DE4444127A1 - Gerät zum Ausbringen von Streugut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein am Lasthaken eines Hubschraubers über Seile mitzuführendes Gerät zum Ausbringen von Streugut. Das Gerät weist einen sich nach unten verjüngenden Behälter (Kegelabschnitt) für das Streugut auf. An dessen unterem Ende befindet sich eine verschließbare Öffnung. Außerdem sind drei Beine vorgesehen, auf denen der Behälter z. B. beim Füllen steht. Unterhalb der Öffnung befindet sich eine motorgetriebene Streuscheibe, die sich im Betrieb dreht und das auf sie auftreffende Streugut horizontal verteilt. Am unteren Drittel des Behälters ist meist eine Rütteleinrichtung angebracht, welcher die Aufgabe zu kommt, nicht von selbst rieselfähiges Material zum Fließen zu bringen.

Solche Geräte werden z. B. für folgende Anwendungen eingesetzt:

• - Kalkung von Wäldern/Wassereinzugsgebieten zum Schutze der Böden und der Kulturen gegen die zunehmende Bodenversauerung.
• - Düngung in Land-, Forstwirtschaft, Weinbau.
• - Ausbringung von Ölbindemitteln und anderen festen Stoffen, welche aus der Luft gleichmäßig verteilt werden sollen.

Bei den aufgeführten Beispielen des nachfolgenden Textes wird auf die Kalkung abgehoben, da diese Verwendung in jeder Hinsicht die härtesten Anforderungen stellt, und auf Grund ihres Umfanges die größte wirtschaftliche Bedeutung innehat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein sehr leichtes, robustes und einfach reparierbares Gerät zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Geräts, insbesondere bei zusätzlicher Anwendung der Weiterbildungen gemäß den Unteransprüchen werden nachfolgend anhand eines Anforderungskatalogs herausgestellt.

Das erfindungsgemäße Gerät erfüllt diese harten Anforderungen. Hieraus ergeben sich immense wirtschaftliche Vorteile. Auch auf eine sich ergebende, erheblich verbesserte Ökobilanz (Applikationsleistung gegenüber Energieverbrauch) ist hinzuweisen.

Anforderungskatalog

Die nachfolgenden Anforderungen 1. bis 4. an das Streugerät stehen unter zwei gleichermaßen bedeutsamen Prämissen:

• 1. Dauerfestigkeit gegenüber den Normallastfällen Definition der Normallastfällen:
• - schlagartiges Einfüllen des Streugutes (z. B. aus Radlader­ schaufel), bei auf unebenem Boden stehendem Streugerät. Hierdurch ergeben sich durch Asymmetrien starke Torsionslasten und Wechselbiegelasten.
• - ruckhaftes Anheben des beladenen Gerätes. Punktlasten. Einleitung der Beschleunigungslasten über die Tragseile.
• - hochfrequente Vibration durch die Rütteleinrichtung, niederfrequente Vibration durch Unwuchten an der Streuscheibe (üblicherweise verwendeten Materialien neigen dadurch stark zur Rißbildung).
• - Landestoß, häufig entsprechend freiem Fall aus etwa einem Meter Höhe.
• - Umfallen des leeren Geräts.
• 2. Weitgehende Unempfindlichkeit gegenüber gelegentlich eintretenden Fällen wie:
• - heftiger Landestoß, entsprechend freiem Fall aus ca. zwei Metern Höhe.
• - Anschlagen des Geräts (beim Durchpendeln an den Tragseilen) an Radladerschaufel oder anderem festen Gegenstand bei angebrachtem Rammschutz.
• - Umfallen des befüllten Geräts bei angebrachtem Schutz des Tragringes.
• 3. Nahezu völlige Wartungsfreiheit bis auf
• - allgemeine Sichtkontrolle, insbesondere nach Ereignissen wie unter 2.
• - Kontrolle der Seilverspannungen
• - Kontrolle der Werferflügel der Streuscheibe (billiges Verschleißteil)
• - Kontrolle und Wartung des Verbrennungsmotors, bei Verwendung eines solchen Motors.
• 4. Einfachste Reparaturmöglichkeit auch und gerade vor Ort
• - mit einfachsten Werkzeugen ohne besonderen Anforderungen an das Personal
• - einfachste Austauschmöglichkeiten von beschädigten Teilen durch konsequent modularen Aufbau
• - Verwendung von handelsüblichen und leicht zu beschaf­ fenden Halb zeugen und Materialien.

Demgegenüber wurden diese Forderungen von den Geräten gemäß dem Stand der Technik nur sehr unvollkommen erfüllt. War dies in Teilbereichen in halbwegs erträglicher Weise gelungen, so ging dies in aller Regel zu Lasten der Anforderung nach geringstmöglichem Eigengewicht.

Das Ausbringen des Streuguts wird nahezu ausschließlich je Gewichtseinheit bezahlt. In der Fliegerei ist das zu transportierende Gewicht (neben nicht zu beeinflussenden Faktoren wie Wetter und Flugentfernungen) der wichtigste limitierende Faktor.

Der ca. 12% betragende Gewichtsvorteil (Bezugsgröße ist das Gesamtgewicht aus Streugerät und Streugut) bei dem erfindungsgemäßen Gerät soll hier als direkter wirtschaftlicher Vorteil anhand eines praktischen Beispieles mit absoluten Zahlen erklärt werden.

Bei einem in der Kalkung weitverbreitet eingesetzten Hub­ schrauber-Typ (AS 350) beträgt die Zuladung am Haken 900 Kp. Die typischen Streusysteme für diese Maschine wiegen zwischen 170 Kp und 200 Kp. Bei Einsetzen des geringsten Wertes (170 Kp) kann die Maschine also netto 730 Kp an Streugut transportieren. Eine übliche Jahresstreuleistung stellt die Ausbringung von ca. 25.000 Tonnen dar. Hierfür sind bei der Nettozuladung von 730 Kp mehr als 34.000 Flüge notwendig.

Ein Streugerät gemäß der Erfindung wiegt für diese Gesamtzuladung ca. 70 Kp, und dies bei Erfüllung aller im Forderungskatalog genannten Bedingungen.

34.000 Flüge, mit einem um 100 Kp leichteren System ergeben bei gleichem Mitteleinsatz (personell wie materiell) eine Mehrleistung von 3.400 Tonnen. Zur Zeit wird die Ausbringung einer Tonne mit ca. 70,00 DM bezahlt. Der direkte wirtschaftliche Vorteil beläuft sich somit etwa auf 238.000 DM pro Jahr. Dabei ist der zu erwartende Preis des Geräts annähernd identisch mit dem für das bisher verwendete System.

Indirekte wirtschaftliche Vorteile

Die Erfüllung der unter der Prämisse B im Forderungskatalog beschriebenen Bedingung ermöglicht:
Den offenen Streugutumschlag, die Lagerung auf Erdwegen, den Verzicht auf das Abdecken des Materials.

All diese Punkte sind bei Verwendung herkömmlicher Systeme sehr problematisch. Dies gilt insbesondere bei der Verwendung weicherdiger, feinstvermahlender Kalke. Häufig fließt dort das Material in solchen Fällen nicht gleichmäßig ab (es pulsiert), oder der Behälter verstopft gänzlich und muß mühsam entleert werden. Wenn am Ende nur noch wenig Kalk übrig ist, führen Verunreinigungen sehr häufig zur Verstopfung. Man läßt deshalb zwangsläufig Reste liegen, was von der Auftraggeberseite nicht gerne gesehen wird und zu Abzügen führt. Man verzichtet auch zu Gunsten eines festeren Weges als Lagerplatz auf näher zur zu streuenden Waldfläche gelegene Plätze, und nimmt somit weitere Flugwege in Kauf.

Man ist häufig damit beschäftigt, den Kalk bei niederschlagreichem Wetter mit Planen abzudecken, vom Wind verwehte Planen einzusammeln, gestohlene Planen zu ersetzen etc. Der ganze Ablauf, von der Kalkauswahl über den Umschlag bis hin zur Ausbringung ist reich an Reibung, wenn das Streugerät derartige Anforderungen an das Streugut stellt. Diese logistischen Probleme sind mit dem erfindungsgemäßen Streusystem, welches mit diesen ungünstigen Bedingungen fertig wird, gelöst.

Die Erfüllung der im Anforderungskatalog unter Dauerfestigkeit bzw. weitgehende Unempfindlichkeit genannten Bedingungen resultieren in der Vermeidung von Standzeiten und der Entlastung des Piloten, der bei bis zu 300 Rotationen täglich, den Streubehälter nicht jedes Mal wie ein rohes Ei aufsetzen muß, um ihn nicht in kürzester Zeit zu zerstören.

Insgesamt wirkt es sich positiv und motivierend aus, wenn man bei einer recht harten Arbeit ein zweckentsprechendes Gerät zur Verfügung hat. Dies gilt umsomehr, wenn das Personal bei solchen Einsätzen zu einem erheblichen Teil über Tonnenprämie bezahlt wird.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Gesamtgeräts

Fig. 2 die Lagerung der Streuscheibe samt Motor

Fig. 3 groß herausgezeichnet die Verankerung der Spannseile

Fig. 4 und 5 unterschiedliche Verbindungsteile für die Beine mit dem Ring (Fig. 4) bzw. mit den Stützteilen (Fig. 5)

Fig. 6 den Behälter mit einem besonders günstigen Verschluß

Fig. 7 den Verschluß perspektivisch herausgezeichnet.

In Fig. 1 ist eine Seitenansicht des Geräts zu sehen. Es zeigt zwei der drei Beine 1 aus Alurohr (das dritte ist der Einfachheit halber weggelassen) einen Ring aus Alurohr 2, einen daran befestigten kegelabschnittförmigen Behälter 3, eines von drei Stützteilen 4 aus Alurohr, eine Streuscheibe 5 mit Antriebsmotor 6, eine in Fig. 1 nur angedeutete Aufhängung 7, schematisch einen Verschluß 8 für die Öffnung des Behälters sowie zwei von sechs Spannseilen 9.

An den Verbindungsstellen des Rings 2 mit den Beinen 1 sind Verbindungsteile entsprechend Fig. 4 angebracht. Das Rohrteil 10 wird dabei in das obere Ende des Beins 1 eingeführt. Das dazu quer liegende Teil 11 liegt im montierten Zustand an dem Ring an und weist deshalb eine der Außenkontur des Rings 2 entsprechende Formung auf. Das Teil 11 wird vorzugsweise durch zwei Schellen mit dem Ring verbunden.

Zur Herstellung der Verbindung der Stützrohre mit den Beinen werden Verbindungsteile gemäß Fig. 5 verwendet. Es besteht aus einem der Außenkontur der Beine angepaßten Teil 12, das im montierten Zustand am Bein 1 anliegt und mit Schellen mit diesen verbunden sein kann. Die beiden am Teil 12 angesetzten Teile 13 und 14 sind so angeordnet und geformt, daß sie im montierten Zustand in die Stützrohre 4 hineinragen und an deren Innenwandung anliegen. Die Spannseile 9 sind oben am Ring 2 befestigt und führen jeweils zum Verbindungspunkt des Nachbarbeins mit den Stützrohren. Sie sind oben und unten jeweils über die Beine 1 geführt und pressen somit die Beine gegen den Ring 2 bzw. je zwei Stützrohre 4. Die gespannten Spannseile verleihen der Konstruktion die für den rauhen Einsatz benötigte Stabilität. Sie können an den Verbindungspunkten der Stützrohre 4 mit den Beinen an den Stützrohren befestigt werden. Eine günstigere Ausbildung wird in Verbindung mit Fig. 3 später erläutert.

Fig. 2 zeigt die Lagerung bzw. Aufhängung der Streuscheibe 5 samt Antriebsmotor 6 und zwar von unten auf das Gerät gesehen (Scheibe 5 nicht gezeigt). Die Scheibe 5 mit dem Hydraulikmotor 6 ist auf einer Platte 16 montiert, die über sechs Spannseile 15 gehaltert wird. Die Spannseile 15 sind an den Verbindungsstellen der Beine 1 mit den Stützrohren befestigt und zwar vorzugsweise in der Art, wie in Fig. 3 erkennbar. Dort ist ein Bein 1 und Teile zweier Stützrohre 4 herausgezeichnet. Zwischen die Stützrohre 4 ist eine Gummirolle 17 angeordnet, deren Welle 18 über die Gummirolle beidseitig hinausragt. Die zu dem gezeigten Bein 1 führenden Spannseile 15 sind um das Bein 1 herumgeführt und mit dem unteren Ende der Welle 18 verbunden (eingehängt). In gleicher Weise werden vorzugsweise auch die entsprechenden Spannseile 9 um das Bein 1 herumgeführt und ebenfalls mit den beiden Enden der Welle 18 verbunden. Auf das Gerät von außen einwirkende Kräfte (Biegungen, Torsionen) führen bei dieser Konstruktion durch die Einleitung dieser Kräfte über die Spannseile auf die Verbindungsstellen (Gelenke) dazu, daß die Verbindungsstellen der Teile stabilisiert werden. Durch die Gummirolle werden die Einwirkungen ab gemildert (gedämpft).

In Fig. 6 ist der Behälter 3 herausgezeichnet. Er besteht aus ultrahochmolekularen Polyäthylen und ist aus mehreren miteinander vernietenen (19) Bahnen gebildet. Am oberen Ende ist er mit dem Ring 2 verbunden. Im unteren Bereich 3 a ist der Behälter durch eine mehrlagige Kohlefaserschicht verstärkt. Das Kohlefasergewebe wird auf die Behälteraußenwand aufgewickelt und mit Kunstharz getränkt (laminiert). Nach dem Aushärten des Kunstharzes sitzt die mehrlagige Schicht fest an dem Behälter. Wegen der Nieten ist auch ein Loslösen der Schicht nach unten nicht möglich. An dem verstärkten Bereich können Befestigungsteile 20 ein gelagert sein, an die z. B. ein Rüttler 21 angeschraubt sein kann. Die Eigenschaft des Kohlefaserlaminates (hohe Festigkeit und große Härte) wirkt sich vorteilhaft auf die Übertragung der durch den Rüttler erzeugten Vibration auf das Streugut aus.

Fig. 6 und 7 zeigen eine einfache aber sehr funktionstüchtige Möglichkeit für die Ausbildung des Verschlusses der Auslaßöffnung. Diese ist an einem Bein 1 in der Vertikalen schwenkbar gelagert (Punkt 1a) und besteht aus einem Zylinder 22 mit einem Betätigungskolben samt Kolbenstange 23 und einer daran befestigten Verschlußplatte 24, die an zwei Lagerseilen 25 gelagert ist. Bei Betätigung des Kolbens durch Einsteuern von Hydraulikflüssigkeit schwenkt die Verschlußplatte 24 entgegen der Kraft einer Feder 26 vor die Öffnung des Behälters 3. Ohne Druckaufschlagung steht sie wegen der Wirkung der Feder 26 in der in Fig. 6 gezeigten Stellung. Wie gezeigt, sind die Lagerseile 25 an dem Ring 2 befestigt.

Wie aus Fig. 6 unschwer zu ersehen ist, beschreiben die durch die Seilenden 25 bestimmten Punkte und damit die Verschlußplatte 24 bei Betätigung des Zylinders 22 einen Kreisbogen. Um eine Kollision der Verschlußplatte mit der Behälteröffnung zu umgehen, ist diese Öffnung angeschrägt (Winkel 27). In der Grundstellung (Verschluß zu) bilden die Verschlußplatte 24 und Öffnung eine Linie.

An den Beinen des Streugeräts wird vorzugsweise eine Dämpfung vorgesehen. Vorzugsweise arbeiten diese Dämpfungen nach Art einer Luftpumpe: Bei Auftreffen der Beine auf dem Boden betätigen die Aufstandsflächen über eine Kolbenstange einen Kolben, wodurch dieser Kolben in einem Zylinder gegen die Kraft einer Feder und das zusammengepreßte Luftvolumen verschoben wird. Über eine einstellbare Drossel entweicht dann die zusammengepreßte Luft. Erst bei erneutem Aufnehmen des Behälters durch den Hubschrauber bringt die Feder den Kolben und damit die Aufstandsflächen wieder in die Ausgangsstellung.

Claims (10)

1. Von einem Hubschrauber mitzuführendes Gerät zum Ausbringen von Streugut enthaltend einen sich nach unten verjüngenden Behälter mit einer verschließbaren Öffnung am unteren Ende und mit drei Beinen und eine Streuscheibe, die sich im Betrieb unterhalb der verschließbaren Öffnungen dreht, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (3) am oberen Ende mit einem Ring (2) oder dgl. verbunden ist, daß die Beine (1) mit ihrem oberen Ende lösbar mit dem Ring (2) verbunden sind, daß in der Nähe des unteren Endes der Beine (1) zwischen diesen verlaufende Stützteile (4) vorgesehen sind, mit denen die Beine (1) lösbar verbunden sind und daß zwischen dem Ring (2) und den Stützteilen (4) Spannseile (9) gespannt sind, die jeweils zumindest in der Nähe eines Verbindungspunktes eines Beines (1) mit dem Ring (2) am Ring befestigt sind und jeweils zu einem Verbindungspunkt eines Nachbarbeins (1) mit den Stützteilen (4) verlaufen und daß die Spannseile (9) an beiden Enden über die Beine geführt sind derart, daß die Beine (1) durch die Spannseile (9) gegen den Ring (2) und gegen die Stützteile (4) gepreßt werden.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils an dem Verbindungspunkt eines Beins (1) mit seinen beiden Stützteilen (4) zwischen diesen Stützteilen (4) ein gummielastisches Teil (17) vorgesehen ist und daß jeweils die Enden der beiden an einem Verbindungspunkt endenden Spannseile (9) an diesem gummielastischen Teil (17) befestigt sind (Fig. 3).

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastischen Teile als Rolle (17) aus gummielastischen Material mit einer zentralen Welle (18) ausgebildet sind, daß diese Rollen (17) jeweils zwischen benachbarten Stützteilen (4) eingelegt sind, und daß jeweils die Enden der beiden Seile (9) mit der Welle (18) verbunden sind (Fig. 3).

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Streuscheibe (5) mit ihrem Antriebsmotor (6) auf einer Trageplatte (16) befestigt ist, und daß diese Trageplatte (16) über je zwei zu den Verbindungspunkten der Beine (1) mit den Stützteilen (4) führende zusätzliche Spannseile (15) gehalten ist (Fig. 2).

5. Gerät nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einem Verbindungspunkt führenden zusätzlichen Spannseile (15) um das zugehörige Bein (1) herum geführt und mit der Welle der Rolle verbunden sind (Fig. 3).

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ring (2), die Beine (1) und die Stützteile (4) aus hochfestem Leichtmetallrohr gefertigt sind.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Verbindungsstellen der Beine (1) mit dem Ring (2) Verbindungsteile (10, 11) vorgesehen sind, von denen jedes einen in oder auf das Beinende passendes Rohrstück (10) und ein dazu quer liegendes Teil (11) aufweist, das am Ring (2) anliegt und eine einem Teil der Außenkontur des Rings (2) entsprechende Form aufweist (Fig. 4).

8. Gerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Verbindungsstellen der Beine (1) mit den Stützteilen (4) weitere Verbindungsteile (12 bis 14) vorgesehen sind, von denen jedes ein Teil (12) aufweist, das an dem zugehörigen Bein (1) anliegt und eine einem Teil der Außenkontur des Beins (1) entsprechende Form hat und zwei weitere Teile (13, 14) aufweist, die im montierten Zustand in die zugehörigen Stützteile (4) hineinragen und sich an einem Teil der Innenkontur der Stützteile (4) anlegen (Fig. 5).

9. Gerät insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter aus thermoplastischem Kunststoff insbesondere aus ultrahochmolekularem Polyäthylen besteht.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Behälters zumindest teilweise durch eine Kohlefaser-Auflage verstärkt ist.