-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Fördern und Freisetzen von Flüssigkeiten an vom Boden aus nicht direkt zugänglichen Stellen, insbesondere auf Bäume und Sträucher zu Zwecken der Bekämpfung von Schädlingen und Pflanzenkrankheiten. Zur Schädlingsbekämpfung oder im Rahmen der sonstigen Baumpflege ist es notwendig, flüssige Wirkstoffe wie Biozide, Fungizide etc. auf Bäume aufzubringen. Die für diese Zwecke angewandten Methoden lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen, luftgestützte Methoden und bodengestützte Methoden. Luftgestützte Methoden werden entweder mit bemannten Luftfahrtsystemen wie Helikoptern und Agrarflugzeugen oder neuerdings auch mit unbemannten Luftfahrtsystemen (Drohnen) durchgeführt. Die bemannten Luftfahrtsysteme eignen sich vorrangig für zusammenhängende Waldgebiete und auch einzeln stehende Bäume abseits geschlossener Ortschaften oder sonstiger Besiedlung, da die freigesetzte Flüssigkeit naturgemäß stark vernebelt wird und eine örtlich begrenzte Anwendung nur bedingt möglich ist. Seit 2012 gibt es Versuche die Schädlingsbekämpfungsmittel mit einem unbemannten Luftfahrtsystems zu versprühen. Das Spritzmittel wird hier in Tanks mit über 20 Liter Fassungsvermögen direkt am Fluggerät mitgeführt. Dies funktioniert zwar technisch, aber das Abfluggewicht beträgt ca. 65 kg und das Fluggerät verstößt damit gegen gültige Luftfahrtgesetze bzw. die Nutzung außerhalb von Flughäfen erfordert die Einrichtung einer Sonderflugzone. Bodengestützte Methoden werden mit konventionellen Maschinen wie Hebebühnen und Sprühkanonen durchgeführt, oder auch mit speziell entwickelten selbstfahrenden Arbeitsmaschinen. Diese Methoden sind teilweise sehr zeiteffizient. Allerdings benötigen größere Maschinen, die den Anwender selbst in unmittelbare Nähe des Anwendungsortes wie beispielsweise die Baumkrone befördern meistens einen festen, geraden Untergrund um beispielsweise eine Hebebühne ausfahren zu können. Sowohl selbstfahrende Arbeitsmaschinen als auch Maschinen und Vorrichtungen, die als Aufbauten für Traktoren, LKW oder ähnlichen Fahrzeugen ausgeführt sind können aufgrund ihres Gewichtes und ihrer Größe meist nicht ohne die Verursachung von Flurschäden in unwegsames Gelände transportiert werden. Somit eignen sich die aufgeführten bodengestützten Methoden vorrangig für die Anwendung an Bäumen die von befestigten Flächen wie Straßen und Parkplätzen aus zugänglich sind, wie es beispielsweise bei Alleebäumen der Fall ist. Schlecht zugängliche Bäume werden mitunter von Kletterern behandelt, die sich selbst mit Hilfe geeigneter Ausrüstung ins Astwerk begeben. Diese Methode ist aber relativ zeitaufwändig und stellt unter Umständen trotz Schutzausrüstung eine gesundheitliche Belastung für den Anwender dar, da dieser den freigesetzten Flüssigkeiten über einen längeren Zeitraum hinweg direkt ausgesetzt ist.
-
Der in Patentanspruch 1 beschriebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde dass manche Bäume, die zu Zwecken der Schädlingsbekämpfung, Baumpflege etc. mit flüssigen Spritzmitteln besprüht werden sollen, aufgrund ihres Standortes in Parkanlagen, unwegsamem Gelände, Wohngebieten, geschlossenen Ortschaften etc. mit herkömmlichen Methoden nur mit erheblichem Aufwand behandelt werden können. Die Gründe dafür sind bei herkömmlichen bodengestützten Methoden dass diese Bäume aufgrund der Geländeformation oder durch Hindernisse nur schwer oder gar nicht zugänglich sind bzw. dass durch den Einsatz von schwerem Gerät unverhältnismäßig hohe Schäden in der Umgebung entstehen würden. Mit herkömmlichen luftgestützten Methoden können diese Bäume nicht behandelt werden weil Lärm- und Schadstoffbelastung in nicht vertretbarem Ausmaße entstehen würden. Die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und das mit ihr durchgeführte Verfahren gemäß Patentanspruch 5 stellen somit eine sinnvolle Ergänzung zu herkömmlichen Methoden dar und schaffen eine kostengünstige, schnell durchführbare und präzise Möglichkeit flüssige Spritzmittel auf die vom Boden aus nicht direkt zugänglichen Bereiche von Bäumen aufzubringen.
-
Dies wird erreicht indem eine zu Fuß transportable Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 geschaffen wird. Das ferngelenkte unbemannte Luftfahrtsystem (1, Pos. 3), welches eine der beiden Hauptkomponenten dieser Vorrichtung darstellt, hebt die Auslassdüse (1, Pos. 5) an die benötigte Position über dem Baum (1, Pos. 6), wo dann die freizusetzende Flüssigkeit (1, Pos. 7) zerstäubt werden kann. Die zweite Hauptkomponente der Vorrichtung besteht aus einer Bodenstation (1, Pos. 1) welche sich im wesentlichen aus einem Vorratstank und einer Pumpe zusammensetzt. Diese beiden Hauptkomponenten werden durch einen Schlauch (1, Pos. 2) miteinander verbunden. Die Einsatzhöhe ist mechanisch nur durch die Schlauchlänge begrenzt, allenfalls noch durch die Leistung der eingesetzten Pumpe. Würde man die Auslassdüse statt mit einem ferngelenkten unbemannten Luftfahrtsystem beispielsweise mit einem Gestänge in höhere Bereiche des Baumes heben, wäre eine größere Anwendungshöhe als 6 bis 8 Meter vermutlich sehr umständlich in der Handhabung. Mit der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 sind Anwendungshöhen von bis zu 30 Meter und mehr möglich, ohne dass hierfür erst ein Gerüst, eine Hebevorrichtung oder Ähnliches am Boden aufgebaut werden muss. Dadurch dass ein Großteil des Gewichtes der Vorrichtung, insbesondere die freizusetzende Flüssigkeit, am Boden verbleiben, muss das unbemannte Luftfahrtsystem nur ein relativ geringes Gewicht tragen, nämlich nur sein Eigengewicht inklusive Anbauteile sowie das Gewicht des gefüllten Schlauches. Das geringe Gewicht des unbemannten Luftfahrtsystems erlaubt den Antrieb mit Elektromotoren, was umweltfreundlicher und geräuschärmer ist als Verbrennungsmotoren, welche bei höheren Abfluggewichten nötig wären. Ferner ist das ferngelenkte unbemannte Luftfahrtsystem nach geltendem Luftfahrtgesetz erlaubnisfähig, da sein Abfluggewicht problemlos unter 25 kg gehalten werden kann. Mit der in Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung lässt sich die freizusetzende Flüssigkeit sehr viel genauer platzieren und dosieren als mit herkömmlichen Luftgestützten Systemen, da der Anwender durch die Kompaktheit und Wendigkeit das ferngelenkten unbemannten Luftfahrtsystems sehr nah an die Baumkrone bzw. den Punkt an dem die Flüssigkeit freigesetzt werden soll heran steuern kann und die Flüssigkeit somit nicht großräumig vernebelt werden muss. Dabei genügt es wenn der Anwender sich während des Sprühvorgangs in Sichtweite befindet. Trotzdem ist eine genaue Dosierung und Platzierung des Spritzmittels möglich, ähnlich wie bei Methoden bei denen der Anwender selbst sich in unmittelbare Nähe des Anwendungsbereiches wie beispielsweise der Baumkrone begibt, z. B. mit einer Leiter, Hebebühne, Kletterseil etc. Dies reduziert die unter Umständen von der Spritzflüssigkeit ausgehenden Gesundheitsrisiken sowohl für den Anwender selbst als auch für eventuell in der Nähe befindliche Personen. Die Präzision bei der Anwendung kommt außerdem dem Umweltschutz zugute, da das verwendete Spritzmittel nur in geringem Ausmaß die Umgebung kontaminiert. Dieser Vorteil wird durch die in Patentanspruch 2 angegebene Erweiterung bzw. Variante der Erfindung gemäß Patentanspruch 1 noch verstärkt. Die vorgelagerte Auslassdüse (2, Pos. 5), welche an einem Ausleger (2, Pos. 4) befestigt ist und die freizusetzende Flüssigkeit (2, Pos. 7) von dem ferngelenkten unbemannten Luftfahrtsystem (2, Pos. 3) weg in Richtung des Baumes (2, Pos. 6) sprüht, an dem die Flüssigkeit aufgebracht werden soll, ermöglicht es mit dem ferngelenkten unbemannten Luftfahrtsystem einen größeren Sicherheitsabstand zum Baum zu halten. Dies verhindert dass der Schlauch (2, Pos. 2) oder das ferngelenkte unbemannte Luftfahrtsystem selbst sich im Astwerk verfängt oder dass der Vorgang sonst in ähnlicher Weise beeinträchtigt wird und erlaubt einen noch geringeren Abstand zwischen Auslassdüse und Astwerk. Die in Patentanspruch 3 beschriebene Schlauchtrommel stellt eine Möglichkeit dar während der Anwendung des Verfahrens immer die gerade benötigte Schlauchlänge zur Verfügung zu stellen. Dies erleichtert die Handhabung der Vorrichtung, da die Benötigte Schlauchlänge während der Verschiedenen Phasen des Vorgangs variiert. Diese Phasen sind im Wesentlichen Start, Anflug, Sprühvorgang, Rückflug und Landung. Wird der Schlauch stets in geeigneter Weise auf Spannung gehalten, kann er sich nicht in Ästen oder an Gegenständen am Boden verfangen. Wenn die Schlauchrolle elektronisch geregelt ist, kann das Auf- und Abrollen des Schlauches beispielsweise über dieselbe Funkfernbedienung ausgelöst werden, die zur Fernlenkung des unbemannten Luftfahrtsystems eingesetzt wird. Ist die Zugänglichkeit des zu behandelnden Baumes durch Hindernisse (3, Pos. 8) wie beispielsweise andere Bäume, hohe Zäune, Hecken etc. behindert, stellt die in Patentanspruch 4 dargestellte Variante eine sinnvolle Erweiterung der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 dar. Ein zweites ferngelenktes unbemanntes Luftfahrtsystem (3, Pos. 9), welches von einem zweiten Anwender kontrolliert wird, hebt den Schlauch (3, Pos. 2) über einen geeigneten Umlenkmechanismus (3, Pos. 10) wie beispielsweise eine Umlenkrolle mit an und verhindert somit dass dieser sich im Astwerk oder anderen Hindernissen verfängt. Diese Variante ermöglicht somit eine aktive Positionierung des Schlauches, der zweite Anwender kann den Schlauch gezielt von Hindernissen fernhalten während der erste Anwender sich auf die Behandlung des Baumes konzentrieren kann.
-
Im nun folgenden Ausführungsbeispiel wird eine Vorrichtung beschrieben die dem Aufbringen von Spritzmitteln wie z. B. dem Biozid „Dipel ES” insbesondere auf die Baumkrone dient sowie das Verfahren welches mit dieser Vorrichtung ausgeführt wird. Die Maßnahme wird eingesetzt um die Raupen des Eichenprozessionsspinners noch vor deren Verpuppung zu bekämpfen, das Mittel haftet auf den Blättern des Baumes welche dem Schädling als Nahrung dienen und gelangt auf diesem Weg in dessen Organismus. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Hauptkomponenten, einer Bodenstation (2, Pos. 1) und einem ferngelenkten unbemannten Luftfahrtsystem (2, Pos. 3). Letzteres ist als sogenannter „Hexakopter” ausgeführt, einem Drehschrauber der mit 6 Elektromotoren und dazugehörigen Luftschrauben angetrieben wird. Diese erzeugen sowohl den Schub für den Auftrieb als auch die Kräfte die zum Lenken bzw. zur Stabilisierung des Hexakopters nötig sind. Die Steuerung erfolgt über konventionelle Modellbaukomponenten, der Anwender gibt über eine Funkfernsteuerung Kontrollbefehle welche an die Steuerelektronik des Hexakopters weitergeleitet werden. Der Rahmen des Hexakopters ist im wesentlichen aus Aluminiumprofilen aufgebaut, welche von der Mitte aus sternförmig nach außen laufen. An den äußeren Enden ist jeweils ein Motor befestigt. An dieser Rahmenkonstruktion ist ein Ausleger (2, Pos. 4) aus Aluminiumrundrohr von ca. drei Metern Länge montiert, dessen äußeres Ende eine Auslassdüse (2, Pos. 5) trägt, welche die freizusetzende Flüssigkeit (2, Pos. 7) zerstäubt. Am anderen Ende des Rohres ist ein Schlauch (2, Pos. 2) befestigt, welcher die Auslassdüse mit der freizusetzenden Flüssigkeit speist. Dieser Schlauch ist insgesamt ca. 50 Meter lang, und verbindet den Hexakopter mit der Bodenstation. Diese Bodenstation ist auf einem Aluminiumrahmen aufgebaut welcher zwei Rollen hat und alle Einzelkomponenten trägt, so dass sich die gesamte Bodenstation ähnlich wie eine Sackkarre bewegen lässt. Sie besteht aus einem geeigneten Tank welcher das Spritzmittel in ausreichender Menge zur Behandlung wenigstens eines Baumes bevorratet und einer Schlauchrolle welche den Schlauch aufnimmt. Außerdem gehören zur Bodenstation eine Impellerpumpe sowie eine Stromversorgung in Form einer 12 Volt Batterie. Die Drehbewegung der Schlauchrolle wird mit einem Elektromotor ausgelöst welcher ebenfalls über eine konventionelle Funkfernsteuerung kontrolliert wird. Die Impellerpumpe saugt das Spritzmittel an und transportiert es über den Schlauch zum Hexakopter, außerdem erzeugt sie den für die Funktion der Auslassdüse nötigen Betriebsdruck. Diese Pumpe wird über die selbe Funkfernsteuerung kontrolliert wie die Schlauchrolle. Somit ist es möglich dass ein einzelner Anwender die gesamte Vorrichtung sowohl transportiert als auch alle Funktionen alleine bedient. Bei der Anwendung des Verfahrens wird zunächst die Bodenstation und der Hexakopter ins Einsatzgebiet gebracht und der Anwender nimmt eine Position ein von der aus er den gesamten Baum im Blickfeld hat, also meistens ungefähr so weit vom Baum entfernt wie dieser hoch ist. Nun erfolgt der Anflug, währenddessen ist die Pumpe noch deaktiviert. Der Anwender steuert die Flugbewegungen des Hexakopters und sorgt gleichzeitig dafür dass die Schlauchrolle zu jedem Zeitpunkt die richtige Schlauchlange bereitstellt so dass der in der Luft hängende Teil des Schlauches unter leichter Spannung steht. Damit wird verhindert dass der Schlauch senkrecht nach unten hängt und Gefahr läuft sich im Astwerk zu verfangen. Hat der Hexakopter die gewünschte Position in der Nähe der Baumkrone erreicht aktiviert der Anwender die Pumpe und die Sprühdüse beginnt das Spritzmittel über dem Blattwerk zu zerstäuben. Durch gezielte Dreh- und Schwenkbewegungen des Hexakopters lässt sich sehr genau die Position der Sprühdüse bzw. die Sprührichtung kontrollieren während der Abstand zwischen Auslassdüse und Astwerk sehr gering gewählt werden kann, je nach Situation weniger als ein Meter. Somit kann eine Benetzung der gesamten Baumkrone erreichen werden, ohne dass eine allzu große Menge des Spritzmittels ihr Ziel verfehlt und ungewollt andere Pflanzen oder Gebäude und Ähnliches in der Umgebung trifft. Bei besonders großen und ausladenden Bäumen kann unter Umständen ein weiterer Anflug von der gegenüberliegenden Seite erforderlich sein. Ist die benötigte Menge Spritzmittel aufgetragen, stoppt der Anwender die Pumpe und führt den Rückflug und schließlich die Landung durch, während er den Schlauch wieder nach Bedarf einrollt.
