Bodenbearbeitungsgerät und Verfahren zur Bearbeitung verkrusteter Böden

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Bodenbearbeitungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Bearbeitung verkrusteter Böden gemäß Anspruch 41.

Im Bereich der Sanierung kontaminierter Böden sind unterschiediiche Verfahren bekannt, wobei in der Regel Mikroorganismen und gegebenenfalls die Wirkung der Mikroorganismen unterstützende Nährlösungen in das Erdreich eingebracht werden. So sind beispielsweise aus der DE 4405 303 und der DE 195 29 439 C1 Bodenbearbeitungsgeräte bekannt, die ein Schneid- und Rührwerkzeug mit schräg gestellten Flügeln aufweisen, wobei es auf eine bestimmte Fiügelanordnung ankommt, um eine gewünschte Bodenzerkleinerung zu erzielen.

Die Flügeianordnung ist so gewählt, dass das von dem jeweiligen Flügel erfasste Erdreich aufgrund der Schrägsteilung der Flügel angehoben und zerkrümelt wird und hinter dem Flügel wieder nach unten fallen kann, weil zwischen den Flügeln ein entsprechender Freiraum vorhanden ist. Unter den Flügeln wird gleichzeitig ein Hohlraum geschaffen, in dem durch den oder die unterhalb des Flügels in der Hohlwelle befindlichen Austrittsöffnungen die gewünschten Mikroorganismen, Suspensionen, Nährlösungen, Granulat oder dergleichen weitgehend ungehindert eingebracht werden können. Die genannten Materialien werden auch als Konditionierungsmittel bezeichnet.

Aus der EP 0 891 305 B1 ist ein Verfahren zur Verfestigung von großen Mengen pastöser Massen, wie z. B. Schlämmen, Mooren oder Teeren bekannt, bei dem mindestens ein Konditionierungsmittel mit der pastösen Masse vermischt wird. Das Verfahren sieht vor, dass die in einem natürlichen oder künstlichen Becken befindlichen pastösen Massen an Ort und Stelle nacheinander in lokal begrenzten Bereichen in Bewegung gesetzt werden und mindestens ein Konditionierungsmittel unter gleichzeitiger Durchmischung mit der pastösen Masse eingetragen wird, wobei das Konditionierungsmittel aus einem außerhalb oder innerhalb des Beckens befindlichen Vorratsbehälter unmittelbar der Bearbeitungsstelle zugeführt wird. Das Konditionierungsmittel wird mittels eines Bodenbearbeitungsgerätes unterhalb der Oberfläche der pastösen Masse eingetragen und über eine vorgegebene Tiefe kontinuierlich sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung gleichmäßig verteilt. Hierbei wird das Bodenbearbeitungsgerät in Vorwärtsrichtung und senkrecht zur Vorwärtsrichtung bewegt.

Bei der Konditionierung von z. B. Teerseen hat sich gezeigt, dass in dem Bereich, in dem der Teer in teigigem Zustand vorliegt, mit den bekannten Bodenbearbeitungsgeräten eine gute Vermischung von Teer mit Konditionierungsmittel stattfindet. Teerseen ebenso wie andere pastöse Massen bilden jedoch im Laufe der Zeit durch Verdichtung und Austrocknung an ihrer Oberfläche eine mehr oder weniger harte und dicke Kruste aus.

Beim Eindringen eines Bodenbearbeitungsgerätes wird diese Kruste aufgebrochen, wodurch einerseits grobe Schollen und im näheren Umfeld Risse und Bruchlinien entstehen. Das mittels überdruck eingebrachte Konditionierungsmittel kann durch diese Risse ungewollt nach oben aus dem Erdreich entweichen und somit zur Belastung der Umwelt beitragen. Die groben Schollen müssen zwecks Aufarbeitung

und gegebenenfalls Verbrennung des Materials nach dem Abtragen und Abtransport des kontaminierten Materials an einem anderen Ort weiter aufbereitet werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Bodenbearbeitungsgerät zur Verfügung zu stellen, mit dem insbesondere verkrustete Böden auf einfache Weise bearbeitet und vollständig aufbereitet werden können.

Diese Aufgabe wird mit einem Bodenbearbeitungsgerät mit einem oberirdisch angeordneten Antriebsmittel gelöst, das durch mindestens zwei Bodenbearbeitungseinrichtungen gekennzeichnet ist, wobei eine erste Bodenbearbeitungseinrichtung eine in den zu bearbeitenden Boden eindringende rotierende Schneid- und Rühreinrichtung mit ersten Werkzeugen und eine zweite Bodenbearbeitungseinrichtung eine Zerkleinerungseinrichtung mit zweiten Werkzeugen umfasst.

Unter Boden und Bodenmaterial werden nicht nur Erdreich, sondern alle Arten von krümeligen oder pastösen Massen verstanden, wie z. B. auch Schlämme und Teere, die in künstlichen oder natürlichen Becken vorliegen oder gesammelt werden und vor einer Weiterverarbeitung einer Behandlung unterzogen werden sollen.

Gemäß einer ersten Ausführungsform können die Bodenbearbeitungseinrichtungen einzeln an dem Antriebsmittel anbringbar sein. Es besteht die Möglichkeit, zuerst mittels einer Schneid- und Rühreinrichtung die Kruste aufzubrechen und anschließend die Schneid- und Rühreinrichtung gegen eine Zerkleinerungseinrichtung auszutauschen und den Boden, insbesondere die Schollen, zu zerkleinern. Da der zweite Arbeitsvorgang unabhängig von dem ersten durchgeführt werden kann, ist dieser zweite Arbeitsvorgang besser an die Beschaffenheit und Größe der Schollen auch in zeitlicher Hinsicht anpassbar.

Für beide Bearbeitungsvorgänge kann dieselbe Antriebseinrichtung genutzt werden. Um den Austausch der Bearbeitungseinrichtung zu ermöglichen, sind sowohl an der Antriebseinrichtung als auch an den einzelnen Bodenbearbeitungseinrichtungen entsprechende lösbare Befestigungsmittel vorgesehen. Das Bodenbearbeitungsgerät umfasst somit mindestens eine Antriebseinrichtung gegebenenfalls mit Getriebe und ein Set von Bodenbearbeitungseinrichtungen.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform sind die mindestens zwei Bodenbearbeitungseinrichtungen gemeinsam an dem Antriebsmittel angeordnet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass beide Bearbeitungsvorgänge gleichzeitig durchgeführt werden können, wodurch Zeit eingespart wird. Dies setzt voraus, dass die Antriebsmittei entsprechend stärker ausgelegt sein müssen als bei der ersten Ausführungsform.

Das Bodenbearbeitungsgerät besitzt mit den ersten und zweiten Werkzeugen mindestens zwei unterschiedliche Werkzeuge. Diese unterschiedlichen Werkzeuge erfüllen unterschiedliche Aufgaben.

Die ersten Werkzeuge sind vorzugsweise Schneid- und Rührwerkzeuge, die zum Eindringen in den Boden und zum Durchmischen des Bodenmaterials ausgelegt sind.

Die Schneid- und Rühreinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die vorhandenen Bodenschichtungen aufgebrochen werden und gegebenenfalls ein Wenden des Erdreiches stattfindet.

Die Schneid-und Rührwerkzeuge sind bevorzugt in vertikaler Richtung übereinander angeordnet, um gleichzeitig mehrere

übereinanderliegende Bodenschichten zu bearbeiten und zu durchmischen.

Die zweiten Werkzeuge sind vorzugsweise Schlagwerkzeuge zum Zertrümmern und Zerkleinern von großen Erdbrocken, die von den ersten Werkzeugen beispielsweise aus dem Boden herausgebrochen werden, nicht von den ersten Werkzeugen erfasst werden oder aufgrund der Ausgestaltung der ersten Werkzeuge von diesen nicht zerkleinert werden konnten.

Die zweite Bodenbearbeitungseinrichtung ist vorzugsweise derart angeordnet und ausgerichtet, dass alle zweiten Werkzeuge im Betrieb gleichzeitig in das Erdreich eintauchen oder mit dem zu bearbeitenden Erdreich in Kontakt kommen.

Das Vorsehen von mindestens zwei unterschiedlichen Werkzeugen ermöglicht die Durchführung von mindestens zwei Arbeitsgängen, die in das Bodenmaterial unterzogen werden. Die mindestens zwei unterschiedlichen Werkzeuge sind an zwei unterschiedlichen Orten am Bodenbearbeitungsgerät angeordnet, so dass mindestens ein Teil des Bodenmaterials zeitlich nacheinander mindestens zwei Bearbeitungsvorgängen unterzogen werden kann. Bei insbesondere verkrusteten Böden werden in einem ersten Arbeitsgang grobe Brocken oder Schollen von den ersten Werkzeugen aus der Kruste herausgebrochen und mittels der zweiten Werkzeuge in einem zweiten Arbeitsgang zerkleinert.

Vorzugsweise ist die Zerkleinerungseinrichtung oberhalb der Schneide- und Mischeinrichtung angeordnet. Die zweiten Werkzeuge der Zerkleinerungseinrichtung können vollständig oberhalb der ersten Werkzeuge angeordnet sein. Je nach Bodenbeschaffenheit kann es zweckmäßig sein, die zweiten Werkzeuge derart auszubilden und

anzuordnen, dass diese sich bis in den Bereich der ersten Werkzeuge erstrecken. Da D ₂ > D ₁ ist, können die zweiten Werkzeuge radial benachbart zu den ersten Werkzeugen angeordnet sein. Die Zerkleinerungseinrichtung ist vorzugsweise ebenfalls eine rotierende Einrichtung.

Die Schneid- und Rühreinrichtung weist einen ersten Wirkdurchmesser D ₁ und die Zerkleinerungseinrichtung einen Wirkdurchmesser D ₂ auf.

Der Wirkdurchmesser bezeichnet den jeweiligen Außendurchmesser der sich auf einer Kreisbahn bewegenden Werkzeuge der betreffenden rotierenden Einrichtung.

Vorzugweise ist D ₂ > D ₁ .

Wenn die Schneid- und Rühreinrichtung zur Bearbeitung von verkrusteten Böden eingesetzt wird, bricht die in den Boden eindringende Schneid- und Rühreinrichtung die Kruste auf, wodurch grobe Brocken oder Schollen entstehen, die nach oben aufgeworfen werden und somit der vorgesehenen Behandlung entzogen werden. Ein Vermischen mit beispielsweise einem Konditionierungsmittel kann dann nicht mehr stattfinden.

Durch die oberhalb der Schneid- und Rühreinrichtung angeordnete Zerkleinerungseinrichtung werden derartige Schollen wirksam erfasst und zerkleinert. Es hat sich gezeigt, dass die Schollen nicht nur nach oben aufgeworfen sondern auch in horizontaler Richtung aus dem Wirkbereich der Schneid- und Rühreinrichtung ausgetragen werden. Dadurch, dass der Wirkdurchmesser D ₂ der Zerkleinerungseinrichtung größer als der Wirkdurchmesser D ₁ der Schneid- und Rühreinrichtung gewählt ist, werden nahezu alle Schollen erfasst.

Je nach Art und Dicke des Krustenmaterials ist der Wirkdurchmesser D ₂ zu wählen. Vorzugsweise liegt das Verhältnis im Bereich von 1 ,5 ≤ D ₂ /Di >2,5, insbesondere im Bereich von 1 ,8 bis 2,2.

Vorzugsweise weist die Schneid- und Rühreinrichtung erste Werkzeuge auf, die um mindestens eine gemeinsame Achse rotieren.

Vorzugsweise rotieren die ersten Werkzeuge um eine vertikale Achse.

Die Zerkleinerungseinrichtung weist vorzugsweise zweite Werkzeuge auf, die ebenfalls um mindestens eine gemeinsame Achse rotieren.

Auch die gemeinsame Achse der zweiten Werkzeuge ist vorzugsweise eine vertikale Achse.

Vertikale Rotationsachsen sind bevorzugt, weil das Bodenbearbeitungsgerät in der Regel von oben in den Boden eingeführt wird.

Es können je nach Bodenbeschaffenheit auch aus der Vertikalen geneigte Achsen von Vorteil sein, ebenso auch kombinierte Bewegungen der Einrichtungen, wie Rotationen um zwei oder mehr Achsen, wodurch der Wirkbereich des Bodenbearbeitungsgeräts vergrößert werden kann.

Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das gesamte Bodenbearbeitungsgerät schwenkbar ist, d. h. um mindestens eine horizontale Achse schwenkbar ist. Das Bodenbearbeitungsgerät ist vorzugsweise an eine Vorrichtung, z. B. einem Bagger anbringbar, die diese Verschwenkbarkeit ermöglicht. Es ist auch möglich, die beiden Bodenbearbeitungsgeräte unabhängig voneinander zu verschwenken.

Die ersten und zweiten Werkzeuge können beispielsweise in entgegengesetzten Richtungen um ihre gemeinsame Achse rotieren. Der Antrieb der beiden Einrichtungen kann jedoch dadurch vereinfacht werden, dass vorzugsweise die ersten und zweiten Werkzeuge in derselben Richtung rotieren.

Bei dieser Ausführungsform können die Schneid- und Rühreinrichtung und die Zerkleinerungseinrichtung auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sein.

Ein Konditionierungsmittel kann auf dem zu bearbeitenden Boden aufgestreut werden und mittels des Bodenbearbeitungsgerätes untergemischt werden.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, wenigstens ein Konditionierungsmittel mindestens über die Schneid- und Rühreinrichtung innerhalb des Bodens auszutragen.

Zu diesem Zweck ist die Welle vorzugsweise eine Hohlwelle, über die Konditionierungsmittel zugeführt werden kann, das durch entsprechende Austrittsöffnungen im Bereich der Schneid- und Rühreinrichtung oder der Zerkleinerungseinrichtung ausgetragen wird.

Die ersten Werkzeuge umfassen vorzugsweise schräg gestellte Flügel, die in Umfangs- und in Längsrichtung der Welie beabstandet zueinander angeordnet sind.

Die Flügel sind vorzugsweise auf einer Schraubenlinie angeordnet, wobei pro Windung der Schraubenlinie mindestens zwei Flügel vorgesehen sind. Vorzugsweise weisen die Flügel eine Schrägstellung von 20° bis 30° auf.

Die Flügel sind bezügiich der Drehrichtung der Welle zum Ausheben des Erdreichs ausgerichtet, was die Vermischung des Bodenmaterials mit dem Konditionierungsmittel vereinfacht.

Die Schneid- und Rϋhreinrichtung weist vorzugsweise Austrittsöffnungen, insbesondere unter den Flügeln, für das Austragen von Konditionierungsmittel auf. Die Austrittsöffnungen können zusätzlich mit Sprühdüsen versehen sein. Diese Ausführungsform ist dann von Vorteil, wenn flüssige Konditionierungsmittel ausgetragen werden sollen.

Das Schneid- und Rührwerkzeug weist schräg gestellte Flügel auf, die in Umfangs- und Längsrichtung der Hohlwelle vorzugsweise derart beabstandet zueinander angeordnet sind, dass das Flügelende des jeweils vorlaufenden Flügels oberhalb der Schneidkante oder auf derselben Ebene wie die Schneidkante des nachlaufenden Flügels liegt

Der Vorteil dieser Fiügelanordnung liegt darin, dass das von dem jeweiligen Flügel erfasste Erdreich aufgrund der Schrägstellung der Flügel angehoben und zerkrümelt wird und hinter dem Flügel wieder nach unten fallen kann, weil zwischen den Flügeln ein entsprechender Freiraum vorhanden ist. Unter den Flügeln wird gleichzeitig ein Hohlraum geschaffen, in den durch den oder die unterhalb des Flügels in der Hohlwelle befindlichen Austrittsöffnungen die gewünschten Mikroorganismen, Suspensionen, Nährlösungen, Granulate oder dergleichen weitgehend ungehindert eingebracht werden können.

Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Austrittsöffnungen jeweils in einem Bereich angeordnet sind, der durch die Unterseite des Flügels sowie durch eine durch die Schneidkante gehende horizontale Linie und durch eine durch das Flügelende gehende vertikale Linie begrenzt ist. In diesem Fall befinden sich die Austrittsöffnungen in einem Bereich, der

bei der Bodenbearbeitung unabhängig von der Rotationsgeschwindig- keit des Bodenbearbeitungsgerätes weitgehend vom zum bearbeitenden Erdreich frei bleibt.

Wenn das Flügelende des jeweils vorlaufenden Flügels auf derselben Ebene wie die Schneidkante des nachlaufenden Flügels liegt, wird kein Fördereffekt nach oben erzielt, sondern nur eine Auflockerung des Bodens, Wird jedoch ein Fördereffekt gewünscht, so sollte das Flügelende des jeweils vorlaufenden Flügels oberhalb der Schneidkante des nachlaufenden Flügels liegen. Durch die Größe der jeweiligen überhöhung kann die Stärke des Fördereffektes eingestellt werden. Zu diesem Zweck sind die Flügel vorzugsweise verstellbar an der Hohlwelle angebracht. Der Fördereffekt kann zusätzlich noch durch eine dichtere Hintereinanderanordnung der Flügel erzielt werden.

Die Zerkleinerungseinrichtung umfasst vorzugsweise mindestens ein Trägerelement, an dem mindestens ein zweites Werkzeug angeordnet ist.

Das Trägerelement ist vorzugsweise eine Platte, die z. B. zur vertikalen Welle und somit horizontal angeordnet ist. Eine Platte hat den Vorteil, dass nach oben aufsteigender Staub, der gegebenenfalls auch Konditionierungsmittel enthält, zurückgehalten wird. Außerdem besitzt eine rotierende Platte eine erhebliche Schwungmasse, was die Zerkleinerung von großen Schollen begünstigt.

Die zweiten Werkzeuge sind vorzugsweise an der Unterseite und/oder am Rand der Platte befestigt. Bei der Randbefestigung können die zweiten Werkzeuge auch an der Oberseite der Platte befestigt sein. Das zweite Werkzeug erstreckt sich vorzugsweise vom Trägerelement nach unten.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform sind an dem Trägerelement mehrere zweite Werkzeuge vorgesehen, die in mindestens einem Wirkdurchmesser (D2, D ₂ ') und/oder mindestens einer Wirktiefe (T ₁ , T ₂ ) angeordnet sind. Um verschiedene Wirkdurchmesser zu realisieren, sind die zweiten Werkzeuge auf zwei oder mehr Kreisen an dem Trägerelement befestigt. Hierbei können die zweiten Werkzeuge z. B. unterschiedliche Längen aufweisen, wodurch unterschiedliche Wirktiefen T ₁ , T ₂ , T ₃ erzielt werden. Auf einem Kreis können auch zweite Werkzeuge mit unterschiedlichen Wirktiefen T-i und T ₂ etc. angeordnet werden.

Vorzugsweise sind die Werkzeuge bezüglich der Drehachse nach innen und/oder nach außen fördernd angeordnet und ausgebildet. Die nach außen fördernde Ausgestaltung wird vorzugsweise dann gewählt, wenn ein Kontakt der Schollen mit dem zweiten Werkzeug für die Zerkleinerung ausreicht. Die nach innen fördernde Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die zertrümmerten Bruchstücke einer Scholle einerseits dem innen liegenden Mischbereich zugeführt werden und zum anderen aufgrund der Zentrifugalkräfte wiederholt mit den zweiten Werkzeugen in Kontakt kommen.

Vorzugsweise weist das zweite Werkzeug einen Holm und eine Schar auf.

Der Holm ist hierbei vorzugsweise von oben nach unten auswärts geneigt angeordnet.

Die Schar kann in vertikaler und/oder horizontaler Richtung geneigt angeordnet sein. Im einfachsten Fall besteht die Schar aus einer Platte. Die Schar kann auch eine herzförmige Platte sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das zweite Werkzeug ein Schwert sein.

Die zweiten Werkzeuge sind vorzugsweise lösbar an dem Trägerelement befestigt. Die Werkzeuge können somit je nach Bodenbeschaffenheit auf einfache Weise ausgetauscht werden.

Das zweite Werkzeug ist unmittelbar oder mittelbar über Distanzelemente an dem Trägerelement befestigt. Dies hat den Vorteil, dass für die Ausbildung verschiedener Wirktiefen Werkzeuge einer Länge eingesetzt werden können.

Mindestens die zweiten Werkzeuge bestehen vorzugsweise aus einem Federstahl, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn steinige Böden bearbeitet werden sollen. Diese aus Federstahl bestehenden Werkzeuge können den Steinen auf Grund der Federwirkung besser ausweichen.

Zwischen der Zerkleinerungseinrichtung und dem Antriebsmittel kann zusätzliche eine Staubglocke vorgesehen sein. Die Staubglocke kann an der Welle oder ebenfalls am Trägerelement befestigt sein. Bei der Anbringung an dem Trägerelement, insbesondere der Platte, kann es ausreichen, die Staubglocke lediglich als umlaufende Schürze auszubilden. Dabei besitzt die Staubglocke, bedingt durch Vibrationen, eine gewisse Selbstreinigung.

Der untere Rand der Staubglocke erstreckt sich vorzugsweise höchstens bis in den Bereich des unteren Randes der Zerkleinerungseinrichtung. Die Staubglocke taucht somit in einem begrenzten Bereich in den Bodenbereich ein, wodurch besonders wirksam die Staubentwicklung im Umkreis des Bodenbearbeitungsgerätes unterbunden wird.

Die Staubglocke besteht vorzugsweise aus einem flexiblen Material. Die Verwendung eines flexiblen Materials wie z. B. Gummi oder Stoff, ermöglicht eine gute Anpassung an die Oberfiächenkontur des zu bearbeitenden Erdreichs und somit einen noch dichteren Abschluss des Raums unter dem Trägerelement.

Vorzugsweise ist zwischen der Schneid- und Rühreinrichtung und der Zerkleinerungseinrichtung und/oder zwischen der Zerkleinerungseinrichtung und dem Antriebsmittel mindestens eine Zwischenwelle angeordnet. Bei dieser Ausführungsform sind die Zerkleinerungseinrichtung und die Schneid- und Rühreinrichtung jeweils an eigenen Wellenabschnitten angebracht. Es wird dadurch ein modularer Aufbau geschaffen, der sowohl den Austausch der Einrichtungen erleichtert, als auch auf einfache Weise eine Veränderung des Abstandes der beiden Einrichtungen zueinander ermöglicht.

Vorzugsweise sind Mittel zur Befestigung an einer horizontal verfahrbaren Einrichtung vorgesehen.

Die Welle kann zusätzlich aus der Vertikalen schwenkbar angeordnet sein.

Die Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Bearbeitung von verkrusteten Böden gelöst, insbesondere von Teerseen, wobei mittels eines Bodenbearbeitungsgerätes in einem ersten Arbeitsgang die Bodenkruste aufgebrochen und das Bodenmaterial in lokal begrenzten Bereichen in Bewegung gesetzt wird und wobei die beim Aufbrechen der Bodenkruste entstandenen Schollen in dem lokal begrenzten Bereich in mindestens einem zweiten Arbeitsgang zerkleinert werden.

Gemäß einer ersten Ausführungsform können die Arbeitsvorgänge gleichzeitig durchgeführt werden. Hierzu wird ein Bodenbearbeitungsgerät eingesetzt, das mindestens zwei Bodenbearbeitungseinrichtungen aufweist.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform können auch die Arbeitsvorgänge zeitlich nacheinander durchgeführt werden. Hierzu wird ein Bodenbearbeitungsgerät verwendet, das jeweils nur eine Bodenbearbeitungseinrichtung aufweist, wobei die Bodenbearbeitungseinrichtung vorzugsweise austauschbar an dem Antriebsmittel angeordnet ist.

Der erste Arbeitsgang kann mit einer ersten Bodenbearbeitungseinrichtung, die an einem ersten Fahrzeug, z. B. Bagger angeordnet ist, durchgeführt werden. Der zweite Arbeitsgang wird mit einer zweiten Bodenbearbeitungseinrichtung durchgeführt, die an einem zweiten Bagger angeordnet ist. In diesem Fall sind zwei Antriebseinrichtungen erforderlich.

Vorzugsweise wird das Material der zerkleinerten Schollen dem Mischbereich wieder zugeführt.

Die Schollen werden somit an Ort und Stelle von dem Bodenbearbeitungsgerät zerkleinert. Die Zerkleinerung der Schollen erfolgt unmittelbar nach deren Entstehung.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird mindestens ein Konditionierungsmittel unter gleichzeitiger Durchmischung mit dem Bodenmaterial eingetragen, wobei das Konditionierungsmittel in vertikaler und/oder horizontaler Richtung verteilt wird.

Das Konditionierungsmittel kann beim 1. und/oder 2. bzw. weiteren Arbeitsgang untergemischt werden.

Beispielhafte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Seitenansicht eines Bodenbearbeitungsgerätes mit

Bagger und Silofahrzeug, Fig. 2 Draufsicht auf ein Bodenbearbeitungsgerät mit Bagger und Silofahrzeug im Fahrbetrieb, Fig. 3 Furchschnittbüd mit einem Bodenbearbeitungsgerät in

Seitenansicht ohne Zerkleinerungseinrichtung, Fig. 4 vergrößerte Darstellung des Bodenbearbeitungsgerätes gemäß Figur 3 mit Zerkieinerungseinrichtung, Fig. 5 Seitenansicht des in Figur 4 dargestellten

Bodenbearbeitungsgerätes, Fig. 6 Draufsicht auf das in Figur 4 gezeigte

Bodenbearbeitungsgerät, Fig. 7 Furchschnittbüd mit einem Bodenbearbeitungsgerät mit verkürzten Abständen, Fig. 8 Seitenansicht eines Bodenbearbeitungsgerätes gemäß einer weiteren Ausführungsform, Fig. 9 Trägerplatte mit einem Werkzeug gemäß einer ersten

Ausführungsform, Fig. 10 Trägerpiatte mit einem Werkzeug gemäß einer weiteren

Ausführungsform, Fig. 11 Trägerplatte mit einem Werkzeug gemäß einer weiteren

Ausführungsform, Fig. 12a Trägerplatte mit einem Werkzeug gemäß einer weiteren

Ausführungsform,

Fig. 12b Draufsicht auf die Trägerplatte mit einem Werkzeug gemäß Figur 12a, Fig. 13a Trägerplatte mit einem Werkzeug gemäß einer weiteren

Ausführungsform, Fig. 13b Draufsicht auf die Trägerplatte mit einem Werkzeug gemäß Figur 13a, Fig. 14 ein Bodenbearbeitungsgerät mit Schneid- und

Rühreinrichtung, Fig. 15 eine zweite Bodenbearbeitungseinrichtung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 16 die zweite Bodenbearbeitungseinrichtung im Einsatz, und

Fig. 17 die zweite Bodenbearbeitungseinrächtung mit fahrbarer

Einrichtung.

In der Figur 1 ist ein Bodenbearbeitungsgerät 1 mit einer ersten Bodenbearbeitungseinrichtung 300 und einer zweiten Bodenbearbeitungseinrichtung 400 dargestellt. Beide Bodenbearbeitungseinrichtungen 300, 400 sind in Kombination an der Antriebseinrichtung 1' angeordnet und bestehen aus einer Schneid- und Rühreinrichtung 30 und einer oberhalb dieser Einrichtung 30 angeordneten Zerkleinerungseinrichtung 40. Es ist zu sehen, dass das Bodenbearbeitungsgerät 1 in den Boden 10 eindringt und durch die Rotation der Einrichtung 30 und der Einrichtung 40 das Bodenmaterial bearbeitet. Der bearbeitete Bereich und der unbearbeitete Bereich sind durch unterschiedliche Schraffuren gekennzeichnet.

Das Bodenbearbeitungsgerät 1 ist am Ausleger 3 einer fahrbaren Einrichtung 7 befestigt. Die fahrbare Einrichtung 7 ist in Fig. 1 als Bagger dargestellt. über eine Schlauchleitung 6 ist das Bodenbearbeitungsgerät 1 mit einem Siiofahrzeug 8 verbunden, in dem sich Konditionierungsmittel befindet. Durch eine Schwenkbewegung des Baggers 7 kann die Vortriebsbewegung des

Bodenbearbeitungsgerätes 1 bewirkt werden. Die Vortriebsbewegung kann auch durch den Fahrbetrieb des Baggers 7 erreicht werden. Es ist auch möglich, den Fahrbetrieb mit einer Schwenkbewegung zu kombinieren.

In der Figur 2 ist die Draufsicht auf das Bodenbearbeitungsgerät 1 mit Bagger 7 und Silofahrzeug 8 dargestellt. Durch den seitlichen Fahrbetrieb des Baggers 7 werden geradiinige, bearbeitete Furchen 62 erzeugt. Durch eine Schwenkbewegung des Auslegers können bogenförmige Furchen 60 hergestellt werden.

In der Figur 3 ist ein Bodenbearbeitungsgerät 1 in Seitenansicht vergrößert dargestellt. Zur besseren Erläuterung der Wirkungsweise der Schneid- und Rühreinrichtung 30 ist die Zerkieinerungseinrichtung 40 weggelassen worden. Am Ausleger 3 des Baggers ist über eine Anflanschung 4 das Untersetzungsgetriebe 2 angeflanscht, das mit zwei Hydraulikmotoren V und 1 " angetrieben wird. An der Oberseite des Untersetzungsgetriebes 2 ist die Zuführung 5 für das Konditionierungsmittel angebracht, an der die Schlauchleitung 6 befestigt ist.

An der Unterseite des Untersetzungsgetriebes 2 ist eine Welle 20 angeordnet, die in der hier gezeigten Darstellung aus drei Teilstücken besteht. über zwei Zwischenwellen 22 ist an der Unterseite die Welle 24 der Schneid- und Rühreinrichtung 30 angeordnet.

An der Welle 24 sind erste Werkzeuge 32 angebracht, die als Flügel 33 ausgeführt und an Flügelhaitern 34 befestigt sind. An der Welle 24 sind Flügelhalter 34 vorgesehen, an denen die Flüge! 33 über Schraubverbindungen lösbar befestigt sind. Die Flügel 33 sind auf einer Art Schraubenlinie um die Welle 24 angeordnet und geneigt

ausgerichtet, so dass das Bodenmaterial, in das die Schneid- und Rühreinrichtung 30 eindringt, in Richtung nach oben verdrängt wird.

In der Figur 3 ist als Beispiel ein Teerboden 10 dargestellt, der im unteren Bereich teigiges Material 14 und darüber eine Kruste 12 aufweist. Beim Eindringen des Bodenbearbeitungsgerätes 1 wird mittels der Flügel 33 die Kruste 12 aufgebrochen, so dass Schollen 16 entstehen.

über die öffnungen 35 in der Weile 24 der Schneid- und Rühreinrichtung 40 wird Konditionierungsmittel und/oder Luft in den Boden in Strömungsrichtung 36 ausgetragen, das durch die Risse und Spalte 18 der aufgebrochenen Kruste 12 entweichen kann. Eine homogene Vermischung des Konditionierungsmittels mit dem Bodenmaterial kann nicht stattfinden, weil die Schollen 16 hierfür noch zu groß sind.

In der Figur 4 ist das Bodenbearbeitungsgerät 1 vergrößert dargestellt, das in Richtung 23 bewegt wird. Oberhalb der Schneid- und Rühreinrichtung 30 ist die Zerkleinerungseinrichtung 40 angeordnet. Zwischen beiden Zwischenwellen 22 ist ein Trägerelement 42 in Form einer runden Platte angeordnet, an deren Oberseite bzw. Unterseite zweite Werkzeuge 44 angeordnet sind. Weitere Werkzeuge 44 können auf der Unterseite des Trägerelementes 42 mit anderen Wirkdurchmessern D _x angeordnet werden. Diese zweiten Werkzeuge 44 bestehen in der hier gezeigten Ausführungsform aus einem sich nach unten erstreckenden Holm 45, an dessen unteren Ende jeweils eine Schar 46 angeordnet ist. Die Schare 46 sind plattenförmig ausgebildet und geneigt angeordnet.

Die zweiten Werkzeuge 44 besitzen alle dieselbe Länge. Durch die Verwendung von Distanzstücken 38 zwischen dem Holm 45 und der

Trägerplatte 42 können die Wirktiefen Ti, T ₂ , T ₃ eingestellt werden, die von der Platte 42 nach unten bis zur Scharspitze 49 gemessen wird.

Im Sinken Teil der Figur 4 ist ein zweites Werkzeug 44 über ein Distanzstück 38 an der Trägerplatte 42 angeordnet, so dass dieses Werkzeug eine Wirktiefe Ti hat. Ein weiteres Werkzeug 44 ist unmittelbar an der Unterseite des Trägerelementes 42 befestigt und besitzt dadurch lediglich eine Wirktiefe T ₂ die kleiner ist als die Wirktiefe T- _I . Auf der rechten Seite ist ein zweites Werkzeug 44 an der Oberseite der Trägerplatte 42 befestigt. Dieses Werkzeug besitzt eine Wirktiefe T ₃ .

Die zweiten Werkzeuge 44 mit unterschiedlichen Wirktiefen sind auf einem gemeinsamen Kreis angeordnet, so dass die zweiten Werkzeuge 44 einen Wirkdurchmesser D ₂ aufweisen, der ebenfalls über die Scharspitzen 49 definiert wird. Der Wirkdurchmesser Di der Schneid- und Rühreinrichtung 30, der über die nach außen weisenden Flügelspitzen definiert wird, ist deutlich kleiner als der Wirkdurchmesser D ₂ der Zerkleinerungseinrichtung 40.

Da sowohl die Schneid- und Rühreinrichtung 30 als auch die Zerkleinerungseinrichtung 40 auf der gemeinsamen Welle 20 angeordnet sind, ist die Drehrichtung der ersten und zweiten Werkzeuge 32, 44 identisch. Aufgrund des größeren Wirkdurchmessers D ₂ ist die Geschwindigkeit der zweiten Werkzeuge 44 größer als die der ersten Werkzeuge 32.

Wie in der Figur 3 dargestellt ist, wird das Bodenbearbeitungsgerät 1 über die Hydromotoren 1 ' und 1 " gemeinsam angetrieben. Bedingt durch die entstehende chemische Reaktion mit dem Konditionierungsmittel und durch die stufenweise Flügelbeaufschlagung

des Bodenbearbeitungsgerätes entsteht nach kurzer Zeit eine Krümelstruktur aus Teer oder Schlamm mit Konditionierungsmittel.

Die Trägerpiatte 42 hat den Vorteil, dass eine große Rotationsmasse zur Verfügung steht, was mit den angebrachten zweiten Werkzeugen 44 zur Folge hat, dass bei der Schollenbeaufschiagung automatisch große Brechkräfte zur Verfügung stehen, ohne die Hydraulikmotoren 1 ', 1 " sowie das Untersetzungsgetriebe 2 zu überlasten.

Das von der Zerkleinerungseinrichtung 40 zertrümmerte Bodenmateria! ist feinkörnig und besitzt daher eine wesentlich größere Flüssigkeitsaufnahmefähigkeit als ein Schollengebilde, wie dies in Figur 3 dargestellt ist. Die Emissionen werden dadurch auf ein Minimum reduziert.

An der Trägerplatte 42 ist ferner eine Staubglocke 50 angeordnet, deren Durchmesser größer ist als der Wirkdurchmesser D ₂ der Zerkleinerungseinrichtung 40. Insofern überspannt die Staubglocke 50 die gesamte Zerkleinerungseinrichtung 40. Die Staubglocke 50 besitzt eine umlaufende Schürze 52, die sich bis in den oberen Bereich der zweiten Werkzeuge 44 erstreckt. Die Staubglocke 50 besteht vorzugsweise aus einem flexiblen Material, so dass sich die Unterkante der Schürze 52 besser an die Oberflächenkontur der Kruste 12 anpassen kann. Die Staubentwicklung wird unter der Glocke zurückgehalten.

Die Scharspitzen 49 der zweiten Werkzeuge 44 sind in der Regel höhenversetzt angeordnet und besitzen eine Scharhöhe H. Der Höhenversatz der Scharspitzen hat zur Folge, dass die Intensivwirkung bei einer Umdrehung der Zerkleinerungseinrichtung 40 ein

Wirkvolumen V von ca. V = - * H _g (£> ₂ ² -O ₃ ³ ) aufweist, wobei η _g die Summe der Scharhöhen H bezeichnet.

Im Betrieb kann der Baggerfahrer über die Hydromotoren Y, 1" eine Rechts- und eine Linksdrehung der Zerkleinerungseinrichtung 40 und der Schneid- und Rühreinrichtung 30 auswählen. Ein Rücklauf des Bodenbearbeitungsgerätes 1 kann zum Abschütteln von klebrigen Böden an den Werkzeugen 32, 44 genutzt werden.

Wenn das Bodenbearbeitungsgerät 1 zusätzlich zu der Rotationsbewegung translatorisch verschoben wird, verändert sich die klassische Kreisbewegung in eine zykloidische Bewegung gegenüber dem Boden 10. Wegen der geforderten Krümelstruktur bei der Konditionierung sollte der transiatorische Vorschub möglichst klein gehalten werden.

In der Figur 5 ist das Bodenbearbeitungsgerät 1 gemäß Figur 4 zur Veranschaulichung der einzelnen Werkzeuge noch einmal in Seitenansicht ohne Boden 10 dargestellt. Die zweiten Werkzeuge 44 sind mittels einer Verschraubung 47 an dem Trägerelement 42 befestigt.

In der Figur 6 ist die Draufsicht auf das Bodenbearbeitungsgerät 1 dargestellt. Die Rotationsrichtung ist durch das Bezugszeichen 41 gekennzeichnet Die zweiten Werkzeuge 44 sind in der oberen Darstellung derart ausgerichtet, dass das Bodenmateriai nach innen verdrängt wird. Das Werkzeug 44, das rechts unten eingezeichnet ist, ist derart ausgerichtet, dass das Bodenmaterial nach außen verdrängt wird.

In der Figur 7 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, in der das Trägerelement 42 unmittelbar an der Oberseite der Weile 24 der Schneid- und Rühreinrichtung 30 angeordnet ist. Die Zerkleinerungseinrichtung 40 ist mit ihrer Platte 42 zwar oberhalb der Schneid- und Rühreinrichtung 30 angeordnet, aber die zweiten Werkzeuge 44 können sich bis in den unteren Bereich der Schneid- und Rühreinrichtung 30 erstrecken. Aufgrund des größeren Wirkdurchmessers D ₂ sind die zweiten Werkzeuge 44 radial benachbart zu den Flügeln 33 angeordnet. In der hier gezeigten Darsteliung bestehen die zweiten Werkzeuge 44 jeweils aus einem Holm 45 und aus einer Schar 46 entweder in Form einer schräg gestellten Platte 46a oder einer herzförmigen Platte 46b.

In der Figur 8 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der die zweiten Werkzeuge 44 in Form von gekrümmten Schwertern 48 ausgeführt sind, die mittels einer Verschraubung 47 an der Platte 42 lösbar befestigt sind. Die Schwerter 48 können aus einem Federstahl bestehen und nach außen bzw. nach innen gebogen ausgeführt sein. Mittels der Distanzstücke 38 kann die Wirktiefe verändert werden. Die Distanzstücke 38 können an der Oberseite oder der Unterseite des Trägerelements 42 angeordnet werden.

In den Figuren 9 bis 11 sind Trägerplatten 42 mit unterschiedlichen Werkzeugen 44 ausgestattet. Stellvertretend ist jeweils ein Werkzeug 44 eingezeichnet.

In der Figur 9 ist der Holm 45 an der Oberseite der Trägerplatte 42 befestigt. Der Holm erstreckt sich senkrecht nach unten und besitzt am unteren Ende eine plattenförmige, nach innen weisende Schar 46.

[n der Figur 10 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, in der der Holm 45 schräg nach außen abgewinkelt ist. Die plattenförmige Schar 46 weist nach außen.

In der Figur 11 ist eine Schar 46 in Form einer herzförmigen Platte 46b angeordnet.

In den Figuren 12a und 12b ist das zweite Werkzeug 44 in Form eines Schwertes 48 dargestellt, wobei durch die entsprechende Anbringung an der Trägerplatte 42 ein nach innen förderndes Werkzeug geschaffen wird.

In der Figur 13a ist dasselbe Werkzeug in entgegensetzter Weise an der Platte 42 angebracht, so dass, wie in Figur 13b zu sehen ist, ein nach außen förderndes Werkzeug geschaffen wird.

In der Figur 14 ist eine Bodenbearbeitungseinrichtung 1 mit nur einer Antriebseinrichtung 1 ' dargestellt, an der eine erste Bodenbearbeitungseinrichtung 300 in Form einer Schneid- und Rühreinrichtung 30 angeordnet ist. An dem Untersetzungsgetriebe 2 der Antriebseinrichtung V ist eine Welle 20 angeordnet, an deren unteren Ende die Welle 24 der Schneid- und Rühreinrichtung befestigt ist. Diese Schneid- und Rühreinrichtung weist - wie bereits im Zusammenhang mit den Figuren 3 bis 5 beschrieben worden ist - erste Werkzeuge 32 in Form von Flügeln 33 auf. Es wird mit dieser Einrichtung lediglich die Kruste 12 des Bodens 10 aufgebrochen, so dass Scholien 16 entstehen. Die Wirkungsweise der Bodenbearbeitungseinrichtung 300 entspricht derjenigen, die bereits im Zusammenhang mit der Figur 3 erläutert worden ist.

Nachdem die Kruste 12 aufgebrochen worden ist und die Schollen 16 erzeugt worden sind, wird die erste Bodenbearbeitungseinrichtung 300

gegen eine zweite Bodenbearbeitungseinrichtung 400 ausgetauscht, die in der Figur 15 perspektivisch dargestellt ist. An die Welle 20 wird im unteren Bereich die Welle 24 durch die Welle 26 mit der Zerkleinerungseinrichtung 40 angeflanscht. Die Bodenbearbeitungseinrichtung 400 kann der Zerkleinerungseinrichtung gemäß der Figur 5 entsprechen. In der hier gezeigten Ausführungsform bestehen die zweiten Werkzeuge 44 aus Schwertern 48 unterschiediicher Länge. Die Platte 42 besitzt im Zentrum eine öffnung 43, so dass Konditioniermittel aus dem Innern der Welle 26 ausgetragen werden kann.

Beispielsweise können auch die in den Figuren 12a und 13a gezeigten Schwerter zum Einsatz kommen.

In der Figur 16 ist das Bodenbearbeitungsgerät 1 mit der Bodenbearbeitungseinrichtung 400 im Einsatz dargestellt. Es ist zu sehen, dass die Schollen 16 mittels der Zerkleinerungseinrichtung 40 in eine krümelige Struktur überführt werden. Die Bearbeitungsdauer kann durch den separaten Einsatz der zweiten

Bodenbearbeitungseinrichtung 400 an die Größe und Beschaffenheit der Schollen 16 besser angepasst werden als dies bei der kombinierten Einrichtung gemäß der Figur 5 der Fall ist.

In der Figur 17 ist das Bodenbearbeitungsgerät 1 mit der zweiten Bodenbearbeitungseinrichtung 400 im Zusammenhang mit der fahrbaren Einrichtung 7 dargestellt. Es ist in der Figur 17 zu sehen, dass auch Hänge mit diesem Gerät bearbeitet werden können.

Beispielsweise können unter schwierigen Bedingungen für harte Einsätze ein Bagger gemäß Figur 14 für das Aufbrechen der Schollen bzw. Verkrustungen und ein weiterer Bagger gemäß Figur 17 für die individuelle Verfeinerung der Schollen bestückt werden. Diese

Vorgehensweise spricht für eine sehr kostengünstige und qualitative Vorgehensweise.

Bezugszeichenliste

Bodenbearbeitungsgerät ' Hydraulikmotor oben " Hydraulikmotor unten Untersetzungsgetriebe Ausleger des Baggers Anflanschung Zuführung Konditionierungsmittel Schlauchleitung für Konditionierungsmittel fahrbare Einrichtung Silofahrzeug 0 Boden/Teer 0a bearbeiteter Bereich 0b unbearbeiteter Bereich 2 Kruste 4 teigiges Material 6 Scholle 8 Risse und Spalte 0 Welle 2 Zwischenwelle 3 Bewegungsrichtung des Bodenbearbeitungsgeräts4 Welle der Schneid- und Rühreinrichtung 6 Welie der Zerkleinerungseinrichtung 0 Schneid- und Rühreinrichtung 2 erstes Werkzeug 3 Flügel 4 Flügelhalter 5 öffnung für Konditionierungsmittei und/oder Luft6 Strömungsrichtung

38 Distanzstück

40 Zerkleinerungsθinrichtung

41 Rotationsrichtung

42 Trägerelement, Platte

43 öffnung für Konditionierungsmittel und Luft

44 zweites Werkzeug

45 Holm

46 Schar

46a Platte

46b herzförmige Platte

47 Verschraubung

48 Schwert

49 Scharspitze

50 Staubgiocke

52 Schürze

60 bogenförmige Furche

62 geradlinige Furche

300 erste Bodenbearbeitungseinrichtung

400 zweite Bodenbearbeitungseinrichtung

D ₁ Wirkdurchmesser

D ₂ Wirkdurchmesser