DE102013221468A1

DE102013221468A1 - Motorisch faltbares Spritzgestänge sowie Verfahren zum motorischen Ein- und Ausklappen eines solchen Spritzgestänges

Info

Publication number: DE102013221468A1
Application number: DE201310221468
Authority: DE
Inventors: Theodor Leeb; Florian Zink
Original assignee: Horsch Leeb Application Systems GmbH
Current assignee: Horsch Leeb Application Systems GmbH
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2015-04-23

Abstract

Es ist ein motorisch faltbares Spritzgestänge (12) zur Ausbringung und Verteilung von Flüssigkeiten sowie ein Verfahren zu dessen Verschwenkung und/oder Klappung offenbart. An einem Trägerfahrzeug (10) ist ein Mittelteil (22) und zwei daran gelenkig befestigte Auslegerarmen (14, 16) angeordnet, die jeweils wenigstens zwei gelenkig miteinander verbundene, zwischen einer gefalteten Transportlage und einer gestreckten Betriebslage zueinander bewegliche Abschnitte (18) aufweisen, deren Gelenken (20) jeweils Winkel- und/oder Lagesensoren (24) zur Erfassung eines relativen Schwenkwinkels (α, β) zwischen benachbarten Abschnitten (18) sowie Schwenkantriebe (26) zur relativen Verschwenkung jeweils benachbarter Abschnitte (18) zugeordnet sind. Die Winkel- und/oder Lagesensoren (24) sowie die Schwenkantriebe (26) sind jeweils mit einer zentralen Steuereinrichtung zur lage- bzw. winkelabhängigen Geschwindigkeitssteuerung der Antriebe (26) gekoppelt. In der Steuereinrichtung ist ein Steuerprogramm zur Generierung von Stellsignalen für die Schwenkantriebe (26) für eine annähernd synchrone und winkelsymmetrische Steuerung der Klappvorgänge der einzelnen Abschnitte (18) implementiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein motorisch faltbares Spritzgestänge zur Ausbringung und Verteilung von Flüssigkeiten mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum motorisch aktivierten Ein- und/oder Ausklappen eines derartigen motorisch faltbaren Spritzgestänges mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs.
Motorisch faltbare Spritzgestänge, die der Ausbringung und Verteilung von Flüssigkeiten wie Spritzmitteln dienen, werden in der Landwirtschaft in vielfältiger Weise eingesetzt. Normalerweise umfassen solche Spritzgestänge ein an einem Trägerfahrzeug angeordnetes Mittelteil und zwei daran gelenkig befestigte symmetrische Auslegerarme, die normalerweise jeweils unterteilt sind, so dass sie für Transportfahrten kompakt zusammengefaltet und für ihren Einsatz auf dem Feld auseinander gefaltet werden können. Dieses Auseinander- und Zusammenfalten erfolgt normalerweise mit Hilfe geeigneter Antriebseinrichtungen, bspw. mittels hydraulischer Linearantriebe, die jeweils zwischen den gelenkig verbundenen Abschnitten der Auslegerarme gelagert sind.
Im Interesse einer schnellen Einsatzfähigkeit nach einer Überführungsfahrt sollten die Auslegerarme in möglichst kurzer Zeit auseinander gefaltet werden. Zudem ist es wünschenswert, die Auslegerarme nach ihrem Einsatz in sehr kurzer Zeit wieder in die Transportlage zu bringen. Beide Bewegungsarten erfordern jeweils eine möglichst hohe Faltgeschwindigkeit, um entweder die Transportlage oder die Betriebslage in möglichst kurzer Zeit zu erreichen. Allerdings können die Faltgeschwindigkeiten für die Segmente der Auslegerarme nicht beliebig erhöht werden, da ansonsten aufgrund der ausgeprägten Massenträgheiten Beschädigungen in den Gelenken und/oder den Segmenten der Auslegerarme drohen. Hinzu kommt, dass es möglich sein muss, den Klappvorgang jederzeit aktiv durch den Bediener zu unterbrechen, bspw. bei auftretenden Störungen. Hierbei werden die bewegten Massen normalerweise durch den Einsatz von sog. Schwarz/Weiß-Ventilen abrupt gestoppt, was jedoch zu sehr großen Druckspitzen in den Klappzylindern und zu plötzlichen Bewegungsänderungen führt, die bei den sehr langen Auslegerarmen zu Verformungen oder anderen Überlastungserscheinungen führen können.
Um diese Druckspitzen zu vermeiden, und um auch die mechanischen Belastungen bei Erreichen der jeweiligen Endanschläge zu reduzieren, gibt es Verfahren zum kontinuierlich beschleunigten Klappen beim Beginn eines Schwenkvorganges und zum allmählich gebremsten Klappen kurz vor Beendigung eines Schwenkvorganges.
Ein Verteilergestänge für eine landwirtschaftliche Spritzvorrichtung mit variabler Faltgeschwindigkeit ist aus der EP 2 510 784 A1 bekannt. Das Verteilergestänge weist in bekannter Weise mehrere Gestängeabschnitte auf, die gelenkig miteinander verbunden sind und jeweils mittels motorischer Stellelemente in eine erste und eine zweite Klappstellung bringbar sind. Im Bereich der Gelenke sind Sensorelemente zur Erfassung der Position der zueinander einklappbaren Gestängeabschnitte angeordnet, die jeweils Positionssignale erzeugen und an eine Steuervorrichtung liefern. Diese Steuervorrichtung steuert in Abhängigkeit der gelieferten Positionssignale die motorischen Stellelemente an. Im Interesse eines schnellen und schonenden Klappvorganges in jedem Gelenk erfassen die Sensorelemente jeweils mehrere Positionssignale zwischen den jeweiligen Endlagensignalen und übermitteln diese an die Steuervorrichtung. Die Klappgeschwindigkeiten werden nicht konstant gehalten, sondern derart variiert, dass zu Beginn des Klappvorganges eine Beschleunigungsphase der Klappbewegung und zum Ende des Kappvorganges eine Verzögerungsphase der Klappbewegung vorgesehen ist. Dies wird durch entsprechend variable Stellgeschwindigkeiten der motorischen Stellelemente erreicht.
Diese gedämpften und dennoch sehr schnellen Klappbewegungen, welche die mechanischen Belastungen der Spritzgestänge reduzieren können, lassen jedoch das Problem der für manche Einsatzzwecke unzureichenden Klappgeschwindigkeiten offen.
Bei mehrteiligen Gestängen ist es bekannt, ein annähernd gleichmäßiges und damit zeitgleiches Ausklappen der kompletten Segmente mit Hilfe von festinstallierten Drosseln im Hydraulikkreis zu gewährleisten. Aufgrund von unbeeinflussbaren Störgrößen können diese gleichmäßigen Klappbewegungen in der Praxis jedoch kaum jemals dauerhaft gewährt werden. Solche Störgrößen sind bspw. Temperaturschwankungen, die einen Einfluss auf die Ölviskositäten der Hydraulikflüssigkeiten haben. Weitere Störgrößen sind unterschiedliche Reaktionskräfte im Gestänge, bspw. beim Klappen am Seitenhang, wo die Schwerkraft einen deutlichen Einfluss auf die Widerstände im Gestänge und damit auf die jeweiligen Klappgeschwindigkeiten haben kann.
Um die genannten Nachteile zu vermeiden und um einen möglichst schnellen Klappvorgang bei mehrteiligen landwirtschaftlichen Spritzgestängen zu ermöglichen, besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in einer Verbesserung und Optimierung des Klappvorganges, insbesondere durch Abstimmung der Bewegungsabläufe der Mehrzahl von miteinander gelenkig verbundenen Abschnitten der beiden Auslegerarme des Spritzgestänges.
Das genannte Ziel der Erfindung wird einerseits durch ein motorisch faltbares Spritzgestänge zur Ausbringung und Verteilung von Flüssigkeiten mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 erreicht. Dieses erfindungsgemäße Spritzgestänge kann insbesondere in der Landwirtschaft zur flächigen und weitgehend gleichmäßigen Ausbringung von Wirkflüssigkeiten eingesetzt werden. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
Das erfindungsgemäße motorisch faltbare Spritzgestänge weist üblicherweise ein an einem Trägerfahrzeug angeordnetes Mittelteil und zwei daran gelenkig befestigte Auslegerarme auf, die normalerweise symmetrisch ausgestaltet sind, und die jeweils wenigstens zwei, ggf. auch drei oder mehr gelenkig miteinander verbundene, zwischen einer gefalteten Transportlage und einer gestreckten Betriebslage zueinander bewegliche Abschnitte aufweisen. Der Mittelteil kann wahlweise schwenkbar um eine Fahrzeuglängsachse ausgebildet sein, um bspw. eine Hangneigung bei neigungsparallelen Fahrten ausgleichen zu können. Den Gelenken, welche die zwei, drei oder mehr Abschnitte der jeweiligen Auslegerarme gelenkig und schwenkbar miteinander verbinden, sind jeweils Winkel- und/oder Lagesensoren zur Erfassung eines relativen Schwenkwinkels zwischen benachbarten Abschnitten sowie Schwenkantriebe zur relativen Verschwenkung jeweils benachbarter Abschnitte zugeordnet. Üblicherweise ermöglichen die Gelenke zwischen den Abschnitten jedes Auslegerarmes eine Schwenk- bzw. Klappbewegung um eine Vertikalachse, und zwar um einen Schwenkwinkel von ca. 180 Grad. In diesem Zusammenhang ist allerdings darauf hinzuweisen, dass die am Mittelteil angelenkten Abschnitte in der Praxis einen geringeren Schwenkwinkel aufweisen, der in der Regel bei ca. 90 Grad liegt, da die eingeklappten und mehrfach gefalteten Auslegerarme in aller Regel parallel zur Fahrzeuglängsrichtung bzw. zur Fahrtrichtung an den Längsseiten des Fahrzeugs angelegt sind.
Weiterhin sind die Winkel- und/oder Lagesensoren sowie die Schwenkantriebe mit einer zentralen Steuereinrichtung zur lage- bzw. winkelabhängigen Geschwindigkeitssteuerung der Antriebe und damit des jeweiligen Klappvorganges gekoppelt. Auf diese Weise liefern die Sensoren permanent Werte über die jeweiligen Klappzustände in den einzelnen Gelenken. Zudem ist in der Steuereinrichtung ein Steuerprogramm zur Generierung von Stellsignalen für die Schwenkantriebe für eine annähernd synchrone und winkelsymmetrische Steuerung der Klappvorgänge der einzelnen Abschnitte implementiert. Das Steuerprogramm der Steuereinrichtung sorgt durch die entsprechende Signalversorgung der Antriebe für weitgehend synchrone Klappbewegungen der einzelnen Abschnitte, wodurch diese annähernd gleichzeitig die vorgesehenen Endlagen bzw. Endanschläge erreichen, was insgesamt zu optimierten Klappvorgängen und minimierten Klappzeiten führt, da alle Gelenke jeweils gleichzeitig ihre Endlagen erreichen, ohne dass einzelne Gelenke zeitlich den Bewegungen anderer Gelenke nachhängen. Diese winkelsynchronen und sehr schnellen Klappbewegungen können unabhängig von allen denkbaren Störgrößen wie Temperaturunterschieden, schwergängigen Gelenken, Einflüssen der Schwerkraft bei Klappvorgängen eines schräg oder am Hang stehenden Fahrzeugs bzw. Spritzgestänges etc. gewährleistet werden, da jederzeit eine Regelung der Stellkräfte der jeweiligen Stellantriebe in Abhängigkeit von den Sensorsignalen der Winkelsensoren und den jeweiligen Zeitvorgaben bzw. den Vorgaben der Synchronität der Mehrzahl von Gelenken ermöglicht ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Spritzgestänge sind die Schwenkantriebe sinnvollerweise jeweils durch hydrostatisch betriebene Linear- und/oder Drehmotoren gebildet, deren Antriebsgeschwindigkeiten jeweils auf Grundlage der Stellsignale des von der Steuereinrichtung generierten Steuerprogramms steuerbar sind. Wahlweise können auch elektrische Antriebsmotoren o. dgl. zum Einsatz kommen. Dabei können jeweils gleiche Stellsignale für symmetrisch angeordnete Bereiche bzw. Abschnitte der beiden Auslegerarme generiert werden. Aufgrund der Regelvorgabe jeweils annähernd gleicher Stellgeschwindigkeiten kann es jedoch bei unterschiedlichen Antriebskräften erforderlich sein, die verschiedenen Antriebsmotoren mit jeweils unterschiedlichen Steuersignalen zu beaufschlagen. Zudem kann es von Vorteil und wahlweise vorgesehen sein, dass die Stellsignale für die Ansteuerung der Drehantriebe jeweils in Abhängigkeit von einer Nähe zur gefalteten Transportlage sowie zur gestreckten Betriebslage modulierbar sind, insbesondere zur Reduzierung der Antriebsgeschwindigkeiten in Nähe der jeweiligen Endlagen der Auslegerarme des Spritzgestänges. D.h., jede Stellbewegung beginnt mit langsamer Stellgeschwindigkeit, die sich gleichmäßig zu einer relativ hohen Stellgeschwindigkeit steigert. Sobald der Klappvorgang an sein Ende kommt, wird die Klappung nicht plötzlich beendet, sondern sanft abgebremst. Beides verhindert Beschädigungen oder Verformungen aufgrund schlagartiger hoher Gestängebelastungen.
Die Winkelsensoren, welche die Klappwinkel in den Gelenken erfassen, können bspw. durch sog. Winkelpotentiometer erfasst werden. Zahlreiche andere Sensorbauarten sind jedoch möglich, so bspw. optische Sensoren, Lichtschranken oder auch bspw. Linearpotentiometer, die über Hebelgestänge mit den klappbaren Gestängesegmenten verbunden sind. Eine möglichst einfache Regelung kann dadurch gewährleistet werden, indem für jedes Klappsegment jeweils ein proportional ansteuerbares Hydraulikventil zum Einsatz kommen kann, über das die Stellelemente angesteuert werden. Wahlweise kann vorgesehen sein, dass jede Seite des Spritzgestänges, d.h. jeder Auslegerarm, unabhängig vom anderen gesteuert wird und über einen eigenen Ventilsatz verfügt. Aus Vereinfachungsgründen kann jedoch auch vorgesehen sein, dass sich die linke und die rechte Seite jeweils ein Ventil teilen.
Die Erfindung ermöglicht sehr hohe Klappgeschwindigkeiten, was dem Benutzer den Vorteil sehr geringer Klappzeiten und damit auch kurzer Standzeiten liefert. Zudem sorgt ein langsames und sanftes Beschleunigen und Verzögern zu Beginn, während des Klappvorganges, bei Unterbrechungen und am Ende des Klappens dafür, dass Beschädigungen durch schnelles Klappen weitgehend ausgeschlossen sind. Die Regelung der Geschwindigkeit erfolgt durch entsprechende Regelgrößen bzw. durch Rampenfunktionen. Es wird eine hohe Sicherheit erreicht, da Fehlbedienungen ausgeschlossen sind. Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit des gleichzeitigen Klappens von allen Gestängesegmenten auch bei einer hohen Anzahl an Segmenten und damit die erreichbare Minimierung der Klappgeschwindigkeit. Die Maschinen- und Antriebsteile sowie auch die Hydraulikversorgung eines Trägerfahrzeuges werden geschont, da Druckspitzen im Hydrauliksystem vermieden werden. Auch ein hartes Aufschlagen auf Endanschläge und die Einleitung großer Kräfte in die Gestängestruktur werden unterbunden.
Zur Erreichung des oben genannte Ziels der Erfindung wird weiterhin ein Verfahren zum motorisch aktivierten Ein- und/oder Ausklappen eines motorisch faltbaren Spritzgestänges mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens finden sich in den jeweiligen abhängigen Verfahrensansprüchen. So bezieht sich das erfindungsgemäße Verfahren auf das motorisch aktivierte Ein- und/oder Ausklappen eines motorisch faltbaren Spritzgestänges, das zwei symmetrische Auslegerarme aufweist, die jeweils wenigstens zwei (oder auch drei oder mehr) gelenkig miteinander verbundene Abschnitte aufweisen. Hierbei werden aktuelle Schwenkwinkel zwischen dem Mittelteil und daran grenzenden Abschnitten sowie zwischen aneinander grenzenden Abschnitten erfasst und in einer zentralen Steuereinrichtung verarbeitet. Die Steuereinrichtung generiert daraus Stellsignale für Schwenkantriebe, die jeweils den einzelnen Gelenken zwischen den Abschnitten und/oder diesen und dem Mittelteil zugeordnet sind. Gemäß der Erfindung sind die Stellsignale für die jeweiligen Stellantriebe derart aufeinander abgestimmt, dass die jeweiligen Klappvorgänge annähernd synchron und winkelsymmetrisch ablaufen. Auf diese Weise wird ein materialschonendes und sehr schnelles Klappen solcher Spritzgestänge ermöglicht.
Variable Antriebsgeschwindigkeiten der jeweils durch hydrostatisch angetriebene Linear- und/oder Drehmotoren gebildeten Schwenkantriebe können jeweils auf Grundlage der Stellsignale des von der Steuereinrichtung generierten Steuerprogramms gesteuert werden. Auch andere Antriebsvarianten sind denkbar, bspw. elektrische Linear- oder Drehmotoren. Vorzugsweise werden jeweils gleiche Stellsignale für symmetrisch angeordnete Bereiche bzw. Abschnitte der beiden Auslegerarme generiert, wodurch insgesamt minimierte Stellgeschwindigkeiten erzielbar sind.
Darüber hinaus kann es bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens von Vorteil sein, wenn die Stellsignale für die Ansteuerung der Drehantriebe jeweils in Abhängigkeit von einer Nähe zur gefalteten Transportlage sowie zur gestreckten Betriebslage moduliert werden. Hierbei können die Stellsignale für die Ansteuerung der Drehantriebe bspw. derart moduliert werden, dass die Antriebsgeschwindigkeiten in Nähe der jeweiligen Endlagen der Auslegerarme des Spritzgestänges reduziert werden, wodurch sanfte Anfahr- und Verzögerungsrampen hinsichtlich der Schwenkgeschwindigkeiten realisiert sind. So sieht eine Variante des Verfahrens vor, dass die Antriebsgeschwindigkeiten jeweils mit Geschwindigkeitsrampen definierter und/oder variabler Steigung über den Verlauf eines Schwenkvorganges zwischen den Endlagen gesteuert und/oder geregelt werden. Zudem kann es von Vorteil sein, wenn die Antriebsgeschwindigkeiten jeweils mit Geschwindigkeitsrampen definierter und/oder variabler Steigung über den Verlauf eines Schwenkvorganges zwischen unterschiedlichen Ruhelagen, verschieden von den Endlagen, gesteuert und/oder geregelt werden.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
1 zeigt zwei schematische Ansichten eines landwirtschaftlichen Trägerfahrzeuges mit einem Spritzgestänge, das sich in einer Betriebslage für eine Feldfahrt zum Ausbringen von flüssigem Spritzmittel befindet.
2 zeigt insgesamt fünf schematische Ansichten verschiedener Klappzustänge des faltbaren Spritzgestänges.
3 zeigt zwei Detailansichten eines Gelenks zwischen zwei Teilabschnitten eines Auslegerarms des Spritzgestänges sowie einen im Gelenkbereich angeordneten Drehwinkelsensor.
4 zeigt in einem schematischen Diagramm einen typischen Geschwindigkeitsverlauf eines Klappvorganges über dem Klappwinkel.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
Die schematische Rückansicht der 1a sowie die schematische Draufsicht der 1b zeigen ein Trägerfahrzeug 10, das heckseitig ein motorisch faltbares Spritzgestänge 12 mit zwei symmetrisch nach links und rechts ragenden Auslegerarmen 14 und 16 aufweist. Das Spritzgestänge 12 ist in den 1a und 1b in seiner vollständig entfalteten Betriebslage gezeigt, bei der die Auslegerarme 14 und 16 jeweils in gestreckte Positionen gebracht sind, bei der ihre Längserstreckungsrichtungen senkrecht zur Fahrzeuglängsachse ausgerichtet sind.
Das Spritzgestänge 12 kann wahlweise auch zusammengefaltet werden, was in den 2d und 2e gezeigt ist, um das Fahrzeug 10 für den Straßentransport geeignet zu machen. In ausgeklappter Betriebslage (1a, 1b) kann das Spritzgestänge 12 eine Gesamtbreite von deutlich mehr als 20 Metern einnehmen, während es in Transportlage (2d, 2e) kaum über den Fahrzeugumriss hinausragt, womit sichergestellt ist, dass eine für die Fahrt auf öffentlichen Straßen zulässige Transportbreite von drei Metern nicht überschritten wird. Das gezeigte Trägerfahrzeug 10 mit dem daran angeordneten Spritzgestänge 12 kann insbesondere in der Landwirtschaft zur flächigen und weitgehend gleichmäßigen Ausbringung von Wirkflüssigkeiten eingesetzt werden.
Wie es die 2a erkennen lässt, umfasst jeder Auslegerarm 14 bzw. 16 des Spritzgestänges 12 jeweils insgesamt vier Abschnitte 18 auf, die über schwenkbare Gelenke 20 jeweils gelenkig miteinander verbunden sind. Die inneren beiden Abschnitte sind an einem am Trägerfahrzeug 10 befestigten Mittelteil 22 angeordnet. Die beiden gelenkig daran befestigten Auslegerarme 14 und 16 sind nicht nur symmetrisch ausgestaltet, sondern auch in ihren Klappbewegungen symmetrisch, indem ihre gelenkig untereinander verbundenen Teilabschnitte 18 jeweils gleiche bzw. winkelsymmetrische Klappbewegungen um die durch die Gelenke 20 gehenden Vertikalachsen ausführen. Wie die 1a bis 2e zeigen, sind die Teilabschnitte 18 jedes Auslegerarms 14 und 16 zwischen einer gefalteten Transportlage (2d, 2e) und einer gestreckten Betriebslage (1a, 1b) beweglich. Der Mittelteil 22 kann wahlweise schwenkbar um eine Fahrzeuglängsachse ausgebildet sein, um bspw. eine Hangneigung bei neigungsparallelen Fahrten ausgleichen zu können.
Den Gelenken 20, welche die insgesamt vier Abschnitte 18 der jeweiligen Auslegerarme 14 und 16 gelenkig und schwenkbar miteinander verbinden, sind im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils einzelne Winkelsensoren 24 zugeordnet, die der Erfassung eines relativen Schwenkwinkels α und β zwischen jeweils benachbarten Abschnitten 18 dienen. Die Schwenkwinkel α und β sind zur Verdeutlichung jeweils in den 2a, 2b und 2c eingezeichnet, wobei die Winkel α und β im Interesse einer möglichst geringen Gesamtklappzeit normalerweise gleich groß sind. Die 2a zeigt eine beginnende Klappsituation des Spritzgestänges 12, das aus der Betriebslage (1a, 1b) durch Zusammenklappen der Abschnitte 18 in den Gelenken 20 in die Transportlage gebracht werden soll. Die Winkel α und β sind in der Darstellung der 2a nur wenig kleiner als 180 Grad, was der gestreckten bzw. voll ausgefahrenen Lage an ihren ersten Endanschlagen gemäß 1 entspräche. Das Spritzgestänge 12 ist in 2b stärker geklappt, was an den deutlich kleiner gewordenen Winkeln α und β deutlich ablesbar ist. Die Winkel α und β sind in der Darstellung der 2b nur noch wenig größer als jeweils 90 Grad, wogegen sie in der Darstellung der 2c bereits deutlich kleiner als 90 Grad sind.
Die Draufsicht der 2d und die Heckansicht der 2e verdeutlichen das Spritzgestänge 12 in seiner Transportlage, bei dem die Winkel α und β annähernd Null sind, so dass die insgesamt vier Abschnitte 18 jedes Auslegerarms 14 und 16 weitgehend parallel aneinander liegen. Wie es die Draufsicht der 2d erkennen lässt, sind die am Mittelteil 22 anliegenden Abschnitte 18 der Auslegerarme 14 und 18 um einen maximalen Schwenkwinkel von nur 90 Grad verstellbar; die entsprechenden Winkel sind deshalb in den 2a bis 2c nicht eingezeichnet, da sie von den gezeigten Winkeln α und β abweichen.
Um diese Bewegungen der Teilabschnitte 18 jedes Auslegerarms 14 und 16 zu ermöglichen, sind zwischen den Abschnitten 18 jeweils Schwenkantriebe 26 zur relativen Verschwenkung der jeweils benachbarten Abschnitte 18 angeordnet. Sinnvollerweise ermöglichen die Gelenke 20 zwischen den Abschnitten 18 jedes Auslegerarmes 14 und 16 jeweils Schwenk- bzw. Klappbewegungen um vertikale Achsen, und zwar jeweils um Schwenkwinkel α und β von ca. 180 Grad. Außerdem sind die Winkelsensoren 24 bzw. die alternativen Lagesensoren sowie die Schwenkantriebe 26 mit einer zentralen Steuereinrichtung (nicht dargestellt) zur lage- bzw. winkelabhängigen Geschwindigkeitssteuerung der Antriebe 26 und damit des jeweiligen Klappvorganges gekoppelt. Auf diese Weise liefern die Sensoren 24 permanent Werte über die jeweiligen Klappzustände in den einzelnen Gelenken 20. Zudem ist in der Steuereinrichtung ein Steuerprogramm zur Generierung von Stellsignalen für die Schwenkantriebe 26 für eine annähernd synchrone und winkelsymmetrische Steuerung der Klappvorgänge der einzelnen Abschnitte 18 implementiert. Das Steuerprogramm der Steuereinrichtung sorgt durch die entsprechende Signalversorgung der Antriebe 26 für weitgehend synchrone Klappbewegungen der einzelnen Abschnitte 18 mit jeweils annähernd konstanten Klappwinkeln α und β, wodurch diese annähernd gleichzeitig die vorgesehenen Endlagen bzw. Endanschläge erreichen, was insgesamt zu optimierten Klappvorgängen und minimierten Klappzeiten führt, da alle Gelenke 20 jeweils gleichzeitig ihre Endlagen erreichen, ohne dass einzelne Gelenke 20 zeitlich den Bewegungen anderer Gelenke 20 nachhängen.
Die Detailansichten der 3a und 3b zeigen Ausführungsbeispiele für die in den Gelenken 20 angeordneten Winkelsensoren 24, die bspw. durch Drehpotentiometer oder berührungsfrei arbeitende Induktivgeber o. dgl. gebildet sein können. Eine Hebelverbindung 28 kann für die Koppelung der Winkelsensoren 24 mit benachbarten Teilabschnitten 18 des jeweiligen Auslegerarms 14 oder 16 sorgen, wie dies in 3b gezeigt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Spritzgestänge sind die Schwenkantriebe 26 sinnvollerweise jeweils durch hydrostatisch betriebene Linearmotoren gebildet, deren Antriebsgeschwindigkeiten jeweils auf Grundlage der Stellsignale des von der Steuereinrichtung generierten Steuerprogramms steuerbar sind.
Wie es das Diagramm der 4 verdeutlicht, kann es von Vorteil sein, die Stellsignale für die Ansteuerung der Drehantriebe 26 jeweils in Abhängigkeit von einer Nähe zur gefalteten Transportlage sowie zur gestreckten Betriebslage zu modulieren, insbesondere zur Reduzierung der Antriebsgeschwindigkeiten in Nähe der jeweiligen Endlagen der Auslegerarme des Spritzgestänges. Wie es das Diagramm der 4 verdeutlicht, beginnt jede Stellbewegung mit langsamer und ansteigender Stellgeschwindigkeit, d.h. mit einer Geschwindigkeitsrampe 30, bis eine gleichmäßige und konstante Stellgeschwindigkeit 32 erreicht wird. Sobald der Klappvorgang an sein Ende kommt, wird die Klappung nicht plötzlich beendet, sondern über eine Bremsrampe 34 sanft abgebremst. Beides verhindert Beschädigungen oder Verformungen aufgrund schlagartiger hoher Gestängebelastungen.
Will der Benutzer den Klappvorgang unterbrechen, erfolgt dies nicht über einen plötzlichen Stoppvorgang, der wiederum die Gefahr von Beschädigungen mit sich brächte, sondern über eine Bremsrampe 36, die eine negative Steigung aufweist, die weitgehend parallel zur regulären Bremsrampe 34 am Ende des Klappvorganges, d.h. bei Erreichen des minimalen oder maximalen Klappwinkels, entspricht.
Der in 4 gezeigte Geschwindigkeitsverlauf ist vorzugsweise in beide Klapprichtungen jeweils annähernd gleich.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Trägerfahrzeug
12: Spritzgestänge
14: linker Auslegerarm
16: rechter Auslegerarm
18: Abschnitt, Teilabschnitt (des Auslegerarms)
20: Gelenk, Schwenkgelenk
22: Mittelteil
24: Winkelsensor, Drehgeber
26: Schwenkantrieb, Drehantrieb
28: Hebelverbindung
30: Beschleunigungsrampe
32: konstante Stellgeschwindigkeit
34: Bremsrampe
36: Bremsrampe (bei Unterbrechung)
α: erster Schwenkwinkel
β: zweiter Schwenkwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2510784 A1 [0005]

Claims

Motorisch faltbares Spritzgestänge (12) zur Ausbringung und Verteilung von Flüssigkeiten, mit einem an einem Trägerfahrzeug (10) angeordneten Mittelteil (22) und zwei daran gelenkig befestigten Auslegerarmen (14, 16), die jeweils wenigstens zwei gelenkig miteinander verbundene, zwischen einer gefalteten Transportlage und einer gestreckten Betriebslage zueinander bewegliche Abschnitte (18) aufweisen, deren Gelenken (20) jeweils Winkel- und/oder Lagesensoren (24) zur Erfassung eines relativen Schwenkwinkels (α, β) zwischen benachbarten Abschnitten (18) sowie Schwenkantriebe (26) zur relativen Verschwenkung jeweils benachbarter Abschnitte (18) zugeordnet sind, wobei die Winkel- und/oder Lagesensoren (24) sowie die Schwenkantriebe (26) mit einer zentralen Steuereinrichtung zur lage- bzw. winkelabhängigen Geschwindigkeitssteuerung der Antriebe (26) gekoppelt sind, und wobei der Steuereinrichtung ein Steuerprogramm zur Generierung von Stellsignalen für die Schwenkantriebe (26) für eine annähernd synchrone und winkelsymmetrische Steuerung der Klappvorgänge der einzelnen Abschnitte (18) implementiert ist.
Spritzgestänge nach Anspruch 1, bei dem die Schwenkantriebe (26) jeweils durch hydrostatisch betriebene Linear- und/oder Drehmotoren gebildet sind, deren Antriebsgeschwindigkeiten jeweils auf Grundlage der Stellsignale des von der Steuereinrichtung generierten Steuerprogramms steuerbar sind.
Spritzgestänge nach Anspruch 1 oder 2, bei dem jeweils gleiche Stellsignale für symmetrisch angeordnete Bereiche bzw. Abschnitte (18) der beiden Auslegerarme (14, 16) generierbar sind.
Spritzgestänge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Stellsignale für die Ansteuerung der Schwenk- oder Drehantriebe (26) jeweils in Abhängigkeit von einer Nähe zur gefalteten Transportlage sowie zur gestreckten Betriebslage modulierbar sind, insbesondere zur Reduzierung der Antriebsgeschwindigkeiten in Nähe der jeweiligen Endlagen der Auslegerarme (14, 16) des Spritzgestänges (12).
Verfahren zum motorisch aktivierten Ein- und/oder Ausklappen eines motorisch faltbaren Spritzgestänges (12), das zwei symmetrische Auslegerarme (14, 16) aufweist, die jeweils wenigstens zwei gelenkig miteinander verbundene Abschnitte (18) aufweisen, wobei aktuelle Schwenkwinkel (α, β) zwischen einem Mittelteil (22) und daran grenzenden Teilabschnitten (18) der Auslegerarme (14, 16) sowie zwischen aneinander grenzenden Abschnitten (18) erfasst und in einer zentralen Steuereinrichtung verarbeitet werden, welche Steuereinrichtung Stellsignale für Schwenkantriebe (26) generiert, die jeweils den einzelnen Gelenken (20) zwischen den Abschnitten (18) und/oder diesen und dem Mittelteil (22) zugeordnet sind, wobei die Stellsignale für die jeweiligen Stellantriebe (26) derart aufeinander abgestimmt sind, dass die jeweiligen Klappvorgänge annähernd synchron und winkelsymmetrisch ablaufen.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem variable Antriebsgeschwindigkeiten der jeweils durch hydrostatisch angetriebene Linear- und/oder Drehmotoren gebildeten Schwenkantriebe (26) jeweils auf Grundlage der Stellsignale des von der Steuereinrichtung generierten Steuerprogramms gesteuert werden.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem jeweils gleiche Stellsignale für symmetrisch angeordnete Bereiche bzw. Abschnitte (18) der beiden Auslegerarme (14, 16) generiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem die Stellsignale für die Ansteuerung der Schwenk- oder Drehantriebe (26) jeweils in Abhängigkeit von einer Nähe zur gefalteten Transportlage sowie zur gestreckten Betriebslage moduliert werden.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Stellsignale für die Ansteuerung der Schwenk- oder Drehantriebe (26) derart moduliert werden, dass die Antriebsgeschwindigkeiten in Nähe der jeweiligen Endlagen der Auslegerarme (14, 16) des Spritzgestänges (12) reduziert werden.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Antriebsgeschwindigkeiten jeweils mit Geschwindigkeitsrampen (30, 34, 36) definierter und/oder variabler Steigung über den Verlauf eines Schwenkvorganges zwischen den Endlagen gesteuert und/oder geregelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei dem die Antriebsgeschwindigkeiten jeweils mit Geschwindigkeitsrampen (30, 34. 36) definierter und/oder variabler Steigung über den Verlauf eines Schwenkvorganges zwischen unterschiedlichen Ruhelagen, verschieden von den Endlagen, gesteuert und/oder geregelt werden.