DE4405304C1

DE4405304C1 - Gerät für die Bearbeitung von kontaminierten Böden

Info

Publication number: DE4405304C1
Application number: DE19944405304
Authority: DE
Inventors: Reinhold Straus
Original assignee: LOBBE XENEX GmbH
Current assignee: LOBBE XENEX GMBH & CO, 58642 ISERLOHN, DE
Priority date: 1994-02-19
Filing date: 1994-02-19
Publication date: 1995-09-14
Anticipated expiration: 2014-02-20

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät für die Bearbeitung von kontaminierten Böden gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der Bodendekontamination spielen zur Erreichung hoher Abbauraten der Bodenzustand und die Möglichkeit der Ausbringung von Mikroorganismen und Nährstoffen eine wichtige Rolle.

Es sind unterschiedliche Verfahren bekannt, mit denen das Einbringen von Mikroorganismen oder von Nährstoffen bzw. eine diese Materialien enthaltenden Suspension in einem kontaminierten Boden durchgeführt wird, um die im Boden enthaltenen Schadstoffe mikrobiologisch auf natürlichem Wege abzubauen.

Hierzu ist es erforderlich, den Boden entsprechend aufzubereiten, so daß er gelöst, gelockert und homogen durchmischt ist. Für diese mechanische Aufbereitung des kontaminierten Bodens und dessen Vorbereitung für das Einbringen von Mikroorganismen werden Bodenbearbeitungsgeräte oder Meliorationsgeräte eingesetzt, die auf unterschiedliche Art und Weise arbeiten können.

Aus der EP 0475227 A2 ist ein Meliorationsgerät bekannt, in dessen Bewegungsmechanismus eine Schar angebracht ist, die zum Eindringen in den zu dekontaminierenden Boden gleichzeitig eine Horizontalbewegung ausführt, so daß zwischen der Rückseite der Schar und dem Erdreich ein keilförmiger Spalt geöffnet wird, in den ein Aerosolstrom von Mikroorganismen in einer Nährlösung eingetragen wird. Zu diesem Zweck ist die Schar an ihrer Rückseite mit Düsen versehen, die über ein Leitungssystem an entsprechende Vorratsbehälter angeschlossen ist.

Mit diesem Gerät können unterschiedliche Bodentiefen mit verschiedenen Mikroorganismen oder Nährlösungen beaufschlagt werden, allerdings ist aufgrund der intermittierenden Arbeitsweise keine kontinuierliche Bearbeitung mit hohen Abbauraten möglich. Außerdem wird keine homogene Durchmischung des Bodens erzielt.

Es wurden daher bereits spezielle Aufbereitungsgeräte entwickelt, mit denen eine kontinuierliche, homogene Durchmischung des kontaminierten Bodens durchgeführt werden soll. Aus der DE 40 03 362 C2 ist ein Bodenbearbeitungsgerät bekannt, das in Form eines kombinierten Schneid- und Rührgerätes ausgestaltet und in den kontaminierten Boden eindrehbar ist. Zu diesem Zweck ist an einem oberirdisch angeordneten Träger ein drehbares Hohlgestange vorgesehen, das wenigstens an seinem unteren Ende Schneid- und Mischflügel in Form von mehrgängigen Schnecken aufweist. Zwischen den Schnecken befinden sich am Hohlgestänge spezielle, in einer Ebene angeordnete Mischflügel mit Suspensionsaustrittsöffnungen.

Mit diesem Bodenbearbeitungsgerät ist es nicht möglich, über die gesamte zu bearbeitende Bodentiefe Mikroorganismen oder Nährlösungen auszutragen, da im Bereich der Schnecken keine Austrittsöffnungen vorgesehen sind. Außerdem wird durch die schneckenförmigen Schneid- und Mischflügel während der Rotation des Bodenbearbeitungsgerätes ständig Bodenmaterial nach oben und somit gegen die Austrittsöffnungen befördert, wodurch der Austritt der Suspension behindert, wenn nicht sogar unmöglich gemacht wird. Auf jeden Fall ist eine homogene Beaufschlagung des Bodens mit Suspension nicht möglich. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der zu bearbeitende Boden durch die Schnecken zunächst vollständig nach oben transportiert werden muß und erst dann nach unten fällt, was den Wirkungsgrad des Bodenbearbeitungsgerätes mindert.

Aus der DE-OS 19 36 446 ist eine Egge mit einer Vorrichtung zum Einbringen von Samen und/oder Düngemitteln bekannt. Die Egge weist schräg gestellte Zähne auf, die jedoch nur mit ihren Spitzen in die Oberfläche des Erdreiches eingreifen, um lediglich eine Oberflächenlockerung sowie eine Unkrautvernichtung herbeizuführen. Das Düngemittel wird zentral durch die Rotationsachse der Egge zugeführt und fällt dort auf den Erdboden, wo keine Bearbeitung oder Freilegung des Erdreiches erfolgt.

Aus der DE-OS 30 34 929 ist eine Sämaschine bekannt, bei der das einzubringende Saatgut nicht allzu tief in die Erde eingebracht werden darf. Hierbei soll der Boden möglichst unberührt bleiben. Um dies zu gewährleisten, sind zwei Arme mit Scharen vorgesehen, die lediglich drehbar gelagert sind, damit sie sich in Schlepprichtung einstellen können. An der Unterseite der Schare sind Austrittsöffnungen für das Saatgut vorgesehen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Bodenbearbeitungsgerät zu schaffen, das eine kontinuierliche Auflockerung und homogene Durchmischung des kontaminierten Bodens bei gleichzeitig ungehinderter Einbringung von Medien ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit einem Bodenbearbeitungsgerät gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das Schneid- und Rührwerkzeug weist mindestens zwei, auf einem Kreis angeordnete, sich vertikal nach unten erstreckende Schwerter auf, die um ihre vertikale Achse mit ihrer Schneidkante nach außen gedreht angeordnet sind. Die Austrittsöffnungen sind mindestens an der der Schneidkante gegenüberliegenden Kante des Schwertes (Schwertende) vorgesehen. Die Bodenbearbeitungstiefe wird durch die Länge der Schwerter vorgegeben, wobei sich die Schneidkante vorzugsweise über mindestens 3/4 der Schwertlänge - vom unteren Ende aus gesehen - erstreckt.

Rotierende Schwerter sind zwar bei Eggen bekannt. Da diese allerdings nur der Oberflächenlockerung und Krümelung des gepflügten Bodens sowie der Unkrautvernichtung dienen, ist die Eindringtiefe in das Erdreich gering, so daß die Schwerter keine ausgeprägte Schneidkante über ihre Länge aufweisen und im wesentlichen nur mit den Spitzen den Boden bearbeiten. Eine gezielte Ausrichtung der Schwerter ist bei Eggen daher nicht erforderlich.

Die Schwerter sind vorzugsweise derart um die vertikale Achse gedreht angeordnet, daß sich für eine vorgegebene Drehzahl und Fahrgeschwindigkeit in horizontaler Richtung ein gewünschter Freiwinkel einstellt. Dadurch wird gewährleistet, daß sich das Schwertende und somit die Austrittsöffnungen am Schwertende während der Bodenbearbeitung in einem Freiraum befinden, so daß ein ungehindertes Einbringen von Medien, wie Mikroorganismen, Flüssigkeiten, oder Granulaten möglich ist.

Um auf einfache Weise eine Anpassung an die Dreh- und Fahrgeschwindigkeiten vornehmen zu können, sind die Schwerter vorzugsweise um die vertikale Achse drehbar an der Hohlwelle befestigt.

Der feste Boden wird durch die rotierenden Schwerter sichelförmig auf der Fahrtrichtungsseite abgetrennt und auf die gegenüberliegende Seite durch die Fahrbewegung bedingt, verdrängt, wobei er noch ein- oder mehrmals von den umlaufenden Schwertern erfaßt und verfeinert wird.

Soll der Boden noch intensiver verfeinert werden, dann besteht die Möglichkeit, die Schwerter mit Scharen zu bestücken. Die Scharen sind vorzugsweise am Schwertende beabstandet übereinander angeordnet.

Zum Einbringen von Medien ist vorzugsweise am Schwertende ein Rohr mit den Austrittsöffnungen angeordnet. Die Austrittsöffnungen können auch mit Sprühdüsen versehen sein. Zusätzliche Sprühdüsen und/oder Austrittsöffnungen können am unteren Ende der Hohlwelle angeordnet sein.

Damit die Sprühdüsen am Schwertende nicht verstopfen, kann als zusätzliche Maßnahme eine radial außenliegende Abschirmung vorgesehen sein.

Weiterhin kann oberhalb der Schwerter ein Zulaufrohr angeordnet sein, durch das feste Partikel, wie Granulat oder dergleichen, von oben in den aufbereiteten Boden eingestreut werden können. Das Granulat wird vorzugsweise innerhalb des Rotationskreises der Schwerter eingebracht.

Weiterhin sind Mittel zum Befestigen an einer horizontal verfahrbaren Einrichtung vorgesehen. Damit kann das Bodenbearbeitungsgerät z. B. an einem Portalkran oder an einem Ackerschlepper befestigt werden. Im Falle des Ackerschleppers wird vorzugsweise die Dreipunkt-Aufhängung benutzt und der Antrieb erfolgt vorzugsweise über die Zapfwelle. Im Falle des Portalkrans ist vorzugsweise ein eigener elektrischer oder hydrostatischer Antrieb vorgesehen.

Die Dreipunkt-Aufhängung ist insofern vorteilhaft, als damit ohne zusätzliche Einrichtungen ein Verschwenken der Hohlwelle um einen vorgegebenen Winkel aus der Vertikalen möglich ist. Aus der Betriebspraxis ergeben sich oft vorteilhafte Situationen, wenn das Bodenbearbeitungsgerät nach vorne, hinten, links oder rechts ausgeschwenkt werden kann.

Es können auch mehrere Bodenbearbeitungsgeräte in einer gemeinsamen Halterung zusammengefaßt werden und von einer oder mehreren Antriebseinrichtungen angetrieben werden.

Zur Vermeidung von einseitigen Kräften auf das Zugmittel muß beim Mehrwelleneinsatz darauf geachtet werden, daß ein Kräfteausgleich erfolgt. Dies geschieht dadurch, daß links- und rechtsdrehende Hohlwellen vorgesehen werden.

Beispielhafte Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Bodenbearbeitungsgerät in Seitenansicht,

Fig. 2 die Arbeitsweise des in Fig. 1 gezeigten Bodenbearbeitungsgerätes in Draufsicht , wobei das Bodenbearbeitungsgerät im Schnitt längs der Linie II-II dargestellt ist, und

Fig. 3 ein Bodenbearbeitungsgerät gemäß einer weiteren Ausführungsform in Seitenansicht.

In der Fig. 1 ist ein Bodenbearbeitungsgerät 1 dargestellt, das einen Antrieb 5 aufweist, an dem über eine Getriebehohlwelle 6, eine Hohlwelle 7 und einen Werkzeugträger 9 zwei sich senkrecht nach unten erstreckende Schwerter 2a, 2b befestigt sind. Sowohl die Getriebehohlwelle 6 als auch die Hohlwelle 7, die mit dem Werkzeugträger 9 verbunden sind, weisen jeweils einen Flansch 8a, 8b auf, so daß der gesamte untere Teil mit den Schwertern 2a, 2b auf einfache Weise ausgetauscht werden kann. Die Schwerter 2a, 2b weisen an der Vorderkante eine Schneidkante 3 auf, die sich von unten bis nahezu vollständig nach oben erstreckt. In der in Fig. 1 gezeigten Darstellung verjüngen sich die Schwerter nach unten.

Am Schwertende 4 ist ein Rohr 10 mit Austrittsöffnungen 12 befestigt. Die Austrittsöffnungen 12, die auch als Sprühdüsen ausgebildet sein können, sind gleichmäßig über die gesamte Bauhöhe verteilt angeordnet. Am oberen Ende ist das Rohr 10 über einen Verbindungsschlauch 11 mit dem Inneren der Hohlwelle 7 verbunden, durch die die entsprechenden, in das Erdreich einzubringenden Medien zugeführt werden. Zusätzlich ist an der Unterseite der Hohlwelle noch eine Austrittsöffnung 13 in Form einer Sprühdüse 17 vorgesehen.

Oberhalb der Schwerter 2a, 2b ist ein Zulaufrohr 16 für die Zuführung von Granulat angeordnet, das innerhalb des Kreises mit dem Radius r in das aufzubereitende Erdreich eingestreut wird.

In der Fig. 2 ist die Arbeitsweise der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung schematisch dargestellt, wobei das Bodenbearbeitungsgerät gemäß Fig. 1 im Schnitt längs der Linie II-II eingezeichnet ist. Die Schwerter 2a, 2b sind um die vertikalen Achsen V1 bzw. V2 derart gedreht angeordnet, daß die Schneidkanten 3 gegenüber dem Kreis mit dem Radius r nach außen vorstehen. Dementsprechend weist das Schwertende 4 nach innen. Die Schneidkanten 3 sind so weit nach außen gedreht und bewegen sich auf der Kreisbahn K, daß trotz Fahrbewegung, bedingt durch die Relationen a, b, r und r1 zu jedem Zeitpunkt die erforderlichen Schneid- und Freiwinkel α an der Schneidkante 3 vorhanden sind. Dabei spielt das Verhältnis von Fahrgeschwindigkeit zur Antriebsdrehzahl ebenfalls eine wichtige Rolle. In der nachfolgenden Tabelle sind einige typische Werte zusammengestellt. Der Radius r1 bedeutet hierbei den Krümmungsradius der Schwerter 2a, 2b.

Tabelle

Es sind sowohl rechts- als auch linksdrehende Bodenbearbeitungsgeräte möglich.

Wie in der Fig. 2 weiterhin dargestellt ist, befindet sich am Schwertende 4 das Rohr 10 mit den Austrittsöffnungen 12. Zusätzlich kann am Schwertende 4 noch eine Abschirmung 14 vorgesehen sein, die das Rohr 10 und die Austrittsöffnungen 12 gegen von außen eindringende Erdpartikel schützt.

Der feste Boden wird sichelförmig auf der Fahrtrichtungsseite (Pfeil F) abgetrennt und auf die gegenüberliegende Seite durch die Fahrbewegung bedingt, verdrängt, wo er noch ein- oder zweimal von den umlaufenden Schwertern erfaßt und verfeinert wird.

Soll der Boden noch intensiver verfeinert werden, dann besteht die Möglichkeit, in vorgegebenen Abständen am Schwertende 4 mehrere Schare 15 anzubringen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Die Schare 15 sind im wesentlichen V-förmig ausgebildet und umgreifen das Schwertende 4, so daß sie sich sowohl an der Innenseite als auch an der Außenseite der Schwerter 2a, 2b in Richtung Schneidkante 3 erstrecken. Hierbei sind die Schare 15 schräg nach unten angeordnet, so daß der erfaßte Boden während der Rotation der Schwerter 2a, 2b angehoben und zusätzlich zerkleinert wird.

Bezugszeichenliste

1 Bodenbearbeitungsgerät
2a, b Schwert
3 Schneidkante
4 Schwertende
5 Antrieb
6 Getriebehohlwelle
7 Hohlwelle
8a, b Flansch
9 Werkzeugträger
10 Rohr
11 Verbindungsschlauch
12 Austrittsöffnung
13 Austrittsöffnung
14 Abschirmung
15 Schar
16 Zulaufrohr
17 Sprühdüse

Claims

1. Gerät für die Bearbeitung von kontaminierten Böden mit einem oberirdisch an geordneten Antriebsmittel, das eine Hohlwelle antreibt, an der ein Schneid- und Rührwerkzeug angeordnet ist, und mit Austrittsöffnungen für über das Innere der Hohlwelle zuführbare Medien, dadurch gekennzeichnet,
daß das Schneid- und Rührwerkzeug mindestens zwei, auf einem Kreis angeord nete, sich vertikal nach unten erstreckende Schwerter (2a, b) aufweist, die um ihre vertikale Achse (V1, V2) mit ihrer Schneidkante (3) nach außen gedreht angeord net sind, und
daß die Austrittsöffnungen (12) mindestens an der der Schneidkante gegenüber liegenden Kante des Schwertes (Schwertende (4)) vorgesehen sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schneidkante (3) über mindestens 3/4 der Länge der Schwerter (2a, 2b) erstreckt.

3. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerter (2a, b) um die vertikale Achse (V1, V2) drehbar an der Hohlwelle (7) befestigt sind.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerter (2a, b) mit Scharen (15) bestückt sind.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schare (15) an den Schwertenden (4) beabstandet übereinander angeordnet sind.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Schwertende (4) ein Rohr (10) mit den Austrittsöffnungen (12) angeordnet ist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus trittsöffnungen (12) mit Sprühdüsen versehen sind.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (12) und/oder die Sprühdüsen durch eine radial außen liegende Abschirmung (14) geschützt sind.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende der Hohlwelle (7) Austrittsöffnungen (13) und/oder Sprühdüsen (17) an geordnet sind.

10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Befestigen an einer horizontal verfahrbaren Einrichtung vorgesehen sind.

11. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (7) zusammen mit dem Schwertern (2a, b) um einen vorgegebenen Winkel aus der Vertikalen schwenkbar angeordnet ist.

12. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Schwerter (2a, 2b) ein Zulaufrohr (16) für die Zuführung von festen Partikeln angeordnet ist.