Verfahren zur Ernte von Zuckerrohr sowie Erntemaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ernte von Zuckerrohr mittels einer Erntemaschine, wobei Blätter einer Zuckerrohrpflanze mit wenigstens einer Entblätterungseinheit mechanisch von wenigstens einem Stengel, vorzugsweise von einer Mehrzahl von Stengeln der Zuckerrohrpflanze, abgetrennt werden, wobei der Stengel mit wenigstens einer Stengeltrenneinheit vom Wurzelstock und der Wedel am Ende des Stengels mit wenigstens einer Stengelköpfeinheit von dem Stengel abgetrennt werden. Darüber hinaus betrifft die vor- liegende Erfindung eine Erntemaschine zur mechanischen Ernte von Zuckerrohr, mit wenigstens einer Entblätterungseinheit ausgebildet zum mechanischen Abtrennen von Blättern einer Zuckerrohrpflanze von dem Stengel der Zuckerrohrpflanze, mit wenigstens einer Stengeltrenneinheit zum Trennen des Stengels vom Wurzelstock der Zuckerrohrpflanze und mit wenigstens einer Stengelköpfeinheit zum Abtrennen des Wedels der Zuckerrohrpflanze vom Stengel, wobei, vorzugsweise, die Entblätterungseinheit in Ernterichtung vor der Stengeltrenneinheit angeordnet ist.
Aus der US 2,481,462 A, der DE 36 31 889 Al, der DE 364 248 A und der US 2,458,299 A sind Verfahren und Erntemaschinen zum Ernten von Zuckerrohr bereits bekannt. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Erntemaschinen werden die Blätter mechanisch vom Stengel der Zuckerrohrpflanzen abgetrennt und der Stengel erst nach dem Abtrennen der Blätter vom Wurzelstock entfernt. Entsprechend ist bei den zur mechanischen Ernte von Zuckerrohr bekannten Erntemaschinen eine Entblätterungseinheit in Ernterichtung einer Stengeltrenneinheit der Erntemaschine vorgeschaltet. Das Abtrennen der Blätter erfolgt somit vor einer mechanischen Zerkleinerung des Stengels der Zuckerrohrpflanze. Nach dem Abtrennen der Blätter werden die Stengel auch geköpft, d. h. die Wedel der Zuckerrohrpflanzen werden von den Stengeln abgetrennt.
Die bekannten Erntemaschinen weisen einen komplizierten konstruktiven Aufbau mit einer hohen Teilevielfalt auf. Beim Ernten kann es durch freigesetzten Saft der Zuckerrohrpflanzen zum Verkleben und zur Bildung von Ab- lagerungen an Teilen der Erntemaschine kommen, was die Wartung der bekannten Erntemaschinen aufwendig und kostenintensiv macht. Darüber
kannten Erntemaschinen aufwendig und kostenintensiv macht. Darüber hinaus kommt es bei den bekannten Erntemaschinen beim Entblätterungsvorgang zum Teil zu einem Umbiegen und Knicken der Stengel der Zuckerrohrpflanzen, was sich negativ auf den Ertrag auswirkt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass bei diesem konventionellen Vorgang des Zerkleinerns Zuckerrohrfasern ausgelöst werden. An diesen Fasern haftet Saft, der den maschineninternen Verlusten zugeordnet werden muß („non visuable losts"). Das Köpfen der Stengel der Zuckerrohrpflanzen ist ebenfalls konstruktiv aufwendig gelöst, wobei sich in der Praxis gezeigt hat, daß die bekannten Erntemaschinen ein sicheres Abtrennen der Köpfe von den Stengeln der Zuckerrohrpflanzen nicht gewährleisten können. Hier werden oft Teile des Stengels mit abgetrennt, was zu einem hohen Ernteverlust beiträgt und die Bildung von Ablagerungen durch austretenden Zuckerrohrsaft fördert. Auch das Abtrennen der Stengel vom Wurzelstock und der Abtransport der Stengel sind nicht zufriedenstellend gelöst, da starke Beschädigungen an den Wurzelstöcken entstehen können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Erntemaschine jeweils der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die eine einfache, kostengünstige und für die Pflanze und ihren Wurzelstock schonen- de Ernte von Zuckerrohr bei einfacher konstruktiver Ausbildung der Erntemaschine ermöglichen.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art bei einer ersten Aus führungs form der Erfindung vorgesehen, daß der Wedel der Zuckerrohrpflanze vor dem Entblättern des Stengels vom Stengel abgetrennt und abgeworfen und/oder abtransportiert wird. Vorrichtungsgemäß ist die Stengelköpfeinheit folglich in Ernterichtung der Entblätterungseinheit vorgeschaltet, d. h. der Vorgang des Köpfens der Zuckerrohrpflanzen ist bereits abgeschlossen, wenn der Entblätterungsvorgang beginnt.
Die "Ernterichtung" im Sinne der Erfindung betrifft die aufeinander folgenden Prozeßstufen bei der Ernte und dem Verarbeiten der Stengel der Zuckerrohrpflanzen. Vorzugsweise betrifft die vorliegende Erfindung die Ernte von grünem, d. h. nicht abgebranntem Zuckerrohr, ohne hierauf beschränkt zu sein.
Die Wedel können für eine energetische Nutzung oder für die Rohstoffnutzung gesammelt werden, was zu einer höheren Wirtschaftlichkeit des Zucker- rohranbaus beiträgt. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, daß die Wedel zum Boden abgeworfen werden, so daß eine Zersetzung der abgeworfenen Wedel erfolgen kann. Auch die von den Stengeln später abgetrennten Blätter können gesammelt und für eine energetische und stoffliche Nutzung vorgesehen werden. Für die energetische und stoffliche Nutzung ist eine Verschmutzung unerwünscht. Durch die erfindungsgemäßen Prozeßstufen in der Erntemaschine werden die Blätter und Wedel im Gegensatz zu den Prozeßstufen in konventionellen Erntemaschinen nicht verschmutzt.
Der Anbau des Zuckerrohrs geschieht über Stengelstücke aus dem unteren Bereich der Zuckerrohrstengel. Sie werden je nach Technisierungsgrad entweder manuell oder maschinell reihenweise dicht hintereinander in den Boden gelegt und angehäufelt, so daß die Stengelstücke leicht mit Boden bedeckt sind. Der Reihenabstand beträgt 0,9 bis 1,5 m. Nach ein- bis zwei Wochen treiben die Stecklinge aus, d. h. sie bilden Wurzeln und treiben an den Augen neue Stengel (Halme) aus. Rund 3 bis 4 Monate Wachstumszeit benötigt der Bestand bis zum Reihenschluß. Bei der Erfindung bzw. durch Einsatz der erfindungs- gemäßen Erntemaschine werden die Zuckerrohrpflanzen über eine vorgegebene Breite des Zuckerrohrfeldes in Reihen geerntet, wobei gleichzeitig eine Mehrzahl von Stengeln geköpft, entblättert und schließlich vom Wurzelstock abgetrennt und abtransportiert wird. Bei Einsatz der erfindungsgemäßen Erntemaschine ist es auch möglich, nicht-reihengebunden zu ernten.
Durch die Verlagerung der Stengelköpfeinheit vor die Entblätterungseinheit wird ein sicheres und vollständiges Köpfen der Zuckerrohrpflanzen sichergestellt, da die Zuckerrohrpflanzen noch nicht der mechanischen Bearbeitung beim Entblätterungsvorgang unterliegen. Es ist daher möglich, die Zucker- rohrpflanzen im wesentlichen aufrechtstehend in einer geraden Position zu köpfen. Sofern beabsichtigt ist, die Wedel zu verwerten, wird dies durch das Köpfen des Stengel vor dem Entblättern vereinfacht. Im übrigen ist durch die Verlagerung der Stengelköpfeinheit in Ernterichtung vor die Entblätterungseinheit ein einfacher konstruktiver Aufbau der Erntemaschine gewährleistet. Ergänzend können in Ernterichtung der Stengelköpfeinheit vorgelagerte und schräg zum Boden angeordnete aufsteigende Reihenteiler vorgesehen sein,
mit denen die Zuckerrohrpflanzen aufgerichtet bzw. senkrecht ausgerichtet werden, bevor die Wedel abgetrennt werden. Je nach Qualität des Pflanzenbestands ist es möglich, auf den Aufrichter/Ausrichter auf der Seite der bereits geernteten Fläche zu verzichten. Im übrigen ist es möglich, daß das Köpfen vor dem Ausrichten der Zuckerrohrpflanzen erfolgt, wobei die Reihenteiler in Ernterichtung der Stengelköpfeinheit nachgelagert sind.
Bei einer alternativen Aus führungs form der Erfindung ist zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe vorgesehen, daß der Wedel und, vorzugsweise, der Stengel, durch eine oszillierende Schneidbewegung abgetrennt werden. Vorrichtungsgemäß weist die Stengelköpfeinheit und/oder die Stengeltrenneinheit dazu wenigstens ein oszillierendes Doppelmesser-Schneidwerk mit zwei gegeneinander arbeitenden Messern auf, die in einer Hin- und Herbewegung die Wedel bzw. die Stengel abtrennen. Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Rotationsschneideinrichtungen weisen oszillierende Schneidwerke, wie Balkenmähwerke, den Vorteil auf, daß eine Mehrzahl von Zuckerrohrwe- deln bzw. Zuckerrohrstengeln gleichzeitig geköpft bzw. vom Wurzelstock abgetrennt werden kann, wobei ein sauberes Abtrennen gewährleistet ist. Durch den Einsatz von oszillierenden Schneidwerken lassen sich die Schnittflächen reduzieren, was zu einer Reduzierung von Saft- und Gärverlusten beiträgt. Durch die gegeneinander arbeitenden Messer eines oszillierenden Schneidwerkes werden die Wedel beim Köpfen der Stengel seitlich aus dem Erntebereich abtransportiert bzw. wegtransportiert und behindern weniger stark den anschließenden Entblätterungsvorgang. Schneidwerke wie Balkenmähwerke, insbesondere Doppelmessermähwerke, zeichnen sich darüber hinaus durch einen sehr kompakten Aufbau und ein geringes Eigengewicht aus, was zu einem geringen Gewicht der Erntemaschine beiträgt und damit die Verdichtung des Bodens beim Erntevorgang verringert. Das Abtrennen der Wedel und Stengel erfordert auch einen geringen Kraftbedarf mit einer entsprechend geringen Leistungsaufnahme des Mähwerks.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Stengelköpfeinheit um einen Reihenabstand parallel nach außen versetzt an der Erntemaschine angebracht ist, d.h. es wird jeweils die folgende Pflanzen- reihe vorab geköpft. Beim Verfahren der Erntemaschine werden dabei zwei benachbarte Pflanzenreihen von Zuckerrohrpflanzen gleichzeitig bearbeitet,
wobei die Wedel einer ersten Pflanzenreihe von den Stengeln abgetrennt und die um eine Pflanzenreihe versetzt angeordneten geköpften Stengel einer zweiten Pflanzenreihe entblättert werden. Das Köpfen der Zuckerrohrpflanzen erfolgt somit vorab um eine Pflanzenreihe versetzt, was den Vorteil hat, daß die geköpfte Pflanzenmasse nicht in den Entblätterungsvorgang einbezogen wird, weil sie schon vorab auf den Boden gefallen oder einer Rohstoffnutzung zugeführt worden ist. Mithin ergibt sich für die Entblätterung eine geringere Massenbeaufschlagung und damit eine höhere Arbeitsqualität bei der Entblätterung.
Die Fahrgeschwindigkeit der Erntemaschine beträgt vorzugsweise zwischen 3 bis 15 km/h, insbesondere zwischen 3 bis 9 km/h. Um eine ausreichende Flächenleistung des Schneidwerks sicherzustellen, sollte das Schneidwerk im wesentlichen quer zur Ernterichtung angeordnet sein und eine Schnittbreite von mehr als 50 cm, weiter vorzugsweise von mehr als 80 cm, insbesondere von mehr als 1 m, aufweisen. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß der Bewuchs mit Zuckerrohrpflanzen in der Regel sehr dicht ist und ein Zuckerrohrstock in der Regel 5 bis 40 Stengel/Stock, vorzugsweise 15 bis 20 Stengel/Stock, aufweisen kann. Die Schnittbreite des Schneidwerkes sollte somit ausreichend groß sein, um möglichst viele in Ernterichtung nebeneinanderliegende Stengel gleichzeitig köpfen und ernten zu können.
Um Stengel mit einer möglichst großen für die Verwertung nutzbaren Länge zu gewinnen, ist bei einer weiter bevorzugten Aus führungs form der Erfindung vorgesehen, daß die Abtrennhöhe, in der der Wedel vom Stengel abgetrennt wird, automatisch an den Bewuchs angepaßt wird, wobei, vorzugsweise, eine automatische Höhennachführung des Schneidwerkes in Abhängigkeit von einer in Längsrichtung des Stengels im Bereich des Wedels auftretenden Farbänderung der Zuckerrohrpflanze vorgesehen wird. Da die nebeneinander- wachsenden Stengel eine unterschiedliche Höhe bzw. eine unterschiedliche nutzbare Länge aufweisen können, sieht die Erfindung eine automatische Bestimmung einer "optimalen" Abtrennhöhe vor, auf der die Wedel von den Stengeln abgetrennt werden. Die optimale Abtrennhöhe ist gekennzeichnet durch einen Farbübergang von im wesentlichen braunen Stengeln und an den Stengeln anhaftenden hellbraunen welken Blättern zu den im wesentlichen grünen Blätter des Wedels. Vorzugsweise sollte die optimale Abtrennhöhe
derart gewählt sein, daß wenigstens 60 %, vorzugsweise wenigstens 80 %, insbesondere 90 %, der abgetrennten Wedel eine maximale Wedellänge von weniger als 60 cm, vorzugsweise von weniger als 50 cm, insbesondere von weniger als 40 cm, aufweisen. Es versteht sich, daß eine entsprechend ausge- bildete Meß- und Steuereinrichtung mit wenigstens einem Sensor zur Farberkennung vorgesehen sein muß, um eine farbgesteuerte automatische Höhenverstellung des Schneidwerkes ausbilden zu können.
Vorzugsweise wird auch die Abtrennhöhe, in der die Stengel vom Wurzel- stock abgetrennt werden, optimiert, insbesondere automatisch. Hier kann vorgesehen sein, daß die Stoppelhöhe auf einen im wesentlichen konstanten Wert im Bereich von 2 bis 10 cm, insbesondere von ca. 5 cm, eingestellt wird. Insbesondere im Zusammenhang mit der automatischen Optimierung der Abtrennhöhe der Wedel stellt die Optimierung der Abtrennhöhe der Stengel vom Wurzelstock sicher, daß die Stengel mit einer möglichst großen nutzbaren Länge gewonnen werden, was zu geringen Ernteverlusten und einer erhöhten Wirtschaftlichkeit bei der Zuckerrohrernte führt. Bei einer konstruktiv einfachen Ausführungsform der Erfindung, die sich durch einen geringen Wartungsaufwand auszeichnet, kann das Schneidwerk der Stengeltrenneinheit über eine Parallelogrammaufhängung an einem Rahmen der Erntemaschine befestigt sein. Hier läßt sich die Höhenverstellung manuell vornehmen. Grundsätzlich können jedoch auch Sensoren vorgesehen sein, um den Abstand zum Boden zu messen, wobei eine Steuereinrichtung die automatische Höhenverstellung des Schneidwerkes in Abhängigkeit von dem gemessenen Bo- denabstand durchführen kann. Da der Boden uneben ist, werden vorzugsweise an mehreren Stellen die Abstände des Schneidwerks zum Boden gemessen und daraus eine mittlere optimale Abtrennhöhe bestimmt. Grundsätzlich kann das Schneidwerk auch auf Rollen oder Kufen gelagert sein, die auf dem Boden abrollen oder gleiten, so daß in der Art einer Zwangsführung ein stets op- timaler Bodenabstand des Schneidwerks sichergestellt ist.
Beim Abtrennen des Wedels wird die Zuckerrohrpflanze unterhalb von der Stengelköpfeinheit vorzugsweise lediglich vom Wurzelstock gehalten. Dadurch kann beim Abtrennen der Wedel eine Verschmutzung von Teilen der Erntemaschine und des Erntegutes durch austretenden Zuckerrohrsaft und Teile des Bodens weitgehend ausgeschlossen werden. Im übrigen wird der kon-
struktive Aufbau der Erntemaschine vereinfacht. Gegebenenfalls kann auch eine Kopfhalteeinheit vorgesehen sein, für das Halten der Wedel beim Köpfen und/oder für den Abtransport und/oder für das Sammeln der abgetrennten Wedel, was die weitere Nutzung der Wedel als Energie- oder Rohstoffliefe- rant vereinfacht.
Darüber hinaus kann vorzugsweise vorgesehen sein, daß die Stengel der Zuk- kerrohφflanze beim Entblättern lediglich vom Wurzelstock gehalten werden. Die Entblätterungseinheit kann ergänzend auch eine "Halte funktion" bzw. Führungsfunktion übernehmen. Zum Entblättern kann die Entblätterungseinheit paarweise einander zugeordnete Bürstenwalzen, Bürstenbänder, Tellerbürsten oder Rupfbänder aufweisen, wobei, vorzugsweise, eine Mehrzahl von in vertikaler Richtung übereinander angeordneten Paarungen vorgesehen ist. Der Entblätterungsgrad kann wenigstens 50 %, insbesondere ca. 80 %, weiter insbesondere mehr als 80 %, betragen. In diesem Zusammenhang kann auch vorgesehen sein, daß eine Mehrzahl von in Fahrtrichtung der Erntemaschine hintereinander und/oder übereinander angeordneten Paarungen von Bürstenwalzen, Bürstenbändern, Tellerbürsten oder Rupfbändern vorgesehen ist.
Die Stengel können beim Einlauf in die Entblätterungseinheit lediglich vom Wurzelstock und beim Auslauf aus der Entblätterungseinheit vom Wurzelstock und von wenigstens einer Stengelhalteeinheit gehalten bzw. fixiert werden. Vorzugsweise ist die Stengelhalteeinheit unterhalb von dem Arbeitsbereich der Entblätterungseinheit angeordnet. Diese Anordnung stellt sicher, daß zu Beginn des Entblätterungsvorgangs, wenn der Großteil der Blätter von dem Stengel abgetrennt wird, die Stengelhalteeinheit nicht durch die abgetrennten Blätter belastet oder blockiert wird. Die Blätter können so gut zu Boden fallen bzw. durch die Bewegung der Entblätterungseinheit automatisch aus dem Erntebereich der Erntemaschine herausgetragen werden. Am Auslauf aus der Entblätterungseinheit weist der Stengel nur noch wenige Blätter auf, wobei hier der Stengel vor dem Außerkontakttreten mit der Entblätterungseinheit von der Stengelhalteeinheit ergriffen und weiter in Richtung zu der Stengeltrenneinheit bzw. zu einem Sammelplatz transportiert bzw. zu einem weiteren Förder- oder Ablagesystem abgefordert werden kann. Dabei kann eine belie- bige Richtungs- und Höhenänderung des Stoffflusses erfolgen. Beim Trennen
vom Wurzelstock wird der Stengel sicher von der Stengelhalteeinheit und dem Wurzelstock gehalten bzw. fixiert.
Als Stengelhalteeinheit kann ein Stetigförderer mit wenigstens zwei zusam- menwirkenden Förder- bzw. Klemmbändern vorgesehen sein, wobei benachbarte Flachseiten oder Profilseiten der zusammenwirkenden Förderbänder einen Förder- bzw. Klemmbereich für den Stengel bilden und wobei der Förderbzw. Klemmbereich in Ernterichtung der Stengeltrenneinheit vorgeschaltet ist und wobei sich der Förder- bzw. Klemmbereich in Ernterichtung über die Stengeltrenneinheit hinaus erstreckt.
Die Fördergeschwindigkeit der Stengelhalteeinheit kann automatisch an die Fahrgeschwindigkeit der Erntemaschine angepaßt werden. Dadurch kann ausgeschlossen werden, daß es zu einem Transportstau im Bereich der Stengel- halteeinheit kommt. Zur automatischen Anpassung der Fördergeschwindigkeit ist wenigstens eine entsprechend ausgebildete Meß- und Steuereinrichtung vorgesehen.
Um den Bodenabstand der Stengelhalteeinheit und die Ausrichtung des För- der- bzw. Klemmbereiches der Stengelhalteeinheit in Abhängigkeit von der Größe und der Anordnung der zu erntenden Stengel anpassen zu können, kann der Förder- bzw. Klemmbereich in vertikaler und/oder horizontaler Richtung verstellbar sein, was eine entsprechende Ausbildung der Stengelhalteeinheit erfordert.
Der Förder- bzw. Klemmbereich der Stengelhalteeinheit kann darüber hinaus in Ernterichtung variabel steigend angeordnet sein. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn zum Entblättern zwei ebenfalls in Ernterichtung steigend angeordnete Bürstenwalzen eingesetzt werden und sich der Auslaufbereich der Bürstenwalzen und der Einlaufbereich der Stengelhalteeinheit überschneiden. Hier können die Bürstenwalzen am Auslauf oberhalb von dem Förderbzw. Klemmbereich der Stengelhalteeinheit angeordnet sein, so daß die Stengel am Ende des Entblätterungsvorgangs bzw. beim Austritt aus dem Bürstenbereich von unten von dem Förder- bzw. Klemmbereich ergriffen werden.
Durch die steigende Anordnung des Förder- bzw. Klemmbereiches werden die Stengel nach dem Erfassen durch die zusammenwirkenden Förder- bzw. Klemmbänder nach oben angehoben und abtransportiert. Hier kann wenigstens ein Anschlag unterhalb von der Stengelhalteeinheit vorgesehen sein, der das Umlegen der geförderten Stengel, beispielsweise auf einen Nachläufer, bewirkt. Der Anschlag kann durch ein Rahmenteil der Erntemaschine gebildet sein, vorzugsweise im Übergangsbereich zu einem Sammelraum des Nachläufers. Der Förder- bzw. Klemmbereich der Stengelhalteeinheit erstreckt sich dann über den Anschlag hinaus bis in den Sammelraum, was dazu führt, daß die Stengel beim Abfördern mit der Stengelhalteinheit im unteren Bereich gegen den Anschlag treffen und aufgrund der Förderbewegung der Stengelhalteinheit umgelegt und waagerecht auf den Nachläufer aufgelegt werden können. Für den Fall des Überladens auf ein Begleitfahrzeug wird in dem Stofffluß an einer geeigneten Stelle ein Anschlag angebracht. Auch kann in dem Stoffstrom eine geeignete Ablage zur Schwadbildung eingesetzt werden. Üblicherweise werden die Stengel zur Schwadablage um 90° gedreht. Im übrigen kann eine Bündeleinrichtung zur automatischen Bündelung der Stengel vorgesehen sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung exemplarisch beschrieben. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Teilfunktionen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur mechanisierten Ernte von grünem Zuckerrohr,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Erntemaschine zur mechanischen Ernte von grünem Zuckerrohr, wobei die Erntemaschine beim Erntevorgang mit einem nicht dargestellten Trägerfahrzeug verbunden und von diesem bewegt wird,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 2 dargestellten Erntemaschine von der Seite bei hochgeklapptem Nachläufer,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Erntemaschine mit einer der
Entblätterungseinheit vorgeschalteten Stengelköpfeinheit und
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Erntemaschine mit einer seitlich an der Erntemaschine angebrachten Stengelköpfeinheit.
In Fig. 1 sind die Teilfunktionen 1 bis 8 eines Verfahrens zur mechanisierten Ernte von grünem, d. h. nicht abgebranntem Zuckerrohr schematisch dargestellt. Für die Ernte kann eine Erntemaschine der in Fig. 2 gezeigten Art eingesetzt werden.
In der Teilfunktion 1 des Ernteverfahrens werden die Zuckerrohrreihen aus grünem Zuckerrohr mittels Reihenteilern 1 1 aufgerichtet bzw. senkrecht ausgerichtet, um Lageänderungen der Zuckerrohrpflanzen 10, die Folge klimatischer Einflüsse, wie beispielsweise Sturm, Regenfall oder dergleichen und durch Pflanzenzüchtung bedingt sein können, auszugleichen. Es sind zwei in Ernterichtung Y nebeneinanderliegend angeordnete Reihenteiler 11 vorgesehen. Beim Verfahren der Erntemaschine kommt es infolge der Reihenteiler 11 automatisch zu einem Aufrichten von Stengeln 12 der Zuckerrohrpflanzen 10, so daß die Zuckerrohrpflanzen 10 anschließend im wesentlichen aufrechtste- hend/-gerichtet in der Teilfunktion 2 geköpft und anschließend einer Entblätterungseinrichtung zugeführt werden können, wobei die Entblätterung durch das Aufrichten entlastet wird.
Alternativ hierzu kann der Köpfvorgang (Teilfunktion 2) vor dem Aufrich- ten/Ausrichten erfolgen. Dies geschieht vornehmlich bei Köpfeinrichtungen, die neben der Bearbeitungsreihe angeordnet sind. Gerade bei sehr dichten Pflanzenbeständen erweist sich diese Lösung als vorteilhaft, da die real vorhandene Biomasse für den Entblätterungsvorgang bis zu wenigstens 30%, vorzugsweise wenigstens 50 %, reduziert werden kann.
In der Teilfunktion 2 des beschriebenen Ernteverfahrens ist vorgesehen, die Zuckerrohφflanzen 10 als Ganzpflanzen zu köpfen, wobei die Wedel 13 am Ende der Stengel 12 von den Stengeln 12 abgetrennt und anschließend abgeworfen werden, was in der Teilfunktion 3 dargestellt ist. Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß die Wedel 13 aufgefangen und/oder abtransportiert werden, um sie energetisch oder als Rohstoff nutzen zu können. Zum Köpfen der
Stengel 12 ist ein Schneidwerk 14 vorgesehen, das lediglich schematisch dargestellt ist.
Nach dem Abtrennen der Wedel 13 werden die Blätter 15 der Zuckerrohr- pflanzen 10 mechanisch von den Stengeln 12 abgetrennt, was durch Einsatz von Bürstenwalzen 16 erfolgen kann. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren werden die Stengel 12 beim Abtrennen der Wedel 13 und beim Entblättern lediglich vom Boden 17 bzw. von den Wurzelstöcken 17a gehalten. Die abgetrennten Blätter 15 können auf den Boden 17 abgeworfen oder gesammelt und ebenfalls einer energetischen oder rohstofflichen Nutzung zugeführt werden.
Nach dem Entblättern werden die Stengel 12 von zwei zusammenwirkenden Förder- bzw. Klemmbändern 18 erfaßt und dabei zusätzlich zu den Wurzelstöcken 17a bzw. zum Boden 17 im oberen Bereich der Stengel 12 gehalten bzw. fixiert. Dies erfolgt in der Teilfunktion 5. Nicht im einzelnen dargestellt ist, daß das Halten und Fixieren der Stengel 12 mit den Förder- bzw. Klemmbändern 18 auch schon während des Entblätterungsvorgangs vorgesehen sein kann, vorzugsweise gegen Ende des Entblätterungs Vorgangs.
Beim Abtrennen von den Wurzelstöcken 17a werden die Stengel 12 von den Förder- bzw. Klemmbändern 18 einerseits und den Wurzelstöcken 17a andererseits gehalten bzw. so fixiert, daß ein sauberer Schnitt mit einem Schneidwerk 19 möglich ist. Dies ist in der Teilfunktion 6 vorgesehen.
In der anschließenden Teilfunktion 7 werden die Stengel 12 mit den Förderbzw. Klemmbändern 18 abgefördert und anschließend in der Teilfunktion 8 an einer Sammelstelle abgeworfen und dort gesammelt. Diese Sammelstelle kann ein Erntemaschinen-Nachläufer oder eine kontinuierlich arbeitende Abwurf- einrichtung oder eine Überladeeinrichtung auf ein Begleitfahrzeug oder eine geeignete Einrichtung zur Bündelung sein.
Nicht im Erntegut erwünscht sind kurze Stengel und Blätter, die über einen Anschlag aus dem Stoffstrom entfernt werden. Anstelle eines Anschlages können auch schwingende oder rotierende Elemente angebracht werden, die den Stoffstrom in diesem Bereich auflockern und die unerwünschten Komponenten entfernen.
In Fig. 1 ist der Erntevorgang für einen Stengel 12 einer Zuckerrohrpflanze 10 dargestellt. Tatsächlich können mit dem beschriebenen Verfahren jedoch gleichzeitig sehr viele Stengel 12 von einer oder mehreren Zuckerrohrpflanzen 10 geerntet werden.
In Fig. 2 ist eine Erntemaschine 20 dargestellt, die zusammen mit einem nicht dargestellten Trägerfahrzeug zur Ernte von Zuckerrohr eingesetzt werden kann. Bei dem Trägerfahrzeug kann es sich um einen entsprechend ausgebil- deten Standardtraktor oder um ein Sonderfahrzeug handeln. Das Trägerfahrzeug ist nicht dargestellt. Die in Fig. 2 dargestellte Erntemaschine 20 ist als Nicht-Selbstfahrer ausgebildet und für den rechten Anbauraum des Trägerfahrzeugs ausgebildet. Grundsätzlich stehen bei Trägerfahrzeugen bis zu sieben Anbauräume zur Verfügung, nämlich Linksanbau, Rechtsanbau, Heckan- trieb mit Rückfahrteinrichtung, zentrierter Frontanbau, exzentrierter Frontanbau zur linken Fahrzeugseite, exzentrierter Frontanbau zur rechten Fahrzeugseite und Überkopfanbau. Die Wahl der Lage des Anbauraumes am Trägerfahrzeug wird im übrigen durch agrarproduktionstechnische Vorgaben und geländespezifische Gegebenheiten bestimmt.
Die Erntemaschine 20 weist zwei Schneidwerke 14, 19 auf, die als Doppelmesser-Balkenmähwerke ausgebildet sind und durch oszillierend hin- und herbewegende Messer zu einer automatischen Abtrennung der Wedel 13 bzw. der Stengel 12 beim Verfahren der Erntemaschine 20 in Fahrtrichtung X füh- ren. Die Fahrtrichtung X und die Ernterichtung Y sind entgegengesetzt zueinander orientiert. Das Schneidwerk 14 ist Teil einer Stengelköpfeinheit 21, die einen entsprechenden Antrieb 22 für das Schneidwerk 14 aufweist. Das Schneidwerk 14 ist in Ernterichtung Y vor einer Entblätterungseinheit 23 angeordnet, wobei die Entblätterungseinheit 23 bei der in Fig. 2 dargestellten Erntemaschine 20 zwei schräg zur Fahrtrichtung X in Ernterichtung Y aufsteigend angeordnete Bürstenwalzen 24 aufweist. Damit die Stengel 12 der Zuckerrohrpflanzen 10 im wesentlichen ausgerichtet in die Entblätterung gelangen, weist die in Fig. 2 dargestellte Erntemaschine 20 zwei Reihenteiler 11 auf, die am unteren Ende Kufen 24a aufweisen. Die Stengel 12 der Zucker- rohrpflanzen 10 werden folglich erst aufgerichtet und dann vor dem Entblät-
tern bereits geköpft. Die Reihenfolge der Teilfunktionen "Pflanze aufrichten/ausrichten" und "Pflanze köpfen" kann getauscht werden.
Die Bürstenwalzen 24 können aus einer Mehrzahl von koaxial übereinander angeordneten Bürstenscheiben bestehen, die, wie in Fig. 2 dargestellt, über den gesamten Umfang verteilt Borsten aufweisen können, um eine hohe Wirksamkeit beim Entblätterungsvorgangs sicherzustellen. Grundsätzlich ist es aber auch möglich und von Vorteil, daß die Bürstenscheiben der Bürstenwalze 24 lediglich zum Teil mit Borsten besetzt sind, so daß sich der borsten- besetzte Teil der Bürstenwalze 24 schraubenlinienförmig in Längsrichtung der Bürstenwalze 24 erstreckt. Grundsätzlich ist es auch möglich, daß die einzelnen Bürstenscheiben einen umlaufenden Borstenbesatz aufweisen mit Borsten unterschiedlicher Länge, so daß sich ebenfalls eine Schraubenlinienform mit längeren vorstehenden Borsten in Längsrichtung der Bürstenwalze 24 ergibt. Durch die von der Zylinderform abweichende Ausbildung der Bürstenwalze 24 werden die beim Entblättern von den Stengeln 12 getrennten Teile der Zuckerrohrpflanzen 10 in einer Aufwärtsbewegung in der Art einer Förderschnecke nach oben durch die Schraubenbewegung der Bürstenwalzen 24 automatisch abtransportiert. Im übrigen ergibt sich ein Aufrichteffekt für die Stengel 12. Der vorgenannten Schraubenlinienform der Borsten in der Bürstenwalze kommt im übrigen eigenständige erfinderische Bedeutung zu.
Die oszillierende Bewegung des Schneidwerkes 14 kann sogar dazu fuhren, daß die Wedel 13 im Erntebetrieb automatisch zu den Seiten hin abgeworfen werden. Eine Störung des weiteren Erntevorgangs durch die abgetrennten Wedel 13 ist damit ausgeschlossen.
Die Schneidwerke 14, 19 sind jeweils quer zur Ernterichtung Y angeordnet, so daß alle in den Bereich zwischen den Reihenteilern 11 eintretenden Stengel 12 gleichzeitig geköpft werden können. Die Schnittbreite beträgt dabei vorzugsweise mehr als 50 cm, weiter vorzugsweise mehr als 80 cm, insbesondere mehr als einen Meter.
Nicht dargestellt ist im übrigen, daß das Schneidwerk 14 vorzugsweise auto- matisch in der Höhe verstellbar sein kann. Hierzu kann eine entsprechend ausgebildete Meß- und Steuereinrichtung zur automatischen Höhenverstellung
des Schneidwerks 14 vorgesehen sein. Insbesondere sind Farbsensoren vorgesehen, die es ermöglichen, eine optimale Abtrennhöhe, in der die Wedel 13 von den Stengeln 12 abgetrennt werden sollen, zu erkennen, vorzugsweise in Abhängigkeit von der Färbung der Zuckerrohrpflanzen 10 im Bereich vor dem Sensor. Hierbei ist es nämlich so, daß die Stengel 12 und daran anhaftende trockene Blätter eine im wesentlichen hellbraune Färbung aufweisen, während die Wedel 13 mehr oder weniger grün gefärbt sind. Eine optimale Abtrennhöhe läßt sich jedoch stets nur für einen Teil der gleichzeitig geköpften Stengel 12 festlegen, da die Länge der büschelweise nebeneinanderwachsenden Sten- gel 12 unterschiedlich ist. Es muß also eine Abtrennhöhe gefunden werden, bei der die Erntemasse von Stengeln 12, die für eine energetische Nutzung eingesetzt und/oder als Rohstoff genutzt werden können, möglichst groß ist.
Das Schneidwerk 19 ist Teil einer Stengeltrenneinheit 25 und ist ebenfalls als Doppelmesser-Balkenmähwerk mit wenigstens zwei sich hin- und herbewegenden Messern ausgebildet. Vorzugsweise läßt sich auch das Schneidwerk 19 automatisch in der Höhe verstellen, wobei gemäß Fig. 2 das Schneidwerk 19 an einer Parallelogrammaufhängung 26 befestigt ist. Dadurch läßt sich der Abstand des Schneidwerks 19 vom Boden in einfacher Weise verstellen, wo- bei auch hier entsprechende Sensoren und/oder eine Steuereinrichtung vorgesehen sein können, um eine automatische Anpassung des Bodenabstandes vorzunehmen. Der mittlere Bodenabstand bzw. die mittlere Stoppelhöhe sollte vorzugsweise weniger als 5 cm betragen, um einen möglichst großen Ertrag beim Erntevorgang sicherzustellen.
Nach dem Köpfen werden die Stengel 12 von den Bürstenwalzen 24 erfaßt und beim Verfahren der Erntemaschine 20 in Fahrtrichtung X entblättert. Für den Antrieb der Bürstenwalzen 24 sind entsprechende Antriebe als Teil der Entblätterungseinheit 23 vorgesehen. Beim Einlauf der Stengel 12 in den zwi- sehen den Bürstenwalzen 24 gebildeten Entblätterungsbereich werden die Stengel 12 lediglich an den Wurzelstöcken 17a gehalten bzw. fixiert. Beim Auslauf aus der Entblätterungseinheit 23 werden die Stengel 12 von den Förder- bzw. Klemmbändern 18 einer Stengelhalteeinheit 27 erfaßt. Beim Auslauf aus der Entblätterungseinheit 23 sind die Stengel somit an den Wurzel- stocken 17a einerseits und an der Stengelhalteeinheit 27 andererseits gehalten
bzw. fixiert. Dann erfolgt das Abtrennen der Stengel 12 von den Wurzelstök- ken 17a mit dem Schneidwerk 19.
Oszillierende Schneidwerke 14, 19 führen zu einem sehr sauberen Abtrennen von Wedeln 13 und Stengeln 12, was zu einer Reduktion der Schnittflächen und der Saft- und Gärverluste und damit zu einem höheren Ertrag beim Erntevorgang führt.
Mit den beiden Förder- bzw. Klemmbändern 18 werden die Stengel 12 in Richtung zu einem Nachläufer 28 transportiert. Der Nachläufer 28 weist eine Ladefläche 29 als Sammelraum für die abgeernteten Stengel 12 auf. Im übrigen ist eine Gitterwand 30 vorgesehen, die den seitlichen Abschluß des Nachläufers 28 bildet und bei Bedarf umgeschwenkt werden kann, um den Zugriff auf die auf der Ladefläche 29 aufgestapelten Stengel 12 zu ermöglichen.
Der Nachläufer 28 ist im übrigen schwenkbar an einem die Stengelköpfeinheit 21, die Entblätterungseinheit 23, die Stengeltrenneinheit 25 und die Stengelhalteeinheit 27 aufweisenden Gestell bzw. Tragrahmen 31 befestigt, so daß der Nachläufer 28 platzsparend im Nicht-Betriebszustand der Erntemaschine 20 mit der Ladefläche 19 gegen den Tragrahmen 31 geklappt werden kann. Dies ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Für andere aufgezeigte Lösungen gilt entsprechendes.
Die beiden Förder- bzw. Klemmbänder 18 sind stark profiliert, so daß die Stengel 12 sicher fixiert und abgefördert werden können. Die Förder- bzw. Klemmbänder 18 können eine Wellenform aufweisen mit einem Abstand zwischen Profilbergen und Profiltälern von weniger als 5 cm bis 10 cm oder mehr. Im übrigen bilden die Förder- bzw. Klemmbänder 18 einen Förderbzw. Klemmbereich für die Stengel 12 und sind in Ernterichtung Y der Sten- geltrenneinheit 25 mit dem Schneidwerk 19 vorgeschaltet, so daß die Stengel 12 beim Abtrennen zum einen an den Wurzelstöcken 17a und zum anderen an der Stengelhalteeinheit 27 gehalten bzw. fixiert sind. Dadurch ist das Abtrennen der Stengel 12 sichergestellt, ohne daß die Stengel 12 beim Abtrennen verknickt oder gebrochen werden oder mit Boden in Kontakt kommen kön- nen.
Die Förder- bzw. Klemmbänder 18 sind in Ernterichtung Y steigend angeordnet, wobei die Steigung im wesentlichen der Steigung der Bürstenwalzen 24 entspricht. Dies fuhrt beim Erntevorgang dazu, daß die Stengel 12 beim Weitertransport in Richtung zum Nachläufer 28 angehoben werden und schließ- lieh mit ihrem unteren Ende gegen einen Querträger 32 des Tragrahmens 31 anschlagen. Die Förder- bzw. Klemmbänder 18 erstrecken sich über den Querträger 32 hinaus bis in einen Bereich oberhalb von der Ladefläche 29, was dazu führt, daß beim Fördern der Stengel 12 diese mit ihrem oberen Ende weitertransportiert werden, während sie mit dem unteren Ende an dem Quer- träger 32 hängen bleiben, was zunächst ein Umlegen der Stengel 12 und schließlich zu einem waagerechten Ablegen der Stengel 12 auf dem Nachläufer 28 führt. Bei einer anderen Sammeleinrichtung sind entsprechende Umlenkungen in Form von Umlenkrollen vorzusehen.
In den Fig. 4 und 5 sind zwei alternative Ausführungsformen einer Erntemaschine 20 dargestellt, wobei gemäß Fig. 4 die Stengelköpfeinheit 21 in Ernterichtung Y vor der Entblätterungseinheit 23 angeordnet ist. Die Stengelköpfeinheit 21 weist ein Schneidwerk 14 auf, während die Entblätterungseinheit 23 zwei Bürstenwalzen 24 aufweist. Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausfüh- rungsform ist es so, daß eine Reihe von Zuckerrohφflanzen 10 beim Verfahren der Erntemaschine 20 bearbeitet wird, wobei die Zuckerrohφflanzen 10 zunächst geköpft und anschließend entblättert werden.
Bei der in Fig. 5 dargestellten alternativen Ausführungsform ist statt dessen vorgesehen, daß die Stengelköpfeinheit 21 seitlich neben der Entblätterungseinheit 23 angeordnet ist, wobei das Schneidwerk 14 seitlich über den Rahmen der Erntemaschine 20 übersteht. Beim Verfahren der Erntemaschine 20 werden somit die Wedel 13 der Zuckerrohφflanze 10 einer nachfolgenden Pflanzenreihe zunächst geköpft, während gleichzeitig die Stengel 12 der be- reits geköpften Zuckerrohφflanzen 10 der vorhergehenden Pflanzenreihe entblättert werden. Das Köpfen erfolgt somit um eine Pflanzenreihe versetzt vor dem Entblätterungsvorgang, wobei zwei Reihen von Zuckerrohφflanzen 10 gleichzeitig bearbeitet werden.
Nicht im einzelnen dargestellt ist, daß eine Meß- und Steuereinrichtung zur automatischen Anpassung der Fördergeschwindigkeit der Förder- bzw.
Klemmbänder 18 an die Fahrgeschwindigkeit der Erntemaschine 20 vorgesehen sein kann. Im übrigen können die Förder- bzw. Klemmbänder 18 in vertikaler und/oder in horizontaler Richtung verstellbar sein. Insbesondere kann die Schrägstellung der Förder- bzw. Klemmbänder 18 verstellbar sein.
Es versteht sich, daß die zuvor beschriebenen Merkmale auch unabhängig voneinander vorgesehen oder bedarfsweise miteinander kombiniert werden können, ohne daß dies einer Beschreibung im einzelnen bedarf.