbundener Hebel) auf Zug belastet werden, während sie zu Beginn des Klappvorganges von der Transportposition in die Arbeitsposition auf Druck belastet werden. Da der Fehlerfall von Druckkraft-bedingten Verbiegungen in einer solchen Kinematik deutlich häufiger ist als der Fehlerfall von Zugkraft-bedingtem Reißen von Komponenten, ist diese Konstellation deutlich vorteilhafter im Gegensatz zu alternativen Konstellationen, bei denen die Ableitung 324 bei einem Kippwinkel 302 von 180° gleich groß oder größer ist als bei einem Kippwinkel 302 von 0°.
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9 zeigt eine mögliche Ausführung einer klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine in Transportposition mit an die Walze heran geschwenkten Bearbeitungselementen in der Seitenansicht. Die Rahmenelemente Hauptrahmenelement 300 und Seitenrahmenelement 301 sind durch eine drehbare Lagerung um die Drehpunkte 303 herum verbunden. Das Seitenrahmenelement 301 ist in der hier gezeigten Transportposition 319 vertikal über das Hauptrahmenelement 300 geschwenkt. Die Klappung erfolgt durch einen Satz hier zweier parallel angeordneter, parallel-kinematisch wirkender Linearaktoren 306, hier beispielsweise als Hydraulikzylinder ausgebildet, mit entsprechend verbundenen ersten, Hauptrahmenelement-seitigen Kipphebeln 304 und zweiten, Seitenrahmenelement-seitigen Kipphebeln 305. Jeweils in den Lagern 70 sind mit dem Hauptrahmenelement und dem Seitenrahmenelement rotatorische Bodenbearbeitungsaggregate verbunden, jeweils unter anderem mindestens umfassend eine Walze 51, und mehrere in den Drehpunkten 57 drehbar gelagert verbundene Baugruppen 206 von fest verbundenen Bearbeitungselementen 50, Anschlagelementen 202/203 und Elementträgerrahmen 63. Die klappbare Bodenbearbeitungsmaschine kann über die hier als Dreipunktaufnahmebock 67 ausgeführte erste Kopplungseinheit mit einer Antriebseinheit, wie einer landwirtschaftlichen Zugmaschine, verbunden werden. Ebenso kann sie auf die Stützfüße 334 abgestellt werden. Die Vorfahrtbewegungsrichtung ist durch den mit Bezugsnummer 37 versehenen Pfeil dargestellt. Um die Höhe 317 der klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine in Transportposition zu verringern, kann es sinnvoll sein, Bearbeitungselemente 50 oben und unten an die entsprechenden Walzen 51 heranzuschwenken. Dies ist hier dargestellt. Für die Bearbeitungselemente 50, welche mit dem rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregat des nach oben geklappten Seitenrahmenelements 331 verbunden sind, gilt es hier die Bearbeitungselemente 50 auf der vom Rahmen abgewandten Seite der Walze gegebenenfalls inklusive der weiteren mit Ihnen in einer Baugruppe 330 fest verbundenen Teile an die Walze heran zu schwenken. Im Falle der hier nach oben geklappten Walze erfolgt dies typischerweise Schwerkraftbedingt aufgrund der Drehbarkeit (bis zu etwaigen Anschlägen) in den Drehpunkten 57. Es kann aber sinnvoll sein, die Walze beziehungsweise das Kreisbahn führende Element während des Transports durch eine Fixierung 333 gegen das Seitenrahmenelement 301 in einer Position zu fixieren. Gegebenenfalls kann dies Fixierungsposition so gewählt werden, dass die Drehpunkte 57 derart angeordnet sind, dass eine besonders geringe Höhe 317 erreicht wird. Für die Bearbeitungselemente 50, welche mit dem rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregat des nach unten ausgerichteten Hauptrahmenelements 300 verbunden sind, gilt es hier die Bearbeitungselemente 50 auf der vom Rahmen abgewandten Seite der Walze gegebenenfalls inklusive der weiteren mit Ihnen in einer Baugruppe 331 fest verbundenen Teile an die Walze heranzuschwenken. Hierzu ist dort ein weiteres Fixierungselement 332, beispielsweise ein Seil oder eine Kette, ein Bolzen, Stickel, Split, Magnet oder Linearaktor erforderlich, welches die Baugruppen 331 in an das Kreisbahn führende Element heran geschwenkter Position gegen das Kreisbahn führende Element 51 oder das Hauptrahmenelement 300 fixiert. Weiterhin kann es sinnvoll sein, die Walze beziehungsweise das Kreisbahn führende Element während des Transports durch eine Fixierung 333 gegen das Hauptrahmenelement 300 in einer Position zu fixieren. Gegebenenfalls kann dies Fixierungsposition so gewählt werden, dass die Drehpunkte 57 derart angeordnet sind, dass eine besonders geringe Höhe 317 erreicht wird. Die Minimierung der Höhe 317 der klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine dient der Reduzierung der erforderlichen Durchfahrtshöhe 318 oder, wenn die Durchfahrtshöhe auf einen Wert festgelegt wird oder einen zulässigen Rahmen vollständig ausschöpft, beispielsweise die in Deutschland im Straßenverkehr zulässige Fahrzeughöhe von 4 m, kann durch Reduzierung der Höhe 317 eine verbesserte Bodenfreiheit im Transportbetrieb erreicht werden.
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10 zeigt eine mögliche Ausführung einer klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine in Arbeitsposition in einer isometrischen Ansicht. Das Hauptrahmenelement 300 ist hier mit zwei Seitenrahmenelementen durch zwei drehbare Lagerungen um die Drehpunkte 303 herum verbunden. Es handelt sich somit um zwei Klapppaarungen von Rahmenelementen, beide Paarungen bestehen jeweils aus dem Hauptrahmenelement 300 und einem Seitenrahmenelement 301. In Arbeitsposition 320 sind die Seitenrahmenelemente 301 in Fahrtrichtung 37 betrachtet seitlich rechts und links neben dem Hauptrahmenelement 300 angeordnet. Die Drehbewegung der Klapppaarungen wird jeweils durch Sätze hier zweier parallel angeordneter, parallel-kinematisch wirkender Linearaktoren 306, hier beispielsweise als Hydraulikzylinder ausgebildet, mit entsprechend verbundenen ersten, Hauptrahmenelement-seitigen Kipphebeln 304 und zweiten, Seitenrahmenelement-seitigen Kipphebeln 305 angetrieben. Beide Klapppaarungen verfügen über je eine Einheit von Kinematikkomponenten (Linearaktoren 306, erste Kipphebel 304 und zweite Kipphebel 305) in Fahrtrichtung 37 vorne angeordnet und eine Einheit von Kinematikkomponenten hinten angeordnet. Die jeweils doppelte Ausführungen der Kinematik sind aber jeweils parallel in Fahrtrichtung 37 direkt hintereinanderliegend angeordnet und bilden somit die gleiche ebene Kinematik aus. Die Dopplung dient der Vermeidung beziehungsweise Minderung von Torsionskräften und -momenten der Rahmenelemente um die Drehachsen 303. Das Hauptrahmenelement 300 ist mit einem rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregat 335a drehbar gelagert verbunden. Die Seitenrahmenelemente 301 sind hier mit jeweils einem rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregat 335b drehbar gelagert verbunden. Das Hauptlager 70 ist der Drehpunkt des hier als Walze 51 ausgebildeten Kreisbahn führenden Elementes. Die Bearbeitungselemente 50 sind in den umlaufenden Drehpunkten 57 mit dem Kreisbahn führenden Element 51 drehbar gelagert verbunden. Die Klappbare Bodenbearbeitungsmaschine ist hier als getragenes Anbaugerät für eine Antriebseinheit, beispielsweise eine landwirtschaftliche Zugmaschine, ausgeführt. Mit der Antriebseinheit kann die Klappbare Bodenbearbeitungsmaschine über die hier als Dreipunktanbaubock 67 ausgeführte erste Kopplungseinheit verbunden werden.
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11 zeigt eine mögliche Ausführung einer klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine in Transportposition in einer isometrischen Ansicht. Das Hauptrahmenelement 300 ist hier mit zwei Seitenrahmenelementen durch zwei drehbare Lagerungen um die Drehpunkte 303 herum verbunden. Es handelt sich somit um zwei Klapppaarungen von Rahmenelementen, beide Paarungen bestehen jeweils aus dem Hauptrahmenelement 300 und einem Seitenrahmenelement 301. In Transportposition 319 sind die Seitenrahmenelemente 301 über dem Hauptrahmenelement 300 angeordnet. Die Drehbewegung der Klapppaarungen wird jeweils durch Sätze hier zweier parallel angeordneter, parallel-kinematisch wirkender Linearaktoren 306, hier beispielsweise als Hydraulikzylinder ausgebildet, mit entsprechend verbundenen ersten, Hauptrahmenelement-seitigen Kipphebeln 304 und zweiten, Seitenrahmenelement-seitigen Kipphebeln 305 angetrieben. Beide Klapppaarungen verfügen über je eine Einheit von Kinematikkomponenten (Linearaktoren 306, erste Kipphebel 304 und zweite Kipphebel 305) in Fahrtrichtung 37 vorne angeordnet und eine Einheit von Kinematikkomponenten hinten angeordnet. Die jeweils doppelte Ausführungen der Kinematik sind aber jeweils parallel in Fahrtrichtung 37 direkt hintereinanderliegend angeordnet und bilden somit die gleiche ebene Kinematik aus. Die Dopplung dient der Vermeidung beziehungsweise Minderung von Torsionskräften und -momenten der Rahmenelemente um die Drehachsen 303.
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Das Hauptrahmenelement 300 ist mit einem rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregat 335a drehbar gelagert verbunden. Die Seitenrahmenelemente 301 sind hier mit jeweils einem rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregat 335b drehbar gelagert verbunden. Das Hauptlager 70 ist der Drehpunkt des hier als Walze 51 ausgebildeten Kreisbahn führenden Elementes. Die Bearbeitungselemente 50 sind als Teil von Baugruppen 63 in den umlaufenden Drehpunkten 57 mit dem Kreisbahn führenden Element 51 drehbar gelagert verbunden.
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Die Klappbare Bodenbearbeitungsmaschine ist hier als getragenes Anbaugerät für eine Antriebseinheit, beispielsweise eine landwirtschaftliche Zugmaschine, ausgeführt. Mit der Antriebseinheit kann die Klappbare Bodenbearbeitungsmaschine über die hier als Dreipunktanbaubock 67 ausgeführte erste Kopplungseinheit verbunden werden.
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12 zeigt eine mögliche Ausführung einer klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine während des Klappvorganges in einer isometrischen Ansicht. Das Hauptrahmenelement 300 ist hier mit zwei Seitenrahmenelementen durch zwei drehbare Lagerungen um die Drehpunkte 303 herum verbunden. Es handelt sich somit um zwei Klapppaarungen von Rahmenelementen, beide Paarungen bestehen jeweils aus dem Hauptrahmenelement 300 und einem Seitenrahmenelement 301. In der hier zu sehenden Darstellung befinden sich die Seitenrahmenelemente 301 inklusive der mit Ihnen verbundenen rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregate 335b in einer Schräglage während der Schwenkung zwischen Arbeitsposition und Transportposition. Die Drehbewegung der Klapppaarungen wird jeweils durch Sätze hier zweier parallel angeordneter, parallel-kinematisch wirkender Linearaktoren 306, hier beispielsweise als Hydraulikzylinder ausgebildet, mit entsprechend verbundenen ersten, Hauptrahmenelement-seitigen Kipphebeln 304 und zweiten, Seitenrahmenelement-seitigen Kipphebeln 305 angetrieben. Beide Klapppaarungen verfügen über je eine Einheit von Kinematikkomponenten (Linearaktoren 306, erste Kipphebel 304 und zweite Kipphebel 305) in Fahrtrichtung 37 vorne angeordnet und eine Einheit von Kinematikkomponenten hinten angeordnet. Die jeweils doppelte Ausführungen der Kinematik sind aber jeweils parallel in Fahrtrichtung 37 direkt hintereinanderliegend angeordnet und bilden somit die gleiche ebene Kinematik aus. Die Dopplung dient der Vermeidung beziehungsweise Minderung von Torsionskräften und -momenten der Rahmenelemente um die Drehachsen 303.
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Das Hauptrahmenelement 300 ist mit einem rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregat 335a drehbar gelagert verbunden. Die Seitenrahmenelemente 301 sind hier mit jeweils einem rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregat 335b drehbar gelagert verbunden. Das Hauptlager 70 ist der Drehpunkt des hier als Walze 51 ausgebildeten Kreisbahn führenden Elementes. Die Bearbeitungselemente 50 sind in den umlaufenden Drehpunkten 57 mit dem Kreisbahn führenden Element 51 drehbar gelagert verbunden.
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Die Klappbare Bodenbearbeitungsmaschine ist hier als getragenes Anbaugerät für eine Antriebseinheit, beispielsweise eine landwirtschaftliche Zugmaschine, ausgeführt. Mit der Antriebseinheit kann die Klappbare Bodenbearbeitungsmaschine über die hier als Dreipunktanbaubock 67 ausgeführte erste Kopplungseinheit verbunden werden.
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13 zeigt eine mögliche Ausführung einer klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine in Arbeitsposition der Vorderansicht. Das Hauptrahmenelement 300 ist hier mit zwei Seitenrahmenelementen durch zwei drehbare Lagerungen um die Drehpunkte 303 herum verbunden. Es handelt sich somit um zwei Klapppaarungen von Rahmenelementen, beide Paarungen bestehen jeweils aus dem Hauptrahmenelement 300 und einem Seitenrahmenelement 301. In Arbeitsposition 320 sind die Seitenrahmenelemente 301 in Fahrtrichtung betrachtet seitlich rechts und links neben dem Hauptrahmenelement 300 angeordnet. Die Drehbewegung der Klapppaarungen wird jeweils durch Linearaktoren 306, hier beispielsweise als Hydraulikzylinder ausgebildet, mit entsprechend verbundenen ersten, Hauptrahmenelement-seitigen Kipphebeln 304 und zweiten, Seitenrahmenelement-seitigen Kipphebeln 305 angetrieben.
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Das Hauptrahmenelement 300 ist mit einem rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregat 335a drehbar gelagert verbunden. Die Seitenrahmenelemente 301 sind hier mit jeweils einem rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregat 335b drehbar gelagert verbunden. Das Hauptlager 70 ist der Drehpunkt des hier als Walze 51 ausgebildeten Kreisbahn führenden Elementes. Die Bearbeitungselemente 50 sind mit dem Kreisbahn führenden Element 51 drehbar gelagert verbunden.
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Die Klappbare Bodenbearbeitungsmaschine ist hier als getragenes Anbaugerät für eine Antriebseinheit, beispielsweise eine landwirtschaftliche Zugmaschine, ausgeführt. Mit der Antriebseinheit kann die Klappbare Bodenbearbeitungsmaschine über die hier als Dreipunktanbaubock 67 ausgeführte erste Kopplungseinheit verbunden werden.
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Die Klappbare Bodenbearbeitungsmaschine ist hier in der Vorderansicht dargestellt. Das heißt, dass die Vorfahrtbewegungsrichtung hier normal zur Projektionsebene ist. Die Vertikale ist durch die Linie mit Bezugsziffer 326 dargestellt, oben die Richtung bei Bezugsziffer 327, oben bei Bezugsziffer 328. Die Klappbare Bodenbearbeitungsmaschine befindet sich hier, wie bereits erläutert, in Arbeitsposition 320. Die Bearbeitungselemente 50 dringen im Arbeitsbetrieb zumindest zeitweise in den Boden ein. Bei Ausführung des Kreisbahn führenden Elementes als Walze 51 verläuft hierbei die Bodenoberfläche vorzugsweise entlang der gestrichelten Linie 11. Um eine günstige Bearbeitungswirkung zu erzielen, zeigen die Bearbeitungselemente 50 in der hier gezeigten, zur Vorfahrtrichtung normalen Projektionsebene auf der vom Rahmen abgewandten Seite des Kreisbahn führenden Elementes vorzugsweise senkrecht nach unten. Dies gilt für die hier mit Bezugsziffer 50c dargestellten Elemente sowohl für die Bearbeitungselemente 50c des mit dem Hauptrahmenelement 300 verbundenen rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregates 335a als auch für die Bearbeitungselemente 50c der mit den Seitenrahmenelementen 301 verbundenen rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregate 335b. All diese Bearbeitungselemente 50c zeigen hier senkrecht nach unten 328 entlang der Vertikalen 326. Wobei in alternativen Ausführungen in der Praxis auch Abweichungen von der Vertikalen 328 von regelmäßig weniger als +/-35°, vorzugsweise weniger als +/-15°, besonders bevorzugt weniger als +/-3° möglich sind.
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14 zeigt eine mögliche Ausführung einer klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine in Transportposition der Vorderansicht. Das Hauptrahmenelement 300 ist hier mit zwei Seitenrahmenelementen durch zwei drehbare Lagerungen um die Drehpunkte 303 herum verbunden. Es handelt sich somit um zwei Klapppaarungen von Rahmenelementen, beide Paarungen bestehen jeweils aus dem Hauptrahmenelement 300 und einem Seitenrahmenelement 301. In Transportposition 319 sind die Seitenrahmenelemente 301 entlang der Vertikalen 326 über dem Hauptrahmenelement 300 angeordnet. Die Drehbewegung der Klapppaarungen wird jeweils durch Linearaktoren 306, hier beispielsweise als Hydraulikzylinder ausgebildet, mit entsprechend verbundenen ersten, Hauptrahmenelement-seitigen Kipphebeln 304 und zweiten, Seitenrahmenelement-seitigen Kipphebeln 305 angetrieben.
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Das Hauptrahmenelement 300 ist mit einem rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregat 335a drehbar gelagert verbunden. Die Seitenrahmenelemente 301 sind hier mit jeweils einem rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregat 335b drehbar gelagert verbunden. Das Hauptlager 70 ist der Drehpunkt des hier als Walze 51 ausgebildeten Kreisbahn führenden Elementes. Die Bearbeitungselemente 50 sind mit dem Kreisbahn führenden Element 51 drehbar gelagert verbunden.
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Die Klappbare Bodenbearbeitungsmaschine ist hier als getragenes Anbaugerät für eine Antriebseinheit, beispielsweise eine landwirtschaftliche Zugmaschine, ausgeführt. Mit der Antriebseinheit kann die Klappbare Bodenbearbeitungsmaschine über die hier als Dreipunktanbaubock 67 ausgeführte erste Kopplungseinheit verbunden werden.
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Die Klappbare Bodenbearbeitungsmaschine ist hier in der Vorderansicht dargestellt. Das heißt, dass die Vorfahrtbewegungsrichtung hier normal zur Projektionsebene ist. Die Vertikale ist durch die Linie mit Bezugsziffer 326 dargestellt, oben die Richtung bei Bezugsziffer 327, oben bei Bezugsziffer 328. Die Klappbare Bodenbearbeitungsmaschine befindet sich hier, wie bereits erläutert, in Transportposition 319. Die Bearbeitungselemente 50 dringen im Arbeitsbetrieb zumindest zeitweise in den Boden ein. Die Bearbeitungselemente 50d des mit dem Hauptrahmenelement 300 verbundenen rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregates 335a zeigen auf der vom Rahmen abgewandten Seite des Kreisbahn führenden Elementes 51 entlang der Vertikalen 326 senkrecht nach unten 328. Dies entspricht unverändert Ihrer Ausrichtung in Arbeitsposition. Die Bearbeitungselemente 50d der mit dem Seitenrahmenelement 301 verbundenen rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregate 335b zeigen auf der vom Rahmen abgewandten Seite des Kreisbahn führenden Elementes 51 entlang der Vertikalen 326 senkrecht nach oben 327. Dies ist ihrer Ausrichtung in Arbeitsposition entgegengesetzt. Dies ist im Transportbetrieb aus Gründen der Verkehrssicherheit besonders zu bevorzugen, da seitlich hierdurch keine Bearbeitungselemente von der Hauptkontur der Maschine abstehen und in den Gegenverkehr oder an die Fahrbahnseite ragen. Über die Hauptkontur der Maschine seitlich überstehende Bearbeitungselemente stellen bei seitlicher Ausrichtung in dieser Projektionsebene im Transportbetrieb regelmäßig eine Gefahr dar, da Sie im Vergleich zum Rahmen schlechter gesehen werden. Dies kann zu Kratzern, Verhaken oder Kollisionen mit Fahrzeugen des Gegenverkehrs oder mit Schildern oder seitlichem Straßenbewuchs, wie Büschen oder Bäumen führen.
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Wobei zur Vermeidung dieses Verhaltens in alternativen Ausführungen in der Praxis auch Abweichungen der Ausrichtung der Bearbeitungselemente 50d entlang der Vertikalen 328 dieser Projektionsebene von regelmäßig weniger als +/-35°, vorzugsweise weniger als +/-15°, besonders bevorzugt weniger als +/-3° möglich sind.
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15 zeigt eine mögliche Ausführung einer klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine in Arbeitsposition in einer isometrischen Ansicht der Rückseite der Maschine. Das Hauptrahmenelement 300 ist hier mit zwei Seitenrahmenelementen durch zwei drehbare Lagerungen um die Drehpunkte 303 herum verbunden. Es handelt sich somit um zwei Klapppaarungen von Rahmenelementen, beide Paarungen bestehen jeweils aus dem Hauptrahmenelement 300 und einem Seitenrahmenelement 301. In Arbeitsposition 320 sind die Seitenrahmenelemente 301 in Fahrtrichtung 37 betrachtet seitlich rechts und links neben dem Hauptrahmenelement 300 angeordnet. Die Drehbewegung der Klapppaarungen wird jeweils durch Sätze hier zweier parallel angeordneter, parallel-kinematisch wirkender Linearaktoren 306, hier beispielsweise als Hydraulikzylinder ausgebildet, mit entsprechend verbundenen ersten, Hauptrahmenelement-seitigen Kipphebeln 304 und zweiten, Seitenrahmenelement-seitigen Kipphebeln 305 angetrieben. Beide Klapppaarungen verfügen über je eine Einheit von Kinematikkomponenten (Linearaktoren 306, erste Kipphebel 304 und zweite Kipphebel 305) in Fahrtrichtung 37 vorne angeordnet und eine Einheit von Kinematikkomponenten hinten angeordnet. Die jeweils doppelte Ausführungen der Kinematik sind aber jeweils parallel in Fahrtrichtung 37 direkt hintereinanderliegend angeordnet und bilden somit die gleiche ebene Kinematik aus. Die Dopplung dient der Vermeidung beziehungsweise Minderung von Torsionskräften und -momenten der Rahmenelemente um die Drehachsen 303.
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Das Hauptrahmenelement 300 ist mit einem rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregat drehbar gelagert verbunden. Die Seitenrahmenelemente 301 sind hier mit jeweils einem rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregat drehbar gelagert verbunden. Das Hauptlager 70 ist der Drehpunkt des hier als Walze 51 ausgebildeten Kreisbahn führenden Elementes. Die Bearbeitungselemente 50 sind in den umlaufenden Drehpunkten 57 mit dem Kreisbahn führenden Element 51 drehbar gelagert verbunden.
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Die klappbare Bodenbearbeitungsmaschine ist hier als getragenes Anbaugerät für eine Antriebseinheit, beispielsweise eine landwirtschaftliche Zugmaschine, ausgeführt. Mit der Antriebseinheit kann die Klappbare Bodenbearbeitungsmaschine über die hier als Dreipunktanbaubock 67 ausgeführte erste Kopplungseinheit verbunden werden.
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Die klappbare Bodenbearbeitungsmaschine verfügt hier über eine zweite Kopplungseinheit, mittels derer die klappbare Bodenbearbeitungsmaschine mit einer weiteren landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine verbunden werden kann. Die zweite Kopplungseinheit ist hier durch zwei Unterlenker 338 ausgebildet, mittels derer beispielsweise eine gezogene Scheibenegge oder eine gezogene Drillmaschine mit der klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine kombinierbar ist. Hierbei ist besonders die kurze Bauweise der rotatorischen Bodenbearbeitungsaggregate von Vorteil. Optional können die Unterlenker 338 auch höhenverstellbar sein, um eine Unabhängigkeit der Bearbeitungstiefen etwaig mit der klappbaren Bodenbearbeitungsmaschine kombinierbarer Maschinen sicherzustellen. Alternativ zur Ausführung als Unterlenker 338 kann die zweite Kopplungseinheit beispielsweise auch als Dreipunktaufnahme, Zugmaul, Zugpendel, Kugelkopfkupplung oder ähnliches ausgeführt sein.
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Die Seitenrahmenelemente 301 sind durch die Verstärkungsbleche 336 verstrebt/versteift und verstärkt. Das Hauptrahmenelement 301 ist durch Verstärkungsbleche 337 verstrebt/versteift und verstärkt. Hierbei ist die Position der Verstärkungsbleche 337 in sehr nahe den Unterlenkern 338 so gewählt, dass diese die Zugkraft der hier verbindbaren weiteren landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine direkt aufnehmen und an die als Dreipunktaufnahmebock 67 ausgeführte erste Kopplungseinheit durchleiten. Ein Spazierenführen der Zugkräfte der an den Unterlenkern 338 der hier verbindbaren weiteren landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine auf verschiedenen Einzelteilen des Hauptrahmenelement 300 wird somit vermieden.
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Die vorstehenden Ausführungsbeispiele dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Dem Fachmann bereitet es keine Schwierigkeiten, die Ausführungsbeispiele auf eine ihm geeignet erscheinende Weise abzuwandeln, um sie an einen konkreten Anwendungsfall anzupassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Freiraum/Luftraum über der bearbeiteten Fläche
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- Bodenoberfläche
- 12
- Bodengefüge, welches durch das Bearbeitungselement während der Bearbeitung direkt überstrichen / bewegt wurde.
- 12a
- Bodengefüge, welches durch das Bearbeitungselement an einem früheren Einstichpunkt direkt überstrichen / bewegt wurde.
- 13
- Bodengefüge, welches durch das Bearbeitungselement während der Bearbeitung zum Zeitpunkt der Darstellung (noch) nicht direkt überstrichen / bewegt wurde.
- 13a
- Bodengefüge, welches durch das Bearbeitungselement an einem früheren Einstichpunkt nicht direkt überstrichen / bewegt wurde, somit nicht oder nur mittelbar bewegt wurde.
- 35
- Dreh-/Schwenkbewegung des Bearbeitungselementes um den auf der Kreisbahn bewegten Lagerpunkt.
- 36
- Dreh-/Abrollbewegung der Walze.
- 37
- Vorfahrtbewegungsrichtung der Vorrichtung
- 50
- Bearbeitungselement
- 50a
- Bearbeitungselement während der Fortbewegung zur nächsten Einstichposition.
- 50b
- Quer zur Vorfahrtrichtung der Vorrichtung seitlich benachbart angeordnete Bearbeitungselemente.
- 50c
- Bearbeitungselement, hier von der Walze auf der vom Rahmenelement abgewandten Seite in zur Vorfahrtrichtung normaler Projektionsfläche vertikal nach unten gerichtet.
- 50d
- Bearbeitungselement, hier von der Walze auf der vom Rahmenelement abgewandten Seite in zur Vorfahrtrichtung normaler Projektionsfläche vertikal nach oben gerichtet.
- 51
- Walze, welche über dem Boden abrollt und an welcher die Bearbeitungselemente drehbar gelagert befestigt sind.
- 52
- Teilradius der Walze, auf welchem die Lagerpunkte der Bearbeitungselemente angeordnet sind.
- 57
- Drehpunkt des Bearbeitungselementes oder Elementträgerrahmens mit mehreren Bearbeitungselementen.
- 63
- Drehbarer Elementträgerrahmen für mehrere Bearbeitungselemente.
- 67
- Dreipunktaufnahmebock.
- 70
- Hauptlager der Achse der Walze / Drehpunkt des die Umlaufbahn führenden Elements.
- 100
- Bearbeitungstiefe.
- 101
- Halbe Bearbeitungstiefe.
- 102
- Distanz direkt bewegten Bodens pro Einstichposition auf der Tiefenlinie der halben Bearbeitungstiefe entlang der Vorfahrtrichtung.
- 103
- Distanz nicht direkt bewegten, das heißt nicht oder nur mittelbar bewegten, Bodens zwischen Einstichpositionen auf der Tiefenlinie der halben Bearbeitungstiefe entlang der Vorfahrtrichtung.
- 201
- Befestigungsflansch für Bearbeitungselement.
- 202
- Mit den Bearbeitungselementen fest verbundenes erstes Anschlagelement.
- 203
- Mit den Bearbeitungselementen fest verbundenes zweites Anschlagelement.
- 204
- Schenkel von Spiralfeder.
- 205
- Spiralfeder.
- 206
- Baugruppe von fest verbundenen Bearbeitungselementen, Anschlagelementen und Elementträgerrahmen.
- 209
- Winkel der zwischen den mit den Bearbeitungselementen fest verbundenen Anschlägen aufgespannt wird.
- 210
- Mit der Walze fest verbundenes, hier verschweißtes, Rohr, welches mit dem die Kreisbahn führenden Element verbundene Anschläge ausbildet.
- 211a
- Drehachse der Baugruppe von fest verbundenen Bearbeitungselementen, Anschlagelementen und Elementträgerrahmen im in Fahrtrichtung rechten Segment der Walze.
- 211b
- Drehachse der Baugruppe von fest verbundenen Bearbeitungselementen, Anschlagelementen und Elementträgerrahmen im in Fahrtrichtung linken Segment der Walze.
- 300
- Rahmenelement Hauptrahmen.
- 301
- Rahmenelement Seitenrahmen.
- 302
- Veränderlicher Winkel, der während des Klappvorganges zwischen den Rahmenelementen aufgespannt wird.
- 303
- Drehpunkt zwischen den Rahmenelementen des Hauptrahmen und des Seitenrahmen.
- 304
- Erster Hebel, mit dem Rahmenelement Hauptrahmen drehbar verbunden.
- 304a
- Erster Hebel, mit dem Rahmenelement Hauptrahmen drehbar verbunden, hier gestrichelt dargestellt.
- 305
- Zweiter Hebel, mit dem Rahmenelement Seitenrahmen drehbar verbunden.
- 305a
- Zweiter Hebel, mit dem Rahmenelement Seitenrahmen drehbar verbunden, hier gepunktet dargestellt.
- 306
- Linearaktor, während des Klappvorganges längenveränderlich, beispielsweise als Hydraulikzylinder ausgebildet.
- 306a
- Linearaktor, während des Klappvorganges längenveränderlich, beispielsweise als Hydraulikzylinder ausgebildet, hier durch Strich-Punkt-Linie dargestellt.
- 310
- Klappmechanismus mit einem Rahmenelement Hauptrahmen und zwei Rahmenelementen Seitenrahmen schematisch als ebene Kinematik dargestellt, Klappwinkel zwischen den Rahmenelementen hier 0°, Transportposition.
- 311
- Klappmechanismus mit einem Rahmenelement Hauptrahmen und zwei Rahmenelementen Seitenrahmen schematisch als ebene Kinematik dargestellt, Klappwinkel zwischen den Rahmenelementen hier 30°.
- 312
- Klappmechanismus mit einem Rahmenelement Hauptrahmen und zwei Rahmenelementen Seitenrahmen schematisch als ebene Kinematik dargestellt, Klappwinkel zwischen den Rahmenelementen hier 60°.
- 313
- Klappmechanismus mit einem Rahmenelement Hauptrahmen und zwei Rahmenelementen Seitenrahmen schematisch als ebene Kinematik dargestellt, Klappwinkel zwischen den Rahmenelement hier 90°.
- 314
- Klappmechanismus mit einem Rahmenelement Hauptrahmen und zwei Rahmenelementen Seitenrahmen schematisch als ebene Kinematik dargestellt, Klappwinkel zwischen den Rahmenelementen hier 120°.
- 315
- Klappmechanismus mit einem Rahmenelement Hauptrahmen und zwei Rahmenelementen Seitenrahmen schematisch als ebene Kinematik dargestellt, Klappwinkel zwischen den Rahmenelementen hier 150°.
- 316
- Klappmechanismus mit einem Rahmenelement Hauptrahmen und zwei Rahmenelementen Seitenrahmen schematisch als ebene Kinematik dargestellt, Klappwinkel zwischen den Rahmenelementen hier 180°, Arbeitsposition.
- 317
- Höhe in Transportposition.
- 318
- Durchfahrtshöhe.
- 319
- Transportposition.
- 320
- Arbeitsposition.
- 321
- Beispieltabelle von Längenwerten des Linearaktors über Klappwinkel zwischen Rahmenelementen.
- 322
- Länge des Linearaktors in Millimetern (mm).
- 323
- Kurve der Längenwerte des Linearaktors über Klappwinkel zwischen Rahmenelementen.
- 324
- Ableitung der Längenwerte des Linearaktors nach dem Klappwinkel.
- 326
- Vertikale.
- 327
- Oben.
- 328
- Unten.
- 329
- Kurve der Ableitung der Längenwerte des Linearaktors nach dem Klappwinkel über dem Klappwinkel dargestellt.
- 330
- Baugruppe von fest verbundenen Bearbeitungselementen und Elementträgerrahmen, hier mit der in Transportposition senkrecht nach oben geklappten Walze drehbar gelagert verbunden und im Drehpunkt an die Walze heran geklappt.
- 331
- Baugruppe von fest verbundenen Bearbeitungselementen und Elementträgerrahmen, hier mit der in Transportposition mit der mit dem Hauptrahmen verbundenen Walze drehbar gelagert verbunden und im Drehpunkt an die Walze heran geklappt.
- 332
- Fixierungselement, beispielsweise Seil oder Kette, für an die untere Walze in Transportposition heran geklappte Bearbeitungselemente.
- 333
- Verdrehsicherung für Walze in Transportposition.
- 334
- Stützfuß.
- 335
- rotatorisches Bodenbearbeitungsaggregat.
- 335a
- rotatorisches Bodenbearbeitungsaggregat, hier mit einem Hauptrahmenelement drehbar gelagert verbunden.
- 335b
- rotatorisches Bodenbearbeitungsaggregat, hier mit einem Seitenrahmenelement drehbar gelagert verbunden.
- 336
- Rahmenverstärkung des Seitenrahmens.
- 337
- Rahmenverstärkung des Hauptrahmens.
- 338
- zweite Kopplungseinheit für weitere landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, hier als Unterlenker ausgebildet.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- [NP1] Spatenmaschine Wikipedia (https://de.wikipedia.org/wiki/Spatenmaschine. abgerufen am 15.03.2023).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0265397 B1 [0005]
- EP 0289517 B1 [0006]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- https://de.wikipedia.org/wiki/Spatenmaschine. abgerufen am 15.03.2023 [0069]