DE102011108480B4

DE102011108480B4 - Feldspritze mit Schwingungskompensation an einer Feldspritzleitung

Info

Publication number: DE102011108480B4
Application number: DE201110108480
Authority: DE
Inventors: Erhard WISSLER
Original assignee: CARBOFIBRETEC GmbH
Current assignee: Carbovation De GmbH
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2011-07-25
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2031-07-26
Also published as: DE102011108480A1

Abstract

Die Erfindung betrifft Feldspritze (1) zum Ausbringen von einem spritzmittelartigen Gut, wie einem Pflanzenschutzmittel oder einem Düngemittel, auf einen Erdboden, mit einem Gestänge (2) und einer mit dem Gestänge (2) verbundenen Leitung (3), die sich von einem Guteinleitbereich (4) bis zu einem endnahen Bereich des Gestänges (2) erstreckt, wobei die Leitung (3) mehrere Auslässe zum Auswerfen des Guts aufweist, die jeweils mit einer Düse (5) in Wirkzusammenhang stehen, wobei eine Messeinrichtung enthalten ist, die die Auslenkung des Gestänges (2) relativ zu einer schwingungsfreien, theoretischen Sollposition erfasst und zum Melden dieser Information an einen Controller (7) ausgelegt ist, wobei der Controller (7) zum regelnden oder steuernden Eingreifen auf zumindest eine der Düsen (5) ausgelegt ist, um in Abhängigkeit von der Auslenkung des Gestänges (2) die Ausbringmenge des Guts an dieser Düse (5) zu beeinflussen, wobei die Messeinrichtung Mittel aufweist, die zum Erfassen der Absolutposition der Leitung (3) relativ zu dem Erdboden ausgelegt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Feldspritze zum Ausbringen von einem spritzmittelartigem Gut, wie einem Pflanzenschutzmittel oder einem Düngemittel, mit einem Gestänge und einer mit dem Gestänge verbundenen Leitung, die sich von einem Guteinleitbereich bis zu einem endnahen Bereich des Gestänges erstreckt, wobei die Leitung mehrere Auslässe zum Auswerfen des Guts aufweist, die jeweils mit einer Düse in Wirkzusammenhang stehen, wobei eine Messeinrichtung enthalten ist, die die Auslenkung des Gestänges relativ zu einer schwingungsfreien, theoretischen Sollposition erfasst und zum Melden dieser Information an einen Controller ausgelegt ist, wobei der Controller zum regelnden oder steuernden Eingreifen auf zumindest eine der Düsen ausgelegt ist, um in Abhängigkeit von der Auslenkung des Gestänges die Ausbringmenge des Guts an dieser Düse zu beeinflussen.
Statt Pflanzenschutzmittel oder Düngemittel kann das Gut natürlich auch eine andere Aufgabe übernehmen. Insbesondere kann das Gut ein Insektizid sein. Das Gut kann in einer flüssigen, staubförmigen oder körnigen Konsistenz vorhanden sein.
Spritzen haben in den letzten Jahren an Arbeitsbreite rapide zugenommen. Während noch vor zehn Jahren ca. 24 m das obere Arbeitsbreitensegment abdeckte, sind es heute schwerpunktmäßig 36 m, in Einzelfällen auch 45 m und darüber. Mit zunehmender Arbeitsbreite nimmt ein Problem jedoch überproportional zu. Dieses Problem ist durch das Aufschwingen der Feldspritze, insbesondere eines Auslegers der Feldspritze im Einsatz bedingt. Die Ursachen liegen in den Lenkbewegungen des Träger- oder Zugfahrzeuges, Unebenheiten der Ackeroberfläche und/oder einer Beschleunigung des Träger- oder Zugfahrzeugs.
Unterstützt wird diese negative Ausgangssituation zusätzlich durch die größeren, beschleunigten Massen aufgrund der heutzutage vorherrschenden größeren Arbeitsbreiten. Diese Schwingungen und die daraus resultierenden Kräfte auf die Anlenkungen im Mittelteil der Feldspritze sind ab etwa 15 bis 20 m Arbeitsbreite so hoch, dass sie vom Mittelteil nicht mehr abgefangen werden können. Darum findet man bei solchen Feldspritzen um die vertikale Achse angebrachte Drehpunkte, welche die Schwingungen aufnehmen können. Sogenannte „Silent-Blöcke” oder Gasdruck-/Hydraulikdämpfer versuchen die Schwingungen zu kompensieren. Dies gelingt jedoch bei größeren Arbeitsbreiten nicht mehr ausreichend gut, sodass hier andere Ansätze gewählt werden müssen. Es soll nämlich gerade eine präzisere Applikation von Pflanzenschutzmitteln möglich werden.
Für die Verteilung von Pflanzenschutzmitteln hat das Schwingungsverhalten der Feldspritze gravierende Nachteile. Die Verteilung in Fahrtrichtung stellt sich in einer Sinuskurve dar, die je nach Schwingungsfrequenz, bspw. 0,5 bis 2 Hz, Auslenkungen aufgrund der Schwingung, bspw. 0,5 bis 1,5 m, und dem Abstand der Düsen von einem neutralen Mittelpunkt eine Abweichung vom Sollwert von bis zu ±60% betragen kann. Die Zulassungsvoraussetzungen von Feldspritzen erfordern jedoch bei einer Querverteilung eine maximale Abweichung vom Sollwert von ±5% bzw. ±10%. Das Schwingungsverhalten ist für den Start von der Bauart der Feldspritze beeinflusst, aber bei allen Spritzen zu beobachten.
Die bei der Horizontalverteilung geforderten Genauigkeiten können bei der Längsverteilung bei keiner Spritze erreicht werden. Dieser Umstand stellt aus Anwendersicht eine erhebliche Verschwendung von auszubringendem Gut, insbesondere Pflanzenschutzmittel dar und ist unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit und Umweltbelastung nicht zu vertreten.
Aus dem Stand der Technik, bspw. der DE 10054285 ist auch grundsätzlich bekannt, dass eine ungleichmäßige Spritzverteilung auf der Bodenoberfläche dadurch ausgeglichen werden kann, dass die von einer Messeinrichtung ermittelten Werte der Auslenkung dazu benutzt werden, die Dosiereinrichtung, welche die Ausbringmenge über in dem Verteilergestänge angebrachten Düsen beeiflusst, so anzusteuern, dass der Spritzmengenauslass an den einzelnen Düsen oder Gruppen von Düsen so verringert oder vergrößert wird, dass eine gleichmäßige Spritzmittelverteilung auf der Bodenoberfläche erreicht wird. Hierzu wird im Stand der Technik eine optoelektronische Messeinrichtung verwendet.
Allerdings sind solche optoelektronischen Messmittel relativ ungenau und auch kostenintensiv.
Aus dem Stand der Technik, etwa der JP 2006271320 A , ist auch ein Controller für Landmaschinen bekannt. Ein mobiles landwirtschaftliches Großspritzgerät ist ferner aus der DE 33 41 967 A1 bekannt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aufgezählten Nachteile zu vermeiden und eine präzisere und kostengünstigere Applikation von auszubringendem Gut möglich zu machen.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Eine solche Feldspritze weist die Messeinrichtung Mittel auf, die zum Erfassen der Absolutposition der Leitung relativ zu dem Erdboden ausgelegt ist und über den Controller das Austrittscharakteristikum an der Düse so eingestellt wird, dass sich eine gleichmäßige Ausbringung des spritzmittelartigen Guts auf den Erdboden ergibt. Es wird dadurch direkt die um den Einfluss der Fahrgeschwindigkeit der Feldspritze bereinigte Position des Gestänges, und damit auch der an ihr befestigten Leitung bzw. der Austrittsöffnungen in der Leitung bestimmt. Diese Lage- oder Positionsinformation wird dann zur Steuerung oder zur Regelung des an der jeweiligen Austrittsöffnung auszustoßenden Guts eingesetzt.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn die Mittel zum vortriebsgeschwindigkeitsbereinigten direkten Erfassen der Schwingung der Leitung relativ zum Erdboden ausgelegt sind.
Auch ist es von Vorteil, wenn die Messeinrichtung einen Beschleunigungssensor umfasst oder mehrere Beschleunigungssensoren umfasst. Auf diese Weise wird der Nutzer der Feldspritze in die Lage versetzt, die Ausbringmenge an die vorliegenden Schwankungen anzupassen und eine konstante Ausbringmenge über Grund zu erzielen. Ferner wird die Genauigkeit beim Ausbringen erhöht, was der Präzision zugutekommt.
Es ist ferner von Vorteil, wenn die Beschleunigungssensoren am und/oder im Gestänge angebracht sind. Eine besonders robuste und präzise Feldspritze ist dann die Folge.
Um ein besonders breites Arbeitsspektrum und Anwendungsgebiet möglich zu machen, ist es von Vorteil, wenn die Feldspritze als selbstfahrendes oder gezogenes landwirtschaftliches Gerät ausgebildet ist. D. h., dass die Feldspritze dabei als angebautes, aufgebautes, gezogenes oder selbst fahrendes Gerät aufgebaut sein kann.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist auch dadurch gekennzeichnet, dass das Gestänge so breit ist, in Fahrtrichtung der Feldspritze gesehen, dass eine Arbeitsbreite von bis zu 50 m erreicht ist, vorzugsweise zwischen 36 m bis 45 m. Dadurch kann bei nur wenigen Arbeitszyklen eine besonders große Fläche bearbeitet werden und die Flächenleistung erhöht sich dadurch.
Die Präzision der Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln verbessert sich, wenn die geregelten oder gesteuerten Düsen oder Düsenstöcke einzelnen angeordnet sind oder eine Gruppenanordnung von mehreren einzeln gesteuerten Düsen in einzelnen Düsenstöcken aufweist. Es wird dadurch möglich, bspw. mittels eines oder mehrerer Düsenstöcke eine variable Teilbreitenregelung vorzunehmen.
Wenn der Controller zum gleichartigen Regeln oder Ansteuern mehrerer Düsen ausgelegt ist, wird dieser Aspekt noch weiter verbessert. Das Ausbringen von zu viel oder zu wenig Gut wird dadurch verhindert.
Eine vorteilhafte Variante ist auch dadurch gekennzeichnet, dass das Gestänge teilweise, überwiegend oder vollständig aus Leichtmetallwerkstoffen und/oder Faserverbundwerkstoffen aufgebaut ist. Das Gesamtgewicht der Feldspritze, im Wesentlichen bestimmt durch das Gestänge, verringert sich dadurch. Die vorliegenden Schwingungen sind dann geringer.
Es ist ferner von Vorteil, wenn als Faserverbundwerkstoffe Kohlefaser, Glasfaser und/oder Aramidfaser sowie Mischungen dieser Faserarten verwendet sind.
Auch ist es von Vorteil, wenn der Controller zum Versenden elektrischer oder elektronischer Impulse ausgelegt ist, da dann auf herkömmliche Regelelemente zurückgegriffen werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend auch mithilfe einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung ist eine erste Ausführungsform dargestellt. Es zeigen:
1 eine Ansicht von oben auf eine gezogene Feldspritze und
2 eine Ansicht von der Seite auf die Feldspritze.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Feldspritze 1 dargestellt. Es sind dabei solche Varianten einsetzbar, die ein Gestänge 2 mit einer Leitung 3 ohne ein Fass (Brühebehälter) aufweisen und solche, die eine als Anhänger ausgeführte Spritze aufweisen.
Die Feldspritze 1 in 1 ist nach der ersten Art ausgebildet und weist ein Gestänge 2 auf, welches eine Leitung 3 beinhaltet. Die Leitung 3 weist einen Guteinleitbereich 4 auf und mehrere Düsen 5. Schematisch ist auch an mehreren Stellen ein Beschleunigungssensor 6 vorgehalten. Die Beschleunigungssensoren 6 sind mit einem Controller 7 verbunden, wie in 2 angedeutet, wobei der Controller regelnd oder steuernd auf die Düse 5 zugreift. Die Düse 5 wird so geregelt oder gesteuert, dass sich der Querschnitt der Düse verändert und mehr oder weniger auszubringendes Gut durch die Düse wie in 2 angedeutet, ausgestoßen wird.
In den 1 und 2 ist die Fahrtrichtung der Feldspritze mit den Pfeilen 8 symbolisiert. Die Feldspritze 1 ist als gezogene Feldspritze ausgebildet, kann jedoch auch als „Selbstfahrer” ausgebildet sein.
Das Gestänge 2 ist aus Faserverbundmaterial, wie Kohlefaser, Glasfaser oder Aramidfaser aufgebaut. Die Feldspritze wird dadurch steifer und schwingungsärmer. Eine höhere Bauteilsteifigkeit ist die Folge.
Durch die erfindungsgemäße mechatronische Steuerung wird eine präzisere Ausbringung von Pflanzenschutzmittel möglich.
Es wird von der die Beschleunigungssensoren umfassenden Messeinrichtung direkt der Versatz einer Austrittsöffnung für das auszubringende Gut zu einem durch die Fahrtrichtung 8 und die Fahrgeschwindigkeit bestimmten Zeitpunkt bestimmt. Es ist also die Information vorhanden, wo sich jede Austrittsöffnung gerade befindet, wo Sie bei fehlender Schwingung sein sollte und wo sie vorher war.
Dadurch kann zu jedem Zeitpunkt in Abhängigkeit von dieser Information an jeder einzelnen Düse 5 ein solches Austrittscharakteristikum eingestellt werden, dass sich eine beispielsweise gleichmäße Düngung des Erdboden ergibt.
Bezugszeichenliste

1: Feldspritze
2: Gestänge
3: Leitung
4: Guteinleitbereich
5: Düse
6: Beschleunigungssensor
7: Controller
8: Fahrtrichtung

Claims

Feldspritze (1) zum Ausbringen von einem spritzmittelartigen Gut, wie einem Pflanzenschutzmittel oder einem Düngemittel, auf einen Erdboden, mit einem Gestänge (2) und einer mit dem Gestänge (2) verbundenen Leitung (3), die sich von einem Guteinleitbereich (4) bis zu einem endnahen Bereich des Gestänges (2) erstreckt, wobei die Leitung (3) mehrere Auslässe zum Ausbringen des Guts aufweist, die jeweils mit einer Düse (5) in Wirkzusammenhang stehen, wobei eine Messeinrichtung enthalten ist, die die Auslenkung des Gestänges (2) relativ zu einer schwingungsfreien, theoretischen Sollposition erfasst und zum Melden dieser Information an einen Controller (7) ausgelegt ist, wobei der Controller (7) zum regelnden oder steuernden Eingreifen auf zumindest eine der Düsen (5) ausgelegt ist, um in Abhängigkeit von der Auslenkung des Gestänges (2) die Ausbringmenge des Guts an dieser Düse (5) zu beeinflussen, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung Mittel aufweist, die zum Erfassen der Absolutposition der Leitung (3) relativ zu dem Erdboden ausgelegt ist und über den Controller (7) das Austrittscharakteristikum an der Düse (5) so eingestellt wird, dass sich eine gleichmäßige Ausbringung des spritzmittelartigen Guts auf den Erdboden ergibt.
Feldspritze (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum vortriebsgeschwindigkeitsbereinigten direkten Erfassen der Schwingung der Leitung (3) relativ zum Erdboden ausgelegt sind.
Feldspritze (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung einen oder mehrere Beschleunigungssensoren (6) umfasst.
Feldspritze (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungssensoren (6) am und/oder im Gestänge (2) angebracht sind, insbesondere in äußeren endnahen Bereichen des sich horizontal erstreckenden Gestänges (2).
Feldspritze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldspritze (1) als selbstfahrendes oder gezogenes landwirtschaftliches Gerät ausgebildet ist.
Feldspritze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestänge (2) so breit ist, in Fahrtrichtung (8) der Feldspritze (1) gesehen, dass eine Arbeitsbreite von bis zu 50 m erreicht ist, vorzugsweise zwischen 36 m bis 45 m.
Feldspritze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die geregelte oder gesteuerte Düse (5) einen einzelnen Düsenkörper oder eine Gruppenanordnung von mehreren Düsen in einem Düsenkörpern aufweist.
Feldspritze (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (7) zum gleichartigen Regeln oder Ansteuern mehrerer Düsen (5) ausgelegt ist.
Feldspritze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestänge (2) teilweise, überwiegend oder vollständig aus Leichtbauwerkstoffen und/oder Faserverbundwerkstoffen aufgebaut ist.
Feldspritze (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Faserverbundwerkstoffe Kohlefaser, Glasfaser und/oder Aramidfaser sowie Mischungen dieser verwendet sind.
Feldspritze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (7) zum Versenden elektrischer oder elektronischer Impulse ausgelegt ist.
Feldspritze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beschleunigungssensor (6) einer Düse (5) zugeordnet ist und/oder je einer von mehreren Beschleunigungssensoren (6) je einer von mehreren Düsen (5) zugeordnet ist.