| Dokumentenidentifikation |
DE102006010230A1 06.09.2007 |
| Titel |
Scheibenstreuer |
| Anmelder |
Rauch Landmaschinenfabrik GmbH, 76547 Sinzheim, DE |
| Erfinder |
Rauch, Norbert, 77815 Bühl, DE |
| Vertreter |
LICHTI Patentanwälte, 76227 Karlsruhe |
| DE-Anmeldedatum |
02.03.2006 |
| DE-Aktenzeichen |
102006010230 |
| Offenlegungstag |
06.09.2007 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
06.09.2007 |
| IPC-Hauptklasse |
A01C 17/00(2006.01)A, F, I, 20060302, B, H, DE
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| IPC-Nebenklasse |
E01H 10/00(2006.01)A, L, I, 20060302, B, H, DE
E01C 19/20(2006.01)A, L, I, 20060302, B, H, DE
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| Zusammenfassung |
Ein Scheibenstreuer zum Verteilen von Streugut weist einen Behälter und wenigstens eine umlaufende Verteilerscheibe auf, der das Streugut über eine Dosiereinrichtung, die mittels Aktuatoren und einer elektronischen Bedien-, Rechner- und Regeleinheit steuerbar ist, in Abhängigkeit von der gewünschten Streumenge und der Fahrgeschwindigkeit (Massenstrom) zuführbar ist, wobei die Parameter des Verteilsystems fernbedienbar mittels derselben Bedien- und Regeleinheit und Aktuatoren auf verschiedene Streugutsorten und/oder Arbeitsbreiten einstellbar sind. Um dem das Streubild beeinflussenden Mengeneffekt Rechnung zu tragen, ist in der Bedien-, Rechner- und Regeleinheit für eine Streugutsorte oder eine Gruppe von Streugutsorten mindestens eine Kennlinie für die Einstellparameter in Abhängigkeit des Massenstroms gespeichert.
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| Beschreibung[de] |
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Die Erfindung betrifft einen Scheibenstreuer zum Verteilen von Streugut
mit einem Behälter und wenigstens einer umlaufenden Verteilerscheibe, der das
Streugut über eine Dosiereinrichtung, die mittels Aktuatoren und einer elektronischen
Bedien-, Rechner- und Regeleinheit steuerbar ist, in Abhängigkeit von der gewünschten
Streumenge und der Fahrgeschwindigkeit (Massenstrom) zuführbar ist, wobei die
Parameter des Verteilsystems fernbedienbar mittels derselben Bedien- und Regeleinheit
und Aktuatoren auf verschiedene Streugutsorten und/oder Arbeitsbreiten einstellbar
sind.
Die Verteilung landwirtschaftlicher oder kommunaler Streugüter,
wie Dünger, Auftau- oder Abstumpfungsmittel, mittels Wurfscheiben hat eine
große praktische Bedeutung. Aufgrund der gestiegenen Anforderungen hinsichtlich
einer präzisen Verteilung auch bei variierender Fahrgeschwindigkeit und variierender
Streumenge stellt sich bei Scheibenstreuern ein besonderes Problem durch den sogenannten
Mengeneffekt. Hierunter wird die unerwartete Reaktion des Verteilsystems auf sich
verändernde Massenströme bei ein und derselben Streugutsorte verstanden.
Trotz aller Anstrengungen in der Praxis, den Mengeneffekt zu beseitigen,
ist dieses Problem insbesondere aufgrund der unterschiedlichen Auswirkungen des
Mengeneffektes bei unterschiedlichen Streugütern noch nicht gelöst. Eine
aus der Praxis bekannte mechanische Lösung (DE
10 2005 015 236, nicht veröffentlicht) mit einer aus einer Dosieröffnung
und einem Dosierschieber in einem drehbaren Behälterboden bestehenden Dosiereinrichtung
sieht eine bestimmte Öffnungsgeometrie der Dosieröffnung vor, die zusammen
mit einer Variation des Aufgabepunktes bei der Mehrzahl von Streugütern zu
befriedigenden Ergebnissen führt. Dennoch lässt sich die nachteilige Wirkung
des Mengeneffektes bei bestimmten Streugutsorten nicht vermeiden.
Bei den heute in der Praxis üblichen, nicht fernbedienbaren Verteilsystemen,
die z.B. mit einer Veränderung der Länge und/oder der Winkelanstellung
der Wurfflügel auf der Verteilerscheibe, mit der Veränderung der Neigung
der Verteilscheiben bzw. des gesamten Streuers oder der Veränderung der Lage
des Aufgabepunktes – hierzu zählt auch das o.g. Verteilsystem –
werden Streutabellen verwendet, mit deren Hilfe das Verteilsystem auf einen bestimmten
Massenstrom manuell eingestellt werden kann. Bei diesem soll dann eine präzise
Verteilung erreicht werden. Eine Massenstromänderung, z.B. bei Änderung
der Dosiermenge oder der Fahrgeschwindigkeit, ist dann während der Fahrt nicht
möglich.
Der druckschriftliche Stand der Technik für fernbediente Verteilsysteme,
z.B. zur fernbedienten Verstellung des Aufgabepunktes (DE
41 34 315 A1, EP 0 563 805 A1)
geben entweder keine Hinweise oder aber eine fehlerhafte und unzureichende Anweisung
für die Lösung des Problems des Mengeneffektes.
Ausgehend von dem eingangs genannten und die Merkmale des Oberbegriffs
des Anspruchs 1 bildenden Stand der Technik aus den vorgenannten Druckschriften
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unabhängig von der Art des Verteilsystems
und unter Berücksichtigung der zu verteilenden Streugutsorte eine Lösung
für die Eliminierung des Mengeneffektes vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass in der Bedien-, Rechner- und Regeleinheit für eine Streugutsorte oder
eine Gruppe von Streugutsorten mindestens eine Kennlinie für die Abhängigkeit
der Einstellparameter des Verteilsystems vom Massenstrom gespeichert ist.
Durch das Abspeichern einer Kennlinie für wenigstens eine Streugutsorte
oder eine Gruppe von Streugutsorten mit ähnlichem Streuverhalten in dem Bedien-,
Rechner- und Regelgerät können die Parameter für jedes bekannte Verteilsystem
(Aufgabepunkt, Streuerneigung, Stellung der Wurfflügel) auf jede Streugutsorte,
jede Streumengenänderung und jede Änderung der Fahrgeschwindigkeit während
der Fahrt automatisch eingestellt werden, indem die Aktuatoren von der Regeleinheit
entsprechend angesteuert werden. Die Massenstromkennlinie berücksichtigt dabei
den der entsprechenden Streugutsorte eigenen Mengeneffekt. Durch diese Maßnahmen
ist eine in funktioneller Hinsicht einfache Lösung der mit dem Mengeneffekt
(Verfälschung des Streubildes in Abhängigkeit vom Massenstrom) erreicht.
In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, dass für unterschiedliche
Arbeitsbreiten und/oder unterschiedliche Bauarten der Verteilerscheibe wenigstens
zwei Kennlinien für jeweils eine Streugutsorte oder eine Gruppe von Streugutsorten
gespeichert sind.
Durch diese Maßnahme wird bei einer anderen Arbeitsbreite und/oder
einer anderen Verteilerscheibe die unterschiedliche Auswirkung auf den Mengeneffekt
ausgeglichen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus,
dass mehrere Typen von Kennlinien in der Bedien- und Regeleinheit gespeichert sind,
die verschiedenen Streugutsorten oder Gruppen von Streugutsorten zugeordnet und
mittels einer Typenbezeichnung aufrufbar sind. Auch dadurch ist eine unproblematische
fernbediente automatische Selbsteinstellung der Parameter des Verteilsystems
möglich.
Zweckmäßigerweise ist jede in der Bedien- und Regeleinheit
gespeicherte Kennlinie einer Streugutsorte einer Gruppe von Streugutsorten mit ähnlichem
Rieselverhalten und ähnlichem Fließverhalten auf der Verteilscheibe zugeordnet.
Stattdessen kann auch vorgesehen sein, dass jede in der Bedien- und Regeleinheit
gespeicherte Streugutsorte eine eigene gespeicherte Kennlinie aufweist.
Der Verlauf der Kennlinie hängt von der Art der Streugutsorte
ab. Die Kennlinie kann deshalb linear oder unstetig sein.
In einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass für
jede Streugutsorte, Arbeitsbreite und ggf. Bauart der Verteilerscheibe eine Kennlinie
für die Einstellung der Parameter des Verteilsystems in Abhängigkeit des
Massenstroms gespeichert ist. Weist das Verteilsystem für die Änderungen
der Arbeitsbreite eine Einrichtung zur Verlagerung des Aufgabepunktes auf, so wird
als Einstellparameter die Drehwinkellage der Aufgabe des Streugutes auf die Verteilerscheibe
herangezogen. Ist stattdessen eine Einrichtung zur Verstellung der Neigungslage
der Verteilerscheiben gegenüber der Horizontalebene, z.B. durch Neigung des
gesamten Streuaggregates vorgesehen, so wird als Einstellparameter der Neigungswinkel
herangezogen. Wird schließlich stattdessen die Änderung der Arbeitsbreite
durch Änderung der Winkelanstellung und der Position der Wurfflügel auf
der Verteilerscheibe genutzt, wird als Einstellparameter die Position der Wurfflügel
herangezogen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ermöglichen die Kennlinien
eine stufenlose Einstellung der Parameter des Verteilsystems.
Bei der heute häufig üblichen Datenübertragung aus
dem Internet der von dem Streuguthersteller gelieferten Streutabelle für eine
bestimmte Düngersorte, Arbeitsbreite und ggf. die Bauart der Verteilerscheibe
wird vorzugsweise auch die Kennlinie über Internet übertragen, so dass
der Landwirt nur noch die entsprechenden Daten in das Bedien- und Regelgerät
einspeichern muss.
Zur Bestimmung des Massenstroms wird vorteilhafter Weise der Sollmassenstrom,
berechnet aus Fahrgeschwindigkeit, eingegebener Arbeitsbreite und gewünschter
Streumenge herangezogen.
Von diesem Sollmassenstrom kann der Istmassenstrom der von der Dosiereinrichtung
auf die Verteilerscheibe geführten Streugutpartikel abweichen, so dass in einer
bevorzugten Ausführung zur Bestimmung des Massenstroms der Istmassenstrom,
gemessen beispielsweise mittels eines mitfahrenden Massenstrommessystems oder Wiegesystems
herangezogen werden. Massenstrommesssysteme und Wiegesysteme, die hierfür geeignet
sind, sind im Stand der Technik bekannt und bedürfen deshalb an dieser Stelle
keiner weiteren Beschreibung.
Vorzugsweise werden vor Streubeginn die gewünschte Durchschnitts-
oder Anfangsstreumenge, die beabsichtigte Durchschnitts- oder Anfangsfahrgeschwindigkeit,
die Arbeitsbreite, ggf. die Bauart der Verteilerscheibe sowie die Schüttgutsorte
am Bedienpult eingegeben und die zugehörige Kennlinie aufgerufen. Bei Streubeginn
stellt die Regeleinheit aufgrund dieser Daten den zugehörigen Parameter für
das Verteilsystem automatisch ein. Diese für den Beginn des Streubetriebs eingestellten
Parameter werden dann beispielsweise bei Änderung der Fahrgeschwindigkeit oder
beim Grenzstreuen (Änderung der effektiven Arbeitsbreite) entsprechend der
gespeicherten Kennlinie geändert. Gleiches gilt für eine bedarfsabhängige
Änderung der Streumenge entsprechend einem kartierten Düngerbedarf des
abzustreuenden Feldes.
Die Erfindung findet vorzugsweise Anwendung bei einem Verteilsystem
mit einer Einrichtung zur Verstellung des Aufgabepunktes des Streugutes auf der
Verteilerscheibe. In diesem Fall wird also die Drehwinkellage des Aufgabepunktes
auf der Verteilerscheibe als Einstellparameter herangezogen. Bei Scheibenstreuern
ist es bekannt, den Behälter mit einer drehbaren Bodenplatte mit integrierter
Dosieröffnung auszustatten, so dass als Einstellparameter die Drehwinkellage
des Bodens und damit der Dosieröffnung gegenüber der Verteilerscheibe
herangezogen werden kann.
In der Verteiltechnik ist es ferner bekannt, Sensoren zur Erfassung
des Streuwinkels des die Verteilerscheibe verlassenden Streugutes und eine Auswerteelektronik
vorzusehen, um für den Fall der Abweichung des gemessenen Streuwinkels vom
Sollstreuwinkel in die Einstellung des Streugerätes korrigierend einzugreifen.
Durch diese Auswerteelektronik wird die Einrichtung zur Verstellung des Aufgabepunktes
in Abhängigkeit des gespeicherten Soll-Streuwinkels bezogen auf die Arbeitsbreite
und gegebenenfalls die Bauart der Verteilerscheibe eingestellt. Dieses Sensorsystem
kann den Ist-Streuwinkel nur intermittierend, z.B. alle 60s erfassen. Während
dessen kann sich jedoch der Streuwinkel aufgrund einer Massenstromänderung
(Mengeneffekt) verändert haben. Deshalb reagiert dann die Einrichtung für
die Verstellung des Aufgabepunktes automatisch aufgrund der für diese Streugutsorte
oder Gruppe von Streugutsorten gespeicherten Kennlinie.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist zumindest eine
Kennlinie vorgesehen, die für kleine Massenströme den Aufgabepunkt in
Drehrichtung der Verteilerscheibe in eine späte Lage und für
große Massenströme in eine frühere Lage einstellt. Durch diese Maßnahme
wird den negativen Folgen des Mengeneffektes in besonders wirksamer Weise begegnet.
Stattdessen kann vorgesehen sein, dass zumindest eine weitere Kennlinie vorgesehen
ist, die für kleinere Massenströme den Aufgabepunkt gegen die Drehrichtung
der Verteilerscheibe in eine frühere und für größere Massenströme
in eine spätere Lage einstellt.
Es kommt nicht selten vor, dass der Landwirt eine ihm unbekannte Streugutsorte
kauft, für die ihm keine Streutabellen vorliegen und für die ihm folglich
auch keine Massenstrom-Kennlinie zur Verfügung steht. In einem solchen Fall
werden für diese Streugutsorte bei wenigstens zwei unterschiedlichen Massenströmen
die Parameter für die Einstellung des Aufgabepunktes für eine präzise
Verteilung ermittelt, beispielsweise mit Hilfe eines sogenannten Praxis-Prüfsets
mit quer zur Fahrtrichtung aufgestellten Auffangschalen, und werden die jeweiligen
Parameter gespeichert, wobei ein Rechner der Bedien- und Regeleinheit aus den gespeicherten
Parametern die Kennlinie errechnet und speichert, so dass auch beim Verteilen einer
solchen Streugutsorte eine Berücksichtigung des Mengeneffektes in Abhängigkeit
vom Massenstrom möglich ist.
Bei einem wie heute üblichen Zweischeibenstreuer sind zwei Aktuatoren
für die Einstellung der Dosiermenge und zwei Aktuatoren für die Verstellung
des Aufgabepunktes vorgesehen, deren Einstellparameter von derselben Kennlinie steuerbar
sind. Vorzugsweise besitzen die Aktuatoren eine Lagerückmeldung.
Bei einem Verteilsystem, bei dem die Einstellung auf verschiedene
Streugutsorten, Arbeitsbreiten und Massenströme durch Verstellung der Neigung
der Verteilerscheiben bzw. des gesamten Streuers erfolgt, ist der aus der Kennlinie
gewonnene Parameter der Neigungswinkel der Verteilerscheiben gegenüber der
Horizontalebene. Auch diese Einstellung kann durch Aktuatoren hydraulischer oder
elektrischer Art erfolgen.
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| Anspruch[de] |
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Scheibenstreuer zum Verteilen von Streugut mit einem Behälter und
wenigstens einer umlaufenden Verteilerscheibe, der das Streugut über eine Dosiereinrichtung,
die mittels Aktuatoren und einer elektronischen Bedien- Rechner- und Regeleinheit
steuerbar ist, in Abhängigkeit von der gewünschten Streumenge und der
Fahrgeschwindigkeit (Massenstrom) zuführbar ist, wobei die Parameter des Verteilsystems
fernbedienbar mittels derselben Bedien-, Rechner und Regeleinheit und Aktuatoren
auf verschiedene Streugutsorten und/oder Arbeitsbreiten einstellbar sind,
dadurch gekennzeichnet, dass in der Bedien-, Rechner- und Regeleinheit für
eine Streugutsorte oder eine Gruppe von Streugutsorten mindestens eine Kennlinie
für die Abhängigkeit der Einstellparameter des Verteilsystems vom Massenstrom
gespeichert ist.
Scheibenstreuer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der
Bedien-, Rechner- und Regeleinheit wenigstens zwei unterschiedliche Kennlinien für
jeweils eine Streugutsorte oder Gruppe von Streugutsorten für unterschiedliche
Arbeitsbreiten und/oder unterschiedliche Bauarten der Verteilerscheibe gespeichert
sind.
Scheibenstreuer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Typen von Kennlinien gespeichert sind, die verschiedenen Streugutsorten
oder Gruppen von Streugutsorten zugeordnet und mittels einer Typenbezeichnung aufrufbar
sind.
Scheibenstreuer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass jede in der Bedien-, Rechner- und Regeleinheit gespeicherte Kennlinie einer
Streugutsorte oder einer Gruppe von Streugutsorten zugeordnet ist.
Scheibenstreuer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass jede in der Bedien-, Rechner- und Regeleinheit gespeicherte Streugutsorte eine
eigene gespeicherte Kennlinie aufweist.
Scheibenstreuer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kennlinie linear ist.
Scheibenstreuer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kennlinie unstetig ist.
Scheibenstreuer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass für jede Streugutsorte, Arbeitsbreite und gegebenenfalls Bauart der Verteilerscheibe
eine Kennlinie für die Einstellung der Parameter des Verteilsystems in Abhängigkeit
des Massenstroms vorgesehen ist.
Scheibenstreuer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kennlinie eine stufenlose Einstellung der Parameter des Verteilsystems
in Abhängigkeit des Massenstroms ermöglichen.
Scheibenstreuer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass bei einer Datenübertragung aus dem Internet der von dem Streuguthersteller
gelieferten Streutabelle für eine bestimmte Düngersorte, Arbeitsbreite
und gegebenenfalls Bauart der Verteilerscheibe auch die Kennlinie
übertragen wird.
Scheibenstreuer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Bestimmung des Massenstroms der Sollmassenstrom, berechnet aus Fahrgeschwindigkeit,
eingegebener Arbeitsbreite und gewünschter Streumenge, herangezogen wird.
Scheibenstreuer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Bestimmung des Massenstroms der Istmassenstrom, gemessen beispielsweise
mittels eines mitfahrenden Massenstrommesssystems oder Wiegesystems herangezogen
wird.
Scheibenstreuer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
dass vor Streubeginn die Anfangs- oder Durchschnittsstreumenge, die Anfangs- oder
Durchschnittsfahrgeschwindigkeit, die Arbeitsbreite und gegebenenfalls die Bauart
der Verteilerscheibe sowie die Streugutsorte am Bedienpult eingegeben werden, die
zugehörige Kennlinie ausgewählt oder automatisch aufgerufen wird und bei
Streubeginn aufgrund dieser Daten die Regeleinheit den zugehörigen Parameter
für das Verteilsystem automatisch einstellt.
Scheibenstreuer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
dass das Verteilsystem eine Einrichtung zur Verstellung des Aufgabepunktes des Streugutes
auf der Verteilerscheibe aufweist.
Scheibenstreuer nach einem der Ansprüche 1 bis 14 mit einem Behälter
mit drehbarer Bodenplatte und integrierter Dosieröffnung, dadurch gekennzeichnet,
dass als Einstellparameter die Drehwinkellage des Bodens gegenüber der Verteilerscheibe
dient.
Scheibenstreuer nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass
Sensoren zur Erfassung des Streuwinkels des die Verteilerscheibe verlassenden Streugutes
und eine Auswerteelektronik vorgesehen sind, die die Einrichtung zur Verstellung
des Aufgabepunktes in Abhängigkeit des für jede Streugutsorte oder Gruppe
von Streugutsorten gespeicherten Soll-Streuwinkels bezogen auf die Arbeitsbreite
und gegebenenfalls die Bauart der Verteilerscheibe einstellen, und dass bei Änderung
des Massenstroms die Einrichtung für die Verstellung des Aufgabepunktes aufgrund
der für diese Streugutsorte oder Gruppe von Streugutsorten gespeicherten Kennlinie
reagiert.
Scheibenstreuer nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine Kennlinie vorgesehen ist, die für kleine Massenströme
den Aufgabepunkt in Drehrichtung der Verteilerscheibe in eine späte Lage und
für große Massenströme in eine frühere Lage einstellt.
Scheibenstreuer nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine weitere Kennlinie vorgesehen ist, die für kleinere Massenströme
den Aufgabepunkt gegen die Drehrichtung der Verteilerscheibe in eine frühere
und für große Massenströme in eine spätere Lage einstellt.
Scheibenstreuer nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Erstellung der Kennlinie einer unbekannten Streugutsorte bei wenigstens
zwei unterschiedlichen Massenströmen die Parameter für die Einstellung
des Aufgabepunktes für eine präzise Verteilung ermittelt und die jeweiligen
Parameter gespeichert werden, und dass ein Rechner der Regeleinheit daraus die Kennlinie
errechnet und speichert.
Scheibenstreuer nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
dass bei einem Zweischeibenstreuer zwei Aktuatoren für die Einstellung der
Dosiermenge und zwei Aktuatoren für die Verstellung des Aufgabepunktes vorgesehen
sind.
Scheibenstreuer nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet,
dass die Aktuatoren eine Lagerückmeldung aufweisen.
Scheibenstreuer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
dass bei einem Verteilsystem, bei dem die Einstellung auf verschiedene Streugutsorten,
Arbeitsbreiten und Massenströme durch Verstellung der Neigung der Verteilerscheiben
bzw. des gesamten Streuers erfolgt, der aus der Kennlinie gewonnen Parameter der
Neigungswinkel der Verteilerscheiben gegenüber der Horizontalebene ist.
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