DE3232392C2 - Vorrichtung zum Ernten von Früchten und Beeren in Reihenkulturen - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zum Ernten von Früchten oder Beeren, insbesondere Weintrauben, für Reihenkulturen. Die Vorrichtung besteht aus einem Fahrzeug, auf dessen Chassis drehbare "Igel"-Walzen gelagert sind, deren Finger oder Stacheln in die Vegatation eindringen und die Früchte abbrechen. Die Walzen sind in koaxiale und übereinander angeordnete Elemente unterteilt, die jedes eine Nabe besitzen, die auf der vertikalen Antriebswelle aufgekeilt ist und die mit dieser Welle einen veränderbaren Winkel α bildet und die ferner Hülsen aufweisen, die auf den Naben frei drehbar sind und ebenfalls unter dem gleichen Winkel α geneigt sind, wobei diese Naben Finger und einen Träger für in Rotation gebrachte Massegewichte tragen. Diese Vorrichtung bewirkt eine Vibration der Finger, die durch die Drehgeschwindigkeit der Welle, die Änderung des Winkels α und die Hublänge der Massegewichte steuerbar ist, wobei die Vibration sich aus einer vertikalen Komponente und einer horizontalen Komponente zusammensetzt, von denen jede unabhängig von der anderen einstellbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ernten von Früchten und Beeren durch Vibrieren der die Früchte oder Beeren tragenden, in Reihen angeordneten Pflanzen mit zumindest einem Paar von mit elastischen Stacheln bestückten Stachelwalzen, das an einem Fahrzeug angeordnet und mittels diesem an den Pflanzenreihen unter beidseitigem, abrollendem Eingriff der Stacheln in die Pflanzen entlang bewegt wird, wobei jede Walze aus zumindest einer auf einer rotierenden, vertikalen Walzenwelle sitzenden Hülse besteht, auf deren Umfang die Stacheln angeordnet sind, und wobei jede Walze mit zumindest einem exzentrisch an einer an der Hülse gelagerten, vertikalen Welle sitzenden Unwuchtkörper verbunden ist, der den Stacheln eine horizontale Dreh-Vibration aufprägt.
• Es ist eine Vorrichtung der genannten Art bekannt (US-PS 42 83 906), bei welcher jede Stachelwalze von ihrer vertikalen Walzenwelle in Drehung versetzt wird, wobei die Vorwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs und die Umfangsgeschwindigkeit der Stachelwalzen derart synchronisiert sind, daß die Stachelspitzen gegenüber den von ihnen berührten Pflanzenteilen im wesentlichen die Relativgeschwindigkeit Null haben, deren Früchte also ausschließlich durch die den Stacheln mittels der Unwuchtkörper übertragenen Vibration von den Pflanzen abgetrennt werden. Auf diese Weise wird eine Beschädigung der Pflanzen durch den Erntevorgang weitgehend vermieden. Ein Nachteil dieser Vorrichtung besteht jedoch darin, daß die Vibration der Stacheln lediglich in horizontaler Richtung erfolgt, was bei der Unregelmäßigkeit des Wuchses der Pflanzen dazu führt, daß ein Teil der Beeren oder Früchte, etwa solche an nahezu horizontalen Zweigen, sich nicht von der Pflanze lösen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß zur Einstellung der Frequenz der Vibration der Unwuchtkörper von einem eigenen Getriebe antreibbar sein muß, das unabhängig von der Drehgeschwindigkeit der Walzenwelle verstellbar ist, weil - wie erwähnt - die Walzendrehgeschwindigkeit mit der Fahrgeschwindigkeit synchronisiert sein muß.
• Weiterhin ist aus der US-PS 33 44 591 eine Vorrichtung zum Ernten von Früchten und Beeren bekannt, bei welcher die Stachelwalzen frei drehbar auf sich nicht drehenden Vertikalachsen sitzen und wobei den Stacheln durch Kurbeltriebe Vibrationen aufgeprägt werden. Bei dieser Vorrichtung ergibt sich also die Umdrehungsgeschwindigkeit der Stachelwalzen durch den von den Pflanzen den Stacheln entgegengesetzten Widerstand, so daß es keiner besonderen Einrichtung zum Synchronisieren von Fahrgeschwindigkeit und Walzendrehgeschwindigkeit bedarf, um die Relativgeschwindigkeit zwischen den Pflanzenteilen und den Stachelspitzen in der Größenordnung von Null zu halten. Andererseits sind aber hier, weil die Walzenwellen nicht angetrieben sind, besondere Kurbeltriebe und besondere Antriebe für diese erforderlich, um die erwünschten Vibrationen der Stacheln zu erreichen, was zu einer aufwendigen Konstruktion führt, die eine häufige Wartung erfordert. Darüberhinaus sind auch bei dieser bekannten Vorrichtung lediglich horizontale Vibrationen der Stacheln vorgesehen und möglich, was zu unbefriedigenden Ernteergebnissen führt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung so zu verbessern, daß bei Beibehaltung eines pflanzenschonenden Erntevorgangs und eines vertretbaren konstruktiven Aufwands den unterschiedlichen Formen des Pflanzenwachstums Rechnung getragen und sichergestellt wird, daß sich im wesentlichen alle Früchte und Beeren von den Pflanzen ablösen.
• Dies wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.
• Gemäß der Erfindung sind also die Stachelwalzen frei auf ihren Walzenwellen drehbar, so daß ihre Umdrehungsgeschwindigkeit durch die Pflanzen selbst und nicht durch die Drehgeschwindigkeit der Walzenwellen vorgegeben wird, wobei jedoch die Walzenwellen trotzdem angetrieben werden, weil es damit auf einfache Weise möglich ist, durch Unwuchtkörper die gewünschten Horizontalvibrationen der Stacheln herbeizuführen. Dabei kann die Stärke dieser horizontalen Vibration einfach durch Verändern der Geschwindigkeit der Walzenwellen verändert werden, ohne daß damit die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen selbst beeinflußt wird. Weiterhin wird durch die Schräganordnung der die Stacheln tragenden Hülsen bzw. der sie lagernden Naben auf der sich drehenden Walzenwelle den Stacheln zusätzlich eine Vibration in vertikaler Richtung aufprägt, so daß auch an nahezu horizontalen Zweigen sitzende Früchte und Beeren abgeschüttelt werden. Dabei kann die Frequenz dieser vertikalen Vibrationen durch Ändern der Drehgeschwindigkeit der Walzenwelle, die Amplituden durch Ändern des Neigungswinkels der Nabe beliebig eingestellt werden. Praktische Versuche haben ergeben, daß die Kombination aus einzeln einstellbaren horizontalen und vertikalen Vibrationen bei unterschiedlichsten Pflanzenarten ein nahezu restfreies Ernten bei größter Pflanzenschonung gewährleistet. Es ist zwar auch bereits eine Vorrichtung zum Ernten von Früchten und Beeren bekannt (US-PS 33 25 984), bei der Stachelwalzen vertikalen Vibrationen unterworfen sind. Diese bekannte Vorrichtung führt jedoch keine Vibrationen in horizontaler Ebene aus, was zu einem unbefriedigenden Ernteergebnis führt. Darüberhinaus ist die dort verwendete, sehr aufwendige Konstruktion zur Erzeugung der vertikalen Vibrationen kaum auf Anordnungen übertragbar, bei denen die Stachelwalzen so ausgebildet und gelagert sind, daß sie Vibrationen in horizontaler Ebene ausführen können.
• Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
• Fig. 1 schematisch eine vereinfachte Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
• Fig. 2 schematisch eine Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von oben und
• Fig. 3 einen vertikalen Schnitt durch eine Walze der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
• Die Vorrichtung zum Ernten von Früchten und Beeren enthält in klassischer Weise ein Chassis 1, welches eine Vegetationsreihe 2 übergreift und das sich in bezug auf den Erdboden mit Hilfe von Rädern 3 bewegt. Die Vorrichtung enthält im übrigen ein System 5 zum Abbrechen der Früchte und ein nicht dargestelltes, abgedichtetes System zur Aufnahme und zur Evakuierung der abgebrochenen Ernte.
• Das System 5 zum Abbrechen der Ernte enthält in bekannter Weise ein oder mehrere Paare von Stachelwalzen 6 mit vertikaler Walzenwelle 7. Jede Stachelwalze wird von zwei horizontalen Armen 8 gehalten. Diese Arme schwenken um eine in der Maschine fest angeordnete vertikale Achse 9, wobei diese Achse 9 nach außen und nach vorwärts zur Walzenwelle 7 versetzt ist. So kann sich die Walzenwelle 7 auf einem Kreisbogen 10 um die Achse 9 bewegen. Ferner ist eine Feder 11 einerseits an einem festen Punkt 12 und andererseits an einem Punkt 13 des Armes 8 befestigt, wodurch eine Rückzugskraft 14 auf die Arme 8 ausgeübt wird, wodurch die Stachelwalze 6 zwangsweise in die Vegetation gedrängt wird.
• Jede Stachelwalze 6 ist mit Stacheln 15 aus flexiblem Material versehen, die fächerförmig in einer horizontalen Reihe angeordnet sind, wobei die Stachelwalze in Abhängigkeit von der abzusuchenden Zone mit mehreren Reihen versehen ist. Die Stacheln sind auf einer Hülse 16 befestigt, die sich frei auf einer Nabe 26 drehen kann, und zwar aufgrund eines Kugellagers 40. Diese Nabe 26 ist fest mit einem Querstift 36 verbunden, der auf der Walzenwelle 7 verkeilt ist und der mit Hilfe eines Flanschrings 31 auf der vertikalen Walzenwelle um einen Winkel α geneigt ist, wobei der Flanschring 31 auf die Walzenwelle 7 aufgekeilt ist und mit zwei Neigungs-Stellschrauben 37 ausgestattet ist, welche an der oberen Fläche der Nabe 26 anliegen. Indem auf diese Weise die Stachelwalzen 6 frei drehbar auf der Walzenwelle 7 gelagert sind, ruft das Eindringen der Stacheln 15 in die Vegetation 2, was durch die Vorwärtsbewegung der Maschine begleitet wird, eine Drehung der Stachelwalzen 6 in Richtung der Pfeile 17 und 18 hervor (entgegengesetzt auf jeder Seite der Reihe), und zwar mit einer Geschwindigkeit, die gleich der Vorwärtsbewegung der Vorrichtung ist. Auf diese Weise ist das äußerste Ende der Stacheln 15, das sich in Kontakt mit der Vegetation befindet, in bezug auf die Vegetation unbeweglich.
• In der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Stacheln 15 rechtwinkelig an den Hülsen 16, 16 a. . . usw. angesetzt und die Hülsen 16, 16 a. . . unabhängig voneinander und übereinanderliegend angeordnet, wobei jede Hülse eine oder mehrere Stachelreihen (in der Zeichnung sind es zwei) trägt.
• Die Achse jeder Hülse ist in bezug auf die Walzenwelle 7 um einen Winkel α geneigt, der nach beiden Seiten veränderbar ist. Die Stacheln 15 sind in bezug auf die Horizontale um den gleichen Winkel α geneigt. Die Walzenwelle 7 wird durch zwei horizontale Arme 8 gehalten, in denen sie sich drehen kann. Wie bekannt, schwenken die Arme 8 um eine fest in der Maschine angeordnete vertikale Achse 9, und sie sind einer Kraft 14 unterworfen, die die Stacheln 15 in die Vegetation drängt.
• Gemäß der Erfindung wird die Walzenwelle 7 durch einen Motor 27 angetrieben, und zwar mit Hilfe zweier Ritzel 28 und 29 und einer Kette 30. Die Rotation der Walzenwelle 7 wird auf die Naben 26 übertragen, die auf die Welle aufgekeilt sind. Nach einer Halbdrehung der Walzenwelle 7 liegt der Neigungswinkel α der Hülsen 26 dem Anfangswinkel α gegenüber. So sind die Stacheln 15, die zu Beginn um einen Winkel α nach abwärts geneigt sind (Fig. 3, die voll ausgezogenen Linien) nach einer Halbdrehung der Walzenwelle 7 (Fig. 3, die strichpunktierten Linien) um einen Winkel α nach aufwärts gerichtet, und sie befinden sich nach einer vollen Umdrehung in ihrer Ausgangslage. Die äußersten Enden der Stacheln 15 werden somit mit einer sinusförmigen Bewegung in einer Ebene angetrieben, die vertikal verläuft und die die Walzenwelle 7 durchsetzt. Diese Bewegung bewirkt auf die Vegetation eine vertikale Beschleunigung. Diese Beschleunigung ist steuerbar, indem einer oder beide der folgenden Faktoren geändert werden: die Drehgeschwindigkeit der Walzenwelle 7 und die Größe des Winkels α. Die Änderung des Winkels α der Naben kann auf beliebige Weise erreicht werden, entweder so, daß jede Nabe 26 gleichzeitig mitverstellt wird, oder es kann jede Nabe einzeln verstellt werden.
• Es ist auf diese Weise möglich, eine in Abhängigkeit von der Höhe der Vegetation veränderbare Beschleunigung zu erreichen.
• Nach einem anderen Merkmal der Erfindung wird ein Unwuchtkörper 19 um eine Achse 20 bewegt, die von einem Arm 38 der Hülse 16 gehalten ist. Die Bewegung wird von der Rotation der Walzenwelle 7 her übertragen, und zwar mit Hilfe von Ritzeln 32 und 33 und der Kette 34. So erteilt diese exzentrisch umlaufende Masse den Stacheln, unabhängig von der vertikalen Beschleunigung, eine Vibration, die von der Masse, von der Exzentrizität der Masse und von deren Drehgeschwindigkeit abhängt. Die Vibration erfolgt in einer im wesentlichen horizontalen Ebene.
• Die Vegetation wird auf diese Weise einer horizontalen Beschleunigung ausgesetzt. Diese kann unabhängig von der vertikalen Beschleunigung gesteuert werden, indem einer oder mehrere der folgenden Parameter geändert werden: Das Massegewicht, seine Exzentrizität, seine Geschwindigkeit (mit Hilfe von Ritzeln 32 und 33).
• Somit ermöglicht es die erfindungsgemäße Vorrichtung, eine Vegetation einer Beschleunigung zu unterwerfen, und zwar mit Hilfe von weich schwingenden Stacheln, welche in die Vegetation eindringen, wobei sie in bezug auf die Vegetation unbeweglich sind (mit Ausnahme der Schwingung). Diese Beschleunigung ist die Resultierende von zwei Komponenten:
  
• - eine vertikale Beschleunigung aufgrund der Rotation der Walzewelle 7 und der Neigung α der Naben 26;
• - eine horizontale Beschleunigung aufgrund der Rotation eines exzentrischen Unwuchtkörpers 19 um eine Achse 20, die von einem Arm 38 der Hülse 16 gehalten wird.


• Jede Komponente ist von Null bis zu einem Maximum einstellbar. Somit kann die Resultierende alle Werte und alle Neigungen zwischen der Vertikalen und der Horizontalen einnehmen.
• Andererseits kann eine unterschiedliche Einstellung für jede Etage der Stacheln, soweit sie von verschiedenen Hülsen 16 gehalten werden, erfolgen, und zwar sowohl für die vertikale Komponente als auch für die horizontale Komponente, wodurch es ermöglicht wird, der Vegetation eine unterschiedliche Beschleunigung zu erteilen, und zwar in Abhängigkeit von deren Höhe.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Ernten von Früchten und Beeren durch Vibrieren der die Früchte oder Beeren tragenden, in Reihen angeordneten Pflanzen, mit zumindest einem Paar von mit elastischen Stacheln bestückten Stachelwalzen, das an einem Fahrzeug angeordnet und mittels diesem an den Pflanzenreihen unter beidseitigem abrollendem Eingriff der Stacheln in die Pflanzen entlang bewegt wird, wobei jede Walze aus zumindest einer auf einer rotierenden, vertikalen Walzenwelle sitzenden Hülse besteht, auf deren Umfang die Stacheln angeordnet sind, und wobei jede Walze mit zumindest einem exzentrisch an einer an der Hülse gelagerten, vertikalen Welle sitzenden Unwuchtkörper verbunden ist, der den Stacheln eine horizontale Dreh-Vibration aufprägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Unwuchtkörper (19) von der rotierenden Walzenwelle (7 ) aus angetrieben ist, daß jede Hülse (16) frei drehbar auf einer mit der Walzenwelle (7) drehfest verbundenen Nabe (26) sitzt und daß zum zusätzlichen Aufprägen einer vertikalen Vibration auf die Stacheln (15) die Nabe (26) und damit auch die Hülse (16) gegenüber der Walzenwelle (7) um einen vorgegebenen Winkel ( α ) geneigt sind, wobei die Drehgeschwindigkeit der Walzenwelle (7) und der Neigungswinkel ( α ) der Naben-Hülsen-Einheit (26, 16) verstellbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (26) an einem mit der Walzenwelle (7) starr verbundenen Querstift (36) angelenkt und über Neigungs-Stellschrauben (37) mit einem Flanschring (31) verbunden ist, der oberhalb der Nabe (26) starr auf der Walzenwelle (7) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (26) fest mit einem Ritzel (32) verbunden ist, das über eine Kette (34) mit einem zweiten Ritzel (33 ) in Eingriff steht, das auf der Achse (20) des Unwuchtkörpers (19) drehfest sitzt, und daß die Welle (20) des Unwuchtkörpers (19) auf einem von der Hülse (16) abstehenden Arm (38) gelagert ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jede Stachelwalze aus mehreren die Stacheln tragenden Hülsen besteht, dadurch gekennzeichnet, das die Hülse (16) einer Walze (6) übereinander auf einer gemeinsamen Walzenwelle (7) angeordnet sind und jede Hülsennabe (26) eine gesonderte Neigungsverstellung aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Unwuchtkörper (19) und Unwuchtkörperantrieb (32, 33, 34) jeder Hülse (16) einer Walze (6) gesondert verstellbar sind.