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Dokumentenidentifikation DE60000434T2 09.01.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 1148775
Titel ERNTEMASCHINE FÜR FRÜCHTE UND BEEREN UND RÜTTELSTAB FÜR SOLCHE MASCHINEN
Anmelder New Holland Braud S.A., Coex, FR
Erfinder MERANT, Jean-Camille, F-85220 La Chapelle-Hermier, FR;
LE NEVE, H., Daniel, F-85300 Challans, FR
Vertreter G. Koch und Kollegen, 80339 München
DE-Aktenzeichen 60000434
Vertragsstaaten DE, ES, FR, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 25.01.2000
EP-Aktenzeichen 009062241
WO-Anmeldetag 25.01.2000
PCT-Aktenzeichen PCT/EP00/00562
WO-Veröffentlichungsnummer 0000045629
WO-Veröffentlichungsdatum 10.08.2000
EP-Offenlegungsdatum 31.10.2001
EP date of grant 11.09.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.01.2003
IPC-Hauptklasse A01D 46/28

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Ernten von Früchten, Beeren und dergleichen von in Reihen gepflanzten Fruchtbäumen und -büschen von der Art, wie sie in der FR-A-2639177 offenbart ist, wobei diese Maschine ein Stelzrad- Fahrgestell oder einen Rahmen, der sich über ein Feld bewegen kann, eine Schüttelbaugruppe, die auf dem Fahrgestell befestigt ist und zumindest ein Paar von langgestreckten Schüttelelementen einschließt, die aktive Teile aufweisen, die sich in einer ersten Richtung, allgemein gesagt, in der Längsrichtung der Maschine, erstrecken, und die mit Querabstand voneinander angeordnet sind und sich auf jeweiligen gegenüberliegenden Seiten einer längsgerichteten Mittelachse der Maschine befinden, wobei jedes Schüttelelement aus einer aus flexiblem Material bestehenden Stange besteht, und einen Antriebsmechanismus einschließt, der mit den Stangen verbunden ist, um sie synchron mit einer Hin- und Herbewegung in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung anzutreiben und hiermit eine Schwingungsebene für jede Stange zu definieren.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf das Ernten von Weinbeeren, und es wird spezieller in Verbindung mit dieser Art von Erntevorgang beschrieben. Die Maschine der vorliegenden Erfindung ist jedoch in gleicher Weise in der Lage, zum Ernten anderer Früchte und Beeren verwendet zu werden, beispielsweise für schwarze Johannisbeeren, Stachelbeeren, Himbeeren oder Kaffebohnen und Oliven.

Stand der Technik

Die meisten üblichen Weinbeeren-Pflückmaschinen verwenden praktisch das gleiche Prinzip zum Ernten von Weinbeeren. Das Prinzip besteht in einem Schlagen oder Schütteln der Rebstöcke dadurch, dass diesen einen sinusförmige oder pseudosinusförmige Bewegung mit einer Amplitude und mit eine Frequenz erteilt wird, die zum Trennen der Weinbeeren oder Weintrauben geeignet ist. Diese Bewegung wird auf den Rebstock über Schüttel- oder Schlagelemente übertragen, die derart angeordnet sind dass sie entweder auf den Rebstock oder Stamm oder im Übrigen auf die Vegetation, d. h. den fruchttragenden Teil des Rebstockes in Abhängigkeit von der Art und Anzahl der verwendeten Schüttel- oder Schlagelemente einwirken.

Die Schüttel- oder Schlagelemente haben üblicherweise aktive Teile, die sich allgemein in einer Horizontalrichtung (erste Richtung) in der Längsrichtung der Maschine erstrecken, und die sinusförmige Hin- und Herbewegung wird in einer horizontalen Richtung (zweite Richtung) senkrecht zu der ersten Richtung bewirkt. Für einige Arten von fruchttragenden Büschen kann es jedoch sinnvoll sein, die Schüttelelemente in einer bekannten Weise derart anzuordnen, dass ihre aktiven Teile unter einem größeren oder kleineren Winkel, wie dies passend ist, gegenüber der Horizontalen geneigt sind, und/oder derart, dass ihre sinusförmige Hin- und Herbewegung in einer zweiten Richtung bewirkt wird, die ebenfalls unter einem größeren oder kleineren Winkel gegenüber der Horizontalen geneigt sein kann.

Der prozentuale Anteil von Weintrauben und/oder einzelnen Weinbeeren, die von dem Rebstock getrennt werden, hängt von der Anzahl und der Amplitude der Schwingungen ab, der eine vorgegebene Weintraube unterworfen wird. Je energetischer das Schütteln ist, das auf eine vorgegebene Weintraube einwirkt, und je häufiger diese geschüttelt wird, desto wahrscheinlicher ist es, dass diese Weintraube oder ihre einzelnen Weinbeeren von dem Rebstock getrennt werden.

Die Anzahl und die Amplitude der Schwingungen, denen eine vorgegebene Weintraube ausgesetzt ist, hängt von verschiedenen Parametern ab, die gewählt werden können, insbesondere die Amplitude und die Frequenz des Antriebsmechanismus, der den Schüttelelementen zugeordnet ist, der Länge des aktiven Bereiches der Schüttelelemente, der Steifigkeit oder der Flexibilität dieser Schüttelelemente, und der Geschwindigkeit, mit der sich der Maschine vorwärtsbewegt, zusammen mit anderen Faktoren, die durch den Rebstock selbst festgelegt sind, insbesondere die Art und Weise, wie er gezogen ist, seiner Form und seinem Widerstand gegen die Bewegung der Schlagelemente.

Beim Trennen von Weintrauben oder einzelnen Weinbeeren können die Schüttelelemente jedoch den Rebstock beschädigen, was nachteilig für die Gesundheit des Rebstockes und des Erntematerials selbst sein kann. Es ist daher allgemein erforderlich, einen Kompromiss zwischen den verschiedenen vorstehend genannten Parametern zu finden, um einen annehmbaren prozentualen Anteil an geernteten Weinbeeren oder Weintrauben zu erzielen, ohne dass unannehmbare Schäden an dem Rebstock entstehen. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten des Standes der Technik in dieser Hinsicht sei beispielsweise auf die FR-A-2639177 und die FR-A-2605487 verwiesen.

Bei den meisten bekannten Erntemaschinen bestehen die Schüttelelemente, wenn diese zum Einwirken auf den Bewuchs des Rebstockes ausgelegt sind, aus einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Stangen, die in größerem oder kleinerem Ausmaß flexibel sind. Die Stangen bestehen entweder aus einem einzigen Material, wie z. B. einem glasfaserverstärkten Kunstharz, aus Polyamid, Federstahl usw., oder aus zwei Materialien.

Im letzteren Fall (FR-A-2159250 und FR-A-2313859) ist jede Stange aus Glasfaser hergestellt, und der aktive Abschnitt, der mit dem Bewuchs des Rebstockes in Berührung kommen soll, ist mit einem Metallrohr oder einer Hülse versehen, die zur Vermeidung einer Abnutzung oder eines Brechens der Glasfaserstange aufgrund des Reibens und/oder der wiederholten Aufprallvorgänge der Stange auf die Vegetation und/oder die Pfähle bestimmt ist, die den Rebstock stützen. Das Vorhandensein des Metallrohres oder der Hülse vergrößert das Gewicht des aktiven Teils der Schüttelstange und modifiziert die Art und Weise, wie sie sich unter statischen und dynamischen Bedingungen biegt. Insbesondere werden für eine vorgegebene Schwingungsfrequenz die Amplitude der Schwingungsbewegung und die Geschwindigkeit des aktiven Teils der Stange vergrößert, insbesondere im Fall von Stangen mit einem freien hinteren Ende, und dies kann die an dem Rebstock hervorgerufenen Schäden vergrößern.

Obwohl ein Kompromiss zwischen den verschiedenen vorstehend genannten Parametern gefunden werden kann, um einen annehmbaren prozentualen Anteil an Weinbeeren oder Weintrauben oder anderer geernteter Beeren zu erzielen, ohne dass übermäßige Schäden an dem Rebstock oder anderen fruchttragenden Büschen hervorgerufen werden, die die zu erntenden Beeren tragen, ist es mit Schüttelelementen, die aus einem kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Stangen bestehen, schwierig, eine unerwünschte vertikale Bewegung der Stangen im Gebrauch zu verhindern, d. h. in einer dritten Richtung senkrecht zu den vorstehend genannten ersten und zweiten Richtungen, zusätzlich zu ihrer Schwingungsbewegung in der horizontalen (zweiten) Richtung, die die einzige ist, die hinsichtlich des Schüttelns der fruchttragenden Büsche und damit zum Ernten der Früchte nützlich ist. Der Nachteil dieser unerwünschten vertikalen Bewegungen besteht darin, dass sie Blätter abtrennen, die mit den geernteten Früchten vermischt werden, wodurch die Reinigung des Erntematerials komplizierter gemacht wird.

Weiterhin wird die Seite der Schüttelstangen, die mit der Vegetation der fruchttragenden, zu schüttelnden Büsche in Kontakt kommt, im Gebrauch durch eine Abschleifwirkung abgenutzt. Als Ergebnis steigt die Flexibilität jeder Stange in einer horizontalen Schwingungsebene, d. h. in der durch die ersten und zweiten vorstehend genannten Richtungen, an, während die Stange abgenutzt wird, wodurch das Schütteln weniger wirksam wird. Dies ergibt sich daraus, dass, wenn die Stange stärker flexibel wird, sie weniger in der Lage ist, während ihrer Schwingungsbewegung die Vegetation oder den Bewuchs des fruchttragenden zu schüttelnden Busches mitzunehmen. Entsprechend muss die Stange nach einer Betriebsperiode oder nach einem gewissen Ausmaß an Abnutzungen durch eine neue Stange ersetzt werden.

Ziel der Erfindung

Das Hauptziel der Erfindung besteht damit in der Schaffung einer Erntemaschine der im Oberbegriff genannten Art, deren Schüttelelemente in Form von flexiblen Stangen im Gebrauch weniger einer unerwünschten Bewegung in der dritten Richtung ausgesetzt sind.

Ein ergänzendes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Erntemaschine der vorstehend definierten Art, bei der die Schüttelelemente weiterhin eine vergrößerte Betriebslebensdauer aufweisen.

Offenbarung der Erfindung

Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Maschine zum Ernten von Früchten, Beeren und dergleichen von in Reihen gepflanzten Fruchtbäumen und -büschen geschaffen, wobei die Maschine ein Stelzrad-Fahrgestell, das sich über ein Feld bewegen kann, eine auf dem Fahrgestell befestigte Schüttelbaugruppe, die zumindest ein Paar von langgestreckten Schüttelelementen einschließt, die aktive Teile aufweisen, die sich in einer ersten Richtung, allgemein in der Längsrichtung der Maschine erstrecken, und die mit Querabstand voneinander angeordnet sind und sich auf jeweils gegenüberliegenden Seiten der längsverlaufenden Mittelachse der Maschine befinden, wobei jedes Schüttelelement aus einer Stange aus flexiblem Material besteht, das eine erforderliche Flexibilitätseigenschaft aufweist, und einen Antriebsmechanismus einschließt, der mit den Stangen derart verbunden ist, dass diese synchron in einer Hin- und Herbewegung in einer zweiten Richtung allgemein senkrecht zu der ersten Richtung angetrieben werden und hiermit eine Schwingungsebene für jede Stange definieren,

dadurch gekennzeichnet, dass jede Stange des zumindest einen Paares von Schüttelelementen einen langgestreckten Basisteil aufweist, der die genannte erforderliche Flexbilitätseigenschaften für die Stange in ihrer Schwingungsebene aufweist und der einen länglichen Querschnitt aufweist, der in einer dritten Richtung senkrecht zur Schwingungsebene größer ist als in der zweiten Richtung, wobei der Querschnitt zwei geometrische Hauptachsen, die in der zweiten bzw. dritten Richtung gerichtet sind und Abmessungen derart aufweist dass seine quadratische Momentfläche (Ix) um die in der zweiten Richtung gerichtete Hauptachse beträchtlich größer als seine quadratische Momentfläche (Iy) um die in der dritten Richtung gerichtete Hauptachse ist.

Zu diesem Zweck kann die Stange einen langgestreckten Basisteil aufweisen, der die erforderliche Flexibilitätseigenschaft für die Stange in deren Schwingungsebene aufweist und der einen länglichen Querschnitt aufweist, der in einer dritten Richtung senkrecht zu der Schwingungsebene größer als in der zweiten Richtung ist, wobei der Querschnitt zwei geometrische Hauptachsen, die jeweils in der zweiten bzw. dritten Richtung gerichtet sind, und Abmessungen aufweist, derart, dass seine quadratische Momentfläche (= zweites Trägheitsmoment) um die in der zweiten Richtung gerichtete Hauptachse beträchtlich größer als seine quadratische Momentfläche um die in der dritten Richtung gerichtete Hauptachse ist, wobei seine Abmessung in der dritten Richtung kleiner als ein vordefinierter Wert ist.

In der Praxis sind die vorstehend genannten ersten und zweiten Richtungen üblicherweise horizontal oder im Wesentlichen horizontal, und die dritte Richtung ist dann vertikal oder im Wesentlichen vertikal (wie dies bereits erwähnt wurde, können jedoch die ersten und zweiten Richtungen in manchen Fällen gegenüber der Horizontalen geneigt sein).

Unter den vorstehenden Bedingungen ist jede Stange eindeutig starrer in der vertikalen Richtung (dritte Richtung), als in der horizontalen Richtung (zweite Richtung). Es besteht damit eine geringere Wahrscheinlichkeit für jede Stange, dass sie einer unerwünschten vertikalen Bewegung ausgesetzt ist, und wenn sich eine derartige Bewegung ergibt, so ist deren Amplitude verglichen mit der einer Stange mit kreisförmigem Querschnitt beträchtlich verringert. Dadurch, dass die vertikale Abmessung des Querschnittes des Basisteils oder des Querschnittes jeder Stange auf weniger als einem vordefinierten Wert gehalten wird, der seinerseits höchstens gleich und vorzugsweise kleiner als der Durchmesser der bekannten, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Stangen ist, bietet weiterhin jede Stange dem Rebstock oder irgendeinem anderen fruchttragenden Busch, der geschüttelt werden soll, eine Kontaktoberfläche, die gleich oder kleiner als die der einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Stangen ist. Dies verhindert, dass die Stange einen vergrößerten Kontaktflächenbereich hat, aufgrund der länglichen Form des Querschnittes des Basisteils, der zum Aufplatzen der Weinbeeren oder anderen Beeren beim Zusammenprall mit den Schüttelstangen führen könnte. Weiterhin kann die Abnutzung jeder Stange durch eine Schleifwirkung dessen horizontale Steifigkeit beeinflussen, sofern nicht die nachfolgend angegebenen Maßnahmen getroffen werden, doch hat sie praktisch keine Auswirkung auf die vertikale Steifigkeit der Stange. Entsprechend vergrößert eine ausgedehnte Verwendung der Stangen gemäß der Erfindung nicht die Gefahr von Schäden, die an den Rebstöcken durch unerwünschte vertikale Bewegungen hervorgerufen werden.

Die Maschine gemäß der Erfindung kann weiterhin ein oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:

a) die quadratische Momentfläche um die in der zweiten Richtung ausgerichtete Hauptachse ist zumindest gleich dem Doppelten der quadratischen Momentfläche um die in der dritten Richtung ausgerichtete Hauptachse;

b) der vordefinierte Wert ist nicht größer als 32 mm und vorzugsweise gleich 30 mm für eine Stange, die ein Ende aufweist, das an einer Halterung angebracht ist, die um einen festen Punkt des Fahrgestells verschwenken kann, und deren gegenüberliegendes Ende an einem Punkt angebracht ist, der sich in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur längsverlaufenden Mittelachse der Maschine bewegen kann;

c) der längliche Querschnitt weist eine elliptische Form mit einer Hauptachse in der dritten Richtung und einer Nebenachse in der zweiten Richtung auf;

d) der längliche Querschnitt weist eine rechtwinklige Form mit einer längeren Seite in der dritten Richtung und einer kürzeren Seite in der zweiten Richtung auf;

e) die Hauptachse oder die längere Seite weist eine Länge von 25 mm bis 28 mm auf, und die Nebenachse oder die kürzere Seite weist eine Länge von 15 mm bis 18 mm auf;

f) der Basisteil jeder Stange bildet einen Kern für die betreffende Stange, und jede Stange weist weiterhin einen Verschleißteil auf, der den Kern bedeckt und aus einem Material hergestellt ist und eine Dicke derart aufweist, dass die Stange Flexibilitätseigenschaften in den zweiten und dritten Richtungen aufweist, die gegenüber denen des Kerns selbst nach einer beträchtlichen Abnutzung des Verschleißteils praktisch unverändert sind;

g) der Verschleißteil weist einen kreisförmigen Querschnitt auf, dessen Mitte mit der des Kerns zusammenfällt;

h) der Verschleißteil weist eine Dicke auf, die auf der Seite der Stange, die auf die längsgerichtete Mittelachse der Maschine gerichtet ist, größer ist, als auf der gegenüberliegenden Seite der Stange;

i) der Verschleißteil weist einen Querschnitt auf, der auf der auf die längsgerichtete Mittelebene gerichteten Seite der Stange im Wesentlichen die Form einer Halbellipse, deren Nebenachse kolinear mit der Hauptachse des elliptischen Querschnittes des Kerns ist, und auf der gegenüberliegenden Seite der Stange die Form einer Halbellipse aufweist, deren Hauptachse kolinear mit der Hauptachse des elliptischen Querschnittes des Kerns ist, mit einer im Wesentlichen konstanten Dicke auf der letzteren Seite;

j) der Verschleißteil weist einen Querschnitt auf, dessen Abmessungen in der dritten bzw. zweiten Richtung gemessen entlang der zwei geometrischen Hauptachsen des Querschnittes des Kerns von 22 mm bis 30 mm betragen;

k) der Kern weist einen elliptischen oder rechtwinkligen Querschnitt auf, dessen größere Abmessung in der dritten Richtung von 19 mm bis 23 mm beträgt und dessen kleinere Abmessung in der zweiten Richtung von 10 mm bis 15 mm beträgt;

l) der Basisteil des Kerns jeder Stange ist aus einem Material hergestellt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die glasfaserverstärkten Kunstharz, Aramid- (Kevlar®-) Fasern oder Kohlenstofffasern und Federstahl einschließt;

m) der Kern ist ein Doppelkern, der aus zwei parallelen Metallstreifen gebildet ist, die mit Abstand voneinander in der zweiten Richtung angeordnet sind und deren Breite in der dritten Richtung ausgerichtet ist, wobei die beiden Streifen des Doppelkerns vorzugsweise aus Federstahl hergestellt sind, wobei jeder der beiden Streifen vorzugsweise von 14 bis 18 mm breit und von 1 bis 3 mm dick ist, wobei ihr Abstand vorzugsweise von 6 bis 12 mm beträgt; unter diesen Bedingungen weist der Verschleißteil vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmessen von 23 bis 30 mm auf;

n) der Verschleißteil jeder Stange ist aus einem Material hergestellt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die Polyamide, Polyurethane und Polyethylene einschließt;

o) der Kern weist eine andere Farbe als der Verschleißteil auf.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Schüttelstange geschaffen, die ein oder mehrere der vorstehend bezüglich der Stangen der vorstehend angegebenen Erntemaschine definierten Merkmale aufweist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung, die lediglich als Beispiel und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird, in denen:

Fig. 1 eine teilweise weggebrochene Seitenansicht einer Erntemaschine ist, die mit einer bekannten Schüttelbaugruppe ausgerüstet ist, bei der die vorliegende Erfindung verwendet werden kann,

Fig. 2 eine teilweise weggebrochene Vorderansicht der Erntemaschine nach Fig. 1 ist,

Fig. 3 eine Seitenansicht in größerem Maßstab eines Teils einer Schüttelbaugruppe der Maschine nach den Fig. 1 und 2 ist,

Fig. 4 eine schematische Draufsicht der Schüttelbaugruppe nach den Fig. 1 und 2 ist,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 3 gezeigten Teils der Schüttelbaugruppe ist,

Fig. 6 eine Querschnittsansicht einer der Stangen der Schüttelbaugruppe der bekannten Maschine ist,

Fig. 7-13 Querschnittsansichten sind, die verschiedene Ausführungsformen einer Schüttelstange gemäß der Erfindung zeigen,

Fig. 14 u. 15 den Fig. 6 bzw. 11 entsprechende Ansichten sind, die einen Vergleich der Auswirkung von Abnutzung auf eine bekannte Schüttelstange und eine Schüttelstange gemäß der Erfindung geben.

Ausführliche Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der Erfindung

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Erntemaschine ist eine Weinbeeren-Erntemaschine und schließt in üblicher Weise ein Fahrgestell 1 ein, das mit vorderen lenkbaren Rädern 2 und hinteren Antriebsrädern 3 zur Bewegung des Fahrgestells 1 über den Boden versehen ist. Das Fahrgestell 1 weist die Form eines Portals auf, so dass es in der Lage ist, sich rittlings über eine Reihe von Pflanzen zu bewegen. Das Fahrgestell 1 trägt in bekannter Weise eine Erntebaugruppe 4, die eine Schüttelbaugruppe 5 und zwei Höhenförderer 6 einschließt, um die Weinbeeren, die von der Schüttelbaugruppe 5 gelöst wurden, zu sammeln und um sie zu zumindest einem Zwischenspeichertank 7 zu fördern (allgemein sind zwei Tanks auf jeweiligen Seiten der Maschine angeordnet). Das Fahrgestell weist weiterhin eine Antriebsmaschine 8 auf, die die zum Antrieb der verschiedenen aktiven Bauteile der Maschine erforderliche Drehantriebsleistung und die Vortriebsleistung an die Räder liefert, wenn die Maschine von selbstfahrenden Typ ist.

Die Erntebaugruppe 4 kann in dauerhafter Weise an dem Fahrgestell 1 der Maschine befestigt sein, oder sie kann in Form einer entfernbaren Baugruppe ausgebildet sein, die lösbar an dem Fahrgestell 1 befestigt ist, sodass sie durch andere Ausrüstungen oder Zusatzgeräte ersetzt werden kann, wie z. B. Sprühausrüstungen, Beschneideausrüstungen, Ausrüstungen zum Auflockern des Bodens usw. Die Erntebaugruppe 4 kann daher entweder direkt von dem Fahrgestell 1 der Maschine gehaltert sein oder sie kann durch einen Hilfsrahmen 9 gehaltert sein. In bekannter Weise kann der Hilfsrahmen 9 fest gegenüber dem Fahrgestell 1 befestigt sein, oder er kann schwenkbar an diesem befestigt sein, wobei sein oberer Teil schwenkbar an einer horizontalen, sich in Vorwärts-Rückwärtsrichtung erstreckenden Achse für eine Schwenkbewegung um diese befestigt ist.

Wie dies insbesondere aus Fig. 2 zu erkennen ist, schließt die Schüttelbaugruppe 5, auf die sich die Erfindung speziell bezieht, zwei Sätze 10a und 10b von Schüttelelementen 11 ein, die aufeinander gerichtet auf gegenüberliegenden Seiten der längsgerichteten Mittelebene 12 der Maschine angeordnet sind. Wie dies klarer in Fig. 3 zu erkennen ist, kann jeder Satz, beispielsweise der Satz 10a, beispielsweise sechs Schüttelelemente 11 einschließen, die mit vertikalem Abstand übereinander angeordnet sind und die sich allgemein horizontal erstrecken, obwohl sie von der Vorderseite zur Rückseite der Maschine hin nach unten geneigt sein können. Obwohl die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Schüttelbaugruppe zwei Sätze von sechs Schüttelelementen einschließt, ist es offensichtlich, dass diese Erfindung nicht auf diese Anzahl von Schüttelelementen beschränkt ist und dass ihre Anzahl in Abhängigkeit von den verschiedenen Arten von Fruchtbäumen oder -büschen und für eine vorgegebene Art von Fruchtbaum oder -busch, in Abhängigkeit von der Art, wie er beschnitten wurde, und der Form der Vegetation der Fruchtbäume oder -büsche verkleinert oder vergrößert werden kann. Abänderungen können weiterhin davon abhängen, ob es erwünscht ist, die Fruchtbäume oder -büsche an ihren Stämmen oder über ihre Vegetation zu schütteln.

Jedes Schüttelelement 11 ist durch eine aus flexiblem Material bestehende Stange gebildet, deren Querschnitt im Vergleich zu ihrer Länge sehr klein ist, und wie dies insbesondere aus den Fig. 4 und 5 zu erkennen ist, ist jede Stange 11 gekrümmt, um einen Bogen zu bilden. Die verwendeten Stangen können bei der Herstellung vorgekrümmt werden, doch sind sie bei ihrer Herstellung vorzugsweise geradlinig, wobei sie in diesem Fall dadurch gekrümmt werden, dass sie gebogen werden, wenn sie auf der Schüttelbaugruppe 5 befestigt werden.

Unter spezieller Bezugnahme auf die Fig. 3 und 5 ist zu erkennen, dass ein Ende jeder Stange 11 fest in einer Klammer 13a eingeklemmt ist, die starr an einer vertikalen Tragplatte 13 befestigt ist (es ist eine Platte 13 für jeden der zwei Sätze 10a und 10b der Stangen 11 vorgesehen). Jede Platte 13 ist an jedem Ende mit einer vertikal ausgerichteten Stummelwelle 14 versehen, die drehbar in einem an dem Hilfsrahmen 9 befestigten Lager 15 aufgenommen wird. Das andere Ende jeder Stange 11 ist in einer Halterung 16 befestigt, die gelenkig um eine vertikale Welle 17 an einem Ende eines kurzen Verbindungsgestänges 18 befestigt ist, dessen anderes Ende gelenkig um eine vertikale Achse 19 an dem Hilfsrahmen 9 befestigt ist.

Eine Antriebseinrichtung 20, die eine Hin- und Herbewegung hervorruft, ist mit der Tragplatte 13 an einem der beiden Sätze 10a und 10b von Stangen 11 verbunden, um eine Schwingung der Platte 13 um die Achse der Stummelwellen 14 hervorzurufen. Die Antriebseinrichtung 20 kann beispielsweise durch ein Kurbelstangen- und Kurbelsystem gebildet sein, dessen Welle 21 in Lagern 22 (gemäß den Fig. 3 und 5) drehbar ist, die an dem Hilfsrahmen 9 befestigt sind. Die Welle 21 kann über irgendein geeignetes (nicht gezeigtes) Getriebe in Drehung versetzt werden, das mit dem Ausgangswelle eines Motors verbunden ist, beispielsweise der Antriebsmaschine 8 der Erntemaschine. Ein Ende der Kurbelstange 24 ist mit einem Kurbelzapfen 23 des Kurbelstangen- und Kurbelbolzensystems 20 verbunden, während sein gegenüberliegendes Ende gelenkig um eine Welle 25 mit einem horizontalen Arm 26 verbunden ist, der starr an der Tragplatte 13 für den Satz 10a der Stangen 11 befestigt ist. Zwei weitere horizontale Arme 27 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zur Längsmittelebene 12 der Maschine, und sie sind starr mit jeweiligen vertikalen Platten 13 verbunden. Die Arme 27 sind durch eine sich horizontal und in Querrichtung erstreckende Kopplungsstange 28 miteinander verbunden, deren Enden gelenkig mit den freien Enden der Arme 27 um jeweilige Achsen 29 verbunden sind; die Kopplungsstange 28 weist vorzugsweise die Form einer Stange auf, deren Länge einstellbar ist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, um eine Einstellung des Abstandes e zwischen den beiden Sätzen 10a und 10b der flexiblen Stangen 11 zu ermöglichen.

In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass sich die Erntemaschine in der durch den Pfeil F in Fig. 4 angezeigten Richtung vorwärts bewegt. Unter diesen Bedingungen befinden sich die Tragplatten 13 an den vorderen Enden der Stangen 11, während die Halterungen 16 und die Verbindungsglieder 18 sich an den hinteren Enden der Stangen befinden, obwohl die entgegengesetzte Konfiguration genauso gut verwendet werden könnte. Unter diesen Bedingungen bildet die bogenförmige Form der flexiblen Stangen 11 in den beiden Sätzen 10a und 10b einen konvergierenden Eintrittsbereich für Fruchtbäume und -büsche zwischen den genannten Sätzen und in einer Richtung von dem vorderen Ende der Maschine zu deren hinteren Maschine, gefolgt von einem aktiven Schüttelbereich, der sich über eine Länge I (Fig. 4) erstreckt, auf den wiederum ein divergierender Austrittsbereich für die Fruchtbäume oder -büsche folgt.

In Fig. 4 bezeichnen die Buchstaben A, B, C und D die von den verschiedenen Bauteilen der Schüttelbaugruppe für vier unterschiedliche Winkelpositionen A, B, C und D des Kurbelstangen- und Kurbelantriebssystems 20 eingenommenen Stellungen. Aus Fig. 4 ist es klar, dass während der Drehung des Kurbelzapfens 23 um die Achse der Welle 21 sich die Krümmung der flexiblen Stangen 11 zyklisch um einen mittleren Krümmungswert ändert, der den Positionen A und C entspricht und zwischen einer minimalen Krümmung und einer maximalen Krümmung liegt. Es ist weiterhin zu erkennen, dass die flexiblen Stangen 11 des Satzes 10a eine minimale Krümmung haben, wenn die flexiblen Stangen 11 des Satzes 10b eine maximale Krümmung (Position B) haben, und dass umgekehrt die Stangen 11 des Satzes 10a eine maximale Krümmung haben, wenn die Stangen 11 des Satzes 10b eine minimale Krümmung haben (Position D). Es ist weiterhin zu erkennen, dass während sich die Stangen 11 von ihrer Position mit minimaler Krümmung in Richtung auf ihre Position mit maximaler Krümmung biegen, ihre vorderen und hinteren Enden auf einen im Wesentlichen konstanten Abstand von der längsgerichteten Mittelebene 12 bleiben, während sich der aktive Schüttelbereich I in Querrichtung auf jeder Seite dieser Längsebene 12 hin- und herbewegt. Die Amplitude der Querbewegung des aktiven Teils der flexiblen Stangen 11 hängt von ihren maximalen und minimalen Krümmungen ab, die ihrerseits von der Exzentrizität des Kurbelzapfens 23 gegenüber der Achse der Welle 21 abhängt. Die Exzentrizität des Kurbelzapfens 23 ist vorzugsweise in bekannter Weise einstellbar, um es zu ermöglichen, die Amplitude der Querbewegung des aktiven Teils der flexiblen Stangen 11 einzustellen. Die Kurbelstange 24 weist vorzugsweise ebenfalls die Form einer Stange mit veränderlicher Länge auf, um es zu ermöglichen, die Mittelstellung (Positionen A, C) der Stangen 11 einzustellen, so dass in dieser Position die aktiven Teile der Stangen der beiden Sätze 10a bzw. 10b um die Längsmittelachse 12 symmetrisch sind.

Die so weit beschriebene und in den Fig. 1 bis 5 gezeigte Maschine ist in der Technik gut bekannt (FR-B-2605487), sodass es als nicht nützlich angesehen wird, diese mit weiteren Einzelheiten zu beschreiben. Es reicht aus zu sagen, dass bei Maschinen dieser Art und bei anderen bekannten Maschinen dieser Art (FR-A-2638057, FR- A-2641158, FR-A-2645701, FR-A-2651408 oder FR-A-2653636) die Stangen 11 üblicherweise einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Dieser Querschnitt kann massiv sein und einen Durchmesser von ungefähr 30 mm für eine Stange aufweisen, die aus PA-6,6-Polyamid hergestellt ist, oder er kann hohl sein, mit einem Außendurchmesser im Bereich von 30 bis 35 mm (EP-A-0692181).

Wie dies bereits oben angegeben wurde, ist es jedoch bei einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Stangen 11 unmöglich, im Gebrauch vertikale Bewegungen zu verhindern, die ihrer horizontalen Hin- und Herbewegung überlagert sind und die Blätter von dem Rebstock abstreifen.

Um dieses Problem zu lösen, schlägt die Erfindung vor, die Stangen 11 in der vertikalen Richtung zu versteifen, beispielsweise dadurch, dass ihnen ein länglicher, beispielsweise ovaler oder elliptischer Querschnitt gegeben wird, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist, mit einer Höhenabmessung a (Hauptachse der Ellipse), die größer als die Breitenabmessung b (Nebenachse der Ellipse) ist. Unter diesen Bedingungen ist die quadratische Momentfläche (zweites Trägheitsmoment) Ix des Querschnittes um die horizontale Hauptachse x größer als die quadratische Momentfläche Iy des Querschnittes um die vertikale Hauptachse y, und entsprechend ist die vertikale Steifigkeit Ry, die proportional zu Ix ist, größer als die horizontale Steifigkeit Rx, die proportional zu Iy ist. Im Fall eines elliptischen Querschnittes sind Ix und Iy durch die folgenden Gleichungen gegeben:

Ix = πa³b/64 (1)

Iy = πb³b/64 (2)

worin a und b die bereits vorstehend erläuterten Bedeutungen haben. Für eine Stange mit einer Länge L, die an einem Ende festgelegt ist und an ihrem anderen Ende einer Last P ausgesetzt ist, ist der Wert der Auslenkung des anderen Endes aufgrund der Wirkung der Last P, d. h. die "Biegung" F für eine horizontale Last P durch die folgende Gleichung gegeben:

Fx = P·L³/3E·Iy (3)

während der Wert der Auslenkung für eine vertikale Last P durch die folgende Gleichung gegeben ist:

Fy = P·L³/3E·Ix (4)

In beiden Gleichungen (3) und (4) stellt E den Elastizitätsmodul des die Stange bildenden Materials dar, und der Ausdruck L³/3E·I könnte als deren "Flexibilität" bezeichnet werden.

Die Steifigkeit, die der Reziprokwert der Flexibilität ist, ist daher durch die folgenden Gleichungen für die beiden Hauptrichtungen x bzw. y gegeben:

Rx = 3E·Iy/L³ (5)

Ry = 3E·Ix/L³ (5)

Die Abmessungen a und b des Querschnittes der Stange 11 sind vorzugsweise so gewählt, dass IX zumindest gleich dem Doppelten von Iy ist und die vertikale Steifigkeit Ry ist daher zumindest gleich dem Doppelten der horizontalen Steifigkeit Rx. Unter Betrachtung der Gleichungen (1) und (2) bedeutet dies, dass die vertikale Abmessung a zumindest gleich b 2 sein muss.

Es ist daher zu erkennen, dass, wenn eine einen elliptischen Querschnitt aufweisende Schüttelstange mit den vertikalen und horizontalen Abmessungen a und b (Fig. 7) und eine einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende bekannte Schüttelstange (Fig. 6) mit einem Durchmesser , für den die folgende Gleichung gilt:

Ix = Iy = B &sup4;/64

aus dem gleichen Material, mit der gleichen Länge L und dem gleichen gewünschten Wert für ihre horizontale Steifigkeit oder ihre horizontale Flexibilität (b = ) hergestellt werden, die einen elliptischen Querschnitt aufweisende Stange eine vertikale Abmessung a aufweisen muss, die beträchtlich größer als der Durchmesser der einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Stange ist, wenn diese eine größere vertikale Steifigkeit haben soll, als die letztgenannte Stange.

Daher wird die einen elliptischen Querschnitt aufweisende Stange eine seitliche Oberfläche für den Kontakt mit dem Bewuchs des zu schüttelnden Rebstocks haben, die beträchtlich größer als die einer Stange mit kreisförmigem Querschnitt ist. Als Ergebnis wird die Gefahr eines Aufplatzens von Weinbeeren während der horizontalen Schwingungsbewegung der Schüttelstangen 11 vergrößert, was nicht nur zu einem Verlust an Saft führt, sondern es auch schwierig macht, das Erntematerial zu reinigen, weil Blätter und andere Verunreinigungen, die mit den Weinbeeren gesammelt werden, dazu neigen, an diesem stärker "zu haften". Die Lösung, die darin besteht, die vertikale Abmessung des Querschnittes der Stangen 11 zu vergrößern, und ihre vertikale Steifigkeit zu verringern, um unerwünschte vertikale Bewegungen hiervon zu vermeiden oder zu einem Minimum zu machen, führt daher zu anderen Nachteilen, die vollständig die Vorteile dieser Lösung aufheben können. Um hier Abhilfe zu schaffen, schlägt die vorliegende Erfindung vor, die Abmessungen a und b des Querschnittes der Stangen 11 so zu wählen, dass nicht nur das Verhältnis Ix/Iy beträchtlich größer als 1 und vorzugsweise größer als 2 ist, sondern dass auch die vertikale Abmessung a des Querschnittes unterhalb eines vorgegebenen Wertes bleibt. Beispielsweise kann der vordefinierte Wert gleich oder kleiner als der Durchmesser einer Schüttelstange mit kreisförmigem Querschnitt sein, die die gleiche horizontale Flexibilität aufweist.

Beispielsweise ist für Stangen 11 mit elliptischem Querschnitt, die für eine Maschine der in Fig. 1 bis 5 gezeigten Art bestimmt sind und eine Länge von ungefähr 1,79 Metern aufweisen, dieser vorgegebene Wert höchstens gleich 32 mm und vorzugsweise gleich 30 mm.

Unter diesen Bedingungen muss zur Erzielung eines Verhältnisses von Ix/Iy mit einem Wert von deutlich größer als 1 und vorzugsweise größer als 2 die Breite oder die horizontale Abmessung b des Querschnittes der Stangen 11 beträchtlich kleiner sein, als der vorher erwähnte vordefinierte Wert. Wenn dies der Fall ist, so ist aus den Gleichungen (2) und (5) zu erkennen, dass die horizontale Steifigkeit Rx beträchtlich verringert wird, wenn die Abmessung b verringert wird, weil b in der Gleichung (2) zur Potenz von 3 erhoben ist und Rx proportional zu Iy ist. Wenn Rx stark verringert wird, so wird die horizontale Flexibilität stark in umgekehrter Proportion vergrößert, mit dem Ergebnis, dass die Stange zu flexibel wird und nicht mehr in der Lage ist, den Bewuchs des zu schüttelnden Rebstockes anzutreiben. Um die Verringerung der horizontalen Steifigkeit aufgrund der Verringerung der Abmessung b zu kompensieren, ist es daher erforderlich, für die Stangen 11 ein Material zu wählen, das einen größeren Elastizitätsmodul E aufweist.

Wenn beispielsweise die einen elliptischen Querschnitt aufweisende Stange nach Fig. 7 aus PA-6.6-Polyamid (E = 3300 N/mm²) hergestellt ist, ähnlich wie die bekannte, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende Stange nach Fig. 6, zu muss die einen elliptischen Querschnitt aufweisende Stange gemäß der Erfindung (Fig. 8) aus einem Material mit einem Elastizitätsmodul hergestellt werden, der größer als der von PA-6.6- Polyamid ist, beispielsweise aus Glasfasern in einer Polyesterharz-Matrix (E = 40000 N/mm²) oder Kohlenstofffasern in Epoxyharz (E = 130000 N/mm²), und sie kann eine Abmessung a im Bereich von 25 bis 28 mm und eine Abmessung b im Bereich von 15 bis 18 mm haben, um die gleiche erforderliche horizontale Steifigkeit Rx wie die Stangen nach den Fig. 6 und 7, eine vertikale Steifigkeit Ry, die gleich dem Doppelten der horizontalen Steifigkeit Rx ist, und eine vertikale Abmessung a haben, die nicht größer als der oben erwähnte vordefinierte Wert ist.

Die vorstehend beschriebenen Stangen 11 weisen einen Basisteil 11a auf, der einen elliptischen Querschnitt aufweist, doch kann offensichtlich ihr Querschnitt andere längliche Formen haben, die in der vertikale Richtung langgestreckt sind, beispielsweise eine ovale Form oder eine rechtwinklige Form, vorzugsweise mit abgerundeten Ecken oder am oberen und unteren Ende durch einen halbkreisförmigen oder halbelliptischen Teil abgeschlossen.

Sowohl mit der bekannten Stange (Fig. 6) als auch bei der Stange gemäß der Erfindung (Fig. 8) reibt die Seite der Stange, die auf den Bewuchs des zu schüttelnden Rebstockes gerichtet ist, gegen den Rebstock und/oder gegen die Pfähle, die den Rebstock stützen, während sich die Maschine entlang der Reihen von Rebstöcken vorwärts bewegt. Als Ergebnis wird diese Seite der Stange durch eine Abschleifwirkung abgenutzt, wie dies bei 31 in Fig. 14 gezeigt ist.

Die horizontale Flexibilität der Stange 11 steigt daher an, wenn die Abnutzung fortschreitet, wodurch fortschreitend die Fähigkeit der Stange verringert wird, den Rebstock zu schütteln. Bei den bekannten, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Stangen mit einem Durchmesser von 30 mm aus PA-6.6-Polyamid wird allgemein angenommen, dass die Stangen durch neue Stangen ersetzt werden müssen, nachdem sie eine Abnutzung u von ungefähr 6 mm erlitten haben (Fig. 14).

Ein ergänzendes Merkmal der Erfindung lindert dieses Problem dadurch, dass jede Stange 11 aus zwei Teilen aus zwei unterschiedlichen Materialien hergestellt wird, nämlich aus einem Basisteil oder Kern 11a, der aus einem ersten Material hergestellt ist, und aus einem Verschleißteil 32, der aus einem zweiten Material hergestellt ist, das den Kern 11a bedeckt. Der Kern 11a hat einen länglichen Querschnitt, beispielsweise einen elliptischen Querschnitt ähnlich dem, der in Fig. 9 oder Fig. 11 gezeigt ist, oder einen rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken, ähnlich dem, der in Fig. 10 gezeigt ist. Wie dies erwähnt wurde, sind jedoch auch andere Querschnittsformen möglich.

Das Material des Kerns 11a und die Abmessungen a und b des Querschnittes werden so bestimmt, wie dies vorstehend unter Bezugnahme auf die Stange 11 nach Fig. 8 beschrieben wurde, um die erforderliche Flexibilitäts- (oder Steifigkeits-) Charakteristik der Stange in den x- und y-Richtungen zu erzielen. Die in den Fig. 9 bis 13 gezeigten Kerne 11a haben jedoch im Allgemeinen Abmessungen a und b, die geringfügig kleiner als die entsprechenden Abmessungen des in Fig. 8 gezeigten Querschnittes sind, um die Tatsache zu berücksichtigen, dass die vertikale Gesamtabmessung c (Kern 11a plus Überzug 32) vorzugsweise nicht größer als der vordefinierte Wert sein sollte, der vorstehend erwähnt wurde (32 mm oder 30 mm).

Der Verschleißteil oder Überzug 32 ist aus einem derartigen Material hergestellt und weist eine derartige Dicke auf, dass die Kombination des Kerns 11a und des Überzugs 32 im Wesentlichen die gleiche Flexibilitäts- oder Steifigkeits-Charakteristik in den horizontalen und vertikalen Richtungen aufweist, wie der Kern 11a allein. Unter diesen Bedingungen hat eine Abnutzung des Verschleißteils oder Überzuges 32 eine nur geringe oder keine Auswirkung auf die Flexibilitäts- oder Steifigkeitseigenschaften der Stange 11. Entsprechend behält unter der Voraussetzung, dass die Abnutzung nicht den Kern 11a erreicht, die Stange praktisch ihre gesamte Wirksamkeit. Der Verschleißteil 32 kann aus einem Material hergestellt sein, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die Polyamide, Polyurethane und Polyethylene einschließt. Wenn das Material des Verschleißteils 32 weiterhin so gewählt ist, dass es einen guten Widerstand gegen Abnutzung aufweist, insbesondere eine bessere Abnutzungsbeständigkeit als PA-6.6-Polyamid, wie dies bei Polyurethan der Fall ist, so wird nicht nur die Wirksamkeit der Stange 11 vom Gesichtspunkt des Schüttelns über eine größere Zeitperiode über das gleiche Ausmaß an Abnutzung aufrechterhalten, sondern es wird auch die Betriebslebensdauer der Stange beträchtlich vergrößert.

Der Verschleißteil oder Überzug 32 kann eine konstante Dicke um den gesamten Kern 11a herum aufweisen. Der Überzug 32 weist jedoch vorzugsweise eine Dicke t&sub1; (Fig. 9) auf, die auf der Seite der Stange, die auf die längsgerichtete Mittelebene der Maschine gerichtet ist, d. h. auf der Seite, die im Gebrauch mit dem Bewuchs des Rebstockes in Berührung steht, größer ist als die Dicke t&sub2; auf der gegenüberliegenden Seite dieser Stange. Beispielsweise kann auf der Seite der Stange, die auf die längsgerichtete Mittelebene gerichtet ist, der Außenumriss des Querschnittes des Verschleißteils 32 eine im Wesentlichen halbelliptische Form aufweisen, wobei die Nebenachse kolinear zu der Hauptachse des elliptischen Querschnittes des Kernes 11a ist, während auf der gegenüberliegenden Seite der Stange dieser Außenumriss die Form einer Halbellipse hat, deren Hauptachse kolinear zur Hauptachse des elliptischen Querschnittes des Kerns 11a ist, wobei die Dicke t&sub2; des Verschleißteils 32 über der gegenüberliegenden Seite der Stange 11 im Wesentlichen konstant ist, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist. Die Dicke t&sub1; ist vorzugsweise in der Größenordnung von 6 bis 10 mm, die Abmessung a des Kerns 11a kann von 19 bis 23 mm reichen, die Abmessung b von 10 bis 15 mm, und die Abmessungen c und (t&sub1; + b + t&sub2;) können gleich sein und von 25 bis 28 mm reichen.

Fig. 10 zeigt eine Variante, die sich von der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass der Kern 11a einen rechtwinkligen Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufweist, und dass das Profil des Querschnittes des Verschleißteils 32 auf der auf die längsgerichtete Mittelebene der Maschine gerichteten Seite im Wesentlichen dreieckförmig ist, wobei der Scheitelpunkt abgerundet ist und auf der Achse x liegt, während die Seiten benachbart zu dem Scheitelpunkt unter einem Winkel von angenähert 45º zur Achse x liegen.

Fig. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der der Verschleißteil 32 einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, dessen Mittelpunkt mit dem des Kerns 11a zusammenfällt. Hier können die Abmessungen a, b und c die Werte haben, die weiter oben bezüglich der Stange 11 nach Fig. 9 angegeben wurden. Die Ausführungsform nach Fig. 11 ist in verschiedener Hinsicht vorteilhaft. Aufgrund des kreisförmigen Querschnittes der Stangen 11 sind nur geringe oder keine Modifikationen zur Befestigung der Stangen 11 in der üblichen Erntemaschine nach den Fig. 1 bis 5 erforderlich. Weiterhin kann aufgrund ihrer Symmetrie um die Achse y herum nach einer Abnutzung der Stange auf einer Seite (Fig. 15) die Stange um 180º Grad um ihre Längsachse gedreht und erneut mit der gleichen Wirksamkeit verwendet werden, wodurch ihre Betriebslebensdauer weiter vergrößert wird.

Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform, die sich von der Ausführungsform nach Fig. 11 dadurch unterscheidet, dass der Kern 11a einen rechtwinkligen Querschnitt mit abgerundeten Kanten aufweist, wie in Fig. 10. Weiterhin kann der Kern 11a hier aus Metall hergestellt werden, beispielsweise aus Federstahl. In diesem Fall kann die Abmessung a des Kerns 11a von 14 bis 18 mm betragen, die Abmessung b von 5 bis 8 mm, und der Durchmesser c des Verschleißteils 32 von 22 bis 26 mm.

Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform, die sich von der nach Fig. 12 dadurch unterscheidet, dass der Kern 11a nunmehr ein Doppelkern ist, der aus zwei parallelen Metallstreifen, beispielsweise aus Federstahl, besteht, die voneinander einen Abstand d in der Richtung x aufweisen. Die Breite a jedes Streifens des Kerns 11a erstreckt sich in der Richtung y. Bei dieser Ausführungsform kann jeder Streifen eine Breite a von 14 bis 18 mm und eine Dicke b von 1 bis 3 mm haben, wobei der Abstand d der Streifen von 6 bis 12 mm reichen kann und der Durchmesser c des Verschleißteils 32 von 23 bis 30 mm betragen kann.

Bei allen Ausführungsformen (Fig. 8 bis 13) werden die Stangen 11 dadurch richtig auf dem Hilfsrahmen 9 angeordnet, dass (nicht gezeigte) horizontale Bohrungen in den vorderen Enden der Stangen ausgerichtet werden, die Schrauben aufnehmen, die zum Festklemmen des vorderen Endes in die Klammern 13a verwendet werden (Fig. 5).

Bei den in den Fig. 9 bis 13 gezeigten Ausführungsformen kann der einzelne oder doppelte Kern 11a in vorteilhafter Weise eine andere Farbe als der Überzug 32 aufweisen. Wenn die jeweiligen Materialien des Kerns 11a und des Überzugs 32 von Natur aus die gleiche Farbe haben, so kann der Farbunterschied dadurch erzielt werden, dass ein Farbpigment oder ein Färbemittel zum Grundmaterial des Kerns 11a oder zu dem des Überzugs 32 hinzugefügt wird, wenn diese Teile hergestellt werden. Unter diesen Bedingungen kann der Kern als Verschleißanzeiger dienen, der, wenn er einer Abnutzung unterworfen ist, anzeigt, dass die Stange bald ersetzt werden muss (oder im Fall der Fig. 11 bis 13 um 180º gedreht werden muss).

In Form eines Vergleichsbeispiels werden nunmehr vier konkrete Beispiele beschrieben, um die Wirkung der Abnutzung auf die horizontale Steifigkeit Rx und die vertikale Steifigkeit Ry der Stangen zu zeigen (die Wirkung der Abnutzung auf die vertikale Steifigkeit ist wesentlich kleiner, weil die Abnutzung auf eine Seite der Stange beschränkt ist).

Beispiel 1

Eine Stange 11 wurde aus einem einzigen Material hergestellt, nämlich PA-6.6- Polyamid (E = 3300 N/mm²), und sie hatte eine kreisförmigen Querschnitt (Fig. 6) mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Länge von 1,79 Metern. Ein Verschleiß u von 6 mm sollte toleriert werden (Fig. 14). Unter diesen Bedingungen hatte die Stange die folgenden Eigenschaften:

im Neuzustand:

Iy = Ix = 39 761 mm&sup4;

Rx = Ry = 3E·Iy/L³ = 0,0856 N/mm

nach Abnutzung:

Iy = 24 440 mm&sup4;

Rx = 0,0522 N/mm

Nach Abnutzung betrug die horizontale Steifigkeit daher nicht mehr als ungefähr 61% der Steifigkeit im Neuzustand.

Beispiel 2

Eine Stange mit der gleichen Länge wie im Beispiel 1 wurde gemäß Fig. 11 hergestellt. Der Überzug hatte einen Durchmesser c von 27 mm, und der Kern 11a hatte eine Hauptachse a mit einer Länge von 19 mm und eine Nebenachse b mit einer Länge von 13 mm. Der Kern 11a wurde aus Glasfasern und Polyesterharz (E&sub1; = 40 000 N/mm²) hergestellt, und der Überzug 32 wurde aus PA-6.6-Polyamid (E&sub2; = 3300 N/mm²) hergestellt. Es sollte wiederum eine Abnutzung u von 6 mm toleriert werden (Fig. 15). Die quadratische Momentfläche I1y des Kerns 11a, die durch die vorstehende Gleichung 1 gegeben ist, war die gleiche, wenn der Kern im Neuzustand oder abgenutzt war:

I1y = 2 049 mm&sup4;

Die horizontale Steifigkeit R1x und die vertikale Steifigkeit R1y des Kerns 11a ergeben sich aus den vorstehenden Gleichungen (5) und (6), und sie waren die gleichen, wenn die Stange im Neuzustand oder abgenutzt war:

R1x = 0,0429 N/mm und R1y = 0,0916 N/mm

Die quadratischen Momentflächen I2x und I2y des Überzuges 32 im Neuzustand ergeben sich aus den folgenden Gleichungen:

I2x = π(c&sup4; - a³b)/64 (7)

I2y = π(c&sup4; - ab³)/64 (8)

woraus in diesem Fall folgt, dass I2x = 21 710 mm&sup4; und I2y = 24 038 mm&sup4; im Neuzustand ist.

Die horizontale Steifigkeit R2x und die vertikale Steifigkeit R2y des Überzuges 32, die ebenfalls durch die Gleichungen (5) und (6) gegeben sind, sind im Neuzustand:

R2x = 0,0415 N/mm und R2y = 0,0375 N/mm.

Die horizontale Gesamtsteifigkeit Rx der zusammengesetzten Stange nach Fig. 11 im Neuzutand ist dann durch die folgende Gleichung gegeben:

Rx = 3(E&sub1;I1y + E&sub2;I2y)/L³ (9)

worin E&sub1; und E&sub2; die Elastizitätsmoduln des Kerns 11a bzw. des Überzuges sind, I1y und I2y ihre quadratischen Momentflächen um die Achse y sind und L die Länge der Stange ist. Dies heißt mit anderen Worten, dass die globale horizontale Steifigkeit Rx durch die folgende Gleichung gegeben ist:

Rx = R1x + R2x (10)

und dass sie im vorliegenden Beispiel im Neuzustand den folgenden Wert hatte:

globaler Wert Rx = 0,0844 N/mm.

In ähnlicher Weise ist die vertikale Steifigkeit Ry durch die folgende Gleichung gegeben:

Ry = R1y + R2y (11)

und sie hatte bei dem vorliegenden Beispiel im Neuzustand den Wert:

Globaler Wert Ry = 0,1291 N/mm.

In diesem Fall stellte die horizontale Steifigkeit R2x des Überzuges 32 daher 49% der globalen Steifigkeit Rx im Neuzustand dar.

Nach einer Abnutzung u von 6 mm hatten I1x, I1y, R1x und R1y die gleichen Werte wie im Neuzustand, und I2x, I2y, R2x und R2y hatten die folgenden Werte:

I2x = 20716 N/mm und I2y = 13546 mm&sup4;

R2x = 0,0234 N/mm und R2y = 0,0357 N/mm

und die globale horizontale Steifigkeit Rx und die globale vertikale Steifigkeit Ry hatten im Abnutzungszustand die folgenden Werte:

Rx = R1x + R2x = 0,0663 N/mm

Ry = R1y + R2y = 0,1273 N/mm

Es ist zu erkennen, dass die globale horizontale Steifigkeit Rx im abgenutzten Zustand 78% der globalen Steifigkeit im Neuzustand darstellte. Dieses Ergebnis war beträchtlich besser als das, das mit der bekannten Stange mit kreisförmigem Querschnitt des Beispiels 1 erzielt wurde. Das Verhalten der Stange des Beispiels 2 bei einer Abnutzung von 100% (u = 6 mm) entsprach dem der Stange nach Beispiel 1, wenn diese lediglich um ungefähr 50% abgenutzt war. Wenn sie zu 100% abgenutzt war, hatte die Stange des Beispiels 1 daher ein schlechteres Verhalten als das des Beispiels 2. Weil das Material der Beschichtung 32 jedoch das gleiche war, wie das der Stange des Beispiels 1, erfolgte die Abnutzung in gleicher Weise schnell in beiden Richtungen, und die Betriebslebensdauer der Stange wurde nicht vergrößert, sofern nicht mehr als 6 mm einer Abnutzung u im Beispiel 2 als annehmbar betrachtet wurden, weil bei einer Abnutzung von 6 mm die Stange des Beispiels 2 immer noch ein annehmbares Verhalten hatte. Es ist weiterhin zu sehen, dass die globale vertikale Steifheit Ry beträchtlich größer als die globale horizontale Steifigkeit Rx war, und zwar sowohl wenn die Stange im Neuzustand war als auch wenn sie abgenutzt war.

Beispiel 3

Eine Stange mit der gleichen Länge wie in den Beispielen 1 und 2 hatte eine Form ähnlich der nach Fig. 11, jedoch mit den folgenden Abmessungen:

a = 18 mm; b = 11 mm und c = 25 mm.

Der Kern 11a war aus Kohlenstofffaser und Epoxy-Harz hergestellt (E&sub1; = 130 000 N/mm²), und der Überzug 32 war aus Polyurethan hergestellt (E&sub2; = 60 N/mm²).

Unter diesen Bedingungen hat die Stange die folgenden Eigenschaften:

im Neuzustand:

I1x = 3 149 mm4 und I1y = 1176 mm&sup4; R1x = 0,0800 N/mm und R1y = 0,2141 N/mm ... Kern 11a

I2x = 16 026 mm4 und I2y = 17 999 mm&sup4; R2x = 0,0005 N/mm und R2y = 0,0005 N/mm ... Überzug 32

globaler Wert von Rx = 0,0805 N/mm und globaler Wert von Ry = 0,2146 N/mm.

Hier stellte im Neuzustand die horizontale Steifigkeit R2x des Überzuges 32 nur einen vernachlässigbaren prozentualen Anteil (0,7%) der globalen horizontalen Steifigkeit Rx der Stange dar, und die globale vertikale Steifigkeit Ry war gleich dem Doppelten von Rx.

Bei Abnutzung (u = 6 mm):

I1x, I1y, R1x und R1y änderten sich nicht.

I2x = 15 618 mm&sup4; und I2y = 10 409 mm&sup4;

R2x = 0,0003 N/mm und R2y = 0,0005 N/mm

globaler Wert von Rx = 0,0803 N/mm und globaler Wert von Ry = 0,2146 N/mm.

Im Beispiel 3 stellte die globale horizontale Steifigkeit mit einer Abnutzung von 6 mm 99,7% der globalen horizontalen Steifigkeit im Neuzustand dar. Es ist daher zu erkennen, dass in diesem Beispiel die Abnutzung praktisch keine Auswirkung auf das Verhalten des Schüttelelementes hatte. Weiterhin war die globale vertikale Steifigkeit Ry verglichen mit dem Wert im Neuzustand unverändert und blieb daher gleich dem Doppelten von Rx. Weiterhin wird, weil Polyurethan in den meisten Fällen stärker abnutzungsbeständig ist als PA-6.6-Polyamid, die Betriebslebensdauer der Stange vom Beispiel 3 gegenüber dem nach den Beispielen 1 und 2 vergrößert. Weiterhin kann, weil die Stange des Beispiels 3 um 180º gedreht werden kann, um ihre nicht abgenutzte Fläche dem Bewuchs darzubieten, bei dem gleichen Abnutzungspotential und ohne Beeinträchtigung des Verhaltens der Stange die Betriebslebensdauer der Stange nach dem Beispiel 3 beträchtlich größer als das doppelte der Stange nach dem Beispiel 1 sein.

Beispiel 4

Die Stange, die die gleiche Länge wie in den Beispielen 1 bis 3 hatte, hatte eine Form ähnlich der nach Fig. 13, mit den folgenden Abmessungen:

a = 17 mm; b = 2 mm; c = 26 mm und d = 6,5 mm.

Die beiden Streifen des Doppelkerns 11a wurden aus Federstahl (E&sub1; = 210 000 N/mm²) hergestellt, und der Überzug 32 bestand aus Polyurethan (E&sub2; = 60 N/mm²).

Unter diesen Bedingungen zeigt die Berechnung, dass die Stange die folgenden Eigenschaften hatte:

im Neuzustand:

I1x = 1638 mm&sup4; und I1y = 741 mm&sup4; R1x = 0,0814 N/mm und R1y = 0,1799 N/mm ... Kern 11 a

I2x = 20 794 mm&sup4; und I2y = 21 691 mm&sup4; R2x = 0,0007 N/mm und R2y = 0,0006 N/mm ... Überzug 32

was für die Stange insgesamt Folgendes ergibt:

globaler Wert von Rx = 0,0821 N/mm und globaler Wert von Ry = 0,1805 N/mm. Im abgenutzen Zustand (u = 6 mm):

I1x, I1y, R1x und R1y änderten sich nicht.

I2x = 20 386 mm&sup4; und I2y = 14 101 mm&sup4; R2x = 0,0004 N/mm und R2y = 0,0006 N/mm ... Überzug 32

was für die Stange insgesamt im abgenutzten Zustand Folgendes ergibt:

globaler Wert von Rx = 0,0818 N/mm und globaler Wert von Ry = 0,1805 N/mm.

Die im Beispiel 4 erzielten Ergebnisse waren ähnlich zu denen, die im Beispiel 3 erzielten Ergebnisse, soweit es die Unempfindlichkeit von Rx und Ry gegenüber der Abnutzung betrifft (zumindest unter der Voraussetzung, dass diese kleiner oder gleich 6 mm blieb), und soweit es ihr Verhältnis Ry/Rx betrifft, das größer als 2 bliebt.

Es ist selbstverständlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung lediglich ein erläuterndes und nicht beschränkendes Beispiel darstellen, und dass viele Modifikationen, die für den Fachmann ersichtlich sind, nicht von dem Schutzumfang der Erfindung abweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Beispielsweise kann der Basisteil oder Kern 11a der Stangen hohl sein, ähnlich wie bei den Stangen, die in dem Dokument EP-A-0692181 beschrieben sind.

Obwohl die vorliegende Erfindung insbesondere in Verbindung mit einer selbstfahrenden Erntemaschine beschrieben wurde, ist die Erfindung weiterhin eindeutig in gleicher Weise auf Erntemaschinen anwendbar, die mit einem Traktor verbunden sind.


Anspruch[de]

1. Maschine zum Ernten von Früchten, Beeren und dergleichen, von Fruchtbäumen und -büschen, die in Reihen gepflanzt sind, wobei die Maschine ein Stelzrad- Fahrgestell (1, 9), das sich über ein Feld bewegen kann, eine Schüttelbaugruppe (5), die auf dem Fahrgestell befestigt ist und zumindest ein Paar von langgestreckten Schüttelelementen (11) einschließt, die aktive Teile aufweisen, die sich in einer ersten Richtung, allgemein in der Längsrichtung der Maschine, erstrecken, und die mit Querabstand voneinander angeordnet sind und sich auf jeweils gegenüberliegenden Seiten der längsgerichteten Mittelachse (12) der Maschine befinden, wobei jedes Schüttelelement (11) aus einer aus flexiblem Material bestehenden Stange besteht, die eine erforderliche Flexibilitätseigenschaft aufweist, und einen Antriebsmechanismus (20) einschließt, der mit den Stangen (11) verbunden ist, um sie synchron mit einer Hin- und Herbewegung in einer zweiten Richtung allgemein senkrecht zu der ersten Richtung anzutreiben und damit eine Schwingungsebene für jede Stange zu definieren, dadurch gekennzeichnet, dass jede Stange (11) des zumindest einen Paares von Schüttelelementen einen langgestreckten Basisteil (11a) aufweist, der die erforderliche Flexibilitätseigenschaft für die Stange (11) in ihrer Schwingungsebene aufweist, und der einen länglichen Querschnitt aufweist, der in einer dritten Richtung senkrecht zu der Schwingungsebene größer als in der zweiten Richtung ist, wobei der Querschnitt zwei geometrische Hauptachsen, die jeweils in der zweiten bzw. dritten Richtung ausgerichtet sind, und derartige Abmessungen aufweist, dass seine quadratische Momentfläche (Ix) um die in der zweiten Richtung ausgerichtete Hauptachse beträchtlich größer als seine quadratische Momentfläche (Iy) um die in der dritten Richtung ausgerichtete Hauptachse ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die quadratische Momentfläche (Ix) um die in der zweiten Richtung ausgerichtete Hauptachse zumindest gleich dem Doppelten der quadratischen Momentfläche (Iy) um die in der dritten Richtung ausgerichtete Hauptachse ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt eine Abmessung in der dritten Richtung hat, die kleiner als ein vordefinierter Wert ist.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vordefinierte Wert nicht größer als 32 mm und vorzugsweise gleich 30 mm für eine Stange (11) ist, deren eines Ende an einer Halterung (13) befestigt ist, die um eine festen Punkt (14) des Fahrgestells (1) verschwenken kann, und deren gegenüberliegendes Ende an einem Punkt (17) angebracht ist, der sich in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur längsgerichteten Mittelachse (12) der Maschine bewegen kann.

5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der längliche Querschnitt eine elliptische Form mit einer Hauptachse in der dritten Richtung und einer Nebenachse in der zweiten Richtung aufweist.

6. Maschine nach einem der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, dass der längliche Querschnitt eine rechtwinklige Form mit einer längeren Seite in der dritten Richtung und einer kürzeren Seite in der zweiten Richtung aufweist.

7. Maschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptachse oder die längere Seite eine Länge (a) im Bereich von 25 bis 28 mm aufweist, und dass die Nebenachse oder die kürzere Seite eine Länge (b) in dem Bereich von 15 bis 18 mm aufweist.

8. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Basisteil (11a) jeder Stange (11) einen Kern für die betreffende Stange bildet, und dass jede Stange (11) weiterhin einen Verschleißteil (32) aufweist, der den Kern (11a) bedeckt und aus einem derartigen Material hergestellt ist und eine derartige Dicke aufweist, dass die Stange Flexibilitätseigenschaften in den zweiten und dritten Richtungen aufweist, die gegenüber denen des Kerns praktisch unverändert sind, selbst nach einer erheblichen Abnutzung (u) des Verschleißteils (32).

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschleißteil (32) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, dessen Mittelpunkt mit dem des Kerns (11a) zusammenfällt.

10. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschleißteil (32) eine Dicke (t&sub1;) aufweist, die auf der auf die längsgerichtete Mittelachse (12) der Maschine gerichteten Seite der Stange (11) größer ist als auf der gegenüberliegenden Seite der Stange.

11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Basisteil (11a) einen länglichen Querschnitt aufweist, der eine elliptische Form mit einer Hauptachse in der dritten Richtung und einer Nebenachse in der zweiten Richtung aufweist, und dass der Verschleißteil (32) einen Querschnitt aufweist, der auf der auf die längsgerichtete Mittelebene gerichteten Seite der Stange (11) im Wesentlichen die Form einer Halbellipse aufweist, deren Nebenachse kolinear mit der Hauptachse des elliptischen Querschnittes des Kerns (11a) ist, und der auf der gegenüberliegenden Seite der Stange die Form einer Halbellipse aufweist, deren Hauptachse kolinear zu der Hauptachse des elliptischen Querschnittes des Kerns ist, mit einer im Wesentlichen konstanten Dicke auf der letztgenannten Seite.

12. Maschine nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschleißteil (32) einen Querschnitt aufweist, dessen Abmessungen in den dritten bzw. zweiten Richtungen gemessen entlang der zwei geometrischen Hauptachsen des Querschnittes des Kernes im Bereich von 22 mm bis 30 mm liegen.

13. Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (11a) einen elliptischen oder rechtwinkligen Querschnitt aufweist, dessen größere Abmessung in der dritten Richtung im Bereich von 19 mm bis 23 mm liegt, und dessen kleinere Abmessung in der zweiten Richtung im Bereich von 10 mm bis 15 mm liegt.

14. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Basisteil oder Kern (11a) jeder Stange (11) aus einem Material hergestellt ist, das aus der Gruppe gewählt ist, die glasfaserverstärktes Kunstharz, Aramid-Fasern oder Kohlenstofffasern oder Federstahl einschließt.

15. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (11a) ein Doppelkern ist, der aus zwei parallelen Metallstreifen besteht, die mit Abstand voneinander in der zweiten Richtung angeordnet sind, und deren Breite in der dritten Richtung ausgerichtet ist.

16. Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Streifen des Doppelkerns (11a) aus Federstahl hergestellt sind.

17. Maschine nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der beiden Streifen von 14 bis 18 mm breit und von 1 bis 3 mm dick ist, und dass ihr Abstand zwischen 6 und 12 mm beträgt.

18. Maschine nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschleißteil (32) einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser (c) im Bereich von 23 bis 30 mm aufweist.

19. Maschine nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschleißteil (32) jeder Stange (11) aus einem Material hergestellt ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die Polyamide, Polyurethane und Polyethylene einschließt.

20. Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (11a) eine andere Farbe als der Verschleißteil (32) aufweist.

21. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Richtungen horizontal oder im Wesentlichen horizontal sind, und dass die dritte Richtung vertikal oder im Wesentlichen vertikal ist.







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