DE3240169A1

DE3240169A1 - Bodenbearbeitungsgeraet

Info

Publication number: DE3240169A1
Application number: DE19823240169
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: RDZ DUTZI GmbH
Current assignee: RDZ DUTZI GmbH
Priority date: 1982-10-29
Filing date: 1982-10-29
Publication date: 1984-05-03
Also published as: GB2130464B; GB8328992D0; FR2535150B1; GB2130464A; FR2535150A1

Description

PATENTANWÄLTE _V-

DIPL-ING. R. LEMCKE

DR.-ING. H. J. BROMMER

AMALIENSTRASSE 28

KARLSRUHE 1

RDZ Dutzi GmbH, 7521 Ubstadt-V/eiher 4

Bodenbearbeitungsgerät

Die Erfindung geht aus von einem Bodenbearbeitungsgerät, bestehend aus einem an eine Zugmaschine ankuppelbaren oder einen eigenen Antrieb aufweisenden Gestell mit zumindest einer den Boden in einstellbarer Tiefe horizontal durchtrennenden und nach hinten anhebenden Schar, deren symmetrisch zur Längsachse schräg nach hinten auseinanderlaufenden Schneidflächen über ein gemeinsames Dach miteinander verbunden sind, wobei unter dem Dach zumindest eine Injektionsdüse zum Einbringen von Wirkstoffen, insbesondere Düngemitteln in den Boden angeordnet ist, die über eine Förderleitung mit einem Vorratsbehälter in Verbindung steht und wobei die Wirkstoff Förderung zur Düse mittels Druckluft erfolgt.

Ein derartiges Bodenbearbeitungsgerät ist durch die niederländische Patentanmeldung 74 00 416 bekannt. Dabei

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ist der Vorratsbehälter mit flüssigem Wirkstoff gefüllt und in seinem oberen Bereich an einen Druckbehälter angeschlossen. Dieser Druckbehälter übt einen gleichbleibenden Druck auf die zu verspritzende Flüssigkeit aus und treibt sie durch die Förderleitung zur Injektionsdüse und von dort in die aufgeschlossene Bodenschicht hinein.

Untersuchungen der Anmelderin haben ergeben, daß dieses bekannte Gerät praktisch nur für flüssige oder gasförmige Wirkstoffe geeignet ist. Hingegen kommt es bei pulverförmigen Wirkstoffen, insbesondere bei Granulat in kürzester Zeit zu Verstopfungen in der Förderleitung, weil der Strömungswiderstand bei Feststoffen wesentlich höher ist und diese Stoffe auch untereinander zur Bildung von Zusammenballungen und zum Anbacken neigen.

Außerdem ist die Einwirkbreite des aus der Injektionsdüse kommenden Wirkstoffes sehr gering, er teilt sich praktisch nur dem in der Düsenrichtung liegenden Bodenbereich mit, während an den Rändern der Schare kaum noch Wirkstoff in den Boden gelangt.

Hiervon ausgehend, liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, dieses bekannte Gerät dahingehend zu verbessern, daß es auch für pulverförmige Wirkstoffe, insbesondere für Granulat geeignet ist. Außerdem soll eine wesentlich homogenere Verteilung des Wirkstoffes im Boden gewährleistet sein.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Vorratsbehälter eine Dosiereinrichtung zur Mengensteuerung der Wirkstoffe aufweist, daß an diese Dosiereinrichtung eine Mischkammer angeschlossen ist, wo die dosierte Wirkstoffmenge eine Vermischung mit Druckluft erfährt und diese Mischung sodann der Injektionsdüse zugeführt wird.

Erfindungsgemäß wird also der Wirkstoff nicht mit Druckluft beaufschlagt, sondern mit ihr intensiv vermischt. Die Förderung des Wirkstoffes in die Mischkammer erfolgt durch eine Dosiereinrichtung, damit der Wirkstoffanteil an der in der Mischkammer gebildeten Zweiphasenmischung nicht zu hoch wird und kein Verklumpen und Verstopfen zu befürchten ist. Die mit dem Wirkstoff aus der Injektionsdüse austretende Druckluft verbessert einerseits die horizontale Verteilung des Wirkstoffes in der Breite, andererseits ergibt sich als günstiger Nebeneffekt eine intensive Durchlüftung der aufgeschlossenen Erdschollen.

Das erfindungsgemäße Gerät gestattet es insbesondere, Phosphat, das üblicherweise in Gränulatform von 3 bis 4 mm vorliegt, störungsfrei in die für die Tiefendüngung maßgeblichen Bodenschichten einzubringen. Ebenso lassen sich auch Styroporteilchen zur,Auflockerung und Durchlüftung fester Böden und beliebige andere Wirkstoffe, beispielsweise Insektizide, in den Boden bringen. Bei all diesen Stoffen sichert der hohe Druckluftanteil eine gute Verteilung quer zur Fahrtrichtung und somit ein homogenes Behandlungsergebnis.

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Um die Wirkstoffmenge stets in der richtigen Dosierung zuzuführen und dies auch unter veränderlichen Betriebsbedingungen, empfiehlt es sich besonders, daß die Wirkstoff -Mengensteuerung der Dosiereinrichtung fahrgeschwindigkeitsabhängig ist. Dadurch wird unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit stets die gewünschte Wirkstoffmenge pro Hektar zugegeben. Diese Mengenregelung kann zweckmäßigerweise dadurch erfolgen, daß die Dosiereinrichtung von einem auf dem Boden abrollenden Rad angetrieben wird.

Für die konstruktive Ausbildung der Dosiereinrichtung bieten sich dem Fachmann verschiedene Möglichkeiten. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, hierfür eine Förderschnecke zu verwenden, deren Austrag in guter Näherung drehzahlproportional ist.

Um in der Mischkammer eine innige Vermischung mit der Druckluft sicherzustellen, ist sie zweckmäßig nach dem Prinzip der Venturi-Düse aufgebaut, d. h., daß in der Mischkammer eine von der Druckluft axial durchströmte, konvergierende Düse angeordnet ist, nahe deren Austrittsbereich der Anschluß von der Dosiereinrichtung mündet. Durch den hinter der Düse auftretenden Druckabfall in der Luftströmung wird der Wirkstoff aus der Dosiereinrichtung abgesaugt und durch-seine relativ zur Luftströmung quergerichtete Einströmung kommt es zu einer starken Verwirbelung und Vermischung.

Zur Erzeugung der Druckluft empfiehlt es sich, keinen stationären Druckluftbehälter wie im bekannten Falle zu verwenden, sondern ein Gebläse. Dieses Gebläse ist so ausgelegt, daß das geförderte Druckluftvolumen um ein Vielfaches über dem in der Mischung befindlichen Wirkstoffvolumen liegt. Der Antrieb des Gebläses erfolgt von der Zugmaschine. Er kann geschwindigkeitsabhängig sein, muß es aber nicht, da die Mengenänderungen des Wirkstoffes relativ zu dem vielfach höheren Luftvolumen nicht ins Gewicht fallen.

In Weiterbildung der Erfindung empfiehlt es sich schließlich, daß an der Schar unterhalb der Injektionsdüse ein Bodenblech angeordnet ist und daß zwischen Bodenblech und Dach vertikale Leitbleche eingebaut sind, die von der Injektionsdüse divergierend nach außen laufen. Zusätzlich kann die Injektionsdüse als Fächerdüse mit mehreren in divergierende Richtungen zielenden Öffnungen ausgebildet sein, damit die aus der Düse kommende Wirkstoff -Druckluftmichung bis zu den Außenbereichen der Schare ^ι verteilt wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen. Dabei ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit weiteren, für sich bekannten Bodenbearbeitungsgeräten kombiniert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Bodenbearbeitungsgerätes;

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Fig. 2 eine Vorderansicht desselben Gerätes;

Fig. 3 eine vergrößerte Einzeldarstellung der Mischkammer ;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Schar;

Fig. 5 eine Hinteransicht dieser Schar und

Fig. 6 die Ansicht dieser Schar von oben, jedoch bei abgenommenem Dach.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, besteht das Bodenbearbeitungsgerät aus einem Gestell 1, an dem alle wesentlichen Antriebsteile und Bearbeitungswerkzeuge gelagert sind und das mit dem üblichen Dreipunktbock 2 an eine Zugmaschine angehängt wird. An der Vorderseite des Gerätes sind mehrere den Boden horizontal durchtrennende Schare 3a, Jb, 3c mit schräg nach hinten auseinanderlaufenden Schneidflächen montiert, dahinter ein in strichpunktierten Linien dargestellter Zinkenrotor 4 mit in die Erdoberfläche eindringenden Zinken und am Ende des Gerätes eine ebenfalls in strichpunktierten Linien dargestellte Krümelpackerwalze 5, die zugleich das Gerät abstützt.

Oberhalb des Gestelles 1 sind drei Vorratsbehälter 6a, 6b und 6c montiert, die jeweils einer "Schar 3a bzw. 3b bzw. 3c zugeordnet sind. Selbstverständlich könnte stattdessen auch ein für alle Scharen gemeinsamer Vorratsbehälter verwendet werden. Die Vorratsbehälter sind jeweils an einer gestellfesten Konsole 7 montiert. In dem

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trichterartig ausgebildeten Bodenbereich der Vorratsbehälter befinden sich Austragschnecken 8a, bzw. 8b bzw. 8c, die von einer gemeinsamen, durchgehenden Welle 9 angetrieben werden. Sie führen den in den Vorratsbehältern enthaltenen Wirkstoff in dosierter Menge einem Austrittsstutzen 10a bzw. 10b bzw. 10c zu, der in eine Mischkammer 11a bzw. 11b bzw. 11c mündet. Außerdem mündet in diese Mischkammer jeweils eine Druckluftleitung, von denen die eine, 12a, in Fig. 1 sichtbar ist. Die Mischkammer selbst wird später noch in Verbindung mit Fig. 3 näher beschrieben.

Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, ist an das Getriebe 13 für den Antrieb des Zinkenrotors 4 ein Gebläse 14 angeflanscht. An der'Luftaustrittsöffnung des Gebläses ist ein Verteilertopf 15 montiert, von dem drei Abzweigungen (in Fig. 1 ist die Abzweigung 12a sichtbar) zu den Mischkammern 11a, 11b und 11c führen.

Die Mischkammern sind zweckmäßig nach dem Prinzip der Venturi-Düsen aufgebaut. Eine Ausführungsform ist in vergrößerter Darstellung in Fig. 3 wiedergegeben. Demnach erfährt die vom Gebläse 14 kommende Druckluft durch eine konvergierende Düse 16 am Eintritt der Mischkammer eine Querschnittsverengung und entsprechende Geschwindigkeitserhöhung. Im Bereich der Düsenöffnung mündet vorzugsweise senkrecht zur Druckluftströmung der Austrittsstutzen des zugehörigen Vorratsbehälters, also beispielsweise der Austrittsstutzen 10a. In Verlängerung der Düse 16 und von ihr axial distanziert sitzt der Misch-

kammer-Austrittsstutzen 17, dessen Querschnitt größer als der Austrittsquerschnitt der Düse 16 ist.

Die Wirkungsweise ist folgende: Durch die am Düsenende sich einstellende Geschwindigkeitserhöhung stellt sich in der Mischkammer eine erhebliche Verringerung des statischen Druckes ein. Dies hat zur Folge, daß Wirkstoff aus dem Austrittsstutzen 10a des Vorratsbehälter herausgesaugt und durch seine in Querrichtung erfolgende Einströmung innig mit der Druckluft vermischt wird. Der Saugeffekt in Verbindung mit der dosierten Wirkstoffzugabe aus der Dosiereinrichtung in Form der Austragschnecke und schließlich die in der Mischkammer sich einstellende Verwirbelung und Vermischung beider Phasen stellen sicher, daß auch pulverförmige, zur Agglomerierung neigende Wirkstoffe zuverlässig gefördert werden können.

Die Weiterleitung der in der Mischkammer gebildeten Zweiphasenströmung ist wieder aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich. An jede Mischkammer ist eine Förderleitung 18a, 18b, 18c angeschlossen, die nach unten zu der Schar 3a bzw. 3b bzw. 3c führt. Sie mündet in eine Injektionsdüse, bei der in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Schar 3a in die Injektionsdüse 19a. Diese Injektionsdüse sitzt jeweils im Winkel zwischen den beiden -Schneidf lachen 3a' und 3a^1! und ist als divergierende Düse mit nach hinten offenem Austrittsquerschnitt ausgebildet.

Nach oben ist sie durch ein die beiden Schneidflächen 3a¹ und 3a¹' verbindendes Dach 20a, nach unten durch ein dazu paralleles Bodenblech 21a abgedeckt. Zwischen dem Dach und dem Bodenblech sind mehrere von der Injektionsdüse 19a etwa radial nach außen laufende Leitbleche 22a angebracht. Sie gewährleisten eine fächerartige Verteilung der aus der Injektionsdüse 19a herausgeblasenen Luft-Wirkstoffmischung.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Bodenbearbeitungsgerätes ist folgende: Der in den Vorratsbehältern 6a, 6b und 6c enthaltene Wirkstoff, vorzugsweise zur Tiefendüngung bestimmtes Phosphat-Granulat, wird durch die eingebauten Austragschnecken 8a, Sb und 8c in einem bestimmten kontinuierlichen Mengenstrom den Austrittsstutzen 10a, 10b und 10c zugeführt. Damit die Dosierung im Einklang mit der Fahrgeschwindigkeit.des Gerätes steht, erfolgt der Antrieb der die Austragschnecken verbindenden Welle 9 über ein auf dem Boden abrollendes Rad 23. Dieses Rad steht über ein Getriebe und Keilriemen mit der Welle 9 in Verbindung. Selbstverständlich kann jedoch auch ein anderer, fahrgeschwindigkeitsabhängiger Antrieb für die Mengensteuerung gewählt werden.

Das an das Getriebe 13 angeflanschte Gebläse 14 wird durch die rückwärtige Zapfwelle der Zugmaschine angetrieben und fördert Druckluft mit einem Volumenstrom, der um ein Mehrfaches über dem Volumenstrom des von der Dosiereinrichtung kommenden Wirkstoffes liegt. Diese Druckluft wird axial durch die Mischkammern 11a, 11b und 11c hindurch-

geblasen und reißt dabei unter inniger Verwirbelung und Vermischung die von der Dosiereinrichtung kommende Wirkstoff menge mit. Aufgrund der Zweiphasenströmung wird diese Mischung ohne Verstopfungsgefahr mit hoher Geschwindigkeit durch die Pörderleitungen 18a, 18b und 18c zu den Injektionsdüsen in den Scharen 3a, 3b und 3c gefördert und von dort in die aufgeschlossene Bodenschicht hineingeblasen.Dadurch ist eine optimale Tiefendüngung mit guter Breitenwirkung möglich, bei der die benachbarten Injektionsdüsen eine nahezu horizontal durchgehende, homogene Bodenschicht erfassen. Das Gerät eignet sich aufgrund dieser Eigenschaften selbstverständlich auch für das Einbringen anderer Stoffe in tiefer liegende Bodenschichten.

Claims

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1. Bodenbearbeitungsgerät, bestehend aus einem an eine Zugmaschine ankuppelbaren oder einen eigenen Antrieb aufweisenden Gestell mit zumindest einer den Boden in einstellbarer Tiefe horizontal durchtrennenden und nach hinten anhebenden Schar, deren symmetrisch zur Längsachse schräg nach hinten auseinanderlaufende Schneidflächen über ein gemeinsames Dach miteinander verbunden sind, wobei unter dem Dach zumindest eine Injektionsdüse zum Einbringen von Wirkstoffen, insbesondere Düngemitteln in den Boden angeordnet ist, die über eine Förderleitung mit einem Vorratsbehälter in Verbindung steht und wobei die Wirkstofförderung zur Düse mittels Druckluft erfolgt, dadurch gekennzeichnet,

daß der Vorratsbehälter (6a, 6b, 6c) eine Dosiereinrichtung (8a>. 8b, 8c) zur Mengensteuerung der Wirkstoffe aufweist, daß an die Dosiereinrichtung, (8a, 8b, 8c) eine Mischkammer (11a, 11b, 11c) angeschlossen ist, wo die dosierte Wirkstoffmenge eine Vermischung mit Druckluft

erfährt und als 2-Phasenströmung der Injektionsdüse (19a) zugeführt wird.

2. Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkstoff-Mengensteuerung der Dosiereinrichtung (8a, 8b, Sc) fahrgeschwindigkeitsabhängig ist.

3. Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (8a, 8b, 8c) von einem auf dem Boden abrollenden Rad .(23) angetrieben ist.

4. Bodenbearbeitungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (8a, 8b, 8c) als rotierende Austragschnecke ausgebildet ist.

5. Bodenbearbeitungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (11a, 11b, 11c) eine von der Druckluft durchströmte, konvergierende Düse (16) enthält und daß an ihrem Austri+tsbereich der Anschluß (10a, 10b, 10c) von der Dosiereinrichtung (8a, 8b, 8c) mündet.

6. Bodenbearbeitungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (11a, 11b, 11c) an ein Gebläse (14) angeschlossen ist.

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7. Bodenbearbeitungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das der Mischkammer (11a, 11b, 11c) zugeführte Luftvolumen um ein Mehrfaches über dem Wirkstoffvolumen liegt.

8. Bodenbearbeitungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schar (3a, 3b, 3c) unterhalb der Injektionsdüse (19a) ein Bodenblech (21a) angeordnet ist und daß zwischen Bodenblech (21a) und Dach (20a) Leitbleche (22a) eingebaut sind, die von der Injektionsdüse (19a) divergierend nach außen laufen.

9. Bodenbearbeitungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionsdüse (19a) als Fächerdüse mit mehreren in divergierende Richtungen zielenden Öffnungen ausgebildet ist.

10. Bodenbearbeitungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schar in an sich bekannter Weise mit einer den Boden vertikal durchtrennenden Schar, mit einem dahinter angeordneten antreibbaren Zinkenrotor (4) und einer im hinteren Bereich angeordneten Krümelpackerwalze (5) kombiniert ist.