Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät" ur Entnahme von Bodenproben gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Überdüngung des Bodens landwirtschaftlicher Nutzflächen und die damit verbundene Belastung der Gewässer wird in letzter Zeit in der Öffentlichkeit zunehmend diskutiert. Die landwirtschaftlichen Betriebe gehen in immer größerem Maße dazu über, regelmäßig Bodenuntersuchύngen durchzuführen. Durch die Untersuchung . auf Nährstoffe und einen Wechsel der Anbauprodukte läßt sich die Düngung optimieren und eine Auslaugung des Bodens vermeiden. Es läßt sich feststellen, ob die Bodenstruktur intakt, der Boden gut durchlüftet ist und ob der Boden einen ausreichenden Anteil an Humus enthält.

Bisher erfolgte die Entnahme von Proben mit Sonden, die in den Boden eingetrieben und dann unter Mitnahme des von* de,r Sonde umschlossenen Bodenquerschnitts gehoben werden.

Bisher verwendete Sonden, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 25 45 851 bekannt sind, haben einen Rohrmantel, der an seinem fußseitigen Endabschnitt eine auswechselbare Spitze trägt. Der vom Rohrmantel gebildete Aufnahmeraum ist zur Sondenspitze hin mit einer Verschlußklappe verschließbar, mit der beim Herausziehen der Sonde der Probenkörper selbsttätig in der Sonde einschließbar ist. Bei der Verwendung derartiger Sonden hat es sich jedoch gezeigt, daß die Verschlußklappe bei hochviskosen Böden mit einer sehr großen Federkraft vorgespannt werden muß, um den Probenkörper zuverlässig im Inneren der Sonde zu halten. Durch die große Federvorspannung besteht allerdings die Gefahr, daß die Bodenprobe durch die Verschlußklappe beschädigt oder in ihrem Aufbau gestört wird. Bei der Verwendung eines koaxial im Rohrmantel angeordneten Behältnisses zur Aufnahme des Probenkörpers muß die Lagerung der Verschlußklappe durch das Behältnis geführt werden, wodurch der konstruktive und apparatetechnisσhe Aufwand einer Sonde wesentlich erhöht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsge¬ mäße Gerät zur Entnahme von Bodenproben derart weiterzubil¬ den, daß unter Verringerung des apparatetechnischen Auf¬ wands ein schnelles und vermischungsfreies Probenziehen ge¬ währleistet ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgeraäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die nach innen in den Aufnahmeraum ragenden Feder¬ drähte wird die Bodenprobe beim Herausziehen der Sonde zu¬ verlässig in deren Innerem zurückgehalten, ohne daß der Aufbau der Bodenprobe verändert wird. Erfindungsgemäß kann der Rohrmantel selbst als Behältnis zur Aufbewahrung des Probenkörpers benutzt werden, indem die Spitze und die Handhabungseinrichtung abgenommen werden und der Rohrmantel durch geeignete Verschlußkappen verschlossen wird.

Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Geräts- in Verbin¬ dung mit einem Handlingsgerät, ist es aufgrund des einfachen Aufbaus vorteilhaft, wenn sich die Spitze gemäß den Patentansprüchen 2 und 3 bündig an den Rotirmantel anschließt, wobei vorteilhafterweise gemäß Patentanspruch 3 im Inneren des Rohrmantels ein Behältnis zur Aufnahme des Probenkörpers vorgesehen ist.

Die Merkmalskombination der Patentansprüche 4 und 5 läßt sich vorzugsweise bei Handbohrstöcken anwenden, da einerseits durch die Maßnahmen gemäß Patentanspruch 5 eine stabile Verbindung zwischen Spitze und Rohrmantel erreicht wird und andererseits durch den doppelkegelförmigen Aufbau des Mantels der Spitze das Herausziehen der Sonde aus dem Boden erleichtert ist.

Durch verschiedene Anstellwinkel der Schneide zur Sonden¬ achse kann die Sondenspitze an unterschiedliche Bodenbe¬ schaffenheiten angepaßt werden.

Durch die Maßnahme gemäß den Patentansprüchen 7 und 8, den sich unterhalb der Sondenspitze befindlichen Volumenanteil der Probenbohrung über eine in der Sonde ausgebildete Ausnehmung zu entlüften, wird beim Herausziehen der Sonde die Bildung eines Vakuums verhindert und somit die zum Herausziehen aufzuwendenden Kräfte wesentlich verringert. Derartige Ausnehmungen sind auf einfache Weise zu reinigen, so daß ihre Wirkung auch bei Böden mit hohen Adhäsionskräften zum Sondenmaterial gewährleistet ist.

Mit den vorteilhaften Weiterbildungen gemäß Patentanspruch 9 wird der Probenkörper nicht durch Wechselwirkungen mit den benachbarten Mantelflächen des Rohrmantels verdichtet oder aufgestaut.

Von besonderem Vorteil ist es, die Rückschlageinrichtung gemäß Patentanspruch 11 an einem Ringkörper zu befestigen. Dieser stützt sich in der Durchgangsbohrung der Spitze ab und dient seinerseits zur Axialabstützung des Rohrmantels. Durch diese Maßnahme kann die Sonde durch Auswechseln der Rückschlageinrichtung auf einfache Weise an unterschiedliche Bodenbeschaffenheiten angepaßt werden.

Vorteilhafterweise sind gemäß Patentanspruch 12 zwei Behältnisse in Form von Hülsen mit vorbestimmter Länge unmittelbar aneinanderschließend in der Sonde angeordnet. Durch diese Weiterbildung können durch ein einmaliges Eintreiben der Sonde zwei Probenkörper aus unterschiedlichen Bodenschichten entnommen und damit die Eigenschaften des Bodens in Abhängigkeit von der Bodenschicht ermittelt werden.

Ein besonders einfacher Aufbau der Sonde ergibt sich gemäß Patentanspruch 13, wenn an deren oberen Ende eine Gelenkmanschette angeordnet ist, die ihrerseits lösbar an einer Handhabungseinriσhtung angelenkt ist, die die- Sonde in unverschwenktem Zustand verschließt und gleichzeitig als Widerlager für die Hülsen dient, wobei mit der Weiterbildung nach Patentanspruch 14 das Herausnehmen der Hülsen wesentlich erleichtert ist.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn gemäß Patentanspruch 16 ein Schlagaufsatz über eine Muffe auf den Rohrmantel wirkt und auf diese Weise einer Beschädigung des Rohrmantels durch unmittelbare Schlageinwirkung vorgebeugt ist. Durch Auswechseln der Muffe und der Spitze gegen Verschlußstücke läßt sich der Rohrmantel als Aufbewahrungsbehältnis für den Probenkörper nutzen. Für eine weitere Probenentnahme werden die Muffe und die Spitze auf einen unbenutzten Rohrmantel aufgeschraubt.

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Mit Rücksicht auf eine ständige Bodenüberwachung ist es nach Patentanspruch 17 vorteilhaft, wenn die Sonde als Teil eines transportablen Spezialgeräts mechanisch durch beispielsweise kontinuierlichen Druck in den Boden eingetrieben wird und ein solches Spezialgerät z.B. als Anbaugestell für ein geländegängiges Fahrzeug, insbesondere einen Traktor ausgestaltet ist, um größtmögliche Mobilität bei sofortiger Einsatzbereitschaft zu gewährleisten.

Zur laborgerechten Aufbereitung der Probenkörper an Ort und Stelle oder zur sofortigen Untersuchung der Probenkörper ist es vorteilhaft, eine Zerkleinerungseinrichtung vorzusehen, mittels der die Probenkörpersätze zerkleinert und in der Zusammensetzung homogenisiert werden können.

Mit der Ausführungsform gemäß Patentanspruch 20 ist ein besonders einfach aufgebauter Handbohrstock gebildet, der mit einem gegenüber den bekannten Handbohrstöcken wesentlich verringerten Widerstand in den Boden eintreibbar bzw. aus diesem herausziehbar ist.

Eine Verwendung von Sonden mit einer Spitze gemäß Pa- tentanspruch 22 gewährleistet eine Probennahme mit minima¬ lem Kraftaufwand, wobei der Probenkörper durch Verwendung einer Rückhalteeinrichtung gemäß Patentanspruch 21 beim Herausziehen der Sonde aus dem Erdreich zuverlässig im Inneren der Sonde gehalten werden kann. _\ , _u

Die Erfindung wird nachstehend anhand schematischer Zeich¬ nungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Übersichtsdarstellung eines von einem Traktor getragenen Gerätes zur Probennahme,

Fig. 2 eine Schnittansicht des Fußendes eines Ausführungs¬ beispiels einer Sonde,

Fig. 3 bis Fig. 5

Teilschnitte bevorzugter Ausführungsbeispiele der Spitze der Sonde,

Fig. 6 eine Schnittansicht des oberen Endes der Sonde aus Fig. 2,

Fig. 7 eine Schnittdarstellung einer Zerkleinerungs- und Mischeinrichtung,

Fig. 8 eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Sonde zur Verwendung als Handbohrstock,

Fig. 9 eine vorteilhafte Weiterbildung des Ausführungsbei- spiels aus Fig. 8,

Fig. 10 eine schematische Darstellung eines weiteren Aus führungsbeispiels eines Handbohrstocks,

Fig. 11 eine ZusammenstellungsZeichnung des Ausführungsbei¬ spiels eines Handbohrstocks aus Fig. 10,

Fig. 12 und 13 Ausführungsbeispiele von Spitzen des erfin¬ dungsgemäßen Geräts zur Entnahme von Bodenproben,

Fig. 14 einen Rohrmantel des Ausführungsbeispiels aus Fig.

11 ,

Fig. 15 eine Muffe des Ausführungsbeispiels aus Fig. 11,

Fig. 16 einen Schlagaufsatz des Ausführungsbeispiels aus Fig. 11,

Fig. 17 eine Zusammenstellungszeichnung eines weiteren Aus¬ führungsbeispiels eines Handbohrstocks.

Fig. 18 eine Draufsicht auf die Spitze des Handbohrstocks aus Fig. 17; _ ^'

Fig. 19 eine Seitenansicht der Spitze des Handbohrstocks aus Fig. 18; und

Fig. 20 eine erfindungsgemäße Rückschlageinrichtung mit ei¬ nem Ringkörper.

Zur zuverlässigen Beurteilung landwirtschaftlicher Nutzflä¬ chen ist es notwendig, die Bodenbeschaffenheit durch die Entnahme einer großen Anzahl von Bodenproben zu untersu¬ chen. Um möglichst viele Proben in kurzer Zeit und mit kon¬ stanten Entnahmeparametern entnehmen zu können, ist es vor¬ teilhaft, ein weitgehend automatisiertes Bodenprobenentnah¬ megerät gemäß Fig. 1 einzusetzen, wobei das im folgenden beschriebene Grundprinzip auch bei anderen Materialien, wie z.B. Silagen o.a., anwendbar ist.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Sonde 1 zur Probennahme an einem Gestell 2 befestigt, das an einem geländegängigen Fahrzeug, beispielsweise an einem Traktor 3, angeordnet ist. Das Gestell 2 trägt einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 4 mit eigener, fahrzeug¬ unabhängiger Hydraulikanlage und Stromversorgung (hier nicht gezeigt), der mit der Sonde 1 operativ verbunden ist, und mittels dem die Sonde 1 in eine gewünschte Tiefe in den

Boden eintreibbar und wieder herausziehbar ist. An dem Ge¬ stell 2 sind im Bereich der Sonde 1 zwei Probenbehälter 5 für Proben aus zwei unterschiedlichen Schichttiefen vorge¬ sehen. Die Probenbehälter sind z.B. Kunststoffbeutel, die zur Aufnahme von jeweils einem Probensatz dienen, wobei je¬ der Probensatz aus Probenkörpern 7 einer vorbestimmten Bo¬ denschicht (z.B. 0-30 cm, 30-60 cm) besteht. Jedem Proben¬ behälter 5 ist ein Sammelbehälter 6 zur Aufbewahrung von mehreren Probensätzen zugeordnet. Um Umwelteinflüsse zuver¬ lässig auszuschalten, sind die Sammelbehälter 6 vorzugs¬ weise als Kühlbehälter ausgeführt, in denen die Probenkör¬ per 7 auf einer konstanten Temperatur, beispielsweise 2- 3°C, gehalten werden können. Im Bereich der Sonde 1 ist eine Sitzeinrichtung 8 angebracht, von der aus eine Bedien¬ person das Gerät zur Probennahme bedienen kann.

Die Sonde 1 hat einen zylinderförmigen Rohrmantel 9 (s. Fig. 2), dessen Fußende mit einer Spitze 10 derart ver- sσhraubt ist, daß deren Außenumfangsfläche unmittelbar an die Mantelfläche des Rohrmantels 9 anschließt. Ein im we¬ sentlichen zylinderförmiger Durchgangskanal 12 zur Aufnahme des Probenkörpers 7 durchsetzt die Sonde 1 in Axialrich¬ tung. Um den Verschleiß und eine Verfälschung der Proben durch Korrosion der Sonde o.a. zu minimieren, bestehen sowohl die Spitze 10 als auch der Rohrmantel 9 vorzugsweise aus Edelstahl. Der Kopf 11 der Spitze 10 hat eine kegel- stumpfförmige Mantelfläche mit einem Kegelwinkel ß von bei¬ spielsweise 24° , die an ihrem Offnungsquerschnitt 13 mit der Wandung des Durchgangskanals 12 eine Schneide 14 bil¬ det. Der Öffnungsquerschnitt 13 verläuft bei diesem Ausfüh¬ rungsbeispiel senkrecht zur Sondenachse. Um einen Stau des Probenkörpers durch Reibung an der Umfangsflache des Durch¬ gangskanals zu verhindern, ist der Durchgangskanal 12 in einem vorbestimmten Abstand vom Öffnungsquerschnitt 13 über eine Radialschulter 15 erweitert. Zur Vergleichmäßigung des Fließens des Probenkörpers im Inneren der Sonde ist die nä¬ her an der Sondenachse angeordnete Umfangskante 16 der Ra-

dialschulter 15, vorzugsweise mit einem Radius von 2 mm, abgerundet. Ein Montageabschnitt 17 an dem dem Öffnungsab¬ schnitt 13 gegenüberliegenden Ende der Spitze 10 besteht aus einem gegenüber der angrenzenden Umfangskante der Man¬ telfläche der Spitze 10 radial zurückgesetzten zylinderför- migen Ansatz. Dieser trägt ein Außengewinde, das mit einem Innengewinde des Rohrmantels 9 in Eingriff steht, wobe.i ein Abschnitt 18 des Endquerschnitts in verschraubtem Zustand in das Innere des Durchgangskanals 12 vorsteht. An diesem Abschnitt 18 ist eine Abstandshülse 19 abgestützt, deren innere Umfangsfläche sich an den Durchgangskanal 12 der Spitze 10 anschließt. Die Abstandshülse 19 bildet ^ihrer¬ seits einen Axialanschlag für eine untere Hülse 20, auf der sich wiederum eine obere Hülse 21 abstützt. Durch. ie über¬ einander angeordneten Hülsen 20,21 können mit einem Sonden¬ einstich Bodenproben aus zwei übereinanderliegenden, Boden¬ schichten entnommen werde -n. Die beiden Hülsen 20,21_ k iönnen von dem oberen, offenen Ende 22 der Sonde 1 her einge^cho- ben werden. Mittels der Abstandshülse 19 läßt sich _| üg! In¬ nenlänge der Sonde 1 an verschiedene Hülsenlängen anpassen.

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Je nach Zusammensetzung und Viskosität des zu untersuchen¬ den Bodens können gemäß den Fig. 3 bis 5 unterschiedliche Spitzen 10 in den Rohrmantel 9 eingeschraubt werden. Bei der Prüfung von Sandböden ist es beispielsweise vorteil¬ haft, den Öffnungsquerschnitt 13 zur Sondenachse ua *j, einen

Winkel von ca. 45° anzustellen (Fig. 5) und den Durchgangs- kanal 12 in der Spitze 10 ohne Radialschulter 15 auszubil¬ den. Für niedrigviskose Materialien oder wäßrige Bö( n ge¬ nügt es, eine Spitze 1 mit einem kurzen Kopf 11 (s. Fig. 4) einzusetzen, da das Eintreiben der Sonde nur geringe Kräfte benötigt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist keine Ra- dialschulter 15 vorgesehen. Zur stabileren Ausbildung der Schneide 14 kann der Kopf 11 gemäß den Fig. 3 und 4 um den Öffnungsquerschnitt 13 mit einem Winkel von vorzugsweise 45° angefast sein.

Um zu vermeiden, daß der Probenkörper 7 beim Anheben der Sonde 1 aus dieser herausrutscht, kann an dem Montageab¬ schnitt 17 eine in den Durchgangskanal 12 ragende Rück¬ schlageinrichtung 23 vorgesehen sein (s. Fig. 4). Vorzugs¬ weise besteht diese bei hochviskosen Proben aus zwei bogen¬ förmigen Federdrähten, die in zwei diametral gegenüberlie¬ genden Axialnuten 24 verankert sind und sich über das Ende des Montageabschnitts 17 hinaus erstrecken.

Bei niedrigviskosen Proben wird vorteilhafterweise eine Gummimanschette als Rückschlageinrichtung 23 verwendet.

Am oberen Ende 22 des Rohrmantels 9 ist nach Fig. 6 eine Gelenkmanschette 25 befestigt, wobei der offene Endquer¬ schnitt des Rohrmantels 9 von einer Bohrung 27 in der Ge¬ lenkmanschette umfaßt ist und bündig in der Bodenfläche ei¬ ner Einsenkung 26 in der Gelenkmanschette 25 endet. Die Ge¬ lenkmanschette 25 ist lösbar an einer Handhabungseinrichtung 28 angelenkt, wobei die Handhabungseinriσhtung 28 das Ende des Kolbens des Hydraulikzylinders 4 ist und im verschwenkten Zustand die Sonde 1 verschließt. Die Länge der beiden Hülsen 20,21 und der Abstandshülse 19 ist so bemessen, daß der Endquerschnitt der oberen Hülse 21 bei verschlossener Sonde 1 an der Handhabungseinrichtung 28 anliegt, so daß die Hülsen 19,20,21 axial in der Sonde festgelegt sind. Der Außendurchmesser der oberen und der unteren Hülse 20,21 ist mit geringem Spiel an den Innendurchmesser des Rohrmantels 9 angepaßt. Zur einfacheren Zuführung und Entnahme der Hülsen 20,21 steht die Umfangsflache der Einsenkung 26 in einem Radialabstand zu der Umfangsflache der Bohrung 27, wodurch ein oberer Abschnitt der oberen Hülse 21 bei verschwenkter Sonde 1 zugänglich ist. Die Gelenkmanschette 25 kann in unverschwenktem Zustand mit einer (nicht gezeigten) Arretiervorrichtung, beispielsweise einer Sperrklinke oder einem Sicherungsbolzen formschlüssig mit der Handhabungseinrichtung 28 verbunden werden.

Um die Probenkörper 7 am Ort der Probennahme aufzubereiten, kann an dem Gestell 2 ein Zerkleinerungs- und Mischeinrich¬ tung 29 (s.Fig. 7) vorgesehen werden. Diese besteht z.B. aus einem Gehäuse 30, das an seinem oberen Bereich eine vorzugsweise trichterförmige Zuführöffnung 31 hat _f die in einen Zerkleinerungsraum 32 mündet. In diesem ist ein Zer¬ kleinerungselement 33, vorzugsweise eine scheibenförmige Drahtbürste, drehbar gelagert, die, beispielsweise durch eine regelbare Antriebseinrichtung mit einer geeigneten Drehzahl antreibbar ist, wobei die Antriebseinrichtung an die unabhängige Stromversorgung des Gestells 2 angeschlos¬ sen ist. Die Gehäusewand des Zerkleinerungsraums 32 steht zumindest abschnittsweise in geringem Abstand zu den Um- fangs- und Seitenflächen des Zerkleinerungselements 33. Der Zerkleinerungsraum kann zur Homogenisierung der zerkleiner¬ ten Probe in einen Misσhbehälter 34 mit einem angetriebenen Mischorgan 35 münden.

Im folgenden wird die prinzipielle Funktionsweise des An¬ meldungsgegenstandes anhand des Ausführungsbeispieles aus Fig. 1 beschrieben.

Zur Ermittlung bestimmter Bodeneigenschaften wurden Entn^h- mevorschrif en entwickelt. So müssen zur StickstoffUntersu¬ chung z.B. folgende Punkte beachtet werden:

a) ein Probensatz besteht aus 15 Probenkörpern, d.h. 15 Einstiche in den Boden, b) die Proben müssen nach einem bestimmten Muster aus dem Boden entnommen werden, c) an jeder Einstichstelle werden zwei Schichttiefen entnommen, d) die Probensätze aus jeder Schicht müssen jeweils in einem gesonderten Behälter gesammelt werden, e) die gefüllten Behälter müssen wiederum bis zur Verar¬ beitung im Labor bei 2-3°C aufbewahrt werden.

Mit dem Anmeldungsgegenstand in der Ausführung gemäß den Fig. 1 bis 7 lassen sich alle in den Punkten a) bis e) auf¬ geführten Schritte vor Ort und mit großer Schnelligkeit durchführen, wobei das Probenentnahmegerät von einem gelän¬ degängigen Fahrzeug, z.B. einem Traktor getragen wird. Das Gerät kann von der Sitzeinrichtung 8 aus von einer Bedien¬ person bedient werden. Zunächst wird die für den Boden ge¬ eignete Spitze 1 in den Rohrmantel eingeschraubt. Dabei ist die Sonde 1 gegenüber der Handhabungseinrichtung 28 um 90° verschwenkt, so daß das obere Ende 22 der Sonde 1 geöffnet ist. In diese Öffnung werden nacheinander zwei Hülsen 20,21 mit einer Länge von jeweils 30 cm eingeschoben, wobei sich die untere Hülse 21 auf der Abstandshülse 19 abstützt. Die Sonde wird anschließend zurückgeschwenkt, so daß die Handhabungseinrichtung 28 die Sonde 1 verschließt und die Hülsen 20,21 axial festgelegt sind. Die Sonde wird mittels des Hydraulikzylinders 4 in den Boden getrieben. Dabei wird der von dem Durchgangskanal 12 überdeckte Bodenkern fortschreitend in das Innere der Hülsen 20,21 hineingedrückt. Da sich der Durchgangskanal 12 über die Radialschulter 15 in der Relativbewegungsrichtung des Bodenkerns erweitert, kann er sich nach dem Passieren der Radialschulter in Radialrichtung entspannen, wobei das Fließen des Bodenkerns durch die Abrundung der Umfangskan- ten 16 der Radialschulter 15 vorteilhaft beeinflußbar ist. Mit diesen Maßnahmen kann ein Aufstauen des Bodenkerns im Sondeninneren und eine Verdichtung der Probe zuverlässig verhindert werden. Nach dem Erreichen der gewünschten Ein¬ treibtiefe (hier etwa 60 cm) , wird die Sonde durch den Hydraulikzylinder 4 aus dem Erdreich gezogen. Beim Eintrei¬ ben der Sonde 1 werden die Federdrähte des Rückhaltever¬ schlusses 23 durch den eintretenden Bodenkern in Richtung zur Mantelfläche des Durchgangskanals 12 gebogen. Beim He¬ ben der Sonde 1 rutscht der Bodenkern in den Hülsen 20,21 zunächst in Richtung des Öffnungsquerschnitts 13 der Sonde 1. Dadurch werden die Federn 23 derart verspreizt, daß sie

ein weiteres Abrutschen des Bodenkerns in den Hülsen 20,21 verhindern und dieser vom Erdboden abgetrennt wird. Zur Entnahme der Probenkörper 7 wird die Sonde 1 mittels der Gelenkmanschette 25 gegenüber dem Hydrattlikarm 4 ver¬ schwenkt. Anschließend können die beiden mit dem Boden ge¬ füllten Hülsen 20,21 entnommen werden. Da diese direkt übereinander in der Sonde 1 angeordnet sind und jeweils eine Länge von 30 cm haben, erhält man mit dem erfindungs- gemäßen Gerät mit einem Stich zwei Proben aus verschiedenen Bodenschichten, die weder durchmischt noch verdichtet, noch

*"_ ^' < auf irgendeine andere Art und Weise durch die Probennahme in ihren ursprünglichen Eigenschaften verändert wurden. _^ Die Hülsen 20,21 können nun verschlossen und einer Einzelunter¬ suchung im Labor zugeführt werden oder sie werden nach der obigen Vorschrift in jeweils einem, einer bestimmten Schichttiefe zugeordneten Probenbehälter 5 gesammelt. Der Traktor fährt dann zur nächsten, nach dem Probennahmeplan vorgesehenen Stichstelle und die Probennahme beginnt von vorne.

Der oben beschriebene Vorgang wiederholt sich, bis ein Pro¬ bensatz vollständig ist. Anschließend werden die einen Pro¬ bensatz enthaltenden Probenbehälter 5 gekennzeichnet und in jeweils einem, einer Bodenschicht zugeordneten Sammelbehäl¬ ter 6 bis zur Weiterverarbeitung im Labor aufbewahrt.

Um die Probe am Ort der Probennahme laborgerecht aufzubre- reiten und das Transportvolumen zu verringern, kann z.B. ein Probensatz in der am Gestell 2 angebrachten Zerk^eine- rungs- 29 und Mischeinrichtung 34,35 zerkleinert und homo¬ gen durchmischt werden und daraus eine Probe zur Untersu¬ chung vor Ort oder zur Laboruntersuchung, beispielsweise zur Stickstoffbestimmung, entnommen werden. Auf diese Weise lassen sich eine Reihe von bisher im Labor durchgeführten Probenaufbereitungen und Untersuchungen bereits am Ort der Probennahme durchführen.

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Die Fig. 8 und 9 zeigen ein vereinfachtes Ausführungsbei- spiel eines Geräts zur Bodenprobenentnahme, das als sog. Handbohrstock dann Verwendung findet, wenn ein Eintreiben der Sonde von Hand, z.B. per Hammerschlag, möglich ist und nur vereinzelt Proben entnommen werden. Der Aufbau der Sonde 1 mit der Gelenkmanschette 25 und der daran angelenk¬ ten Handhabungseinrichtung 28 ist der gleiche, wie in den vorgehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. An der Handhabungseinrichtung 28 ist in Verlängerung zu der Sonde 1 ein Schlagaufsatz 36 angebracht, über den die Sonde per Hammerschlag in das Erdreich eintreibbar ist. Am Außenumfang des Rohrmantels 9 sind in Axialrichtung Wülste 37 mit einem beispielsweise nahezu halbkreisförmigen Querschnitt angebracht. Vorzugsweise sind die Wülste 37 diametral gegenüberliegend angeordnet. Diese Wülste 37 bieten beim Eintreiben der Sonde 1 keinen nennenswerten Widerstand. Zur Herausziehen der Sonde 1 kann der Schlagaufsatz 36 um die Achse der Gelenkmanschette um ca. 90" verschwenkt werden. Durch den so entstehenden Hebel läßt sich die Sonde im Erdreich um ihre Längsachse verdre¬ hen. Dabei wird das an den Außenumfang der Sonde 1 angren¬ zende Erdreich durch die Wülste 37 verdrängt und die Man¬ telfläche der Sonde freigeschnitten. Die Sonde läßt sich dann auch von Hand mühelos aus dem Boden herausziehen.

Fig. 10 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Sonde 1 wie in den Fig. 8,9 als Handbohrstock ausgebildet ist.

Der Handbohrstock gemäß Fig. 10 hat einen Rohrmantel 9, der in eine radial überstehende Spitze 10 übergeht, in die der Rohrmantel 9 eingeschraubt ist. Die Spitze 10 und der Rohr¬ mantel 9 sind von einem Durchgangskanal 12 durchsetzt, der in einem Öffnungsquerschnitt 13 der Spitze 10 mündet. Am oberen Ende des Handbohrstocks 1 ist ein Schlagaufsatz 36 befestigt. Dieser ist von einer Querstange 40 durchdrungen, mittels der der Handbohrstock 1 zur Erleichterung des Her-

ausziehens aus dem Erdreich um seine Längsachse drehbar ist.

Der mit der Spitze 10 versehene Rohrmantel 9 wird von einer Person, z.B. durch Hammerschläge auf eine gewünschte Tiefe von 30 cm in den Boden eingetrieben. Dabei schiebt sich der von dem Durchgangskanal 12 überdeckte Bodenkern, d.h. der Probenkörper 7 fortschreitend in das Innere des Rohrmantels 9. Nachdem die gewünschte Probentiefe erreicht ist, wird der Handbohrstock 1 mittels der Querstange 40 um seine Längsachse verdreht und aus der Probenbohrung herausgezo¬ gen.

Die Spitze 10 und der Schlagaufsatz 36 können anschließend von dem den Probenkörper 7 aufnehmenden Rohrmantel 9 ent¬ fernt und dieser mit Verschlußkappen (nicht gezeigt) ver¬ schlossen werden, so daß der Rohrmantel 9 im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen selbst als Behält¬ nis für den Probenkörper 7 zum Transport zur Weiterverar¬ beitung bzw. zur Untersuchung ins Labor nutzbar ist.

Das Fußende 41 des Rohrmantels 9 ist mit einem Außenge¬ winde in einen Montageabschnitt 17 der Spitze 10 einge¬ schraubt, so daß der Montageabschnitt 17 den Fußabschnitt des Rohrmantels 9 umgreift und radial über dessen Außenman¬ tel übersteht. Im Übergangsbereich zwischen dem Rohrmantel 9 und dem Montageabschnitt 17 ist dessen Mantel zum kopfseitigen Ende des Handbohrstocks 1 hin verjüngt, so daß der Mantel des Montageabschnitts 17 allmählich in den Rohrmantel 9 übergeht. Der zylinderförmige Durchgangskanal 12 durchsetzt den Handbohrstock 1 in Axialrichtung. Um den

Verschleiß und eine Verfälschung der Proben durch Korrosion der Sonde oder ähnliches zu minimieren, bestehen sowohl die Spitze 10 als auch der Rohrmantel 9 vorzugsweise aus Edelstahl. Der Kopf der Spitze 10 hat eine kegelstumpfförmige Mantelfläche mit einem Kegelwinkel von beispielsweise 24°, die an ihrem Öffnungsquerschnitt 13 mit

der Wandung des Durchgangskanals 12 eine Schneide 14 bildet. Der Öffnungsquerschnitt 13 verläuft bei diesem Aus¬ führungsbeispiel senkrecht zur Sondenachse.

Um einen Stau des Probenkörpers 7 durch Reibung an der Um¬ fangsflache des Durchgangskanals 12 zu verhindern, ist die¬ ser - wie den Fig. 12 und 13 entnehmbar - in einem vorbe¬ stimmten Abstand vom Öffnungsquerschnitt 13 über eine Radi¬ alschulter 15 erweitert. Zur Vergleichmäßigung des Fließens des Probenkörpers 7 im Inneren der Sonde ist die näher an der Sondenachse angeordnete Umfangskante 16 der Radial¬ schulter 15 vorzugsweise mit einem Radius von beispiels¬ weise 2 mm abgerundet.

Gemäß den Fig. 12 und 13 können je nach Bodenbeschaffenheit verschiedene Schneidenbreiten und Übergangsradien vorgese¬ hen werden.

Der Durchgangskanal 12 (s. Fig. 12 und 13) ist im Bereich des Montageabschnitts 17 über eine Anlageschulter 42 noch¬ mals gegenüber dem Öffnungsquerschnitt 13 und der Radial¬ schulter 15 erweitert und mit einem Innengewinde versehen. Im eingeschraubten Zustand liegt das Fußende 41 des Rohr¬ mantels 9 an der Anlageschulter 42 des Montageabschnitts 17 an.

Um zu vermeiden, daß der Probenkörper 7 beim Anheben des Handbohrstocks 1 aus diesem herausrutscht, kann in der Spitze 10 eine in den Durchgangskanal 12 ragende Rück¬ schlageinrichtung 23 vorgesehen sein (s. Fig. 13). Vorzugs¬ weise besteht diese bei hochviskosen Proben aus zwei bogen¬ förmigen Federdrähten, die im Mantel der Spitze 10 veran¬ kert sind. Es ist jedoch auch möglich, die Rückschlagein¬ richtung 23 im Mantel des Rohrmantels 9 zu verankern.

Am kopfseitigen Ende 22 des Rohrmantels 9 ist eine Muffe 51 (s. Fig. 15) derart befestigt, daß sich die Durchgangsboh-

rung 54 der Muffe 51 an den Durchgangskanal 12 anschließt, wobei ein Innengewindeabschnitt 52 mit dem Außengewinde am kopfseitigen Ende 22 des Rohrmantels 9 in Eingriff steht. Dieser liegt mit seinem kopfseitigen Endabschnitt 22 an ei¬ ner Schulter 56 der Durchgangsbohrung 54 an. Der von dem Rohrmantel 9 entfernte Abschnitt 57 der Muffe 51 ist mit einer quer zur Längsachse des Handbohrstocks 1 angeordneten Querbohrung 58 durchsetzt.

Wie aus Fig. 16 ersichtlich, hat der Schlagaufsatz 36 einen zylindrischen Schlagkopf 60, der radial gegenüber dem Aüße- numfang des Rohrmantels 9 erweitert ist. An den Schlagk pf 60 schließt sich in Richtung zur Spitze 10 ein Zapfen 62 an, der drehbar im Abschnitt 57 der Muffe 51 geführt ist. Der Schlagaufsatz 36 liegt im Einbauzustand mit einem Auf¬ lageabschnitt 63 des Schlagkopfs 60 auf dem Abschnitt 57 der Muffe 51 auf, wobei eine Radialbohrung 66 des Zapfens 62 fluchtend zur Querbohrung 58 ausrichtbar ist. Die Quer¬ stange 40 ist in der Radialbohrung 66 und in der Querboh- . rung 58 geführt und dient so als formschlüssiges Verbin¬ dungselement zwischen der Muffe 51 und dem Schlagauf,sa,tz 36. An den Zapfen 62 schließt sich ein radial zurückgestuf¬ ter Führungsabschnitt 68 an, der koaxial im Abstand zur Mantelfläche der Durchgangsbohrung 54 bzw. des Durchgangs- kanals 12 angeordnet ist. Dieser Führungsabschnitt 68 kann z.B. bei entferntem Schlagaufsatz 36 als Hilfsmittel zum Entformen des Probenkörpers 7 verwendet werden, indem er von dem Öffnungsquerschnitt 13 der Spitze 10 her in den Durchgangskanal 12 eingeführt wird und so der Probenkörper 7 im Durchgangskanal 12 zum kopfseitigen Ende des Handbohr¬ stocks 1 verschiebbar ist.

Die beim Eintreiben des Handbohrstocks 1 auftretenden Kräfte werden über den Schlagaufsatz 3ß und die Muffe 51 gleichmäßig über den Umfang verteilt in den Rohrmantel 9 eingeleitet, so daß dessen Wandstärke auf ein Minimum redu¬ zierbar ist.

Der Rohrmantel 9 ist, wie bereits beschrieben, als Behält¬ nis für den Transport des Probenkörpers verwendbar, so daß gegenüber dem Handbohrstock gemäß den Fig. 8,9 eine wesent¬ liche Gewichtsverminderung erzielbar ist, da keine geson¬ derten Behältnisse zur Aufbewahrung des Probenkörpers 7 in den Handbohrstock 1 geführt werden müssen.

Fig. 17 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Handbohrstocks. In den Fig. 17 bis 20 sind diejenigen Bauteile, die mit den Bauteilen des Handbohrstocks gemäß den Fig. 8,9 bis 17 identisch sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß sich eine noch¬ malige Beschreibung dieser Elemente erübrigt.

Der Handbohrstock 1 gemäß den Fig. 17 bis 20 unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen un¬ ter anderem in der Ausgestaltung der Spitze 10. Diese weist im doppelkegelförmigen Übergangsbereich zwischen dem Kopf 11 und dem Montageabschnitt 17 acht gleichbeabstandete, am Umfang verteilte Nuten 70, mit einem im wesentlichen kreis¬ förmigen Querschnitt auf. Die Scheitellinien 71 der Nuten 70 verlaufen parallel zu der Sondenachse und liegen radial außerhalb des Mantels des Rohrmantels 9. Aufgrund der dop¬ pelkegelförmigen Ausbildung des Kopfes 11 und des Montage¬ abschnittes 17 und der geringen Tiefe der Nuten 70 laufen diese in der Mantelfläche des Kopfs 11 bzw. des Montageab- sσhnitts 17 aus. Die Nuten können z.B. durch einen Fräsvor¬ gang in die Spitze 10 gemäß den Fig. 12 und 13 eingearbei¬ tet werden.

Die Ausbildung der Nuten 70 ist selbstverständlich nicht nur auf die in den Fig. 18 und 19 gezeigten Ausführungen beschränkt, sondern die Nuten können auch mit einer anderen geeigneten Querschnittsform (z.B. im wesentlichen rechteck- förmig, dreieckförmig, elliptisch) und/oder in einem Winkel zur Sondenachse angestellt sein.

Die die Rückschlageinrichtung bildenden Federdrähte 23 sind bei dem in Rede stehenden Ausführungsbeispiel an einem Ringkörper 74 gemäß Fig. 10 befestigt. Dieser ist mit der von den Federdrähten 23 axial entfernten Stirnseite an der Anlageschulter 42 der Spitze 10 abgestützt, wobei der Auße¬ numfang des Ringkörpers 74 radial in dem Gewindeabschnitt 76 des Montageabschnitts 17 geführt ist und dessen innerer Umfang im wesentlichen bündig mit der Durchgangsbohrung 12 der Spitze 10 abschließt. Die sich im wesentlichen in Axi- alriσhtung erstreckenden Federdrähte 23 sind an einem ra¬ dial innenliegenden Abschnitt des Ringkörpers 74 Gefestigt und bogenförmig zur Sondenachse hin gekrümmt. Das Fußende 41 des Rohrmantels 9 stützt sich im eingeschraubten Zustand an der die Federdrähte 23 tragenden Stirnseite des Rincj- körpers 74 ab, wobei die Federdrähte 23 radial innerhalb des Mantels des Rohrmantels 9 aus der Stirnseite des Ring¬ körpers 74 münden. Dieser ist somit durch den Rohrmantel 9 und die Anlageschulter 42 in Axialrichtung festgelegt.

Wie aus der Fig. 17 ersichtlich ist, kann die Muffe 51 auch durch einen SchmelzVorgang, wie z.B. Hartlöten an dem Rohr¬ mantel 9 befestigt sein. Die die Muffe 51 und den Schlag¬ aufsatz 36 durchsetzende Querstange 40 kann an einem Endab¬ schnitt eine zylinderförmige Erweiterung 78 aufweisen, die als Handgriff oder - falls die Querstange 36 als einseiti¬ ger Hebel benutzt wird - als Anschlag an den benac rhbarten

Abschnitt der Muffe 51 dient.

Beim Eintreiben eines Handbohrstocks gemäß den Fig. L7,18 bilden sich durch die Nuten 70 im Mantel der entstehenden Probenbohrung radial nach innen vorstehende Vorsprünge aus Erdreich. Nach dem Erreichen der gewünschten Probentiefe wird der Handbohrstock mittels der Querstange 36 um die Sondenachse gedreht, so daß die Nuten 70 zwischen den Vor¬ sprüngen angeordnet sind. Dabei wird der sich zu diesem Zeitpunkt zwischen den Nuten 70 befindliche Abschnitt der

Vorsprünge durch die benachbarten Mantelabschnitte 78 der Sonde radial nach außen gedrängt, so daß das Erdreich aus den Nuten 70 verdrängt und entlang den benachbarten Mantel¬ abschnitten der Probenbohrung verteilt wird. Beim Heraus¬ ziehen der gegenüber der Eintreibstellung verdrehten Sonde kann Luft von dem Ringspalt zwischen dem Rohrmantel und der Probenbohrung durch die Nuten 70 in den sich unterhalb der Spitze 10 befindlichen Volumenanteil der Probenbohrung ge¬ langen, so daß dieser Bereich entlüftet wird. Auf diese Weise wird die Bildung eines Vakuums unterhalb der Sonden¬ spitze zuverlässig unterbunden, so daß weniger Kraft zum Herausziehen des Handbohrstocks benötigt wird. Diese Aus¬ bildung des Handbohrstocks 1 kommt insbesondere bei Böden hoher Viskosität - wie z.B. Lehm - zum Tragen, da der Auße¬ numfang der Spitze 10 bei derartigen Böden gasdicht am Man¬ tel der Probenbohrung anliegen kann.

Im Fall, daß - z.B. bei sehr harten Böden - das sich in den Nuten 70 befindliche Erdreich bei der Drehung nicht ver¬ drängt, sondern abgeschert wird, bleibt die Wirkung der Nu¬ ten 70 trotzdem erhalten, da das abgescherte Erdreich beim Herausziehen des Handbohrstocks 1 nach unten aus den Nuten austreten kann.

Da die Nuten 70 mit einer vergleichsweise geringen Tiefe am radial außenliegenden Teil der Spitze ausgebildet sind, ist beim Verdrehen und beim Herausziehen der Sonde nur ein sehr geringer Anteil an Erdreich zu verdrängen bzw. abzuscheren, so daß die zum Verdrehen aufzuwendende Kraft gegenüber einer ungenuteten Sonde nur geringfügig erhöht ist.

Da die Muffe 51 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 17 fest mit dem Rohrmantel 9 verbunden ist, verbleibt diese bei einer Nutzung des Rohrmantels 9 als Transportbehältnis auf diesem, wobei die kopfseitige Öffnung der Muffe 51 und der Fußabschnitt 41 des Rohrmantels 9 mit Verschlußkappen verschließbar sind.

Anstelle des Schlagaufsatzes 36 kann an der Muffe 51 oder an dem kopfseitigen Ende 22 des Rohrmantels 9 ein Adapter (nicht gezeigt) zum Anschluß einer Förderleitung z.B. eines Schlauchs angeschlossen werden, wodurch die Probenkörper 7 kontinuierlich einer sich anschließenden Weiterbehandlungs¬ stufe oder einem Analyseschritt zugeführt werden können. Vorteilhafterweise wird in diesem Fall das Gerät zur Ent¬ nahme von Bodenproben in Verbindung mit einem an sich be¬ kannten hydraulischen Handlingsgerät gemäß Fig. 1 benutzt.

Vorteilhafterweise wird der Rohrmantel 9 in einer Länge von ca. 900 mm ausgeführt, so daß bei einer üblichen Proben¬ tiefe von 30 cm noch ein ausreichend großer Abstand des Schlagkopfs 30 von der Bodenoberfläche gewährleistet ist, um das Eintreiben bzw. das Herausziehen des Handbohrstocks 1 zu erleichtern.