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Feldspritze
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Die Erfindung beitrfft eine Feldspritze zum Verteilen von Spritzmitteln,
insbesondere von Pflanzenschutz-und Düngemitteln, in Form eines fahrbaren Anhängers
oder zum Anbau an eine Landmaschine mit einer Spritzeinrichtung und zumindest einem
Tank für ein Konzentrat des Spritzmittels und für eine Verdünnungsflüssigkeit, insbesondere
Wasser.
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Derartige Feldspritzen werden insbesondere zur Fungizid-, Insektizid-
und Herbizid-Spritzung vor allem zur Ganzflächenbehandlung im Getreideanbau und
im Hackfruchtanbau verwendet. Sie können auch bei bestimmter Ausrüstung zur Flüssigdüngung
eingesetzt-werden. Dabei werden die Feldspritzen vier- bis fünfmal jährlich pro
Anbaufläche eingesetzt.
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Die bekannten Feldspritzen weisen lediglich einen Tank auf. In diesen
wird vor dem Spritzvorgang die Verdünnungsflüssigkeit und das Konzentrat des Spritzmittels
im gewünschten Verhältnis und in der erforderlichen Gesamtmenge eingefüllt. Es ist
jedoch kaum möglich,
die für eine bestimmte Fläche notwendige Gesamtmenge
so genau zu bestimmen, daß nach Abschluß des Spritzvorgangs im Tank keine Restmenge
mehr übrig bleibt. Dies hängt damit zusammen, daß Feldspritzen nicht so genau einstellbar
sind und daß die Fahrweise nicht so gleichmäßig sein kann, daß eine genaue Berechnung
der erforderlichen Gesamtmenge möglich ist.
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Die Folge hiervon ist, daß vorsichtshalber immer so viel Spritzmittel
und Verdünnungsmittel mitgenommen wird, daß es für den jeweiligen Spritzvorgang
auf jeden Fall reicht. Meist bleibt dabei eine nicht unbeträchtliche Restmenge übrig,
die als verloren betrachtet werden muß, da sie nicht lagerungsfähig ist. Angesichts
der hohen Preise für das Spritzmittelkonzentrat stellt dies einen nicht zu vernachlässigenden
Kostenfaktor dar.
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Hinzu kommt, daß die Restmenge entsprechend den amtlichen Vorschriften
beseitigt werden muß, also nicht einfach in die Kanalisation geleitet oder am Feldrand
abgelassen werden kann. Desweiteren muß der Tank und die Spritzeinrichtung anschließend
sorgfältig gereinigt werden, um eventuelle Rückstände zu beseitigen und Verstopfungen
zu vermeiden.
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Bestimmte Spritzmittel sind darüberhinaus problematisch, da sie die
Neigung haben, im Tank aus dem Verdünnungsmittel auszuflocken und dann das Leitungs-und
Düsensystem der Spritzeinrichtung zu verstopfen.
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Der Tank muß für diese Fälle mit einer aufwendigen Rühreinrichtung
versehen werden.
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Schließlich treten bei den bekannten Feldspritzen Über- und Unterdosierungen
dann auf, wenn die vorgegebene Fahrgeschwindigkeit nicht eingehalten wird
oder
werden kann. Es fehlt also eine Anpassung der Mengenabgabe an die jeweilige Fahrgeschwindigkeit.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feldspritze der eingangs
genannten Art so zu gestalten, daß die vorgenannten Nachteile beseitigt werden,
insbesondere daß Restmengen und die damit verbundenen Probleme vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens
je ein gesonderter Tank für das Konzentrat und für die Verdünnungsflüssigkeit vorgesehen
ist und daß die Spritzeinrichtung eine Dosierpumpe zum dosierten Einspeisen des
Konzentrats in die Verdünnungsflüssigkeit aufweist.
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Aufgrund der Tatsache, daß das Spritzmittelkonzentrat und das Verdünnungsmittel
erst kurz vor dem Verspritzen in der Dosierpumpe zusammengeführt werden, entfallen
die Probleme mit den Entmischungsvorgängen bei bestimmten Spritzmitteln und damit
auch aufwendige Rühreinrichtungen für die Tanks. Desweiteren ist eine Tankreinigung
nicht mehr erforderlich, da Restbestände in den Tanks verbleiben und für den nächsten
Spritzvorgang verwendet werden können.
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Neben der Kostenersparnis wird hierdurch eine erhebliche Arbeitserleichterung
und Zeitersparnis erreicht.
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Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Feldspritze eröffnet sich
desweiteren die Möglichkeit, eine Anpassung der verteilten Spritzmittelmenge an
die Fahrgeschwindigkeit zu erreichen, indem die Dosierpumpe proportional zur Fahrgeschwindigkeit
angetrieben wird. Über- oder Unterdosierungen des Spritzmittels wegen Schwankungen
der Fahrgeschwindigkeit
können dann nicht mehr auftreten.
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Der Antrieb kann dabei über ein mit dem Antrieb der Landmaschine oder
- falls die Feldspritze als Anhänger konzipiert ist - mit einem Rad gekoppeltes
Getriebe erfolgen. Als besonders zweckmäßig hat sich erwiesen, die Dosierpumpe über
ein Getriebe mit einem auf dem Hinterrad des Traktors ablaufenden Reifenrad zu verbinden,
da dieser Antrieb besonders einfach ist. Das Getriebe kann dann als Reibradgetriebe
mit stufenlos-verstellbarer Übersetzung ausgebildet sein. Aufgrund der stufenlosen
Verstellbarkeit läßt sich schon über das Getriebe die Grundeinstellung der Dosierpumpe
und damit das Mischungsverhältnis zwischen Konzentrat und Verdünnungsmittel für
eine bestimmte Geschwindigkeit einstellen.
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Die Dosierpumpe ist zweckmäßigerweise als Kolbenpumpe mit zumindest
einem Förderkolben ausgebildet. Um den Förderstrom für das Konzentrat zu vergleichmäßigen
sollten drei im gleichen Hubabstand bewegte Förderkolben vorgesehen werden. Der
Förderhub sollte dabei gegen die Wirkung einer Feder erfolgen, so daß einfache Antriebsmittel
verwendet werden können. Hierfür bieten sich insbesondere auf einer Pumpenwelle
angeordnete Nocken an, die die Förderkolben bzw. den Förderkolben betätigen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Pumpenwelle in Lagern läuft, die exzentrisch in im Pumpengehäuse drehbaren Halterungen
angeordnet sind, und daß ein Anschlag zur Begrenzung des Rückhubes der Förderkolben
vorgesehen ist.
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Durch Drehen der Halterungen läßt sich der Kolbenhub und damit die
Fördermenge für das Konzentrat stufenlos einstellen. Dabei sollte zumindest eine
der
Lagerhalterungen einen von außen zugänglichen Handgriff zu deren Verdrehung aufweisen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen
Nocken und Förderkolben jeweils eine quer zur Pumpenwelle verlaufende Querstrebe
angeordnet ist, die in Hubrichtung verschieblich gelagert ist. Dabei sollten die
freien Enden der Querstreben in Hubrichtung zur vom Förderkolben abgewandten Seite
der Pumpenwelle verlaufende Bolzen aufweisen, die jeweils über ein Querjoch verbunden
und im Pumpengehäuse verschieblich gelagert sind. Auf diese Weise entsteht für jeden
Förderkolben ein in Hubrichtung verschieblich geführtes Viereck, das auch bei seitlicher
Versetzung der Pumpenwelle, wie sie bei Verdrehung der Lagerhalterungen zwangsläufig
gegeben ist, eine einwandfreie Hubbewegung für die Förderkolben ermöglicht.
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Die Erfindung sieht ferner vor, daß die Dosierpumpe ein Dosierventil
mit einem Ventilkörper aufweist, der in der von einer Feder unterstützten Schließrichtung
von der Verdünnungsflüssigkeit und in Öffnungsrichtung - also auf der anderen Seite
- von dem Konzentrat beaufschlagt ist, wobei der Ventilkörper zwei Ventilsitze aufweist,
zwischen denen ein Ausgangskanal für das Gemisch aus Verdünnungsflüssigkeit und
Konzentrat angeordnet ist. Mit diesem Dosierventil wird gleichzeitig die Verdünnungsmittel-
und die Konzentratzufuhr zu der Spritzeinrichtung unterbrochen, wenn die Dosierpumpe
kein Konzentrat fördert. Erst beim Antrieb der Dosierpumpe wird der Ventilkörper
durch den Druck des geförderten Konzentrats derart verschoben, daß er von beiden
Ventilsitzen abhebt und Verdünnungsflüssigkeit und Konzentrat in den Ausgangskanal
gelangen können.
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Zweckmäßigerweise weist der Ventilkörper zwischen den Ventilsitzen
eine Einschnürung auf, die in Öffnungsstellung gegnüber dem Ausgangskanal liegt.
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Daneben kann auch ein Bypasskanal zur Überbrückung des Dosierventils
vom Zulauf der Verdünnungsflüssigkeit zum Ausgangskanal vorgesehen werden, der durch
ein von außen betätigbares Ventil verschließbar ist. Durch Öffnen dieses Ventils
kann der Ausgangskanal und die sich daran anschließende Spritzeinrichtung mit Verdünnungsflüssigkeit
durchgespült werden, um sie von Spritzmittelrückständen zu befreien.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher veranschaulicht. Es zeigen: Figur 1 eine Draufsicht auf einen Traktor mit
einer zu einer Feldspritze gehörenden Dosierpumpe; Figur 2 eine Draufsicht auf die
Dosierpumpe in um 90° gegenüber dem Uhrzeigersin verdrehter Stellung mit einem Teilschnitt
in der in Figur 1 gekennzeichneten Ebene A-B und Figur 3 einen Schnitt durch einen
Teil der Dosierpumpe gemäß den Figuren 1 und 2 in der in Figur 2 dargestellten Ebene
C-D.
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Die Darstellung gemäß Figur 1 zeigt in der Draufsicht den hinteren
Teil eines Traktors 1 mit Rahmen 2, Hinterachse 3 und den Hinterrädern 4, 5. Der
Fahrersitz 6 und das Lenkrad 7 des Traktors 1 sind ebenfalls angedeutet.
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Von einer Feldspritze, die als Anhänger oder als Anbaugerät ausgebildet
sein kann, ist hier der Übersichtlichkeit halber lediglich eine Dosierpumpe 8 mit
ihrem Antrieb zu sehen. Beides ist - was hier ebenfalls nicht gezeigt ist - auf
einem Rahmen angeordnet, auf dem je ein gesonderter Tank für das Spritzmittelkonzentrat
und für das Verdünnungsmittel, hier Wasser, sowie eine Spritzeinrichtung zur Verteilung
des in der Dosierpumpe 8 fertiggestellten Gemisches befestigt. Sowohl der Rahmen
der Feldspritze als auch die Tanks und die Spritzeinrichtung können in ansich bekannter
Wei-se ausgebildet sein.
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Die Dosierpumpe 8 ist hier liegend angeordnet, das heißt die in ihr
befindlichen Kolben bewegen sich in der waagerechten Ebene und die Pumpenwelle verläuft
senkrecht zur Zeichnungsebene. Am hier unteren Ende der Pumpenwelle ist ein Reibrad
9 befestigt, das mit seinem Umfang an der Seitenfläche eines zweiten Reibrades lo
anliegt, das rechtwinlig zum ersten Reibrad 9 und damit in senkrechter Ebene verläuft.
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Das zweite Reibrad lo ist koaxial mit einem Antriebsrad 11 verbunden,
das gummibereift ist und am rechten Hinterrad 5 des Traktors 1 in Umfangsberührung
anliegt. Die Verbindung zwischen dem zweiten Reibrad lo und dem Antriebsrad 11 geschieht
über Federn 12, 13, 14, die für den nötigen Anpreßdruck zum ersten Reibrad 9 sorgen
und gleichzeitig ein Ausweichen in axialer Richtung erlauben, wenn das erste Reibrad
9 in horizontaler Ebene verschoben wird.
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Mit Hilfe dieser Anordnung wird die Dosierpumpe 8 von dem rechten
Hinterrad 5 proportional zur Geschwindigkeit des Traktors 1 angetrieben. Auf die-
se
Weise bewirken Schwankungen in der Geschwindigkeit des Traktors 1 eine Änderung
der Pumpenwellendrehzahl und und damit der damit der konzentration des Spritzmittels,
so daß die Spritzmittelmenge pro Flächeneinheit trotz unterschiedlicher Geschwindigkeit
des Traktors 1 gleichbleibt. Daneben besteht die Möglichkeit, die Grundeinstellung,
also das Ubersetzungsverhäl@nis zwischen den beiden Reibrädern 9, 10, durch Höhenverstell
ung entweder der Dosierpumpe 8 mit dem ersten Reibrad 9 oder des Antriebsrades 11
mit dem zweiten Reibrad lo zu ändern, so daß das erste Reibrad 9 auf einem anderen
Radius des zweiten Reibrades lo läuft. Auf diese Weise läßt sich die gewünschte
Spritzmittelmenge pro Flächeneinheit festlegen, die - wie eben dargelegt -dann auch
bei unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten gleichbleibt.
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Mit dem Pfeil 15 ist der Zufluß des Konzentrats und mit Pfeil 16 der
Zufluß des Wassers von den jeweils gesonderten Tanks verdeutlicht, während Pfeil
17 den Abfluß des fertigen Gemisches aus Konzentrat und Wasser zu der Spritzeinrichtung
anzeigt.
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Eine Rändelschraube 18 ist für. die Betätigung eines Ventils in einem
Bypasskanal gedacht, das zu Figur 2 noch näher erläutert wird.
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Figur 2 zeigt in einem Teilschnitt die Dosierpumpe 8 ebenfalls in
liegender Anordnung, jedoch im Unterschied zur Darstellung in Figur 1 um 900 gegen
den Uhrzeigersinn gedreht. Sie weist zwei Gehäuseteile 19, 20 auf, von denen der
in dieser Ansicht obere Gehäuseteil 20 geschnitten und der in dieser Ansicht untere
Gehäuseteil 19 teilgeschnitten ist.
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Im unteren Gehäuseteil 19 sind drei Förderkolben 21, 22, 23 nebeneinander
in passenden Laufbüchsen 24, 25, 26 geführt. Die Förderkolben 21, 22, 23 setzen
sich nach oben hin über die Laufbüchsen 24, 25, 26 fort und werden dort über Druckfedern
27, 28, 29 gegen senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufende Querstreben 30, 31, 32
gedrückt. An den Enden der Querstreben 30, 31, 32, die bis zu den jeweiligen, gegenüberliegenden
Gehäusewänden reichen, sind senkrecht dazu verlaufende Führungsbolzen 33, 34, 35
befestigt, von denen hier nur die drei Führungsbolzen 33, 34, 35 einer Seite zu
sehen sind. Sie sind in entsprechenden Nuten 36, 37, 38 im Gehäuseteil 20 verschieblich
geführt und an ihren oberen Enden mit parallel zu den Querstreben 30, 31, 32 verlaufenden
Querjochs 39, 40, 41 verbunden. Je ein Querjoch 39, 40, 41, eine Querstrebe 30,
31, 32 und zwei die beiden an ihren Enden verbindende Führungsbolzen 36, 37, 38
bilden somit ein Rechteck, wobei die Führungsbolzen 33, 34, 35 in der Zeichnungsebene
und damit auch in Hubrichtung der Förderkolben 21, 22, 23, verschieblich sind.
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Von diesen Rechtecken umgeben ist die Pumpenwelle 42, auf deren nach
außen ragendes Ende das erste Reibrad 9 sitzt. Sie weist für jeden Förderkolben
21, 22, 23 einen Nocken 43, 44, 45 auf, der auf den Querstreben 30, 31, 32 abläuft,
die auf die Förderkolben 21, 22, 23 wirken. Die Nocken 43, 44, 45 sind gegenseitig
um den jeweils gleichen Drehwinkel versetzt, um eine möglichst gleichmäßige Pumpenförderung
zu erreichen.
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Die Pumpenwelle 42 läuft in Lagern 46, 47, die in Lagerhalterungen
48, 49 angeordnet sind. Letztere sind drehbar im Gehäuseteil 20 um die Achse So
ge-
lagert und untereinander verbunden. Dabei ist die in dieser
Ansicht rechte Lagerhalterung 49 mit einem Handverstellgriff 51 zur Verdrehung der
beiden Lagerhalterungen 48, 49 versehen. Diese Verdrehung bewirkt eine Hubverstellung
aufgrund der Tatsache, daß die Lager 46, 47 und damit die Pumpenwelle 42 mit deren
Drehachse 52 exzentrisch in den Lagerhalterungen 48, 49 angeordnet ist.
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In der gezeigten Darstellung sind die Lagerhalterungen 48, 49 so gedreht,
daß die Pumpenwelle 42 am weitesten in Richtung auf die Förderkolben 21, 22, 23
versetzt ist. Entsprechend ist deren Hub am größten.
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Ein Drehen der Lagerhalterungen 48, 49 mittels des Handverstellgriffes
51 entfernt die Pumpenwelle 42 von den Förderkolben 21, 22, 23. Diese können den
Nocken 43, 44, 45 auf ihrem jeweiligen Rückhub nur bis zu einer bestimmten Stellung
folgen, da der Deckel 53 des Gehäuseteils 20 als Anschlag für die Vierecke aus Querstreben
3c, 31, 32, Führungsbolzen 33, 34, 35 und Querjoche 39, 40, 41 und damit als Hubbegrenzung
für die Förderkolben 21, 22, 23 dient. Der Förderhub wird also umso geringer7 je
mehr die Pumpenwelle 42 durch Verdrehen der Lagerhalterungen 48, 49 in dieser Ansicht
nach oben verschoben wird. Auf diese Weise ist eine stufenlose Veränderung der Fördermenge
des Spritzmittelkonzentrats und damit eine Veränderung der Grundeinstellung der
Dosierpumpe 8 möglich.
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Im in dieser Ansicht unteren Gehäuseteil 19 befindet sich der Einlaß
54 für das Konzentrat und darunter der Einlaß 55 für das Wasser. Vom Einlaß 55 des
Wassers geht - wie sich den gestrichelten Linien entnehmen läßt - innerhalb des
Gehäuseteils 19 ein Ausgangskanal 56 ab, an dessen Austritt 57 die Zulei-
tung
zu der Spritzeinrichtung angeschlossen werden kann. Vom Einlaß 55 des Wassers geht
desweiteren ein Bypasskanal 58 schräg nach unten ab, der durch das Absperrventil
59 geschlossen ist. Dieses Absperrventil 59 kann durch die in Figur 1 dargestellte
Wendelschraube 18 geöffnet werden, um die Spritzeinrichtung mit Wasser durchspülen
zu können.
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Figur 3 zeigt in einer Schnittdarstellung in der Ebene C-D gemäß Figur
2 den unteren Gehäuseteil 19.
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In dieser Ansicht links sind wieder der Einlaß 54 für das Konzentrat
und der Einlaß 55 für das Wasser - letzterer in Form einer Hohlschraube - zu sehen.
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Von dem Einlaß 54 für das Konzentrat gehen drei Zuflußkanäle zu den
einzelnen Förderkolben 21, 22, 23 aus, von denen nur der hier in der Schnittebene
liegende Zuflußkanal 60 zu erkennen ist. Dieser führt zu einem Einlaßrückschlagventil
61, über das der Förderkolben 22 das Konzentrat beim Rückhub in einer dem jeweils
eingestellten Rückhubweg entsprechenden Menge ansaugt. Beim Vorhub schließt das
Einlaßrückschlagventil 61, und das Konzentrat wird über einen Abflußkanal 62 und
ein sich dann öffnendes Auslaßrückschlagventil 63 in einen Abflußsammelkanal 64
gefördert. In diesen Abflußsammelkanal 64 münden auch die beiden anderen Abflußkanäle
der paralle zu der Schnittebene angeordneten Förderkolben 21, 23, bei denen die
Anordnung der Kanäle und Rückschlagventile identisch ist.
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Der Abflußsammelkanal 64 mündet in ein Dosierventil 65, das einen
Ventilkörper 66 aufweist. Dieser wird auf der in dieser Ansicht rechten Seite von
dem Konzentrat und auf der gegenüberliegenden Seite von
dem Wasser
beaufschlagt. Bei Stillstand der Dosierpumpe 8 wird er von dem statischen Wasserdruck
und unterstützt von einer Druckfeder 67 gegen zwei Dichtsitze 68, 69 gedrückt.
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Zwischen den Dichtsitzen 68, 69 weist der Ventilkörper 60 eine Einschnürung
70 auf Im Bereich dieser Einschnürung 70 geht der in Figur 2 gestrichelt dargestellte
Ausgangskanal 56 ab, was in dieser Figur nicht zu sehen ist. In der gezeigten Stellung
des Ventilkörpers 66 ist er sowohl für das Wasser als auch für das Konzentrat geschlossen,
da er zwischen den beiden Dichtsitzen 68, 69 abgeht. Fängt die Dosierpumpe 8 an
zu fördern, so wird der Ventilkörper 66 in dieser Ansicht nach links verschoben,
so daß er an beiden Dichtsitzen 68, 69 abhebt. Wasser und Konzentrat vermischen
sich dann im eingestellten Verhältnis und fließen in den in Figur 2 gezeigten Ausgangskanal
56.
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Der in Figur 2 ebenfalls gestrichelt dargestellte Bypasskanal 58 geht
vom Einlaß 55 für das Wasser ab, und zwar - was hier auch nicht zu sehen ist -vor
dem Ventilkörper 66. Befindet sich der Ventilkörper 66 - wie gezeigt - in Schließstellung,
weil die Dosierpumpe 8 nicht fördert, so kann das Absperrventil 59 geöffnet werden
und damit die sich an den Ausgangskanal 56 bzw. dessen Austritt 57 anschließende
Spritzeinrichtung mit Wasser durchgespült werden, um eventuelle Rückstände des Spritzmittels
zu beseitigen.