DE2649650A1

DE2649650A1 - Selbsttaetig arbeitende beregnungseinrichtung

Info

Publication number: DE2649650A1
Application number: DE19762649650
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: GELIS CHRISTIAN DE
Current assignee: GELIS CHRISTIAN DE
Priority date: 1975-11-14
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1977-05-26
Also published as: IE44075L; BE848309A; DK512176A; LU76187A1; GB1557052A; IT1071846B; FR2331282B1; NL7612465A; IE44075B1; FR2331282A1

Description

Selbsttätig arbeitende B er egnungs einrichtung

Die Erfindung betrifft eine selbsttätig arbeitende Beregnungseinrichtung, die insbesondere für das Beregnen großer Kulturflächen bestimmt ist.

Das Beregnen von Kulturen ist in modernen landwirtschaftlichen Betrieben eine zwingende Aufgabe geworden; in den großen Kulturflächen kann man es jedoch nur in einer selbsttätig arbeitenden Form einsetzen.

Es sind schon Einrichtungen bekannt, in denen ein selbstfahrender Wagen, der eine Verteilerdüse trägt, sich selbsttätig längs einer Wasserzufuhrleitung bewegt, die vorher auf dem zu beregnenden Feld auf den Boden gelegt wurde und die hier und dort mit Entnahmeanschlüssen versehen ist. In derartigen bekannten Einrichtungen ist die Wasserzuführleitung eine steife Leitung, die bei der Bewegung des Wagens als

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Führung dient; mit der Leitung in Berührung befindliche Taster wirken auf die Steuervorrichtungen des Wagens.

Der Wagen hat außerdem Detektoren, die die Entnahmeanschlüsse entdecken, welche an Abzweigen der Leitung angeordnet sind. Das Entdecken der Anwesenheit eines Entnahmeanschlusses löst dann eine Folge von automatischen Arbeite gangen für das Anschließen der Verteilerdüse an den Entnahmeanschluß für eine bestimmte Zeitdauer aus, bevor ein weiteres Verschieben oder Verfahren des Wagens in Richtung auf den folgenden Wasseranschluß durchgeführt wird.

Eine derartige Einrichtung hat den Hauptnachteil, daß sie steife Leitungen bedingt, die teuer sind und deren Verlegen und Wiedergewinnen langwierig und mühselig ist; die steifen Leitungsabschnitte sind in ihrer Länge begrenzt und die Einrichtung bedingt zahlreiche Verbindungsmaßnahmen im Gelände. Die praktische Konsequenz ist nun, daß man bemüht ist, soweit wie möglich die Länge der Leitung zu verringern, indem man ihr einen großen Durchsatz gibt und ihr einen Wagen zuzuordnen, der mit einer Verteilerdüse für großen Durchsatz versehen ist, deren Reichweite möglichst groß ist.

In der Praxis umfaßt eine derartige Einrichtung im allgemeinen ein Leitungsnetz für die Verteilung, das eine geschlossene Schleife bildet und das von einem einzigen Wagen durchfahren wird, der einen hohen Beregnungsdurchsatz, infolgedessen große Abmessungen und ein relativ hohes Gewicht hat.

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Die sich daraus ergebenden Polgerungen, die wichtig für die Benutzung eines einzigen Wagens großer Abmessungen sind, zeigen sich beispielsweise wie folgt:

- Die Notwendigkeit in der Kultur einen bedeutenden Weg für den Verteilerdüsenwagen vorzusehen, was eine Verringerung der Produktivität des Geländes mit sich bringt;

- die bekannten Nachteile der Verwendung einer Sprühdüse mit großem Durchsatz oder einer entsprechenden Verteilerkanone: große Empfindlichkeit gegenüber dem Wind, mittelmäßige Verteilung des Wassers und eine Störung des Bodengefüges;

- die Gefahr eines tiefen Einsinkens des Wagens wegen seines Gewichtes und seiner Abmessung, was weiterhin auch Fehler in der Richtung des BeregnungsStrahles mit sich bringen kann.

Schließlich - und dies ist für eine selbsttätig arbeitende Vorrichtung, die ohne Überwachung arbeiten soll wichtig - die Tatsache, daß eine Panne das vollständige Stillsetzen der gesamten Beregnungseinrichtung mit sich bringt.

Die vorliegende Erfindung macht es möglich, diese sämtlichen erwähnten Nachteile durch eine Einrichtung zu beheben, die sich leichter verlegen und betreiben läßt und die die Konsequenzen eines gegebenenfalls auftretenden Betriebsfehlers auf ein kleines Maß zurückführt; dies führt schließlich zu einer größeren Zuverlässigkeit bei geringeren Einrichtungskosten.

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Die Erfindung ist anwendbar bei einer selbsttätig arbeitenden Beregnungseinrichtung mit einem eine Verteilerdüse tragenden, gesteuerten Selbstfahrwagen, der sich längs einer Wasserzufuhrleitung bewegt, die in Abständen mit Entnahmeanschlüssen versehem ist und der eine die Leitung umfassende Entnahmemuffe sowie Organe zum Entdecken der Entnahmeanschlüsse aufweist.

Erfindungsgemäß bestehen die Entnahmeanschlüsse der Leitung aus in den Leitungszug eingeschalteten, ein glattes zylindrisches Profil aufweisenden Ventilen, die koaxial zur Leitung und gegenüber deren Außenprofil vorspringend angeordnet sind, das öffnen eines Ventils erfolgt durch auf die Endteile ausgeübte Längskräftej das Innenprofil der Wasserentnahmemuffe ist zu dem Außenprofil des Ventils konjugiert gestaltet und der Wagen hat überdies Elemente, die nach Peststellen der Anwesenheit eines Ventils in der Muffe zwecks dessen Öffnens Längskräfte auf die Endteile des Ventils ausüben.

Bei einer speziellen und vorzugsweise benutzten Form der Erfindung, die für den Fall des Beregnens von Pflanzen mit Stengeln benutzt wird, die in Furchen reihenweise hintereinander stehen, ist die Wasserzufuhrleitung eine biegsame Leitung, die sich zwischen zwei Pflanzenrillen erstreckt und der Wagen hat Abtastvorrichtungen für das Feststellen von seitlichen Hindernissen, die für die Betätigung der Steuerung des Wagens mit dieser verbunden sind.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nunmehr ein besonderes Ausführungsbeispiel beschrieben,das in der

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Zeichnung veranschaulicht und nur als Beispiel zu werten ist. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht eines eine Verteilerdüse tragenden Wagens, der mit einer Wasserzufuhrleitung zusammenwirkt;

Fig. 2 eine vereinfachte Seitenansicht des Wagens;

Fig. 3 einen Längsschnitt in größerem Maßstab durch

das Ventil eines Entnahmeanschlusses, das von einer Wasserentnahmemuffe umgeben ist, die mit der Verteilerdüse verbunden ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. .1 und 2 erkennt man, daß der die Verteilerdüse tragende Wagen aus einem Chassis 1 besteht, das von vier angetriebenen Rädern ~5, 4, 5* 6 getragen wird. Die Räder 3 und 5 auf der gleichen Seite des Chassis sind von dem gleichen Elektromotor 7 über Ketten und 9 angetrieben. In gleicher Weise sind die Räder 4 und 6 auf der anderen Seite des Chassis über Ketten von einem gleichen Elektromotor 11 angetrieben. Die Elektromotoren 7 und 11 werden aus einer Batterie 12 über einen Satz von Kontakten und automatisch gesteuerten Relais gespeist, die hier nicht dargestellt worden sind, da ihre Auslegung und ihr Einbau in dem Wagen auf der laufenden gut bekannten Technologie eines Fachmannes für elektrische Installationen beruht.

Der Wagen hat überdies seinen zentralen Teil und - fest mit dem Chassis verbunden - eine hohle Wasserentnahmemuffe 14, an die die Rohrleitung 15 für die Speisung der Verteilerdüse 16 angeschlossen ist.

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Die Wasserspeiseleitung 18 ist eine bewegliche Leitung, die dauernd im Inneren der Muffe 14 des Wagens liegt. Auf dem Wagen selbst wird die Leitung 18 durch Rollen 19 an beiden Enden des Wagens getragen und in einem gewissen Abstand vor und hinter dem Wagen kann die Leitung 18 frei auf dem Boden liegen. Mit Abständen voneinander ist die Leitung 18 mit Wasserentnahmeventilen 20 ausgestattet, deren Beschreibung nunmehr ausführlicher unter Bezugnahme auf die Fig. 3 gegeben wird.

Jedes Wasserentnahmeventil 20 besteht aus zwei rohrförmigen Halbgehäusen 22 und 23, die sich gegeneinander über einen elastischen Dichtungsring 24 abstützen. Ein rohrförmiges Ventilglied 25 ist in den Gehäuseteil 22 eingeschraubt. Ein Ringbund 2β des Ventilglieds 25 legt sich über eine Ringdichtung 27 an eine ebenfalls ringförmige Innendichtung 28 in Form einer Schulter des Halbgehäuses an. In die Schulter 28 mündet eine Reihe von öffnungen 30, die mit einer Ringnut 31 in Verbindung stehen, die nach der Außenwand des Gehäuseteils 23 offen ist.

Eine Leitung 18 ist mit dem Halbgehäuse 22 zwischen einem konischen Endstück 33 und einer auf der Innenseite konischen Tragfläche des Endteiles 34 eingespannt. Die Schrauben 35 sichern gleichzeitig die Befestigung an dem Halbgehäuse 22 und das Festspannen der konischen Tragstücke an der Leitung. An dem anderen Ende ist die Leitung an dem Halbgehäuse 23 in ausreichend ähnlicher Weise durch Einspannen zwischen dem konischen männlichen Ende 37 und der inneren konischen Stützfläche des Endteiles 38 eingespannt. Diese ist auf das Halbgehäuse 23 aufgeschraubt, was gleichzeitig die feste Verbindung mit dem Gehäuse und das Anspannen der Leitung an die konische Tragfläche sichert.

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Eine Druckfeder 39 ist zwischen dem Bund 26 des ■Ventilglieds 25 und der Basis des Endteiles 37 eingespannt.

Man sieht, daß in der geschlossenen Stellung des Ventils, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, gleichzeitig der elastische Ring 24 und die Feder 39 danach trachten, die Schulter des Halbgehäuses 23 in Richtung auf den Bund 26 des Ventilgliedes 25 zu drücken, wobei die Dichtung 27 zusammengedrückt wird und die Abdichtung zwischen der inneren Kammer 40 und den öffnungen 30 gesichert wird. Man stellt außerdem fest, daß der Druck des Wassers im Inneren der Rohrleitung und im Ventil ebenfalls für die Dichtigkeit der Dichtung 27 sorgt.

Man kann das öffnen des Ventils erreichen, indem man in der Achse des Ventils die beiden Endteile 34 und 38 zusammendrückt. Man erhält so durch Zusammendrücken des Ringes 24 und der Feder 39 das Lösen der Dichtung 27 von der Tragfläche 28 unter Erscheinen eines Spiels, das das Austreten des unter Druck in der Leitung und in dem Ventil befindlichen Wassers nach außen hin ermöglicht; das Wasser fließt dann von der Kammer 40 zu den öffnungen 30 und der Ringnut 3I. Das öffnen wird hier durch das Betätigen der Hebel 42 und 43 durchgeführt, deren Enden eine den Endteilen 34 und 48 angepaßte konjugierte Form haben und die durch hydraulische Zylinder oder Winden 44 und 45 betätigt werden. Die Winden 44 und 45 werden mit Druckwasser ausgehend von einem Wasserspeicher 46 gespeist, der bei dem Anfahren des Wagens unter Druck gesetzt wird und bei jedem Wasserentnahmeanschluß über eine Abzweigleitung von der Verbindungsleitung 15 wieder aufgeladen wird; diese Abzweigleitung ist auf der Zeichnung wegen der Einfachheit nicht dargestellt. Man hat ferner auch nicht die Ventile und Betätigungs-

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relais der Winden dargestellt, welche die automatischen Vorgänge steuern, die weiter unten genauer unter ausführlicher Angabe der Wirkungsweise der Einrichtung beschrieben werden.

Der die Verteilerdüse tragende Wagen hat außerdem nachgiebige Taster 48, 49, 50 und 51» die vollständig als viergeteilter Rahmen den Wagen umgeben; jeder dieser Taster ist an einem seiner Enden mit der Mitte einer Seite des Wagens über einen Bügel 51 oder 53 verbunden, und die anderen Enden sind zu zweien auf einer gemeinsamen Achse 54 oder gelenkig gelagert, die mit einem Drehungsdetektor versehen ist. Wenn ausgehend von einer Bewegung in der geraden Richtung zwischen zwei Reihen von Pflanzen in einem Sinne, bei dem beispielsweise die beiden Taster 48 und 49 nach vorn gerichtet sind und wenn diese keinen Widerstand finden, oder von Seiten der Stiele, die sie umgeben, gleiche Drücke erfahren, dreht sich die Achse 54 nicht, und eine Abhängigkeit zwischen der Stellung dieser Achse und den Befehlen für die Geschwindigkeiten oder Drehzahlen der Motorem 7 und 11 führt dazu, daß diese beiden Motoren mit der gleichen Geschwindigkeit laufen. Das heißt, daß der Wagen seine Bewegung in gerader Linie fortsetzt. Wenn im Gegensatz hierzu seitliche Hindernisse unterschiedliche Drücke auf die Taster und 49 ausüben, verzeichnet der Detektor eine Drehung der Achse 54, die über einen Satz von Relais und Betätigungsteilen in üblicher Weise eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Motoren 7 und H bewirkt und eine leichte Änderung der Richtung des Wagens auslöst, bis das Gleichgewicht zwischen den beiden Tastern 48 und 49 wieder hergestellt ist.

Schließlich ist der Wagen mit einem elektrischen Generator 57 versehen, der während des Sprengvorganges durch die

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Turbine 58 betätigt wird, die auch das Wiederaufladen der Batterie 12 durchführt.

Die Ausschaltung des zu beregnenden Geländes beginnt mit dem Verlegen von Leitungen 18 in regelmäßigen Abständen zwischen gewisse Reihen oder Rillen, die Leitungen 18 sind in regelmäßigen Abständen mit Entnahmeanschlüssen 20 versehen und zumindest an einem der Enden des Feldes an eine allgemeine Verteilerleitung angeschlossen. Man kann sofort bemerken, daß es sich hier um biegsame Leitungen handelt, die leicht auf Trommeln aufspulbar und ohne Schwierigkeiten zwischen den Reihen oder Rillen abwickelbar sind. Jede Leitung führt durch die Muffe 14 des Verteilerdüsenwagens, wie er oben beschrieben ist. Die Leichtigkeit des Verlegene der Leitungen macht es möglich, im Feld mehrere Leitungen zu verlegen und jeder Wagen, dessen Beregnungsdüsen-Reichweite nur gering sein kann, braucht nur mit geringen Abmessungen ausgeführt zu sein, so daß er zwischen zwei normalen Furchen fahren kann, was einen Verlust an bestellbarem Boden vermeidet.

Das erste Ingangsetzen dieses Beregnungswagens erfolgt von Hand, beispielsweise am Ende einer Furche durch Einschalten eines Unterbrechers, der den Wagen bis zu dem ersten Ventil 20 vorfährt. Man beachte, daß dank seiner Taster 48, 49, 50 und 51 der Wagen sieh selbsttätig relativ zu den Pflanzen führt und nicht relativ zu der beweglichen Leitung. Entpsrechend dem Fortschreiten wird die Leitung 18, die am Boden lag, an den Wagenenden durch die Rollen 19 angehoben und das erste Ventil 20 fügt sich in das Innere der Muffe ein, wobei das Einfügen durch die konische Form der Endteile 34 oder 38 und durch die Lippendichtungen 59 erleichtert

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wird, die im Inneren der Muffe 14 sitzen. Beim Beginn der Bewegung und unter der Annahme, daß das Fortschreiten im Sinne des Pfeiles βθ in Pig. I erfolgt, befindet sich der rückseitige Hebel 42 in einer Stellung senkrecht relativ zu der Leitung, so daß er als Detektor für die Anwesenheit des ersten Ventils im Inneren der Muffe 14 dient. Das Peststellen des Ventils in der Muffe löst das Aufrichten des vorderen Hebels 4^ aus, der sich vorher in einer versteckten Stellung befand und ebenfalls die Betätigung in Zusammenhang mit der des rückwärtigen Hebels 42, wodurch die Teile 34 und J>8 im Sinne einer Annäherung gegeneinander gespannt werden, was das öffnen des Ventils bewirkt, wie dies oben angegeben wurde. Das Druckwasser, das dann in die Entnahmemuffe 14 strömt, bewirkt das feste Anlegen der Lippendichtungen 59 und dadurch ein Abdichten der Zuleitung des Wassers zu der Verteilerdüse.

Parallel bewirkt eine einstellbare Uhr das Aufhören des Beregnens nach einer vorbestimmten Zeit, Beim Anhalten des Uhrwerkes wird das Zurückführen der beiden Winden in ihre usrprüngliche Stellung ausgelöst, was das Schließen des Ventils und das Stillsetzen der Beregnung bewirkt, sowie auch das Wiedereingangsetzen des beweglichen Wagens in Richtung auf das folgende Ventil. Sowie das Ventil die Entnahmemuffe verlassen hat, nimmt der rückwärtige Hebel 42 seine Stellung senkrecht zur Leitung wieder ein, um die Anwesenheit des folgenden Ventils 20 in der Muffe festzustellen.

Man beachte, daß die Symmetrie des Verteilerdüsenwagens es ihm gestattet, sowohl in einer Richtung als auch in der anderen zu fahren und die leichte Steuerung der automatischen Umkehr

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der Bewegungsrichtung am Ende einer Leitung gibt dieser Einrichtung für die Beregnung eine vollständige Selbsttätigkeit.

Es sei auch noch darauf hingewiesen, daß die soeben beschriebene Einrichtung durchjäie Möglichkeit gekennzeichnet ist, gleichzeitig mehrere kleinere Beregnungswagen zu verwenden, die aus den Leitungen gespeist werden, durch Verlegen und Wiederaufnehmen leicht ist und deren geringe Abmessungen die automatischen Verschiebungen zwischen normalen Furchen oder Feldstreifen möglich macht. Ihr geringes Gewicht begrenzt natürlich die Gefahren eines Versinkens und selbst im Fall einer Panne eines der Wagen der Einrichtung wird nur ein geringer Teil der Kultur betroffen, der zeitweise einen Mangel an Beregnung erfährt.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht genau an das Ausführungsbeispiel gebunden, das lediglich als Beispiel beschrieben wurde; die Erfindung deckt ebenfalls Ausführungen, die nur in Einzelheiten, durch Ausführungsvarianten, oder durch Verwendung äquivalenter Mittel abweichen. So könnte man ein Ventil mit einer ungefähr analogen Konstruktion entwickeln, dessen öffnung beispielsweise durch Zug auf die beiden Enden des Ventils durchgeführt wird, anstelle eines Schubes auf die beiden Enden gegeneinander.

Man könnte auch weitere Vorrichtungen bekannter Art benutzen, die auch für den Antrieb der Treibräder des Wagens als auch für die öffnungs- und Schließvorgänge der Ventile verwendet werden. Man kann ebenfalls feststellen, daß eine beschriebene Vorrichtung sich auch in dem Fall einer quasisteifen Leitung verwenden läßt, für die Anwendung in Kulturen,

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die keine Führung durch die Pflanzen selbst gestatten. Man kann in diesem Falle eine Wasserentnahmemuffe so auslegen, daß sie vielmehr unter dem Wagen gelegen ist, damit dieser nicht notwendig hat, ein großes Stück des steifen Rohres anzuheben.

Immer für den Fall von Pflanzenkulturen., die sprießen oder noch zu weich sind, um die Führung des Wagens sicherzustellen, könnte man auch die Führung durch eine normale oder speziell gebildete Furche sicherstellen, wobei die oben beschriebenen Taster dann in Furchentaster modifiziert sein müßten.

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Claims

Ansprüche

^rl7 Selbsttätig arbeitende Beregnungseinrichtung mit einem eine Verteilerdüse tragenden gesteuerten Selbstfahrwagen, der sich längs einer Wasserzuführleitung bewegt, die in Abständen mit Entnahmeanschlüssen versehen ist und der eine die Leitung umfassende Entnahmemuffe sowie Organe zum Entdecken der Entnahmeanschlüsse aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmeanschlüsse der Leitung (18) aus in den Leitungszug eingeschalteten, ein glattes zylindrisches Profil aufweisenden Ventilen (20) bestehen, die koaxial zur Leitung und gegenüber deren Außenprofil vorspringend angeordnet sind, daß das öffnen eines Ventils durch auf die Ventil-Endteile (34, 38) ausgeübte Längskräfte erfolgt, daß das Innenprofil der Wasserentnahmemuffe (14) zu dem Außenprofil des Ventils konjugiert gestaltet ist und daß der Wagen überdies Elemente (42 bis 45) hat, die nach Feststellen der Anwesenheit eines Ventils in der Muffe zwecks des öffnens Längskräfte auf die Endteile des Ventils ausüben.

2. Beregnungseinrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ventil (20) zwei rohrförmige und koaxiale Bauteile (22, 23) hat, die durch eine elastische Ringdichtung (24) verbunden und jeweils mit der Leitung (18) an je einem der beiden Enden des Ventils verbunden sind, wobei das eine dieser Bauteile einen ringförmigen Ventilsitz (28) mit Öffnungen (30) aufweist, die außerhalb des Ventils münden und der andere Bauteil ein konjugiert geformtes ringförmiges Ventilglied (26) aufweist, und wobei elastische Organe (29) bestrebt sind, das Ventilglied (26) auf den Sitz (28) zu drücken.

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J>. Beregnungseinrichtung nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche für den Fall ihrer Verwendung zum Beregnen von Pflanzen mit in Reihe in Furchen angeordneten Stengeln, bei der ein Wagen mitT.ast ern für das Feststellen von seitlichen Hindernissen verwendet wird, dadurch gekennzeichnet,daß die Wasserleitungszufuhr eine nachgiebige Leitung (18) ist, die zwischen zwei Reihen von Pflanzen verlegt ist und dadurch, daß die Taster (48) für das Entdecken von seitlichen Hindernissen an die Steuerung des Mechanismus für die Änderung der Fahrtrichtung des Wagens angeschlossen sind.

4. Beregnungseinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche oder 2 für den Fall der Verwendung zum Beregnen von keimenden oder weichen Pflanzen, bei der ein Wagen verwendet wird, der mit Tastern für das Feststellen einer Rille verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzufuhrleitung (18) eine bewegliche Leitung ist, die längs einer Furche verlegt ist und dadurch, daß die Taster für das Feststellen der Furche an die Betätigung für die Richtungssteuerung des Wagens angeschlossen sind.

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