EP3512376A1 - Applikator - Google Patents

Applikator

Info

Publication number
EP3512376A1
EP3512376A1 EP17791922.2A EP17791922A EP3512376A1 EP 3512376 A1 EP3512376 A1 EP 3512376A1 EP 17791922 A EP17791922 A EP 17791922A EP 3512376 A1 EP3512376 A1 EP 3512376A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
brush
applicator according
applicator
plants
contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17791922.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sergio DE ANDRADE COUTINHO FILHO
Matthias Eberius
Dirk Vandenhirtz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zasso GmbH
Original Assignee
Zasso GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zasso GmbH filed Critical Zasso GmbH
Publication of EP3512376A1 publication Critical patent/EP3512376A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B15/00—Other brushes; Brushes with additional arrangements
    • A46B15/0002—Arrangements for enhancing monitoring or controlling the brushing process
    • A46B15/0016—Arrangements for enhancing monitoring or controlling the brushing process with enhancing means
    • A46B15/002—Arrangements for enhancing monitoring or controlling the brushing process with enhancing means with a means for removing or creating static electricity
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M21/00—Apparatus for the destruction of unwanted vegetation, e.g. weeds
    • A01M21/04—Apparatus for destruction by steam, chemicals, burning, or electricity
    • A01M21/046—Apparatus for destruction by steam, chemicals, burning, or electricity by electricity
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B13/00—Brushes with driven brush bodies or carriers
    • A46B13/001—Cylindrical or annular brush bodies
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B13/00—Brushes with driven brush bodies or carriers
    • A46B13/02—Brushes with driven brush bodies or carriers power-driven carriers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B2200/00—Brushes characterized by their functions, uses or applications
    • A46B2200/40—Other application

Definitions

  • the invention relates to the technical field of mechanical-electrical devices for the targeted and energetically advantageous transfer of electrical energy to plants and solid substrates to improve the effect on plants and other Organsimen and inventively use novel equipment combinations and materials. More particularly, it relates to the combination of controlled and in various ways by actuators movable applicators, which selectively detect the contact surfaces and prepare in an integral step, the maximum contact of the target object with the current and implement.
  • the current used can be either uniform or pulsed DC and AC with any curve of current and voltage used in the high voltage range of 0.5 kV at frequencies of 500 Hz and more up to the three-digit KHz.
  • Brushing methods can be used only with very small weeds, sufficiently dry and loose crumb structure of the soil and require frequent repetition and have a high weather dependence.
  • Any soil-working method (hoeing, harrowing, plowing) will transport new seeds to the surface and encourage the re-growth of weeds while increasing soil erosion risk, which can also destabilize soil structures.
  • the soil structure is generally significantly damaged by soil displacement, but this is essential for the destruction of near-surface roots.
  • Applicators are known from the literature and practice, which relate their geometrical selectivity of mechanical spacers and strip-like arrangements.
  • the applicators resting on the floor are known devices with very different individual widths, which are pressed by gravity or spring pressure on the target objects or the ground and accordingly adapt to the thickness of the biomass layer or the soil profile. This can spring steel loops, sheet elements or z. B. pulled over the ground chains or plates.
  • Most of the applicators have in common that they slide at least one-dimensionally over objects and thereby can adapt only very slightly different profile structures of different sizes and thus make the use of equipment flexible.
  • the target objects are not actively prepared for the reduction of contact resistance and the intensity and location of the contact can only be changed by mostly complex mechanical changes to the device and not actively controlled.
  • the first element A) preferably contains a device for treating surfaces with undesired organisms (preferably but not exclusively plants, but also unwanted other organisms (eg snails or nematodes)) with electrical energy consisting of transversely controlled and controlled by actuators / or rotary movements displaceable applicators for high-voltage, pulsed or continuous direct or alternating current with different selected frequency and wave packets, sensory or mechanical control elements, linear power transmission elements, with mechanical translational and / or abrasive properties, the wholly or partially electrically controllable applicator elements rigid or flexible, preferably approximately linear control, sensor and mobility components not discussed here in detail, wherein at least one of the applicators also sequentially links to a direct mechanical component (B) ft or can be fully integrated but does not have to.
  • undesired organisms preferably but not exclusively plants, but also unwanted other organisms (eg snails or nematodes)
  • electrical energy consisting of transversely controlled and controlled by actuators / or rotary movements displaceable app
  • the second element B) preferably consists of at least one translational actuator mechanically controlled or sensor-controlled height adjustment and optionally side alignment of the applicator above the ground, consisting of: pneumatic cylinder, hydraulic cylinder, electric actuator with axis and / or mechanical actuator ( Feather)
  • the third element C) preferably has at least one controllable rotary / rotary actuator (the earth may also be a brush applicator) which rotates the respective applicator about a fixed or adjustable horizontal, vertical or oblique axis off: electric motor, hydraulic motor or other rotary drives; Alternatively, an approximately planar brush arrangement, which can optionally be offset by lateral movement in several linear axes in circular or elliptical movements.
  • the earth may also be a brush applicator
  • the fourth element D) preferably serves to transmit to the target objects preferably with linear transmission units of the stream (bristles) and the abrasive effects (see FIG.
  • the elements that transmit the current can: preferably but not exclusively be mounted radially or obliquely on the rotating applicator and be one of the basic brush shapes shown in Figure 2,
  • material or additive which can be achieved as follows: metal wires, narrow metal strips (preferably steel), metal braids, nylon or other polymers filled with carbon and / or metal fibers, polymers with metallic additives especially CuS as single rods or as braided or otherwise connected units, braided or otherwise consolidated mixed filaments of plastic and metal threads,
  • material-related special abrasive properties have: fraying ends or laterally interrupted individual fibers of Metallflechtseilen, edges of wires and narrow metal strips, polymer fiber laterally protruding metal fillings, Mischfilthough with laterally protruding metal components (see Figure 1) due to application, the abrasive properties to some extent at certain points and the durably preserved during use, which would be there: greater abrasion of plastics repeatedly exposes metal fibers / threads on the surface, bending-resistant metal fibers of adequate thinness against breaking, braided plastic ropes or single fibers can have a sufficient number of revolutions and alignment sufficiently abrasive,
  • the fifth element E) preferably has one or more transmission modules of the electrical energy on the brush body or individual bristle packets, consisting of
  • FIG. 4 shows an embodiment in which only the brush segments lying below are under current, while the upper ones are always switched off, preferably before the contact with the plants breaks off.
  • the sixth element F) consists of one or more application units for water for self-cleaning of the systems in regular intervals without electricity at maximum free rotation or even for cleaning surfaces and objects after switching off the elec- trkutionsströme.
  • the seventh element G) consists of one or more controls and sensors: control unit of all actuators and the power supply for parameterizing the mode of operation for the corresponding field of application, for adjusting the abrasion strength, contact time, contact surface size and / or surface protection (parameter / Influence on):
  • the brush size serves as an aid for the parameterization of contact duration, penetration depths and achievable stiffnesses by number of revolutions, travel speed, height above ground, immersion depth etc.
  • All applicators can receive information relating to the electrical and physical parameterization spatially assigned in their electrical effect parameters and their geometric arrangement relative to the ground or to the plants via the control unit influencing information from traveling sensors, read-out operating parameters (current flow etc.) or from other data sources and implement.
  • the eighth item H concerns the options for various mounting locations: front, side, under, behind the transfer vehicle.
  • Open space treatment (gravel, pavement, asphalt): The bristles can be sufficiently soft and the hardness and clearing force can be adjusted dynamically by the speed of rotation, so that the ground surface is not damaged.
  • Treatment roadside markings The posts on the roadside are made of plastic and are only around with complex accessory at the bottom around plants to free. In order for the lessening compared to the normal mowing is sufficient, it makes sense not only to shorten the grass in front of and behind the post but kill it. If two counter-rotating brushes (roller brushes or disc brushes) with sufficiently soft nylon bristles are used as the longest bristles, the post can be gently cleaned with little added water, and if the brush descends almost to the ground contact, either soft conductive bristles can directly energize the plants or shorter metal bristles now come in contact with the plants and make contact, thereby removing the plants for the long term for the benefit of traffic safety and at the same time cleaning the posts (see Figure 5).
  • Guard rail posts Even with electrically conductive metal posts, the brushes can be worked completely analogously from the side after the brush spacing has been adjusted, since here too the shorter metal bristles do not touch the piles (if necessary, additional scrapers are useful as positioning aids) only the longer plastic bristles with the direction of rotation turning away from below transport the plants to the metal bristles. Should it come to touch this is uncritical, since the guardrails are extremely well grounded by the direct ramming of the posts in the ground and can not build potentials.
  • No-till surface preparation No-till areas may be extremely heterogeneous and uneven, depending on the crop. Thus, in grassland mulch with irregular accumulation, especially snails can hide. In stubble fields, the small weeds and sprouted grains between the stubble are hard to contact except with brush systems. Rest straw can cover entire areas.
  • a brush system with a large brush and relatively soft, up to the tip conductive bristles and all-round conduction and Abrasionspotential here can prevent growth of any size with sufficient grounding on a second broom roller that, without shifting soil relevant to the surface. Due to the double roller contact time, it is possible to drive sufficiently fast for the directly following sowing. If deeper weeds are to be controlled, the brush spacing can be increased in the first step or the blades of the no-till machine behind the tractor can be used as soil.
  • the drawing in FIG. 6 shows the expected energy profile and an arrangement.
  • Inter-row treatment In the inter-row treatment, the brush segments of the main axis are moved further apart or individual autonomous brush applicators are used for each area. In all cases, the crops are protected by non-electrically conductive side scrapers or hoods over the applicators.
  • Modular brush replacement When the brush circuits are mounted on a modular central axis, the builder can easily replace either the individual brush sections or this axle unit itself. Accordingly, he can assemble an axis of often very long bristle brush elements, the bristles are in any case larger than the maximum plant height and also have the corresponding row spacing. At the edge of the elements can be inserted for better protection of crops rigid (gravity) or co-rotating isolator circuits, which can serve as a static spacer from the ground (slightly below bristle length) (see Figure 7).
  • disc brushes can be used as movable single applicators, which can be moved on the central attachment with quick-release clamps and whose brush head is easily replaceable.
  • Worm control Double brushes for flat root / snails: The primary snail control in the topsoil is done with the same brushes as No-till surface treatment, with peak conductivity and minimized encrustation in the foreground. Therefore, relatively smooth plastic bristles with sufficient conductivity are preferred, which are lowered from large brush wheels to ground contact. Low rotation speeds reduce the breakdown of soil structure. Where necessary, the bristles can be optionally cleaned by water impact and occasional lifting and high rotational speeds (turning at the field end).
  • Sikkation potatoes Large rolls with abrasion properties filled with long bristles are dipped into the green leaf mass at high speed in a double row until they are turned about 10 cm above the dam crown so fast that most of the leaves are torn off. It may be useful to adjust the roller brushes to different heights and speeds.
  • the underground storage organs (potatoes) are spared, the aboveground organs weakened so much that they dry with high evaporation and lead to a good shell strength. The degree of defoliation and energy required for this can be parameterized depending on grade and maturity.
  • Sikkation rapeseed / cereals When siccation of culinary crops on the one hand special care must be taken, so that the seeds are not damaged or lost. At the same time, the electrodes must penetrate the stock at least to the uppermost sheet layer. For this purpose, a rather loosely populated roller (brush ring distance 2-20 cm) with long relatively stiff brushes (50-150 cm) slowly in the direction of travel, so that the bristles penetrate deeply and make contact, but not destroy the fruits. The bending by gravity minimizes the friction with the fruits and their premature rupture (see Figure 8).
  • the bristles are stiffer in systems with high penetration depth in the near-axis region than in the tip region, which reduces the friction even further.
  • the conductive electrodes dive quite vertically due to gravity and are also quite vertically pulled out of the plant tangle (usually rapeseed).
  • the brush tips rotate approximately and adjustably at the same speed as the entire vehicle moves forward. By adjusting the rotational speed and immersion depth, the friction and thus the current transfer can be optimized.
  • This stiffening can be specific to each fiber (reinforced base or larger diameter) as well as being implemented by an additional holding system (sheath-tube-like). This can be a good substitute for more elaborate and bulkier reel systems (see below).
  • the flexible brushes allow a space-saving folding of the overall construction, as one is also used to spray rods with a large working width.
  • the contact can be made even more gently when working instead of a brush with a reel (see separate section).
  • Control of herbaceous weeds brushes smash small leaves and shoots and thus create a very large contact surface for electrical treatment.
  • Un-grass / rushes The brush roller rotates above the Nutzgrasebene against the direction of travel, thus brushing higher grasses or rushes (the higher the longer) with high distribution between the applicator bristles.
  • the roughness of the bristle surface injures the blade and leaf surfaces and lowers the contact resistance of selective plant destruction (see Figure 9).
  • Thistle control and other prickly / bristly plants in meadows and fields Due to the spines on leaves and branches thistles are particularly difficult to contact effectively.
  • the brushes over the crop cover the higher thistles and provide direct, low-resistance contact until the root networks are sufficiently damaged.
  • Rape plants are generally branched and tend to entangle on the field.
  • a basic element of the device according to the invention for the electrocution of sensitive field crops for the purpose of electrocution is a reel with large working width and the following characteristics:
  • the working width is between 4 and 40 m.
  • the reel diameter is at least 50 cm, preferably 1-2 m. In some cases, it may be useful to use several reels directly behind each other (possibly also as 2 poles).
  • Electric power for electro-kution is between 3 and 120 kW, when high voltage is applied between 1 KV and 30 kV and when using pulsed direct current or high-frequency alternating current (1000- 30000 Hz).
  • the reel is operated electrically in one or more circuits.
  • Soil is either soil in the lanes or, alternatively, the reel may be in parts as a phase and in parts as a soil if flow through and destruction of the root area is not appropriate for individual crops and crop densities.
  • the reel is made of lightweight materials (steel, composites, aluminum, fiber reinforced plastics, carbon fiber components).
  • the rotary reel elements have at least 4 corner units, up to 12 corners can be reached
  • the reel contains either a central axis as a static pressure element or at least some pressure and tension elements in the outer area.
  • the reel is completely or at least in the outer elements cantilevered.
  • the corners are connected to electrically conductive, static-tensioned static elements or wires (see Figures 10 and 11).
  • the reel consists either of individual modules which can be connected with quick-release fasteners, which are disassembled piece by piece for transport (each part can be handled by one person), or they can be pushed together for transport and rotated on the trailer to such an extent that they do not overlap can participate in road traffic.
  • the entire system is either attached directly to the tractor or installed on a separate trailer. When installing on a separate trailer, possibly with an extendable axle, it is possible to transport the unit underlaid.
  • the reel is driven by an electric motor or multiple motors in the central area and rotates at the outer edge at about the speed of movement of the towing vehicle with the upper side in the direction of travel. 14. It is the whole reel or at least the drooping electrodes under power, and depending on the design part of the electrodes can also be used as earth.
  • Figure 12 shows that of the wires at a distance of 5 - 50 cm depending on the culture of different stiff and shaped contact electrodes hang - in any case, but conductive units down, which are suitable sufficiently deep penetrate into the biomass.
  • nozzles for water distribution are available to improve contact.
  • the invention all electrocution processes of plants using reel systems are to be protected. [057]
  • the invention also relates to static applicators. [058] According to the state of the art, the metal contacts serve to transmit current to the plant parts which come into contact with the metal parts.
  • the invention proposes circular and teardrop-shaped applicators in various orientations, depending on the field of application (cf., FIG. 16). They represent an inventive and significant improvement because:
  • the bias leads by the curvature to a good contact pressure without further spring elements.
  • the individual elements can be made narrow because of their simplicity (no further spring elements) and accordingly adapt to the background contour
  • the individual applicator elements can be mounted in total storage.
  • the bearing can increase or decrease the contact pressure, which may be advantageous in particular for gentle siccation applications (see FIG. 17, in which the bearing point is indicated as a rectangle).
  • the individual applicator elements may be partially or completely closed in order to prevent entanglement and tearing of plant parts (siccation of culinary fruits such as rapeseed and cereals).
  • the closing elements which fill the circular area shown in FIG. 17 or the oval area, can be designed to be conductive to increase the contact time with narrow passing plants (rushes, stiff grasses).
  • metals but also electrically conductive composite materials (sandwich) or z.
  • B light conductive plastics eg carbon fiber-containing plastics are used.
  • the side edges of the applicator elements can by rounding the emergence of
  • Example a carbon fiber composite material or filled resins, which may still be somewhat conductive and abrasionsfest, but not contribute to the formation of sparks (see Figure 19) .
  • the points 1 to 4 for the design of the applicators are essential to the invention without the features described above .
  • Earth Applicators Since the exposure of the soil with strong electric fields to the destruction of subterranean plant parts (especially storage roots, rhizomes, tubers, etc.) may be particularly important, an introduction of the current through the rung is not possible or useful in all cases , In such cases, it may be useful to initiate the stream preferably vertically or horizontally targeted with a predefined depth profile in the ground and not only use near-surface ground electrodes to ground the current introduced by plants current flow.
  • Glyphosate introduction in strains / interfaces The roots can also be damaged by sawing off the above-ground plane parts and coating the interfaces with glyphosate or other chemical herbicides or injecting pesticides into the stem.
  • this requires a lot of manual labor and the use and handling of chemical herbicides.
  • the procedure often has to be repeated for years. The procedure is on bushes and plants with thin sprouts (grasses) hardly to not applicable.
  • Subsoiling of soils Deep loosening plows, which are equipped with a series of narrow deep cutting shares, are known. By using rotary blades in front of each blade and compressors behind it, the change in the soil surface can be minimized.
  • the earth applicators according to the invention described below have the goal to initiate electric current on a well-defined sufficiently large and self-cleaning surface (minimizing the contact resistance) in a predetermined geometry in the soil, so as to damage the respective plant parts to be destroyed maximum.
  • the soil structure should, as far as possible, be influenced as little as possible for environmental reasons and for damage minimization for crops that may be present on the surface or in certain areas.
  • the resistance of the overall device in the ground is minimized.
  • the formation of such Erdapplikatoren is also essential to the invention independently of the aforementioned features, for example, brush applicators.
  • Vertical wide or narrow vertical cutting blades penetrate at a distance of at least 40 cm between 30 and 140 cm deep into the ground.
  • the width of the cutting shares is between 5 and 60 cm. They may be curved or bevelled in the direction of travel for structural reasons and for better root penetration and better soil infeed.
  • a rotary cutting blade travels to the floor opening with little ground movement, behind it a solidified person. Every second cutting share is completely insulated and subjected to high voltage.
  • the rotary cutting blades and also the packers are each insulated to avoid faulty currents (see Figure 20).
  • the flow flows horizontally in the soil and preferably destroys horizontal root components, since they conduct better than the surrounding soil (see Figure 21).
  • the general invention which is also essential to the invention independently of the previously described embodiments, lies in the insulation of cutting bodies at certain height ranges in order to use them as applicators for the electrocution.
  • the cutting shares are generally made of conductive steel, as they must be very stable in order to absorb the forces of the deep share.
  • the surface of the blades is generally made of metal, so that it can withstand the high abrasion requirements and impacts from stones, etc.
  • the outer layer of the crowd is not relevant in itself vertically conductive. It should be noted here the high mechanical load on the cutting share, which makes the use of metal necessary.
  • an insulating hard layer preferably of a viscoelastic resin, is applied to the basic structure of the cutting share. Metal strips approximately 1-5 cm wide are then applied to this insulating surface as the current-conducting region and are connected in an insulating manner to the share (dowels) , Pouring, insertion in pass grooves, etc.).
  • This metal layer may consist of thick sheet metal or otherwise deformed fittings.
  • the intermediate areas are then poured out with resin and renewed regularly if necessary. A special design protects the intermediate areas from abrasion and excessive bridging by highly compressed soil.
  • the cutting shares can be isolated in the uppermost 50-500 mm by means of a separate metal sheath in order in each case to allow an internal equipotential bonding (compare FIG. [075] If an initiation is provided only at a greater depth, the entire vertical part of the share is isolated (compare FIG.
  • the device consists of:
  • At least one steel cord which may also be lowered to achieve length variability by the crowd or at the rear end of the cutting share
  • the steel cable can be self-cleaning due to its smooth outer skin. This minimizes surface resistance.
  • the steel cord can be provided purely cylindrical, with alternating thicknesses or individual bulges for maximizing contact with the ground (compare FIG. 24).
  • the combination of the earth applicators with one another and with all other imaginable types of applicator is in particular the further mentioned brushes or static applicators.
  • the length of the insulation is variable depending on the surface to be protected (cf Figure 27).
  • Vertically isolated against disc-cutting applicator or packer use against plants that form mainly vertical networks and in particular perpendicular storage organs (taproots, beets, etc.) or rhizomes.
  • the cutting shares are subjected to high voltage at the bottom and act against an earth on or on the surface, which can be designed as a slice or packer depending on the surface condition.
  • the grounding takes place accordingly shortly below, directly on the earth's surface or by compressed plants (cf. FIG. 28).
  • Wire rope applicator alternating deep Use against plants which have horizontally branched networks, in particular at considerable depth, and in particular form horizontal storage organs or rhizomes.
  • the cutting shares and wire ropes are alternately earthed at the bottom and subjected to high voltage. The very broad distribution of long duration of action takes place in the depth with minimal impairment of shallow roots (see Figure 30).
  • Wire rope applicator deep against packer or round cutter Use against plants, which form mainly vertical networks and in particular vertical storage organs (tap roots, beet, etc.) or rhizomes. The cutting blades are subjected to high voltage at the bottom and act against a ground at or near the surface (see Figure 31).
  • Wire rope applicator flat against plants / surfaces Applicator eg brush
  • the cutting shares and wire ropes are uniformly grounded at the bottom and insulated at the side as well as the round cutting shares and packers.
  • the surface or blade applicator which covers the surface completely, possibly even in a double row, is subjected to high voltage. The very broad distribution of long exposure takes place exclusively near the surface with minimal impairment of deep roots (see Figure 32).

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Applikator, insbesondere eine Bürste für die Elektrokution, wobei der Applikator rotatorisch gelagert ist und die Bürste leitende und nicht leitende Borsten aufweist.

Description

Applikator
[01] Bei der Schwächung und Zerstörung von Pflanzen durch elektrischen Strom ist es von oberster Bedeutung, dass die elektrische Energie möglichst zielgerichtet (verlustarm) mit geringem Übergangswiderstand (maximaler Energietransfer in Pflanzenorgane, insbesondere Wurzel) und umfassend alle Zielgebiete/Pflanzen räumlich erreichend eingeleitet wird. Dies wird durch die bisher verfügbaren Applikatoren und deren gesteuerten Einsatz auf vielen Anwendungsgebieten, die weit über den reinen Agrarbereich hinaus auch in die Anwendung auf Verkehrsflächen, Naturschutzgebieten etc. gehen, nur unzureichend möglich gemacht.
[02] Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der mechanisch-elektrischen Vorrichtungen zur zielgerichteten und energetisch vorteilhaften Übertragung von elektrischer Energie auf Pflanzen und feste Untergründe, um die Wirkung auf Pflanzen und andere Organsimen zu verbessern und dabei neuartige Gerätekombinationen und Materialien erfinderisch einzusetzen. Spezieller betrifft sie die Kombination aus gesteuerten und in verschiedener Art durch Aktoren beweglichen Applikatoren, welche die Kontaktflächen selektiv erfassen und in einem integralen Schritt den maximalen Kontakt des Zielobjekts mit dem Strom vorbereiten und umsetzen. Beim eingesetzten Strom kann es sich um gleichförmigen oder gepulsten Gleich- und Wechselstrom mit beliebiger Verlaufskurve von Strom und Spannung handeln, der im Hochspannungsbereich von 0,5 kV bei Frequenzen von 500 Hz und mehr bis in den dreistelligen KHz eingesetzt wird.
[03] Ziel aller Methoden zur Bekämpfung von Schadorganismen ist es, diese möglichst um- fassend (ohne Auslassungen), mit wenigen Arbeitsgängen möglichst langfristig und möglichst auf alle lebenswichtigen Organismenteile wirkend zu erreichen und dabei möglichst wenig Nebenwirkung durch Schädigung von Nutzpflanzen, Nutzorgansimen allgemein, Boden- /Untergrundbeschaffenheit und sonstige Umwelt auszuüben.
[04] Die meistverwendete Methode zur Vernichtung von Pflanzen ist deren Vernichtung durch chemische Wirkstoffe mit pflanzentoxischen Eigenschaften. Diese werden aus einer universell einsetzbaren Sprüheinrichtung von oben, der Seite oder von in den Bestand eintauchenden Sprühsystemen auf die Pflanzen gesprüht und erreichen diese durch die Vernebelung, Schwerkraft und gezielte Luftströmungen so weitgehend, dass eine fast lückenlose Abtötung möglich ist. Die Pflanzenschutzmittel wirken oft nicht nur auf die direkt erreichten Teile, sondern durch Transport im Organismus. Die chemischen Substanzmischungen führen jedoch zu Rückständen
BESTÄTIGUNGSKOPIE in Pflanze, Boden und Nahrungsmitteln oder werden durch Abschwemmungen und Verwehen in Gewässer und ferngelegene Ökosysteme eingetragen oder werden durch Resistenz der Pflanzen zunehmend unwirksam. Aus diesen Gründen gibt es eine Vielzahl von Anwendungsbeschränkungen bis hin zu kompletten Anwendungsverboten für bestimmte Flächen (z. B. Verkehrsflächen) oder Anbausysteme (Vertragsanbau, zertifizierte Anbausysteme, ökologischer Landbau).
[05] Bekannt sind auch rein mechanische Unkrautbehandlungsgeräte mit Bürsten oder Hacken, welche aber eine Reihe von systemimmanenten Nachteilen haben:
1. Bürstenmethoden lassen sich nur bei sehr kleinem Unkraut, ausreichend trockener und lockerer Krümelstruktur des Bodens einsetzen und erfordern häufige Wiederholung und haben eine große Witterungsabhängigkeit.
2. Bei Sikkationsanwendungen von Bürsten und Schlagwerken werden die Blätter zerstört, was entweder mit einer Schädigung der Früchte (Raps, Getreide) einhergeht, oder die Wurzeln und Sprosszentren können zu unerwünschten Wiederaustrieben führen (Kartoffeln).
3. Beim Einsatz von Bürsten auf Hartböden können die oberflächennahen Wachstumszentren von Pflanzen nur dann effektiv geschädigt werden, wenn gleichzeitig eine Abrasi- ons-und Schädigungsgefahr für den Untergrund an sich besteht.
4. Jegliche bodenbearbeitende Methode (Hacken, Eggen, Pflügen) befördert neue Samen an die Oberfläche und fördert den Wiederaufwuchs von Unkraut bei gleichzeitiger erhöhter Erosionsgefahr für die Böden, die auch zur Destabilisierung von Bodenbauwerken führen kann. Die Bodenstruktur wird generell erheblich durch Bodenverlagerung geschädigt, was aber zur Zerstörung oberflächennaher Wurzeln unumgänglich ist.
5. Je nach genauer Bearbeitungsaufgabe ist eine Vielzahl von Spezialwerkzeugen nötig.
[06] Aus der Literatur und der Praxis sind Applikatoren bekannt, die ihre geometrische Selektivität aus mechanischen Abstandshaltern und streifenartigen Anordnungen beziehen. Bei den auf den Boden aufliegenden Applikatoren sind Vorrichtungen mit sehr unterschiedlichen Einzelbreiten bekannt, die durch Schwerkraft oder Federdruck auf die Zielobjekte oder den Boden gedrückt werden und sich dementsprechend der Dicke der Biomasseschicht oder dem Bodenprofil anpassen. Dies können Federstahlschlaufen, flächige Elemente oder z. B. über den Boden gezogene Ketten oder Platten sein. [07] Den meisten der Applikatoren ist gemein, dass sie mindestens eindimensional über Objekte hinweggleiten und sich dabei nur sehr begrenzt gut unterschiedlich großen Profilstrukturen automatisch anpassen können und damit den Geräteeinsatz flexibel machen. Darüber hinaus werden die Zielobjekte nicht aktiv weiter zur Reduktion von Übergangswiderständen vorbereitet und die Intensität und örtliche Lage des Kontaktes kann nur durch zumeist aufwändige mechanische Änderungen am Gerät verändert und nicht aktiv gesteuert werden.
[08] In alten Patenten für Unkraut auf Feldern wird ein Rotor-/Stator System mit um eine Walze bewegten Platten beschrieben, welches die Pflanzenstieloberfläche verletzen und damit die Notwendigkeit hoher Ströme und Spannungen durch die Reduktion des Widerstandes verrin- gern soll. Die elektrisch leitende Komponente ist in diesem Fall der Stator gewesen. Eine nähere Beschreibung der Zielpflanzen und Anwendungsbereiche unterbleibt genauso wie eine genauere Beschreibung, wie die rotierenden Platten die Pflanzenoberfläche verletzen sollen, ohne sich sehr schnell zuzusetzen.
[09] Ein anderer Versuch, die Übergangswiderstände zu verringern, ist der Einsatz elektrisch leitender Flüssigkeiten als Kontaktmittel, was aber bei der Auftragung durch Sprühen (Energief- luss im Sprühstrahl) oder durch befeuchtete Kissen zu erheblichen Problemen bei der Energieübertragung im ersten und der Verschmutzung und Verkrustung im zweiten Fall führt. Aus diesen Gründen sind keine derartigen Systeme in der Praxis bekannt. Bei jeglichen Flüssigkeitsanwendungen, bei denen auch der Boden oder die Gesamtpflanze benetzt wird, besteht darüber hinaus die hohe Wahrscheinlichkeit, dass Energie dann durch den Flüssigkeitsfilm abfließt und die inneren Strukturen der Stiele und Wurzeln deutlich weniger geschädigt werden.
[010] Die Anwendung der aus diesen Schriften bekannten elektrisch wirkenden Vorrichtungen zur Pflanzenzerstörung ist in der Praxis häufig mit Nachteilen verbunden. Große Pflanzen können kleine Pflanzen bei flächigem Wuchs abdecken und deren Durchströmen verhindern. Harte, trockene, stark behaarte, wachsige Blätter oder die Rinde von Ästen und Zweigen sorgen für einen hohen Übergangswiderstand zwischen Applikator und Pflanze, sodass große Energiemengen im Spross verlorengehen, obwohl in der Hauptsache die Wurzeln oder niedrigliegende Wachstumspunkte zerstört oder stark geschwächt werden sollen. Nichtleitende Pflanzenteile (Äste) oder Reste von Fremdpflanzen (Stoppeln auf Feldern) können den Zugang zu den Ziel- pflanzen durch darüber gleitende Applikatoren rein elektrischer Vorrichtungen unmöglich machen. Die oft sehr unregelmäßige Oberfläche der zu bearbeitenden Gebiete verringert darüber hinaus die Auflagefläche und damit auch die Erreichbarkeit und Kontaktzeit mit den Zielobjek- ten. So ist die herbizide Wirksamkeit der bekannten Vorrichtungen häufig nicht immer ausreichend, oder bei ausreichender herbizider Wirksamkeit werden unerwünschte Schädigungen der Nutzpflanzen beobachtet oder der Energieverbrauch wird ökonomisch und ökologisch unvertretbar hoch und die Arbeitsgeschwindigkeit zu niedrig für einen funktionell akzeptablen Einsatz der Vorrichtung in den verschiedensten Anwendungsbereichen.
[011] Besonders bei Anwendungen zur sehr selektiven und schonenden Behandlung von Pflanzen (Sikkation bei Raps, Getreide und Kartoffeln) aber auch auf und am Rande von Verkehrsflächen und in Naturschutzbereichen sind gegebenenfalls auch zusätzliche Anforderungen wichtig, die durch einen Schutz des umgebenden Bodens (Erosion, Vermischung), dem Schutz der Nutz- pflanzen, der Beschädigung menschlicher Artefakte (Wasserleitungen, historisches Pflaster etc.) oder durch notwendige Bewegungsgeschwindigkeiten des Trägerfahrzeugs (Schienenverkehr, Straßenverkehr, Saatvorgänge etc.) auftreten. Von besonderer Wichtigkeit ist dabei auch der steuerbare und damit breite und flexible Einsatz der Geräte ohne Umbauten, um diese kosteneffizient und praxistauglich zu machen. [012] Die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme werden mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Erfindungsgedanken, die auch einzeln für sich erfindungswesentlich sind, ergeben sich aus der Beschreibung und den Figuren.
[013] Erfindungsgemäß vorgeschlagene Rotations- oder Scheibenbürsten mit unterschiedlichen Borstenarten oder Borstenkombinationen drehen sich je nach Anwendungszweck mit und ohne Berührung der Bodenoberfläche aber dort, wo das Zielobjekt die Pflanzen sind, immer mit Berührung der Zielpflanzen. Durch die Art der Borsten (Länge Flexibilität, Typ) lassen sich Grundeigenschaften grob festlegen. Durch eine flexible Parametrisierung des Gesamtgeräts (Fahrgeschwindigkeit, Drehgeschwindigkeit, Drehrichtung, Abstand zu Pflanzen und Boden) lassen sich die für die ausreichende Zerstörung der Pflanzen oder anderer Organsimen notwendige Abrasion, Einwirkdauer und Zugangsbreite einstellen. Dadurch wird das Gerät sehr flexibel einsetzbar. Eine sensorgesteuerte Abschaltung des Stromes kann den Energieverbrauch noch weiter reduzieren. Zu beachten ist bei allen Wirkungsbeschreibungen, dass neben Pflanzen auch alle an den Pflanzenorganen anhaftenden Organismen Zielobjekte der Abtötung oder Schwächung sein kön- nen und auch z. B. das Abtöten von Schnecken im Oberboden sogar primäres Wirkungsziel ohne Pflanzenkontakt sein kann. [014] Neuartig ist dementsprechend die hohe Einsatzflexibilität jeder der patentgemäßen Ausfuhrungsformen, die das Ziel hat, der sehr hohen Flexibilität der Sprühanwendungen nahe zu kommen. Besonderes Augenmerk liegt auf den im Patent beschriebenen Bürstenmaterialien als Ausführungsformen der Erfindung. Hierfür werden verschiedene Elemente vorgeschlagen, die kumulativ oder alternativ eingesetzt werden können:
Das erste Element A) enthält vorzugsweise eine Vorrichtung zur Behandlung von Flächen mit unerwünschten Organsimen (vorzugsweise aber nicht ausschließlich Pflanzen, sondern auch unerwünschte andere Organismen (z. B. Schnecken oder Nematoden)) mit elektrischer Energie, bestehend aus durch gesteuerte Aktoren in transversale und/oder rotatorische Bewegungen ver- setzbare Applikatoren für hochgespannten, gepulsten oder kontinuierlichen Gleich- oder Wechselstrom mit unterschiedlichen ausgewählten Frequenz- und Wellenpaketen, sensorischen oder mechanischen Steuerungselementen, linearen Stromübertragungselementen, mit mechanisch translativen und/oder abrasiven Eigenschaften, die ganz oder partiell elektrisch ansteuerbaren Applikatorelementen starren oder flexiblen, vorzugsweise annähernd linearen hier nicht näher behandelten Steuerungs-, Sensor- und Mobilitätskomponenten, wobei zumindest einer der Applikatoren auch mit einer direkten mechanischen Komponente (B) sequentiell verknüpft oder vollständig integriert sein kann, aber nicht muss.
[015] Das zweite Element B) besteht vorzugsweise aus mindestens einem translativen mechanisch oder sensorisch gesteuerten Aktor zur Höheneinrichtung und ggf. Seitenausrichtung des Applikators über dem Grund, bestehend aus: pneumatischem Zylinder, hydraulischem Zylinder, elektrischem Stellmotor mit Achse und/oder mechanischem Aktor (Feder)
[016] Das dritte Element C) weist vorzugsweise mindestens einen steuerbaren rotatori- schen/drehenden Aktor (auch die Erde kann ein Bürstenapplikator sein) auf, der den jeweiligen Applikator um eine feste oder verstellbare horizontale, vertikale oder schräge Achse dreht, be- stehend aus: Elektromotor, Hydraulikmotor oder anderen rotatorischen Antrieben; alternativ eine näherungsweise flächige Bürstenanordnung, die optional durch Seitwärtsbewegung in mehreren Linearachsen in kreisende oder elliptische Bewegungen versetzt werden kann.
[017] Das vierte Element D) dient vorzugsweise dazu, mit vorzugsweise linearen Übertragungseinheiten des Stromes (Borsten) und der abrasiven Wirkungen auf die Zielobjekte zu über- tragen (vgl. Figur 1).
[018] Die Elemente, die den Strom übertragen, können dabei: vorzugsweise aber nicht ausschließlich auf dem rotierenden Applikator radial oder schräg befestigt sein und eine der in Figur 2 gezeigten Bürstengrundformen sein,
eine materialbedingte oder zusatzstoffbedingte hohe Leitfähigkeit haben, die wie folgt erreicht werden kann: Metalldrähte, schmale Metallstreifen (bevorzugt Stahl), Metallflecht- seile, Nylon oder andere Polymere gefüllt mit Kohlenstoff und oder Metallfasern, Polymere mit metallischen additiven insbes. CuS als einzelne Stäbe oder als geflochtene oder anderweitig verbundene Einheiten, geflochtenen oder anders verfestigte Mischfilamente aus Kunststoff und Metallfäden,
verarbeitungsbedingt eine elektrische Leitfähigkeit haben, die inhomogen verteilt sein kann, kunststoffummantelte/vergossene Metalldrähte oder Metallflechtseine mit Kontakten am unteren Ende, metallfasergefüllte Polymerfasern, an denen durch Abrasion des weicheren Kunststoffs seitlich Metallfasern herausragen, poröse Schwamm- oder gewebeartige Materialien, die ihre Leitfähigkeit durch Wasser mit Salzanteil erhalten, hohle Fasern oder Faserbündel, die ihre Leitfähigkeit und Kontaktfähigkeit am unteren Ende durch hindurchgedrücktes Wasser erhalten,
eine durch Umdrehungsgeschwindigkeit und Biegefestigkeit steuerbare Steifheit/Flexibilität haben,
materialbedingt besondere abrasive Eigenschaften haben: ausfransende Enden oder seitlich unterbrochene Einzelfasern von Metallflechtseilen, Kanten von Drähten und schmalen Metallstreifen, aus Polymerfasern seitlich herausstehende Metallfüllungen, Mischfilamente mit seitlich herausstehenden Metallanteilen (vgl. Figur 1) anwendungsbedingt die abrasiven Eigenschaften in bestimmtem Maße an bestimmten Stellen haben und die dauerhaft während der Nutzung sich erhalten, die da wären: größere Abrasion der Kunststoffe legt immer wieder Metallfasern/Fäden an der Oberfläche frei, biegefeste Metallfasern von angemessener Dünnheit gegen Brechen, geflochtene Kunststoffseile oder Einzelfasern können eine ausreichende Umdrehungszahl und Ausrichtung ausreichend abrasiv wirken,
über Zusatzeinrichtungen zur Minimierung von Abrissfunken verfügen und deren Auswirkungen minimieren, die da wären: schnelle Umschaltung von Pulsen, Zusatz von Wasser auf die Bürsten oder direkt in die Abrisszonen gesprüht, Abrundungen von Metallspitzen durch Kombination härterer Metalle am Rand,
über spezifische Abdeckungen zur Gewährleistung von Sicherheit und Funkentstörung verfügen, die da wären: metallarmierte Glasfaser als Durchschlagschutz und Fara- day'sche Abschirmung, Gitterbereiche zur gefahrlosen Kontrolle, die durch Druckwasser gereinigt werden können,
9. über spezifische Mechanismen zur Verhinderung eines ungewollten Stromabflusses führen, die da wären: Abschalten, wenn keine Pflanze in der Nähe (Sensoren) aber Bodenkontakt, Anschalten nach Interpretation von Stromverlaufsmustern, spezifische Abschaltung von Applikatorbürstensegmenten,
10. als Kombinationen von verschiedenen linearen Übertragungseinheiten (Borstentypen) in einem Rotationskörper zur Wirkungsoptimierung von Abrasion und Stromübertragung enthalten:
- Als Kombination von kürzeren leitenden Borsten mit längeren nichtleitenden und weicheren Borsten zur Kombination von Reinigungs- und Elektrokutionsanwendungen in einer Bürste in Abhängigkeit von der Eindringtiefe und der Stromsteuerung (vgl. Figur 3).
[019] Das fünfte Element E) weist vorzugsweise ein oder mehrere Übertragungsmodule der elektrischen Energie auf den Bürstenkörper oder einzelne Borstenpakete auf, bestehend aus
1. Schleifkontakt der Borsten an einem elektrischen Kontakt und/oder
2. verkapselter Schleifkontakt an der Bürstenachse zur Übertragung auf die Gesamtbürste oder Anteile davon. Wobei erfindungsgemäß entweder die von der Bürste abzugebende Hochspannung (< 1000 V) schon auf die rotatorische Einheit übertragen wird oder der Transformator mit im rotierenden Teil der Bürste sitzt und damit auf den Schleifkontakten nur die einfacher und sicherer zu leitende und zu übertragende Normalspannung (ca. 100-250 V) anliegt. Für den letzteren Fall können weitere Steuersignale optional durch Drahtloskommunikation mit einer störunempfindlichen Datenschnittstelle (z. B. Sender wie bei Reifendrucküberwachung) übertragen werden.
[020] Mit der möglichen Eigenschaft, den Strom insbesondere bei bodenberührenden Systemen schon funkenfrei kontrolliert zu unterbrechen, solange noch dem Kontakt zwischen Borste und Boden besteht (rotatorische Segmentkontakte) oder nach dem Kontakt.
[021] Die Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem nur die unten liegenden Bürstensegmente unter Strom sind, während die oberen immer abgeschaltet werden, vorzugsweise bevor der Kontakt zu den Pflanzen abreißt.
[022] Das sechste Element F) besteht aus einer oder mehreren Applikationseinheiten für Wasser zur Selbstreinigung der Systeme in turnusgemäßen Abständen ohne Strom bei maximaler freier Drehung oder auch zur Reinigung von Flächen und Objekten nach Abschalten der Elekt- rokutionsströme.
[023] Das siebte Element G) besteht aus einer oder mehreren Steuerungen und Sensorik: Steuerungseinheit aller Aktoren und der Stromversorgung zur Parametrierung der Wirkungsweise für das entsprechende Anwendungsgebiet, zur Einstellung von Abrasionsstärke, Kontaktzeit, Kon- taktflächengröße und/oder Oberflächenschonung enthaltend (Parameter/Einfluss auf):
1. Umdrehungsgeschwindigkeit/ Einfluss auf Kontaktzeit, Kontaktfläche, Abrasionsstärke
2. Drehrichtung
3. Fahrgeschwindigkeit des Trägerfahrzeuges
4. Höhe der Bürste über Grund
5. Eintauchtiefe in die Zielpflanzen
[024] Die Bürstengröße dient als Hilfe zur Parametrisierung von Kontaktdauer, Eindringtiefen und erreichbaren Steifigkeiten durch Umdrehungszahl, Fahrgeschwindigkeit, Höhe über Grund, Eintauchtiefe etc.
[025] Alle Applikatoren können in ihren elektrischen Wirkungsparametern und ihrer geometrischen Anordnung relativ zum Boden oder zu den Pflanzen über die Steuerungseinheit beeinflussende Informationen von mitfahrenden Sensoren, ausgelesenen Betriebsparametern (Stromfluss etc.) oder aus anderen Datenquellen räumlich zugeordnete Informationen zur elektrischen und physischen Parametrierung erhalten und umsetzen.
[026] Das achte Element H) betrifft die Optionen für verschiedene Anbringungsorte: Vor, Seite, unter, hinter dem Transferfahrzeug.
[027] Alle Elemente und Optionen sind beliebig kombinierbar.
[028] Anwendungsbeispiele für die Darstellung der besonderen Vorteile: [029] Straßenrandbehandlung: Durch den Einsatz einer drehbaren Bürsteneinheit können Bereiche direkt am Straßenrand abgetötet werden. Besonders sinnvoll ist dabei auch eine Teilelektrifizierung der Bürste nur direkt am Straßenrand. Der Rest der Bürste fegt dann nur Müll aus dem Behandlungsgebiet. Rund um Pfosten und Schilder kann die gesamte Bürste unter Strom gesetzt und diese Gebiete können schnell und langfristig von Aufwuchs befreit werden, wie es eine normale Mähung mit Standardgerät nicht leisten kann.
[030] Freiflächenbehandlung (Schotter, Pflaster, Asphalt): Die Borsten können ausreichend weich sein und die Härte und Räumkraft dynamisch durch die Umdrehungsgeschwindigkeit ein- gestellt werden, sodass die Bodenoberfläche nicht beschädigt wird.
[031] Behandlung Straßenrandmarkierungen: Die Pfosten am Straßenrand bestehen aus Kunststoff und sind nur mit komplexem Zusatzgerät am unteren Ende rundherum von Pflanzen zu befreien. Damit die gegenüber dem normalen Mähen seltenere Befreiung ausreicht, ist es sinnvoll, das Gras im direkten Umfeld vor und hinter dem Pfosten nicht nur zu kürzen, sondern abzutöten. Werden zwei gegenläufige Bürsten ((Rollenbürsten oder Tellerbürsten) mit ausreichend weichen Nylonborsten als längste Borsten benutzt, kann der Pfosten schonend unter geringem Wasserzusatz gereinigt werden. Fährt die Bürste dann fast bis zum Bodenkontakt herunter, können entweder durch weiche hochleitende Borsten direkt die Pflanzen durch Strom abgetötet werden oder kürzere Metallborsten kommen jetzt in Kontakt mit den Pflanzen und stellen den Kontakt her. Damit werden die Pflanzen längerfristig zum Nutzen der Verkehrssicherheit entfernt und gleichzeitig die Pfosten gereinigt (vgl. Figur 5).
[032] Leitplankenpfosten: Auch bei elektrisch leitenden Metallpfosten kann nach Einstellung des Bürstenabstandes durch Hineinfahren der Bürsten von der Seite völlig analog gearbeitet werden, da auch hier die kürzeren Metallborsten nicht die Pfähle berühren (ggf. zusätzlicher Ab- streifer als Positionierhilfe sinnvoll), sondern nur die längeren Kunststoffborsten bei unten wegdrehender Drehrichtung die Pflanzen noch zu den Metallborsten befördern. Sollte es doch zu Berührungen kommen ist dies unkritisch, da die Leitplanken durch das direkte Einrammen der Pfosten in den Boden extrem gut geerdet sind und keine Potentiale aufbauen können.
[033] Aufstellpfosten von Solaranlagen, Gaspipelines können analog behandelt werden. [034] Direktsaatflächenvorbereitung: Direktsaatflächen können je nach Vorfrucht extrem heterogen und uneben sein. So können sich in Grünlandmulch mit unregelmäßiger Anhäufung besonders Schnecken verbergen. Bei Stoppelfeldern sind die kleinen Unkräuter und gekeimten Getreidekörner zwischen den Stoppeln außer mit Bürstensystemen kaum zu kontaktieren. Reststroh kann ganze Bereiche abdecken. Ein Bürstensystem mit einer großen Bürste und relativ weichen, bis an die Spitze leitfähigen Borsten und allseitigem Leitungs- und Abrasionspotential kann hier Aufwuchs jeder Größe mit ausreichender Erdung über eine zweite Besenwalze verhin- dem, ohne an der Oberfläche relevant Erde zu verschieben. Durch die Doppelwalzenkontaktzeit kann ausreichend schnell für die direkt nachfolgende Einsaat gefahren werden. Wenn tiefere Unkräuter zu bekämpfen sind, können im ersten Schritt die Bürstenabstände vergrößert oder die Schneideggen der Direktsaatmaschine hinter dem Traktor als Erde benutzt werden. Die Zeich- nung in Figur 6 zeigt den zu erwartenden Energieverlauf und eine Anordnung.
[035] Zwischenreihenbehandlung: Bei der Zwischenreihenbehandlung werden die Bürstensegmente der Hauptachse weiter auseinandergerückt oder einzelne autonome Bürstenapplikatoren für jeden Bereich genutzt. In allen Fällen werden die Nutzpflanzen durch nicht elektrisch leitende seitliche Abstreifer oder Hauben über den Applikatoren geschützt. [036] Modularer Bürstentausch: Wenn die Bürstenkreise auf einer modularen Zentralachse befestig sind, kann der Bauer entweder die einzelnen Bürstenabschnitte oder diese Achseinheit einfach selbst austauschen. Dementsprechend kann er sich eine Achse aus oft sehr langborstigen Bürstenelementen zusammenstellen, wobei die Borsten auf alle Fälle größer sind als die maximale Pflanzenhöhe und auch die entsprechenden Reihenabstände haben. Am Rand der Elemente können zum besseren Schutz der Nutzpflanzen starre (Schwerkraft) oder mitdrehende Isolatorkreise eingefügt werden, die auch als statischer Abstandhalter vom Boden (etwas unter Borstenlänge) dienen können (vgl. Figur 7).
[037] Alternativ können Tellerbürsten als bewegliche Einzelapplikatoren eingesetzt werden, die auf der zentralen Befestigung mit Schnellspannern verschoben werden können und deren Bürs- tenkopf einfach austauschbar ist.Schneckenbekämpfung: Doppelbürsten für Flachwurzelbekämpfung/Schnecken: Die primäre Schneckenbekämpfung im Oberboden erfolgt mit den gleichen Bürsten wie die Direktsaatflächenbehandlung, wobei hier die Leitfähigkeit an der Spitze und die minimierte Verkrustung im Vordergrund steht. Deshalb sind relativ glatte Kunststoffborsten mit ausreichender Leitfähigkeit bevorzugt, die aus großen Bürstenrädern bis zu Bodenkontakt abge- senkt werden. Geringe Umdrehungsgeschwindigkeiten verringern die Zerschlagung der Bodenstruktur. Wo nötig, können die Borsten optional durch Wasseraufschlag und gelegentliches Abheben und hohe Rotationsgeschwindigkeiten (Drehen am Feldende) gesäubert werden.
[038] Sikkation Kartoffeln: Große mit langen Borsten flexibel besetze Walzen mit Abrasionseigenschaften werden mit hoher Geschwindigkeit in Doppelreihe in die grüne Blattmasse einge- taucht, bis ca. 10 cm über der Dammkrone so schnell gedreht, dass die Blätter Großteils abgerissen werden. Es kann sinnvoll sein, die Walzenbürsten auf unterschiedliche Höhen und Geschwindigkeiten einzustellen. Die unterirdischen Speicherorgane (Kartoffeln) werden geschont, die oberirdischen Organe soweit geschwächt, dass sie mit hoher Verdunstung abtrocknen und zu einer guten Schalenfestigkeit führen. Der dafür nötige Grad der Entblätterung und Energiebeaufschlagung kann Sorten- und reifezustandsabhängig parametriert werden.
[039] Sikkation Raps/Getreide: Bei der Sikkation von Halmfruchtpflanzen muss einerseits mit besonderer Vorsicht vorgegangen werden, damit die Samen nicht geschädigt oder verloren werden. Gleichzeitig müssen die Elektroden zumindest bis zur obersten Blattschicht in den Bestand flächig eindringen. Dazu dreht sich eine eher locker bestückte Walze (Bürstenringabstand 2-20 cm) mit langen relativ steifen Bürsten (50-150 cm) langsam in Fahrtrichtung, sodass die Borsten tief eindringen und Kontakt schaffen, aber die Früchte nicht zerstören. Die Biegung durch Schwerkraft minimiert die Friktion mit den Früchten und deren vorzeitiges aufplatzen (vgl. Figur 8).
[040] Die Borsten sind bei Systemen mit großer Eindringtiefe im achsennahen Bereich steifer als im Spitzenbereich, was die Friktion noch weiter verringert. Die leitfähigen Elektroden tauchen schwerkraftbedingt ziemlich senkrecht ein und werden auch wieder ziemlich senkrecht aus dem Pflanzengewirr (zumeist Raps) herausgezogen. Die Bürstenspitzen drehen sich ungefähr und einstellbar mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der sich das Gesamtfahrzeug vorwärtsbewegt. Durch Anpassung der Drehgeschwindigkeit und Eintauchtiefe kann die Friktion und damit der Stromübertrag optimiert werden. Diese Versteifung kann sowohl jeder Faser eigen sein (verstärkte Basis oder höherer Durchmesser) als auch durch ein zusätzliches Haltesystem (hüll- rohrähnlich) umgesetzt werden. Dies kann ein guter Ersatz zu aufwändigeren und sperrigeren Haspelsystemen (siehe unten sein).
[041] Die flexiblen Bürsten erlauben ein platzsparendes Zusammenklappen der Gesamtkonstruktion, wie man dies auch von Sprühgestängen mit großer Arbeitsbreite gewöhnt ist.
[042] Die Kontaktaufnahme kann noch schonender erfolgen, wenn statt einer Bürste mit einer Haspel gearbeitet wird (sieh separater Abschnitt).
[043] Unterstocksäuberung unter Baumreihen und Büschen aller Art: Beim Einsatz von Bürstensystemen im Unterstockbereich werden die Pflanzen dort bis an die Stämme abgetötet, die Bäume oder Reben nehmen jedoch besonders bei etwas länger hervorstehenden, nichtleitenden Kunststoffborsten keinen Schaden, viele auch nicht bei leitenden Borsten. Wässerungsschläuche und Pfosten werden nicht beschädigt, Unkraut aber sicher rundherum entfernt [044] Busch/Baumbekämpfung: Die Bürsten drehen gegen den Urzeigersinn durch die Büsche, immer so, dass sie gerade nicht an zu großen Ästen hängenbleiben. Dabei werden Blätter und Zweige verletzt und ein erheblicher Teil der Blätter während der Strombehandlung auch abgerissen. Die deutlich geschwächten Büsche verlieren an Vitalität und sterben ab. [045] Bei Einsatz gegen dickere Bäume wird mit sehr harten Teller- oder Zylinderbürsten die Rinde der Bäume soweit geschädigt, dass Strom in erheblicher Menge eindringen kann und trotz kleinerer mechanischer Schädigung den Baum genauso effektiv schwächt wie Ringeln.
[046] Bekämpfung krautiger Unkräuter: Bürsten zerschlagen kleine Blätter und Sprosse und schaffen damit eine sehr große Kontaktfläche für die Elektrobehandlung. [047] Un-Gras/Binsen: Die Bürstenwalze dreht sich oberhalb der Nutzgrasebene gegen die Fahrtrichtung und streift damit höhere Gräser oder Binsen (je höher desto länger) mit hoher Verteilung zwischen den Applikatorborsten hindurch. Die Rauigkeit der Borstenoberfläche verletzt die Halm- und Blattoberflächen und erniedrigt den Übergangswiderstand der selektiven Pflanzenvernichtung (vgl. Figur 9). [048] Distelbekämpfung und andere stachelig/borstige Pflanzen in Wiesen und Feldern: Bedingt durch die Stacheln auf Blättern und Ästen sind Disteln besonders schwer effektiv zu kontaktieren. Die über die Nutzpflanze geführten Bürsten erfassen die höheren Disteln und stellen solange direkten und widerstandsarmen Kontakt her, bis auch die Wurzelnetzwerke ausreichend geschädigt sind.
[049] Mögliche Ausführungsformen der oben genannten Borsten/Übertragungseinrichtungen
• Metallgefüllte Nylonfasern
• Elektrisch leitenden Kunststoffborsten
• Drahtseile endgeraut
• Drahtseine seitengeraut
• Nylonseile mit Seiten und Endspliss (und Metallfadeneinlage
[050] Einsatz von Haspelsystemen zur schonenden Elektrokution: Bei der Elektrokution kurz vor der Reife ist es das Ziel, die noch grünen oberirdischen Pflanzenteile soweit zu schwächen, dass sie schnell und gleichmäßig abtrocknen. Dies ist besonders wichtig bei Raps, da hier sonst große Massen noch grüner wasserhaltiger Biomasse den Drescherfolg erheblich verringern kön- nen. Gleichzeitig sollen noch grüne, nicht dreschbare Schoten abtrocknen, damit die Körner überhaupt geerntet werden können. Eine hohe Erntefähigkeit mit geringer Abhängigkeit von Wetterverhältnissen bei hohem Ertrag ist ein entscheidendes ökonomisches Ziel jeder Landwirtschaft.
[051] Stand der Technik ist der Einsatz von Herbiziden, der aber wegen der Rückstandsproblematik im Produkt und der Umwelt, dem politischen Willen besonders den Einsatz von Totalherbiziden wie Glyphosat zu minimieren und dem Wunsch nach mehr biologischem Landbau immer schwieriger zu nutzen ist.
[052] Folgende Aspekte müssen besonders beachtet werden:
1. Auch schon zum Zeitpunkt der Sikkationsbehandlung können erhebliche Anteile der Schoten soweit abgetrocknet sein, dass sie bei mechanischer Belastung vorzeitig Platzen und die Samen verlorengehen.
2. Rapspflanzen sind generell verzweigt und neigen zur Verfilzung auf dem Feld.
3. Zusätzliche Fahrgassen, die über diejenigen hinausgehen, die für Sprüheinsätze auf alle Fälle nötig sind, verringern den Ertrag bei Raps besonders stark, da durch die Verfilzung und Überfahrung sehr breit Schaden (Samenverlust) angerichtet wird.
[053] Erfindungsziel:
1. Sikkationsverfahren zur oberirdischen Pflanzenabtötung/Austrocknung ohne chemische Stoffe/Herbizide
2. Verfahren, welches mit gleicher Arbeitsbreite funktioniert wie Sprüheinsätze
3. Verfahren, welches die Schoten, die sich zumeist im obersten Drittel der Pflanzen befinden, möglichst wenig mechanisch belastet
4. Einsatz von Gerätschaft, die auf Sikkation im Getreide mit möglichst wenig Aufwand umrüstbar ist.
5. Nutzung der Verfilzungsstruktur und des noch reichlich vorhandenen stark wasserhaltigen Blattmaterials für die Stromübertragung in der Krautschicht.
6. Ausreichend lange Kontaktbereiche, damit die Fahrtgeschwindigkeit maximiert werden kann
7. Nutzung der generell ziemlich homogenen Bestandsdichte auf den Feldern
8. Einfache Montage und Transportierbarkeit der Gesamtvorrichtung auf der Straße
[054] Ein Grundelement der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Elektrokution von empfindlichen Feldpflanzen zum Ziele der Elektrokution (insbesondere Raps, aber auch andere Kulturen wie Getreide, Baumwolle etc.) ist eine Haspel mit großer Arbeitsbreite und folgenden Eigenschaften:
1. Die Arbeitsbreite beträgt zwischen 4 und 40 m.
2. Der Haspeldurchmesser beträgt mindestens 50 cm, vorzugsweise 1-2 m. In Einzelfällen kann es sinnvoll sein mehrere Haspeln direkt hintereinander zu verwenden (ggf. auch als 2 Pole).
3. Die elektrische Leistung zur Elektrokution beträgt zwischen 3 und 120 kW, bei der Einsetzung von Hochspannung zwischen 1 KV und 30 kV und dem Einsatz von gepulsten Gleichstrom oder hochfrequentem Wechselstrom (1000- 30000 Hz).
4. Die Haspel wird elektrisch in ein oder mehreren Stromkreisen betrieben.
5. Als Erde dienen entweder Bodenerden in den Fahrspuren oder alternativ kann auch die Haspel in Teilen als Phase und in Teilen als Erde ausgelegt sein, wenn eine Durchströmung und Vernichtung des Wurzelbereiches sich für einzelne Kulturen und Wuchsdichten als nicht angemessen zeigt.
6. Die Haspel besteht aus Leichtbauwerkstoffen (Stahl, Verbundwerkstoffe, Aluminium, Faserverstärkte Kunststoffen, kohlefaserhaltige Bauteile).
7. Die rotatorischen Haspelelemente haben mindestens 4 Eckeinheiten, es können bis zu 12 Ecken erreicht werden
8. Je nach Ausführung enthält die Haspel entweder eine Zentralachse als statisches Druckelement oder zumindest einige Druck- und Zugelemente im Außenbereich.
9. Die Haspel ist komplett oder zumindest in den äußeren Elementen freitragend.
10. Die Ecken sind mit elektrisch leitenden unter mechanischer Spannung stehenden statischen Elementen oder Drähten verbunden (vgl. Figuren 10 und 11).
11. Die Haspel besteht entweder aus mit Schnellspannern verbindbaren Einzelmodulen, die nach der Nutzung stückweise zerlegt werden für den Transport (jedes Teil von einer Person handhabbar), oder sie lassen sich für den Transport zusammenschieben und auf dem Anhänger soweit drehen, dass sie ohne Überbreite am Straßenverkehr teilnehmen können.
12. Das Gesamtsystem ist entweder direkt an den Traktor angebaut oder auf einem separaten Anhänger installiert. Bei der Installation auf einem separaten Anhänger ggf. mit verlängerbarer Achse besteht die Möglichkeit, die Einheit unterlegt zu transportieren.
13. Die Haspel wird von einem Elektromotor oder mehreren Motoren im Zentralbereich angetrieben und dreht sich am Außenrand in etwa mit der Fortbewegungsgeschwindigkeit des Zugfahrzeugs mit der oberen Seite in Fahrtrichtung. 14. Es steht die ganze Haspel oder zumindest die herabhängenden Elektroden unter Strom, wobei je nach Bauform ein Teil der Elektroden auch als Erde genutzt werden kann.
[055] In Figur 11 hängen an der Haspel 6 Kontaktelektroden in der linken Abbildung wird nur der Boden als Erde verwendet und in der rechten Abbildung ist von den 6 Kontaktelektroden jede zweite als Applikator als Erde zusätzlich eingesetzt. Dies führt zu mehr Energiefluss in den Blättern.
15. Die Figur 12 zeigt, dass von den Drähten im Abstand von 5 - 50 cm je nach Kultur unterschiedlich steife und geformte Kontaktelektroden hängen - auf alle Fälle aber leitfähige Einheiten nach unten, die geeignet sind ausreichend tief in die Biomasse einzudringen.
16. Die 10 - 150 cm langen Kontaktelektroden dringen schwerkraftbedingt unter Ausnutzung des Absenkimpulses in die Pflanzenschicht ein.
17. Zur Kontaktverbesserung stehen bei Bedarf Düsen zur Wasserverteilung zur Verfügung.
18. Diese Kontaktelektroden können folgende Materialien und Ausführungsformen haben:
• Gerade Elektroden aus gewichtsminimiertem leitfähigem Metall
• Runddrähte, V- oder U- förmig gebogene Metallstreifen (vgl. Figur 13)
• Steife leitfähige Kunststoffe
• Die Grundform der Elektrode ist gerade
• Formen, die beim Eintauchen in die Krautschicht insbesondere die Bewegung im oberen Bereich minimieren(Schotenschonung) und im unteren Bereich maximieren und die nötige Kraft zur Eindringoptimierung klein halten und ggf. beim Herausziehen durch höheren Widerstand die Kontaktfläche und Dauer erhöhen. Dies bedeutet eine Biegung gegen die Fahrtrichtung (nach hinten)
• Bei lockeren Beständen zur Berührungsmaximierung eine zwei- oder dreidimensional gewellte Form (vgl. Figur 14).
• Wenn sinnvoll, bei sehr hoher Biomassenentwicklung eine Spitze/Schneide zur Durchdringung von Blättern (Abreißfunken spielen bei den hohen Wassergehalten keine Rolle) am unteren Ende der Kontaktelektroden (vgl. Figur 15).
[056] Erfindungsgemäß zu schützen sind alle Elektrokutionsverfahren von Pflanzen unter dem Einsatz von Haspelsystemen. [057] Die Erfindung betrifft auch statische Applikatoren. [058] Entsprechend dem Stand der Technik dienen die Metallkontakte dazu, Strom auf die Pflanzenteile zu übertragen, die mit den Metallteilen in Berührung kommen.
[059] Aus Patenten und Geräten sind folgende Applikatoren bekannt:
1. Metallstreifen hängend
2. Ketten hängend
3. Metallstreifen auf dem Boden aufliegend
4. Ketten auf dem Boden aufliegend
[060] Allen genannten Applikatoren ist gemein, dass sie
1. sich nur begrenzt gut an profilierte Oberflächen anpassen und damit nur eine geringe Kontaktfläche erzeugen.
2. Unterschiedliche Elemente zur Kontaktierung und Anpreisung haben, was die Applikatoren vergrößert, verkompliziert und anfällig gegen Störungen macht
3. An unterschiedliche Anwendungen stark angepasst werden müssen.
[061] Die Erfindung schlägt in der Seitenansicht kreisförmige und tropfenförmige Applikatoren in verschiedenen Orientierungen je nach Anwendungsbereich vor (vgl. Figur 16). Sie stellen eine erfindungsgemäße und deutliche Verbesserung dar, weil:
1. Die Vorspannung durch die Krümmung zu einem guten Anpressdruck ohne weitere Federelemente führt.
2. Die Einzelelemente wegen ihrer Einfachheit (keine weiteren Federelemente) schmal gestaltet werden können und sich dementsprechend der Untergrundkontur anpassen
3. Die massiven Funkenentstehungspunkte durch spitze Enden als Abreißkanten durch Rundungen ersetzt wurden
[062] Die Erfindung lässt sich noch dahingehend weiter erfindungsgemäß verbessern, dass:
1. Die einzelnen Applikatorelemente (rund oder tropfenförmig) insgesamt gelagert angebracht werden können. Die Lagerung kann je nach Einstellung und Gewicht den Anpressdruck erhöhen oder erniedrigen, was besonders für schonende Sikkationsanwendun- gen vorteilhaft sein kann (vgl. Figur 17, bei der der Lagerpunkt als Rechteck angedeutet ist).
2. Die einzelnen Applikatorelemente können teilweise oder komplett verschlossen sein, um ein Verfangen und Abreißen von Pflanzenteilen zu verhindern (Sikkation von Halmfrüchten wie Raps und Getreide). Die verschließenden Elemente, die die in Figur 17 gezeigte Kreisfläche oder die ovale Fläche ausfüllen, können leitend ausgeführt sein, um bei schmalen vorbeistreichenden Pflanzen die Kontaktzeit zu erhöhen (Binsen, steife Gräser). Hier können Metalle aber auch elektrisch leitende Verbundwerkstoffe (Sandwich) oder z. B leichte leitende Kunststoffe (z. B. kohlefaserhaltige Kunststoffe) eingesetzt werden.
3. Die Seitenränder der Applikatorelemente können durch Abrundung die Entstehung von
Funken noch weiter verringern. Diese Profilierung kann die Stabilität der Elemente so weit erhöhen, dass eine Verschließung nicht mehr nötig ist, da die Stabilität erhöht wurde, oder eine bewegliche Lagerung nötig ist, damit die Steifheit nicht zu groß wird (vgl. Figur 18). [063] Zur patentgemäßen Minimierung von Abreißfunken werden die Seitenkanten der einzelnen Metallapplikatorelemente je nach Materialstärke abgerundet, nach oben gebogen oder sogar noch weiter gerundet massiv oder hohl ausgeführt. Die leitenden Applikatoren können darüber hinaus auf ein gebogenes, sie umfassendes Trägerprofil aufgebracht oder eingearbeitet sein, welches an den stark gekrümmten Abrisskanten isoliert und damit die Abreißfunkenbildung durch die Beseitigung scharfer Kanten noch weiter erschwert. Bevorzugte Materialien für diese Trägerprofile können z. B. ein Kohlefaserverbundwerkstoff oder gefüllte Harze sein, die ggf. noch etwas leitend sind und abrasionsfest, aber nicht zur Bildung von Funken beitragen (vgl. Figur 19).Die Punkte 1 bis 4 zur Gestaltung der Applikatoren sind auch ohne die zuvor beschriebenen Merkmale erfindungswesentlich. [064] Erdapplikatoren: Da die Beaufschlagung des Bodens mit starken elektrischen Feldern zur Zerstörung von unterirdischen Pflanzenteilen (insbesondere Speicherwurzeln, Rhizome, Knollen, etc.) besonders wichtig sein kann, ist eine Einleitung des Stromes über die Sprosse nicht in allen Fällen möglich oder sinnvoll. In solchen Fällen kann es sinnvoll sein, den Strom bevorzugt vertikal oder horizontal gezielt mit einem vordefinierten Tiefenprofil in den Boden einzuleiten und nicht nur oberflächennahe Erdungselektroden einzusetzen, um den durch Pflanzen eingeleiteten Stromfluss zu erden.
[065] Zur nachhaltigen Zerstörung von unterirdischen Pflanzenstrukturen gibt es die nachfolgend beschriebenen Verfahren, die alle mit erheblichen Problemen behaftet sind.
1. Ausgraben der Pflanzenteile: Diese Methode ist sehr arbeitsintensiv und teuer. Sie zer- stört das gesamte Bodengefüge und die Bodenschichtung und ist in vielen Bereichen deshalb nicht umsetzbar. 2. Ringeln: Beim Ringeln werden 90 % der Rinde von Bäumen oder großen Büschen durchgeschnitten oder -gesägt bzw. abgeschält und ein oder 2 Jahre später, wenn der Baum daran ganz oder fast eingegangen ist, erfolgt die Fällung. Diese erfordert gefährliche Arbeiten mit Kettensägen (Zweipersonenteams vorgeschrieben), ist zeitaufwändig, dauert insgesamt mehrere Jahre lang und ist auf Büsche kaum anwendbar.
3. Glyphosateinbringung in Stämme/Schnittstellen: Durch Absägen der oberirdischen Plan- zenteile und Bestreichen der Schnittstellen mit Glyphosat oder anderen chemischen Herbiziden bzw. der Injektion von Pflanzenschutzmitteln in den Stamm können auch die Wurzeln geschädigt werden. Dies erfordert jedoch viel manuelle Arbeit und den Einsatz und Umgang mit chemischen Herbiziden. Die Prozedur muss oft über Jahre wiederholt werden. Die Prozedur ist auf Büsche und Pflanzen mit dünnen Sprossen(Gräser) kaum bis nicht anwendbar.
4. Herbizideinsatz auf die Gesamtpflanzen: Während die Gesamtpflanze in vielen Fällen recht schnell abstirbt, kann es weiterhin zu schwächeren Neuaustrieben kommen. Da viel Herbizid auch auf umliegende Pflanzen fällt, wird die Vegetation weiträumig und mit Rückständen abgetötet, was in vielen Bereichen nicht legal oder akzeptabel ist. Sind die Schadpflanzen soweit räumlich separierbar, dass sie selektiv mit Pflanzenschutzmittel bestrichen werden können, so bleiben trotzdem noch Rückstände und Nutzungseinschränkungen bestehen und die Wurzeln können nur durch den langen Weg durch den Spross erreicht werden.
5. Einsatz elektrischer Methoden nur im Boden ist nicht bekannt für den rein unterirdischen Einsatz.
6. Tiefenlockerung von Böden: Tiefenlockerungspflüge, welche mit einer Reihe schmaler tiefer Schneidscharen ausgestattet sind, sind bekannt. Durch den Einsatz von Drehschneidblättern vor jeder Schar und Verdichtern dahinter kann die Veränderung der Bodenoberfläche minimiert werden.
7. Der Einsatz von kurzen flexiblen zylindrischen Körpern am unteren Ende von Tiefpflugscharen zur Schaffung zeitweiser Bodenöffnungen zur Entwässerung oder zum Auslegen von Mäuseködern ist bekannt.
[066] Die nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Erdapplikatoren haben das Ziel, elektrischen Strom auf einer gut definierten ausreichend großen und selbstreinigenden Fläche (Minimierung des Übergangswiderstandes) in einer vorgegebenen Geometrie in den Boden einzuleiten, um damit die jeweilig zu zerstörenden Pflanzenteile maximal zu schädigen. Gleichzei- tig soll das Bodengefüge aus Umweltgründen und zur Schadenminimierung für ggf. an der Oberfläche oder in bestimmten Bereichen vorhandene Nutzpflanzen möglichst wenig beeinflusst werden. Zur Minimierung des Energieverbrauches wird der Widerstand der Gesamtvorrichtung im Boden minimiert. Die Ausbildung derartiger Erdapplikatoren ist auch unabhängig von den zuvor genannten Merkmalen beispielsweise zu Bürstenapplikatoren erfindungswesentlich.
[067] Senkrechte breit oder schmal: Senkrechte Schneidscharen dringen mit einem Abstand von mindestens 40 cm zwischen 30 und 140 cm tief in den Boden ein. Die Breite der Schneidscharen liegt zwischen 5 und 60 cm. Sie können aus statischen Gründen und zur besseren Durchtrennung von Wurzeln und der besseren Einführbarkeit in den Boden in Fahrtrichtung gebogen oder abgeschrägt sein. Vor jeder Schneidschar läuft ein Drehschneidblatt zur bodenbewegungs- armen Bodenöffnung, dahinter ein Verfestigter. Jede zweite Schneidschar ist komplett isoliert und wird mit Hochspannung beaufschlagt. Die Drehschneidblätter und auch die Packer sind jeweils isoliert, um Fehlströme zu vermeiden (vgl. Figur 20).
[068] Bei dieser Anordnung fließt der Strom waagrecht im Boden und zerstört vorzugsweise waagrechte Wurzelbestandteile, da diese besser leiten als der umgebende Boden (vgl. Figur 21).
[069] Die generelle Erfindung, die auch unabhängig von den zuvor gemachten Ausführungen erfindungswesentlich ist, liegt in der Isolation von Schneidscharen in bestimmten Höhenbereichen, um sie als Applikatoren für die Elektrokution zu nutzen.
[070] In einer Reihe von Anwendungsfällen ist es nötig, Teile der Schneidscharen elektrisch zu isolieren:
1. Damit ein Stromfluss erfindungsgemäß möglichst gerichtet durch eine vorbestimmte Bodenzone fließt
2. Damit es keine Stromableitungen in unbeabsichtigte (senkrechte) Richtungen entlang der mechanisch notwendigen Teile von metallenen Schneidscharen kommt, was zu massiven
Energieverlusten durch die hohe Leitfähigkeit der Schneidschar führt.
3. Damit kein Strom durch obere Bodenschichten fließt, wenn die dortigen Wurzeln nicht geschädigt werden sollen.
[071] Dabei müssen folgende Randbedingungen eingehalten werden:
1. Die Schneidscharen sind generell aus leitendem Stahl gefertigt, da sie sehr stabil sein müssen, um die Kräfte der tiefgehenden Schar aufzunehmen. 2. Die Oberfläche der Schneidscharen ist generell aus Metall, damit sie den hohen Abrasionsanforderungen und Stößen durch Steine etc. widerstehen kann.
4. Die Außenschicht der Schar ist in sich nicht relevant senkrecht leitend. Zu beachten ist hierbei die hohe mechanische Belastung auf der Schneidschar, die den Einsatz von Metall nötig macht.
[072] Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß auf die Grundstruktur der Schneidschar eine isolierende Hartschicht, vorzugsweise aus einem zähelastischen Harz, aufgebracht Auf diese isolierende Oberfläche werden dann ca. 1-5 cm breite Metallstreifen als stromleitender Bereich aufgebracht und isolierend mit der Schar verbunden (Dübeln, Eingießen, Einsetzen in Passrillen etc.). Diese Metallschicht kann aus dickem Blech oder anderweitig verformten Passtücken bestehen. Die Zwischenbereiche werden danach mit Harz ausgegossen und wenn nötig regelmäßig erneuert. Eine besondere Formgebung schützt die Zwischenbereiche vor Abrasion und zu starker Überbrückung durch hochkomprimierte Erde.
[073] Hierfür gibt es viele Ausführungsformen der Isolation. Sollte es ein Material geben, wel- ches von sich aus nichtleitend und ausreichend stabil ist, so gilt auch dies im Rahmen der Gesamterfindung als eine erfindungsgemäße Ausführung der teilisolierten Schneidschar.
[074] Zur Schonung der obersten Vegetationsschicht können die Schneidscharen erfindungsgemäß in den obersten 50-500 mm mittels einer separaten Metallumhüllung isoliert werden um dort jeweils einen internen Potentialausgleich zu ermöglichen (vgl. Figur 22). [075] Ist eine Einleitung nur in größerer Tiefe vorgesehen, wird der gesamte senkrechte Teil der Schar isoliert (vgl. Figur 23).
[076] Senkrecht isolierte Flachscharen nur unten offen führen zu einer Schichtisolation. [077] Drahtseil hinterherziehen unten zur Übertragungsverbesserung:
Besonders wenn der Strom möglichst flächig in flexibler aber definierter Tiefe eingeleitet wer- den soll und der Zugwiderstand minimiert werden muss, kann die nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Einrichtung diese Zwecke neuartig erfüllen. Die Vorrichtung besteht aus:
1. einer senkrechten Schneidschar, deren Breite sich nur aus der nötigen Stabilität definiert,
2. zur besseren Handhabung im Boden in Fahrtrichtung gekrümmt oder geneigt sein kann,
3. je nach Einsatzzweck leitend oder schichtisoliert ist
4. ggf. mit vorgesetztem Rundschneidblatt, welches ggf. als Erde genutzt werden kann, 5. und nachfolgenden Verfestiger (Packer) versehen ist, der ggf. als Erde genutzt werden kann,
6. am unteren Ende zusätzlich zur nicht isolierten Pflugsohle oder auch alleine ein an die Pflugsohle angehängtes, mit der Pflugsohle leitend verbundenes Stahlseil enthält.
7. mindestens einem Stahlseil, welches auch zur Erreichung von Längenvariabilität durch die Schar oder am hinteren Ende der Schneidschar heruntergeführt sein kann
8. Das Stahlseil kann durch seine glatte Außenhaut selbstreinigend sein. Damit wird der Oberflächenwiderstand minimiert. Das Stahlseil kann rein zylindrisch, mit alternierenden Dicken oder einzelnen Ausbuchtungen zur Maximierung des Bodenkontaktes versehen sein (vgl. Figur 24).
[078] Erfindungsgemäß ist die Kombination der Erdapplikatoren untereinander und mit allen anderen erdenklichen Applikatortypen insbesondere den weiteren genannten Bürsten oder statischen Applikatoren.
[079] Die folgenden Ausführungsbeispiele stellen dementsprechend nur beispielhafte Anwen- düngen dar.
[080] Senkrecht alternierend: Einsatz gegen Pflanzen, die höhenverteilt waagrecht verzweigte Netzwerke und insbesondere horizontal liegende Speicherorgane oder Rhizome bilden. Die Schneidscharen sind abwechselnd geerdet und mit Hochspannung beaufschlagt (vgl Figur 25).
[081] Senkrecht isoliert alternierend: Einsatz gegen Pflanzen, die waagrecht verzweigten Netz- werke insbesondere in erheblicher Tiefe haben und insbesondere horizontal liegende Speicherorgane oder Rhizome bilden. Die Schneidscharen sind unten abwechselnd geerdet und mit Hochspannung beaufschlagt. Die sehr konzentrierte Wirkung findet in der Tiefe mit minimaler Beeinträchtigung von Flachwurzlern statt Vgl. Figur 26).
[082] Die Länge der Isolierung ist je nach zu schützender Oberfläche variabel (vgl. Figur 27). [083] Senkrecht isoliert gegen Scheibenschnittapplikator oder Packer: Einsatz gegen Pflanzen, die hauptsächlich senkrechte Netzwerke und insbesondere senkrecht liegende Speicherorgane (Pfahlwurzeln, Rüben etc.) oder Rhizome bilden. Die Schneidscharen sind unten mit Hochspannung beaufschlagt und wirken gegen eine Erde an oder auf der Oberfläche, die je nach Oberflächenbeschaffenheit als Scheibenschnitt oder Packer ausgeführt sein kann. Die Erdung erfolgt dementsprechend kurz unter, direkt auf der Erdoberfläche oder durch zusammengedrückte Pflanzen (vgl Figur 28).
[084] Senkrecht isolierter Tiefenapplikator gegen Bürstenapplikator: Einsatz gegen Pflanzen, die hauptsächlich senkrechte Netzwerke und insbesondere senkrecht liegende Speicherorgane (Pfahlwurzeln, Rüben etc.) oder Rhizome bilden. Die Schneidscharen sind unten mit Hochspannung beaufschlagt und wirken gegen eine Erde an oder auf der Oberfläche, die je nach Oberflächenbeschaffenheit als Bürste ausgeführt sein kann. Die Wirkung erfolgt großflächig auf Boden und Pflanzenteile, wobei größere Pflanzen besonders gut und länger abgeleitet und damit in Sproß- und Wurzeloberbereich auch stärker zerstört werden (vgl. Figur 29). Bei Bedarf kann der Bürstenapplikator auch vorne am Zugfahrzeug platziert werden (nicht gezeigt).
[085] Drahtseilapplikator alternierend tief: Einsatz gegen Pflanzen, die waagrecht verzweigten Netzwerke insbesondere in erheblicher Tiefe haben und insbesondere horizontal liegende Speicherorgane oder Rhizome bilden. Die Schneidscharen und Drahtseile sind unten abwechselnd geerdet und mit Hochspannung beaufschlagt. Die sehr breit verteilte lange Einwirkungsdauer findet in der Tiefe mit minimaler Beeinträchtigung von Flachwurzlern statt (vgl. Figur 30).
[086] Drahtseilapplikator tief gegen Packer oder Rundschneidschar: Einsatz gegen Pflanzen, die hauptsächlich senkrechte Netzwerke und insbesondere senkrecht liegende Speicherorgane (Pfahlwurzeln, Rüben etc.) oder Rhizome bilden. Die Schneidscharen sind unten mit Hochspannung beaufschlagt und wirken gegen eine Erde an oder nahe der Oberfläche (vgl. Figur 31). [087] Drahtseilapplikator flach gegen Pflanzen/Oberflächen Applikator (z. B Bürste): Einsatz gegen Pflanzen, die flach wurzelnd dichte Netzwerke unter der Oberfläche haben und hier auch horizontal liegende Speicherorgane oder Rhizome bilden. Die Schneidscharen und Drahtseile sind unten einheitlich geerdet und seitlich genauso wie die Rundschneidscharen und Packer isoliert. Der Oberflächen- oder Blattapplikator, der die Oberfläche komplett abdeckt ggf. sogar in Doppelreihe, ist mit Hochspannung beaufschlagt. Die sehr breit verteilte lange Einwirkungsdauer findet ausschließlich nahe der Oberfläche mit minimaler Beeinträchtigung von Tiefwurzlern statt (vgl. Figur 32).
[088] Bei allen hier genannten Methoden ist die Erfassung von Kleintieren wie Nematoden und Schnecken jeweils eine weitere mögliche Zieloption neben der Zerstörung der Pflanzenteile.

Claims

Patentansprüche:
1. Applikator, insbesondere Bürste für die Elektrokution, dadurch gekennzeichnet, dass er rotatorisch gelagert ist.
2. Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Bürste ist.
3. Applikator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste leitende und nicht leitende Borsten aufweist.
4. Applikator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bürsten beabstandet auf einer Achse oder Welle angeordnet sind.
5. Applikator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Borsten der Bürste Bereiche unterschiedlicher Flexibilität aufweisen.
6. Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Haspel ist.
7. Applikator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Haspel hängende Kontaktelektroden aufweist.
8. Applikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Aktoren in transversale und/oder rotatorische Bewegungen versetzbar ist.
9. Applikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit hochgespannten, gepulsten oder kontinuierlichen Gleich- oder Wechselstrom mit unterschiedlichen ausgewählten Frequenz- und Wellenpaketen beaufschlagbar ist.
10. Applikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er sensorische oder mechanische Steuerungselemente, lineare Stromübertragungselemente, mit mechanisch translativen und abrasiven Eigenschaften aufweist.
11. Applikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er ganz oder partiell elektrisch ansteuerbare Applikatorelemente aufweist.
12. Applikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er starre oder flexible, vorzugsweise annähernd lineare Steuerungs-, Sensor- und/oder Mobilitätskomponenten aufweist, wobei zumindest einer von mehreren Applikatoren auch mit einer direkten mechanischen Komponente (B) sequentiell verknüpft oder vollständig integriert ist.
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