DE19647433A1

DE19647433A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Hanfdrusch mit Schleppergeräten

Info

Publication number: DE19647433A1
Application number: DE1996147433
Authority: DE
Inventors: Andreas Hilker
Original assignee: Individual
Current assignee: Hilker Andreas Dipl-Agr-Ing 39104 Magdeburg
Priority date: 1996-11-15
Filing date: 1996-11-15
Publication date: 1998-05-28

Description

Seit Februar 1996 ist in Deutschland der Hanfanbau wieder zugelassen, sofern es sich um THC-arme Sorten handelt. Bislang wird mangels längerer Erfahrungen mit dem Anbau von einer hohen Ertragsunsicherheit ausgegangen. Die Bestandeshöhen variieren stark abhängig von den Anbaubedingungen, sie variieren erfahrungsgemäß zwischen 2 und 4 m. Mit der erfindungsgemäßen Zusammenstellung verschiedener erhältlicher oder leicht zu konstruierender Bauelemente wird eine preiswerte Technologie dargestellt, die unter den gegebenen Bedingungen nur zu einer geringen Anfangskapitalbelastung führt, da durch Erweiterung zum Teil vorhandene Maschinen für dieses Konzept ausgenutzt werden können, wobei das Verfahren eine exzellente Erntetechnik darstellt. Das Verfahren ist ferner behelfsweise anwendbar in weiteren Pflanzenkulturen mit insbesondere endständigen Fruchtständen, z. B. in Sonderkulturen oder im Getreide. Das System ist gleichzeitig auch prädestiniert für die Implementation des Verfahrens in selbstfahrende Erntemaschinen.

An der Fronthydraulik des vorwärts arbeitenden Schleppers befindet sich in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Mähwerk, z. B. ein Trommelmähwerk oder ein Messerbalken zum bodennahen Mähen des Erntegutes, welches die gemähten Pflanzen als mittiges Schwad zwischen den Reifen des Schleppers ablegt, so daß keine Pflanzen von den Schlepperrädern überfahren wegen müssen. Erfahrungsgemäß liefern Trommelmähwerke im stehenden Pflanzenbestand ein exzellentes Schwad. Die Gefahr des Wickelns der Trommeln ist dann gering. Um im liegenden oder kreuz- und querwüchsigen Pflanzenbestand ein Wickeln zu vermeiden, leisten zunächst in Fahrtrichtung vor dem Mähwerk angeordnete Halmteiler wertvolle Hilfe. Weiterhin schützt eine stillstehende oder langsam sich umdrehende Blech- oder Textilummantelung den oberen Teil der Mähtrommeln vor dem Wickeln mit langen Halmen. Statt dessen können besonders große und mit ausreichendem Durchgang versehende Trommeln verwendet werden oder mindestens der zylindrische obere Teil der Trommeln ist sehr glatt gestaltet oder besteht aus einem sehr glatten, ebenen Material, welches dem Wickeln abträglich ist.

An der Ladeschwinge eines Schleppers ist in der Höhe einstellbar ein zweites Mähwerk weit vom angebaut, welches die Fruchtstände der Pflanzen abschneidet oder abstrippt. Über dem Mähwerk am Frontlader kann in ausreichender Höhe eine Kamera angeordnet sein, welche mit einem Überwachungsmonitor im Schleppercockpit verbunden ist, so daß eine manuelle Höheneinstellung des Frontladers sowie bei einstellbarer Schnittebene des Mähwerkes eine Anpassung der Schnittebene an die Bestandeshöhe oder an die Größe der Fruchtstände erfolgen kann. Eine besonders vorteilhafte Ausführung besteht darin, statt oder unterstützend zur Kamera ein Sensorsystem einzusetzen, welches Schnitthöhe und Schnittebene des Mähwerkes fortwährend halb- oder vollautomatisch an den Bestand anpaßt. Dafür kommen taktile oder akustische Sensoren (vgl. Körnermonitor des Mähdreschers) in passender Höhe vor dem Mähwerk angeordnet, berührungslose Sensorsysteme, wie Optosensoren, Kameras, akustische Sensoren, Ultraschallsensoren sowie kapazitive Sensoren oder deren Kombinationen in Betracht. Diese sind mit einer Elektronik sowie Stellantrieben, -schaltern oder -hebeln funktional verbunden und ermöglichen bei Beigabe eines geeigneten Programmes sogar eine fortwährende Dokumentation von Ertragsparametern der Pflanzen, wie z. B. deren Länge vom Boden, Größe der Fruchtstände, Ertrag der Fruchtstände, Reifezustand. Die gemessenen Daten können zu Zwecken der Ertragskartierung oder der Qualitätssicherung herangezogen werden.

Das am Frontlader angebaute Mähwerk wird in einer bevorzugten Ausführung nach Erreichen der Arbeitsposition sowie bei Annäherung an die Zielfläche halb- oder vollautomatisch eingeschaltet sowie bei Verlassen der Arbeitsposition, am Bestandesende sowie bei auftretenden Fehlern abgeschaltet, wofür die vorstehenden Sensoren mitausgenutzt werden oder wofür eigens Sensoren vorgesehen sind.

Die vom am Frontlader angebauten Mähwerk abgeschnittenen Pflanzenspitzen werden in einer bevorzugten Ausführung an eine Fördervorrichtung übergeben und mittels eines Luftstromes, sonst auch mittels mechanischer Fördervorrichtungen, von dort wegbefördert. Weiterhin ist vorgesehen, eine Dreschvorrichtung am Schlepperheck anzubauen oder auf das im vorderen Dreipunktanbau befindliche Frontmähwerk aufzusetzen, von welchem die Dreschtrommel mitangetrieben werden kann. Dazu werden die nach oben reichenden Zapfen des Mähwerkes als Antriebsstummel ausgenutzt. In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform wird die Dreschvorrichtung, die aus einer oder aus mehreren langgezogenen sowie gegebenenfalls nebeneinander angeordneten Dreschtrommeln besteht, etwa hinter dem am Frontlader befestigten Mähbalken angeordnet oder direkt mit dem Mähbalken zu einer Baueinheit verknüpft. Diese letztere Ausführung hat den Vorteil, daß die weitere Fördervorrichtung gleichzeitig zum Sichten bzw. Trennen der Samen vom Kraut des Erntegutes verwendet werden kann. Diese ist dann z. B. wie ein Schüttler eines Mähdreschers ausgebildet, nachdem sie auf eine praktikable Breite verschmalert ist.

Demgegenüber können auch die Querförderwalzen eines Mähdreschers verkleinert genutzt werden, um das Erntegut zu einem schmalen Strang zu verdichten, der eine zentrale Förder- oder Dreschvorrichtung speist. Der Wind wird von einem zusätzlichen Aggregat in das Fördersystem eingespeist oder von der Dreschtrommel in ausreichender Menge auf der Mähwerksseite als Saugluftstrom sowie hinter der Dreschtrommel als Druckluftstrom erzeugt, so daß das Erntegut damit befördert sowie ggf. gesichtet werden kann. Die gedroschenen Körner werden mittels einer Übergabevorrichtung auf einen angehängten Wagen übergeladen. Die Ablage von Samen und Krautteilen erfolgt vorzugsweise in getrennte Behälter, die an das Erntevolumen angepaßt werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Pflanzenteile in einem Siphon aus dem Luftstrom herausgetrennt. Vorteilhaft ist ebenfalls, insbesondere feuchte Körner in einem Behälter zu transportieren oder zu lagern, der mit einem stoffwechselhemmenden Gas befüllt ist oder nach erfolgter Beladung begast wird. Hierfür sind entsprechende Düsen so anzubringen, daß sich das Konservierungsgas, z. B. CO₂ vollständig ausbreitet.

Der Leistungsbedarf wird für gut 3,5 m hohen Hanf bei 2,2-2,5 m maximaler Arbeitsbreite folgendendermaßen geschätzt.

Trommelmähwerk, Schlepperfront 2,2 m	35 KW
Doppelmessermähwerk, Ladeschwinge 2,5 m	15 KW
Fördervorrichtung mech. o. pneum.	10 KW
Dreschtrommel	10-20 KW
Übergabevorrichtung	5 KW
Zugkraftbedarf mit Anhänger 5 to, µ 0,5	40 KW
gesamt: 125 KW

Der Zeitbedarf pro ha wird bei 2 ha Schlaggröße auf 1,5 Std. veranschlagt.

Die Wirtschaftlichkeit des vorgeschlagenen Ernteverfahrens stellt sich bei einem Kornertrag von 3 to./ha so dar (6 to. Ladegewicht des Anhängers). Maschinen 110 DM/Std., Lohnkosten 25 DM/Std. entspricht 200 DM/ha. Damit sind die Kosten etwa den Mähdruschkosten äquivalent bzw. sind etwas geringer. Vorteilhaft gegenüber dem Mähdrescher ist der bessere Ausdrusch der Körner, der Erhalt eines sauberen Schwades sowie die geringen Anfangsinvestitionen der hier realisierten Minimallösung.

Die Dreschtrommel kann in einer vorteilhaften Ausführungsform direkt auf das Trommelmähwerk aufgesetzt werden, wobei aber eine Untersetzung vorzusehen ist von bis zu 15 : 1, um die Dreschtrommel genügend flexibel einstellen zu können. Für die Getreideernte ist z. B. das Ährenmähwerk auch an das Trommelmähwerk in einstellbarer Ährenhöhe oben und vorne anzubauen, eine Ladeschwinge ist nun nicht erforderlich. Dazu sind am Trommelmähwerk Anbaupunkte vorzusehen. Sofern eine Haspel eingespart wird, befindet sich auf der Rückenseite des Ährenmähwerkes eine vorn offene Einsaugöffnung, durch welche die Ähren in der Nähe des Schneidwerkes angesaugt und zur Dreschtrommel gefördert werden, wobei vorzugsweise der Saugluftstrom durch die mit ventilierenden Bauelementen ausgerüstete und selbst als Luftstrom- (Wind) Erzeuger arbeitende Dreschtrommel ausgelöst wird. Das Dreschgut wird nach dem Dreschvorgang im Druckluftstrom mit einer Verstopfungen entgegenwirkenden Fördereinrichtung nach hinten weiterbefördert, wobei die Förderleitung jedenfalls so ausgestaltet ist, daß schwere Körner gegen bauliche Widerstände stoßen und nicht mehr stark beschleunigt werden oder im Luftstrom nach unten sacken und zum angehängten Wagen befördert werden oder daß leichtes unerwünschtes Häckselgut unter dem Einfluß der Fördereinrichtung am Wagen vorbei aufs gemähte Feld befördert wird.

Alle hier beschriebenen Ausführungen sind einzeln oder im Verbund mehrerer Komponenten miteinander implementierbar auf eine selbstfahrende Erntemaschine. Dies gilt insbesondere für die Anordnung der Dreschvorrichtung in direkter Zuordnung hinter dem Messerbalken. Zudem bietet die Ausführung als selbstfahrende Erntemaschine bei der Ölernte zahlreiche Vorteile, die insbesondere dann zur Geltung kommen, wenn fast ausschließlich eine Ölgewinnung beabsichtigt wird. Hierfür werden neben den Mäh-, Förder- und Druschaggregaten insbesondere ein Aggregat zur Sichtung des Ölsamens, also zu seiner Trennung von krautigen Bestandteilen sowie außerdem eine Ölpresse in die Erntemaschine eingebaut. Im besonderen Anwendungsfall können auch Aggregate nachgelagerter Verarbeitungsschritte, zum Beispiel zum Raffinieren nachgeordnet werden. Die gesichtete und gereinigte Saat wird dann sofort entölt. Preßkuchen sowie Öl werden getrennt aufgefangen. Das Öl sowie ggf. der Preßkuchen werden in einem auswechselbaren Ölbehälter aufgefangen und zeitweise ausgewechselt bzw. auf ein nebenstehendes Transportfahrzeug übergeladen. Die krautigen Bestandteile werden vorzugsweise entholzt und vorgepreßt oder ebenfalls voll gepreßt, so daß z. B. Briketts oder Ballen entstehen. Diese werden mindestens vorübergehend konserviert, wofür Konservierungsmittel, z. B. CO² zugegeben werden und indem diese luftdicht mittels eines Verpackungsaggregates abgepackt werden. Auf die beschriebene Weise können logistische Kosten gespart werden. Außerdem können innerhalb der kurzen Erntezeit Verarbeitungsanlagen mit von den Maschinenkapazitäten linear abhängigen, also genau einschätzbaren Materialmengen beliefert werden, so daß die Weiterverarbeitung erleichtert wird. Für den Hanfanbau bedeutet die direkte Verarbeitung bzw. Verpackung insbesondere der krautigen Pflanzenteile erhöhte Sicherheit vor dem versuchten Mißbrauch. In vielen Ländern können die krautigen Bestandteile und bei gegenüber der Handarbeit verringerten Risiken verbessert weiterverarbeitet werden.

Claims

1. Maschinensystem zur Ernte von Bastfaserpflanzen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mähwerk im vorderen Dreipunkt eines Schleppers sowie ein anderes Mähwerk an der Ladeschwinge eines Schleppers angebaut sind und mit einer Dresch-, Sicht- und Fördermaschine gekoppelt sind, von der krautige Pflanzenteile sowie Samen in getrennte Behälter eines anhängenden Wagens geleitet sowie gegebenenfalls konserviert werden.

2. Maschinensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Fronthydraulik eines Schleppers ein (unteres) Mähwerk angebaut ist, welches die gemähten Pflanzen als mittiges Schwad zwischen den Reifen des Schleppers ablegt.

3. Maschinensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem unteren Mähwerk angeordnete Halmteiler ein Wickeln vermeiden.

4. Maschinensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine stillstehende oder langsam sich umdrehende Blech- oder Textilummantelung den oberen Teil der Mähtrommeln des unteren Mähwerkes vor dem Wickeln mit langen Halmen schützt.

5. Maschinensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische obere Teil der Trommeln sehr glatt ist, z. B. aus einem sehr glatten, ebenen Material besteht, welches dem Wickeln abträglich ist.

6. Maschinensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ladeschwinge eines Schleppers in der Höhe einstellbar ein oberes Mähwerk angeordnet ist.

7. Maschinensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Mähwerk gegenüber dem unteren Mähwerk weit vorn angebaut ist.

8. Maschinensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fruchtstände der Pflanzen von dem oberen Frontladermähwerk abgeschnitten oder abgestrippt werden.

9. Maschinensystem nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Mähwerk am Frontlader in ausreichender Höhe eine Kamera angeordnet ist, welche mit einem Überwachungsmonitor im Schleppercockpit verbunden ist und eine vorzugsweise manuelle Höheneinstellung des Frontladers erlaubt.

10. Maschinensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kamera angeordnet ist, die eine Anpassung der Schnittebene an die Bestandeshöhe oder an die Größe der Fruchtstände ermöglicht.

11. Maschinensystem nach Anspruch 9-10, dadurch gekennzeichnet, daß statt oder unterstützend zur Kamera ein Sensorsystem eingesetzt wird, mit dem Schnitthöhe und Schnittebene des Mähwerkes fortwährend halb- oder vollautomatisch an den Bestand angepaßt werden können.

12. Maschinensystem nach Anspruch 9-11, dadurch gekennzeichnet, daß taktile oder akustische Sensoren (vgl. Körnermonitor des Mähdreschers) in passender Höhe vor dem oberen Mähwerk angeordnet sind.

13. Maschinensystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß berührungslose Sensorsysteme, wie Optosensoren, Kameras, akustische Sensoren, Ultraschallsensoren sowie kapazitive Sensoren oder deren Kombinationen in Betracht kommen.

14. Maschinensystem nach Anspruch 9-13, dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren oder Sensorsysteme, die mit einer Elektronik sowie Stellantrieben, -schaltern oder -hebeln funktional verbunden sind eine fortwährende Dokumentation von Ertragsparametern der Pflanzen erlauben, wie z. B. deren Länge vom Boden, Größe der Fruchtstände, Ertrag der Fruchtstände, Reifezustand.

15. Maschinensystem nach Anspruch 9-14, dadurch gekennzeichnet, daß das am Frontlader angebaute Mähwerk abhängig von einer Sensorik nach Erreichen der Arbeitsposition sowie bei Annäherung an die Zielfläche halb- oder vollautomatisch eingeschaltet sowie bei Verlassen der Arbeitsposition, am Bestandesende sowie bei auftretenden Fehlern abgeschaltet wird.

16. Maschinensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vom am Frontlader angebauten Mähwerk abgeschnittenen Pflanzenteile an eine Fördervorrichtung übergeben werden.

17. Maschinensystem nach Anspruch 6 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Pflanzenteile mittels eines Luftstromes bzw. mittels mechanischer Fördervorrichtungen vom Mähwerk weggefördert werden.

18. Maschinensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dreschmaschine am Schlepper angebaut ist, die die Pflanzenteile ausdrischt.

19. Maschinensystem nach Anspruch 1 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreschmaschine am Schlepperheck angebaut ist.

20. Maschinensystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreschmaschine auf das im vorderen Dreipunktanbau befindliche Frontmähwerk aufgesetzt ist.

21. Maschinensystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreschmaschine vom vorderen unteren Mähwerk mitangetrieben wird.

22. Maschinensystem nach Anspruch 20-21, dadurch gekennzeichnet, daß die nach oben reichenden Zapfen des Trommelmähwerkes als Antriebsstummel ausgenutzt werden.

23. Maschinensystem nach Anspruch 20-22, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreschtrommel auf dem Trommelmähwerk über ein Getriebe angetrieben wird, mit einer Untersetzung von etwa 15 : 1.

24. Maschinensystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreschmaschine eine oder mehrere langgezogene sowie gegebenenfalls nebeneinander angeordnete Dreschtrommeln aufweist.

25. Maschinensystem nach Anspruch 18-25, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreschmaschine hinter dem am Frontlader befestigten Mähbalken angeordnet ist oder mit dem Mähbalken zu einer Baueinheit verknüpft ist.

26. Maschinensystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreschmaschine hinter dem am Frontlader befestigten Mähbalken auch zum Sichten bzw. Trennen der Samen vom Kraut des Erntegutes verwendet wird, indem diese einen Schüttler ausbildet.

27. Maschinensystem nach Anspruch 25-26, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Dreschmaschine und dem am Frontlader befestigten Mähbalken Querförderwalzen das Erntegut zu einem schmalen Strang verdichten und in eine zentrale Förder- oder Dreschvorrichtung einspeisen.

28. Maschinensystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Betrieb der Förder-, Dresch-, oder Sichtungseinrichtungen notwendige Wind von einem zusätzlich angeordneten Aggregat eingespeist wird.

29. Maschinensystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Wind von der Dreschtrommel in ausreichender Menge auf der Mähwerksseite als Saugluftstrom sowie hinter der Dreschtrommel als Druckluftstrom erzeugt wird.

30. Maschinensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Übergabevorrichtung die gedroschenen Körner auf einen angehängten Wagen übergeladen werden.

31. Maschinensystem nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Übergabevorrichtung die Ablage von Samen und Krautteilen in getrennte Behälter erfolgt, die an das Erntevolumen angepaßt werden können.

32. Maschinensystem nach Anspruch 28-31, dadurch gekennzeichnet, daß die Pflanzenteile in einem Siphon aus dem Luftstrom herausgetrennt werden.

33. Maschinensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß feuchte Körner in einem Behälter transportiert werden, der mit einem stoffwechselhemmenden Gas befüllt ist oder nach erfolgter Beladung begast wird.

34. Maschinensystem nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter entsprechende Düsen aufweist, die so angeordnet sind, daß sich das Konservierungsgas vollständig ausbreitet

35. Maschinensystem nach Anspruch 33 - 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Konservierungsgas CO² ist.

36. Maschinensystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ährenmähwerk für die Getreideernte auch an das untere Trommelmähwerk in einstellbarer Höhe oben und vorne angebaut werden kann.

37. Maschinensystem nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß das Trommelmähwerk Anbaupunkte zur Aufnahme des Ährenmähwerkes aufweist.

38. Maschinensystem nach Anspruch 25-36, dadurch gekennzeichnet, daß an der Rückenseite des Ährenmähwerkes eine vorn offene Einsaugöffnung befindet, durch welche die Ähren in der Nähe des Schneidwerkes angesaugt und zur Dreschtrommel gefördert werden.

39. Maschinensystem nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugluftstrom durch die mit ventilierenden Bauelementen ausgerüstete und selbst als Luftstrom- (Wind) Erzeuger arbeitende Dreschtrommel ausgelöst wird.

40. Maschinensystem nach Anspruch 26-32, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreschgut nach dem Dreschvorgang im Druckluftstrom mit einer Verstopfungen entgegenwirkenden Fördereinrichtung nach hinten weiterbefördert wird.

41. Maschinensystem nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung so ausgestaltet ist, daß schwere Körner gegen bauliche Widerstände stoßen und nicht mehr stark beschleunigt werden oder im Luftstrom nach unten sacken und zum angehängten Wagen befördert werden oder daß leichtes unerwünschtes Häckselgut unter dem Einfluß der Fördereinrichtung am Wagen vorbei aufs gemähte Feld befördert wird.

42. Maschinensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ölpresse in die Erntemaschine eingebaut ist.

43. Maschinensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Aggregate zum Beispiel zum Raffinieren des frischen Öles der Fördereinrichtung nachgeordnet sind.

44. Maschinensystem nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl sowie ggf. der Preßkuchen in einem auswechselbaren Ölbehälter aufgefangen und zeitweise ausgewechselt werden können.

45. Maschinensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die krautigen Bestandteile der Pflanzenspitzen entholzt und vorgepreßt werden, so daß z. B. Briketts oder Ballen entstehen.

46. Maschinensystem nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Briketts oder Ballern konserviert werden, wofür Konservierungsmittel zugegeben werden.

47. Maschinensystem nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Briketts oder Ballen luftdicht mittels eines Verpackungsaggregates abgepackt werden.