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Gerät zur Tiefenlockerung von Böden Die Erfindung betrifft ein Gerät
zur Tiefenlockerung von Böden, bei dem für jede Lockerungsschar ein steifes, flaches,
lanqqP-strecktes Grindel vorgesehen ist, das mit einem an seinem unteren in den
Boden senkbaren Ende vorspringenden Fuß und seiner Schmalseite in Zugrichtung weisend
und mit seinem oberen Ende in Zugrichtung versteift an einem Anbaurahmen für eine
Zugmaschine angeordnet ist und die zugehörige Lockerungsschar illit ihrer Arbeitsebene
nach oben und im stumpfen Winkel gegen die Zugrichtung weisend ume ine sich quer
zur Zugrichtung erstreckende horizontale Achse schwenkbar vorn am Fuß, diesen mit
ihrer Schneide nach vorn überragend, angelenkt ist und mit ihrem hinteren Ende an
einer Koppelstange angeordnet ist, die von einem am Tragrahmen angeordneten Antriebselement
vertikal oszillierend antreibbar ist.
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Bei einen aus der OS 1 918 67o vorbekannten Gerät dieser Art führt
die Lockerungsschar eine Schwenkbewegung um eine am vorderen Ende des l;ußes und
etwa irn Anschluß an das vordere Drittel der Lockerungsschar gelegene horizontale,
quer zur Zugrichtung gelegene Schwenkackse durch. Das führt dazu, daß das diese
Schwenkachse nach vorn überragende Ende der Lockerungsschar eine Auf- und Abbewegung
um diese Schwenkachse durchführt und dabei bewegt sich die vorauseilende Kante der
Lockerungsschar -die Schneide - auf und ab durch den Boden. D-ie Schneide beschreibt
dadurch eine sinusförmige und damit im Verhältnis zur effektiven Fahrstrecke extrem
lange Bahn durch den Boden und unterliegt deshalb extremer Ab@tzung. Außerdem drückt
das vordere Ende der Lockerungsscha wenn es abwärtsschwingt, den darunter anstehenden
Boden ziI'-ammen, wodurch der Leistungsaufwand für die Lockerung erhöht wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät der eingangs genannten Art
so auszugestalten, daß die Für die Bewegung der Lockerungsschar aufgewendete Energie
besser für die angestrebte Bodenlockerung ausgenutzt wird und ein übermäßiger Abrieb,
insbesondere der Schneide, möglichst vermieden wird.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, das die Lockerungsschar mit mindestens
einem am Fuß und an der Lockerungsschar angelenkten benker schwenkbar am Fuß gelagert
ist und daß der oder die zur Lagerung der Lockerungsschar am Fuß vorgesehenen Lenker
durch auf die Zugrichtung bezogene Anordnung vollständig innerhalb der Kontur hinter
der Lockerungsschar gegen den anstehenden Boden abgedeckt sind.
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Durch den ouer die voresehenen LenKer is-t die Schwenkbewegung der
Lockerungsschar nicht illehr an eine festetehende Schwenkachse und damit an eine
Sinusbewegung gebunden, insbesondere kann die Lockerungsschar zu Bewegungen veranlaßt
werden, bei denen die Aufwärtsbewegung nicht, wie bei der Sinusbewegung, der Abwartsbewegung
symmetrisch entspricht. DAdurch ist es möglich, durch geometrische Gestaltung des
oder der Lenker den Bewegungsablauf der Lockerungsschar im Sinne der Aufgabenstellung
zu optimieren.
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Der oder die Lenker sind dabei durch ihre Anordnung im Schatten der
Lockerungsschar gegen die verschleißende und blockierende Einwirkung des durchfahren
Bodens geschützt und üben deshalb auch keine zusätzliche Belastung zur Zugkraft
aus.
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Die Führung der Lockerungsschar entlang ihrer Auf- und Abbewegung
lälSt sich sicherer gestalten, wenn die l,ockerungsschar vorn und hinten breit je
einem au Fuß und an der Lockerungsschar angelenkten Lenker schwenkbar am Fuß gelagert
ist, die beide vollständig durch die Lockerungsschar gegen den anstehenden Boden
abgedeckt sind und die Lockerungsschar an der Koppelstange angelenkt ist. Mit zwei
Lenkern sind weitere Nannig£altigkeiten hinsichtlich der Ausgestaltung der periodischen
Bewegung der Lockerungsschar möglich, was die angestrebte Optimierung begünstigt.
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Man kann die Schutzwirkung der Lockerungsschar noch begünstigen durch
eine am Rand der Lockerungsschar in Richtung auf den Fuß sich erstreckende Schutzschürze
Bei zum Zwecke des Rangierens erforderlicher Rückwärts fahrt oder beini Herausheben
des Grinciels aus dem Boden bewegt sich der Fuß unter Umständen rückwärts durch
den Boden. zur diesen Zweck empfiehlt sich ein Schutzvorsprung seitlich an Fui bezogen
auf die Zugrichtung hinter einem den Fuß an dieser Seite überragenden Lenker, durch
den dann dieser Lenker mindestens teilweise vor der direkten Einwirkung des bei
Rückwärtsfahrt durchfahrenen Bodens geschützt ist.
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Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise
naher erläutert.
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In der Zeichnung zeigt: Figur 1 ein Tiefenlockerungsgerät nach der
Erfindung von der seite gesehen, das mit drei Grindeln ausgestattet ist, von denen
jedoch der Ubersicht halber nur das dem Beschauer zugekehrte Grindel in dieser Figur
dargestellt ist, Figur 2 den Teilschnitt II - II aus Figur 1, Figur 3 den durch
die gestrichelte Linie III umfahrenen Teil aus Figur 1 vergrößert und mit weiteren
Details, Figur 4 die Ansicht gemäß Pfeil IV aus Figur 3, also gegen die Zugrichtung,
Figur 5 in der gleichen Darstellung wie in Figur 3 Teile eines zweiten Ausführungsbeispiels,
Figur 6 die Ansicht gemäß dem Pfeil VI aus Figur 5, Figur 7 in der gleichen Darstellung
wie in Figur 3 Teile eines dritten Ausführungsbeispiels, Figur 8 die Ansicht gemäß
dem Pfeil VIII aus Figur 7, Figur 9 in der gleichen Darstellung wie in Figur 3 Teile
eines vierten Ausführungsbeispiels, Figur lo die Ansicht gelllält dem Pfeil X aus
Figur 9, Figur 11 in der gleichen Darstellung wie in Figur 3 Teile eines funften
Ausführungsbeispiels, und Figur 12 die Ansicht gemäß dem Pfeil XI aus Figur 11.
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Die in den Figuren 5 bis 12 nicht dargestellten Teile sind genauso
ausgebildet, wie die entsprechenden Teile des ersten Ausführungsbeispiels, die in
Figur 1 bis 4 dargestellt sind.
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In Figur 1 bis 4 ist Inib 30 das rückwärtige Ende einer als Gleiskettenfahrzeug
ausgebildeten Zugmaschine bezeichnet, deren Vorausfahrtrichtung durch den Pfeil
31 angezeigt ist. Am rückwärtigen Ende dieser Zugmaschine 3o ist ein Anbaurahmen
32 befestigt, an dem nebeneinander drei Grindeln 1, 34, 35 abgestützt sind. Die
Grindeln sind steif und flach und nach unten langgestreckt ausgebildet und dringen
mit ihren unteren Enden in der in Figur 1 und 2 dargestellten Funktionsstellung
tief in den Boden, dessen Oberfläche 3t gleichzeitig die Fahrbahn der Zugmaschine
3o ist. Das Grindel 1 weist mit seiner schmalen Stirnseite 37 und mit einem au unteren
Ende vorgesehenen Fuß 38 in die durch den Pfeil 31 angezeigte Zugrichtung. Mit 47
ist eine in Zugrichtung weisende vertikale Synllnetrieebene bezeichnet, die sich
also parallel zur Zeichenebene der Figur 1 erstreckt. Nit 22 und 23 sind zwei Grindellenker
bezeichnet, die übereinander fas sich in Fahrtrichtung ers-treckencl in der Symmetrieebene
47 angeordnet sind. Der GrindellenKer 23 ist mit seinem vorderen Ende in einem Schwenklager
39 am Anbaurahmen 32 angelenkt und der Grindellenker 22 iF;t mit seiner hinteren
Ende in einem Schwenklager 40 an dem Grindel 1 angelenkt. Das rückwärtige Ende des
Grindellenkers 23 ist in einem Gelenklager 43 an dem Grindel angelenkt und das vorwärtige
Ende des Grindellenkers 22 ist in einem Gelenklager 44 am Anbaurahmen 32 angelenkt.
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An dem Grindellenker 23 ist ein Verbinder 24 mit einem Schwenklager
41 angelenkt. Der Verbinder 24 ist als hydraulischer Zylinder ausgebildet und dadurch
längenverstellbar. Das vordere Ende des Verbinders 24 ist in einem Schwenklager
42 am Anbaurahmen angelenkt. Die Schwenkachsen der Schwenklager 39, 40, 41, 42 erstrecken
sich in der gezeichneten Funktionsstellung senkrecht zur Symmetrieebene 47. Die
beiden Gelenklager 43, 44 liegen auf einer strichpunktiert eingezeichneten Pendelachse
45 und gestatten Pendelbewegungen um die Pendelachse 45 und Schwenkbewegungen um
Schwenkachse senkrecht zur Symmetrieebene 47.
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Die Pendelachse 45 erstreckt sich entlang der Diagonalen des Vierecks,
das durch die Lager 39, 40, 43 und 44 definiert ist im spitzen WinKel 46 nach vorn
geneigt gegenüber der Zugrichtung 31. Der Winkel 46 beträgt im Beispiel 28 Grad.
Der Verbinder 24 ist zwischen dem Grindellenker 23 und dem Anbau rahmen 32 abgestützt.
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Das Grindel ist durch die Grindellenker 23 und 22 in Verbindung mit
dem Verbinder 24 abgestü-tz-t. Durch Verlängern der Länge des Verbinders 24 kann
das Grindel 1 angehoben werden. Auf diese Weise kann die Eindringtiefe in den Boden
eingestellt werden und das Grindel kann auch ? aus dem Boden herausgezogen werden
in eine wirkungslose -1'ransportstellung, die in Figur 1 durch die strichpunktierte
Lin 11 angedeutet ist. In dieser Transportstellung schmiegt sich flas gebogen ausgestaltete
Grindel der rückwärtigen Kontur der Zugmaschine an und gewinnt dadurch eine für
den Schwerpunkt der gesamten Zugmaschine optimale Stellung. In dieser Transportstellung
ist das Grindel gegenüber der ausgezogen gezeichneten Funktionsstellung nicht nur
angehoben sondern auch um etwa 30 Grad geschwenkt. Diese gekoppelte Anhebung und
Schwenkung wird durch entsprechende Bemessung der Grindellenker 23 und 22 und Anordnung
ihrer Lager 39, 40, 43 und 44 erzielt.
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Mit 10 ist ein vom Zugmachinenantrieb um die Achse 17 umlaufend antreibbarer
Exzenter bezeichnet, der eine Koppelstange 9 über eine zweite goppelstange 15 oszillierend
antreibt. nie Stein den Koppelstangen sind in einem Schwenklager 50 mit zur Symmetrie
ebene 47 senkrechter Schwenkachse gelenkig miteinander und mit einem Lenker 51 verbunden,
der mit seinem anderen Ende in ein Schwenklager 52 an dem Grindel 1 gelagert ist.
Wenn sich der Exzenter 1o dreht, vollführt also die erste Koppelstange 9 0.5-zillierende
Bewegungen von oben nach unten in Richtung des Doppelpfeils 53.
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An der Spitze des Fußes 38 ist ein vorderer Lenker 55 und dtahinter
ein rückwärtiger Lenker 56 in je einem Schwenklager 57, 58 angelenkt. An diesen
beiden Lenkern 55, 56 ist eine Lockerungsschar 59 angelenkt, und zwar ai LenKer
55 mittels des Schwenk lagers 60 und am Lenker 56 mittels den Schwenklagers 61,
in dem
koaxial auch das untere Ende der ersten Koppelstange 9 mit
der Lockerungsschar gelenkig verbunden ist. In der gezeichneten Funktionsstellung
befindet sich die zweite Koppelstange 9 in ihrer oberen Extremstellung. In dieser
Stellung erstreckt sich die Verbindungslinie 62 der Achsen der beiden Schwenklager
57 und bo fast senkrecht zur Arbeitsebene u3 der Lockerungsschar 59. Die entsprechende
Verbindungslinie ú4 zwischen den Achsen der Schwenklager 58 und bl erstreckt sich
dagegen in einem groben stumpfen Winkel 65 zu dieser Arbeitsebene 63. Der Achsabstand
der Schwenklager 53 und 61 ist mehr als doppel-t so grorj wie der Achsabstand der
Schwenklager 57 und Go. Die Lockerungsschar 59 weist eine Arbeitsplatte 66 auf,
deren Oberfläche die Arbeitsebene 63 ist, die zur Zugrichtung, (! äß Pfeil 31, geneigt
ist und im übrigen senkrecht auf der Syii" triebene 47 steht.
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Wie aus Figur 4 ersichtlich liegen die beiden Lenker 5 und 56 mit
ihren Lagern 57, 58, 60 und 61, bezogen auf die Zugrichtung - das ist die dem Pfeil
IV entgegengesetzte Richtung -hinter der Lockerungsschar 59, und zwar bezogen auf
die Zugrichtung innerhalb der in Figur 4 sichtbaren Kontur 81 dieser Lockerungsschar.
Auf diese Weise sind diese beiden Lenker 55 und 56 und ihre Lager 57, 58, uo uns
61 gegen den anstehenden Boden durch die Lockerungsschar abgedeckt, während sich
das Grindel in Zugrichtung gemäß Pfeil 31 durch den Boden bewegt.
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Zum weiteren Schutz dieser Lenker und ihrer Lager sind seitlich an
der Arbeitsplatte bb angebrachte, nach rückwärts weisende Schutzschürzen 67, 68
vorgesehen. Mit 69 und 70 sind zwei seitliche Vorsprünge im Fersenbereich des Fußes
38 bezeichnet, die in rückwartiger Verlangerung des gegabelt ausgebildeten Lenkers
56 angeordnet sind und diesen Lenker bei Bewegung des Fußes gegen die Zugrichtung
31 durch das Erdreich schützen. Der Lenker 56 ist wie aus Figur 4 ersichtlich an
seinen beiden Enden ge;abelt und übergreift einerseits den Fuß 38 und andererseits
die Koppelstange 9. Das rückwärtige Ende der Lockeungsschar ist ebenfalls gegabelt
und umgreift den Lenker 56. Der Lenker 55 ist nicht gegabelt und ist in der gegabelten
Fußspitze 72 und in eincr Gabel 71 der Lockerungsschar aufgenommen. Das Grindel
1, die Grindellenker 22, 23, der Verbinder 24, die Koppelstangen 15 und 9, die Lockerungsschar
59, der vordere Lenker 55 und der
rückwärtige Lenker 56 it den zugehörigen
Lagern sind spiegelsymmetrisch zur Symmetrieebene 47 ausgebildet. Die Arbeitsplatte
66 erstreckt sich breit quer zur Symmetrieebene 47, dagegen ist die Koppelstange
9 und das Grindel 1 quer zur Symmetrieebene 47 schmal. Die Wirkung des Grindels
Illit seiner Lockerungsschar ist folgende.
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Wird das Grindel in der gezeichneten Funktionsstellung in Zugrichtung
durch das Erdreich gezogen, dann wird normalerweise nur eine Kraft in Richtung der
Symmetrieebene auf das Grindel ausgeübt, und zwar, da die Arbeitsplatte 66 quer
zur Sylllmetrieebene sehr breit ist, die Koppelstange 9 und das Grindel 1 dagegen
quer zur Symmetrieebene sehr schmal ist, wird diese Kraft hauptsächlich auf die
Arbeitsebene 63 der Arbeitsplatte 66 ausgeübt und eine Komponente dieser Kraft zieht
das Grindel in die gezeichnete vertikale Lage. Wirkt auf die Arbeitsplatte ebene
Kraftkomponente außerhalb der Symmetrieebene, beispielsweise weil die Lockerungsschar
auf einen Stein trifft, dann kann das ganze Grindel durch Pendeln um die pendelachse
45 dieser Kraft komponente nachgeben und seitlich ausweichen, wobei es in Extremfall
in die in Figur 1 und 2 durch die strichpunktierte Linie 73 angedeutete Stellung
gerät. Die normalerweise beim weiteren Betrieb auf die Lockerun.,sschar ausgeübte
durch den Pfeil 74 angedeutete Kraft hat das Bestreben, das Grindel wieder in die
gezeichnete Symmetriestellung zurückzutreiben. Bemerkenwert ist, dald bei einem
Pendelausschlag die ubertregung der Exzenterhewegung durch die Koppelstangen 15
und 9 nicht unterbrochen, und wenn überhaupt, dann nur geringfügig verschoben wird.
Das Lager des Exzenters und das Schwenklager 50 bieten genügend Lager spiel, um
die durch die Pendelbewegung bedingten Verschiebungen aufzufangen.
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Wenn bei Betrieb, also bei Vorwärtsfahrt, der Exzenter 1o angetrieben
wird, dann wird durch die gemäß Doppelpfeil 53 hervorgerufene Auf- und Abbewegung
der Koppelstange 9 die Lockerungsschar 59 auf- und abgeschwenkt. Das rückwärtige
Ende der Lockerungsschar wird dabei heruntergedrückt und das vorwärtige
nach
vorn geschoben, wobei der Lenker 56 als Kniehebelübertrager wirkt. In der ersten
Bewegungsphase hei sich absenkender Koppelstange 9 sticht das vordere Ende der Lockerungssehar
59 mit der dort angebrachten Schneide 75 nach vorn in den Boden, wobel sich das
rückwärtige Ende ein wenig absenkt, und in der zweiten Bewegungsphase ei wieder
nach oben laufender Koppelstange t3 wird die Spitze der Lockerungsschar 59 gegenüber
der Fuß zurückgezogen und die Arbeitsebene 63 angehoben. In der ersten Phase wird
also die Lockerungsschar in dem Boden vorwärtsgetrieben und in der zweiten Phase
wird das neu angeschnittene Erdreich hochgeworfen und aufgelockert. Es enipfiehl-t
sich, die Zuggeschwindigkeit so auf die Wippbewegung der @ckerungsschar abzustimmen,
daß in der zweiten phase die Spitze der - kerungsschar gegenüber dem Erdreich fast
stehenbleibt.
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Die beiden anderen Grindeln 34 und 35 sind genauso ausgebildet und
werden auch genauso betrieben, wij das Grindel 1, mit dem einzigen Unterschied,
daß das Grindel 34 wie durch die strichpunktierte Linie 80 in Figur 1 ant-edeutet,
etwas weiter nach hinten ragt, als die Grindeln 1 und 35, die auf gleicher Höhe
stehen. Dieser Versatz ist günstig, weil sich die nebeneinanderstehenden Grindeln
dann während der Lockserungsarbeit weniger gegenseitig beeinflussen, was eine gewünschte
Stabilisierung der Grindeln in iherer jeweiligen Symmetriebene ermöglicht, Bemerkenswert
ist, daß die drei Grindeln ihre Pendelbewegungen um die jeweils zugehörige Pendelachse
einzeln und unabhängig voneinander ausführen können. Wenn eines der Grindeln auf
eine Behinderung, zwn Beispiel einen Stein trifft, dann wird davon nur dieses eine
Grindel betroffen und zu einem ausweichenden Pendelschlag veranlaßt, Dies im Gegensatz
zu bekannten Tiefenlockerungsgeräten, bei denen in einem solchen Fall die gesamte
Grindelanordnung mitsamt dem Fahrzeug ausweichen muß oder die Behinderung, also
der Stein, mit Gewalt zur Seite geschoben werden muß.
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Das zweite, in Figur 5 und U dargestellte, Ausfuhrungsbeispiel unterscheidet
sich von dem ersten Ausfuhrungsbeispiel im wesentlichen nur dadurch, da: der dem
Lenker 56 entsprechende Lenker 9o in einem gesonderten Schwenklager 91 an der der
Koppelstange 9 entsprechenden Koppelstange 92 angelenkt ist. Das rückwärtige Ende
der Lockerungsschar ist mit dem Schwenklager 93 neben dem Schwenklager 91 an der
Koppelstange 92 angelenkt. Die Schwenklager 91 und 93 sind bei den zweiten Ausfuhrungsbeispiel
achsparallel aber axial versetzt zueinander, während die entsprechenden Schwenklager
in Figur 3 koaxial in dem Schwenklager 61 vereinigt sind.
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Das dritte, in Figur 7 und , dar tellte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen nur dadurch, daß ansteile
des vorderen Lenkers 55 ein Langlochlager 101 vorgesehen ist, mit dem die Lockerungsschar
102 vorn am FulJ 103 entlang einer Linie, die im spitzen Winkel 104 von etwa 45
Grad gegen die Zugrichtung geneigt ist, beweglich geführt ist.
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Das in Figur 9 und 10 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel aus Figur 5 und b in wesentlichen nur tlxdurch,
dab anstelle des Lenkers 9o ein Langlochlager 111 vorgesehen ist, mit dem die Lockerungsschar
112 am hinteren Ende des Fulses 113 entlang einer Linie, die im spitzen Winkel 114
von etwa 45 Grad gegen die Zugrichtung geneigt ist, beweglich geführt ist.
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Das in Figur 11 und 12 dargestellte fünfte Ausführ:ungsbeispie] unterscheidet
sich von dem ersten Au.führungsbeispiel im wesentlichen nuI dadurch, daß die Lockerungsschar
122 an der Koppelstange 126 unbeweglich befestigt ist beziehungsweise Teil derselben
ist, und daß für das vordere Ende des Fußes 3-) und den Lenker 55 mit seinen Lagern
nichts entsprechendes vorgesehen ist.
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-Bei den in den Figuren 5 bis 12 dargestellten Ausführungsbeispielen
weisen die dargestellten Teile noch Unterschiede hinsichtlich
ihrer
Gestalt auf, die aber aus der Zeichnung ersichtlich sind und für die Erfindung nicht
wesentlich sind und deshalb im einzelnen nicht beschrieben sind. ei den Ausführungsbeispielen
aus Figur 5 bis 12 sind, ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 bis
4, die zur Lagerung der Lockerungsschar am Fuß dienenden Lenker und Lager, hexogen
auf die Zugrichtung vollständig innerhalb der Kontur der TJockerungsschar hinter
dieser angeordnet und so durch die Lockerungsschar geschützt, wie dies aus den gegen
die Zugrichtung betrachteten Ansichten aus den Figuren 6, 8, lo und 12 ersichtlich
iGt.