PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69800709T2 29.11.2001
EP-Veröffentlichungsnummer 0900519
Titel Maschine und Verfahren für die selektive Ernte von Beeren
Anmelder Pellenc S.A., Pertuis, FR
Erfinder Pellenc, Roger, 84120 Pertuis, FR
Vertreter Patentanwälte Staeger & Sperling, 80469 München
DE-Aktenzeichen 69800709
Vertragsstaaten DE, ES, IT
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 04.09.1998
EP-Aktenzeichen 984300210
EP-Offenlegungsdatum 10.03.1999
EP date of grant 18.04.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.11.2001
IPC-Hauptklasse A01D 46/28

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine und ein Verfahren für die selektive Ernte von Beeren, wie beispielsweise Trauben, Himbeeren, rote und schwarze Johannisbeeren, usw. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Maschine für die Weinlese und ein Verfahren zur selektiven Weinlese.

Von der Herstellung von Qualitätsweinen (Weinen mit geprüfter Herkunftsbezeichnung) ist bekannt, daß die Winzer verpflichtet sind, während der Ernte den jeweiligen Ertrag pro Hektar, der je nach Herkunftsbezeichnung durch Verordnungen festgelegt ist, nicht zu überschreiten.

Andererseits ist auch bekannt, daß sich der Weinbau weltweit und vor allem der Weinbau in Frankreich immer mehr der Qualitätsproduktion zugewandt hat. Für die renommiertesten Weine wird von den Weinlesern eine selektive Traubenernte vorgenommen. Während der Lese werden in einem ersten Bottich die Trauben besserer Qualität gesammelt, und in einem zweiten die der restlichen Weinlese. Viele Weinbauern aus weniger renommierten Herkunftsgebieten würden diese Art der Ernte gerne einsetzen, um die Qualität ihrer Erzeugnisse zu verbessern, doch sind die Kosten der manuellen selektiven Ernte für sie unerschwinglich.

Seit etwa zehn Jahren ist es mit den neuen Erntesystemen mit Schüttlern oder Pflückarmen, die den Pflanzenwuchs nicht durchpeitschen, je nach den Einstellungen der Bewegungsparameter der Schüttler oder Pflückarme möglich, eine grobe selektive mechanische Ernte durchzuführen. Wenn beispielsweise eine Schüttelfrequenz von 550 Schüttelbewegungen/Minute für einen bestimmten Rebstock eingestellt wird, werden alle Beeren geerntet, während bei einer Reduzierung dieser Einstellung auf 450 Schüttelbewegungen/Minute eine bestimmte Menge von Trauben am Rebstock verbleibt. Bei näherer Betrachtung stellt man fest, daß die Beeren, die noch am Stock geblieben sind, die am schwierigsten abzutrennenden Beeren sind: grüne Beeren, oder wesentlich unreifere Beeren. Leider erfolgt beim derzeitigen mechanischen Antrieb der Erntesysteme von Maschinen zur Weinlese das Schütteln nicht proportional zur Vorwärtsbewegung, nur die Schüttelfrequenz kann vom Steuerplatz aus reguliert werden. Weitere wünschenswerte Einstellungen, wie beispielsweise

- Schüttelamplidude und

- Pflückweite (darunter ist der Abstand zu verstehen, der zwischen zwei Pflückarmen vorhanden ist, die zu beiden Seiten der mittleren vertikalen Ebene des Schüttelsystems angeordnet sind)

werden derzeit manuell mit Hilfe von Werkzeugen wie Schlüsseln ausgeführt, und erfordern ein Abstellen der Maschine sowie die Reinigung der an der Einstellung beteiligten Organe.

Andererseits bieten die derzeitigen Schüttelsysteme mit mechanischem Antrieb keinerlei Möglichkeit zum Regulieren der Beschleunigung (Steifigkeit) der Pflückarme und ermöglichen weder das Arbeiten proportional zur Vorwärtsbewegung noch in einem druckverminderten Modus.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher vor allem, den vorher erwähnten Nachteilen und Unzulänglichkeiten der Maschinen zur Ernte von Beeren abzuhelfen, die ein Schüttelsystem mit wechselnden Bewegungen umfaßt.

Gemäß einer ersten charakteristischen Ausgestaltung der Maschine und des Verfahrens gemäß der Erfindung ist das Schüttelsystem, das aus zwei Einheiten zum Abtrennen der Beeren besteht, von denen jede mindestens einen Pflückarm und vorzugsweise mehrere übereinander angeordnete Schüttler oder Pflückarme aufweist, mit mindestens einer elektrohydraulischen Antriebseinrichtung gekoppelt, die mindestens einen Hydraulikzylinder umfaßt, der über ein Servoventil oder einen Proportional-Elektroverteiler gesteuert wird, der über eine elektronische Steuereinheit angesteuert wird, vorzugsweise mit einem Mikroprozessor.

Gemäß einem bevorzugten und äußerst vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Maschine und des Verfahrens gemäß der Erfindung ist jede Einheit zum Abtrennen der Beeren einzeln mit einer elektrohydraulischen Antriebseinrichtung gekoppelt, die einen Hydraulikzylinder umfaßt, der über ein getrenntes Servoventil oder einen getrennten Proportional-Elektroverteiler gesteuert wird, wobei die beiden Servoventile oder Proportional-Elektroverteiler von einer elektronischen Steuereinheit mit einem Mikroprozessor angesteuert werden.

Dank der Maschine und des Verfahrens der Erfindung ist es vor allem möglich:

- eine unbegrenzte Anzahl von Erntebewegungen zu generieren, die mit den derzeitigen Systemen mit mechanischem Antrieb nicht erzielt werden können;

- die besten Parameter für die Pflückarme ohne mechanischen Eingriff, nur mittels Steuerung am Pult der elektronischen Steuereinheit zu bestimmen, die an die unterschiedlichen Rebstöcke und Pfahlsetzungen angepaßt sind, wie z. B. Frequenz, Amplitude, Pflückweite und Beschleunigung (Steifigkeit);

- eine zur Vorwärtsbewegung proportionale Schüttelbewegung zu generieren;

- Druckminderungszyklen einzuführen, die es ermöglichen, daß der Pflanzenwuchs weniger zerdrückt wird und die Trauben frei fallen können;

- den optimalen Schüttelmodus zu wählen:

- nicht proportional zur Vorwärtsbewegung,

- proportional zur Vorwärtsbewegung,

- druckvermindert;

- die Schüttelparameter direkt am Steuerpult durch Verändern der Einstellungen der Beabstandung der Pflückarme, der Schüttelfrequenz, der Schüttelamplitude, der Schüttelbeschleunigung und der Druckverminderung der Pflückarme zu regulieren.

Gemäß einer anderen charakteristischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht eine entsprechende Software dem Weinbauern die Bestimmung der optimalen Ernteparameter und deren Programmierung in einer Datenbank für die Parzellen und/oder Rebsorten in Abhängigkeit von jeder Parzelle, so daß sie Jahr für Jahr für identische Gegebenheiten verwendet werden können.

Man erkennt, daß die Möglichkeit einer raschen und einfachen Einstellung der verschiedenen vorstehenden Schüttelparameter eine selektive Ernte der Beeren in Abhängigkeit von den in der elektronischen Steuereinheit gespeicherten Daten gestattet, die sich beispielsweise auf die Art und den Reifegrad der Traube beziehen, wobei eine solche Art der Ernte, nur wesentlich schneller und zu einem erheblich geringeren Preis, zu Ergebnissen führt, die mit denen der selektiven manuellen Ernte vergleichbar sind.

Gemäß einer weiteren charakteristischen Ausgestaltung ist das Schüttelsystem mit Positions-Meßwertgebern ausgestattet, die eine permanente Bestimmung der Position der Pflückarme ermöglichen. Diese Meßwertgeber können Winkelmeßwertgeber sein, die beispielweise aus Potentiometern gebildet werden und beispielsweise im oberen Teil der Schwingwellen der Einheiten zum Abtrennen der Beeren positioniert sind, wobei mit diesen Winkelmeßwertgebern die Winkelposition jeder der Schwingwellen permanent erfaßt werden kann. Man könnte aber auch bekannte lineare Meßwertgeber verwenden.

Ein weiteres Problem, das bei der Verwendung von Erntemaschinen in den Weinbergen auftritt, in denen die Pfähle aus Holz- oder Betonstangen bestehen, liegt in der Tatsache, daß die Erschütterungen, die durch die Funktionsweise der Einheiten zum Abtrennen der Beeren erzeugt werden, ein Schwingen der Stangen in alle Richtungen verursachen, wenn diese auf sie auftreffen, wobei die Schwingung zu einem Bruch dieser Stangen führen kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht also darin, diesem schweren Nachteil abzuhelfen.

Zu diesem Zweck enthält gemäß einer weiteren wichtigen charakteristischen Ausgestaltung des Verfahrens und der Maschine zum Ernten von Beeren gemäß der Erfindung die Maschine ein Schüttelsystem, das aus zwei Einheiten zum Abtrennen der Beeren gebildet und von einer Hydraulikeinrichtung angetrieben wird, die über ein Steuersystem gesteuert wird, wobei eine Einrichtung zum Erfassen der Pfähle, die beispielsweise im Raum oder in Bezug auf den Raum zwischen den Einheiten zum Abtrennen der Beeren angeordnet ist, elektrisch oder mechanisch mit dem Steuersystem so verbunden ist, daß sie diesem die Daten der vorhandenen Pfähle übermittelt, wenn sie auf diese auftrifft, wobei das Steuersystem so konfiguriert oder programmiert ist, daß mindestens ein Schüttelparameter (beispielweise Frequenz und/oder Amplitude und/oder Beschleunigung) reduziert wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens und der Maschine zum selektiven Ernten von Beeren, die in der folgenden Beschreibung beschrieben werden, ist die elektronische Steuereinheit mit einer Einrichtung zum Erfassen von Pfählen verbunden, mit der das Schüttelsystem ausgestattet ist, und ist so programmiert, daß die Heftigkeit der Schüttelbewegungen beim Auftreffen auf Pfähle reduziert wird. Diese Einrichtung zum Erfassen von Pfählen könnte vorteilhafterweise auch bei Maschinen für die Weinlese eingesetzt werden, die mit einer anderen Steuerungsart des Schüttelsystems arbeiten, wie beispielsweise einer elektrischen, elektromechanischen, mechanischen oder hydraulischen Steuerung, usw., wie dies aus dem folgenden hervorgeht.

Dank dieser Einrichtung zum Erfassen der Pfähle wird ein Bruch der Pfähle vermieden, vor allem der Pfähle aus Beton oder Holz, und es wird eine höhere Lebensdauer der Pflückarme des Schüttelsystems sichergestellt, wenn die Pfähle aus Metallstangen bestehen.

Die vorgenannten sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile sind aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen besser ersichtlich, wobei:

Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäß angesteuerten Schüttelsystems ist.

Fig. 2 den Hydraulikplan der elektrohydraulischen Antriebseinrichtung der Einheiten zum Abtrennen der Beeren darstellt.

Fig. 3 eine schematische Draufsicht der Einrichtung zum Erfassen der Pfähle ist, mit der das Schüttelsystem ausgestattet ist.

Fig. 4 ein Blockschaltbild der elektronischen Einheit der Einrichtung und des erfindungsgemäßen Schüttelverfahrens ist.

Fig. 5 bis 8 schematische Ansichten sind, welche die Anpassung der Dauer des Schüttelzyklus an die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung der Maschine darstellen.

Fig. 9 bis 11 schematische Ansichten sind, welche die Funktionsweise des Schüttelsystems im druckverminderten Modus erläutern.

Die Beschreibung eines interessanten, jedoch keinesfalls einschränkenden Ausführungsbeispiels der Maschine und des Einsatzes des erfindungsgemäßen Verfahrens zum selektiven Ernten von Beeren bezieht sich auf diese Zeichnungen.

Um die Beschreibung und die Zeichnungen nicht unnötig zu komplizieren, wurde in den beigefügten Zeichnungen nur das angesteuerte Schüttelsystem dargestellt und nachstehend beschrieben, auf das sich die Maschine bezieht, wobei als selbstverständlich vorausgesetzt wird, daß deren andere Teile (Rahmen, Motorantrieb, Weinlese-Fördereinrichtung, Auffangbehälter, usw.) in herkömmlicher und dem Fachmann bekannter Art ausgeführt werden können.

Wenn andererseits von den Pflückarmen anschließend eine spezielle Art dargestellt und beschrieben wird, deren Leistungsmerkmale außergewöhnlich sind, wird damit keineswegs die Möglichkeit der Verwendung von Schüttlern einer anderen Art ausgeschlossen, deren Betrieb durch wechselnde Bewegungen sichergestellt wird, die sie auf den Pflanzenwuchs übertragen, und mit denen derzeit die Erntemaschinen zahlreicher Hersteller ausgestattet sind.

In Fig. 1 ist ein Schüttelsystem zu sehen, das aus zwei Einheiten zum Abtrennen von Beeren 1A und 1B besteht, von denen jede in bekannter Weise mehrere übereinander angeordnete Pflückarme 2a, 2b aufweist, die gemäß dem gezeigten Beispiel aus flexiblen halbstarren Stäben der Art bestehen, die im Dokument FR-A-2 638 601 beschrieben ist, welche ein vorderes geneigtes und ein rückwärtiges gekrümmtes Ende aufweisen, die durch einen geradlinigen oder im wesentlichen geradlinigen Abschnitt getrennt sind, wobei diese Schüttler über ihre Enden einerseits an einer ersten vertikalen Welle 3a, 3b, die so montiert ist, daß sie um ihre Längsachse schwingen kann, an dem Rahmen 6 des Schüttelsystems befestigt sind, und andererseits an einer zweiten vertikalen Welle 4a, 4b, die auf dem Rahmen 6 fixiert, mit einem Schwingungsspielraum eingebaut oder beweglich montiert sein kann. Es wird präzisiert, daß jede Einheit zum Abtrennen von Beeren 1A und 1B einen einzigen Pflückarm 2 aufweisen könnte.

Die Schwingung jeder Welle 3a, 3b wird mittels eines Hydraulikzylinders erzielt, vorzugsweise einer Bauart, die hohe Beschleunigungen und Geschwindigkeiten ohne nennenswerte Abnutzung gestattet, wobei diese Zylinder 5a, 5b jeweils über ihre entgegengesetzten Enden und Gelenke einerseits mit einem festen Element des Rahmens 6 des Schüttelsystems und andererseits mit einem horizontalen Hebel 7a, 7b verbunden sind, der jeweils mit der Welle 3a bzw. 3b fest verbunden ist.

Alternativ könnte man einen einzigen Zylinder für den gleichzeitigen Antrieb der beiden Wellen 3a, 3b verwenden, beispielsweise, indem man diese mittels einer Kupplungsstange verbindet. Allerdings ergeben sich aus der Verwendung von zwei Zylindern besondere, sehr interessante Vorteile, die aus der folgenden Beschreibung hervorgehen.

Mit der Steuerelektronik verbundene Positionserfassungseinrichtungen gestatten die permanente Erfassung der Position der Pflückarme 2a, 2b.

Winkelmeßwertgeber 8a, 8b, die beispielsweise jeweils im oberen Teil der Wellen 3a, 3b positioniert sind und mit der elektronischen Steuereinheit verbunden sind, ermöglichen die permanente Erfassung der Winkelposition jeder der Wellen. Diese Winkelmeßwertgeber oder kontaktlosen Positionsmeßwertgeber, die beispielsweise aus Potentiometern gebildet werden, haben eine unbegrenzte Lebensdauer. Es sei bereits zu diesem Zeitpunkt der Beschreibung angemerkt, daß nur sehr wenige bewegliche Teile vorhanden sind.

Die Zylinder 5a, 5b werden über eine Hydraulikeinheit (Fig. 2) angetrieben, die aus einem Hydraulikblock 9 mit Druckregler und hydropneumatischem Druckspeicher 10a, 10b und zwei Servoventilen 11a, 11b besteht. Diese beiden Servoventile könnten auch durch zwei Proportional-Eletroverteiler ersetzt werden.

Das erfindungsgemäße Schüttelsystem mit geregelter Steuerung kann vorteilhafterweise mit einer Einrichtung zum automatischen Erfassen von Pfählen ausgestattet sein, die ebenfalls bei Maschinen zur Weinlese eingesetzt werden kann, die andere Systeme zur Steuerung der Bewegungen des jeweiligen Schüttelsystems verwenden, wie beispielsweise elektrische, mechanische, elektromechanische oder andere Antriebseinrichtungen und/oder Steuersysteme, wobei die Einrichtung zum Erfassen von Pfählen beispielsweise im Raum oder in Bezug auf den Raum zwischen den Einheiten zum Abtrennen der Beeren angeordnet ist und an der Reihe der an Pfählen befestigten Weinstöcke vorbeiläuft. Diese Einrichtung zum Erfassen der Pfähle ist beispielsweise elektrisch oder mechanisch mit dem Steuersystem so verbunden, daß sie diesem die Daten der vorhandenen Pfähle übermittelt, wenn sie auf diese auftrifft, wobei das Steuersystem so konfiguriert oder programmiert ist, daß mindestens ein Schüttelparameter (beispielweise Frequenz und/oder Amplitude und/oder Beschleunigung) während des Empfangs der Daten zu vorhandenen Pfählen Pi reduziert wird, die von der Einrichtung zum Erfassen von Pfählen 12a, 12b übermittelt werden.

Bei der vorher beschriebenen vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens und der Maschine zum selektiven Ernten von Beeren ist die Einrichtung zum automatischen Erfassen von Pfählen (Fig. 3) oberhalb der Einheiten zum Abtrennen der Beeren 1A, 1B angeordnet. Diese Erfassungseinrichtung könnte aus zwei flexiblen halbstarren Stäben 12a, 12b bestehen, die eine den Schüttlern oder Pflückarmen 2a, 2b allgemein analoge Form aufweisen und zueinander symmetrische mit ihren entgegengesetzten Enden und beispielsweise mittels Halterungen 13a, 13a', 13b, 13b' auf zwei festen, dem Rahmen 6 des Schüttelsystems gegenüberliegenden Elementen befestigt sind, wobei die Stäbe während des Betriebs des Schüttelsystems nicht in Schwingung versetzt werden. Andererseits sind die Halterungen 13a, 13b, die das vordere Ende (in Fahrtrichtung der Maschine; siehe Pfeil in Fig. 3) der Erfassungsstäbe 12a, 12b stützen, mit Beschleunigungsmessern oder Erschütterungs- Meßwertgebern 14a, 14b ausgestattet und an dem Rahmen 6 befestigt, beispielsweise über Silentblöcke 15a, 15b.

Wenn die beweglichen Pflückarme 2a, 2b einen Pfahl Pi in Schwingung versetzen, schlägt dieser abwechselnd an den vorderen geneigten Abschnitt 12a', 12b' der Stäbe 12a, 12b der Erfassungseinrichtung, die dadurch bedeutenden Beschleunigungen ausgesetzt werden, die von den Beschleunigungsmessern oder Erschütterungs-Meßwertgebern 14a, 14b erfaßt und an das elektronische Steuersystem übermittelt werden, das so programmiert ist, daß die Frequenz und Amplitude der Bewegungen der Pflückarme reduziert werden, um den Pfahl nicht zu zerbrechen.

Man beobachtet, daß die flexiblen halbstarren Stäbe 12a, 12b die Rolle von Dämpfern spielen, indem sie den Schwingungen der Pfähle entgegenwirken, wodurch vermieden wird, daß diese während des Durchtritts zwischen den Schüttlern 2a, 2b sofort zerbrechen.

Die elektronische Steuereinheit (Fig. 4) wird aus einer Elektronikplatine mit Mikroprozessor 16 gebildet. Diese Platine umfaßt folgende numerische und analoge Ein- und Ausgänge:

- Numerische Eingänge: Steuertastatur 17 und Einrichtung zur Erfassung der Fahrgeschwindigkeit der Maschine 18;

- Analoge Eingänge: die beiden Positions-Meßwertgeber (Winkelmeßwertgeber oder linear) 8a, 8b der Pflückarme 2a, 2b, die Beschleunigungsmesser oder Erschütterungs-Meßwertgeber 14a, 14b der Einrichtung zum Erfassen von Pfählen;

- Analoge Ausgänge: die Ausgänge zu den Servoventilen (oder zu den Proportional-Elektroverteilern) 11a, 11b;

- Numerische Ausgänge: Steuertastatur 17

Die Steuertastatur 17 ermöglicht die Eingabe der folgenden Schüttelparameter in das System: Amplitude, Steifigkeit (Beschleunigung), Frequenz und Pflückweite. Diese Parameter werden je nach Sorte und Reife optimiert und anschließend gespeichert, um bei Bedarf wieder abgerufen werden zu können.

Der Bediener kann auch den Arbeitsmodus wählen: nicht proportional zur Vorwärtsbewegung, proportional, proportional mit Druckminderung, sowie die Schüttelparameter, die nur zum Zeitpunkt des Passierens von Pfählen verwendet werden.

Sobald die Parameter definiert sind, analysiert sie die Steuer und Verarbeitungsplatine mit Mikroprozessor und generiert Steuersignale für jedes der Servoventile 11a, 11b im Rahmen einer Regelschleife, beispielsweise der Art PI (Proportional- Integral) oder PID (Proportional-Integral-Derivativ), in der die Potentiometer 8a, 8b über Analog-Digital-Wandler der Regelschleife die Position der Schüttelwellen übermitteln. Bei den herkömmlichen Schüttelsystemen, mit denen derzeit alle Maschinen für die Weinlese ausgestattet sind, folgt die von den Kuppelstangen-/Kurbel-Systemen erzeugte Schüttelbewegung einem festen Sinuskurvengesetz. Dieses Gesetz weist Nachteile auf: Beschleunigung und Frequenz können nicht unabhängig voneinander eingestellt werden. Es daher unmöglich, auf mechanischem Weg eine Schütteleinrichtung auszuführen, die proportional zur Vorwärtsbewegung arbeitet.

Es ist bekannt, daß es in hügeligem Gelände nicht immer möglich ist, eine konstante Fahrgeschwindigkeit beizubehalten. Der Bediener ist bei den derzeitigen Maschinen also gehalten. Parametermittelwerte zu wählen.

Gemäß einer anderen charakteristischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die elektronische Steuereinheit so programmiert, daß die Schüttelfrequenz proportional zur Fahrgeschwindigkeit der Maschine ist, so daß die Weinstöcke unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit immer der gleichen Anzahl von Schüttelbewegungen und der gleichen Beschleunigung unterworfen werden. Um dieses Detail besser zu verstehen, kann auf die Fig. 5, 6, 7 und 8 Bezug genommen werden.

Fig. 5 ist die schematische Darstellung des Transformationszyklus, den die beiden verbundenen Pflückarme während des Schüttelvorgangs durchlaufen.

Die Diagramme der Fig. 6, 7 und 8 stellen nur als Beispiel die Schwankungen der Dauer eines Schüttelzyklus in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit der Maschine dar:

- Fig. 6 zeigt einen Zyklus mit einer Dauer von 0,12 s, was einer Schüttelfrequenz von 500 Schüttelbewegungen/Minute bei einer Fahrgeschwindigkeit von 5 km/h entspricht;

- Fig. 7 zeigt einen Zyklus mit einer Dauer von 0,2 s, was einer Schüttelfrequenz von 300 Schüttelbewegungen/Minute bei einer Fahrgeschwindigkeit von 3 km/h entspricht;

- Fig. 8 zeigt einen Zyklus mit einer Dauer von 0,3 s, was einer Schüttelfrequenz von 200 Schüttelbewegungen/Minute bei einer Fahrgeschwindigkeit von 2 km/h entspricht.

Wie bereits vorher erwähnt, ist es gleichermaßen wichtig, daß jeder Weinstock der gleichen Beschleunigung unterliegt, gleichgültig, wie hoch die Fahrgeschwindigkeit der Maschine ist. Dazu werden gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bei jeder Zykluswechselfolge Totzeiten mit einer zu der Verringerung der Fahrgeschwindigkeit der Maschine und der Schüttelfrequenz proportionalen Dauer unterhalb der festgelegten Schwellenwerte generiert, beispielsweise unter einer Schüttelfrequenz von 500 Schüttelbewegungen/Minute und einer Fahrgeschwindigkeit von 5 km/h nach dem bekannten Beispiel. Auf diese Weise bleibt die Beschleunigung der Schüttler oder Pflückärme 2a, 2b identisch, unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit der Erntemaschine und der Schüttelfrequenz.

Die charakteristische Ausgestaltung ist mit Hilfe der Fig. 11, 6, 7 und 8 besser verständlich, in denen die jeweils durch die Pfeile A, A1, A2, A3 bezeichneten Neigungen identisch sind.

Bei den derzeitigen Maschinen und Schüttelverfahren mit Kuppelstangen-/Kurbel-Systemen verschieben sich die Pflückarme immer in einem festen Abstand (Fig. 5 bis 8). Dieser Abstand ist sehr gering (maximal 10 cm) und der Pflanzenwuchs ist daher gezwungen, sich insgesamt durch diesen sehr engen Raum zu quetschen. Der Pflanzenwuchs beispielsweise der Bordeaux-Weinberge, der eine Dicke in der Größenordnung von 30 bis 40 cm aufweist, ist gezwungen, durch einen 8 cm breiten Durchlaß zu passieren. Ein derartigen Zusammendrücken des Pflanzenwuchses führt zum Abbrechen von Ästen, einem wesentlichen Blattverlust, einem Verbiegen der Pfähle, einer Qualitätsverminderung der Fruchttrauben und einem mangelhaften Herabfallen der Beeren auf die Förderanlage der Maschine.

Gemäß einer anderen charakteristischen Ausgestaltung der Erfindung ist die elektronische Steuereinheit so programmiert, daß die Antriebs-Servoventile 11a, 11b der jeweils linken und rechten Einheit der Pflückarme 2a, 2b nacheinander gesteuert werden, so daß deren nicht gleichzeitig stattfindende Verschiebung sichergestellt ist.

Dieser Schüttelzyklus, der als Zyklus mit automatischer Druckverminderung bezeichnet wird, ist in den Fig. 9 bis 11 schematisch dargestellt.

Es wird daran erinnert, daß bei einer Schüttel- oder Schwingungswechselfolge immer eine Einheit von Pflückarmen vorhanden ist, die sich in Richtung auf den Pflanzenwuchs bewegt, während sich die andere gleichzeitig davon entfernt. Bei den derzeitigen Maschinen und Verfahren bleiben die Pflückarme der beiden Einheiten, die sich gleichzeitig verschieben, zueinander in einem festen Abstand (Pflückweite). In dem erfindungsgemäßen automatischen Druckverminderungszyklus verschiebt sich, bei gleicher Wechselfolge, zuerst die Pflückarmeinheit (zum Beispiel Einheit 1A), die sich vom Pflanzenwuchs entfernt, während die andere (Einheit 1B) feststehend bleibt. Wenn diese Einheit an der Endstellung angelangt ist, steht sie still. In diesem Augenblick verschiebt sich die andere Einheit (Einheit 1B) ihrerseits, bis sie an der Endstellung angelangt ist, usw.

Man bemerkt, daß man mit diesem automatischen Druckverminderungszyklus eine Pflückweite erhält, die gleich der anfänglichen Pflückweite plus Weg ist.

Beispielsweise wird im vorherigen Fall einer Pflückweite von 8 cm eine Erhöhung auf 8 cm + 12 cm Weg = 20 cm vorgenommen.

Die Legenden der Fig. 9 bis 11 ermöglichen ein besseres Verständnis des druckverminderten Schüttelverfahrens, wobei Fig. 11 als Beispiel schematisch einen automatischen Druckverminderungszyklus mit einer Dauer von 0,12 s darstellt, was einer Schüttelfrequenz von 500 Schüttelbewegungen/Minute bei einer Fahrgeschwindigkeit der Maschine von 5 km/h entspricht.

Die Kombination des zur Vorwärtsbewegung proportionalen Zyklus und des automatischen Druckverminderungszyklus ermöglichen Ergebnisse hinsichtlich Fahrgeschwindigkeit, Homogenität und Qualität der Ernte sowie Reduzierung des Verlusts am Boden, die mit denen des herkömmlichen Systems nicht vergleichbar sind.

Das Verfahren und die erfindungsgemäße Schüttelmaschine ermöglichen einen besseren Schutz der Pflanzen, eine hygienischere Weinlese mit weniger zerquetschten Trauben, mehr ganzen Trauben sowie einen besseren Schutz der Pfähle, insbesondere der Pfähle aus Beton oder Holz.


Anspruch[de]

1. Maschine für die selektive Ernte von Beeren, beispielsweise eine Maschine für die Weinlese, der Bauart, die ein Schüttelsystem enthält, das aus zwei Einheiten zum Abtrennen der Beeren (1A, 1B) besteht, von denen jede mindestens einen Pflückarm und vorzugsweise mehrere übereinander angeordnete Pflückarme (2a, 2b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttelsystem mit mindestens einer elektrohydraulischen Antriebseinrichtung gekoppelt ist, die mindestens einen Hydraulikzylinder (5a, 5b) umfasst, der über ein Servoventil oder einen Proportional-Elektroverteiler (11a, 11b) gesteuert wird, der über eine elektronische Steuereinheit angesteuert wird, beispielsweise mit einem Mikroprozessor (16), wobei mit dieser Einrichtung eine unendliche Anzahl von Erntebewegungen erzeugt werden kann.

2. Maschine für die selektive Ernte von Beeren nach Ansprüch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einheit zum Abtrennen der Beeren (1A, 1B) mit einer elektrohydraulischen Antriebseinrichtung gekoppelt ist, die einen Hydraulikzylinder (5a, 5b) umfasst, der über ein getrenntes Servoventil oder einen getrennten Proportional-Elektroverteiler (11a, 11b) gesteuert wird, wobei die beiden Servoventile oder Proportional-Elektroverteiler von einer elektronischen Steuereinheit mit einem Mikroprozessor (16) angesteuert werden.

3. Maschine für die selektive Ernte von Beeren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Positions-Meßwertgeber (5a, 8b) für die Einheiten zum Abtrennen der Beeren (1A, 1B) umfasst, wobei die beiden Meßwertgeber mit der elektronischen Steuereinheit mit Mikroprozessor verbunden sind, wodurch die Position der Pflückarme (2a, 2b) permanent erfasst werden kann.

4. Maschine für die selektive Ernte von Beeren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Positions-Meßwertgeber (8a, 8b) für die Einheiten zum Abtrennen der Beeren (1A, 1B) Winkelmeßwertgeber sind, die beispielweise aus Potentiometern gebildet werden, wobei diese Meßwertgeber beispielsweise im oberen Teil der Schwingwellen (3a, 3b) der Einheiten zum Abtrennen der Beeren (1A, 1B) positioniert sind, wobei mit diesen Meßwertgebern die Winkelposition jeder der Schwingwellen permanent erfasst werden kann.

5. Maschine für die selektive Ernte von Beeren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Positions-Meßwertgeber (8a, 8b) der Einheiten zum Abtrennen der Beeren (1a, 1B) lineare Meßwertgeber sind.

6. Maschine für die selektive Ernte von Beeren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die ein Schüttelsystem enthält, das aus zwei Einheiten zum Abtrennen der Beeren (1A, 1B) gebildet und von einer Hydraulikeinrichtung (5a, 5b; ha, 11b) angetrieben wird, die über ein Steuersystem (16) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Erfassen der Pfähle (12a, 12b), die beispielsweise im Raum oder in Bezug auf den Raum zwischen den Einheiten zum Abtrennen der Beeren (1A, 1B) angeordnet ist, elektrisch oder mechanisch mit dem Steuersystem (16) so verbunden ist, daß sie diesem die Daten der vorhandenen Pfähle (Pi) übermittelt, wobei das Steuersystem (16) so konfiguriert oder programmiert ist, daß mindestens ein Schüttelparameter, wie beispielweise Frequenz und/oder Amplitude und/oder Beschleunigung, während des Empfangs der Daten zu vorhandenen Pfählen (Pi) reduziert wird, die von der Ein- · richtung zum Erfassen von Pfählen (12a, 12b) übermittelt werden.

7. Maschine für die selektive Ernte von Beeren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersystem aus einer elektronischen Steuereinheit mit einem Mikroprozessor (16) gebildet wird, die mit einer Einrichtung zum Erfassen von Pfählen (12a, 12b) verbunden ist, die beispielsweise über den Einheiten zum Abtrennen der Beeren (1A, 1B) angeordnet ist, wobei die elektronische Steuereinheit mit Mikroprozessor (16) so programmiert ist, daß die Heftigkeit der Schüttelbewegungen beim Auftreffen auf Pfähle (Pi) reduziert wird.

8. Maschine für die selektive Ernte von Beeren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung für Pfähle aus zwei flexiblen, halbstarren Stäben (12a, 12b) gebildet wird, die zueinander auf zwei festen, dem Rahmen (6) des Schüttelsystems gegenüberliegenden Elementen befestigt sind, beispielsweise mittels Halterungen (13a, 13a', 13b, 13b'), wobei die Halterungen (13a, 13b) das vordere Ende der Erfassungsstäbe (12a, 12b) stützen, die mit Beschleunigungsmessern oder Erschütterungs-Meßwertgebern (14a, 14b) ausgestattet und an dem Rahmen (6) befestigt sind, beispielsweise über Silentblöcke (15a, 15b).

9. Maschine für die selektive Ernte von Beeren, beispielsweise für die Weinlese, die mit einem Schüttelsystem arbeitet, das aus zwei Einheiten zum Abtrennen der Beeren (1A, 1B) besteht, von denen jede mindestens einen Pflückarm und vorzugsweise mehrere übereinander angeordnete Pflückarme (2a, 2b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß man das Schüttelsystem an mindestens eine elektrohydraulische Antriebseinrichtung ankoppelt, die mindestens einen Hydraulikzylinder (5a, 5b) umfasst, der über ein Servoventil oder einen Proportional- Elektroverteiler (11a, 11b) gesteuert wird, und dadurch, daß das Servoventil oder der Proportional-Elektroverteiler über eine elektronische Steuereinheit, beispielsweise mit einem Mikroprozessor (16), angesteuert wird, wobei mit dieser Einrichtung und der elektronischen Einheit eine unendliche Anzahl von Erntebewegungen erzeugt werden können.

10. Verfahren für die selektive Ernte von Beeren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man jede Einheit zum Abtrennen der Beeren (1A, 1B) getrennt an eine elektrohydraulische Antriebseinrichtung mit einem Hydraulikzylinder (5a, 5b) ankoppelt, der über ein getrenntes Servoventil oder einen getrennten Proportional-Elektroverteiler (11a, 11b) gesteuert wird, und dadurch, daß die beiden Servoventile oder Proportional-Elektroverteiler über die elektronische Steuereinheit mit einem Mikroprozessor (16) angesteuert werden.

11. Verfahren für die selektive Ernte von Beeren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die elektronische Steuereinheit (16) mit Positions-Meßwertgebern (8a, 8b) verbindet, um permanent die Position der Pflückarme (2a, 2b) erfassen zu können.

12. Verfahren für die selektive Ernte von Beeren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem Schüttelsystem arbeitet, das aus zwei Einheiten zum Abtrennen der Beeren (1A, 1B) gebildet und von einer Hydraulikeinrichtung (5a, 5b; 11a, 11b) angetrieben wird, die von einem Steuersystem (16) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das Steuersystem (16) mit einer Einrichtung zum Erfassen von Pfählen (12a, 12b) verbindet, und dadurch, daß man das Steuersystem (16) so konfiguriert oder programmiert, daß mindestens einer der Schüttelparameter (beispielweise: Frequenz und/oder Amplitude und/oder Beschleunigung) beim Empfang der von der Einrichtung zum Erfassen von Pfählen (12a, 12b) übermittelten Daten beim Auftreffen auf Pfähle reduziert wird.

13. Verfahren für die selektive Ernte von Beeren nach Anspruch 12, bei dem die Hydraulik-Antriebseinrichtung (5a, 5b; 11a, 11b) der Einheiten zum Abtrennen der Beeren (1A, 1B) von einer elektronischen Steuereinheit (16), beispielsweise mit einem Mikroprozessor, gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die elektronische Steuereinheit (16) mit einer Einrichtung zum Erfassen von Pfählen (12a, 12b) verbindet, die beispielsweise über den Einheiten zum Abtrennen der Beeren (1A, 1B) angeordnet ist, und dadurch, daß man die elektronische Steuereinheit (16) so programmiert, daß die Heftigkeit der Schüttelbewegungen beim Auftreffen auf Pfähle (Pi) reduziert wird.

14. Verfahren für die selektive Ernte von Beeren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit (16) so programmiert ist, daß die Schüttelfrequenz proportional zur Vorschubgeschwindigkeit der Maschine ist, so daß der Rebstock immer der gleichen Anzahl von Stößen mit der gleichen Beschleunigung ausgesetzt ist, gleichgültig, wie hoch die Vorschubgeschwindigkeit ist.

15. Verfahren für die selektive Ernte von Beeren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit (16) so programmiert ist, daß sie bei jeder Änderung des Schüttelzyklus eine Leerlaufzeit generiert, deren Dauer proportional zur Verminderung der Vorschubgeschwindigkeit der Maschine und der Schüttelfrequenz unter vorbestimmte Schwellenwerte ist, so daß die Beschleunigung der Schütteleinrichtungen oder Pflückarme (2a, 2b) weiterhin gleich bleibt, unabhängig von der Vorschubgeschwindigkeit der Maschine und der Schüttelfrequenz.

16. Verfahren für die selektive Ernte von Beeren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit (16) so programmiert ist, daß sie nacheinander die Proportional-Elektroverteiler oder Antriebsservoventile (11a, 11b) der Pflückarmeinrichtungen rechts und links (1A, 1B) steuert, so daß deren nicht gleichzeitige Verschiebung sichergestellt ist.

17. Verfahren für die selektive Ernte von Beeren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die optimalen Ernteparameter in einer Datenbank für Parzellen und/oder Rebsorten programmiert werden, um sie je nach Parzelle jedes Jahr wieder für identische Varianten verwenden zu können.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com