EP3615737A1 - Modulares system zur unkrautbekämpfung - Google Patents

Modulares system zur unkrautbekämpfung

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EP3615737A1
EP3615737A1 EP18722926.5A EP18722926A EP3615737A1 EP 3615737 A1 EP3615737 A1 EP 3615737A1 EP 18722926 A EP18722926 A EP 18722926A EP 3615737 A1 EP3615737 A1 EP 3615737A1
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EP
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control
module
mixing module
herbicidal
mixing
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Hinnerk Bassfeld
Thomas Arians
Nils Keilholz
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Bayer AG
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    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0408—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing two or more liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D15/00—Other railway vehicles, e.g. scaffold cars; Adaptations of vehicles for use on railways

Definitions

  • the invention relates to a modular weed control system for a rail vehicle, a spray train and a method for controlling weeds in a track bed.
  • the present invention is therefore based on the object to present a concept for a rail vehicle for weed control or a Sprühzug- that makes the spray train independent of a given rail system.
  • a modular weed control system for a rail vehicle may comprise a series of modules: a control module having a control unit for generating a first set of control signals for controlling valves and mixers in a separate herbicidal and mixing module for mixing a herbicide mixture is set up, and which is adapted to generate a second set of control signals for controlling valves of a nozzle assembly.
  • the control and monitoring module has a control station for manual monitoring and control of the control unit, the herbicidal and mixing module and the nozzle assembly.
  • Another module is the herbicide and mixing module. It has a plurality of containers for holding different herbicides which are in selective fluid communication with the valves and mixers.
  • the herbicidal and mixing module further includes a water port that can selectively communicate with the valves and mixers in selective fluid communication.
  • connecting elements may be present, via which electrical signal connections to connecting elements of the control unit can be produced, so that the first control signals generated in the control and monitoring module can be conducted to the valves and mixers of the herbicidal and mixing module.
  • the modular system has a nozzle which can be spatially independent of both the control and control module and the herbicidal and mixing module.
  • the nozzle assembly may include a first set of nozzles for spraying herbicides and fluid communication with selected valves and mixers of the herbicidal and mixing module.
  • control and control module, the herbicide and mixing module and the nozzle can each be individually reversibly fixed to a support member.
  • a spray train for weed control on railways is presented.
  • the sprayer has the already mentioned modular weed control system operating on one or more Carriage can be transported, as well as a tank car for receiving water and a freight car.
  • a method of controlling weeds in a track bed comprises a series of steps: reversibly fixing a control and monitoring module to a carrier element, reversibly fixing a herbicide and mixing module to the carrier element, and reversibly fixing a nozzle assembly to the carrier element, the nozzle assembly being spatially independent from both the control and control module and the herbicide and mixing module.
  • the method comprises establishing a fluid connection between the herbicidal and mixing module and the nozzle, generating a first set of control signals for controlling valves and mixers in the herbicidal and mixing module for mixing a herbicide mixture by means of a control unit of the Control and control module, and a generation of a second set of control signals for controlling valves of a nozzle assembly by means of the control unit of the control module, and selectively spraying the herbicide mixture via nozzles of the nozzle assembly on railways.
  • the herbicidal and mixing module has a number of features: a plurality of containers for holding different herbicides which can selectively communicate with the valves and mixers in selective fluid communication, a water port selectively connected to the valves and mixers in one may be selective fluid communication, and connection elements, via which electrical signal connections to connection elements of the control unit can be made so that the first control signals generated in the control and control module can be passed to the valves and mixers of the herbicidal and mixing module.
  • module describes in the context of the presented spray train that there are various modules from which weed control for track beds can be put together They can be assembled at one destination, ie at the place of use for weed control, into a functioning overall weed control system on railway tracks.
  • weed control describes the process of applying herbicides to specifically control existing weeds, and in the context of this description, weed control also means proactive measures, that is, measures that prevent weeds from occurring in the first place.
  • rail vehicle describes a railway wagon and / or railcar: a rail vehicle usually has at least two axles with two wheels each, which can be mounted on two rails which run parallel to one another connected to a chassis on which appropriate structures (eg for receiving goods to be transported or persons) can be placed.
  • control and control module is a self-contained module that acts as the central control module of the proposed modular weed control system for a rail vehicle.
  • control and control module substantially all of the control signals are generated or processed. to ensure the overall function of the modular weed control system for a rail vehicle.
  • control and control module also manual intervention via a control station are possible.
  • control signal describes an electrical signal which is generated by a controller and controls an activator, for example in the form of a valve or a nozzle, in its mode of operation.
  • the term "herbicidal and mixing module” describes another module of the modular weed control system for a railway vehicle.
  • the herbicidal and mixing module has a plurality of containers that can accommodate different herbicides, and a plurality of valves so that different herbicide mixtures, preferably weed-specific herbicide mixtures, can be produced on site
  • the herbicide and mixing module also has various connections: a water connection and a plurality of electrical lines for controlling and monitoring the function of the herbicide
  • additional conduits may be present to replenish one or more of the containers with appropriate herbicides, and at least one connection for a supply to at least one nozzle assembly is provided a nozzle, preferably a plurality of nozzles for applying the herbicide mixtures is present.
  • the nozzle is another module of the modular weed control system for a rail vehicle. Also, the nozzle usually has a plurality of electrical connections, via which the function of the individual nozzles is controlled. In addition, the nozzle has one or more connections for supply lines of the herbicide mixtures and / or water and / or compressed air.
  • selective fluid communication describes a connection between a source and a sink for a gas or a liquid
  • the selectivity of the fluid connection indicates that the intensity of the compound - that is, the cross section of the compound and thus the flow rate Typically, this controlling influence takes place via one or more valves.
  • carrier element describes a common basis for the modules of the modular system for weed control for a rail vehicle.This does not require all the modules to be mounted on top of the carrier element, but can also be connected reversibly to the side or at the bottom of the carrier element be.
  • the term "in container design” is directly related to the modular design of the modular system presented here All or some of the modules of the modular system may each be integrated in a standard container, eg standard 20 foot container Of course, other container sizes are also possible.
  • the term “container badge” should also cover those modules that can be integrated into a standard container, for example, the module integrated into one
  • one or more modules have a platform (bottom plate) that has the same dimensions as the one used in the standard container (eg lorry, airplane or ship) Platform of a standard container and can attach side walls and a roof wall to the platform or the side walls, so that the module can einhausen and the housed module represents a standard container.
  • the advantage of the container construction is, inter alia, that different modules can be accommodated in a respective container. This concerns, for example, the control and control module, the herbicide and mixing module or even a residence or storage module.
  • a “camera module” has at least one electronic camera as well as evaluation electronics.
  • the camera module generally has much smaller dimensions than the container-sized modules of the modular system for weed control described above.
  • the camera module is connected via electrical connections for data exchange purposes with the control and monitoring
  • the camera module may include one or more cameras viewing different sections of a track bed.
  • weed signal describes one or more electrical signals which by their nature indicate the presence of weeds / weeds. Based on one of these weed signals, herbicides or herbicide mixtures for weed control can be provided.
  • weed-specific signal describes one or more electrical signals which by their nature indicate the presence of a particular weed species Based on one of these weed-specific signals, weed-specific herbicides or herbicide mixtures may be provided for targeted control of the respective weed species become.
  • the term "power module” describes another module of the modular weed control system: the power module may also be containerized or, alternatively, a housing may protect a generator for power generation from external influences, which may be mounted on a platform, among other elements again represents a basic platform of a standard container
  • wagon describes a freight wagon in the form of a flat wagon which has a supporting frame but no further fixed superstructures.
  • the axles are typically suspended on bogies.
  • the term “residence module” describes another optional module of the modular weed control system, and this module may also be designed in container construction, in which facilities may be provided which are suitable for a stay of persons, for example for recreation or work purposes.
  • the weed control system can be easily transported from one job site to another. It can be transported independently of a rail transport vehicle, for example on the road (container truck), by ship or by plane become. Because they are multiple independent modules that can be connected using hoses and electrical lines as needed, the single module has a comparably small size compared to conventional complete rail vehicle weed control systems for track beds. For example, each module can be realized in the form of a 20-foot standard container. Corresponding wagons may have standard fastening devices for such standard containers. There are virtually no special devices on the respective wagon at the different locations required. A transport on the rail with comparatively low cruising speed is therefore not required. This proves to be particularly advantageous when the locations of the weed control system for a rail vehicle change frequently. Overall, a company undertaking weed control on track beds requires a smaller number of such weed control systems. This reduces the capital and maintenance required.
  • the modules of the weed control system can be easily mounted on wagons of different track widths.
  • the system for weed control is thus independent of the respective sub-frame, as long as it is suitable only for receiving the standardized modules.
  • the modular weed control system does not rely on a type of wagon. Rather, the modules can either be mounted on a common support carriage or distributed on several smaller support trolley. There are only cable or hose connections from one car to the next required. These can flexibly connect the modules as required.
  • control and control module and the herbicidal and mixing module can be designed in container construction.
  • ISO 668: 2013-08 freight container
  • TEU Twenty-Foot Equivalent Unit.
  • These have the advantage that they provide a standardized housing for different parts of the modular system, where there are also standardized attachment points, with which the containers can be attached to platforms or wagons.
  • they can easily be transported independently of each other from one job site to another job site - even across country borders or from continent to continent.
  • a camera module that can generate a weed signal in response to weed / weed detection and / or a particular weed species.
  • the camera module may be configured to detect a particular type of weed, and the weed-specific signal may selectively affect a herbicide mixture suitable for controlling the identified weed type sprayed from the herbicide and mixing module via the nozzle. In this way, only the appropriate herbicide is used where it is needed. That can save costs and save the environment with lesser amounts of Burden herbicides. It is conceivable that there are several camera modules that view different sections of the track bed.
  • control unit may also be adapted to receive a weed signal and / or a weed specific signal.
  • the generation of the first set of signals and the generation of the second set of signals may be controllable by the received signal.
  • Valve controlling control units may be configured to receive, interpret, reshape, and generate corresponding control signals for valves and mixers.
  • the generation of the first set of signals and the generation of the second set of signals may be manually triggered.
  • the signals of the camera module can be overwritten, so that the system remains operational even in case of failure of the camera module for weed control.
  • the weed control system can be operated completely without a camera module. The same applies to interrupting the spraying of herbicides when, for example, inhabited areas are passed through, people stay at the track bed or other facilities that are potentially endangered by herbicides are affected.
  • the generation of the first set of signals and the generation of the second set of signals by means of a weed map and a position of the nozzle assembly determined by a received GPS signal may be triggered.
  • the weed card can be generated in advance by driving a train with a camera module.
  • the weed card can also be created by means of a camera-bearing drone.
  • the drone could fly off the track course. Collisions with other trains or bottlenecks in timetables on more busy routes can be avoided because a drone can easily move up a train without neglecting its weed map creation task.
  • the images of the camera (s) can also be synchronized with a GPS.
  • An offline evaluation can assign individual detected GPS coordinates offline detected weeds.
  • An additional embodiment of the modular system additionally has an energy module on a platform in modular construction and / or container construction.
  • the energy module can each be electrically connected to the control and control module and the herbicide mixing module.
  • the power module, as well as the control and control module and the herbicide and mixing module can be reversibly fixed to the carrier element on a platform.
  • the energy module can thus have a standard container corresponding to a basic platform, which also has corresponding attachment points to be attached to a carrier, for example.
  • the actual electric power generation unit may consist of a combination of a gasoline / diesel engine and a generator. Both together can be installed in a common housing.
  • this residence platform can serve as a collection point or rescue route for the operating personnel.
  • a ladder can make this accommodation platform easily accessible from the trackbed.
  • An additional supplemental embodiment of the modular system may include a container-style resident module having a passageway to the control module.
  • the residence module can be reversibly fixed to the support member.
  • the modular system for weed control remains flexible. Individual components / modules of the weed control system can each be transported individually and fastened to a carrier element.
  • the carrier element can accordingly be a carrier car for a rail insert.
  • Such wagons are well known and practical in the art readily available to any site of the modular weed control system.
  • the wagon may be a standard 80 foot wagon (compatible with standard 80 foot standard containers according to ISO 668: 2013-08). This may typically have dual axles on bogies at the ends of the cart. Alternative 80-foot wagons have single axles at the left, middle and right end of the cart. However, it has been found that those wagons with twin axles on bogies at the respective ends of the cart run quietly. This may be more advantageous for the on board (in the modules) located electronics or other equipment.
  • the wagon may consist of several juxtaposed wagons.
  • the individual wagons may be the length of one of the modules of the modular weed control system - e.g. 20 feet.
  • two modules may be placed on a longer, e.g. 40 foot wagon to be mounted.
  • the entire system is completely flexible not only in terms of its modules but also in terms of the wagons to be used and can be adapted to the respective wagons present at the site.
  • at least one of the modules - i. the control and control module, the herbicidal mixing module, the power module and / or the modular module resident module are the size of a 20 foot container.
  • the first set of nozzles can be arranged below the carrier element, so that the first set of nozzles of the nozzle block can be used for weed control in a track bed.
  • the term "in a track bed” can mean that it is the space between the rails.
  • the nozzle assembly may comprise a second set of nozzles on the nozzle, which may be arranged in each case in half at lateral ends of the nozzle. Through these nozzles, the embankment of the track bed (ie, the part of the track bed outside the rails) and potentially a parallel path along the rail track can be treated with herbicides.
  • the control and mixing module may have a tilted in the direction of travel window.
  • the angle of inclination is preferably from 1 ° to 45 °, more preferably from 3 ° to 30 °, most preferably from 5 ° to 25 ° to the direction of travel.
  • a first vertical end of the window may terminate on an outer outside of the control and mixing module, and an opposite, second vertical end of the window may extend in the direction of a center of the control and mixing module in the longitudinal direction of the control and mixing module. Module be offset.
  • control and mixing module is symmetrical, so that it is irrelevant in which direction the spray is moving: the personnel who are usually in the control and mixing module can perform their tasks independently of which direction the spray pull moves without the control and mixing module having to be adapted to the respective direction of movement.
  • the control and mixing module has windows which are inclined in both possible directions of movement of the spray train.
  • the control and mixing module has a cabin, in which usually the staff is located, the cabin viewed from above (Supervision) at least partially in the form of a hexagon, wherein those surfaces which extend parallel to the directions of movement of the Sprühzugs and the surfaces which are inclined relative to the directions of movement, are equipped with windows.
  • control and mixing module may have on its outside a camera at the level of the nozzle assembly.
  • the operator can be a direct observation of the spray nozzles possible.
  • It can also be used several such cameras; for example, on the left and right sides of the control and mixing module or below.
  • the modular system of the nozzle can be mounted below the control and mixing module to the support element.
  • the GPS position of the control and mixing module also corresponds to the GPS position of the nozzle assembly.
  • Fig. 1 shows the modular system for weed control for a rail vehicle.
  • FIG. 2 illustrates an example of a top view of the control and control module with the roof removed.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the herbicide and mixing module in a plan view with the roof removed.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a plan view of the energy module.
  • Fig. 5 illustrates the individual modules in context.
  • Fig. 6 shows an example of a perspective view of the individual modules in context.
  • Fig. 7 shows an example of a perspective view of a train with the modular weed control system.
  • Fig. 8 illustrates the method of controlling weeds in a track bed by means of the modular system.
  • FIG. 1 shows the modular system 100 for weed control for a rail vehicle (not shown) in a schematic representation.
  • the modular system 100 includes a control and control module 102 (support & control module, SCM). This in turn has a control unit 104.
  • the modular system 100 may include a control console 112 for manually monitoring and controlling the controller 104, the herbicidal and mixing module 108, and the nozzle 110.
  • the herbicidal and mixing module 108 has a plurality of containers 114 for receiving different herbicides that selectively communicate with the valves and mixers 106 in selective fluid communication.
  • the herbicidal and mixing module 108 may include a water port 116 selectively communicating with the valves and mixers 106 in selective fluid communication, and terminals via which electrical signal connections to terminal elements, for example in the form of plugs on an outer wall of the respective module -
  • the control unit 104 can be produced, so that the first control signals generated in the control and control module 102 to the valves and mixers of the herbicidal and mixing module are conductive.
  • the optional water connection 116 may be connected via a hose connection with a separate water truck (not shown here).
  • the modular system 100 includes the nozzle 110, which is spatially independent of both the control and control module 102 and the herbicidal and mixing module 108. That is, the nozzle 110 need not be physically connected-ie, attached-to the control and monitoring module 102 or the herbicidal and mixing module 108.
  • One or more conduits 120 may connect the herbicidal and mixing module 108 or its mixer and / or valves and pumps to the nozzle.
  • a surveillance camera 123 (or a plurality of surveillance cameras) in the vicinity of or above the nozzle can do so Operating personnel in the control and control module 102 allow to visually monitor the spraying process.
  • the nozzle 110 has a first set of nozzles (not directly shown), for example, configured for spraying herbicides between the rails and at least one fluid connection to selected ones of the valves and mixers 106 of the herbicidal and mixing module 108.
  • a second set of nozzles may be active outside the rails. All modules of the modular system, so the control and control module 102, the herbicide and mixing module 108 and the nozzle 110 are each individually reversibly fixed to a support member 118.
  • the support member 118 may consist of one or more wagons (not shown).
  • FIG. 2 illustrates an example of a top view 200 of the control and control module 102 with the roof removed. Staff may enter the control module 102 via the doors 202.
  • control and control module 102 are one or two workstations for operators.
  • the respective seats 204 can be rotated on the spot about a vertical axis, so that the respective operator in one of the possible directions of travel (shown by the double arrow 208) through one of the windows 206 from the control and monitoring module 102 can look out.
  • the respective operator can intervene via a control panel at his seat 204 directly into the function of the control unit 212 which generates the signals for the herbicidal and mixing module 108.
  • the function of the nozzle and the function of the herbicide and mixing module located in the field of view of the operator at least one monitor 218. Shown are also additional work tables 210 directly in front of these monitors 218.
  • the Control and control module 102 further furnishings 214 included. Between the two seats 204, a passage 216 is provided.
  • FIG. 2 In the plan view shown in Fig. 2 can be seen also the hexagonal basic shape of the cabin, in each of which a pair of windows 206 (right / left) with respect to one of the possible directions of movement 208 is inclined.
  • 3 shows an embodiment of the herbicide and mixing module 108 in a top view 300 with the roof removed.
  • the plurality of containers 114 for receiving different (or even identical) herbicides, of which four are shown here, for example, are clearly shown.
  • a catwalk 302 connects a left entrance side to a right entry side of the herbicidal and mixing module 108.
  • a plurality of conduits 304, valves and mixers 304, pumps 306 (as an example) and other other controls (not shown in detail) allows for mixing of various herbicidal mixtures, for example of weed-specific herbicide mixtures.
  • the herbicidal and mixing module 108 is typically housed in a 20-foot standard container housing, for example, in accordance with ISO 668: 2013-08.
  • the energy module 400 consists of an actual energy generation block 404 in which an internal combustion engine can generate electricity by means of a generator. Via an operation terminal 406, the power generation block 404 can be controlled from the outside. A tank for the fuel can be filled from above.
  • the power generation block 404 is mounted on a platform that can accommodate the footprint of, for example, a 20 foot standard container. At this module 400 can be seen also attachment points 402 for attachment to a wagon. A side grille 414 protects the operator from falling down from the platform 408. The platform 408 is accessible via a respective ladder 410. This can be shut off by respective pivotable doors 412. At the respective left and right side of the power module 400 no grid must be provided. Rather, the other modules - the control and control module and the herbicide and mixing module - can be reached via these ends of the energy module 400.
  • Fig. 5 illustrates several modules in context. At the far left is the herbicide and mixing module 108, followed by the power module 400, the control and control module 102, and an additional location module 502. It can be seen from the buffers 504, that all modules are shown side by side on a wagon. 6 shows an example of a perspective view 600 of the plurality of modules: the herbicide and mixing module 108, the power module 400, the control and control module 102, and the resident module 502. All of the modules are recognizable on a two-carrier cart 602 double-axis turnstiles 604 shown. The illustrated order of the individual modules has proven to be practical.
  • the resident module 502 is farthest from the herbicidal and mixing module 108 so that even in the event of a malfunction of the herbicidal and mixing module 108 (eg, uncontrolled herbicide leakage), the on-board personnel are protected solely by the distance ,
  • the power module 400 is located between the herbicide and mixing module 108 and the control and monitoring module 102 and can power both modules well.
  • the platform of the power module 400 is well accessible from both the mixing module 108 and the control module 102.
  • FIG. 7 shows an example of a perspective view of a train 700 consisting of a storage wagon 702, the wagon 704 with the complete modular weed control system, and a tank wagon 706, with which water can be transported, which is made available to the mixing module 108 via hoses can be.
  • the storage cart 702 may be used for storage and transportation of various supplies for the train; In particular, different herbicides can be stored directly and in larger quantities in this way. Thus, the supply of herbicides is not limited to the capacity of the containers in the mixing module 108.
  • a locomotive may be provided at the beginning or at the end of the train 700.
  • the orientation - i. the exit of the herbicides from the nozzle assembly is to be adjusted according to the direction of travel of the train. It is not necessary to re-sort the modules of the weed control modular system for another direction of travel.
  • FIG. 8 illustrates the method 800 of controlling weeds in a track bed.
  • the method includes: reversibly fixing 802 a control and control module (SCM) to, for example, a support member, reversibly fixing 804 a herbicide, and mixing Modules (HMM) on the support member and a reversible fixing 806 of a nozzle to the support member.
  • SCM control and control module
  • HMM mixing Modules
  • the nozzle is each spatially independently positioned both by the control and control module and the herbicide and mixing module.
  • the method 800 further comprises: establishing 808 a fluid connection between the herbicidal and mixing module and the nozzle, generating 810 a first set of control signals for controlling valves and mixers in the herbicidal and mixing module to mix a Weed-specific herbicide mixing by means of a control and control module control unit and generating 812 a second set of control signals for controlling valves of a nozzle by means of the control and control module and selectively spraying 814 the weed-specific herbicide mixture via nozzles of the control unit Nozzle stock on railways.
  • the herbicidal and mixing module comprises at least: a plurality of containers for holding different herbicides which can selectively communicate with the valves and mixers in selective fluid communication, a water connection selectively communicating with the valves and mixers in a selective manner Fluid connection is, and connecting elements via which electrical signal connections are made to connection elements of the control unit, so that the first control signals generated in the control and control module can be passed to the valves and mixers of the herbicidal and mixing module.

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Abstract

Es wird ein modulares System (100) zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug vorgestellt. Das modulare System weist ein Steuer- und Kontroll-Modul (102) auf, welches eine Steuereinheit (104) und einen Leitstand (112) aufweist. Die Steuereinheit ist eingerichtet zur Erzeugung eines ersten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen und Mischern in einem Herbizid- und Misch-Modul (108) zur Mischung einer Herbizidmischung, und zur Erzeugung eines zweiten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen eines Düsenstockes (110). Das Herbizid- und Misch-Modul weist eine Mehrzahl von Behältern zur Aufnahme von unterschiedlichen Herbiziden auf. Der Düsenstock, weist einen ersten Satz von Düsen zum Versprühen von Herbiziden auf. Das Steuer- und Kontroll-Modul, das Herbizid- und Misch-Modul und der Düsenstock sind jeweils einzeln reversibel an einem Trägerelement (118) fixierbar.

Description

Modulares System zur Unkrautbekämpfung
Die Erfindung betrifft ein modulares System zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug, einen Sprühzug sowie ein Verfahren zur Bekämpfung von Unkraut in einem Gleisbett.
Eine bekannte Aufgabe, der sich Betreiber von Schienensystemen ständig gegenübersehen, ist das Freihalten der Gleiskörper von unerwünschtem Bewuchs, insbesondere Unkräutern. Dabei wird bekanntermaßen ein Unterschied gemacht zwischen vorbeugenden Maßnahmen zur Unkrautbekämpfung und Maßnahmen, die eingeleitet werden, wenn das Unkraut bereits gewachsen ist. Zwar sind schienengebundene Systeme bekannt, die eine auf einem Kamerasystem beruhende Technik einsetzen, um gezielt Unkräuter zu bekämpfen; allerdings sind die bekannten Schienenfahrzeuge, die mit entsprechenden Vorrichtungen zur Unkrautbekämpfung ausgerüstet sind, relativ unflexibel. Ein Einsatz dieser bekannten Schienenfahrzeuge zur Unkrautbekämpfung erfordert in aller Regel lange und langsame Fahrtzeiten durch häufig langsame Reisegeschwindigkeiten zu den Einsatzorten. Insbesondere bei häufig wechselnden Einsatzorten ist dies ein erheblicher Nachteil, insbesondere dann, wenn die Einsatzorte weit auseinander liegen. Dies führt zu einem schlechten Nutzen/Transport- Verhältnis und damit zu einer unnötigen Bindung von Kapital, da regelmäßig eine Mehrzahl von diesen Schienenfahrzeugen zur Unkrautbekämpfung an unterschiedlichen Standorten einsatzbereit gehalten werden muss. Damit gehen auch ein größerer Wartungsaufwand und ein größerer Personalbedarf einher. Zusätzlich weisen die bekannten Schienenfahrzeuge zur Unkrautbekämpfung eine festgelegte Spurbreite auf, so dass sie nur auf Schienen dieser vorgegebenen Spurbreite einsetzbar sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Konzept für ein Schienenfahrzeug zur Unkrautbekämpfung— bzw. einen Sprühzug— vorzustellen, das den Sprühzug von einem gegebenen Schienensystem unabhängig macht.
Die oben genannte Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Figuren. Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein modulares System zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug vorgestellt. Das modulare System kann eine Reihe von Modulen aufweisen: ein Steuer- und Kontroll-Modul, welches eine Steuereinheit aufweist, die zur Erzeugung eines ersten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen und Mischern in einem separaten Herbizid- und Misch-Modul zur Mischung einer Herbizidmischung eingerichtet ist, und welches zur Erzeugung eines zweiten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen eines Düsenstockes eingerichtet ist. Weiterhin weist das Steuer- und Kontroll-Modul einen Leitstand zur manuellen Überwachung und Kontrolle der Steuereinheit, des Herbizid- und Misch- Moduls und des Düsenstockes auf.
Als weiteres Modul ist das Herbizid- und Misch-Modul zu nennen. Es weist eine Mehrzahl von Behältern zur Aufnahme von unterschiedlichen Herbiziden auf, die mit den Ventilen und Mischern in einer selektiven Fluidverbindung stehen. Das Herbizid- und Misch-Modul weist weiterhin einen Wasseranschluss auf, der selektiv mit den Ventilen und Mischern in einer selektiven Fluidverbindung stehen kann. Außerdem können Anschlusselemente vorhanden sein, über welche elektrische Signalverbindungen zu Anschlusselementen der Steuereinheit herstellbar sind, so dass die in dem Steuer- und Kontroll-Modul erzeugten ersten Steuersignale zu den Ventilen und Mischern des Herbizid- und Misch-Moduls leitbar sind.
Ergänzend weist das modulare System einen Düsenstock auf, der jeweils räumlich unabhängig sowohl von dem Steuer- und Kontroll-Modul und dem Herbizid- und Misch- Modul sein kann. Der Düsenstock kann einen ersten Satz von Düsen zum Versprühen von Herbiziden und eine Fluidverbindung zu ausgewählten Ventilen und Mischern des Herbizid- und Misch-Moduls aufweisen.
Das Steuer- und Kontroll-Modul, das Herbizid- und Misch-Modul und der Düsenstock können jeweils einzeln reversibel an einem Trägerelement fixierbar sein.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Sprühzug zur Unkrautbekämpfung auf Schienenwegen vorgestellt. Der Sprühzug weist das bereits genannte modulare System zur Unkrautbekämpfung, das auf einem oder mehreren Tragwagen transportiert werden kann, sowie einen Kesselwagen zur Aufnahme von Wasser und einen Frachtwagen auf.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bekämpfung von Unkraut in einem Gleisbett vorgestellt. Das Verfahren weist eine Reihe von Schritten auf: reversibles Fixieren eines Steuer- und Kontroll-Moduls an einem Trägerelement, reversibles Fixieren eines Herbizid- und Misch-Moduls an dem Trägerelement, und reversibles Fixieren eines Düsenstockes an dem Trägerelement, wobei der Düsenstock jeweils räumlich unabhängig sowohl von dem Steuer- und Kontroll-Modul und dem Herbizid- und Misch-Modul sein kann. Zusätzlich weist das Verfahren ein Herstellen einer Fluidverbindung zwischen dem Herbizid- und Misch-Modul und dem Düsenstock auf, eine Erzeugung eines ersten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen und Mischern in dem Herbizid- und Misch-Modul zur Mischung einer Herbizidmischung mittels einer Steuereinheit des Steuer- und Kontroll-Moduls, und eine Erzeugung eines zweiten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen eines Düsenstockes mittels der Steuereinheit des Steuer- und Kontroll-Moduls, und selektives Versprühen der Herbizidmischung über Düsen des Düsenstockes auf Schienenwegen.
Das Herbizid- und Misch-Modul weist eine Reihe von Merkmalen auf: eine Mehrzahl von Behältern zur Aufnahme von unterschiedlichen Herbiziden, die selektiv mit den Ventilen und Mischern in einer selektiven Fluidverbindung stehen können, einen Wasseranschluss, der selektiv mit den Ventilen und Mischern in einer selektiven Fluidverbindung stehen kann, und Anschlusselemente, über welche elektrische Signalverbindungen zu Anschlusselementen der Steuereinheit hergestellt werden können, so dass die in dem Steuer- und Kontroll-Modul erzeugten ersten Steuersignale zu den Ventilen und Mischern des Herbizid- und Misch-Moduls geleitet werden können.
Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert, ohne zwischen den Erfindungsgegenständen (System, Sprühzug, Verfahren) zu unterscheiden. Die nachfolgenden Erläuterungen sollen vielmehr für alle Erfindungsgegenstände in analoger Weise gelten, unabhängig davon, in welchem Kontext sie erfolgen.
Sind bei der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens Schritte in einer Reihenfolge aufgeführt, so bedeutet dies nicht zwangsläufig, dass die Schritte auch in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden müssen. Die Erfindung soll vielmehr so verstanden werden, dass die in einer Reihenfolge aufgeführten Schritte in einer beliebigen Reihenfolge oder auch parallel zueinander ausgeführt werden können, es sei denn, ein Schritt basiert auf einem anderen Schritt, was aus der Beschreibung der Schritte jeweils deutlich wird. Die konkret in diesem Dokument aufgeführten Reihenfolgen stellen demnach nur bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.
Folgende Begriffe, Ausdrücke und Definitionen werden in diesem Dokument genutzt: Der Begriff„modulares System" beschreibt im Kontext des vorgestellten Sprühzuges, dass verschiedene Module vorhanden sind, aus denen sich eine Unkrautbekämpfung für Gleisbetten zusammensetzen lässt. Die einzelnen Module sind dabei— insbesondere im Falle eines Transportes— unabhängig voneinander. Sie lassen sich an einem Zielort— d.h., am Einsatzort zur Unkrautbekämpfung— zu einem funktionsfähigen Gesamtsystem zur Unkrautbekämpfung auf Schienenwegen zusammensetzen.
Der Begriff „Unkrautbekämpfung" beschreibt den Vorgang zur Ausbringung von Herbiziden, um bestehende Unkräuter gezielt zu bekämpfen. Außerdem sollen im Kontext dieser Beschreibung unter Unkrautbekämpfung auch proaktive Maßnahmen verstanden werden; d.h., solche Maßnahmen, die von vornherein verhindern, dass Unkräuter auftreten.
Der Begriff„Schienenfahrzeug" beschreibt einen Waggon und/oder einen Triebwagen für einen Schienenverkehr. Ein Schienenfahrzeug weist in der Regel mindestens zwei Achsen mit je zwei Rädern auf, welche auf zwei parallel zueinander verlaufenden Schienen aufgesetzt werden können. Die beiden Achsen sind in der Regel mit einem Chassis verbunden, auf welches entsprechende Aufbauten (z.B. zur Aufnahme von zu transportierenden Gütern oder Personen) aufgesetzt sein können.
Der Begriff „Steuer- und Kontroll-Modul" ist ein in sich selbstständiges Modul, das als zentrales Steuermodul des vorgestellten modularen Systems zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug fungiert. In dem Steuer- und Kontroll-Modul werden im Wesentlichen alle Steuersignale erzeugt bzw. verarbeitet, um die Gesamtfunktion des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug sicherzustellen. Darüber hinaus sind durch das Steuer- und Kontroll-Modul auch manuelle Eingriffe über einen Leitstand möglich.
Der Begriff„Steuersignal" beschreibt ein elektrisches Signal, welches von einer Steuerung erzeugt wird und einen Aktivator— zum Beispiel in Form eines Ventils oder einer Düse — in seiner Wirkungsweise kontrolliert.
Der Begriff „Herbizid- und Misch-Modul" beschreibt ein weiteres Modul des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug. Das Herbizid- und Misch- Modul weist eine Mehrzahl von Behältern auf, welche unterschiedliche Herbizide aufnehmen können. Darüber hinaus ist eine Vielzahl von Ventilen vorhanden, so dass unterschiedliche Herbizid-Mischungen, vorzugsweise Unkraut-spezifische Herbizid- Mischungen vor Ort herstellbar sind. Das Herbizid- und Misch-Modul weist weiterhin verschiedene Anschlüsse auf: einen Wasseranschluss und eine Mehrzahl von elektrischen Leitungen zur Steuerung und Überwachung der Funktion des Herbizid- und Misch- Moduls. Außerdem können zusätzliche Leitungen vorhanden sein, um einen oder mehrere der Behälter mit entsprechenden Herbiziden nachzufüllen. Weiterhin ist mindestens ein Anschluss für eine Zuleitung zu mindestens einem Düsenstock vorhanden. Der Begriff „Düsenstock" beschreibt ein Trägergestell, an dem mindestens eine Düse, vorzugsweise eine Mehrzahl von Düsen zur Ausbringung der Herbizid-Mischungen vorhanden ist. Bei dem Düsenstock handelt es sich um ein weiteres Modul des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug. Auch der Düsenstock verfügt üblicherweise über eine Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen, über die die Funktion der einzelnen Düsen gesteuert wird. Darüber weist der Düsenstock eine oder mehrere Anschlüsse für Zuleitungen der Herbizid-Mischungen und/oder Wasser und/oder Druckluft auf.
Der Begriff „selektive Fluidverbindung" beschreibt eine Verbindung zwischen einer Quelle und einer Senke für ein Gas oder eine Flüssigkeit. Die Selektivität der Fluidverbindung deutet darauf hin, dass die Intensität der Verbindung — d.h., der Querschnitt der Verbindung bzw. die Strömungsgeschwindigkeit und damit die durch die Fluidverbindung transportierte Stoffmenge selektiv beeinflussbar ist. Typischerweise geschieht diese steuernde Einflussnahme über ein oder mehrere Ventile. Der Begriff „Trägerelement" beschreibt eine gemeinsame Basis für die Module des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug. Dabei müssen nicht alle Module auf— d.h., oberhalb— dem Trägerelement montiert werden. Sie können auch seitlich am oder unterhalb des Trägerelementes mit diesem reversibel verbindbar sein.
Der Begriff„in Containerbauweise" steht in unmittelbarem Zusammenhang zur modularen Bauweise des hier vorgestellten modularen Systems. Alle oder einige der Module des modularen Systems können je in einem Standardcontainer— z.B. Standard-20-Fuß- Container— integriert sein. Unter Standardcontainer werden vorzugsweise diejenigen Container verstanden, die in der ISO-Norm 668:2013-08 beschrieben sind. Natürlich sind auch andere Containergrößen möglich. Der Begriff "Containerbausweise" soll auch solche Module erfassen, die sich in einen Standardcontainer integrieren lassen, um beispielsweise das Modul integriert in einen solchen Standardcontainer mit geläufigen Mitteln (z.B. Lastkraftwagen, Flugzeug oder Schiff, die für den Transport von Standardcontainer ausgerichtet sind) transportieren zu können. Es ist zum Beispiel denkbar, dass ein oder mehrere Module eine Plattform (Bodenplatte) aufweisen, die die gleichen Dimensionen wie die Plattform eines Standardcontainers aufweisen und sich Seitenwände und eine Dachwand an die Plattform bzw. die Seitenwände anbringen lassen, so dass sich das Modul einhausen lässt und das eingehauste Modul einen Standardcontainer darstellt. Der Vorteil der Containerbauweise liegt unter anderem darin, dass unterschiedliche Module in einen jeweiligen Container aufgenommen werden können. Dies betrifft beispielsweise das Steuer- und Kontroll-Modul, das Herbizid- und Misch-Modul oder auch ein Aufenthaltsoder Lagermodul.
Ein „Kameramodul" weist mindestens eine elektronische Kamera sowie eine Auswerteelektronik auf. Das Kameramodul weist in der Regel wesentlich kleinere Dimensionen als die bereits beschriebenen containergroßen Module des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung auf. Das Kameramodul wird über elektrische Verbindungen zu Datenaustauschzwecken mit dem Steuer- und Kontroll-Modul verbunden. Das Kameramodul kann eine oder mehrere Kameras, die unterschiedliche Abschnitte eines Gleisbetts betrachten, aufweisen. Der Begriff „Unkraut- Signal" beschreibt ein oder mehrere elektrische Signale, welche durch ihre Eigenart auf ein Vorhandensein von Unkraut/Unkräutern hinweisen. Basierend auf einem dieser Unkraut-Signale können Herbizide bzw. Herbizid-Mischungen zur Unkrautbekämpfung bereitgestellt werden.
Der Begriff„Unkraut- spezifisches Signal" beschreibt ein oder mehrere elektrische Signale, welche durch ihre Eigenart auf ein Vorhandensein einer bestimmten Unkrautspezies hinweisen. Basierend auf einem dieser Unkraut- spezifischen Signale können Unkrautspezifische Herbizide bzw. Herbizid-Mischungen zur gezielten Bekämpfung der entsprechenden Unkrautspezies bereitgestellt werden.
Der Begriff „Energiemodul" beschreibt ein weiteres Modul des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung. Auch das Energiemodul kann in Containerbauweise vorliegen. Alternativ kann ein Gehäuse beispielsweise einen Generator zur Stromerzeugung vor äußeren Einflüssen schützen. Dieses Gehäuse kann neben anderen Elementen auf einer Plattform montiert sein, welche wiederum eine Grundplattform eines Standardcontainers darstellt
Der Begriff„Tragwagen" beschreibt im Zusammenhang des hier vorgestellten Konzeptes einen Güterwagen in Form eines Flachwagens, der ein Traggestell, aber keine weiteren festen Aufbauten aufweist. Die Achsen sind typischerweise an Drehgestellen aufgehängt.
Der Begriff„Aufenthaltsmodul" beschreibt ein weiteres optionales Modul des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung. Auch dieses Modul kann in Containerbauweise ausgeführt sein. In ihm können Einrichtungen vorgesehen sein, die für einen Aufenthalt von Personen— beispielsweise zur Erholung oder Arbeitszwecken— geeignet sind.
Das hier vorgestellte Konzept des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug weist eine Reihe von Vorteilen auf:
Durch den Aufbau des Systems zur Unkrautbekämpfung in modularer Bauweise kann das System zur Unkrautbekämpfung leicht von einem Einsatzort zu einem anderen Einsatzort transportiert werden. Es kann dabei unabhängig von einem Schienentransportfahrzeug, zum Beispiel auf der Straße (Container- Lkw), per Schiff oder per Flugzeug transportiert werden. Da es sich um mehrere voneinander unabhängige Module handelt, die bei Bedarf mittels Schläuchen und elektrischen Leitungen verbunden werden, weist das einzelne Modul eine vergleichbar geringe Dimension im Vergleich zu herkömmlichen Systemen bestehend aus kompletten Schienenfahrzeugen zur Unkrautbekämpfung von Gleisbetten auf. Beispielsweise kann jedes Modul in Form eines 20-Fuß-Standardcontainers realisiert sein. Entsprechende Tragwagen können standardmäßig Befestigungsvorrichtungen für derartige Standardcontainer aufweisen. Es sind praktisch keine besonderen Vorrichtungen an den jeweiligen Tragwagen an den unterschiedlichen Einsatzorten erforderlich. Ein Transport auf der Schiene mit vergleichsweise geringer Reisegeschwindigkeit ist somit nicht erforderlich. Dies erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn sich die Einsatzorte des Systems zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug häufig ändern. Insgesamt benötigt ein Unternehmen, welches eine Unkrautbekämpfung an Gleisbetten vornimmt, eine geringere Anzahl an derartigen Unkrautbekämpfungssystemen. Dies reduziert den erforderlichen Kapital- und Wartungsaufwand.
Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, an jedem Einsatzort eine Wartung s Station einzurichten. Es ist auch nicht erforderlich, das modulare System zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug über lange Schienenstrecken zu einer zentralen Wartungsanlage zu transportieren. Dafür sind alternativ Straßen- und Lufttransporte möglich.
Außerdem lassen sich die Module des Systems zur Unkrautbekämpfung auch auf Tragwagen unterschiedlicher Spurbreite problemlos montieren. Das System zur Unkrautbekämpfung ist somit unabhängig vom jeweiligen Untergestell, solange es nur zur Aufnahme der standardisierten Module geeignet ist.
Darüber hinaus ist das modulare System zur Unkrautbekämpfung auch nicht auf einen Typ Tragwagen angewiesen. Vielmehr können die Module entweder auf einem gemeinsamen Trag wagen oder verteilt auf mehrere kleinere Trag wagen montiert sein. Es sind lediglich Kabel- bzw. Schlauchverbindungen von einem Tragwagen zum nächsten erforderlich. Diese können flexibel und nach Bedarf die Module miteinander verbinden.
Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstande beschrieben wurden. Insbesondere können einige Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen beschrieben sein. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre der vorliegenden Beschreibung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ eines Erfindungsgegenstandes gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Kategorien von Erfindungsgegenstanden gehören.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen. Die einzelnen Figuren der Zeichnungen dieser Anmeldung sind lediglich als schematisch, beispielhaft und als nicht maßstabsgetreu anzusehen.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann das Steuer- und Kontroll-Modul und das Herbizid- und Misch-Modul in Containerbauweise ausgeführt sein. Dabei kann es sich um standardisierte Industrie-Container handeln, beispielsweise ISO-Container (ISO 668:2013-08, freight Container; TEU = Twenty-Foot Equivalent Unit) in einer Größe von je 20 Fuß. Diese haben den Vorteil, dass sie ein standardisiertes Gehäuse für unterschiedliche Teile des modularen Systems bereitstellen, an denen auch standardisierte Befestigungspunkte vorhanden sind, mit denen die Container an Plattformen oder Tragwagen befestigt werden können. Außerdem können diese problemlos unabhängig voneinander von einem Einsatzort zu einem anderen Einsatzort— auch über Ländergrenzen hinweg oder von Kontinent zu Kontinent— transportiert werden.
Gemäß einem besonderen Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann ein Kameramodul vorhanden sein, das in Reaktion auf eine Erkennung von Unkraut/Unkräutern und/oder einer bestimmten Unkrautspezies ein Unkraut- Signal bzw. ein Unkraut- spezifisches Signal erzeugen kann. Auf diese Weise können die erkannten Unkräuter - bzw. bei Erkennung von definierten Unkrautspezies auch einzelne Unkrautspezies - gezielt bekämpft werden. Das Kameramodul kann so konfiguriert sein, dass es einen bestimmten Typ eines Unkrautes erkennt und das Unkraut- spezifische Signal kann eine zur Bekämpfung des erkannten Unkrautyps geeignete Herbizidmischung, die von dem Herbizid- und Misch-Modul über den Düsenstockversprüht wird, gezielt beeinflussen. Auf diese Weise wird nur dort das entsprechende Herbizid eingesetzt, wo es erforderlich ist. Das kann Kosten sparen und die Umwelt mit geringeren Mengen von Herbiziden belasten. Es ist denkbar, dass mehrere Kameramodule vorhanden sind, die unterschiedliche Abschnitte des Gleisbetts betrachten.
Dementsprechend kann ein fortgebildetes Ausführungsbeispiel des modularen Systems die Steuereinheit auch zum Empfang eines Unkraut-Signals und/oder eines Unkrautspezifischen Signals eingerichtet sein. Die Erzeugung des ersten Satzes von Signalen und die Erzeugung des zweiten Satzes von Signalen können durch das empfangene Signal steuerbar sein. Dazu können ventilsteuernde Kontrolleinheiten dazu eingerichtet sein, das Signal zu empfangen, zu interpretieren, umzuformen und entsprechende Steuersignale für Ventile und Mischer erzeugen.
Alternativ können gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des modularen Systems die Erzeugung des ersten Satzes von Signalen und die Erzeugung des zweiten Satzes von Signalen manuell auslösbar sein. Damit können die Signale des Kameramoduls überschrieben werden, so dass das System auch bei einem Ausfall des Kameramoduls zur Unkrautbekämpfung weiterhin einsatzbereit bleibt. Außerdem kann das System zur Unkrautbekämpfung komplett ohne Kameramodul bedient werden. Entsprechendes gilt für ein Unterbrechen des Versprühens von Herbiziden, wenn etwa bewohnte Gebiete durchfahren werden, Personen am Gleisbett verweilen oder andere durch Herbizide potenziell gefährdete Einrichtungen tangiert sind.
Wiederum alternativ können gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des modularen Systems die Erzeugung des ersten Satzes von Signalen und die Erzeugung des zweiten Satzes von Signalen mittels einer Unkrautkarte (weed map) und einer durch ein empfangenes GPS-Signal bestimmten Position des Düsenstockes auslösbar sein. Die Unkrautkarte kann vorab durch eine Fahrt eines Zuges mit einem Kameramodul erzeugt werden. Alternativ kann die Unkrautkarte auch mittels einer kameratragenden Drohne erstellt werden. Dazu könnte die Drohne den Schienenverlauf abfliegen. Kollisionen mit anderen Zügen oder Engpässe in Fahrplänen bei stärker befahrenen Strecken können so vermieden werden, weil eine Drohnen einem Zug einfach nach oben ausweichen kann, ohne seine Unkrautkartenerstellungsaufgabe zu vernachlässigen. Die Aufnahmen der Kamera(s) können zudem mit einem GPS synchronisiert sein. Eine Offline-Auswertung kann einzelnen GPS-Koordinaten offline erkannte Unkräuter zuordnen. Während einer Sprühfahrt mit dem modularen System zur Unkrautbekämpfung können dann die Herbizide entsprechend der jeweiligen GPS-Position des Düsenstockes versprüht werden. Auch dies kann die Umweltbelastung reduzieren und die Kosten senken, da nur dort Herbizide versprüht werden, wo es erforderlich ist. Ein ergänzendes Ausführungsbeispiel des modularen Systems weist zusätzlich ein Energiemodul auf einer Plattform in Modulbauweise und/oder Containerbauweise auf. Das Energiemodul kann jeweils elektrisch mit dem Steuer- und Kontroll-Modul und dem Herbizid-Misch-Modul verbindbar sein. Außerdem kann das Energiemodul— genauso wie das Steuer- und Kontroll-Modul und das Herbizid- und Misch-Modul— reversibel an dem Trägerelement auf einer Plattform fixierbar sein. Das Energiemodul kann also eine einem Standardcontainer entsprechende Grundplattform aufweisen, welche auch entsprechende Befestigungspunkte aufweist, um beispielsweise an einem Tragwagen befestigt zu werden. Die eigentliche elektrische Energieerzeugungseinheit kann aus einer Kombination eines Benzin-/Diesel-Motors und eines Generators bestehen. Beides zusammen kann in einem gemeinsamen Gehäuse verbaut sein. Zusätzlich kann sich noch eine Aufenthaltsplattform auf der Plattform des Energiemoduls befinden, über diese kann das Bedienpersonal von dem Steuer- und Kontroll-Modul hin zum Herbizid- und Misch- Modul gelangen, wenn sich das Energiemodul mit seiner entsprechenden Plattform zwischen dem Steuer- und Kontroll-Modul und dem Herbizid- und Misch-Modul befindet. Gleichzeitig kann diese Aufenthaltsplattform als Sammelpunkt bzw. Rettungsweg für das Bedienpersonal dienen. Eine Leiter kann diese Aufenthaltsplattform leicht vom Gleisbett aus erreichbar machen.
Ein zusätzliches ergänzendes Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann ein Aufenthaltsmodul in Containerbauweise mit einem Durchgang zum Steuer- und Kontroll- Modul aufweisen. Dabei kann auch das Aufenthaltsmodul reversibel an dem Trägerelement fixierbar sein. Auf diese Weise bleibt das modulare System zur Unkrautbekämpfung weiterhin flexibel einsetzbar. Einzelne Komponenten/Module des Systems zur Unkrautbekämpfung können jeweils individuell transportiert werden und an einem Trägerelement befestigt werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann dementsprechend das Trägerelement ein Tragwagen für einen Schieneneinsatz sein. Derartige Tragwagen sind gemäß des Standes der Technik gut bekannt und an praktisch jedem Einsatzort des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung leicht verfügbar. Somit ist es möglich, das modulare System zur Unkrautbekämpfung an praktisch jedem beliebigen Ort einzusetzen. Ein Transport des Tragwagens von einem Einsatzort zu einem anderen ist nicht erforderlich.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann der Tragwagen ein Standard-80-Fuß-Tragwagen (der kompatibel zu 80-Fuß- Standardcontainern gemäß ISO 668:2013-08 ist) sein. Dieser kann typischerweise Doppelachsen auf Drehgestellen an den Enden des Tragwagens aufweisen. Alternative 80- Fuß-Tragwagen weisen Einzelachsen am linken Ende, in der Mitte und am rechten Ende des Tragwagens auf. Allerdings hat sich herausgestellt, dass diejenigen Tragwagen mit Doppelachsen an Drehgestellen an den jeweiligen Enden des Tragwagens ruhiger laufen. Das kann für die an Bord (in den Modulen) befindliche Elektronik oder andere Ausrüstung vorteilhafter sein.
Alternativ kann gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel des modularen Systems der Tragwagen aus mehreren aneinandergekoppelten Tragwagen bestehen. In diesem Fall können die einzelnen Tragwagen die Länge eines der Module des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung— z.B. 20 Fuß— aufweisen. Alternativ können zwei Module auf einem längeren— z.B. 40 Fuß— Tragwagen montiert sein. Somit ist das Gesamtsystem nicht nur hinsichtlich seiner Module sondern auch hinsichtlich der einzusetzenden Tragwagen komplett flexibel und kann an die jeweiligen am Einsatzort vorhandenen Tragwagen angepasst sein. Folglich kann — gemäß eines Ausführungsbeispiels — mindestens eines der Module— d.h. das Steuer- und Kontroll-Modul, das Herbizid-Misch- Modul, das Energiemodul und/oder das Aufenthaltsmodul— des modularen Systems in der Größe eines 20-Fuß-Containers vorhanden sein.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann der erste Satz von Düsen unterhalb des Trägerelementes angeordnet sein, so dass der erste Satz von Düsen des Düsenstockes zur Unkrautbekämpfung in einem Gleisbett einsetzbar ist. Dabei kann der Begriff„in einem Gleisbett" bedeuten, dass es sich um den Raum zwischen den Schienen handelt. Gemäß einem ergänzenden Ausführungsbeispiel des modularen Systems, kann der Düsenstock einen zweiten Satz von Düsen am Düsenstock aufweisen, der jeweils hälftig an lateralen Enden des Düsenstockes angeordnet sein kann. Über diese Düsen kann die Böschung des Gleisbettes (d.h., der Teil des Gleisbettes außerhalb der Schienen) und potenziell ein parallel verlaufender Weg entlang des Schienenstranges mit Herbiziden behandelt werden.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann das Steuer- und Misch-Modul ein in Fahrtrichtung geneigtes Fenster aufweisen. Denkbar sind auch mehrere gegenüber der Fahrtrichtung geneigte Fenster. Der Neigungswinkel beträgt vorzugsweise von 1° bis 45°, mehr bevorzugt von 3° bis 30°, am meisten bevorzugt von 5° bis 25° gegenüber der Fahrtrichtung. Dabei kann ein erstes vertikales Ende des Fensters an einer äußeren Außenseite des Steuer- und Misch-Moduls enden, und ein gegenüberliegendes, zweites vertikales Ende des Fensters kann in Richtung einer Mitte des Steuer- und Misch-Moduls in Längsrichtung des Steuer- und Misch-Moduls versetzt sein.
Auf diese Weise wird es einem Bediener innerhalb des Steuer- und Misch-Moduls möglich, seitlich und im Wesentlichen in Fahrtrichtung aus dem Steuer- und Misch-Modul hinauszuschauen. Auf diese Weise können Bereiche frühzeitig von dem Bediener identifiziert werden, die nicht mit Herbiziden behandelt werden sollten (Kulturpflanzen beispielsweise in Schrebergärten, Personen auf parallel verlaufenden Wegen, eng an das Gleisbett heranreichende Bebauung, Gewässer z.B. unterhalb einer Brücke bei Fahrt über die Brücke, usw.) auf diese Weise wird es dem Bediener ermöglicht, eine sofortige Abschaltung der Herbizidzufuhr an den Düsenstock zu bewirken.
Es ist denkbar, dass das Steuer- und Misch-Modul symmetrisch ausgeführt ist, so dass es nicht relevant ist, in welche Richtung der Sprühzug sich bewegt: das Personal, das sich üblicherweise in dem Steuer- und Mischmodul aufhält, kann seine Aufgaben durchführen unabhängig davon, in welche Richtung sich der Sprühzug bewegt, ohne dass das Steuer- und Mischmodul an die jeweilige Bewegungsrichtung angepasst werden muss. Dementsprechend weist das Steuer- und Mischmodul in einer bevorzugten Ausführungsform Fenster auf, die in beide möglichen Bewegungsrichtungen des Sprühzugs geneigt sind. Vorzugsweise weist das Steuer- und Mischmodul eine Kabine auf, in der sich üblicherweise das Personal befindet, wobei die Kabine von oben betrachtet (Aufsicht) zumindest teilweise die Form eines Sechsecks aufweist, wobei diejenigen Flächen, die sich parallel zu den Bewegungsrichtungen des Sprühzugs erstrecken und die Flächen, die gegenüber den Bewegungsrichtungen geneigt sind, mit Fenstern ausgestattet sind.
Fährt der Sprühzug in eine Richtung (nach "vorne"), kann das Personal rechts und links durch die in Fahrtrichtung geneigten Fenster die Bereiche rechts und links vom Sprühzug überblicken, die der Sprühzug in Kürze erreichen wird. Fährt der Sprühzug in die andere, entgegengesetzte Richtung (nach "hinten"), befinden sich wiederum Fenster auf der rechten und linken Seite der Kabine, durch die das Personal diejenigen Bereiche rechts und links vom Sprühzug überblicken kann, die der Sprühzug in Kürze erreichen wird.
Gemäß einem ergänzenden Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann das Steuer- und Misch-Modul an seiner Außenseite eine Kamera in Höhe des Düsenstockes aufweisen. Auf diese Weise kann dem Bedienpersonal eine direkte Beobachtung der Spritzdüsen möglich sein. Es können auch mehrere derartige Kameras eingesetzt sein; zum Beispiel auf der linken und auf der rechten Seite des Steuer- und Misch-Moduls oder darunter. Ergänzend ist es möglich, weitere Kameras direkt am Düsenstock zu positionieren, um auf diese Weise eine noch bessere Überwachung der Funktion des Düsenstockes zu ermöglichen.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann der Düsenstock unterhalb des Steuer- und Misch-Moduls an dem Trägerelement befestigt sein. Damit ist eine unmittelbare Beobachtung der Funktion des Düsenstockes möglich und die GPS-Position des Steuer- und Misch-Moduls entspricht auch gleichzeitig der GPS-Position des Düsenstockes.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Beispielen und mit Bezug auf die folgenden Figuren beschrieben:
Fig. 1 zeigt das modulare System zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug.
Fig. 2 stellt ein Beispiel für eine Aufsicht auf das Steuer- und Kontroll-Modul mit abgenommenem Dach dar. Fig. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel des Herbizid-und Misch-Moduls in einer Aufsicht bei abgenommenem Dach dar. Fig. 4 stellt ein Ausführungsbeispiel einer Aufsicht auf das Energiemodul dar.
Fig. 5 stellt die einzelnen Module im Zusammenhang dar.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer perspektivischen Ansicht der einzelnen Module im Kontext.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer perspektivischen Ansicht eines Zuges mit dem modularen System zur Unkrautbekämpfung.
Fig. 8 stellt das Verfahren zur Bekämpfung von Unkraut in einem Gleisbett mittels des modularen Systems dar.
Es wird darauf hingewiesen, dass Merkmale bzw. Komponenten von unterschiedlichen Ausführungsformen, die mit den entsprechenden Merkmalen bzw. Komponenten der Ausführungsform nach gleich oder zumindest funktionsgleich sind, mit den gleichen Bezugszeichen oder mit einem anderen Bezugszeichen versehen sind, welches sich lediglich in seiner ersten Ziffer von dem Bezugszeichen eines (funktional) entsprechenden Merkmals oder einer (funktional) entsprechenden Komponente unterscheidet. Zur Vermeidung von unnötigen Wiederholungen werden bereits anhand einer vorher beschriebenen Ausführungsform erläuterte Merkmale bzw. Komponenten an späterer Stelle nicht mehr im Detail erläutert.
Ferner wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. Insbesondere ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier explizit dargestellten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offenbart anzusehen sind. Fig. 1 zeigt das modulare System 100 zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug (nicht dargestellt) in einer schematischen Darstellung. Das modulare System 100 weist ein Steuer- und Kontroll-Modul 102 (support & control module, SCM) auf. Dieses weist wiederum eine Steuereinheit 104 auf. Sie ist eingerichtet zur Erzeugung eines ersten Satzes von Steuersignalen (dargestellt als Verbindung 122) zum Steuern von Ventilen und Mischern 106 in einem separaten Herbizid- und Misch-Modul (HMM) 108 zur Mischung einer vorzugsweise Unkraut-spezifischen Herbizidmischung und zur Erzeugung eines zweiten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen eines Düsenstockes 110. Außerdem kann das modulare System 100 einen Leitstand 112 zu manuellen Überwachung und Kontrolle der Steuereinheit 104, des Herbizid- und Misch-Moduls 108 und des Düsenstockes 110 aufweisen.
Das Herbizid- und Misch-Modul 108 weist eine Mehrzahl von Behältern 114 zur Aufnahme von unterschiedlichen Herbiziden auf, die selektiv mit den Ventilen und Mischern 106 in einer selektiven Fluidverbindung stehen. Zusätzlich kann das Herbizid- und Misch-Modul 108 einen Wasseranschluss 116 aufweisen, der selektiv mit den Ventilen und Mischern 106 in einer selektiven Fluidverbindung steht, und Anschlusselemente über welche elektrische Signalverbindungen zu Anschlusselementen— zum Beispiel in Form von Steckern an einer Außenwand des jeweiligen Moduls — der Steuereinheit 104 herstellbar sind, so dass die in dem Steuer- und Kontroll-Modul 102 erzeugten ersten Steuersignale zu den Ventilen und Mischern des Herbizid- und Misch-Moduls leitbar sind. Der optionale Wasseranschluss 116 kann über eine Schlauchverbindung mit einem separaten Wasserwagen (hier nicht dargestellt) verbunden sein.
Darüber hinaus weist das modulare System 100 den Düsenstock 110 auf, der jeweils räumlich unabhängig sowohl von dem Steuer- und Kontroll-Modul 102 und dem Herbizid- und Misch-Modul 108 ist. Dies bedeutet, dass der Düsenstock 110 nicht direkt physisch— d.h., daran befestigt— mit dem Steuer- und Kontroll-Modul 102 oder dem Herbizid- und Misch-Modul 108 verbunden sein muss. Eine oder mehrere Leitung(en) 120 kann(können) das Herbizid- und Misch-Modul 108 bzw. dessen Mischer und/oder Ventile und Pumpen mit dem Düsenstock verbinden. Eine Überwachungskamera 123 (oder eine Mehrzahl von Überwachungskameras) in der Nähe oder über dem Düsenstock kann es dem Bedienpersonal im Steuer- und Kontroll-Modul 102 erlauben, den Sprühvorgang optisch zu überwachen.
Der Düsenstock 110 weist einen ersten Satz von Düsen (nicht direkt dargestellt) — beispielsweise ausgelegt zum Versprühen von Herbiziden zwischen den Schienen— und mindestens eine Fluidverbindung zu ausgewählten der Ventile und Mischer 106 des Herbizid- und Misch-Moduls 108 auf. Ein zweiter Satz von Düsen kann außerhalb der Schienen aktiv sein. Alle Module des modularen Systems, also das Steuer- und Kontroll-Modul 102, das Herbizid- und Misch-Modul 108 und der Düsenstock 110 sind jeweils einzeln reversibel an einem Trägerelement 118 fixierbar. Das Trägerelement 118 kann aus einem oder mehreren Tragwagen (nicht dargestellt) bestehen. Fig. 2 stellt ein Beispiel für eine Aufsicht 200 auf das Steuer- und Kontroll-Modul 102 mit abgenommenem Dach dar. Personal kann das Steuer- und Kontroll-Modul 102 über die Türen 202 betreten. Innerhalb des Steuer- und Kontroll-Moduls 102 befinden sich ein oder zwei Arbeitsplätze für Bedienpersonal. Die jeweiligen Sitzplätze 204 lassen sich auf der Stelle um eine vertikale Achse herum drehen, so dass der jeweilige Operator in eine der möglichen Fahrtrichtungen (dargestellt durch den Doppelpfeil 208) durch eines der Fenster 206 aus dem Steuer- und Kontroll-Modul 102 herausschauen kann. Der jeweilige Operator kann über ein Bedienpult an seinem Sitzplatz 204 direkt in die Funktion der Steuereinheit 212, welche die Signale für das Herbizid- und Misch-Modul 108 erzeugt, eingreifen. Um die Funktion der Steuereinheit 212, die Funktion des Düsenstockes und die Funktion des Herbizid-und Misch-Moduls zu überwachen, befindet sich im Sichtbereich des Operators mindestens ein Monitor 218. Dargestellt sind auch zusätzliche Arbeitstische 210 direkt vor diesen Monitoren 218. Außerdem kann das Steuer- und Kontroll-Modul 102 weitere Einrichtungsgegenstände 214 enthalten. Zwischen den beiden Sitzplätzen 204 ist ein Durchgang 216 vorgesehen.
In der in Fig. 2 gezeigten Aufsicht erkennt man auch die sechseckige Grundform der Kabine, in der jeweils ein Paar von Fenstern 206 (rechts/links) gegenüber einer der möglichen Bewegungsrichtungen 208 geneigt ist. Fig. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel des Herbizid-und Misch-Moduls 108 in einer Aufsicht 300 bei abgenommenem Dach dar. Deutlich erkennt man die Mehrzahl von Behältern 114 zur Aufnahme von unterschiedlichen (oder auch gleichen) Herbiziden, von denen hier beispielsweise vier dargestellt sind. Ein Laufsteg 302 verbindet eine linke Eingangsseite mit einer rechten Eingangsseite des Herbizid- und Misch-Moduls 108. Eine Vielzahl von Leitungen 304, Ventilen und Mischern 304, Pumpen 306 (als Beispiel) und anderen sonstigen Kontrolleinrichtungen (im Detail nicht dargestellt) ermöglicht eine Mischung von verschiedenen Herbizid-Mischungen zum Beispiel von Unkraut-spezifischen Herbizid-Mischungen. Das Herbizid- und Misch-Modul 108 befindet sich typischerweise in einem Gehäuse in Form eines 20-Fuß-Standardcontainers z.B. gemäß ISO 668:2013-08.
Fig. 4 stellt ein Ausführungsbeispiel einer Aufsicht auf das Energiemodul 400 dar. Das Energiemodul 400 besteht aus einem eigentlichen Energieerzeugungsblock 404, indem ein Verbrennungsmotor mithilfe eines Generators Strom erzeugen kann. Über ein Bedienungsterminal 406 kann der Energieerzeugungsblock 404 von außen kontrolliert werden. Ein Tank für den Treibstoff kann von oben befüllt werden.
Der Energieerzeugungsblock 404 ist auf einer Plattform montiert, welche die Grundfläche beispielsweise eines 20-Fuß-Standardcontainers annehmen kann. An diesem Modul 400 erkennt man auch Befestigungspunkte 402 zur Befestigung an einem Tragwagen. Ein seitliches Gitter 414 schützt das Bedienpersonal vor dem Herunterstürzen von der Plattform 408. Die Plattform 408 ist über eine jeweilige Leiter 410 erreichbar. Diese ist durch jeweilige schwenkbare Türen 412 absperrbar. An der jeweiligen linken und rechten Seite des Energiemoduls 400 muss kein Gitter vorgesehen sein. Vielmehr können über diese Enden des Energiemoduls 400 die anderen Module— das Steuer- und Kontroll- Modul und das Herbizid- und Misch-Modul— erreicht werden.
Fig. 5 stellt mehrere Module im Zusammenhang dar. Ganz links befindet sich das Herbizid- und Misch-Modul 108, gefolgt von dem Energiemodul 400, dem Steuer- und Kontroll-Modul 102 sowie einem zusätzlichen Aufenthaltsmodul 502. An den Puffern 504 erkennt man, dass alle Module nebeneinander auf einem Tragwagen dargestellt sind. Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer perspektivischen Ansicht 600 der mehreren Module: das Herbizid- und Misch-Modul 108, das Energiemodul 400, das Steuer- und Kontroll-Modul 102 sowie das Aufenthaltsmodul 502. Alle Module sind erkennbar auf einem Tragwagen 602 mit zwei doppelachsigen Drehkreuzen 604 dargestellt. Die dargestellte Reihenfolge der einzelnen Module hat sich als praktisch erwiesen. Das Aufenthaltsmodul 502 befindet sich am weitesten entfernt von dem Herbizid- und Misch-Modul 108, so dass auch im Falle einer Fehlfunktion des Herbizid -und Misch-Moduls 108 (beispielsweise unkontrollierter Herbizidaustritt) das sich an Bord befindliche Personal allein durch die Distanz geschützt ist.
Das Energiemodul 400 befindet sich zwischen dem Herbizid -und Misch-Modul 108 und dem Steuer- und Kontroll-Modul 102 und kann beide Module gut mit Energie versorgen. Die Plattform des Energiemoduls 400 ist gut sowohl von dem Misch-Modul 108 als auch von dem das Steuer- und Kontroll-Modul 102 erreichbar.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer perspektivischen Ansicht eines Zuges 700 bestehend aus einem Vorratswagen 702, dem Tragwagen 704 mit dem kompletten modularen System zur Unkrautbekämpfung sowie einem Kesselwagen 706, mit dem Wasser transportiert werden kann, welches dem Misch-Modul 108 über Schläuche verfügbar gemacht werden kann. Der Vorratswagen 702 kann zur Lagerung und den Transport verschiedener Versorgungsgüter für den Zug verwendet werden; insbesondere können auf diese Weise verschiedene Herbizide direkt und in größerer Menge vorgehalten werden. Damit ist der Vorrat an Herbiziden nicht auf die Kapazität der Behälter in dem Misch-Modul 108 beschränkt. Eine Lok kann am Anfang oder am Ende des Zuges 700 vorgesehen sein. Die Orientierung— d.h. der Austritt der Herbizide aus dem Düsenstock— ist entsprechend der Fahrtrichtung des Zuges anzupassen. Ein Umsortieren der Module des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung ist für eine andere Fahrtrichtung nicht erforderlich.
Fig. 8 stellt das Verfahren 800 zur Bekämpfung von Unkraut in einem Gleisbett dar. Das Verfahren weist Folgendes auf: ein reversibles Fixieren 802 eines Steuer- und Kontroll- Moduls (SCM) an beispielsweise einem Trägerelement, ein reversibles Fixieren 804 eines Herbizid- und Misch-Moduls (HMM) an dem Trägerelement und ein reversibles Fixieren 806 eines Düsenstockes an dem Trägerelement. Dabei ist der Düsenstock jeweils räumlich unabhängig sowohl von dem Steuer- und Kontroll-Modul als auch dem Herbizid- und Misch-Modul positioniert.
Das Verfahren 800 weist weiterhin auf: ein Herstellen 808 einer Fluidverbindung zwischen dem Herbizid- und Misch-Modul und dem Düsenstock auf, ein Erzeugen 810 eines ersten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen und Mischern in dem Herbizid- und Misch-Modul zur Mischung einer Unkraut- spezifischen Herbizidmischung mittels einer Steuereinheit des Steuer- und Kontroll-Moduls und ein Erzeugen 812 eines zweiten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen eines Düsenstockes mittels der Steuereinheit des Steuer- und Kontroll-Moduls und ein selektives Versprühen 814 der Unkrautspezifischen Herbizidmischung über Düsen des Düsenstockes auf Schienenwegen. Dabei weist das Herbizid- und Misch-Modul mindestens Folgendes auf: eine Mehrzahl von Behältern zur Aufnahme von unterschiedlichen Herbiziden, die selektiv mit den Ventilen und Mischern in einer selektiven Fluidverbindung stehen können, einen Wasseranschluss, der selektiv mit den Ventilen und Mischern in einer selektiven Fluidverbindung steht, und Anschlusselemente über welche elektrische Signalverbindungen zu Anschlusselementen der Steuereinheit hergestellt werden, so dass die in dem Steuer- und Kontroll-Modul erzeugten ersten Steuersignale zu den Ventilen und Mischern des Herbizid- und Misch- Moduls geleitet werden können.
Die Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde zu Illustrationszwecken eingesetzt. Sie sind nicht dazu bestimmt, den Umfang der erfinderischen Idee zu begrenzen. Dem Fachmann erschließen sich weitere Modifikationen und Variationen ohne von dem Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Patentansprüche
1. Ein modulares System zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug, wobei das modulare System aufweist
- ein Steuer- und Kontroll-Modul aufweisend
- eine Steuereinheit eingerichtet
- zur Erzeugung eines ersten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen und Mischern in einem separaten Herbizid- und Misch-Modul zur Mischung einer Herbizidmischung, und
- zur Erzeugung eines zweiten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen eines Düsenstockes; und
- einen Leitstand zur manuellen Überwachung und Kontrolle der Steuereinheit, des Herbizid- und Misch-Moduls und des Düsenstockes,
- das Herbizid- und Misch-Modul aufweisend
- eine Mehrzahl von Behältern zur Aufnahme von unterschiedlichen Herbiziden, die selektiv mit den Ventilen und Mischern in einer selektiven Fluidverbindung stehen,
- einen Wasseranschluss, der selektiv mit den Ventilen und Mischern in einer selektiven Fluidverbindung steht, und
Anschlusselemente über welche elektrische Signalverbindungen zu Anschlusselementen der Steuereinheit herstellbar sind, sodass die in dem Steuer- und Kontroll-Modul erzeugten ersten Steuersignale zu den Ventilen und Mischern des Herbizid- und Misch-Moduls leitbar sind, und
- einen Düsenstock, der jeweils räumlich unabhängig sowohl von dem Steuer- und Kontroll-Modul und dem Herbizid- und Misch-Modul ist, aufweisend
- einen ersten Satz von Düsen zum Versprühen von Herbiziden,
- eine Fluidverbindung zu ausgewählten der Ventile und Mischer des Herbizid- und Misch- Moduls, wobei das Steuer- und Kontroll-Modul, das Herbizid- und Misch-Modul und der Düsenstock jeweils einzeln reversibel an einem Trägerelement fixierbar ist, und wobei das Steuer- und Kontroll-Modul und das Herbizid- und Misch-Modul in Containerbauweise ausgeführt sind.
2. Das modulare System gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend ein Kameramodul, das in Reaktion auf eine Erkennung eines Unkrautes ein Unkraut- Signal erzeugt, wobei die Steuereinheit des Steuer- und Kontroll-Moduls zum Empfang des Unkraut-Signals eingerichtet ist, und die Erzeugung des ersten Satzes von Signalen und die Erzeugung des zweiten Satzes von Signalen durch das empfangene Unkraut- Signal steuerbar ist.
3. Das modulare System gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Erzeugung des ersten Satzes von Signalen und die Erzeugung des zweiten Satzes von Signalen manuell auslösbar ist.
4. Das modulare System gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Erzeugung des ersten Satzes von Signalen und die Erzeugung des zweiten Satzes von Signalen mittels einer Unkrautkarte und einer durch ein empfangenes GPS-Signal bestimmten Position des Düsenstockes auslösbar ist.
5. Das modulare System gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, zusätzlich aufweisend
- ein Energiemodul auf einer Plattform in Containerbauweise,
wobei das Energiemodul jeweils elektrisch mit dem Steuer- und Kontroll-Modul und dem Herbizid-Misch-Modul verbindbar ist, und wobei das Energiemodul reversibel an dem Trägerelement fixierbar ist.
6. Das modulare System gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, zusätzlich aufweisend
- ein Aufenthaltsmodul in Containerbauweise aufweisend einen Durchgang zum Steuer- und Kontroll-Modul, wobei das Aufenthaltsmodul reversibel an dem Trägerelement fixierbar ist.
7. Das modulare System gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Trägerelement ein Tragwagen für einen Schieneneinsatz ist.
8. Das modulare System gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Tragwagen ein Standard-80-Fuß-Tragwagen ist.
9. Das modulare System gemäß Anspruch 7, bei dem der Tragwagen aus mehreren aneinandergekoppelten Tragwagen besteht.
10. Das modulare System gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei mindestens ein Modul ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus dem Steuer- und Kontroll-Modul, dem Herbizid-Misch-Modul, dem Energiemodul und dem Aufenthaltsmodul der Größe eines 20-Fuß-Containers entspricht.
11. Das modulare System gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend einen zweiten Satz von Düsen am Düsenstock, wobei der erste Satz von Düsen unterhalb des Trägerelementes angeordnet ist, so dass der erste Satz von Düsen des Düsenstockes zur Unkrautbekämpfung in einem Gleisbett einsetzbar ist, und wobei der zweite Satz von Düsen jeweils hälftig an lateralen Enden des Düsenstockes angeordnet ist.
12. Das modulare System gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Steuer- und Misch-Modul ein in Fahrtrichtung geneigtes Fenster aufweist, wobei ein erstes vertikales Ende des Fensters an einer äußeren Außenseite des Steuer- und Misch-Moduls endet, und wobei ein gegenüberliegendes, zweites vertikales Ende des Fensters in Richtung einer Mitte des Steuer- und Misch-Moduls in Längsrichtung des Steuer- und Misch- Moduls versetzt ist.
13. Das modulare System gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Steuer- und Misch-Modul an seiner Außenseite eine Überwachungskamera in Höhe des Düsenstockes zum Überwachen des Sprühvorgangs aufweist.
14. Das modulare System gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Düsenstock unterhalb des Steuer- und Misch-Moduls an dem Trägerelement reversibel befestigt ist.
15. Ein Sprühzug zur Unkrautbekämpfung auf Schienenwegen aufweisend
- das modulare System zur Unkrautbekämpfung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 auf einem oder mehreren Tragwagen,
- einen Kesselwagen zur Aufnahme von Wasser, und
- einen Frachtwagen.
16. Der Sprühzug gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Module in einer der beiden möglichen Bewegungsrichtungen des Sprühzugs in der folgenden Reihenfolge angeordnet sind: Herbizid- und Misch-Modul, Energiemodul, Steuer- und Kontroll-Modul, Aufenthaltsmodul.
17. Ein Verfahren zur Bekämpfung von Unkraut in einem Gleisbett, das Verfahren aufweisend
- reversibles Fixieren eines Steuer- und Kontroll-Moduls an einem Trägerelement, reversibles Fixieren eines Herbizid- und Misch-Moduls an dem Trägerelement, reversibles Fixieren eines Düsenstockes an dem Trägerelement, wobei der Düsenstock jeweils räumlich unabhängig sowohl von dem Steuer- und Kontroll- Modul und dem Herbizid- und Misch-Modul ist, wobei das Trägerelement aus einem oder mehreren Tragwagen besteht,
Herstellen einer Fluidverbindung zwischen dem Herbizid- und Misch-Modul und dem Düsenstock,
Erzeugung eines ersten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen und Mischern in dem Herbizid- und Misch-Modul zur Mischung einer Herbizidmischung mittels einer Steuereinheit des Steuer- und Kontroll-Moduls,
Erzeugung eines zweiten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen eines Düsenstockes mittels der Steuereinheit des Steuer- und Kontroll-Moduls, und selektives Versprühen der Herbizidmischung über Düsen des Düsenstockes auf Schienenwegen,
- wobei das Herbizid- und Misch-Modul aufweist:
eine Mehrzahl von Behältern zur Aufnahme von unterschiedlichen Herbiziden, die selektiv mit den Ventilen und Mischern in einer selektiven Fluidverbindung stehen, einen Wasseranschluss, der selektiv mit den Ventilen und Mischern in einer selektiven Fluidverbindung steht, und
Anschlusselemente über welche elektrische Signalverbindungen zu Anschlusselementen der Steuereinheit herstellbar sind, sodass die in dem Steuer- und Kontroll-Modul erzeugten ersten Steuersignale zu den Ventilen und
Mischern des Herbizid- und Misch-Moduls leitbar sind,
wobei das Steuer- und Kontroll-Modul und das Herbizid- und Misch-Modul in
Containerbauweise ausgeführt sind.
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