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Title:
CUTTING DEVICE AND METHOD FOR CUTTING OFF PLANT MATERIAL TO BE CUT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/170074
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cutting device (10) for cutting off plant material to be cut, such as hedges, branches and trunks, comprising a chassis (16) for attaching to a drivable carrier machine (14), more particularly to an excavator, and a cutting disk (20), which is driven rotationally about an axis of rotation (28) by a rotary drive (26) and which is provided with a plurality of cutting edges (30, 32) effective in at least one direction of rotation. According to the invention, the cutting disk (20) is rotatably mounted on a concentric counter-holder disk (22), and the counter-holder disk (22) has, on its circumferential edge, a plurality of counter-holder tongues (38), over which the cutting edges (30, 32) sweep and which are bounded by radially outwardly open insertion recesses (40) for the insertion of the material to be cut.

Inventors:
HOLP, Günter (Murrhardt, DE)
Application Number:
PCT/EP2023/055762
Publication Date:
September 14, 2023
Filing Date:
March 07, 2023
Export Citation:
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Assignee:
HOLP GMBH (Murrhardt, DE)
International Classes:
B27B5/02; B27B5/10; B27B5/29; A01G3/08; A01G23/091; A01G3/04; B23D61/02
Attorney, Agent or Firm:
PFIZ, Thomas et al. (Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Schneidegerät zum Abtrennen von pflanzlichem Schnittgut wie Hecken, Ästen und Stämmen, mit einem Chassis (16) zum Anbau an eine fahrbare Trägermaschine (14), insbesondere einen Bagger, und einer mittels eines Drehantriebs (26) um eine Drehachse (28) rotierend angetriebenen Trennscheibe (20), die mit mehreren in mindestens einer Drehrichtung wirkenden Schneiden (30,32) versehenen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennscheibe (20) auf einer konzentrischen Gegenhalterscheibe (22) drehbar gelagert ist, und dass die Gegenhalterscheibe (22) an ihrem Umfangsrand mehrere von den Schneiden (30,32) überstrichene Gegenhalterzungen (38) aufweist, die von radial nach außen offenen Einführausnehmungen (40) zum Einführen des Schnittguts begrenzt sind.

2. Schneidegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der vorzugsweise eine U-, C- oder V-förmige Randkontur besitzenden Einführausnehmungen (40) voneinander unterschiedliche Öffnungsweiten aufweisen.

3. Schneidegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungsweiten der Einführausnehmungen (40) im Bereich von 1 bis 30 cm liegen.

4. Schneidegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenhalterzungen (38) mit den Schneiden (30,32) zusammenwirkende rechtwinklige Schneidkanten oder keilförmige Gegenschneiden aufweisen.

5. Schneidegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (26) umschaltbar ist, so dass die Trennscheibe (20) in einer ersten Drehrichtung oder gegensinnig in einer zweiten Drehrichtung angetrieben ist.

6. Schneidegerät einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden (30,32) der Trennscheibe (20) in der einen Drehrichtung mit einer radial geradlinigen Scherkante (34) zum Abscheren bzw. Abquetschen des Schnittguts versehen sind, und dass die Schneiden (30,32) in der anderen Drehrichtung mit einer radial abgestuften, vorzugsweise 3 bis 10 Stufen aufweisenden Sägekante (36) zum Absägen des Schnittguts ausgebildet sind.

7. Schneidegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sägekante (36) sich über dieselbe radiale Länge wie die Scherkante (34) erstreckt.

8. Schneidegerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherkante (34) und/oder die Sägekante (36) eine radiale Erstreckung im Bereich zwischen 10 und 20 cm aufweist.

9. Schneidegerät einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innere Stufe der Sägekante (36) in Umfangsrichtung gesehen breiter ist als die daran anschließenden Stufen.

10. Schneidegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (26) einen mit der Trennscheibe (20) gekoppelten, vorzugsweise mittels Hydraulikmotor (56) angetriebenen Kettentrieb (58) aufweist.

11 . Schneidegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenhalterscheibe (22) drehverstellbar ist und sich gegebenenfalls durch Arretiermittel (62) in einer bestimmten Drehorientierung feststellen lässt. Schneidegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Trennscheibe (20) im Bereich zwischen 10 und 80 U/rnin liegt. Schneidegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (26) bei Erreichen einer Drehmomentgrenze selbsttätig abschaltbar ist und wahlweise in die andere Drehrichtung umschaltbar ist. Schneidegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Chassis (16) eine von der Trennscheibe (20) abgewandte, auf dem Boden gleitend aufsetzbare Gleitkufe (52) bildet. Schneidegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennscheibe (20) und/oder die Gegenhalterscheibe (22) aus mehreren auf einem Träger fixierten Segmenten (24) zusammengesetzt ist. Schneidegerät nach der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Schnittgut durch eine Fahrbewegung und/oder Manipulation der Trägermaschine (14) in entsprechend orientierte Einführausnehmungen (40) der Gegenhalterscheibe (22) einführbar ist. Verfahren zum Abtrennen von pflanzlichem Schnittgut wie Hecken, Ästen und Stämmen, bei dem ein Schneidegerät (10) an eine fahrbare Trägermaschine (14) angebaut wird, und eine mit mehreren in mindestens einer Drehrichtung wirkenden Schneiden (30,32) versehene Trennscheibe (20) des Schneidegeräts (10) um eine Drehachse (28) rotierend angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennscheibe (20) auf einer Gegenhalterscheibe (22) konzentrisch gelagert wird, wobei Gegenhalterzungen (38) am Umfangsrand der Gegenhalterscheibe (22) von den Schneiden (30,32) der rotierenden Trennscheibe (20) überstrichen werden, und wobei das Schnittgut in von den Gegenhalterzungen (38) begrenzte, radial nach außen offene Einführausnehmungen (40) der Gegenhalterscheibe (22) eingeführt wird.

Description:
Schneidegerät und Verfahren zum Abtrennen von pflanzlichem Schnittgut

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Schneidegerät zum Abtrennen von pflanzlichem Schnittgut wie Hecken, Ästen und Stämmen, mit einem Chassis zum Anbau an eine fahrbare Trägermaschine, insbesondere einen Bagger, und einer mittels eines Drehantriebs um eine Drehachse rotierend angetriebenen Trennscheibe, die mit mehreren in mindestens einer Drehrichtung wirkenden Schneiden versehenen ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Einsatz eines solchen Schneidegeräts.

Bei Pflegemaßnahmen beispielsweise entlang von Verkehrswegen aber auch im freien Gelände müssen unterschiedliche Pflanzen von Zeit zu Zeit zurückgeschnitten werden. Hier trifft man auf unterschiedlich starkes Pflanzenmatenal, wie Gras, Hecken, dünne Äste, aber auch junge Bäume mit größeren Durchmessern bspw. bis zu 20 cm. Sowohl das hängende als auch das stehende Schnittgut soll mit einem sauberen Schnittbild zurückgeschnitten werden.

Beim Einsatz von entsprechend langen Scheeren mit Gegenschneiden ist nachteilig, dass sich das Schnittgut, etwa Äste von der Schneide bis zur Gegenschneide biegt, was zur Folge hat, dass der „zu dünne“ Ast nicht quer durchgeschnitten wird, sondern z.T. unter sehr flachem Winkel und somit in der Länge geschlitzt wird bzw. aufbricht. Dies führt wiederum dazu, dass Äste bis in den Stamm aufschlitzt werden und der Baum dadurch krank wird. Problematisch ist auch, dass die Trägermaschine nur ein begrenztes Gewicht tragen kann und somit auf den Einsatz schwerer Mechanik verzichtet werden muss. Aus der Praxis sind verschiedene Systeme zum Aufschneiden des pflanzlichen Lichtraumprofils mittels an Baggern oder ähnlichen Maschinen (bspw. Harvestern) angebauten Geräten bekannt. Diese unterscheiden sich im Wesentlichen dadurch, ob ein kontinuierlicher oder ein diskontinuierlicher Arbeitsablauf ermöglicht wird. Die kontinuierlich arbeitenden Anbaugeräte setzen beispielsweise konstant laufende, mehrfach hintereinander angeordnete große Kreissägeblätter ein.

Eine solche Sägevorrichtung ist auch aus der EP 3653042 A1 bekannt. Dabei erzeugen schnell rotierende Sägeblätter zwar ein gutes Schnittbild, sind jedoch nur an hängendem Schnittgut wie Ästen effektiv einsetzbar. Beim Schnitt von stehendem Gut (Bäumen), insbesondere bei größeren Durchmessern, neigen diese Sägeblätter schnell zum Verklemmen. Beim Schneiden von dünnerem, sehr elastischem Schnittgut (wie z.B. auch bei Hecken) ergibt sich ein nur unbefriedigendes Schnittbild.

Darüber hinaus ist beim horizontalen bodennahen Einsatz ständig die Gefährdung durch Fremdkörper (bspw. Steine, Abfälle etc.) gegeben.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen und Verfahren weiter zu verbessern und mit geringem Handhabungsaufwand das Abtrennen unterschiedlicher Durchmesser und Orientierungen des Schnittguts mit sauberem Schnittbild zu erreichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 bzw. 17 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, eine Fixierung des Schnittguts beim Trennprozess mit kontinuierlich arbeitenden Schneidmitteln zu ermöglichen. Demzufolge wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die rotierend angetriebene Trennscheibe auf einer konzentrischen Gegenhalterscheibe gelagert ist, und dass die Gegenhalterscheibe an ihrem Umfangsrand mehrere von den Schneiden der Trennscheibe überstrichene Gegenhalterzungen aufweist, die von radial nach außen offenen Einführausnehmungen zum Einführen des Schnittguts begrenzt sind. Durch die Aufnahme des Schnittguts in den Einführausnehmungen ergibt sich eine definierte Positionierung, wobei die Gegenhalterzungen beim Schneidvorgang abstützend wirken und somit eine saubere Querdurchtrennung ermöglichen. Dazuhin kann bei der kontinuierlichen Rotation auch die Massenträgheit der Trennscheibe beim Auftreffen auf das Schnittgut genutzt werden. Die Anbringung an einer Trägermaschine erlaubt dabei auch den großflächigen Arbeitseinsatz auf einfache und schnelle Weise ohne besonderen manuellen Aufwand.

Vorteilhafterweise besitzen zumindest einige der Einführausnehmungen voneinander unterschiedliche Öffnungsweiten, so dass entsprechend unterschiedlich starkes Schnittgut ohne allzu großes Querspiel abgestützt werden kann. Hierfür ist es besonders günstig, wenn die Einführausnehmungen eine U-, C- oder V-förmige Randkontur aufweisen, wobei auch kombinierte Anordnungen davon denkbar sind. Eine weitere Verbesserung der Einsatzmöglichkeiten lässt sich dadurch erreichen, dass die Öffnungsweiten der Einführausnehmungen im Bereich von 1 bis 30 cm liegen. Damit kann für die in Frage kommenden Aststärken eine passende Aufnahme vorgehalten werden, die einen optimalen Schneidewinkel garantiert.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Gegenhalterzungen mit den Schneiden zusammenwirkende rechtwinklige Schneidkanten oder keilförmige Gegenschneiden aufweisen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung wird vorgeschlagen, dass der Drehantrieb umschaltbar ist, so dass die Trennscheibe in einer ersten Drehrichtung oder gegensinnig in einer zweiten Drehrichtung antreibbar ist. Vorteilhafterweise sind die Schneiden der Trennscheibe in der einen Drehrichtung mit einer radial geradlinigen Scherkante zum Abscheren bzw. Abhacken des Schnittguts versehen, so dass bei kleineren Astquerschnitten ein sauberer Schnitt möglich ist.

Damit auch starkes Gehölz durchtrennt werden kann, ist es vorteilhaft, wenn die Schneiden in der anderen Drehrichtung mit einer radial abgestuften Sägekante zum Absagen des Schnittguts ausgebildet sind. Hier ist es besonders günstig, wenn die Sägekante 3 bis 10 radial abgestufte Stufen aufweist.

Für die strukturelle Gestaltung ist es günstig, wenn die Sägekante sich über dieselbe radiale Länge wie die Scherkante erstreckt.

Eine weitere Verbesserung ergibt sich dadurch, dass die Scherkante und/oder die Sägekante eine radiale Erstreckung im Bereich zwischen 10 und 20 cm aufweist.

Um ein Blockieren bei der Sägebewegung zu vermeiden, ist es von Vorteil, wenn die radial innere Stufe der Sägekante in Umfangsrichtung gesehen breiter ist als die daran anschließenden Stufen.

Um das Gewicht des Antriebs gering zu halten und dennoch eine hinreichend große Trennscheibe antreiben zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Drehantrieb einen mit der Trennscheibe gekoppelten, vorzugsweise mittels Hydraulikmotor angetriebenen Kettentrieb aufweist.

Zur wahlweisen vorteilhaften Orientierung der Einführausnehmungen ist es günstig, wenn die Gegenhalterscheibe drehverstellbar gelagert ist und sich gegebenenfalls durch Arretiermittel in einer bestimmten Drehorientierung feststellen lässt. Um auch Trägheitsmomente für den Schneidvorgang gut nutzen zu können, ist es von Vorteil, wenn die Drehzahl der Trennscheibe im Bereich zwischen 10 und 80 U/min liegt.

Zur Vermeidung einer drohenden Blockade sollte der Drehantrieb bei Erreichen einer Drehmomentgrenze selbsttätig abschaltbar und wahlweise in die andere Drehrichtung umschaltbar sein.

Die Bearbeitung in Bodennähe lässt sich dadurch erleichtern, dass das Chassis eine von der Trennscheibe abgewandte, auf dem Boden gleitend aufsetzbare Gleitkufe bildet.

Um gegebenenfalls Reparaturen oder Anpassungen einfach vornehmen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Trennscheibe und/oder die Gegenhalterscheibe aus mehreren auf einem Träger fixierten Segmenten zusammengesetzt ist.

Ein maschineller Arbeitsprozess lässt sich dadurch bewerkstelligen, dass das Schnittgut durch eine Fahrbewegung und/oder Manipulation der Trägermaschine in entsprechend orientierte Einführausnehmungen der Gegenhalterscheibe einführbar ist.

In verfahrensmäßiger Hinsicht wird zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe vorgeschlagen, dass ein Schneidegerät an eine fahrbare Trägermaschine angebaut wird, und eine mit mehreren in mindestens einer Drehrichtung wirkenden Schneiden versehene Trennscheibe des Schneidegeräts um eine Drehachse vorzugsweise kontinuierlich rotierend angetrieben wird, wobei die Trennscheibe auf einer Gegenhalterscheibe konzentrisch gelagert wird, wobei Gegenhalterzungen am Umfangsrand der Gegenhalterscheibe von den Schneiden der rotierenden Trennscheibe überstrichen werden, und wobei das Schnittgut in von den Gegenhalterzungen begrenzte, radial nach außen offene Einführausnehmungen der Gegenhalterscheibe eingeführt wird. Damit werden die vorstehend in Bezug auf eine Vorrichtung erläuterten Vorteile in analoger Weise erreicht.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Bagger mit einem Schneidegerät am Baggerstiel in Seitenansicht;

Fig. 2 das Schneidegerät mit einer Gegenhalterscheibe und einer segmentierten Trennscheibe in perspektivischer Ansicht;

Fig. 3 und 4 das Schneidegerät ohne und mit Trennscheibe in Seitenansicht; und

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5 - 5 der Fig. 4.

Fig. 1 zeigt ein Schneidegerät 10 an einem Stiel bzw. Ausleger 12 eines Baggers 14 als Beispiel einer fahrbaren Trägermaschine, wobei das Schneidegerät 10 an einem Chassis 16 mittels einer Schnellwechselvorrichtung 18 am Ende des Stiels 12 montiert ist und mit Hilfe der Kinematik des Stiels 12 schwenkbar und ggf. an einem Rotator drehbar ist. Das Schneidegerät 10 umfasst eine rotierende Trennscheibe 20 sowie eine Gegenhalterscheibe 22 zum Abtrennen von pflanzlichem Schnittgut, wie Hartgräsern, Hecken, Ästen und Stämmen im Zuge einer Fahrbewegung und/oder Manipulation durch den Bagger 14.

Wie aus Fig. 2 und 4 ersichtlich, ist die Trennscheibe 20 aus acht baugleichen Segmenten 24 zusammengesetzt und lässt sich mittels eines in dem Chassis 16 angeordneten Drehantriebs 26 um die Scheibenmittelachse 28 als Drehachse rotierend antreiben. Der Drehantrieb 26 ist umschaltbar, so dass die Trennscheibe 20 in einer ersten Drehrichtung oder gegensinnig in einer zweiten Drehrichtung angetrieben ist.

Jedes Segment 24 besitzt an seinem Außenrand zwei Schneiden 30, 32, die in jeweils einer Drehrichtung der Trennscheibe 20 schneidend wirksam sind. Eine erste Schneide 30 ist mit einer radial geradlinigen Scherkante 34 zum Abscheren bzw. Abquetschen des Schnittguts versehen, während die zweite Schneide 32 mit einer radial abgestuften Sägekante 36 zum Absägen des Schnittguts ausgebildet ist.

Zweckmäßig erstreckt sich die Sägekante 36 über dieselbe radiale Länge wie die Scherkante 34, wobei je nach Einsatzzweck eine radiale Erstreckung im Bereich zwischen 10 und 20 cm günstig ist.

In dem gezeigten Beispiel weist die Sägekante 36 fünf Stufen auf, von denen die radial innere Stufe in Umfangsrichtung gesehen breiter ist als die daran anschließenden Stufen.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Gegenhalterscheibe 22 einstückig ausgebildet und weist an ihrem Umfangsrand eine Vielzahl von radial abstehenden Gegenhalterzungen 38 auf, die von radial nach außen offenen Einführausnehmungen 40 zum Einführen des Schnittguts begrenzt sind. Die U- förmigen Einführausnehmungen 40 besitzen voneinander unterschiedliche Öffnungsweiten, wie sie als jeweilige Bogenlänge auf einem Außenkreis bestimmbar sind. Zweckmäßig liegen die die Öffnungsweiten der Einführausnehmungen im Bereich von 1 bis 30 cm.

Auf diese Weise ist eine entsprechende Aufnahme von unterschiedlich dickem Schnittgut möglich, das beim Schneidvorgang an den Gegenhalterzungen 38 seitlich abgestützt wird, während die Schneidkanten 30, 32 der konzentrisch auf der Gegenhalterscheibe 22 rotierenden Trennscheibe 20 die Einführausnehmungen 40 überstreichen. Um den Schneidvorgang zu unterstützen, ist es auch möglich, dass die Gegenhalterzungen 38 mit den Schneiden 30, 32 zusammenwirkende rechtwinklige Schneidkanten 42 oder keilförmige Gegenschneiden aufweisen.

Die Gegenhalterscheibe 22 ist an dem Chassis 16 ggf. drehverstellbar gelagert und wird an ihrer Zentralausnehmung durch einen Drehkopf zentriert und geführt. Dieser ist mit Schraublöchern 46 versehen, an denen sich die Segmente 24 der Trennscheibe 20 anschrauben lassen. Möglich ist es auch, dass der axiale Abstand der Schneiden 30,32 von der Gegenhalterscheibe 22 durch Abstandshalter 47 einstellbar ist.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, umfasst das Chassis 16 ein Motorgehäuse 48 und eine seitlich davon abstehende wannenartige Tragstruktur 50 für die Trennscheibe 20 und Gegenhalterscheibe 22. Die Tragstruktur 50 bildet mit ihrer von den Scheiben 20, 22 abgewandten Unterseite eine auf dem Boden gleitend aufsetzbare Gleitkufe 52. Für den Anbau an den Bagger 14 ist an dem Motorgehäuse 48 gegenüber von der Tragstruktur 50 und damit in radialem Abstand von der Gegenhalterscheibe 22 ein Schnellwechselflansch 54 angebracht.

Der Drehantrieb 26 umfasst einen Hydromotor 56 und einen Kettentrieb 58 zur Kopplung des Hydromotors 56 mit dem seitlich beabstandeten Drehkopf 44. Durch entsprechende Getriebemittel 60 lässt sich eine Drehzahl der Trennscheibe 20 zweckmäßig im Bereich zwischen 10 und 80 U/min wählen.

Um die Einführausnehmungen 40 mit ihren unterschiedlichen Öffnungsweiten geeignet zu positionieren, lässt sich die Gegenhalterscheibe 22 in eine gewünschte Drehorientierung verdrehen und sodann über Arretiermittel 62 gerätefest arretieren. Dies kann dadurch erfolgen, dass die sternförmig abstehenden Gegenhalterzungen 38 durch eine Maschinenbewegung über den Boden gerollt werden, wobei ein Kraftschluss der Arretiermittel 62 zeitweilig überwunden wird, so dass der Baggerführer die Fahrerkabine nicht verlassen muss und keine direkte Handhabung am Schneidgerät 10 vornehmen muss.

Im Betrieb lässt sich die Anordnung aus Trenn- und Gegenhalterschiebe 20, 22 horizontal, vertikal oder in Schrägstellung führen, wobei durch eine Bewegung relativ zum Schnittgut dieses in die Einführausnehmungen 40 gelangt. Während des Arbeitsprozesses hält das abzutrennende Schnittgut die Gegenschneide in Position, bis der Trennvorgang abgeschlossen ist. Die Trennscheibe 20 rotiert dabei kontinuierlich, so dass auch Trägheitskräfte nutzbar sind. Um ein sauberes Schnittbild zu erreichen, wird zunächst diejenige Drehrichtung gewählt, in der die linearen Scherkanten 34 wirksam sind. Bei sehr dickem Schnittgut kann es vorgesehen sein, dass der Drehantrieb 26 bei Erreichen einer Drehmomentgrenze selbsttätig abschaltet und wahlweise in die andere Drehrichtung umschaltbar ist, in welcher dann die Stufen der Sägekan- ten 36 sukzessive in das Material eindringen.