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Bodenbearbeitungsmaschine
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Bodenbearbeitungsmaschine mit
einem oder mehreren in einem Tragrahmen gehaltenen und rotierend antreibbaren Werkzeugträgern,
die mit Bodenbearbeitungswerkzeugen bestückt sind.
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Bodenbearbeitungsmaschinen dieser Art sind in zahlreichen unterschiedlichen
Ausgestaltungen bekannt und diese haben sich auch in der Praxis gut bewährt. Zur
Höhenlageneinstellung der Werkzeugträger werden hierbei Kufen oder Gleitteller verwendet,
die etwa mittig zu diesen angeordnet sind. Der zu bearbeitende Boden wird somit
erst nach dem Arbeitsvorgang abgetastet, so daß evtl. Hindernisse meist zu spät
erfaßt und die Bodenbearbeitungswerkzeuge durch diese oftmals beschädigt werden.
Des weiteren ist hierbei von Nachteil, daß bei den vielfach gegebenen Bodenunebenheiten
eine gleichmäßige Bearbeitung nicht zu erzielen ist. Eine Änderung der Höhenlage
der Bodenbearbeitungswerkzeuge, die durch die Kufe oder den Gleitteller als Steuerglied
ausgelöst wird, erfolgt nämlich in bezug auf den Arbeitsbereich mit einer gewissen
Verzögerung, die
Oberflächengestaltung des zu bearbeitenden Bodens
ist demnach nicht exakt auf die Bodenbearbeitungswerkzeuge übertragbar.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bodenbearbeitungsmaschine
der vorgenannten Gattung zu schaffen, mittels der es möglich ist, deren Bodenbearbeitungswerkzeuge
selbsttätig derart zu steuern, daß der Boden, und zwar auch bei einer unebenen Bodenoberfläche
stets gleichmäßig tief bearbeitet bzw.
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eine eingestellte Schnitthöhe eingehalten werden kann.
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Des weiteren soll erreicht werden, daß Hindernisse rechtzeitig erfaßt
werden, so daß die Bodenbearbeitungswerkzeuge diesen ausweichen können und Beschädigungen
somit vermieden werden. Auch sollen Verstopfungen insbesondere beim Mähen von hohem
Gras verhindert werden.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Werkzeugträger
entgegen der Fahrtrichtung geneigt angeordnet sind, derart, daß die an diesen angebrachten
Bodenbearbeitungswerkzeuge im hinteren Bereich eines Werkzeugträgers ganz oder teilweise
von dem zu bearbeitenden Boden abgehoben sind, daß die Werkzeugträger entgegen der
Fahrtrichtung hochschwenkbar und/oder seitlich einschwenkbar an dem Tragrahmen gehalten
sind und daß unmittelbar vor den Bodenbearbeitungswerkzeugen ein Steuerglied vorgesehen
ist, mittels dem die Lage der Werkzeugträger selbsttätig einstellbar ist.
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Zweckmäßig ist es hierbei, das Steuerglied durch eine an dem Werkzeugträger
in dessen äußerem Bereich angeformte in Betriebs stellung vorzugsweise plan auf
dem zu bearbeitenden Boden aufliegenden Steuerfläche zu bilden oder eine konzentrisch
zu dem Werkzeugträger angeordnete und mit diesem in Verstellrichtung verbundene
Scheibe,
eine Platte oder dgl. vorzusehen, die eine in Betriebsstellung vorzugsweise plan
auf dem zu bearbeitenden Boden aufliegende Steuerfläche aufweist, wobei die Scheibe
oder Platte mit einer Einbuchtung zur Aufnahme des Werkzeugträgers versehen und
mit dem Werkzeugträger trieblich verbunden sein kann.
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Angebracht ist es ferner, die Steuerflächen bzw. die Steuerglieder
in ihrem in Fahrtrichtung vorderen Bereich konvex nach oben gekrümmt auszubilden
oder mit einer Aufbiegung zu versehen, so daß leicht über Hindernisse hinweggefahren
werden kann.
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Die Bodenbearbeitungswerkzeuge können in Form von Zinken Messern,
Bürsten oder dgl. ausgebildet und auswechselbar an den Werkzeugträgern angebracht
sein.
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Vorteilhaft ist es ferner, die Werkzeugträger mittels einer oder mehreren
an diesen abgestützten Federn in einer einstellbaren Gleichgewichtslage zu halten,
so daß deren Gewichtskraft ausgeglichen ist, es ist aber auch möglich, diese durch
eine oder mehrere Federn vorzuspannen, um beispielsweise bei der Bearbeitung eines
harten Bodens, sicherzustellen, daß die vorgegebene Arbeitstiefe eingehalten wird.
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Die Werkzeugträger können um eine senkrecht zur Fahrtrichtung verlaufenden
Achse hochschwenkbar an dem Tragrahmen angebracht sein.
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Nach einer andersartigen Ausgestaltung können die Werkzeugträger aber
auch um eine vertikal verlaufende vorzugsweise gegenüber deren Rotationsachse versetzt
angeordnete Achse einschwenkbar und um eine parallel zur Fahrtrichtung verlaufenden
Achse hochschwenkbar
gehalten werden, wobei zwischen dem Werkzeugträger
und der zu dessen Hochschwenken vorgesehenen Achse ein Knickgelenk eingebaut sein
sollte, das in einfacher Weise durch zwei an einem Schwenkarm und dem Werkzeugträger
angebrachte und miteinander verbundene Flansche zu bilden ist, die begrenzt gegeneinander
verdrehbar sind.
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Bei einer mit zwei oder mehreren seitlich verschwenkbar an dem Tragrahmen
gehaltenen Werkzeugträgern ist es des weiteren angebracht, diese gegenläufig zueinander
oder in Fahrtrichtung gesehen jeweils nach außen anzutreiben. Dadurch können die
durch die Werkzeugträger bei einer Bodenberührung hervorgerufenen der das Ausschwenken
bewirkenden Kraft entgegengerichteten Momente ausgeglichen werden bzw. die Bodenbearbeitungsmaschinen
werden durch die Abstützung der Werkzeuge am Boden nicht nach innen gezogen.
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Die gemäß der Erfindung ausgebildete Bodenbearbeitungsmaschine ermöglicht
es, einen Boden stets gleichmäßig tief zu bearbeiten und die Werkzeugträger in ihrer
Lage in Abhängigkeit von der Bodenoberfläche, und zwar im unmittelbaren Arbeitsbereich
selbsttätig zu steuern. Werden nämlich die Werkzeugträger in Fahrtrichtung geneigt
und hoch- und/oder seitlich einSchwenkbar angeordnet und wird vor deren Werkzeugen
ein Steuerglied vorgesehen, so ist es möglich, deren Arbeitsbereich der jeweiligen
Bodengestaltung anzupassen. Hindernisse, wie z. B. aus dem Boden herausragende Steine,werden
somit von den Steuerflächen, bevor die Bodenbearbeitungswerkzeuge mit diesen in
Berührung kommen können, erfaßt, so daß die Werkzeugträger zwangläufig verschwenkt
werden, Beschädigungen der Werkzeuge sind demnach nahezu ausgeschlossen. Vor allem
ist von Vorteil, daß die eingestellte Arbeitstiefe oder Schnitthöhe eingehalten
werden kann. Durch die Auflage
der Steuerflächen auf der Bodenoberfläche
ist nämlich gewährleistet, daß nur die Werkzeuge mit ihrem über die Steuerfläche
überstehenden Bereich in den Boden eindringen. Die Arbeitstiefe kann somit den jeweiligen
Gegebenheiten, z. B. entsprechend der Bodenbeschaffenheit angepaßt werden. Eine
vielseitige Verwendbarkeit der vorschlagsgemäßen Bodenbearbeitungsmaschine ist dadurch
gegeben.
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Des weiteren ist, da jeweils nur ein Teil der Bodenbearbeitungswerkzeuge
mit dem Boden in Berührung kommen, eine optimale Bodenbearbeitung gewährleistet
und der zum Antrieb erforderliche Energieaufwand ist geringer als bei herkömmlichen
Maschinen, deren Werkzeugträger nicht schräg angeordnet sind. Auch können, wie die
Erprobung gezeigt hat, die Werkzeugträger mit geringeren Drehzahlen als bisher umlaufen.
Und da diese bei jeder Umdrehung in ihrem in Fahrtrichtung gesehenen hinteren Bereich,
da sie mehr oder weniger von dem Boden abgehoben sind, entleert werden, sind Verstopfungen
sowie das Wegschleudern von Erde oder Gras demnach nahezu ausgeschlossen.
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Die Schrägstellung der Werkzeugträger bewirkt bei seitlich einschwenkbar
angeordneten Bodenbearbeitungsmaschinen ferner, daß in den Arbeitsbereich der Basismaschinen
nicht eingegriffen wird. Bei einem Einschwenken eines Werkzeugträgers behalten nämlich
dessen vordere Bodenbearbeitungswerkzeuge ihre Lage in bezug auf die Basismaschine
bei, der Teil der Werkzeugträger, der den Arbeitsbereich der Basismaschine überdeckt,
liegt vielmehr frei, so daß die Arbeitsbreite der schräg angeordneten Werkzeugträger
stets gleich bleibt und sogenannte Einbuchtungen vermieden sind.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der gemäß der Erfindung
ausgebildeten Bodenbearbeitungsmaschine dargestellt, die nachfolgend -im einzelnen
erläutert sind. Hierbei zeigen: Fig. 1 eine mit entgegen der Fahrtrichtung hochschwenkbar
in einem Tragrahmen gehaltenen Werkzeugträgern versehene Bodenbearbeitungsmaschine
in Seitenansicht, Fig. 2 die Bodenbearbeitungsmaschine nach Fig. 1 in Draufsicht,
Fig. 3 einen Teil eines mit einer Steuerfläche versehenen Werkzeugträgers im Schnitt,
Fig. 4 eine andersartige Ausgestaltung eines Werkzeugträgers nach Fig. 3, Fig. 5
den Werkzeugträger nach Fig. 4 bei einem Mähvorgang und Fig. 6 eine Bodenbearbeitungsmaschine
mit jeweils zwei beiderseits an einem Tragrahmen seitlich einschwenkbar gehaltenen
Werkzeugträger in Draufsicht.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte und jeweils mit 1 bezeichnete
Bodenbearbeitungsmaschine besteht aus nebeneinander in einem mit Rädern 3 auf dem
Boden 10 abgestützten Tragrahmen 2 angeordneten Werkzeugträgern 4, 4', 4'', 4''',
, die rotierend antreibbar sind. Dazu dient eine mit einem Antriebsglied zu kuppelnde
Antriebswelle 6, von der die Antriebsenergie über ein Verteilergetriebe 7 auf eine
senkrecht zur
Fahrtrichtung F verlaufenden Welle 8 geleitet wird,
mittels der über weitere Getriebe 9 die Werkzeugträger 4, 4', 4 " , 4''' , antreibbar
sind.
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Die Werkzeugträger 4, 4', 4 " , 4',, 4"' sind jeweils durch eine über
eine Welle 14 mit den Getrieben 9 trieblich verbundene Scheibe 11 sowie an dieser
angebrachte Werkzeuge 5 zur Bearbeitung des Bodens 10 gebildet und entgegen der
durch einen Pfeil F gekennzeichneten Fahrtrichtung hochschwenkbar mit Hilfe der
Getriebe 9 auf der Welle 8 aufgehängt. Und an der Scheibe 11 ist unmittelbar vor
den Werkzeugen 5 eine Steuerfläche 12 als Steuerglied vorgesehen, mittels der die
Form des Bodens 10 abgetastet wird, so daß die Werkzeugträger 4, 4', 4'', 4''' einzeln
in Abhängigkeit von der Oberflächengestaltung des zu bearbeitenden Bodens in ihrer
Lage selbsttätig einstellbar sind.
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Da die Steuerfläche 12 plan auf dem Boden 10 aufliegt, wird dieser
nur entsprechend der Länge der Werkzeuge 5 bearbeitet. Durch Auswechseln der Werkzeuge
5 kann somit die Arbeitstiefe vorgegeben werden. Und wird einer der Werkzeugträger
4, 4', 4'', 4',, über eine Bodenunebenheit oder ein Hindernis hinweggeführt, so
wird dieser, bevor dessen Werkzeuge 5 mit diesem in Berührung kommen können, nach
hinten hochgeschwenkt bzw bei einer Vertiefung erfolgt eine Nachstellung, so daß
eine stets gleichmäßige Arbeitstiefe gewährleistet ist bzw. Beschädigungen der Werkzeuge
5 vermieden werden.
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Um Hindernisse leicht überfahren zu können, ist die Scheibe 11 mit
einer Aufbiegung 13 versehen. Außerdem ist über der Scheibe 11 eine Abdeckung 16
angebracht, die durch eine die Welle 14 aufnehmende Ummantelung 15 gehalten ist.
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Die Gewichtskraft der Werkzeugträger 4, 4', 4'', , 4''' kann mittels
an diesen und dem Tragrahmen 2 abgestützter Federn 17 ganz oder teilweise ausgeglichen
werden, so daß, da die Werkzeugträger 4, 4', 4'', , 4'' somit entlastet sind, auch
lockerer Boden bearbeitet werden kann. Es ist aber auch möglich, die Werkzeugträger
4, 4', 4", 4''' mittels einer in Fig. 1 strichpunktiert eingezeichneten Feder 18
vorzuspannen. Die auf die Scheibe 11 einwirkende Anpreßkraft kann dadurch erhöht
werden, bei der Bearbeitung harter Böden bleibt dadurch die vorgegebene Arbeitstiefe
erhalten.
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Durch die Schrägstellung der Werkzeugträger 4, 4', 4'', 4''' greifen
deren Werkzeuge 5 in Fahrtrichtung F gesehen somit nur im vorderen Bereich der Scheiben
11 in den Boden 10 ein.Bei geringer Antriebsleistung wird somit dennoch eine optimale
Bodenbearbeitung erzielt, auch wird das gelöste Erdreich nicht weggeschleudert,
sondern dieses bleibt vielmehr, da die Werkzeuge 5 bei jeder Umdrehung aus dem Boden
10 herausgeführt werden, gleichmäßig verteilt auf diesem liegen.
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Der in Fig. 3 dargestellte Werkzeugträger 20 besteht ebenfalls aus
einer Scheibe 21, in der in Bohrungen 26 auswechselbar Bodenbearbeitungswerkzeuge
24 gehalten sind.
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Mittels einer auf einem Gewindeansatz 25 aufgeschraubten Mutter 27
sind die Bodenbearbeitungswerkzeuge 24 mit der Scheibe 21 verspannt.
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Als Steuerglied dient hierbei wiederum eine unmittelbar vor den Bodenbearbeitungswerkzeugen
24 an der Scheibe 21 vorgesehene Steuerfläche 22, die plan auf dem Boden 10 aufliegt
und über die sich somit die Scheibe 21 auf diesem abstützt. Um evtl. Hindernisse
leicht überfahren zu können,
ist vor der Steuerfläche 22 eine konvex
gekrümmte Aufbiegung 23 vorgesehen.
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Der Werkzeugträger 30 nach den Fig. 4 und 5 ist durch eine Keilriemenscheibe
35 und einen in dieser umlaufenden mit Werkzeugen 37 bestückten Keilriemen 36 gebildet.
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Beim Eingreifen der Werkzeuge 37 in den Boden 10 wird dieser entsprechend
der eingestellten Arbeitstiefe gekrümelt, gemäß Fig. 5 ist es aber auch möglich,
Gras in einer vorgegebenen Höhe über dem Boden 10 abzumähen.
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Um dles zu bewerkstelligen, ist dem Werkzeugträger 30 eine Scheibe
31 zugeordnet, die mit diesem in Verstellrichtung zwangläufig verbunden ist und
eine Steuerfläche 32 aufweist. Die Scheibe 21 kann aber auch trieblich mit dem Werkzeugträger
30 gekuppelt sein. In einer Einbuchtung 34 nimmt die Scheibe 21, deren Steuerfläche
32 auf dem Boden 10 bzw. dem abzumähenden Gras aufliegt1 den Werkzeugträger 30 auf.
Des weiteren ist die Scheibe 31 mit einer konvex gekrümmten Aufbiegung 33 zum Überfahren
von Hindernissen ausgestattet.
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In Fig. 6 ist eine durch einen Schlepper 41 verfahrbare Basismaschine
42 gezeigt, die beiderseits mit als Schwenkarme ausgebildete Bodenbearbeitungsmaschinen
51 ausgestattet ist. Die an einem Tragrahmen 52 gehaltenen Bodenbearbeitungsmaschinen
51 sind hierbei um einen vertikal verlaufenden Bolzen 59 nach innen einschwenkbar
und um eine mit A bezeichnete Achse hochschwenkbar gehalten. Der Antrieb der beiden
im Durchmesser gleich groß bemessenen Werkzeugträger 53 und 53' der Bodenbearbeitungsmaschinen
51 erfolgt von einem Getriebe 43 der Basismaschine 41 aus über biegsame Wellen 55
auf Antriebswellen 54, die mit den Werkzeugträgern 53 und 53' trieblich
verbunden
sind. Selbstverständlich ist es möglich, auch mehrere Werkzeugträger in einer Bodenbearbeitungsmaschine
vorzusehen und/oder diese mit Werkzeugträgern unterschiedlichen Durchmessern zu
bestücken.
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Die Schwenkachsen A sind jeweils durch eine Buchse 56 gebildet, die
verdrehbar an dem Tragrahmen 52 angebracht und mit Tragarmen 57 versehen sind. Über
ein Knickgelenk 61 sind die Tragarme 57 jeweils mit an den Bodenbearbeitungsmaschinen
51 befestigten Tragarmen 58 verbunden.
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Das Knickgelenk 61 besteht aus zwei miteinander verschraubten Flanschen
62 und 63, die mit Hilfe von Langlöchern jedoch begrenzt gegeneinder verdrehbar
sind. Die Bodenbearbeitungsmaschinen 51 können sich somit selbsttätig an eine Böschung
oder ein abfallendes Gelände anpassen.
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Des weiteren ist zwischen dem Gelenkbolzen 59 und der Antriebswelle
54 eine Flanschverbindung 71 vorgesehen, mittels der die Neigung der Werkzeugträger
53 und 53' der Bodenbearbeitungsmaschine 51 entgegen der Fahrtrichtung F vor Beginn
eines Arbeitsvorganges eingestellt werden kann. Aufgrund dieser Flanschverbindung
71 behält der Gelenkbolzen 59 in jeder Betriebsstellung der Bodenbearbeitungsmaschine
51 seine vertikale Lage bei.
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Durch Zugfedern 64, die jeweils an dem Tragrahmen 52 und an einem
Hebel 67 der Bodenbearbeitungsmaschine 51 angehängt sind, werden diese, wie dies
im oberen Teil des Ausführungsbeispieles nach Fig. 6 gezeigt ist, nach außen bis
zur Anlage eines Dämpfungsgummis 66 an dem Tragrahmen 52 gezogen. Zur Umfahrung
eines Baumes oder
eines ähnlichen aus dem Erdreich ragenden Gegenstandes
können die Bodenbearbeitungsmaschinen 51 entsprechend der Darstellung im unteren
Teil selbsttätig entgegen der Kraft der Zugfeder 54 um den Gelenkbolzen 59 nach
innen einschwenken. Weitere Federn 65 dienen zum Ausgleich der Gewichtskraft der
Bodenbearbeitungsmaschinen 51.
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Die Werkzeugträger 53 und 53' der Bodenbearbeitungsmaschinen 51 sollten
gegenläufig oder, wie dies strichpunktiert eingezeichnet ist, im Uhrzeigersinn angetrieben
werden. Dadurch können die Momente, die der Kraft der Federn 64 entgegenwirken,
ausgeglichen werden bzw. die Bodenbearbeitungsmaschinen 51 werden durch die Abstützung
der Bodenbearbeitungswerkzeuge nicht nach innen gezogen.
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Da die in Fahrtrichtung F gesehenen vorderen Werkzeuge der Werkzeugträger
53 und 53' bei einem Einschwenken der Bodenbearbeitungsmaschinen 51 in ihrem seitlichen
Abstand gegenüber der Basismaschine 42 nicht verändert werden, sondern lediglich
eine Verdrehung stattfindet, wird deren Arbeitsbereich somit nicht berührt. In diesem
Bereich, in dem z. B. Gras gemäht wird, greifen die Werkzeuge nicht in den Boden
ein, die Trennstelle zwischen gemähtem und gekrümeltem Boden verläuft, bedingt durch
den Freiraum der Werkzeugträger 53, 53' aufgrund der Schrägstellung, gerade.