Sonderheft der Zeitschrift Landtechnik zum Tod von Prof. Dr ... - TUM

376 Pflanzliche Produktion 44. Jahrg. Landtechnik Sonderheft
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Abb. 2: Veriinderbare Druckrolleneinstellungen
Die Pflanzschare unterscheiden sich in ihrer
Funktion kaum von den Scharen der Einzelkornsagerate
oder der Kartoffellegemaschinen.
Die Aufgabe der Scharschneide ist
es , eine Furche (Pflanzrille) mit rechteckigem
Furchenquerschnitt zu bilden. Die seitlichen
Leitbleche verhindern das vorzeitige
Zuruckrutschen der Furchenboschungen,
so daB der lungpflanzenballen noch in die
ausgeraumte Furche abgelegt werden kann .
Die Pflanzschare soUten den Anforderungen
nach gleichmafiiger Tiefenfuhrung, geringem
Bodenaushub und -horizontdurchmischung
und geringem Zugkraftbedarf gerecht
werden.
Die Pflanzenablage in die offene Furche
kann bei teilmechanischen Pflanzmaschinen
nach drei grundlegend unterschiedlichen
Verfahren erfolgen und zwar:
mit Klemmfingern, Klemmscheiben
oder Schnappgreifern
durch freien Fall in das Schar und AusstoBen
in die furche mit Hilfe eines
Stem pels .
durch freien Fall auf die Furchensohle
und senkrechtes Ausrichten der lungpflanzen
mit Fiihrungselementen
Die Ablage in die Furche soil ohne Beschadigung
der lungpflanzen, senkrecht, in der
gewiinschten Tiefe und in gleichmafiigem
Abstand erfolgen.
Die Druckrollen haben neben dem Schlie­
Ben der Furche und dem Andrucken der
lungpflanze zur Erzielung des benotigten
Bodenschlusses die Aufgabe, das Pflanzaggregat
am Boden abzustutzen und die Tiefenfuhrung
des Schares zu steuern. Durch
den Anstellwinkel der Druckrollen wird der
yom Schar rechts und links der Furche
aufgeworfene Boden erfaBtund in Richtung
der Furchenmitte verdichtet. Zusatzlich
ubernehmen die Druckrollen bei Pflanzmaschinen
ohne Zentralantrieb den Antrieb
der Ein bettungswerkzeuge.
Die geratetypischen Parameter der Druckrollen
sind deren Gewicht F, die Rollenbreite
B, der Rollendurchmesser 0, das Lauf­
flachenprofil, der Anstellwinkel a (Druckrichtung)
und der Abstand A der Rollen
zueinander (Abb. 2). Die gebrauchlichen
Rollendurchmesser liegen zwischen 30 cm
und 60 cm, die Rollenbreiten zwischen 4 cm
und 10 ern und die Anstellwinkel zwischen 6
und 25 Grad. Das Gewicht F, welches beide
Druckrollen gemeinsam auf den Boden
ubertragen, setzt sich geratespezifisch zusammen
aus dem Pflanzmaschinengewicht
Fp , gegebenenfalls dem Gewicht der Pflanzperson
FAP (typenbedingt), vermindert urn
das Gewicht (Fs), welches yom Schar auf
dem Boden abgestutzt wird, und vermindert
urn das Gewicht (FA)' welches iiber die
Aufhangung am Pflanzrahmen (typenbedingt)
abgestutzt wird. Die Gleichung
lautet:
F = Fp + FAP - Fs - FA (1)
Die Druckrollen verhalten sich bodenmechanisch
wie starre, frei rollende oder gebremste
Rader. Sie verursachen im Boden
vertikale Druck- und horizontale Schubspannungen.
Aufgrund ihres Anstellwinkels
ist das Druekspannungsfeld in Richtung
Furche versehoben.
Druckerfassung in derFurchc
Die Messung der Hohe des Bodendruckes
beim FurchensehluB verJangt ein spezifisches
MeBverfahren. Bolling [1] besehreibt
ausfuhrlich versehiedene Moglichkeiten
der Bodendruekbestimmung, wobei aufgrund
der Anforderungen Kompromisse
eingegangen werden muBten .
Der Drucknehmer soll in Form und
MaBen den Wurzelballen kleinvolumiger
lungpflanzenanzuchtverfahren entspreehen.
Die Messungen sollen mit wenig Arbeits-
und Zeitaufwand durchfuhrbar
sein.
Die Drucksonde soil unempfindlich gegen
Scherungen und Verwindungen
sein . .
Die MeBwerterfassung soil kontinuierJich
wahrend der gesamten Einbettung
rnoglich sein.
Schrage Einbettung soli einen moglichst
geringen MeBfehler hervorrufen.
Mehrere Drucknehmer sollen hintereinander
in einem Versuchsdurchlauf einzusetzen
sein .
Wegen der zylindrischen bis schwach konischen
Form der Wurzelballen, die beim
Pflanzvorgang an ihrer gesamtenHullflache
Druck- und Schubspannungerr ausgesetzt
sind , wurde ein hydraulisches MeBverfahren
gewahlt. Als Membran wurde ein Silikonschlauch
mit 2,2 cm AuBendurchmesser,
3,0 em Lange und einerWandstarke von
0,1 em eingesetzt. Zur Stabilisierung und
Fixierungder Silikonmembran und zur Aufnahme
der Druckmel3dose (MeBbereich 0
bis 350 mbar) dient ein gedrehter Messingkorper
(Abb. 4). Der von Membran und
Messingkorper umschlossene Raum ist wassergefullt
und kann tiber die Befull- und
Entluftungsschraube luftfrei befli llt werden.
Die Sonde entspricht in ihrem mechanischen
Verhalten nicht dem Substratballen,
da sie nur plastiseh aber nicht elastisch
verformbar ist. Wegen der raumlichen Ausdehnung
der Sonde und der Lasteinleitung
uber die ganze Kontaktflache mit dem Boden
wird die Summe der Spannungen in x­
und y-Richtung autgezeichnet. Da in dem
wassergefullten Raum nach den Gesetzen
der Hydrostatik nur ein Druck herrschen
kann, wird dieser Mitteldruck gemessen.
Die Steifigkeit der Siliconmembran wird
vernachlassigt.
Die Me13signale werden von der DruckmeBdose
uber Spannungsgeber und Datalogger
an das Datenerfassungsgerat weitergeleitet,
gespeichert und im Drucker ausgeplottet.
Die maxima Ie MeBfrequenz betragt
acht Daten pro Sekunde. Die Aufnahme
einer Eichkurve zur Zuordnung von MeBsignal
und Druck erfolgte in einer Druckkarnmer
mit Quecksilbermanometer im MeBbereich
von 10 bis 350 mbar.
Versuchsdurchfiihrung
Die grundlegenden Untersuchungen wurden
in der Bodenhalle der DEULA, Freising,
unter definierbaren Bedingungen gemacht.
Beim Boden handelt es sich urn
einen sandigen Lehm (18 % Ton, 45 %
Schluff, 34 % Sand, 3 % Kies), welcher
wegen des haufigen Befahrens und Bearbeitens
kaum Aggregatgefiige besitzt. Vor jeder
Messung wurde der Boden gefrast,
eingeebnet und mit einer Walze verdichtet.
Die Bodendichte und der Wassergehalt
wurden nach jeder Messung kontrolliert.
Die Durchfiihrung der Me13reihen erfolgte
mit einem schleppergezogenen, eigens fur
die Einbettungsmessungen entwickelten
Pflanzaggregat. Furchenschar und Druckrollen
waren unabhangig von einander paralJelogrammgefiihrt,
urn eine gegenseitige
Beeintrachtigung durch Abstutzung am Boden
auszuschlieBen. Als Schar wurde ein
Einzelkornsaschar mit parabelforrniger
Schneide gewahlt, welches aufgrund seiner
Bauweise den gewiinschten Anforderungen
gerecht wird . Die Druckrollen waren in
bezug auf Gewicht, Breite, Durchmesser,
Winkel und Rollenabstand stufenweise verstellbar
(Abb. 2) .
Die Fahrgesehwindigkeit des Pflanzaggregates
betrugeinheitlich bei allen Messungen
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Abb. 3: Grofsenvergleicti zwischen Jungpflanzenballen und Drucksonde
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Abb. 4: Aufbau der Drucksonde