土壌作業装置
機械フレーム３８と、昇降され得る穿孔工具１のためのドライブ３６で、穿孔工具を土壌８に抜き差しするドライブと、穿孔工具のために機械フレーム３８上で移動可能に案内されるガイド要素３０と、穿孔工具のための工具ホルダ２とを備える移動型土壌作業装置に関する。力の作用がもはや生じないときに装置が第１の回動軸周りに作用する復原モーメントを工具ホルダに及ぼし、それにより穿孔工具が土壌からの引き抜き後に元の開始位置へと再び回動する場合、工具ホルダと穿孔工具の全体の重心は、第１の回動軸周りに作用する慣性モーメントが復原モーメントの少なくとも一部を形成するべく復原モーメントに抗する工具ホルダと穿孔工具の慣性モーメントが少なくとも部分的に減少又は補償されるように第１の回動軸に対して配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の特徴部分の前に記載の土壌に空洞を形成するための移動型土壌作業装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
既知の土壌作業装置は、機械フレームと、昇降され得る少なくとも１つの穿孔工具のためのドライブとを備え、上記穿孔工具は、土壌に突き刺された後に引き抜かれるようになっている。少なくとも１つの穿孔工具のためのガイド要素、例えば支持アームは、機械フレーム上で移動可能に案内される。穿孔前に、穿孔工具は所定の穿孔角度下で開始位置に位置する。工具ホルダは１または複数の穿孔工具を保持する。工具ホルダは、ドライブによって昇降され得るガイド要素の第１の回動軸周りで支持され、それにより、土壌との係合中、すなわち、力の適用下で、穿孔工具をガイド要素に対して回動させることができる。適用された力の解放時に、装置は、第１の回動軸周りに作用する復原モーメントを工具ホルダに及ぼし、それにより、穿孔工具は、土壌からの引き抜き後に、元の開始位置へと再び回動する。
【０００３】
上述のタイプの装置は、穿孔工具を用いて土壌に空洞を形成するのに役立つ。この場合、土壌の深さ領域にスリット形状の空洞が形成され、また、最小の想定し得るサイズの穴が表面上に残る。上記空洞は、水の排水性の向上を可能にするとともに、土壌の通気を促進し、また、土壌のゆるみは、植物、特に芝生の成長を向上させるのに有効である。
【０００４】
欧州特許公開第００３７５９５Ａ号からは、平行四辺形の様態で案内される２つの支持アームを備える土壌作業装置が知られており、支持アームは、一端が工具ホルダを回動可能に支持するとともに、他端が機械フレームに回動可能に支持される。クランクドライブのプッシュロッドが、工具ホルダに対して関節結合されて前記工具ホルダを駆動させ、それにより、工具ホルダが上下移動を行なう。２つの支持アームのうちの一方は、長さを調整することができ、ストッパを有する復帰スプリングを含む。穿孔工具が土壌の外側にある限り、支持アームは、スプリング力に起因してストッパに当接する。穿孔工具が突き刺された状態にあり、かつ土壌作業装置が移動されている状況では、穿孔工具が工具ホルダと一緒に移動方向と反対に回動され、また、長さ調整可能な支持アームがスプリング力に抗して延ばされる。
【０００５】
まだ今のところ知られる土壌作業装置では、復原モーメントを穿孔工具に及ぼすスプリング要素が使用され、そのため、穿孔工具は、それらが土壌の外側に位置した時点で、それらの開始位置へと再び戻る。以下において、開始位置は、上記少なくとも１つの穿孔工具が穿孔直前にとる位置として理解されるべきである。しかしながら、土壌の外側では、質量慣性および上下移動の作用下で、工具ホルダおよび穿孔工具の慣性モーメントがスプリングの復原モーメントに抗して作用する。このため、穿孔工具をそれらの開始位置へと再び戻すべくバネ剛性が高いスプリング要素が使用される。しかしながら、バネ剛性が高いスプリング要素は、穿孔工具が土壌中に依然としてある間に所望の小さい穴を形成せずに土壌表面にスリット状に切り込むという危険性を高める。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上を考慮して、本発明の目的は、スリット形成の危険が低減される最初に記載したタイプの装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は請求項１の特徴によって達成される。
【０００８】
本発明は、工具ホルダおよび少なくとも１つの穿孔工具の全体の重心が、復原モーメントに抗する工具ホルダおよび穿孔工具の慣性モーメントが少なくとも部分的に減少されあるいは補償されあるいは過補償されるように第１の回動軸に対して配置されることを有利に提供する。
【０００９】
工具ホルダおよび少なくとも１つの穿孔工具の全体の重心は、第１の回動軸周りに作用する慣性モーメントが復原モーメントの少なくとも一部を形成するべく復原モーメントに抗する工具ホルダおよび穿孔工具の慣性モーメントが過補償されるように第１の回動軸に対して配置することができる。
【００１０】
この実施形態は、バネ剛性があまり大きくないスプリング要素の使用を可能にし、あるいは、スプリング要素が全く必要とされないという利点を有する。これは、第１の回動軸周りに作用する慣性モーメントが復原モーメントの少なくとも一部を形成するべく復原モーメントに抗する工具ホルダおよび穿孔工具の慣性モーメントが少なくとも部分的に減少されあるいは補償されあるいは過補償されるからである。
【００１１】
更なる利点は、構成要素の数の減少にあり、それにより、製造コストがかなり低減される。また、作動寿命を延ばすことができるとともに、メンテナンス作業を減らすことができる。
【００１２】
元の開始位置への復帰移動を制限するためにストッパが設けられる場合には、機械フレーム、機械要素、特にベアリングに対する衝撃荷重を減らすことができ、更に有利である。
【００１３】
工具ホルダおよび少なくとも１つの穿孔工具の全体の重心を第１の回動軸上に位置させることができる。
【００１４】
本発明の更なる典型的な実施形態によれば、工具ホルダに対して更なる質量が結合され、この更なる質量が好ましくは工具ホルダに対してこれと一緒に回転するように締結される。
【００１５】
更なる質量、工具ホルダ、および、少なくとも１つの穿孔工具の全体の重心は、復原モーメントに抗する工具ホルダ、上記更なる質量、および、少なくとも１つの穿孔工具の慣性モーメントが少なくとも部分的に減少されあるいは補償されあるいは過補償されるように第１の回動軸に対して配置される。
【００１６】
更なる質量、工具ホルダ、および、少なくとも１つの穿孔工具の全体の重心は、第１の回動軸周りに作用する慣性モーメントが復原モーメントの少なくとも一部を形成するべく復原モーメントに抗する工具ホルダ、上記更なる質量、および、少なくとも１つの穿孔工具の慣性モーメントが過補償されるように第１の回動軸に対して配置することができる。
【００１７】
更なる質量、工具ホルダ、および、少なくとも１つの穿孔工具の全体の重心を第１の回動軸上に位置させることができる。
【００１８】
更なる典型的な実施形態によれば、工具ホルダおよび少なくとも１つの穿孔工具の全体の重心の第１の回動軸からの距離、好ましくは水平距離、または、上記更なる質量、工具ホルダ、および、少なくとも１つの穿孔工具の全体の重心の第１の回動軸からの距離、好ましくは水平距離を調整することができ、好ましくは全ての工具ホルダに関して中心に調整できる。
【００１９】
これにより、工具ホルダおよび少なくとも１つの穿孔工具の慣性モーメントの大きさ、あるいは、上記更なる質量、工具ホルダ、および、少なくとも１つの穿孔工具の慣性モーメントの大きさを調整できるという利点を有する。
【００２０】
ガイド要素は、機械フレームに第２の回動ベアリングで回動可能に支持される支持アームであってもよい。
【００２１】
上記支持アームは、スプリング力に抗して長さ調整できるように構成することができる。これは、スリット形成の危険の更なる減少を達成するという利点を有する。
【００２２】
少なくとも１つの螺旋状にあるいは渦巻き状に形成される金属トーションスプリングまたは圧力スプリングは、支持アームの延在に抗するスプリング力を生み出すことができる。上記スプリングは、逓減的なスプリング特性を有することが好ましい。
【００２３】
少なくとも１つのトーション・各圧力スプリング要素またはスプリングダンパ要が上記支持アームの側に、好ましくは支持アームと平行に配置される。上記スプリング要素は、第１の回動軸周りの工具ホルダの回動動作を可能にするとともに、土壌との係合の解放時に復原モーメントの少なくとも一部を工具ホルダに対して及ぼし、それにより、穿孔工具は、土壌からの引き抜き後に、元の開始位置へと再び回動される。
【００２４】
更なる典型的な実施形態によれば、上記トーション・各圧力スプリング要素または上記スプリングダンパ要素は、穿孔工具が土壌の外側に配置される場合に高い復原モーメントを工具ホルダに及ぼし、穿孔工具が土壌内に配置される場合に、小さい復原モーメントを工具ホルダに及ぼすように機械フレームに配置される。
【００２５】
本発明の更なる典型的な実施形態によれば、工具ホルダとガイド要素との間にトーション要素が配置され、上記トーション要素は、ガイド要素に対する工具ホルダの回動動作を可能にするとともに、力の影響の解放時に、復原モーメントの少なくとも一部を工具ホルダに対して及ぼし、それにより、穿孔工具は、土壌からの引き抜き後に、元の開始位置へと再び回動される。
【００２６】
上記トーション要素は、少なくとも１つのエラストマー要素、エラストマー化合物要素、または、螺旋状にあるいは渦巻き状に形成された金属トーションスプリングから成ることができる。
【００２７】
本発明の更なる典型的な実施形態によれば、トーション要素が少なくとも２つの磁気要素を備え、上記少なくとも２つの磁気要素は、それらが第１の回動軸周りの工具ホルダの回動動作を可能にするとともに、土壌との係合の解放時に、上記磁気要素が復原モーメントの少なくとも一部を工具ホルダに対して及ぼすように互いに対して方向付けられ、それにより、穿孔工具は、土壌からの引き抜き後に、元の開始位置へと再び回動される。
【００２８】
上記磁気要素が永久磁石またはソレノイドから成ることができ、ソレノイドは、移動段階に応じて作動されあるいは作動停止されるようになっている。
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明の典型的な実施形態について更に詳しく説明する。
【００３０】
図面では、以下が概略的に示される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】土壌作業装置の側面図である。
【図２】穿孔工具を有する本発明の典型的な実施形態の側面図である。
【図３】支持アームの２つのポイントの加速度および速度の進展の表示である。
【図４】中心位置決め装置を有する本発明の典型的な実施形態の側面図である。
【図５】螺旋状または渦巻き状に形成されたトーションスプリングが使用される更なる典型的な実施形態の側面図である。
【図６】エラストマー金属化合物要素が使用される更なる典型的な実施形態の側面図である。
【図７】トーション要素が３つの磁石を備える更なる典型的な実施形態の側面図である。
【図８】スプリングダンパ要素を有する本発明の更なる典型的な実施形態の側面図である。
【図９】長さ調整可能な支持アームを有する更なる実施形態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１には、自走式のあるいはトラクタを用いて引くことができる移動型土壌作業装置の側面図が示されている。上記土壌作業装置６は機械フレーム３８を備えており、上記機械フレームには、ガイド要素３０を介して、ドライブ３６によって昇降されるようになっている複数の穿孔工具１が回動可能に支持される。上記昇降移動に起因して、穿孔工具１が土壌８中に交互に押し込まれ、また、土壌作業装置６の前進の作用下で、穿孔工具１が土壌８内で傾動を行なう。これにより、土壌８が穿孔穴の下方で掘り返され、それによって、例えば土壌８の排水性が向上される。土壌作業装置６の移動速度にもかかわらず、土壌の表面の穿孔穴は、可能な限り小さくとどめるべきである。
【００３３】
上記少なくとも１つの穿孔工具１は、保持手段４を用いて工具ホルダ２に締結されることが好ましい。ガイド要素３０によって案内される上記工具ホルダ２は、様々な長さおよび形状並びに直径の穿孔工具１の取り付けに適している。上記ガイド要素３０は、好ましくはクランクドライブ３６によって駆動されつつ昇降移動を行なうようになっている。別の方法として、ガイド要素３０を液圧的にあるいは電気的に駆動させることもできる。
【００３４】
工具ホルダ２は、第１の回動軸１２を中心に回動するようにガイド要素３０に支持される。この場合、工具ホルダ２は、上記昇降移動の作用下で土壌８中に突き刺して再び引き抜くことができる１つの穿孔工具１または一群の穿孔工具１を保持する。複数の好ましくは互いに隣り合う穿孔工具１または穿孔工具１の互いに隣り合うグループを駆動させることができる。穿孔工具１、および、穿孔工具１のそれぞれのグループは、位相シフトを伴って駆動されることが好ましい。
【００３５】
図２は本発明の典型的な実施形態の側面図を示している。クランクドライブ３６は、プッシュロッド３４を介して、支持アームの形態を成すガイド要素３０を駆動させるようになっている。第１の回動ベアリング１０では、上記プッシュロッド３４がガイド要素３０に支持される。第２の回動ベアリング２６では、ガイド要素３０が機械フレーム３８に回動可能に支持される。ガイド要素３０には、工具ホルダ２が第１の回動軸１２を中心に回動されるように支持される。工具ホルダ２は、互いに反対方向に延びる２つのアーム２ａ、２ｂを備える。工具ホルダ２のアーム２ａは、少なくとも１つの穿孔工具１を工具ホルダ２と一緒に回転するように上記工具ホルダに締結するための締結手段４を備える。
【００３６】
ガイド要素３０と平行に結合アーム２４が配置されており、結合アーム２４の一端が調整装置４０内に支持される。調整装置４０は、機械フレーム３８と一緒に回転するように上記機械フレームに締結される。調整装置４０から離れて面する端部では、ストッパ２２が結合アーム２４に回動可能に接続される。上記ストッパ２２はガイド要素３０に関節結合される。ストッパ２２の位置は上記調整装置４０を用いて調整できる。ストッパ２２の位置により、少なくとも１つの穿孔工具１の開始位置が調整される。これは、少なくとも１つの穿孔工具１および／または工具ホルダ２が少なくとも穿孔前にストッパ２２に当接するからである。調整装置４０は、互いに隣り合う全ての穿孔工具および穿孔工具のそれぞれのグループのための開始位置を中心に設定するために使用できることが好ましい。調整装置４０は電気的に、油圧的に、あるいは、空圧的に動作させることができる。穿孔工具１が突き刺されて土壌作業装置６が移動方向Ａに移動される状況では、少なくとも１つの穿孔工具１が第１の回動軸１２を中心に回動される。
【００３７】
上記ガイド要素３０は、クランクドライブ３６のプッシュロッド３４によって駆動されつつ、特にポイントＢ、Ｃで昇降移動を行なう。図３には、クランクドライブ３６の一定の角速度において、ガイド要素３０のポイントＢ、Ｃが昇降される速度ＶB、ＶCが簡略化された様態で表わされている。
【００３８】
ｘ軸上には、クランクピン１６の角度方向が示されている。ガイド要素３０の上記ポイントＢ、Ｃは、クランクピンが既に１８０°を超えたときに下死点ＵＴに達する。これは、一方で、クランクドライブ３６の回転軸および第１の回動ベアリング１０が互いに対して水平変位で配置され、他方で、ガイド要素３０のポイントＢ、Ｃが、第２の回動ベアリング２６を中心とするガイド要素３０の回動動作に起因して、正確な垂直移動を行なわないからである。
【００３９】
図３には、ガイド要素３０のポイントＢ、Ｃの加速度の進展ａB、ａCも示されている。速度ＶB、ＶCがゼロである昇降移動の上死点ＯＴおよび下死点ＵＴでは、加速度ａB、ａCがそれらの最大値に達する。加速度ａB、ａCの最大値は、地球の加速度よりも数倍高い。穿孔工具１は、土壌の外側のＦでマークされた領域に配置される。この領域では、昇降移動中に一緒に移動される質量、すなわち、工具ホルダ２および少なくとも１つの穿孔工具１は、垂直方向上向きの非常に高い加速度に晒される。このとき図２の工具ホルダ２のアーム２ｂが対応する重量を有し、かつ水平方向における第１の回動軸１２に対する工具ホルダ２および穿孔工具１の全体の重心３２が少なくとも１つの穿孔工具１の反対側に配置されるように工具ホルダ２のアーム２ｂが第１の回動軸１２に対して配置される場合には、復原モーメントが工具ホルダ２、したがって、穿孔工具１に対して及ぼされ、それにより、穿孔工具１が元の開始位置へと再び回動される。
【００４０】
あるいは、図２に係る典型的な実施形態では、工具ホルダ２ではなく、少なくとも１つの穿孔工具１が、２つのアームを備えるように設計することもできる。その場合も、工具ホルダ２と２つのアームを有する少なくとも１つの穿孔工具１との全体の重心は、第１の回動軸１２周りに作用する工具ホルダ２および穿孔工具１の慣性モーメントが復原モーメントの少なくとも一部を形成するように配置される。
【００４１】
また、更なる質量４４を工具ホルダ２および／または穿孔工具１に対してこれらと一緒に回転するように締結し、それにより、第１の回動軸１２周りに作用する工具ホルダ２、穿孔工具１、および、更なる質量４４の慣性モーメントが復原モーメントの少なくとも一部を形成するべく、穿孔工具１、更なる質量４４、および、工具ホルダ２の全体の重心が配置されるようにすることもできる。
【００４２】
図４は、結合アーム２４がストッパ２２を有するのではなく、スプリングダンパ要素４２がガイド要素と平行に配置される点が異なる、図２の実施形態に類似する典型的な実施形態を示している。上記スプリングダンパ要素４２は、一方側が機械フレーム３８に回動可能に支持され、反対側が工具ホルダ２に回動可能に支持される。スプリングダンパ要素４２は、工具ホルダ２を第１の回動軸１２を中心に回動させることができるととともに、土壌との係合の解放時に復原モーメントの少なくとも一部を工具ホルダ２に対して及ぼし、それにより、穿孔工具１は、土壌８から引き抜かれた後に、元の開始位置へと回動する。工具ホルダ２のアーム２ｂは位置調整装置４６と更なる質量４４とを備える。上記更なる質量４４から第１の回動軸１２までの距離は、上記位置調整装置４６を用いて好ましくは中心に調整することができる。位置調整装置４６は、更なる質量４４の位置を決定するようになっているセンサを備える。更なる質量４４の位置は、第１の回動軸周りに作用する慣性モーメントが復原モーメントの少なくとも一部を形成するべく復原モーメントに抗する工具ホルダ２、更なる質量４４、および、少なくとも１つの穿孔工具１の慣性モーメントが少なくとも部分的に減少されあるいは補償されあるいは過補償されるように工具ホルダ２、穿孔工具１、および、更なる質量４４の全体の重心を第１の回動軸１２に対して配置するべく調整することができる。
【００４３】
図５には、スプリングダンパ要素４２の代わりにトーション要素４８、５０、６４が使用される点が異なる、図２の実施形態に類似する実施形態が示されている。第１の回動軸１２に同軸に作用する上記トーション要素４８、５０、６４は、工具ホルダ２とガイド要素３０との間に配置される。
【００４４】
穿孔前に、トーション要素４８、５０、６４は無負荷状態である。この場合、穿孔直前の開始位置で、穿孔工具１の所定の穿孔角度がセットされる。力が穿孔工具１に対して及ぼされると、すなわち、穿孔工具１の刺入状態で土壌処理装置６が移動方向Ａに進められている間、トーション要素４８、５０、６４は穿孔工具１を移動方向と反対に回動させることができる。及ぼされている力が解放されると、すなわち、穿孔工具１を土壌８から引き抜いた後、トーション要素４８、５０、６４が復元力の少なくとも一部を工具ホルダ２に対して及ぼし、それにより、穿孔工具１は、引き抜き後に元の開始位置へと回動する。
【００４５】
図５において、トーション要素４８、５０、６４は、第１の回動軸１２に対して同軸に延びる渦巻き状に、かつそれぞれ螺旋状に形成された金属製のトーションスプリング４８である。上記金属スプリングの一方側がガイド要素３０に締結され、他端が工具ホルダ２に対して一緒に回転できるように締結される。また、この場合、同軸のアクスル形状またはシェル形状の支持要素を補強のために使用することもできる。このとき、上記支持要素を工具ホルダ２およびガイド要素３０に回転可能に支持することもできる。
【００４６】
図６は、穿孔角度の中心調整のために更に結合アーム２４が工具ホルダ２に回動可能に支持される図５の変形実施形態を示している。土壌８中への刺入前に、上記結合アーム２４がストッパ２２と直接に接触する。工具ホルダ２から離れた端部では、結合アーム２４が中間要素５４に回動可能に支持され、中間要素５４自体は機械フレーム３８に回動可能に支持される。調整装置４０、この場合には偏心ロッドを使用して、全ての穿孔工具１および穿孔工具１のそれぞれのグループに関してストッパ２２を中心に調整することができる。ストッパ２２は、穿孔工具１の元の開始位置への復帰移動を画定するように作用する。したがって、穿孔工具１の穿孔角度を中心に調整することができる。あるいは、ストッパ２２をガイド要素３０または工具ホルダ２に対して直接に取り付けることによって、穿孔角度を個別に調整することもできる。
【００４７】
図６において、トーション要素４８、５０、６４は、例えばRosta社から入手できる金属エラストマー化合物要素５０から成る。上記エラストマー金属化合物要素５０は、好ましくは四角形で、かつそれぞれが三角形の中空外形から成るケーシング５５を備える。エラストマー金属化合物要素は、ケーシング５５の内部に配置され、この場合も好ましくは四角形でそれぞれが三角形の断面を有する中心ロッド５６を更に備える。あるいは、上記ケーシング５５および上記ロッド５６に略多角形断面を与えることができる。
【００４８】
上記ロッドは、例えばケーシング５５およびロッド５６が略四角形状の場合、４５°の回転角だけケーシング５５に対してオフセットされる。ケーシング５５とロッド５６との間には、ケーシング５５の角部にエラストマー要素５８が配置されており、上記エラストマー要素はケーシング５５およびロッド５６の全長にほぼ沿って延びる。回転モーメントの作用下で、ロッド５６をケーシング５５に対して回転させることができる。プロセスでは、上記エラストマー要素５８が圧縮されて、全復原モーメントの少なくとも一部を形成する弾性復原モーメントが生み出される。ケーシング５５およびロッド５６が三角形断面形状を有する場合には、更に大きいねじれ角を使用できる。
【００４９】
図７は、トーション要素４８、５０、６４を伴う更なる実施形態を示している。トーション要素４８、５０、６４は、この場合、３つの磁気要素を備える。第１の磁気要素６０は、アクスル形状保持要素６３の内部に配置されており、上記保持要素に対してこれと一緒に回転するように締結される。上記保持要素６３は、ガイド要素３０に対してこれと一緒に回転するように締結される。保持要素６３は円形断面を有する。保持要素６３は、工具ホルダ２に対してこれと一緒に回転するように締結される更なる可動中間要素６５によって取り囲まれる。工具ホルダ２は、回動ベアリングとしての機能を果たす保持要素６３に対して第１の回動軸１２周りに回動させることができる。上記中間要素６５内には、２つの更なる磁気要素６１、６２が互いに対向して配置される。
【００５０】
穿孔工具１がその開始位置および休止位置にある限り、第２の磁気要素６２のＮ極が第１の磁気要素６０のＳ極の側に配置されるとともに、第３の磁気要素６１のＳ極が第１の磁気要素６０のＮ極の側に配置される。
【００５１】
穿孔工具１がその刺入状態にあり、かつ土壌作業装置６が移動している状況では、工具ホルダ２は、磁気モーメントに抗して第１の回動軸１２を中心に保持要素６３に対して回動される。穿孔工具１が土壌の外側に出ると直ぐに、全復原モーメントの少なくとも一部を示す上記磁気要素６０、６１、６２の磁気復原モーメントが穿孔工具１を再び開始位置へと移動させる。
【００５２】
磁気要素６０、６１、６２は永久磁石またはソレノイドから成ることができる。ソレノイドが設けられる場合には、特定の移動段階中にだけ、例えば穿孔工具１が土壌１と接触していない間だけ電流をＯＮにすることができる。
【００５３】
保持要素６３、中間要素６５、ガイド要素３０、および、工具ホルダ２は、磁化できない材料または殆ど磁化できない材料、例えば磁化できないスチール（サブマリンスチール）、高強度金属、プラスチック、好ましくはデュロプラスト、または、セラミック材料から形成されるのが好ましい。
【００５４】
図７において、工具ホルダ２、中間要素６５、第２および第３の磁気要素６２、６１、および、少なくとも１つの穿孔工具１の第１の回動軸１２に対する全体の重心は、第１の回動軸１２周りに作用する慣性モーメントが復原モーメントの少なくとも一部を形成するべく復原モーメントに抗する工具ホルダ２、中間要素６５、第２および第３の磁気要素６２、６１、および、少なくとも１つの穿孔工具１の慣性モーメントが少なくとも部分的に減少されあるいは補償されあるいは過補償されるように配置される。
【００５５】
図８は、ダンパ要素６８がガイド要素３０と平行に配置される更なる典型的な実施形態を示している。上記ダンパ要素６８は、一方側が工具ホルダ２に回動可能に支持されるとともに、反対側が機械フレーム３８に回動可能に支持される。また、工具ホルダ２にはスプリング７０も回動可能に支持されており、上記スプリングの反対側は機械フレーム３８に回動可能に支持される。しかしながら、上記スプリング７０はガイド要素３０と平行に配置されない。スプリング７０は、少なくとも１つの穿孔工具１が土壌８の外側に配置されるときにスプリング７０が最も大きなスプリング長を有し、穿孔工具１が土壌８内に配置されるときにスプリングが最も小さいスプリング長を有するように配置される。これは、穿孔工具１が土壌８の外側にあるときにスプリング７０が大きい復元成分を少なくとも１つの穿孔工具１に及ぼし、穿孔工具１が土壌８内にあるときにスプリング７０が小さい復元成分を少なくとも１つの穿孔工具１に及ぼすという結果を有する。
【００５６】
図９は、２部延在ガイド要素３０を備える更なる典型的な実施形態を示している。ガイド要素３０の２つの部分３０ａ、３０ｂ間には、螺旋状または渦巻き状に形成される圧力スプリングの形態を成すスプリング要素７６が配置される。ガイド要素３０の第１の部分３０ａには工具ホルダ２が回動可能に支持される。ガイド要素３０の第２の部分３０ｂは機械フレーム３８に回動可能に支持される。クランクドライブ３６のプッシュロッド３４は、ガイド要素３０の第２の部分３０ｂを介してガイド要素３０を駆動させるようになっている。上記スプリング要素７６は、ガイド要素３０の第１の部分３０ａに接続されるピストンロッド７８上に配置される。ガイド要素３０の２つの部分３０ａ、３０ｂは伸縮形態を成している。スプリング要素７６を調整可能な様態で可変的に調整し、ガイド要素３０の第２の部分３０ｂの孔８６内でガイド要素３０の第１の部分３０ａを案内するためにピストン・調整要素８２が設けられる。シェル形状のピストン・調整要素８２は、それがガイド要素３０の第２の部分３０ｂの上記孔８６内でピストン要素としての機能を果たすことができるように滑らかな外面を有する。少なくとも１つの穿孔工具１を刺入する前に、ピストン・調整要素８２および／またはピストンロッド７８がガイド要素３０の第２の部分３０ｂと直接に接触し、それにより、穿孔工具１を土壌８中へ突き刺す直前および最中に、スプリング要素７６を伴わない直接的な力伝達をガイド要素３０の第２の部分３０ｂからガイド要素３０の第１の部分３０ａへ、およびその逆へ行なうことができる。穿孔工具１が刺入状態にあり、かつ土壌作業装置６が移動方向Ａに移動されている状況では、少なくとも１つの穿孔工具１が回動される。この典型的な実施形態は、土壌作業装置が移動方向Ａに非常に高速で移動する場合に穿孔工具１が土壌の表面にスリット状に切り込む可能性があるという危険を減らす。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の特徴部分の前に記載の土壌に空洞を形成するための移動型土壌作業装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
既知の土壌作業装置は、機械フレームと、昇降され得る少なくとも１つの穿孔工具のためのドライブとを備え、上記穿孔工具は、土壌に突き刺された後に引き抜かれるようになっている。少なくとも１つの穿孔工具のためのガイド要素、例えば支持アームは、機械フレーム上で移動可能に案内される。穿孔前に、穿孔工具は所定の穿孔角度下で開始位置に位置する。工具ホルダは１または複数の穿孔工具を保持する。工具ホルダは、ドライブによって昇降され得るガイド要素の第１の回動軸周りで支持され、それにより、土壌との係合中、すなわち、力の適用下で、穿孔工具をガイド要素に対して回動させることができる。適用された力の解放時に、装置は、第１の回動軸周りに作用する復原モーメントを工具ホルダに及ぼし、それにより、穿孔工具は、土壌からの引き抜き後に、元の開始位置へと再び回動する。
【０００３】
上述のタイプの装置は、穿孔工具を用いて土壌に空洞を形成するのに役立つ。この場合、土壌の深さ領域にスリット形状の空洞が形成され、また、最小の想定し得るサイズの穴が表面上に残る。上記空洞は、水の排水性の向上を可能にするとともに、土壌の通気を促進し、また、土壌のゆるみは、植物、特に芝生の成長を向上させるのに有効である。
【０００４】
欧州特許公開第００３７５９５Ａ号からは、平行四辺形の様態で案内される２つの支持アームを備える土壌作業装置が知られており、支持アームは、一端が工具ホルダを回動可能に支持するとともに、他端が機械フレームに回動可能に支持される。クランクドライブのプッシュロッドが、工具ホルダに対して関節結合されて前記工具ホルダを駆動させ、それにより、工具ホルダが上下移動を行なう。２つの支持アームのうちの一方は、長さを調整することができ、ストッパを有する復帰スプリングを含む。穿孔工具が土壌の外側にある限り、支持アームは、スプリング力に起因してストッパに当接する。穿孔工具が突き刺された状態にあり、かつ土壌作業装置が移動されている状況では、穿孔工具が工具ホルダと一緒に移動方向と反対に回動され、また、長さ調整可能な支持アームがスプリング力に抗して延ばされる。
【０００５】
まだ今のところ知られる土壌作業装置では、復原モーメントを穿孔工具に及ぼすスプリング要素が使用され、そのため、穿孔工具は、それらが土壌の外側に位置した時点で、それらの開始位置へと再び戻る。以下において、開始位置は、上記少なくとも１つの穿孔工具が穿孔直前にとる位置として理解されるべきである。しかしながら、土壌の外側では、質量慣性および上下移動の作用下で、工具ホルダおよび穿孔工具の慣性モーメントがスプリングの復原モーメントに抗して作用する。このため、穿孔工具をそれらの開始位置へと再び戻すべくバネ剛性が高いスプリング要素が使用される。しかしながら、バネ剛性が高いスプリング要素は、穿孔工具が土壌中に依然としてある間に所望の小さい穴を形成せずに土壌表面にスリット状に切り込むという危険性を高める。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上を考慮して、本発明の目的は、スリット形成の危険が低減される最初に記載したタイプの装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は請求項１の特徴によって達成される。
【０００８】
本発明は、工具ホルダおよび少なくとも１つの穿孔工具の全体の重心が、復原モーメントに抗する工具ホルダおよび穿孔工具の慣性モーメントが少なくとも部分的に減少されあるいは補償されあるいは過補償されるように第１の回動軸に対して配置されることを有利に提供する。
【０００９】
工具ホルダおよび少なくとも１つの穿孔工具の全体の重心は、第１の回動軸周りに作用する慣性モーメントが復原モーメントの少なくとも一部を形成するべく復原モーメントに抗する工具ホルダおよび穿孔工具の慣性モーメントが過補償されるように第１の回動軸に対して配置することができる。
【００１０】
この実施形態は、バネ剛性があまり大きくないスプリング要素の使用を可能にし、あるいは、スプリング要素が全く必要とされないという利点を有する。これは、第１の回動軸周りに作用する慣性モーメントが復原モーメントの少なくとも一部を形成するべく復原モーメントに抗する工具ホルダおよび穿孔工具の慣性モーメントが少なくとも部分的に減少されあるいは補償されあるいは過補償されるからである。
【００１１】
更なる利点は、構成要素の数の減少にあり、それにより、製造コストがかなり低減される。また、作動寿命を延ばすことができるとともに、メンテナンス作業を減らすことができる。
【００１２】
元の開始位置への復帰移動を制限するためにストッパが設けられる場合には、機械フレーム、機械要素、特にベアリングに対する衝撃荷重を減らすことができ、更に有利である。
【００１３】
工具ホルダおよび少なくとも１つの穿孔工具の全体の重心を第１の回動軸上に位置させることができる。
【００１４】
本発明の更なる典型的な実施形態によれば、工具ホルダに対して更なる質量が結合され、この更なる質量が好ましくは工具ホルダに対してこれと一緒に回転するように締結される。
【００１５】
更なる質量、工具ホルダ、および、少なくとも１つの穿孔工具の全体の重心は、復原モーメントに抗する工具ホルダ、上記更なる質量、および、少なくとも１つの穿孔工具の慣性モーメントが少なくとも部分的に減少されあるいは補償されあるいは過補償されるように第１の回動軸に対して配置される。
【００１６】
更なる質量、工具ホルダ、および、少なくとも１つの穿孔工具の全体の重心は、第１の回動軸周りに作用する慣性モーメントが復原モーメントの少なくとも一部を形成するべく復原モーメントに抗する工具ホルダ、上記更なる質量、および、少なくとも１つの穿孔工具の慣性モーメントが過補償されるように第１の回動軸に対して配置することができる。
【００１７】
更なる質量、工具ホルダ、および、少なくとも１つの穿孔工具の全体の重心を第１の回動軸上に位置させることができる。
【００１８】
更なる典型的な実施形態によれば、工具ホルダおよび少なくとも１つの穿孔工具の全体の重心の第１の回動軸からの距離、好ましくは水平距離、または、上記更なる質量、工具ホルダ、および、少なくとも１つの穿孔工具の全体の重心の第１の回動軸からの距離、好ましくは水平距離を調整することができ、好ましくは全ての工具ホルダに関して中心に調整できる。
【００１９】
これにより、工具ホルダおよび少なくとも１つの穿孔工具の慣性モーメントの大きさ、あるいは、上記更なる質量、工具ホルダ、および、少なくとも１つの穿孔工具の慣性モーメントの大きさを調整できるという利点を有する。
【００２０】
ガイド要素は、機械フレームに第２の回動ベアリングで回動可能に支持される支持アームであってもよい。
【００２１】
上記支持アームは、スプリング力に抗して長さ調整できるように構成することができる。これは、スリット形成の危険の更なる減少を達成するという利点を有する。
【００２２】
少なくとも１つの螺旋状にあるいは渦巻き状に形成される金属トーションスプリングまたは圧力スプリングは、支持アームの延在に抗するスプリング力を生み出すことができる。上記スプリングは、逓減的なスプリング特性を有することが好ましい。
【００２３】
少なくとも１つのトーション・各圧力スプリング要素またはスプリングダンパ要が上記支持アームの側に、好ましくは支持アームと平行に配置される。上記スプリング要素は、第１の回動軸周りの工具ホルダの回動動作を可能にするとともに、土壌との係合の解放時に復原モーメントの少なくとも一部を工具ホルダに対して及ぼし、それにより、穿孔工具は、土壌からの引き抜き後に、元の開始位置へと再び回動される。
【００２４】
更なる典型的な実施形態によれば、上記トーション・各圧力スプリング要素または上記スプリングダンパ要素は、穿孔工具が土壌の外側に配置される場合に高い復原モーメントを工具ホルダに及ぼし、穿孔工具が土壌内に配置される場合に、小さい復原モーメントを工具ホルダに及ぼすように機械フレームに配置される。
【００２５】
本発明の更なる典型的な実施形態によれば、工具ホルダとガイド要素との間にトーション要素が配置され、上記トーション要素は、ガイド要素に対する工具ホルダの回動動作を可能にするとともに、力の影響の解放時に、復原モーメントの少なくとも一部を工具ホルダに対して及ぼし、それにより、穿孔工具は、土壌からの引き抜き後に、元の開始位置へと再び回動される。
【００２６】
上記トーション要素は、少なくとも１つのエラストマー要素、エラストマー化合物要素、または、螺旋状にあるいは渦巻き状に形成された金属トーションスプリングから成ることができる。
【００２７】
本発明の更なる典型的な実施形態によれば、トーション要素が少なくとも２つの磁気要素を備え、上記少なくとも２つの磁気要素は、それらが第１の回動軸周りの工具ホルダの回動動作を可能にするとともに、土壌との係合の解放時に、上記磁気要素が復原モーメントの少なくとも一部を工具ホルダに対して及ぼすように互いに対して方向付けられ、それにより、穿孔工具は、土壌からの引き抜き後に、元の開始位置へと再び回動される。
【００２８】
上記磁気要素が永久磁石またはソレノイドから成ることができ、ソレノイドは、移動段階に応じて作動されあるいは作動停止されるようになっている。
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明の典型的な実施形態について更に詳しく説明する。
【００３０】
図面では、以下が概略的に示される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】土壌作業装置の側面図である。
【図２】穿孔工具を有する本発明の典型的な実施形態の側面図である。
【図３】支持アームの２つのポイントの加速度および速度の進展の表示である。
【図４】中心位置決め装置を有する本発明の典型的な実施形態の側面図である。
【図５】螺旋状または渦巻き状に形成されたトーションスプリングが使用される更なる典型的な実施形態の側面図である。
【図６】エラストマー金属化合物要素が使用される更なる典型的な実施形態の側面図である。
【図７】トーション要素が３つの磁石を備える更なる典型的な実施形態の側面図である。
【図８】スプリングダンパ要素を有する本発明の更なる典型的な実施形態の側面図である。
【図９】長さ調整可能な支持アームを有する更なる実施形態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１には、自走式のあるいはトラクタを用いて引くことができる移動型土壌作業装置の側面図が示されている。上記土壌作業装置６は機械フレーム３８を備えており、上記機械フレームには、ガイド要素３０を介して、ドライブ３６によって昇降されるようになっている複数の穿孔工具１が回動可能に支持される。上記昇降移動に起因して、穿孔工具１が土壌８中に交互に押し込まれ、また、土壌作業装置６の前進の作用下で、穿孔工具１が土壌８内で傾動を行なう。これにより、土壌８が穿孔穴の下方で掘り返され、それによって、例えば土壌８の排水性が向上される。土壌作業装置６の移動速度にもかかわらず、土壌の表面の穿孔穴は、可能な限り小さくとどめるべきである。
【００３３】
上記少なくとも１つの穿孔工具１は、保持手段４を用いて工具ホルダ２に締結されることが好ましい。ガイド要素３０によって案内される上記工具ホルダ２は、様々な長さおよび形状並びに直径の穿孔工具１の取り付けに適している。上記ガイド要素３０は、好ましくはクランクドライブ３６によって駆動されつつ昇降移動を行なうようになっている。別の方法として、ガイド要素３０を液圧的にあるいは電気的に駆動させることもできる。
【００３４】
工具ホルダ２は、第１の回動軸１２を中心に回動するようにガイド要素３０に支持される。この場合、工具ホルダ２は、上記昇降移動の作用下で土壌８中に突き刺して再び引き抜くことができる１つの穿孔工具１または一群の穿孔工具１を保持する。複数の好ましくは互いに隣り合う穿孔工具１または穿孔工具１の互いに隣り合うグループを駆動させることができる。穿孔工具１、および、穿孔工具１のそれぞれのグループは、位相シフトを伴って駆動されることが好ましい。
【００３５】
図２は本発明の典型的な実施形態の側面図を示している。クランクドライブ３６は、プッシュロッド３４を介して、支持アームの形態を成すガイド要素３０を駆動させるようになっている。第１の回動ベアリング１０では、上記プッシュロッド３４がガイド要素３０に支持される。第２の回動ベアリング２６では、ガイド要素３０が機械フレーム３８に回動可能に支持される。ガイド要素３０には、工具ホルダ２が第１の回動軸１２を中心に回動されるように支持される。工具ホルダ２は、互いに反対方向に延びる２つのアーム２ａ、２ｂを備える。工具ホルダ２のアーム２ａは、少なくとも１つの穿孔工具１を工具ホルダ２と一緒に回転するように上記工具ホルダに締結するための締結手段４を備える。
【００３６】
ガイド要素３０と平行に結合アーム２４が配置されており、結合アーム２４の一端が調整装置４０内に支持される。調整装置４０は、機械フレーム３８と一緒に回転するように上記機械フレームに締結される。調整装置４０から離れて面する端部では、ストッパ２２が結合アーム２４に回動可能に接続される。上記ストッパ２２はガイド要素３０に関節結合される。ストッパ２２の位置は上記調整装置４０を用いて調整できる。ストッパ２２の位置により、少なくとも１つの穿孔工具１の開始位置が調整される。これは、少なくとも１つの穿孔工具１および／または工具ホルダ２が少なくとも穿孔前にストッパ２２に当接するからである。調整装置４０は、互いに隣り合う全ての穿孔工具および穿孔工具のそれぞれのグループのための開始位置を中心に設定するために使用できることが好ましい。調整装置４０は電気的に、油圧的に、あるいは、空圧的に動作させることができる。穿孔工具１が突き刺されて土壌作業装置６が移動方向Ａに移動される状況では、少なくとも１つの穿孔工具１が第１の回動軸１２を中心に回動される。
【００３７】
上記ガイド要素３０は、クランクドライブ３６のプッシュロッド３４によって駆動されつつ、特にポイントＢ、Ｃで昇降移動を行なう。図３には、クランクドライブ３６の一定の角速度において、ガイド要素３０のポイントＢ、Ｃが昇降される速度ＶB、ＶCが簡略化された様態で表わされている。
【００３８】
ｘ軸上には、クランクピン１６の角度方向が示されている。ガイド要素３０の上記ポイントＢ、Ｃは、クランクピンが既に１８０°を超えたときに下死点ＵＴに達する。これは、一方で、クランクドライブ３６の回転軸および第１の回動ベアリング１０が互いに対して水平変位で配置され、他方で、ガイド要素３０のポイントＢ、Ｃが、第２の回動ベアリング２６を中心とするガイド要素３０の回動動作に起因して、正確な垂直移動を行なわないからである。
【００３９】
図３には、ガイド要素３０のポイントＢ、Ｃの加速度の進展ａB、ａCも示されている。速度ＶB、ＶCがゼロである昇降移動の上死点ＯＴおよび下死点ＵＴでは、加速度ａB、ａCがそれらの最大値に達する。加速度ａB、ａCの最大値は、地球の加速度よりも数倍高い。穿孔工具１は、土壌の外側のＦでマークされた領域に配置される。この領域では、昇降移動中に一緒に移動される質量、すなわち、工具ホルダ２および少なくとも１つの穿孔工具１は、垂直方向上向きの非常に高い加速度に晒される。このとき図２の工具ホルダ２のアーム２ｂが対応する重量を有し、かつ水平方向における第１の回動軸１２に対する工具ホルダ２および穿孔工具１の全体の重心３２が少なくとも１つの穿孔工具１の反対側に配置されるように工具ホルダ２のアーム２ｂが第１の回動軸１２に対して配置される場合には、復原モーメントが工具ホルダ２、したがって、穿孔工具１に対して及ぼされ、それにより、穿孔工具１が元の開始位置へと再び回動される。
【００４０】
あるいは、図２に係る典型的な実施形態では、工具ホルダ２ではなく、少なくとも１つの穿孔工具１が、２つのアームを備えるように設計することもできる。その場合も、工具ホルダ２と２つのアームを有する少なくとも１つの穿孔工具１との全体の重心は、第１の回動軸１２周りに作用する工具ホルダ２および穿孔工具１の慣性モーメントが復原モーメントの少なくとも一部を形成するように配置される。
【００４１】
また、更なる質量４４を工具ホルダ２および／または穿孔工具１に対してこれらと一緒に回転するように締結し、それにより、第１の回動軸１２周りに作用する工具ホルダ２、穿孔工具１、および、更なる質量４４の慣性モーメントが復原モーメントの少なくとも一部を形成するべく、穿孔工具１、更なる質量４４、および、工具ホルダ２の全体の重心が配置されるようにすることもできる。
【００４２】
図４は、結合アーム２４がストッパ２２を有するのではなく、スプリングダンパ要素４２がガイド要素と平行に配置される点が異なる、図２の実施形態に類似する典型的な実施形態を示している。上記スプリングダンパ要素４２は、一方側が機械フレーム３８に回動可能に支持され、反対側が工具ホルダ２に回動可能に支持される。スプリングダンパ要素４２は、工具ホルダ２を第１の回動軸１２を中心に回動させることができるととともに、土壌との係合の解放時に復原モーメントの少なくとも一部を工具ホルダ２に対して及ぼし、それにより、穿孔工具１は、土壌８から引き抜かれた後に、元の開始位置へと回動する。工具ホルダ２のアーム２ｂは位置調整装置４６と更なる質量４４とを備える。上記更なる質量４４から第１の回動軸１２までの距離は、上記位置調整装置４６を用いて好ましくは中心に調整することができる。位置調整装置４６は、更なる質量４４の位置を決定するようになっているセンサを備える。更なる質量４４の位置は、第１の回動軸周りに作用する慣性モーメントが復原モーメントの少なくとも一部を形成するべく復原モーメントに抗する工具ホルダ２、更なる質量４４、および、少なくとも１つの穿孔工具１の慣性モーメントが少なくとも部分的に減少されあるいは補償されあるいは過補償されるように工具ホルダ２、穿孔工具１、および、更なる質量４４の全体の重心を第１の回動軸１２に対して配置するべく調整することができる。
【００４３】
図５には、スプリングダンパ要素４２の代わりにトーション要素４８、５０、６４が使用される点が異なる、図２の実施形態に類似する実施形態が示されている。第１の回動軸１２に同軸に作用する上記トーション要素４８、５０、６４は、工具ホルダ２とガイド要素３０との間に配置される。
【００４４】
穿孔前に、トーション要素４８、５０、６４は無負荷状態である。この場合、穿孔直前の開始位置で、穿孔工具１の所定の穿孔角度がセットされる。力が穿孔工具１に対して及ぼされると、すなわち、穿孔工具１の刺入状態で土壌処理装置６が移動方向Ａに進められている間、トーション要素４８、５０、６４は穿孔工具１を移動方向と反対に回動させることができる。及ぼされている力が解放されると、すなわち、穿孔工具１を土壌８から引き抜いた後、トーション要素４８、５０、６４が復元力の少なくとも一部を工具ホルダ２に対して及ぼし、それにより、穿孔工具１は、引き抜き後に元の開始位置へと回動する。
【００４５】
図５において、トーション要素４８、５０、６４は、第１の回動軸１２に対して同軸に延びる渦巻き状に、かつそれぞれ螺旋状に形成された金属製のトーションスプリング４８である。上記金属スプリングの一方側がガイド要素３０に締結され、他端が工具ホルダ２に対して一緒に回転できるように締結される。また、この場合、同軸のアクスル形状またはシェル形状の支持要素を補強のために使用することもできる。このとき、上記支持要素を工具ホルダ２およびガイド要素３０に回転可能に支持することもできる。
【００４６】
図６は、穿孔角度の中心調整のために更に結合アーム２４が工具ホルダ２に回動可能に支持される図５の変形実施形態を示している。土壌８中への刺入前に、上記結合アーム２４がストッパ２２と直接に接触する。工具ホルダ２から離れた端部では、結合アーム２４が中間要素５４に回動可能に支持され、中間要素５４自体は機械フレーム３８に回動可能に支持される。調整装置４０、この場合には偏心ロッドを使用して、全ての穿孔工具１および穿孔工具１のそれぞれのグループに関してストッパ２２を中心に調整することができる。ストッパ２２は、穿孔工具１の元の開始位置への復帰移動を画定するように作用する。したがって、穿孔工具１の穿孔角度を中心に調整することができる。あるいは、ストッパ２２をガイド要素３０または工具ホルダ２に対して直接に取り付けることによって、穿孔角度を個別に調整することもできる。
【００４７】
図６において、トーション要素４８、５０、６４は、例えばRosta社から入手できる金属エラストマー化合物要素５０から成る。上記エラストマー金属化合物要素５０は、好ましくは四角形で、かつそれぞれが三角形の中空外形から成るケーシング５５を備える。エラストマー金属化合物要素は、ケーシング５５の内部に配置され、この場合も好ましくは四角形でそれぞれが三角形の断面を有する中心ロッド５６を更に備える。あるいは、上記ケーシング５５および上記ロッド５６に略多角形断面を与えることができる。
【００４８】
上記ロッドは、例えばケーシング５５およびロッド５６が略四角形状の場合、４５°の回転角だけケーシング５５に対してオフセットされる。ケーシング５５とロッド５６との間には、ケーシング５５の角部にエラストマー要素５８が配置されており、上記エラストマー要素はケーシング５５およびロッド５６の全長にほぼ沿って延びる。回転モーメントの作用下で、ロッド５６をケーシング５５に対して回転させることができる。プロセスでは、上記エラストマー要素５８が圧縮されて、全復原モーメントの少なくとも一部を形成する弾性復原モーメントが生み出される。ケーシング５５およびロッド５６が三角形断面形状を有する場合には、更に大きいねじれ角を使用できる。
【００４９】
図７は、トーション要素４８、５０、６４を伴う更なる実施形態を示している。トーション要素４８、５０、６４は、この場合、３つの磁気要素を備える。第１の磁気要素６０は、アクスル形状保持要素６３の内部に配置されており、上記保持要素に対してこれと一緒に回転するように締結される。上記保持要素６３は、ガイド要素３０に対してこれと一緒に回転するように締結される。保持要素６３は円形断面を有する。保持要素６３は、工具ホルダ２に対してこれと一緒に回転するように締結される更なる可動中間要素６５によって取り囲まれる。工具ホルダ２は、回動ベアリングとしての機能を果たす保持要素６３に対して第１の回動軸１２周りに回動させることができる。上記中間要素６５内には、２つの更なる磁気要素６１、６２が互いに対向して配置される。
【００５０】
穿孔工具１がその開始位置および休止位置にある限り、第２の磁気要素６２のＮ極が第１の磁気要素６０のＳ極の側に配置されるとともに、第３の磁気要素６１のＳ極が第１の磁気要素６０のＮ極の側に配置される。
【００５１】
穿孔工具１がその刺入状態にあり、かつ土壌作業装置６が移動している状況では、工具ホルダ２は、磁気モーメントに抗して第１の回動軸１２を中心に保持要素６３に対して回動される。穿孔工具１が土壌の外側に出ると直ぐに、全復原モーメントの少なくとも一部を示す上記磁気要素６０、６１、６２の磁気復原モーメントが穿孔工具１を再び開始位置へと移動させる。
【００５２】
磁気要素６０、６１、６２は永久磁石またはソレノイドから成ることができる。ソレノイドが設けられる場合には、特定の移動段階中にだけ、例えば穿孔工具１が土壌１と接触していない間だけ電流をＯＮにすることができる。
【００５３】
保持要素６３、中間要素６５、ガイド要素３０、および、工具ホルダ２は、磁化できない材料または殆ど磁化できない材料、例えば磁化できないスチール（サブマリンスチール）、高強度金属、プラスチック、好ましくはデュロプラスト、または、セラミック材料から形成されるのが好ましい。
【００５４】
図７において、工具ホルダ２、中間要素６５、第２および第３の磁気要素６２、６１、および、少なくとも１つの穿孔工具１の第１の回動軸１２に対する全体の重心は、第１の回動軸１２周りに作用する慣性モーメントが復原モーメントの少なくとも一部を形成するべく復原モーメントに抗する工具ホルダ２、中間要素６５、第２および第３の磁気要素６２、６１、および、少なくとも１つの穿孔工具１の慣性モーメントが少なくとも部分的に減少されあるいは補償されあるいは過補償されるように配置される。
【００５５】
図８は、ダンパ要素６８がガイド要素３０と平行に配置される更なる典型的な実施形態を示している。上記ダンパ要素６８は、一方側が工具ホルダ２に回動可能に支持されるとともに、反対側が機械フレーム３８に回動可能に支持される。また、工具ホルダ２にはスプリング７０も回動可能に支持されており、上記スプリングの反対側は機械フレーム３８に回動可能に支持される。しかしながら、上記スプリング７０はガイド要素３０と平行に配置されない。スプリング７０は、少なくとも１つの穿孔工具１が土壌８の外側に配置されるときにスプリング７０が最も大きなスプリング長を有し、穿孔工具１が土壌８内に配置されるときにスプリングが最も小さいスプリング長を有するように配置される。これは、穿孔工具１が土壌８の外側にあるときにスプリング７０が大きい復元成分を少なくとも１つの穿孔工具１に及ぼし、穿孔工具１が土壌８内にあるときにスプリング７０が小さい復元成分を少なくとも１つの穿孔工具１に及ぼすという結果を有する。
【００５６】
図９は、２部延在ガイド要素３０を備える更なる典型的な実施形態を示している。ガイド要素３０の２つの部分３０ａ、３０ｂ間には、螺旋状または渦巻き状に形成される圧力スプリングの形態を成すスプリング要素７６が配置される。ガイド要素３０の第１の部分３０ａには工具ホルダ２が回動可能に支持される。ガイド要素３０の第２の部分３０ｂは機械フレーム３８に回動可能に支持される。クランクドライブ３６のプッシュロッド３４は、ガイド要素３０の第２の部分３０ｂを介してガイド要素３０を駆動させるようになっている。上記スプリング要素７６は、ガイド要素３０の第１の部分３０ａに接続されるピストンロッド７８上に配置される。ガイド要素３０の２つの部分３０ａ、３０ｂは伸縮形態を成している。スプリング要素７６を調整可能な様態で可変的に調整し、ガイド要素３０の第２の部分３０ｂの孔８６内でガイド要素３０の第１の部分３０ａを案内するためにピストン・調整要素８２が設けられる。シェル形状のピストン・調整要素８２は、それがガイド要素３０の第２の部分３０ｂの上記孔８６内でピストン要素としての機能を果たすことができるように滑らかな外面を有する。少なくとも１つの穿孔工具１を刺入する前に、ピストン・調整要素８２および／またはピストンロッド７８がガイド要素３０の第２の部分３０ｂと直接に接触し、それにより、穿孔工具１を土壌８中へ突き刺す直前および最中に、スプリング要素７６を伴わない直接的な力伝達をガイド要素３０の第２の部分３０ｂからガイド要素３０の第１の部分３０ａへ、およびその逆へ行なうことができる。穿孔工具１が刺入状態にあり、かつ土壌作業装置６が移動方向Ａに移動されている状況では、少なくとも１つの穿孔工具１が回動される。この典型的な実施形態は、土壌作業装置が移動方向Ａに非常に高速で移動する場合に穿孔工具１が土壌の表面にスリット状に切り込む可能性があるという危険を減らす。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械フレーム（３８）と、
昇降され得る少なくとも１つの穿孔工具（１）のためのドライブ（３６）であって、前記穿孔工具（１）が土壌（８）を突き刺して再び引き抜かれるように作用する、ドライブ（３６）と、
少なくとも１つの前記穿孔工具（１）のために前記機械フレーム（３８）上で移動可能に案内されるガイド要素（３０）であって、穿孔前に前記穿孔工具（１）が所定の穿孔角度で開始位置に配置される、ガイド要素（３０）と、
前記穿孔工具（１）のための工具ホルダ（２）であって、前記穿孔工具（１）を土壌との係合中に前記ガイド要素（３０）に対して回動させることができるように前記ドライブによって昇降され得る前記ガイド要素（３０）の第１の回動軸（１２）周りで該工具ホルダを回動させることができ、少なくとも前記穿孔工具（１）を土壌（８）から引き抜いた後に、前記第１の回動軸（１２）周りに作用する復原モーメントが前記工具ホルダ（２）に及ぼされ、それにより、前記穿孔工具（１）が元の開始位置へと再び回動する、工具ホルダ（２）と、
を備える移動型の土壌作業装置において、
前記工具ホルダ（２）および前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心が、前記復原モーメントに抗する前記工具ホルダ（２）および前記穿孔工具（１）の慣性モーメントが少なくとも部分的に減少されあるいは補償されあるいは過補償されるように前記第１の回動軸（１２）に対して配置されることを特徴とする、土壌作業装置。
【請求項２】
前記工具ホルダ（２）および前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心が、前記第１の回動軸（１２）周りに作用する慣性モーメントが復原モーメントの少なくとも一部を形成するべく復原モーメントに抗する前記工具ホルダ（２）および前記穿孔工具（１）の慣性モーメントが過補償されるように前記第１の回動軸（１２）に対して配置されることを特徴とする、請求項１に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項３】
前記工具ホルダ（２）および前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心が前記第１の回動軸（１２）上に配置されることを特徴とする、請求項１または２に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項４】
前記工具ホルダ（２）に対して更なる質量（４４）が結合され、この更なる質量が好ましくは前記工具ホルダに対してこれと一緒に回転するように締結されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項５】
前記更なる質量（４４）、前記工具ホルダ（２）、および、前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心が、復原モーメントに抗する前記慣性モーメントが少なくとも部分的に減少されあるいは補償されあるいは過補償されるように前記第１の回動軸（１２）に対して配置されることを特徴とする、請求項４に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項６】
前記更なる質量（４４）、前記工具ホルダ（２）、および、前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心が、前記第１の回動軸（１２）周りに作用する慣性モーメントが復原モーメントの少なくとも一部を形成するべく復原モーメントに抗する前記慣性モーメントが過補償されるように前記第１の回動軸（１２）に対して配置されることを特徴とする、請求項５に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項７】
前記更なる質量（４４）、前記工具ホルダ（２）、および、前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心が前記第１の回動軸（１２）上に配置されることを特徴とする、請求項４に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項８】
前記工具ホルダ（２）および前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心の前記第１の回動軸（１２）からの距離、好ましくは水平距離、または、前記更なる質量（４４）、前記工具ホルダ（２）、および、前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心の前記第１の回動軸（１２）からの距離、好ましくは水平距離を調整できることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項９】
前記工具ホルダ（２）および前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心の前記第１の回動軸（１２）からの距離、好ましくは水平距離、または、前記更なる質量（４４）、前記工具ホルダ（２）、および、前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心の前記第１の回動軸（１２）からの距離、好ましくは水平距離を全ての前記工具ホルダに関して中心に調整できることを特徴とする、請求項８に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項１０】
前記ガイド要素（３０）が、前記機械フレーム（３８）に第２の回動ベアリング（２６）で回動可能に支持される支持アームであることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項１１】
前記支持アームが、スプリング力に抗して長さ調整できるように構成されることを特徴とする、請求項１０に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項１２】
少なくとも１つのトーション・各圧力スプリング要素（７０）またはスプリングダンパ要素（４２）が前記支持アームの側に、好ましくは前記支持アームと平行に配置され、前記トーション・各圧力スプリング要素（７０）または前記スプリングダンパ要素（４２）が、前記第１の回動軸（１２）周りの前記工具ホルダ（２）の回動動作を可能にするとともに、土壌との係合の解放時に復原モーメントの少なくとも一部を前記工具ホルダ（２）に対して及ぼし、それにより、前記穿孔工具（１）が、土壌（８）からの引き抜き後に、元の開始位置へと再び回動されることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項１３】
前記トーション・各圧力スプリング要素（７０）または前記スプリングダンパ要素（４２）が、前記穿孔工具（１）が土壌（８）の外側に配置される場合に高い復原モーメントを前記工具ホルダ（２）に及ぼし、前記穿孔工具（１）が土壌（８）内に配置される場合に小さい復原モーメントを前記工具ホルダ（２）に及ぼすように前記機械フレーム（３８）に配置されることを特徴とする、請求項１２に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項１４】
前記工具ホルダ（２）と前記ガイド要素（３０）との間にトーション要素（４８、５０、６４）が配置され、前記トーション要素が、前記ガイド要素（３０）に対する前記工具ホルダ（２）の回動動作を可能にするとともに、力の影響の解放時に、復原モーメントの少なくとも一部を前記工具ホルダ（２）に対して及ぼし、それにより、前記穿孔工具（１）が、土壌（８）からの引き抜き後に、元の開始位置へと再び回動されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項１５】
前記トーション要素（４８、５０、６４）が、少なくとも１つのエラストマー要素、エラストマー金属化合物要素（５０）、または、螺旋状にあるいは渦巻き状に形成された金属トーションスプリング（４８）から成ることを特徴とする、請求項１４に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項１６】
前記トーション要素（４８、５０、６４）が少なくとも２つの磁気要素（６０、６１、６２）を備え、前記少なくとも２つの磁気要素（６０、６１、６２）が前記第１の回動軸（１２）周りの前記工具ホルダ（２）の回動動作を可能にするとともに、土壌との係合の解放時に、前記磁気要素が復原モーメントの少なくとも一部を前記工具ホルダ（２）に対して及ぼすように互いに対して方向付けられ、それにより、前記穿孔工具（１）が、土壌（８）からの引き抜き後に、元の開始位置へと再び回動されることを特徴とする、請求項１４に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項１７】
前記磁気要素（６０、６１、６２）が永久磁石またはソレノイドから成ることを特徴とする、請求項１６に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項１】
機械フレーム（３８）と、
昇降され得る少なくとも１つの穿孔工具（１）のためのドライブ（３６）であって、前記穿孔工具（１）が土壌（８）を突き刺して再び引き抜かれるように作用する、ドライブ（３６）と、
少なくとも１つの前記穿孔工具（１）のために前記機械フレーム（３８）上で移動可能に案内されるガイド要素（３０）であって、穿孔前に前記穿孔工具（１）が所定の穿孔角度で開始位置に配置される、ガイド要素（３０）と、
前記穿孔工具（１）のための工具ホルダ（２）であって、前記穿孔工具（１）を土壌との係合中に前記ガイド要素（３０）に対して回動させることができるように前記ドライブによって昇降され得る前記ガイド要素（３０）の第１の回動軸（１２）周りで該工具ホルダを回動させることができ、少なくとも前記穿孔工具（１）を土壌（８）から引き抜いた後に、前記第１の回動軸（１２）周りに作用する復原モーメントが前記工具ホルダ（２）に及ぼされ、それにより、前記穿孔工具（１）が元の開始位置へと再び回動する、工具ホルダ（２）と、
を備える移動型の土壌作業装置において、
前記工具ホルダ（２）および前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心が、前記復原モーメントに抗する前記工具ホルダ（２）および前記穿孔工具（１）の慣性モーメントが少なくとも部分的に減少されあるいは補償されあるいは過補償されるように前記第１の回動軸（１２）に対して配置されることを特徴とする、土壌作業装置。
【請求項２】
前記工具ホルダ（２）および前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心が、前記第１の回動軸（１２）周りに作用する慣性モーメントが復原モーメントの少なくとも一部を形成するべく復原モーメントに抗する前記工具ホルダ（２）および前記穿孔工具（１）の慣性モーメントが過補償されるように前記第１の回動軸（１２）に対して配置されることを特徴とする、請求項１に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項３】
前記工具ホルダ（２）および前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心が前記第１の回動軸（１２）上に配置されることを特徴とする、請求項１または２に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項４】
前記工具ホルダ（２）に対して更なる質量（４４）が結合され、この更なる質量が好ましくは前記工具ホルダに対してこれと一緒に回転するように締結されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項５】
前記更なる質量（４４）、前記工具ホルダ（２）、および、前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心が、復原モーメントに抗する前記慣性モーメントが少なくとも部分的に減少されあるいは補償されあるいは過補償されるように前記第１の回動軸（１２）に対して配置されることを特徴とする、請求項４に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項６】
前記更なる質量（４４）、前記工具ホルダ（２）、および、前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心が、前記第１の回動軸（１２）周りに作用する慣性モーメントが復原モーメントの少なくとも一部を形成するべく復原モーメントに抗する前記慣性モーメントが過補償されるように前記第１の回動軸（１２）に対して配置されることを特徴とする、請求項５に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項７】
前記更なる質量（４４）、前記工具ホルダ（２）、および、前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心が前記第１の回動軸（１２）上に配置されることを特徴とする、請求項４に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項８】
前記工具ホルダ（２）および前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心の前記第１の回動軸（１２）からの距離、好ましくは水平距離、または、前記更なる質量（４４）、前記工具ホルダ（２）、および、前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心の前記第１の回動軸（１２）からの距離、好ましくは水平距離を調整できることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項９】
前記工具ホルダ（２）および前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心の前記第１の回動軸（１２）からの距離、好ましくは水平距離、または、前記更なる質量（４４）、前記工具ホルダ（２）、および、前記少なくとも１つの穿孔工具（１）の全体の重心の前記第１の回動軸（１２）からの距離、好ましくは水平距離を全ての前記工具ホルダに関して中心に調整できることを特徴とする、請求項８に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項１０】
前記ガイド要素（３０）が、前記機械フレーム（３８）に第２の回動ベアリング（２６）で回動可能に支持される支持アームであることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項１１】
前記支持アームが、スプリング力に抗して長さ調整できるように構成されることを特徴とする、請求項１０に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項１２】
少なくとも１つのトーション・各圧力スプリング要素（７０）またはスプリングダンパ要素（４２）が前記支持アームの側に、好ましくは前記支持アームと平行に配置され、前記トーション・各圧力スプリング要素（７０）または前記スプリングダンパ要素（４２）が、前記第１の回動軸（１２）周りの前記工具ホルダ（２）の回動動作を可能にするとともに、土壌との係合の解放時に復原モーメントの少なくとも一部を前記工具ホルダ（２）に対して及ぼし、それにより、前記穿孔工具（１）が、土壌（８）からの引き抜き後に、元の開始位置へと再び回動されることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項１３】
前記トーション・各圧力スプリング要素（７０）または前記スプリングダンパ要素（４２）が、前記穿孔工具（１）が土壌（８）の外側に配置される場合に高い復原モーメントを前記工具ホルダ（２）に及ぼし、前記穿孔工具（１）が土壌（８）内に配置される場合に小さい復原モーメントを前記工具ホルダ（２）に及ぼすように前記機械フレーム（３８）に配置されることを特徴とする、請求項１２に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項１４】
前記工具ホルダ（２）と前記ガイド要素（３０）との間にトーション要素（４８、５０、６４）が配置され、前記トーション要素が、前記ガイド要素（３０）に対する前記工具ホルダ（２）の回動動作を可能にするとともに、力の影響の解放時に、復原モーメントの少なくとも一部を前記工具ホルダ（２）に対して及ぼし、それにより、前記穿孔工具（１）が、土壌（８）からの引き抜き後に、元の開始位置へと再び回動されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項１５】
前記トーション要素（４８、５０、６４）が、少なくとも１つのエラストマー要素、エラストマー金属化合物要素（５０）、または、螺旋状にあるいは渦巻き状に形成された金属トーションスプリング（４８）から成ることを特徴とする、請求項１４に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項１６】
前記トーション要素（４８、５０、６４）が少なくとも２つの磁気要素（６０、６１、６２）を備え、前記少なくとも２つの磁気要素（６０、６１、６２）が前記第１の回動軸（１２）周りの前記工具ホルダ（２）の回動動作を可能にするとともに、土壌との係合の解放時に、前記磁気要素が復原モーメントの少なくとも一部を前記工具ホルダ（２）に対して及ぼすように互いに対して方向付けられ、それにより、前記穿孔工具（１）が、土壌（８）からの引き抜き後に、元の開始位置へと再び回動されることを特徴とする、請求項１４に記載の土壌作業装置（６）。
【請求項１７】
前記磁気要素（６０、６１、６２）が永久磁石またはソレノイドから成ることを特徴とする、請求項１６に記載の土壌作業装置（６）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２０１０−５３２９８３（Ｐ２０１０−５３２９８３Ａ）
【公表日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５１５５３１（Ｐ２０１０−５１５５３１）
【出願日】平成２０年７月１４日（２００８．７．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／０５９１９１
【国際公開番号】ＷＯ２００９／００７４６６
【国際公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【出願人】（５９４１２４１３３）レデキシム・ハンデル−エン・エクスプロイタティーマートスハーペイ・ベスローテン・フェンノートシャップ (3)
【氏名又は名称原語表記】Ｒｅｄｅｘｉｍ Ｈａｎｄｅｌ− ｅｎ Ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｅｍａａｔｓｃｈａｐｐｉｊ Ｂ．Ｖ．
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１４日（２００８．７．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／０５９１９１
【国際公開番号】ＷＯ２００９／００７４６６
【国際公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【出願人】（５９４１２４１３３）レデキシム・ハンデル−エン・エクスプロイタティーマートスハーペイ・ベスローテン・フェンノートシャップ (3)
【氏名又は名称原語表記】Ｒｅｄｅｘｉｍ Ｈａｎｄｅｌ− ｅｎ Ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｅｍａａｔｓｃｈａｐｐｉｊ Ｂ．Ｖ．
【Ｆターム（参考）】
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