DE3439380A1 - Vorrichtung und verfahren zum aufbrechen pflanzenbaulich genutzten bodens - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum aufbrechen pflanzenbaulich genutzten bodens

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DE3439380A1
DE3439380A1 DE19843439380 DE3439380A DE3439380A1 DE 3439380 A1 DE3439380 A1 DE 3439380A1 DE 19843439380 DE19843439380 DE 19843439380 DE 3439380 A DE3439380 A DE 3439380A DE 3439380 A1 DE3439380 A1 DE 3439380A1
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pressure chamber
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Eugen 6550 Bad Kreuznach Zinck
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    • AHUMAN NECESSITIES
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Description

  • Vorrichtung und Verfahren zum
  • Aufbrechen pflanzenbauli ch genutzten Bodens Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Aufbrechen pflanzenbaulich genutzten Bodens.
  • Bei einer Vorrichtung dieser Art erfolgt das Aufbrechen des pflanzenbaulich genutzten Bodens mittels einer Sonde, durch die über ein Schnellschlußventil schlagartig Druckluft und über ein Injektionsventil ein Substrat in den Boden eingebracht wird. Das Schnellschlußventil befindet sich im oberen und das Injektionsventil im unteren Bereich eines Zwischenbehälters, der das Substrat enthält. Dem Schnellschlußventil ist ein Injektorrohr nachgeordnet, das sich bei geöffnetem Schnellschlußventil von einem Injektorventilsitz des Zwischenbehälters zur Freigabe des Injektionsventils abhebt. Zum Öffnen und Schließen ist das Schnellschlußventil mit dem Kolben eines pneumatischen Zylinders und das Injektorrohr über eine Hubstange mit dem Hubkolben eines weiteren druckluftbetriebenen Zylinders gekoppelt. Außerdem ist das Druckgeschehen im Injektorrohr über eine Luftleitung mit einer vom Hubkolben mitbegrenzten Staudruckkammer des Druckluftzylinders für eine zeitlich verzögerte Freigabe des Injektionsventils verbunden. Zudem sind an den beiden pneumatischen Zylindern Steuerdruckleitungen angeschlossen.
  • Bei den praktischen Anwendungen der Vorrichtung ist es notwendig, daß das Injektionsventil bis zum Zeitpunkt seiner Öffnung mit großer Kraft möglichst dicht verschlossen bleibt und daß das Öffnen des Injektionsventils exakt nach dem Aufbruch des Bodens erfolgt. Bei geöffnetem Injektionsventil soll das Substrat unter Vermeidung von Verstopfungen oder dgl. möglichst störungsfrei aus dem Zwischenbehälter in den aus dem Injektorrohr austretenden Luftstrom gelangen und nach erfolgtem Substrateintrag in den Boden soll in möglichst kurzer Zeit ein staudruckgestützter Verschluß des Injektionsventils erfolgen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit dieser Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß zur Anpassung an die heterogenen Bodenverhältnisse die Sensibilität der druck abhängigen Steuerfunktionen für einen optimalen Verfahrensablauf erhöht wird, wobei insbesondere die zeitliche Differenz zwischen dem Öffnen des Schnellschlußventils und dem Injektionsventil infolge Trennung ihrer Funktionen genau bestimmbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und bei einem Verfahren mit dieser Vorrichtung durch die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruchs 16 gelöst.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie weitere Vorteile und wesentliche Einzelheiten der Erfindung sind den Merkmalen der Unteransprüche, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es stellen dar: FIG. 1 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit seitlich versetzt gezeichnetem Unterteil mit Ramme und Sonde, FIG. 2 eine vergrößert dargestellte Schnittansicht eines der Arbeitskammer des Druckluftzylinders vorgeschalteten Zeitventils der Vorrichtung gemäß FIG. 1, i'IG. 3 das Zeitventil in einer geschnittenen Seitenansicht gemäß FIG. 2, jedoch in entgegengesetzter Funktionsstellung und FIG. 4 eine geschnittene Seitenansicht einer im Druckluftzylinder integrierten Pneumatikfeder der Vorrichtung gemäß FIG. 1.
  • Die in der FIG. 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ist zum Aufbrechen pflanzenbaulich genutzten Bodens vorgesehen, indem zum Beispiel von einem Kompressor erzeugte Druckluft in etwa 50 - 90 cm Tiefe schlagartig als Eruptionsstoß in den Boden eingebracht wird. Dadurch wird der Boden in definierten Bereichen aufgebrochen beziehungsweise aufgelockert und insbesondere in den strukturell vorgezeichneten Bruchlinien durchlässig gemacht, so daß die Bodenstruktur selbst nicht wie beim herkömmlichen Pflügen geschädigt wird. Die im Boden erzeugten feinen Kanäle können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 unmittelbar nach dem Beginn des Druckstoßes mit Verbauungsstoffen abgestützt werden. Neben den Verbauungssubstraten können auch Düngemittel oder Heilmittel mit Hilfe der Druckluft in die Kanäle des Auflockerungsbereiches eingebracht werden, so daß durch den gleichzeitigen Sauerstoffeintrag eine optimale Aufbereitung des Bodens erzielt wird.
  • Die Vorrichtung 1 besitzt einen bevorzugt aus durchsichtigem Kunststoff hergestellten trichterförmigen Zwischenbehälter 2, der aus einem Unterteil 3 und einem Oberteil 4 gebildet ist. Der Unterteil 3 und der Oberteil 4 sind über ein Gewinde 5 miteinander verschraubt.Am Unterteil 3 des Zwischenbehälters 2 ist ein Befestigungsstutzen 6 vorgesehen, in dem ein um seine Achse drehbares Innenrohr 7 eines in den aufzubrechenden Boden einbringbaren Sondenrohres 8 angeordnet ist.
  • Für das Einbringen des Sondenrohres 8 in den Boden weist die Vorrichtung 1 unter dem Befestigungsstutzen 6 eine hier druckluftbetriebene Ramme9 und einen Amboß 10 auf.
  • In der Verjüngung des Unterteils 3 des Zwischenbehälters 2 ist ein Injektionsventil 11 ausgebildet, das aus einem Injektorventilsitz 12 des Unterteils 3 und aus einem düsenförmig konisch ausgebildeten Druckluftauslaß 13 eines Injektorrohres 14 besteht, das in der Längsmittenachse des Zwischenbehälters 2 dessen Innenraum 15 durchsetzt, in dem das in den Boden einzubringende Substrat gelagert ist.
  • Am Oberteil 4 des Zwischenbehälters 2 befindet sich ein Überdruckventil 16. Außerdem ist eine Rohrhülse 17 am Oberteil 4 angeordnet, die in den Innenraum 15 hineinragt und in der das Injektorrohr 14 axial verschiebbar gelagert und mittels einer Ringdichtung 18 abgedichtet ist.
  • Koaxial zur Längsmittenachse des Zwischenbehälters 2 ist auf dessen oberer Wandung ein Schnellschlußventil 19 angeordnet, das eine Hubstange 20 und einen an deren unterem Ende vorgesehenen Ventilkegel 21 aufweist, der an einem Ventilsitz 22 anliegt. Das offene Oberende 24 des Injektorrohres 14 ist am unteren Ende der Hubstange 20 mit einer Schraubenmutter 25 befestigt. Mit der Schraubenmutter 25 kann eine Feineinstellung für eine exakte Dichtfunktion des Injektionsventils 11 erzielt werden.
  • Unmittelbar über dem Ventilkegel 21 ist in einer Gehäusewandung des Schnellschlußventils 19 eine Öffnung 26 des Anschlußstutzens für die vom Kompressor zugeführte Druckluft ausgebildet.
  • Auf das rohrförmige Ventilgehäuse 27 des Schnellschlußventils 19 ist ein pneumatischer Zylinder aufgeschraubt, der nachfolgend zum Zwecke der eindeutigen Begriffsbestimmung kurz als Pneumatikzylinder 28 bezeichnet wird, in dem ein Kolben 29 axial verschiebbar geführt ist. Unter dem Kolben 29 befindet sich eine Druckkammer 30, während über dem Kolben 29 eine Gegendruckkammer 31 sich befindet. Außerdem ist am Kolben 29 eine nach unten geführte, rohrförmig ausgebildete Kolbenstange 32 angeordnet. Die Kolbenstange 32 ist in einer Hülse 33 dicht geführt. Am unteren Ende der Kolbenstange 32 ist der Ventilkegel 21 des Schnellschlußventils 19 befestigt.
  • In Verlängerung der Längsmittenachse des Zwischenbehälters 2 ist oben auf den Pneumatikzylinder 28 ein weiterer pneumatischer beziehungsweise mit >Druckluftfretnebener Zylinder aufgeschraubt, der weitgehend wie der Pneumatikzylinder 28 ausgeführt ist und deshalb zur eindeutigen wörtlichen Unterscheidung zu diesem nachfolgend kurz als Druckluftzylinder 34 bezeichnet wird, in dem ein Hubkolben 35 axial verschiebbar geführt ist. Der Hubkolben 35 begrenzt nach unten hin eine Arbeitskammer 36 und besitzt ein nach unten gerichtetes Kolbenrohr 37. DieseSKolbenrohr 37 ist in einer Hülse 38 dicht gelagert und hat keine Hubfunktion, sondern lediglich Pührungs- und Abdichtungsfunktion.
  • Am oberen Ende des Kolbenrohres 37 ist die ebenfalls abgedichtet geführte Hubstange 20 befestigt.
  • Die Hubstange 20 weist eine in Längsrichtung als durchgehende Bohrung ausgeführte Luftleitung 39 auf, so daß ein freier Luftdurchgang durch den Hubkolben 35 hindurch bis in eine darüber befindliche Staudruckkammer 40 hinein besteht. Die Hubstange 20 ist am oberen Ende mit dem Kolbenrohr 37 verschraubt, das über ein hervorragendes Schraubende auch mit dem Hubkolben 35 verschraubt ist. Oben ist das Gehäuse 41 des Druckluftzylinders 34 mit einer aufgeschraubten Verschlußkappe 42 verschlossen. Der Hubkolben 35 weist an seiner Oberseite eine in Richtung nach unten hin wirkende Staudruckfläche 43 auf und besitzt an seiner Unterseite eine in Richtung nach oben hin wirksame Arbeitsfläche 44, die um den Durchmesser des Kolbenrohres 37 kleiner ist als die Staudruckfläche 43.
  • Am Pneumatikzylinder 28 ist an der unteren Druckkammer 30 eine Steuerdruckleitung 45 und an der oberen Gegendruckkammer 31 eine weitere Steuerdruckleitung 46 angeschlossen. Außerdem ist am Druckluftzylinder 34 an der unteren Arbeitskammer 36 eine Steuerdruckleitung 47 und an der oberen Staudruckkammer 40 eine Druckluftleitung 48 vorgesehen, die über die Luftleitung 39 mit dem Druck im Innenrohr 7 korrespondiert.
  • In der zur oberen Staudruckkammer 40 führenden Druckluftleitung 48 befindet sich ein Pilotventil 49, das über eine weitere Steuerdruckleitung 50 betätigbar ist. Die FIG. 1 zeigt deutlich, daß die über das Pilotventil 49 ansteuerbare Druckluftleitung 48 oben an der Verschlußkappe 42 des Druckluftzylinders 34 so angeschlossen ist, daß sie koaxial zur Luftleitung 39 in die Staudruckkammer 40 einmündet und über die Luftleitung 39 direkt und offen mit dem Luftraum im Innenrohr 7 verbunden ist.
  • Außerdem ist in der FIG. 1 klar zu erkennen, daß die Luftleitung 39 als Druckfühlerleitung 51 in Richtung nach unten zum Innenrohr 7 hin verlängert ist, wobei die Luftleitung 39 auf kürzestem Wege vom Druckluftauslaß 13 des Injektorrohres 14 in axialer Richtung des Zwischenbehälters 2 durch die Druckfühlerleitung 51 und durch die hohle Hubstange 20 bis zur oberen Staudruckkammer 40 durchgehend mit in etwa gleichbleibendem Querschnitt ausgeführt ist. Konkret ist die Druckfühlerleitung 51 hier als Rohr ausgebildet, das in Verlängerung der Luftleitung 39 im Injektorrohr 14 angeordet ist, so daß die von oben über die Druckluftleitung 48 in die Staudruckkammer 40 eingeleitete Druckluft durch die Druckfühlerleitung 51 getrennt von der durch das Schnellschlußventil 19 im Injektorrohr 14 nach unten geleiteten Druckluft bis zum Druckluftauslaß 13 am Injektorventilsitz 12 separat geführt wird. Eine verfeinerte Sensibilität der druckabhängigen Steuerfunktionen wird bereits auch dann erreicht, wenn die zusätzlich von oben durch die Druckluftleitung 48 in die Staudruckkammer 40 hereingeführte Druckluft durch die Luftleitung 39 beziehungsweise Druckfühlerleitung 51 bis an den oberen Bereich des Zwischenbehälters 2 geführt wird. Es ist jedoch besonders vorteilhaft, die Druckfühlerleitung 51 möglichst weit nach unten in Richtung zur Sonde 8 zu führen, wobei es auch günstig sein kann, die Druckfühlerleitung 51 bis in das Innenrohr 7 hineinzuleiten beziehungsweise hineinragen zu lassen.
  • Die zur unteren Druckkammer 30 des Pneumatikzylinders 28 führende Steuerdruckleitung 45 ist an einem Ausgang 52 eines 5/2-Wegeventils 53 angeschlossen. Die zur unteren Arbeitskammer 36 des Druckluftzylinders 34 führende Steuerdruckleitung 47 und die zum Pilotventil 49 führende Steuerdruckleitung 50 zweigen von der zur unteren Druckkammer 30 führenden Steuerdruckleitung 45 ab und sind somit praktisch ebenfalls am Ausgang 52 des 5/2-Wegeventils 53 angeschlossen. An einem weiteren Abgang 54 des 5/2-Wegeventils 53 ist die zur oberen Gegendruckkammer 31 des Pneumatikzylinders 28 führende Steuerdruckleitung 46 angeschlossen.
  • Wie der FIG. 1 zu entnehmen ist, befindet sich in der zur unteren Arbeitskammer 36 des Druckluftzylinders 34 führenden Steuerdruckleitung 47 ein Zeitventil 55, das genau einstellbar ist und zur individuellen Anpassung an unterschiedliche Bodenverhältnisse für einen zeitlich stets optimal abgestimmten Druckauf bau in der unteren Arbeitskammer 36 des Druckluftzylinders 34 sorgt. Das Zeitventil 55 besitzt, wie insbesondere den FIG. 2 und 3 zu entnehmen ist, dazu in einem Gehäuse 56 zwei parallele Kammern 57, 58 , die an einer Stirnseite je einen Ventilsitz 59 aufweisen. In der Kammer 57 befindet sich ein Ventilkörper 60, während in der anderen Kammer 58 ein Ventilteil 61 gelagert ist.
  • Der Ventilkörper 60 und der Ventilteil 61 sind in etwa gleich ausgebildet und axial verschiebbar geführt, sie sind jedoch in entgegengesetzten Richtungen angeordnet. Der Ventilkörper 60 ist dem am Eingang 62 des Zeitventils 55 ausgebildeten Ventilsitz 59 zugeordnet, während der Ventilteil 61 dem am Ausgang 63 des Zeitventils 55 ausgebildeten Ventilsitz 59 zugeordnet ist. Zwischen dem Ausgang 63 und der Kammer 57 besteht für die Luftzuführung ein Verbindungskanal 64. Für die Luft rückströmung ist im Gehäuse 56 ein von der Kammer 58 zum Eingang 62 geführter Querkanal 65 ausgebildet.
  • Dem Ventilkörper 60 ist eine schraubenförmige Feder 66 zugeordnet, die den Ventilkörper 60 gegen den Ventilsitz 59 des Eingangs 62 drückt. Die Feder 66 ist an der dem Ventilsitz 59 gegenüberliegenden Seite an einer Einstellschraube 67 abgestützt, die einen Rändelkopf 68 besitzt und über diesen von Hand verdrehbar ist, so daß die Kraft der Feder 66 stufenlos fein eingestellt werden kann. Die Einstellschraube 67 ist mittels einer Kontermutter 69 arretierbar. Dem in der Kammer 58 befindlichen Ventilteil 61 ist ebenfalls ein schraubenförmiges Federelement 70 zugeordnet. Die Kraft dieses Federelementes 70 ist nur so groß, daß der Ventilkörper die ihm zugedachte Rückschlagfunktion übernehmen kann und bei der Entlastung der Arbeitskammer 36 des Druckluftzylinders 34 keine Verzögerung aufkommen und nur einen möglichst geringen Restdruck entstehen läßt.
  • Die Kraft der Feder 66 kann zweckmäßig so eingestellt werden, daß der Ventilkörper 60 zum Beispiel in einem Bereich zwischen 0,5 bis 8 bar vom Ventilsitz 59 des Eingangs 62 abhebt, so daß die am Ausgang 63 aus dem Zeitventil 55 ausströmende Luftzuführung zum Öffnen des Injektionsventils 11 hinsichtlich des Druckes und der Geschwindigkeit genau bestimmt werden kann. Das Zeitventil 55 erlaubt somit eine Beeinflussung des Zeitpunktes bezüglich des Druckaufbaues in der Arbeitskammer 36 sowie der Druckhöhe. Das Auf bruchverfahren kann auf die in der Praxis vorkommenden unterschiedlichen Bodenverhältnisse deshalb genau eingestellt werden, so daß stets eine hohe Leistungsfähigkeit bei der Verfahrensdurchführung gewährleistet ist. Bei der in der FIG. 3 dargestellten Funktionsstellung strömt die Druckluft zurück und kann sich nahezu vollkommen entspannen, das heißt das Injektionsventil 11 schließt. Die Druckluft entweicht dabei über das 5/2-Wegeventil 53.
  • Der FIG. 1 ist zudem zu entnehmen, daß für ein einwandfreies Verschließen über dem Schnellschlußventil 19 eine Pneumatikfeder 71 vorgesehen ist, die in der FIG. 4 vergrößert dargestellt ist. Die Pneumatikfeder 71 wird über die an der Gegendruckkammer 31 angeschlossene Steuerdruckleitung 46 mit Druckluft versorgt. Dazu ist in der Kolbenstange 32 ein Druckraum 72 ausgebildet, der von der hohlen Hubstange 20 durchsetzt ist. An der Hubstange 20 befindet sich ein Kolben 73. An der der Gegendruckkammer 31 des Pneumatikzylinders 28 zugewandten oberen Seite der Pneumatikfeder 71 befindet sich eine Lufteinströmung 74 mit einem rückschlagventilartig wirkenden Dichtring 75. Dieser im Druckraum 72 des Kolbenrohres 32 befindliche Dichtring 75 besitzt einen in etwa V-förmigen Querschnitt mit zwei nach unten auseinanderstrebenden Dichtlippen, welche innen die Hubstange 20 und außen den Druckraum 72 abdichten. An der nach unten weisenden V-Öffnung des als im wesentlichen normaler Nutring ausgebildeten Dichtringes 75 befindet sich eine Stütz-und Führungsscheibe 76, an der das eine Ende einer schraubenförmigen Haltefeder 77 anliegt. Der Kolben 73 der Pneumatikfeder 71 weist ebenfalls einen im Querschnitt V-förmigen Dichtring 78 auf, der in umgekehrter Lage angeordnet ist, so daß die V-Öffnung der auseinanderstrebenden Dichtlippen nach oben weist. Auch hier ist eine Stützscheibe 79 für das untere Ende der Haltefeder 77 angeordnet. An der dem Schnellschlußventil 19 zugewandten Unterseite des Druckraumes 72 der Pneumatikfeder 71 befindet sich außerdem eine Ringdichtung 80, die im Querschnitt wie die Dichtringe 75 und 78 ausgebildet ist und zwei V-förmig auseinanderstrebende Dichtlippen aufweist, wobei die V-Öffnung nach unten weist. Die Ringdichtung 80 liegt an einer am Kolbenrohr 32 festgelegten Abstützscheibe 81 an.
  • Die in axialer Richtung hohle Hubstange 20 besitzt einen axialen Entlastungskanal 82, der so angeordnet ist, daß bei geöffnetem Injektionsventil 11 durch Axialverschiebung der Hubstange 20 nach oben der Entlastungskanal 82 die Dichtlippe des Dichtringes 75 überückt, so daß der Druck über den Kanal 74, die Gegendruckkammer 31, die Steuerdruckleitung 46 und das 5/2-Wegeventil 53 entweicht. Weiterhin ist außen an der Kolbenstange 32 der Pneumatikfeder 71 eine zusätzliche Schließfeder 83 für das Schnellschlußventil 19 vorgesehen.
  • Die Haltefeder 77 der Pneumatikfeder 71 ist in ihrer Kraft so bemessen, daß sie den oberen Dichtring 75 zurückhalten kann, während die Druckluft von oben einströmt. Die Verschlußkraft des Nutringes in Richtung von oben nach unten ist sehr klein, so daß die Luft schon etwa bei 0,2 bar durch die Lufteinströmung 74 in den Druckraum 72 gelangen kann. Der Dichtring 75 besitzt die Funktion eines Rückschlagventils. Die äußere Schließfeder 83 sorgt für einen sicheren Verschluß zu Beginn der Druckluftansammlung vor dem Schnellschlußventil 19.
  • Bei in den Boden eingeschlagener Sonde wird zunächst das Sondenrohr 8 geöffnet. Dabei gibt das nicht dargestellte Bedienungsventil der Druckluft den Weg über das 5/2-Wegeventil 53 frei für das zusätzliche pneumatische Verschließen des Schnellschlußventils 19 und des Injektionsventils 11. Die Druckluft dringt durch die Lufteinströmung 74 durch den oberen Dichtring 75 in die Druckkammer 72 ein.
  • Der Druck auf den Kolben 73 bewirkt zum Beispiel bei 20 bar eine derartig hohe Schließkraft, wie sie sonst mit einer mechanischen Feder insbesondere auf Grund der engen Raumverhältnisse und somit beengten Dimensionierung nicht erreicht werden kann. Die Druckluft stützt sich am Zylinderboden ab. Im Augenblick des Bodenaufbruchs fällt der Druck in der Staudruckkammer 40 ab. Der über das Zeitventil 55 in der Arbeitskammer 36 aufgebaute Druck drückt nun das Injektionsventil 11 auf. Dabei überbrückt der Entlastungskanal 82 der Hubstange 20 den oberen Dichtring 75. Die Druckluftfederkraft sinkt somit auf 0 ab, so daß nur noch die geringe Kraft der Haltefeder 77 besteht. Dadurch ist die äußere Schließfeder 83 imstande, das Schnellschlußventil 19 zu schließen.
  • Da das Pilotventil 49 seinen Steuerimpuls aus der Steuerdruckleitung 50 erhält, wird es gleichzeitig mit dem Schnellschlußventil 19 geöffnet.
  • Die Luft strömt somit durch die Druckluftleitung 48 parallel und gleichzeitig mit der Druckluft, die durch das Schnellschlußventil 19 strömt, so daß die Luft zur selben Zeit durch die Druckfühlerleitung 51 nach unten gelangt. Der beim Auftreffen der Druckluft auf den umgebenden Boden entstehende Staudruck bremst die durch die Druckfühlerleitung 51 strömende Luft schon beim Austritt aus dem Druckluftauslaß 13 ab. Die Staudruckkammer 40 wird dadurch ausgesprochen schnell mit dem nötigen Staudruck versorgt, so daß der Verschluß des Injektionsventils 11 sehr feinfühlig und schnell erfolgen kann. Durch die vom Pilotventil 49 kommende und durch die Druckfühlerleitung 51 von oben nach unten strömende Druckluft wird eine Erhöhung der Steuerkraft und eine absolut störungsfreie Ventilfunktion erzielt, da durch die Luftströmung selbst bei staubförmigen Substraten keinerlei Verschmutzung beziehungsweise Verstopfungsgefahr in der Druckfühlerleitung 51 und in der Luftleitung 39 auftreten kann.
  • Der zweite obere Kolbenzylinder betätigt somit das Injektionsventil 11 vollkommen unabhängig von der Betätigung des Schnellschlußventils 19.
  • Die Druckfühlerleitung 51 verbindet das Innenrohr 7 des Sondenrohres 8 mit der oberen Staudruckkammer 40 des oberen Kolbenzylinders und besorgt damit verfahrensdruckgesteuert den zuverlässigen Verschluß und auch die optimale Öffnung des Injektionsventiles 11 bei allen Bodenarten und Bodenzuständen.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 wird der besondere Vorteil erreicht, daß der pflanzenbaulich zu nutzende Boden besser und wirkungsvoller als mit herkömmlichen Pflügen oder dergleichen gelockert werden kann. Dabei ist ein wesentlich kleinerer Energieeinsatz als beim Pflügen erforderlich. Ein wesentlicher Vorteil besteht außerdem darin, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 eine optimale Verbauung der Erdspalten und Bodenrisse durch die unmittelbar nachfolgende Substrateinbringung erzielt wird.
  • Insbesondere nach mehrmaliger Anwendung wird dabei ein dichtes Versorgungsadernetz erreicht, das die Möglichkeit schafft, bei einer späteren Bearbeitung oftmals nur eine flachgründige Saatbeetbereitung durchzuführen, so daß insgesamt ein äußerst wirtschaftliches und ein die Ökologie förderndes Bearbeitungsverfahren gegeben ist.
  • Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß mit seiner Hilfe verdichtete oder sonst kranke Böden bei auf stehender Kultur, zum Beispiel Obst- und Weinanbau, Forstwirtschaft, Straßenbäumen, geheilt und gelockert sowie durchlassig gemacht werden können.
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Claims (20)

  1. Vorrichtung und Verfahren zum Auf brechen pflanzenbauli ch genutzten Bodens Ansprüche 1. Vorrichtung zum Aufbrechen pflanzenbaulich genutzten Bodens mit einer ein Innenrohr aufweisenden Sonde, die in den Boden einbringbar ist, einem mit dem Kolben eines pneumatischen Zylinders gekoppelten Druckluft-Schnellschlußventil im oberen Bereich und einem Injektionsventil im unteren Bereich eines Substrat-Zwischenbehälters, einem vom Schnellschlußventil zum Injektionsventil geführten Injektorrohr, das über eine Hubstange mit dem Kolben eines weiteren druckluftbetriebenen Zylinders gekoppelt und für eine zeitlich verzögerte Freigabe des Injektionsventils über eine luftleitung mit einer Staudruckkammer dieses Zylinders verbunden ist, und mit an beiden Zylindern angeschlossenen Steuerdruckleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß an der Staudruckkammer (40) des Druckluftzylinders (34) eine mit dem luftraum im Innenrohr (7) der Sonde (8) verbundene Druckluftleitung (48) mit einem Pilotventil (49) angeschlossen ist, das über eine weitere Steuerdruckleitung (50) betätigbar ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerdruckleitung (50) des Pilotventils (49) mit der zur Druckkammer (30) des Pneumatikzylinders (28) führenden Steuerdruckleitung (45) und der Steuerdruckleitung (47) der Arbeitskammer (36) des Druckluftzylinders (34) gemeinsam an einem Ausgang (52) eines 5/2-Wegeventils (53) angeschlossen ist, an dem an einem weiteren Abgang (54) auch die Steuerdruckleitung (46) der Gegendruckkammer (31) des Pneumatikzylinders (28) angeordnet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Staudruckkammer (40) des Druckluftzylinders (34) eine in Richtung zum Sondenrohr (8) mindestens bis in den Bereich des Zwischenbehälters (2) geführte Druckfühlerleitung (51) zugeordnet ist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfühlerleitung (51) als Verlängerung der mit der Staudruckkammer (40) des Druckluftzylinders (34) in Verbindung stehenden Luftleitung (39) ausgeführt ist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfühlerleitung (51) in Verlängerung der Luftleitung (39) im Injektorrohr (14) angeordnet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfühlerleitung (51) in Verlängerung der Luftleitung (39) im Injektorrohr (14) bis zu dessen Druckluftauslaß (13) am Injektorventilsitz (12) des Injektionsventils (11) geführt ist.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfühlung in einer Leitung durchführbar ist, die außerhalb des Zwischenbehälters und der Druckluftzylinder geführt ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für einen zeitlich optimal abstimmbaren Druckaufbau in der Arbeitskammer (36) in der zu dieser führenden Steuerdruckleitung (47) ein Zeitventil (55) angeordnet ist, das einen mit einstellbarer Federkraft belasteten Ventilkörper (60) für die Luftzuführung und zum Entweichen der rückströmenden Luft einen mit geringer Federkraft beaufschlagten Ventilteil (61) aufweist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (60) und der Ventilteil (61) in zueinander entgegengesetzten Richtungen in je einer einen Ventilsitz (59) aufweisenden Kammer (57,58) im Gehäuse (56) des Zeitventils (55) gelagert sind und daß im Gehäuse (56) ein von der einen Kammer (57) für die Luftzuführung zum Ausgang (63) strebender Verbindungskanal (64) und ein von der anderen Kammer (58) für die Luftrückströmung zum Eingang (62) geführter Querkanal (65) ausgebildet ist.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Ventilsitz (59) der Kammer (57) für die Luftzuführung gegenüberliegenden Seite des Gehäuses (56) eine die Kraft der Feder (66) des Ventilkörpers (60) stufenlos justierbare Einstellschraube (67) angeordnet ist, die bevorzugt über einen Rändelkopf (68) von Hand verstellbar und mittels einer Kontermutter (69) arretierbar ist.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß einer in einer zum Ventilkegel (21) des Schnellschlußventils (19) führenden Kolbenstange (32) gelagerten Haltefeder (77) eine Pneumatikfeder (71) zugeordnet ist, die an der zur Gegendruckkammer (31) des Pneumatikzylinders (28) führenden Steuerdruckleitung (46) angeschlossen ist und in einem Druckraum (72) der Kolbenstange (32) an einer als Luftleitung ausgeführten Hubstange (20) einen Kolben (73) und an einer mit der Gegendruckkammer (31) verbundenen Bufteinströmung (74) einen rückschlagventilartigen Dichtring (75) aufweist.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (75) im Druckraum (72) der Kolbenstange (32) an der LufteirEtrömung (74) einen in etwa V-förmigen Querschnitt aufweist, die Hubstange (20) umschließt und an der V-Öffnung eine Stützscheibe (76) für die Haltefeder (77) aufweist und daß dem Kolben (73) im Druckraum (72) ebenfalls ein im Querschnitt V-förmiger Dichtring (78) in umgekehrter Lage und eine Stützscheibe (79) für das andere Ende der Haltefeder (77) zugeordnet ist.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Hubstange (20) einen axialen Entlastungskanal (82) aufweist, der bei geöffnetem Injektionsventil (11) durch Axialverschiebung der Hubstange (20) nach oben den Dichtring (75) überbrückt und ein Entweichen der Druckluft aus dem Druckraum (72) ermöglicht.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Schnellschlußventil (19) zugewandten Unterseite des Druckraumes (72) der Pneumatikfeder (71) eine mittels einer Abstützscheibe (81) festgelegte Ringdichtung (80) angeordnet ist.
  15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß außen an der Kolbenstange (32) der Pneumatikfeder (71) eine zusätzliche Schließfeder (83) für das Schnellschlußventil (19) gelagert ist.
  16. 16. Verfahren zum Aufbrechen pflanzenbaulich genutzten Bodens mit einer in den Boden einzuführenden Sonde, durch welche Druckluft stoßartig in den Boden eingebracht und unmittelbar anschließend an den Aufbruch ein Substrat in die aufgebrochenen Hohlräume zu ihrer Verbauung eingespeist wird, und bei dem die jeweils einzubringende Substratmenge nach dem Aufbrechen des Bodens von der Druckluft injektorartig mitgerissen wird, wobei ein den Substratstoß freigebendes Injektionsventil abhängig vom durch den Aufbruch bedingten Druckabfall und unter Einwirkung eines Staudruckes freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Sensibilität der druckabhängigen Steuerfunktionen zusätzlich Druckluft in eine Staudruckkammer (40) eingeleitet wird, die beim Rückstau einen schnelleren Druckaufbau ermöglicht, wobei die zusätzliche Druckluft in den den Boden aufbrechenden Druckluftstoß eingeleitet wird.
  17. 17. Verfahren nach Anspruch 16 mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Staudruckkammer (49) des Druckluftzylinders (34) eingeleitete zusätzliche Druckluft im wesentlichen gleichzeitig mit der durch das Schnellschlußventil (19) einströmenden Druckluft in das Innenrohr (7) des Sondenrohres (8) gelangt.
  18. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Staudruckkammer (40) des Druckluftzylinders (34) zusätzlich eingeleitete Druckluft bevorzugt bis nahe an das Innenrohr (27) des Sondenrohres (8) getrennt von der durch das Schnellschlußventil (19) einströmenden Druckluft separat geführt wird.
  19. 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlich eingeleitete Druckluft auf dem kürzesten Wege von der Staudruckkammer (40) zum Innenrohr (7) des Sondenrohres (8) strömt bzw. rückgestaut wird.
  20. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Arbeitskammer (36) des Druckluftzylinders (34) und die untere Druckkammer (30) des Pneumatikzylinders (28) über einen sich verzweigenden Druckluftimpuls eines Ventils (53) gemeinsam derart angesteuert bzw. mit Druckluft beaufschlagt werden, daß der Druckaufbau in der Arbeitskammer (36) des Druckluftzylinders (34) so lange verzögert wird, bis der vor dem Durchbruch der Druckluft zur Atmosphäre im Innenrohr (7) des Sondenrohres (8) entstehende Staudruck in der oberen Staudruckkammer (40) des Druckluftzylinders (34) den für den sicheren Verschluß des Injektionsventils (11) erforderlichen Druck aufgebaut hat, der dieses so lange zuverlässig verschlossen hält, bis er nach dem Durchbruch der Druckluft zur Atmosphäre absinkt und aus dem Innenrohr (7) des Sondenrohres (8) entweicht.
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