DE3240169A1 - Bodenbearbeitungsgeraet - Google Patents
BodenbearbeitungsgeraetInfo
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Description
PATENTANWÄLTE _V-
DIPL-ING. R. LEMCKE
DR.-ING. H. J. BROMMER
KARLSRUHE 1
Bodenbearbeitungsgerät
Die Erfindung geht aus von einem Bodenbearbeitungsgerät, bestehend aus einem an eine Zugmaschine ankuppelbaren
oder einen eigenen Antrieb aufweisenden Gestell mit zumindest einer den Boden in einstellbarer Tiefe horizontal
durchtrennenden und nach hinten anhebenden Schar, deren symmetrisch zur Längsachse schräg nach hinten
auseinanderlaufenden Schneidflächen über ein gemeinsames Dach miteinander verbunden sind, wobei unter dem Dach
zumindest eine Injektionsdüse zum Einbringen von Wirkstoffen, insbesondere Düngemitteln in den Boden angeordnet
ist, die über eine Förderleitung mit einem Vorratsbehälter in Verbindung steht und wobei die Wirkstoff Förderung
zur Düse mittels Druckluft erfolgt.
Ein derartiges Bodenbearbeitungsgerät ist durch die niederländische Patentanmeldung 74 00 416 bekannt. Dabei
BAD ORIGINAL
ist der Vorratsbehälter mit flüssigem Wirkstoff gefüllt und in seinem oberen Bereich an einen Druckbehälter angeschlossen.
Dieser Druckbehälter übt einen gleichbleibenden Druck auf die zu verspritzende Flüssigkeit aus
und treibt sie durch die Förderleitung zur Injektionsdüse und von dort in die aufgeschlossene Bodenschicht
hinein.
Untersuchungen der Anmelderin haben ergeben, daß dieses bekannte Gerät praktisch nur für flüssige oder gasförmige
Wirkstoffe geeignet ist. Hingegen kommt es bei pulverförmigen Wirkstoffen, insbesondere bei Granulat
in kürzester Zeit zu Verstopfungen in der Förderleitung, weil der Strömungswiderstand bei Feststoffen wesentlich
höher ist und diese Stoffe auch untereinander zur Bildung von Zusammenballungen und zum Anbacken neigen.
Außerdem ist die Einwirkbreite des aus der Injektionsdüse
kommenden Wirkstoffes sehr gering, er teilt sich praktisch nur dem in der Düsenrichtung liegenden Bodenbereich
mit, während an den Rändern der Schare kaum noch Wirkstoff in den Boden gelangt.
Hiervon ausgehend, liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, dieses bekannte Gerät dahingehend zu
verbessern, daß es auch für pulverförmige Wirkstoffe, insbesondere für Granulat geeignet ist. Außerdem soll
eine wesentlich homogenere Verteilung des Wirkstoffes im Boden gewährleistet sein.
O I. H U I D
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Vorratsbehälter eine Dosiereinrichtung zur Mengensteuerung
der Wirkstoffe aufweist, daß an diese Dosiereinrichtung eine Mischkammer angeschlossen ist, wo die
dosierte Wirkstoffmenge eine Vermischung mit Druckluft erfährt und diese Mischung sodann der Injektionsdüse
zugeführt wird.
Erfindungsgemäß wird also der Wirkstoff nicht mit Druckluft beaufschlagt, sondern mit ihr intensiv vermischt.
Die Förderung des Wirkstoffes in die Mischkammer erfolgt durch eine Dosiereinrichtung, damit der Wirkstoffanteil
an der in der Mischkammer gebildeten Zweiphasenmischung nicht zu hoch wird und kein Verklumpen und
Verstopfen zu befürchten ist. Die mit dem Wirkstoff aus der Injektionsdüse austretende Druckluft verbessert
einerseits die horizontale Verteilung des Wirkstoffes in der Breite, andererseits ergibt sich als günstiger
Nebeneffekt eine intensive Durchlüftung der aufgeschlossenen Erdschollen.
Das erfindungsgemäße Gerät gestattet es insbesondere, Phosphat, das üblicherweise in Gränulatform von 3 bis
4 mm vorliegt, störungsfrei in die für die Tiefendüngung maßgeblichen Bodenschichten einzubringen. Ebenso
lassen sich auch Styroporteilchen zur,Auflockerung und
Durchlüftung fester Böden und beliebige andere Wirkstoffe,
beispielsweise Insektizide, in den Boden bringen. Bei all diesen Stoffen sichert der hohe Druckluftanteil
eine gute Verteilung quer zur Fahrtrichtung und somit ein homogenes Behandlungsergebnis.
BAD ORIGINAL
Um die Wirkstoffmenge stets in der richtigen Dosierung zuzuführen und dies auch unter veränderlichen Betriebsbedingungen,
empfiehlt es sich besonders, daß die Wirkstoff -Mengensteuerung der Dosiereinrichtung fahrgeschwindigkeitsabhängig
ist. Dadurch wird unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit stets die gewünschte Wirkstoffmenge
pro Hektar zugegeben. Diese Mengenregelung kann zweckmäßigerweise dadurch erfolgen, daß die Dosiereinrichtung
von einem auf dem Boden abrollenden Rad angetrieben wird.
Für die konstruktive Ausbildung der Dosiereinrichtung bieten sich dem Fachmann verschiedene Möglichkeiten.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, hierfür eine Förderschnecke zu verwenden, deren Austrag
in guter Näherung drehzahlproportional ist.
Um in der Mischkammer eine innige Vermischung mit der Druckluft sicherzustellen, ist sie zweckmäßig nach dem
Prinzip der Venturi-Düse aufgebaut, d. h., daß in der Mischkammer eine von der Druckluft axial durchströmte,
konvergierende Düse angeordnet ist, nahe deren Austrittsbereich der Anschluß von der Dosiereinrichtung
mündet. Durch den hinter der Düse auftretenden Druckabfall in der Luftströmung wird der Wirkstoff aus der
Dosiereinrichtung abgesaugt und durch-seine relativ zur Luftströmung quergerichtete Einströmung kommt es
zu einer starken Verwirbelung und Vermischung.
Zur Erzeugung der Druckluft empfiehlt es sich, keinen stationären Druckluftbehälter wie im bekannten Falle
zu verwenden, sondern ein Gebläse. Dieses Gebläse ist so ausgelegt, daß das geförderte Druckluftvolumen um
ein Vielfaches über dem in der Mischung befindlichen Wirkstoffvolumen liegt. Der Antrieb des Gebläses erfolgt
von der Zugmaschine. Er kann geschwindigkeitsabhängig sein, muß es aber nicht, da die Mengenänderungen des
Wirkstoffes relativ zu dem vielfach höheren Luftvolumen nicht ins Gewicht fallen.
In Weiterbildung der Erfindung empfiehlt es sich schließlich, daß an der Schar unterhalb der Injektionsdüse ein
Bodenblech angeordnet ist und daß zwischen Bodenblech und Dach vertikale Leitbleche eingebaut sind, die von
der Injektionsdüse divergierend nach außen laufen. Zusätzlich kann die Injektionsdüse als Fächerdüse mit mehreren
in divergierende Richtungen zielenden Öffnungen ausgebildet sein, damit die aus der Düse kommende Wirkstoff
-Druckluftmichung bis zu den Außenbereichen der Schare ι verteilt wird.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles
anhand der Zeichnungen. Dabei ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit weiteren, für sich bekannten
Bodenbearbeitungsgeräten kombiniert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht des Bodenbearbeitungsgerätes;
BAD ORIGINAL
Fig. 2 eine Vorderansicht desselben Gerätes;
Fig. 3 eine vergrößerte Einzeldarstellung der Mischkammer ;
Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Schar;
Fig. 5 eine Hinteransicht dieser Schar und
Fig. 6 die Ansicht dieser Schar von oben, jedoch bei abgenommenem Dach.
Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, besteht das Bodenbearbeitungsgerät aus einem Gestell 1, an dem alle wesentlichen
Antriebsteile und Bearbeitungswerkzeuge gelagert sind und das mit dem üblichen Dreipunktbock 2 an eine Zugmaschine
angehängt wird. An der Vorderseite des Gerätes sind mehrere den Boden horizontal durchtrennende
Schare 3a, Jb, 3c mit schräg nach hinten auseinanderlaufenden Schneidflächen montiert, dahinter ein in strichpunktierten
Linien dargestellter Zinkenrotor 4 mit in die Erdoberfläche eindringenden Zinken und am Ende des
Gerätes eine ebenfalls in strichpunktierten Linien dargestellte Krümelpackerwalze 5, die zugleich das Gerät
abstützt.
Oberhalb des Gestelles 1 sind drei Vorratsbehälter 6a, 6b und 6c montiert, die jeweils einer "Schar 3a bzw. 3b
bzw. 3c zugeordnet sind. Selbstverständlich könnte stattdessen auch ein für alle Scharen gemeinsamer Vorratsbehälter
verwendet werden. Die Vorratsbehälter sind jeweils an einer gestellfesten Konsole 7 montiert. In dem
- ίο -
trichterartig ausgebildeten Bodenbereich der Vorratsbehälter befinden sich Austragschnecken 8a, bzw. 8b
bzw. 8c, die von einer gemeinsamen, durchgehenden Welle 9 angetrieben werden. Sie führen den in den Vorratsbehältern
enthaltenen Wirkstoff in dosierter Menge einem Austrittsstutzen 10a bzw. 10b bzw. 10c zu, der
in eine Mischkammer 11a bzw. 11b bzw. 11c mündet. Außerdem mündet in diese Mischkammer jeweils eine Druckluftleitung,
von denen die eine, 12a, in Fig. 1 sichtbar ist. Die Mischkammer selbst wird später noch in Verbindung
mit Fig. 3 näher beschrieben.
Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, ist an das Getriebe 13 für den Antrieb des Zinkenrotors 4 ein Gebläse 14 angeflanscht.
An der'Luftaustrittsöffnung des Gebläses ist ein Verteilertopf 15 montiert, von dem drei Abzweigungen
(in Fig. 1 ist die Abzweigung 12a sichtbar) zu den Mischkammern 11a, 11b und 11c führen.
Die Mischkammern sind zweckmäßig nach dem Prinzip der Venturi-Düsen aufgebaut. Eine Ausführungsform ist in vergrößerter
Darstellung in Fig. 3 wiedergegeben. Demnach erfährt die vom Gebläse 14 kommende Druckluft durch eine
konvergierende Düse 16 am Eintritt der Mischkammer eine Querschnittsverengung und entsprechende Geschwindigkeitserhöhung. Im Bereich der Düsenöffnung mündet vorzugsweise
senkrecht zur Druckluftströmung der Austrittsstutzen des zugehörigen Vorratsbehälters, also beispielsweise
der Austrittsstutzen 10a. In Verlängerung der Düse 16 und von ihr axial distanziert sitzt der Misch-
kammer-Austrittsstutzen 17, dessen Querschnitt größer
als der Austrittsquerschnitt der Düse 16 ist.
Die Wirkungsweise ist folgende: Durch die am Düsenende sich einstellende Geschwindigkeitserhöhung stellt sich
in der Mischkammer eine erhebliche Verringerung des statischen Druckes ein. Dies hat zur Folge, daß Wirkstoff
aus dem Austrittsstutzen 10a des Vorratsbehälter herausgesaugt und durch seine in Querrichtung erfolgende Einströmung
innig mit der Druckluft vermischt wird. Der Saugeffekt in Verbindung mit der dosierten Wirkstoffzugabe
aus der Dosiereinrichtung in Form der Austragschnecke und schließlich die in der Mischkammer sich
einstellende Verwirbelung und Vermischung beider Phasen stellen sicher, daß auch pulverförmige, zur Agglomerierung
neigende Wirkstoffe zuverlässig gefördert werden können.
Die Weiterleitung der in der Mischkammer gebildeten Zweiphasenströmung ist wieder aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich.
An jede Mischkammer ist eine Förderleitung 18a, 18b, 18c angeschlossen, die nach unten zu der Schar 3a
bzw. 3b bzw. 3c führt. Sie mündet in eine Injektionsdüse,
bei der in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Schar 3a in die Injektionsdüse 19a. Diese Injektionsdüse sitzt
jeweils im Winkel zwischen den beiden -Schneidf lachen 3a'
und 3a1! und ist als divergierende Düse mit nach hinten
offenem Austrittsquerschnitt ausgebildet.
Nach oben ist sie durch ein die beiden Schneidflächen 3a1
und 3a1' verbindendes Dach 20a, nach unten durch ein dazu
paralleles Bodenblech 21a abgedeckt. Zwischen dem Dach und dem Bodenblech sind mehrere von der Injektionsdüse 19a
etwa radial nach außen laufende Leitbleche 22a angebracht. Sie gewährleisten eine fächerartige Verteilung der aus
der Injektionsdüse 19a herausgeblasenen Luft-Wirkstoffmischung.
Die Funktion des erfindungsgemäßen Bodenbearbeitungsgerätes ist folgende: Der in den Vorratsbehältern 6a,
6b und 6c enthaltene Wirkstoff, vorzugsweise zur Tiefendüngung bestimmtes Phosphat-Granulat, wird durch die
eingebauten Austragschnecken 8a, Sb und 8c in einem bestimmten kontinuierlichen Mengenstrom den Austrittsstutzen
10a, 10b und 10c zugeführt. Damit die Dosierung im Einklang mit der Fahrgeschwindigkeit.des Gerätes steht,
erfolgt der Antrieb der die Austragschnecken verbindenden Welle 9 über ein auf dem Boden abrollendes Rad 23.
Dieses Rad steht über ein Getriebe und Keilriemen mit der Welle 9 in Verbindung. Selbstverständlich kann jedoch
auch ein anderer, fahrgeschwindigkeitsabhängiger Antrieb für die Mengensteuerung gewählt werden.
Das an das Getriebe 13 angeflanschte Gebläse 14 wird durch
die rückwärtige Zapfwelle der Zugmaschine angetrieben und fördert Druckluft mit einem Volumenstrom, der um ein
Mehrfaches über dem Volumenstrom des von der Dosiereinrichtung kommenden Wirkstoffes liegt. Diese Druckluft
wird axial durch die Mischkammern 11a, 11b und 11c hindurch-
geblasen und reißt dabei unter inniger Verwirbelung und Vermischung die von der Dosiereinrichtung kommende Wirkstoff
menge mit. Aufgrund der Zweiphasenströmung wird diese Mischung ohne Verstopfungsgefahr mit hoher Geschwindigkeit
durch die Pörderleitungen 18a, 18b und 18c zu den Injektionsdüsen in den Scharen 3a, 3b und 3c gefördert
und von dort in die aufgeschlossene Bodenschicht hineingeblasen.Dadurch ist eine optimale Tiefendüngung
mit guter Breitenwirkung möglich, bei der die benachbarten Injektionsdüsen eine nahezu horizontal durchgehende,
homogene Bodenschicht erfassen. Das Gerät eignet sich aufgrund dieser Eigenschaften selbstverständlich
auch für das Einbringen anderer Stoffe in tiefer liegende Bodenschichten.
Claims (10)
1. Bodenbearbeitungsgerät, bestehend aus einem an eine Zugmaschine ankuppelbaren oder einen eigenen Antrieb aufweisenden
Gestell mit zumindest einer den Boden in einstellbarer Tiefe horizontal durchtrennenden und nach
hinten anhebenden Schar, deren symmetrisch zur Längsachse schräg nach hinten auseinanderlaufende Schneidflächen
über ein gemeinsames Dach miteinander verbunden sind, wobei unter dem Dach zumindest eine Injektionsdüse zum
Einbringen von Wirkstoffen, insbesondere Düngemitteln in den Boden angeordnet ist, die über eine Förderleitung
mit einem Vorratsbehälter in Verbindung steht und wobei die Wirkstofförderung zur Düse mittels Druckluft erfolgt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Vorratsbehälter (6a, 6b, 6c) eine Dosiereinrichtung (8a>. 8b, 8c) zur Mengensteuerung der Wirkstoffe
aufweist, daß an die Dosiereinrichtung, (8a, 8b, 8c) eine
Mischkammer (11a, 11b, 11c) angeschlossen ist, wo die dosierte Wirkstoffmenge eine Vermischung mit Druckluft
erfährt und als 2-Phasenströmung der Injektionsdüse (19a) zugeführt wird.
2. Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wirkstoff-Mengensteuerung der Dosiereinrichtung (8a, 8b, Sc) fahrgeschwindigkeitsabhängig
ist.
3. Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dosiereinrichtung (8a, 8b, 8c) von einem auf dem Boden abrollenden Rad .(23) angetrieben
ist.
4. Bodenbearbeitungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung
(8a, 8b, 8c) als rotierende Austragschnecke ausgebildet ist.
5. Bodenbearbeitungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer
(11a, 11b, 11c) eine von der Druckluft durchströmte, konvergierende Düse (16) enthält und daß an ihrem Austri+tsbereich
der Anschluß (10a, 10b, 10c) von der Dosiereinrichtung (8a, 8b, 8c) mündet.
6. Bodenbearbeitungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer
(11a, 11b, 11c) an ein Gebläse (14) angeschlossen ist.
BAD ORIGIMAL
7. Bodenbearbeitungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das der Mischkammer
(11a, 11b, 11c) zugeführte Luftvolumen um ein Mehrfaches über dem Wirkstoffvolumen liegt.
8. Bodenbearbeitungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schar (3a,
3b, 3c) unterhalb der Injektionsdüse (19a) ein Bodenblech
(21a) angeordnet ist und daß zwischen Bodenblech (21a) und Dach (20a) Leitbleche (22a) eingebaut sind, die von
der Injektionsdüse (19a) divergierend nach außen laufen.
9. Bodenbearbeitungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionsdüse
(19a) als Fächerdüse mit mehreren in divergierende Richtungen zielenden Öffnungen ausgebildet ist.
10. Bodenbearbeitungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schar in an
sich bekannter Weise mit einer den Boden vertikal durchtrennenden Schar, mit einem dahinter angeordneten
antreibbaren Zinkenrotor (4) und einer im hinteren Bereich angeordneten Krümelpackerwalze (5) kombiniert
ist.
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