DE19523648A1 - Automat zum Besprühen von Pflanzenkulturen mit Luftunterstützung - Google Patents

Description

Für die automatische Bewässerung von Pflanzen und zur Aplikation von Pflanzenschutzmitteln werden verschiedene technische Hilfmittel verwendet. Bekannt sind handgeführte Spritzgeräte, die aus transportablen Behältern oder über Schlauchleitungen versorgt werden Einfache Ausführungen besitzen lediglich Zerstäubungsdüsen für das auszubringende Medium, aufwendigere Konstruktionen nutzen zusätlich einen Luftstrom für die bessere Durchdringung des Pflanzenbestandes und für eine gleichmäßigere Verteilung des Mediums. Insbesonders für Feilandkulturen wie den Ackerbau, den Obstbau und den Weinbau werden aufwendige Geräte mit unterschiedlichsten Gebläsen, Luftführungseinrichtungen und Antriebssystemen verwendet. Nur vergleichsweise wenige Geräte wurden für den Einsatz in Gewächshäusern entwickelt. Hier sind auf dem Boden oder an Deckenschienen geführte Spritzbalken der Stand der Technik.

Die verfahrenstechnisch überlegene Luftunterstützung ist derzeit lediglich bei der Verwendung von tragbaren Rückensprühgeräten möglich.

Der Grund für diese geringe Technisierung im Gewächshäusern liegt einerseits darin begründet, daß die einfache Übertragung der im Freiland bewährten technischen Mittel in ein beengtes Gewächshaus an der Größe der Maschinen und dem hohen Leistungsbedarf der Gebläse scheitert, andererseits daran, daß wirtschaftliche Lösungen mit angemessen flexibler Einsatzfähigkeit bisher nicht vorgeschlagen wurden. Außerdem spielt das Festhalten an traditionellen Arbeitstechniken eine wichtige Rolle.

Nachdem vor kurzem erste wissenschaftliche Versuche mit durch Verkleinerung an das Gewächshaus angepaßter Freilandtechnik, das Verbesserungspotential durch Luftunterstützung deutlich gemacht haben, werden nun verstärkt technische Lösungen gefordert, mit denen sich die verfahrenstechnischen Anforderungen wirtschaftlich umsetzen lassen. Dieser Einsatz von optimaler Technik, die durch gleichmäßige und zielgerichter Benetzung den Spritzmittelaufwand auf ein wirksames Minimum reduziert, ist im Gewächshaus schon deshalb besonders bedeutsam, weil Pflanzenschutzmittel hier besonders intensiv verwendet werden und die Automation hier im besonderen Maße zur Gesundheitsvorsorge für das ausführende Personal geboten ist.

Die Aufgabe läßt sich entsprechend den besonderen Bedingungen der Gewächshauskulturen folgendermaßen beschreiben.

Der begrenzte Raum erfordert ein exakt geführtes Sprühgerät Das Führungssystem stellt einen großen Anteil an den Gesamtkosten dar, es muß also besonders kostengünstig ausgeführt werden. Wegen der verhältnismäßig kleinen Flächen ist die Austragleistung weniger wichtig, als eine geringe Baugröße und ein niedriger Energiebedarf. Die Position des Gerätes und die Richtung des Sprühstrahls muß den unterschiedlichen Pflanzen und den großen Veränderungen der Bedingungen durch schnelles Wachstum mühelos anzupassen sein. Ein zuverlässiger automatischer Betrieb muß ohne großen Steuerungsaufwand möglich sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe, einen Automaten zum Besprühen von Pflanzen mit Luftunterstützung für den Einsatz in Gewächshäusern zu schaffen dadurch gelöst, daß ein Sprühgerät an einen Seil aufgehängt und geführt wird. An den Stirnwänden des Gewächshauses werden Führungsschienen befestigt, in denen Laufwagen fahren, zwischen denen das Tragseil gespannt ist. Die Laufwagen werden durch ein Seil verbunden, daß über Umlenkrollen an den Enden der Führungsschienen mit einer Überkreuzung geführt ist. Eine der Umlenkrollen ist mit einem elektrischen Antrieb versehen. Durch die Seilverbindung und die Überkreuzung wird zwischen den weit entfernten Seiten des Seiles auf einfache Weise ein Gleichlauf erzeugt.

Bei sehr großen Distanzen können beidseitig Antriebe direkt an den Laufwagen und elektrische Gleichlaufeinrichtungen zum Einsatz kommen, auch eine leichte Trägerkonstruktion als Fahrbahn für die Sprüheinrichtung kann verwendet werden, wenn der Seildurchhang durch eine sehr große Bahnlänge oder ein sehr flaches Gewächshaus dies erfordert und der Einsatz dennoch wirtschaftlich ist.

Auf dem Stahlseil fährt eine Seilkatze mit Tragrollen und einer Antriebsrolle, die vorzugsweise gegenüber den Tragrollen angeordnet ist. Der Antrieb erfolgt durch einen kleinen Elektromotor.

Unter der Katze ist die Sprüheinrichtung höhenverstellbar aufgehängt. Diese Sprüheinrichtung besteht erfindungsgemäß aus einem Luftführungsgehäuse, das um eine senkrechte Achse drehbar gelagert ist und über einen Reibradantrieb mittels Elektromotor in Rotation versetzt werden kann. Innerhalb dieses Luftführungsgehäuses ist ein Gebläse angeordnet, der als Axial oder Radialgebläse ausgeführt sein kann. Entscheidend ist daß die bauliche Vereinfachung, die erfindungsgemäß dadurch erzielt wird, daß der Motor mit dem nicht drehenden Teil der Sprüheinrichtung verbunden ist, was die Energiezuführung vereinfacht. Das Luftführungsgehäuse weist mindestens einen Ausleger, (vorteilhaft für den Ausgleich von dynamischen Kräften sind zwei gegenüberliegende Ausleger) auf, der die Luft nach außen leitet und am Ende nach unten und in Richtung der Drehachse bzw. für die Behandlung großer Flächen nach außen umlenkt. Der Ausleger besteht zweckmäßigerweise aus einem flexiblen Windsack, der bei Kollisionen ausweicht, nur ein geringes Gewicht aufweist und durch einfaches Auswechseln an unterschiedliche Verhältnisse anzupassen ist. Die Zuführung des Arbeitsmediums erfolgt im einfachsten Fall durch eine feststehende Düse im Lufteintritt, deren Zuleitung um den Ventilator herum geführt ist. Dabei ist der Niederschlag von Teilen des Mediums an den Innenflächen der Luftführungseinrichtung nachteilig. Zweckmäßiger ist die Anordnung der Düse im Bereich des Luftaustrittes, was aber eine Drehdurchführung erfordert Die Zuführung des Arbeitsmediums und der elektrischen Energie von stationären Versorgungseinheiten erfolgt durch Kabel und Schlauch, die spiralförmig um das Tragseil herumgeschlungen sind. Die Arbeitsweise des Gerätes ist nun die, daß zunächst der Luftverteiler durch die Stoß und Reibungskräfte der Luft oder einen separaten Antrieb in Rotation versetzt wird. Beispielsweise durch ein Zeitrelais verzögert, werden dann der Katzfahrantrieb und die Spritzmittelversorgung zugeschaltet. Der Strahl aus Luft und zerstäubtem Spritzmedium wird durch die Überlagerung von Katzfahrt und Rotation auf einer spiralförmigen Bahn über der zu behandelnden Kultur ausgebracht. Vorteilhaft ist, daß die Pflanzen durch den Neigungswinkel des Sprühstrales von allen Seiten behandelt werden und durch die Lage der Ansaugöffnung in Richtung des Sprühstrahles eine zirkulierende Luftströmung erzeugt wird, was die Durchdringung dichter Pflanzenbestände verbessert und die gleichmäßige Verteilung des Spritzmittels unterstützt.

Nachdem eine Bahn längs des gespannten Seile behandelt wurde, löst die Katze einen Schalters am Ende der Seilbahn aus. Dadurch wird die Ausbringung des Arbeitsmediums unterbrochen und die Querfahrt des Seiles ausgelöst. Ist die Weg- oder zeitabhängig einstellbare Position für die nächste Bahn erreicht, wird das Spritzgerät erneut gestartet. Dieser Ablauf wird wiederholt, bis eine vorgegebene Anzahl von Bahnen behandelt wurden. Die Steuerung erfolgt bezüglich der Katze vorzugsweise mechanisch und an den Laufwagen der Seilführung durch elektrische Schalter.

Ein gewisser Nachteil ist die Ungleichmäßigkeit der Verteilung, die sich aufgrund der spiralförmigen Bahn und an den Endpunkten ergibt. Dabei wirkt sich aber einerseits die gute Durchdringung der Luftunterstützung mildernd aus, andererseits sind steuerungstechnische Einrichtungen möglich, die die Spritzmittelzufuhr regulierend beeinflussen. Bezüglich der spiraligen Verteilung ist erfindungsgemäß ein Regulierventil innerhalb der Drehdurchführung zum Luftverteiler vorgesehen, daß sich auf einfache Weise aus eine zweckmäßigen Gestaltung des Verteilers mit entsprechenden Austrittsbohrungen ergibt. Aufgrund des relativ kleinen Sprühstrahles ist die Leistung der elektrischen Antriebe von Gebläse und Katzantrieb sowie der Spritzmitteldurchsatz gering, woraus vorteilhaft ein geringes Gewicht der Einrichtung resultiert. Auf diese Weise werden die Kräfte im Stahlseil so gering, daß sie von der tragenden Konstruktion üblicher Gewächshäuser aufgenommen werden kann.

Fig. 1 zeigt in einer Prinzipdarstellung die Sprüheinrichtung. Ein Stahlseil (1) ist an Laufwagen (2) befestigt, die in Profilschienen auf Rollen laufen. Die Schienen sind über Befestigungselemente (4) mit der tragende Konstruktion dem Gewächshauses oder einer anderweitigen Konsole (5) aufgehängt. Auf dem Seil verfährt die Katze (9), die von den Tragrollen (10) geführt wird und von einem Antriebsrad (11) über den Motor (12) angetrieben wird. An der Katze (9) ist an einem senkrechten Stab (13) ein Achsrohr (15) höhenverstellbar und durch eine Arretierung (14) gehalten angeordnet. Unterhalb und fest mit diesem Achsrohr verbunden ist der Antrieb des Gebläses (16) angebracht das mit einem Propeller (17) Luft von unten ansaugt. Auf dem Achsrohr ist eine Hülse (20) drehbar gelagert. Diese Hülse ist innen und in Verbindung mit dem Achsrohr als Drehdurchführung für das Spritzmedium ausgeführt. Der Verteilerraum (23) bietet Platz für Bohrungen und Steuerflächen mit bei der Drehung veränderlichen Strömungsquerschnitten. Außen auf dem Gehäuse wälzt das Reibrad (22) des Rotationsantriebes (21) ab. An dem Gehäuse ist nach unten hängend das Luftverteilergehäuse (18) befestigt oder es bildet mit der Hülse eine bauliche Einheit. Ein seitlicher Ausgang des Luftverteilergehäuses mündet in eine Luftröhre (26), an deren Ende (27) die Luft austritt. Innerhalb der Luftröhre befindet sich eine Spritzmittelleitung (24), die den Spritzmittelverteiler mit der Sprühdüse (25) verbindet. Die Zuführung des Spritzmittels erfolgt über einen Spiralschlauch (6) von der stationären Versorgungseinheit (7). Die Versorgung mit elektrischer Energie ist parallel dazu innerhalb eines Schlauches verlegt.

Fig. 2 zeigt in einer Draufsicht die Anordnung der Führungsschienen und des Stahlseiles sowie die Einrichtung für das Verfahren des Seiles in Querrichtung. An den Führungsschienen 3 sind dazu Umlenkrollen 31 und 32 angeordnet. Die Laufwagen (2) sind über ein Seil miteinander verbunden, das über die Umlenkrollen geführt und einmal gekreuzt ist. Eine Umlenkrolle (32) ist mit einem elektrischen Antrieb ausgerüstet.

Claims (3)

1. Automat zum Besprühen von Pflanzenkulturen mit Luftunter­ stützung gekennzeichnet durch,

   • a ) eine bahngeführte Sprüheinrichtung mit einem Gebläse (16), das innerhalb eines rotierenden Luftverteilergehäuses (18) angeordnet ist, das mindestens einen seitlichen Ausgang aufweist, der in einen Luftführungskanal (26) einmündet, der die von unten angesaugte Luft nach außen und unten umlenkt und Einrichtungen für die Zuführung und Zerstäubung von Spritzmittel und deren Leitung und Verteilung innerhalb des Luftstromes aufweist,
   • b) eine Drehdurchführung für flüssiges Spritzmittel, die in ihrem Verteilerraum Steuerbohrungen und Gegenflächen für eine während der Rotation zyklisch variable Drosselung des Durchflusses enthält,
   • c) einen flexiblen Windsack (26) als Luftführungskanal,
   • d) einen ortsfest mit der Laufkatze verbundenen Reibradantrieb (22), der auf einer Gegenfläche des rotierenden Luftverteilers abwälzt,
   • e) eine Höhenverstelleinrichtung zwischen Laufkatze und Spritz­ einrichtung und
   • f) einen spiralförmig um das Tragseil geschlungenen Schlauch (6) als Verbindung zwischen einer ortsfesten oder oder an den Laufwagen (2) befestigten Versorgungseinheit (7) und dem auf dem Seil verfahrbaren Sprühgerät.
2. 2. Automat zum Besprühen von Pflanzenkulturen mit Luftunter­ stützung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen in Schienen quer zum Tragseil beweglichen Laufwagen (2) gespanntes Seil als Führungsbahn der Sprüheinrichtung dient.
3. 3. Automat zum Besprühen von Pflanzenkulturen mit Luftunterstützung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Laufwagen nach Anspruch 2 mit einem Seil erfolgt, das kreuzweise über Rollen an den Enden der Führungsschienen geführt ist, wobei mindestens eine Rolle angetrieben ist.