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Es handelt sich um eine Vorrichtung zur Bewässerung von Reihenkulturen in Trockenzonen durch gezogene oder selbstfahrende Wassertankwagen mit wenigstens einer Druckpumpe, über welche das Wasser aus einem Speicher wenigstens einem Steuerrohr zugeführt wird, und über mehrere, mit dem Steuerrohr verbundene Rohrleitungen in den Bereich der Bodenoberfläche überführt wird
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Traditionell erfolgt die Bewässerung durch Zufluss aus hochgelegenen Quellen oder Seen manchmal über lange Kanäle mit Gefälle oder auch in der Ebene durch kunstvolle Pump- oder Schöpfanlagen. Der große Wasserverbrauch und Aufwand begrenzt die Möglichkeiten. Die neuzeitliche Beregnung mit Hilfe von motorgetriebenen Pumpen mit Spritzdüsen, die ortsfest oder fahrbar angeordnet sind, scheitert in den Trockenzonen am zu hohen Wasserverbrauch und den hohen Anlage- und Betriebskosten. Bei geschlossener Pflanzendecke erreicht vieles Beregnungswasser gar nicht den Boden, sondern wird schon vorher von der Sonne aufgeleckt. Bodenverschlemmung und Erosion sind weitere Gefahren. Für nur 10 mm Beregnung (10 l/qm) werden je ha 100 cbm = 100 t Wasser gebraucht.
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Angesichts des rasanten Wachstums der Weltbevölkerung, besonders in den Entwicklungsländern, liegt die Aufgabe klar auf der Hand. Die Steigerung der Bodenerträge wird nicht mehr ausreichen, es müssen dringend neue Anbauflächen erschlossen werden und zwar vor allem in den Gebieten, wo die Bevölkerung wächst und oft der Hunger herrscht.
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Neben den vielen Entwicklungshindernissen dort: Bürgerkriege, Korruption, mangelnde Ausbildung u. a. ist der Wassermangel das Wachstumsproblem in den Trockenzonen dieser Gebiete. Darum ist eine wassersparende Bodenkultur die Aufgabe und das Ziel dieser Erfindung. Dabei geht es vor allem um den Anbau von Nutzpflanzen, die direkt zur Nahrung für die Menschen dort dienen. Das sind Kartoffeln, Erdnüsse, Gemüse, Hirse, Mais und nahrhafte Tropengewächse aller Art.
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Um das wachstumsnotwendige, kostbare Wasser wirksam zu sparen, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass die Austrittsenden der jeweiligen Rohrleitungen in den Freiräumen erfolgt, welche unterhalb von dachförmigen Scharen gebildet werden, wobei die Schare über Scharstiele an einer oberhalb der Schare angeordneten Werkzeugschiene befestigt sind. Beim dem maschinellen Hacken zwischen den Pflanzenreihen zur Bodenlockerung und Unkrautbekämpfung wird dabei Druckwasser vom Hackschar aus über beidseitig ausgerichtete Düsen unter der Bodenoberfläche auf die seitlichen Pflanzenwurzeln gespritzt. Dabei wird vorteilhafterweise nicht die ganze Anbaufläche begossen und durchnässt, sondern nur gezielt der Wurzelstandort unter der Erdoberfläche, wo die Sonnenhitze keinen Zugang hat. Die dazu benötigte Wassermenge ist ein Bruchteil dessen, was die übliche Beregnung braucht.
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Vorteilhafterweise wird weiter vorgeschlagen, dass der Austritt des Wassers unter den Scharen durch je einen am Austrittsende befestigten unteren Verteiler in seitliche Spritzdüsen gelenkt wird, die als Wurzelguss die Wurzelreihen rechts und links – in Fahrtrichtung (F) gesehen – unter der Erdoberfläche mit Spritzwasser versorgen. Damit können gleichzeitig zwei Reihen mit Wasser versorgt werden. Um die vorgeschlagene Vorrichtung auch für den Saatguss einzusetzen wird weiter vorgeschlagen, dass der Scharstiel als Rohr ausgebildet ist, in welchem zwei Rohrleitungen von einem oberen Verteiler zum unteren Verteiler führen, wobei eine erste Spritzdüsen für Wurzelguss und eine weitere, senkrecht ausgerichtete Spritzdüse für Saatguss vorgesehen ist.
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Zu Steuerung der Wasserzufuhr wird weiter vorgeschlagen, dass der Scharstiel über ein Schwenklager auf dem Steuerrohr gelagert ist, wobei über das Steuerrohr und das Schwenklager die Steuerung der Wasserzufuhr zur Rohrleitung für Wurzelguss oder zur Rohrleitung für Saatguss durch Drehung des Steuerrohres erfolgt, vorzugsweise um eine Drehung von 60 Grad.
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Für die Neusaat wird weiter vorgeschlagen, dass für die Neusaat zwischen die Schare zusätzliche Saatschare mit Saatscharstiel und Klemmlager auf dem Steuerrohr befestigt werden, wobei für jede Saatrille ein Schar vorgesehen ist und für einen Wasseranschluss für die zusätzlichen Saatschare Klemmlager vorgesehen sind über welche sie auf dem Steuerrohr aufgereiht werden und durch Dichtungen, vorzugsweise O-Ringe, gegen Leckverluste abgedichtet werden, wobei der Saatscharstiel über eine anhängenden Schnellverschluss auf dem Klemmlager befestigt wird.
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Zur Anpassung an unterschiedliche Einsätze der Vorrichtung wird vorgeschlagen, dass das Steuerrohr mit mehreren, im Abstand angebrachten Bohrungen für die Zuführung von Wasser zu üblichen Reihenweiten versehen ist, wobei die nicht genutzten Bohrungen durch festgeschraubte Gummischellen gegen Wasserverluste abgedichtet sind.
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Die Vorteile der Erfindung sind klar. Besonders in den breiten Uferzonen der Flüsse kann das Wasser z. B. durch verbesserte, traditionelle Kolbenpumpen mit Windantrieb zu höher gelegenen Behältern befördert werden, aus denen Wassertankwagen mit angebauter Reihenbewässerungseinrichtung s. o. betrieben werden. Durch Bau und Betrieb solcher Anlagen, deren Nutzen klar sichtbar ist, können Einheimische Lebensperspektive, Arbeit und Brot finden.
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Um das weitere Vordringen der Wüsten einzuschränken ist in den Randzonen das Anlegen von Hecken- und Waldstreifen vor allem als Windschutz und zur Bodenbedeckung sinnvoll. Plantagen und Weinkulturen gehören dazu. Dabei ist der Reihenabstand über 1 m ebenso der Pflanzenabstand zueinander. Beim Wachstum kann bald nicht mehr über die Pflanzen gefahren werden, sondern nur noch dazwischen. Die Baumwurzeln müssen gezielt mit Wasser versorgt werden. Ein Ventil in der Zuleitung, elektrisch oder mechanisch gesteuert, durch Fühler am Pflanzenstängel oder Lichtschranke besorgt die Steuerung. Diese Wasserversorgung der Bäume muss nicht jede Woche sein, darum kann die Entfernung zum Fluss auch größer sein.
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Die Wassertankwagen mit verschiedenem Tankvolumen brauchen eine Druckpumpe mit Zapfwellenantrieb, einen Druck- oder Windkessel für gleichen Druck an den Spritzdüsen und hinten eine hydraulisch heb- und senkbare Werkzeugschiene, an die die Scharstiele seitenverschiebbar für die verschiedenen Reihenweiten angebaut werden. Die Hubbewegung per Hydraulik kann einfach im Kreisbogen erfolgen oder in 3-Punkt-Anordnung mit den üblichen Schnellkupplungen oben und unten, wenn verschiedene Werkzeugschienen angebaut werden sollen.
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Im folgenden wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäsen wassersparenden Bewässerung beschrieben
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Es zeigen:
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1: Rückansicht in Fahrtrichtung auf die wassersparende Wurzelbewässerung mit drei verschiedenen Reihenweiten
Oben: Reihenweite 30 cm, schmale Schare und dazu angepasste Wagenspurweite 1,8 m.
Für die Räder müssen 2 Pflanzenreihen als Fahrgasse F ausgelassen werden.
In der Mitte Reihenweite 60 cm, breite Schare, gleiche Wagenspur 1,8 m.
Unten: Dammkultur für Kartoffeln 75 cm Reihenweite, Wagenspur 2,2 m.
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2: Schar mit Stiel und Befestigung oben von hinten in Fahrtrichtung gesehen
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2a: Detail Tülle 16 für Spritzrichtung schräg nach oben
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3: Schar mit Stiel von rechts gesehen.
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4: Detail Schar mit Befestigung am Stiel und Verteiler unten 8 im Längs- und Querschnitt
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5: Detail Stielbefestigung am Steuerrohr und Verteiler oben 7 im Längs- und Querschnitt
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6: Saatschar 11 mit Saatscharstiel 12 und Schnellverschluss 13 am Steuerrohr
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7: Detail Saatscharstiel mit Klemmlager 14 und Schnellverschluss 13 am Steuerrohr im Längs- und Querschnitt
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8: Gummischelle 15 zur Abdichtung nicht benutzter Bohrungen am Steuerrohr
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Die Werkzeugschiene 1 siehe 3 ist üblicherweise ein Vierkantrohr, das neben der Hubbewegung s. o. auch gezielt zeitlich verstellt werden kann. Parallel dazu ist das gleich lange Steuerrohr 2 angeordnet, das über einen Schlauch S mit Druckwasser befüllt wird und zu dessen Verteilung auf die Scharstiele 3 siehe 2 und 3 und Schare 4 dient. Die Scharstiele sind von unten über Haltestücke 5 mit der Werkzeugschiene seitenverschiebbar und lösbar verschraubt. Durch 2 weitere Schrauben ist der Scharstiel in Fahrtrichtung nach vorn und hinten gehalten, wobei die hintere Schraube 20 bei einem Bodenhindernis z. B. einem größeren Stein als Überlastschraube dient und abgeschert wird. In Fahrtrichtung vorn V ist auch das Steuerrohr 2 in den Haltestücken 5 drehbar gehalten. Oben sind die Scharstiele über Schwenklager 6 auf dem Steuerrohr gelagert. Die Lagerung dient zusätzlich zur gesteuerten Zufuhr von Druckwasser in den Scharstiel. Dazu sind im Steuerrohr Bohrungen angebracht, die im Rohrumfang und seitlich versetzt sind und zum Wurzelguss 16 oder zum Saatguss 17 leiten. Zur Vermeidung von Druckwasserverlusten dienen O-Ringe 22 zwischen Schwenklager 6 und Steuerrohr 2. In diesem sind alle Bohrungen für die verschiedenen Reihenweiten angebracht. Unbenutzte Bohrungen werden durch eine festgeschraubte Gummischelle 15 verschlossen. Für die Bearbeitung größerer Reihenweiten werden weniger Schare gebraucht. Die dann überzähligen werden in Fahrtrichtung nach hinten hochgeschwenkt siehe 3 und mit der Überlastschraube 20 in der zusätzlichen Bohrung 21 gesichert.
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Der Scharstiel 3 ist ein Vierkantrohr, das unten nach vorn gebogen ist. Dort wird – wie üblich – mit 2 Senkschrauben das Schar 4 befestigt. Für die verschiedenen Reihenabstände ist es in mehreren Breiten verfügbar. An die Scharform angepasst und in deren Schutz wird erfindungsgemäss der Verteiler unten 8 unter dem Schar mit angeschraubt. Er verbindet die Rohrleitungen 9, die von oben kommen, mit den seitlichen Spritzdüsen 10. Diese müssen bei breiteren Scharen seitlich zusätzlich befestigt werden. Alle Teile der Bewässerung sind so der Scharform angepasst, dass sie nicht vom vorbeifliesenden Erdstrom erreicht werden. Gegenüber den Rohrleitungen haben die Spritzdüsen 10 den kleinsten Querschnitt, damit am Ende die höchste Fließgeschwindigkeit und Spritzenergie erreicht wird. Um die Flachwurzler und Tiefwurzler unter den Nutzpflanzen besser bedienen zu können, kann auf Wunsch siehe 2a am Düsenausgang eine Tülle 19 mit Schrägbohrung fest aufgesteckt werden, deren Spritzrichtung schräg nach oben oder unten gedreht werden kann.
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Bevor die Pflanzreihen gehackt und gegossen werden können, müssen sie erst gesät oder gepflanzt werden. Gerade dafür ist als Starthilfe das Wasser notfalls mit Düngerbeimischung nötig. Dazu hat erfindungsgemäss der Verteiler unten 8 unter dem Hackschar siehe 4 neben den seitlichen Spritzdüsen nach links und nach rechts 10 eine dritte Düse annähernd senkrecht nach unten 18. Die Umschaltung vom Wurzelguss 16 nach der Seite zum Saatguss 17 nach unten erfolgt wegen der Schmutzgefährdung und Umständlichkeit nicht unter dem Schar, sondern zentral für alle Schare durch Drehen des Steuerrohrs um 60 Grad. Für die Neusaat wird für jede Reihe ein Schar gebraucht. Darum werden zwischen den „Kombischaren”, die für Wurzel- und Saatguss geeignet sind, zusätzlich leichtere, schmale „Saatschare” 11 mit Saatscharstiel 12 per Schnellverschluss 13 an das Steuerrohr angekuppelt siehe 6 und 7.
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Für die Neusaat sind hinter dem Wassertank und über der Werkzeugschiene wie üblich zusätzlich ein zentraler Saatgutbehälter mit pneumatischem Verteilerkopf und Gebläse anzubauen, das auch an den Zapfwellenantrieb anzuschließen ist. Die transparenten Saatschläuche sind in die oben offenen Scharstiele einzustecken, so dass die Saatkörner Kö hinter dem Schar in die neu gebildete Saatrille und hinter den senkrechten Saatguss 17 fallen. Zum Zustreichen der Saatrille und zum Andrücken der losen Erde sind wie üblich 2 Schrägscheiben und eine Druckrolle notwendig, die für alle Saatrillen in einem Rohrrahmen zusammen gefasst an beiden Seiten an die Werkzeugschiene gehängt und von dieser am Feldende ausgehoben werden.
