DE102018221442A1

DE102018221442A1 - Landwirtschaftliche Spritzvorrichtung mit zumindest einer Spritzdüseneinheit zum Ausbringen eines Spritzmittels auf ein Feld

Info

Publication number: DE102018221442A1
Application number: DE102018221442.5A
Authority: DE
Inventors: Jochen Glasbrenner; Olaf Ohlhafer; Steffen Sies; Hans-Arndt Freudigmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-12-11
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2020-06-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Landwirtschaftliche Spritzvorrichtung (12) mit zumindest einer Spritzdüseneinheit (16) zum Ausbringen eines Spritzmittels (24) auf ein Feld, mit zumindest einer Zulaufleitung (44-50) mittels der das Spritzmittel oder zumindest eine Komponente (A, B, C, TF) des Spritzmittels aus zumindest einem Ausbringtank der zumindest einen Spritzdüseneinheit (16) unter Druck zuführbar und zumindest einer Rücklaufleitung (60-66) mittels der das der zumindest einen Spritzdüseneinheit (16) zuzuführende Spritzmittel oder die der zumindest einen Spritzdüseneinheit (16) zuzuführende Komponente (A, B, C, TF) des Spritzmittels aus der Zulaufleitung (44-50) abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest einen Zulaufleitung (44-50) jeweils eine Rücklaufleitung (60-66) und jeweils ein Wegeventil (68-74) zugeordnet sind, wobei die jeweilige Zulaufleitung (44-50) in einer ersten Schaltstellung des Wegeventils (68-74) mit der Spritzdüseneinheit (16) und in einer zweiten Schaltstellung des Wegeventils (68-74) mit der zugeordneten Rücklaufleitung (60-66) fluidisch verbindbar und/oder verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein landwirtschaftliche Spritzvorrichtung mit zumindest einer Spritzdüseneinheit zum Ausbringen eines Spritzmittels auf ein Feld sowie ein landwirtschaftliches Spritzsystem einer derartigen landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch ein Verfahren zum Ausbringen eines Spritzmittels auf ein Feld mittels einer Spritzdüseneinheit einer derartigen landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung und eine entsprechende Steuereinrichtung.
Stand der Technik
Heute verwendete Feldspritzen applizieren die Spritzbrühe zum größten Teil flächig auf die landwirtschaftlich genutzten Felder aus. Aus diesem Grund werden keine hohen dynamischen Anforderungen an das Sprühsystem gestellt. Im Gegensatz hierzu schalten sogenannte CDI-Systeme (Central Direct Injection) die Düsen hoch dynamisch an und aus, um die Spritzmittel gezielt nur auf die Flächen im Feld auszubringen, wo die entsprechenden Spritzmittel auch benötigt werden.
Bei typischen Fahrgeschwindigkeiten von z.B. 12 km/h benötigt die Feldspritze für die Überfahrt von Im lediglich 1/3 s. Nach dieser Zeit sollte spätestens die richtige Spritzmittel- und Wasserdosierung aus den angesteuerten Düsen ausgetragen werden. Hierzu muss der Druck in der Spritzmittel- und Wasserleitung vor den Düsen stabil eingestellt sein. Druckschwingungen machen sich direkt in der ausgebrachten Spritzmittelmenge bemerkbar und müssen bei schnell schaltenden Systemen weitestgehend vermieden werden. Druckschwing-ungen entstehen hierbei z.B. durch eine schlagartige Veränderung der auszubringenden Mengen an Wasser und Pflanzenschutzmittel. Werden schlagartig (wie bei einer hohen Dynamik erforderlich) viele Düsen geöffnet oder geschlossen, so bewirkt die große Änderung der Durchflussmenge in den Leitungen eine Störung im System und es kommt zu Druckschwingungen, die sich im gesamten Leitungssystem verbreiten.
Die DE 10 2016 123757 A1 offenbart eine landwirtschaftliche Feldspritze mit einer Ausgangsleitung und einer Ringleitung zwischen denen ein Regelventil zur dosierten Zuführung der in der Ringleitung beförderten Trägerflüssigkeit und/oder des Wirkstoffmittels zur Ausgangsleitung und/oder zu den Ausbringdüsen, angeordnet ist.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine landwirtschaftliche Spritzvorrichtung mit zumindest einer Spritzdüseneinheit zum Ausbringen eines Spritzmittels auf ein Feld, mit zumindest einer Zulaufleitung mittels der das Spritzmittel oder zumindest eine Komponente des Spritzmittels aus zumindest einem Ausbringtank der zumindest einen Spritzdüseneinheit unter Druck zuführbar und zumindest einer Rücklaufleitung mittels der das der zumindest einen Spritzdüseneinheit zuzuführende Spritzmittel oder die der zumindest einen Spritzdüseneinheit zuzuführende Komponente des Spritzmittels aus der Zulaufleitung abführbar ist, wobei der zumindest einen Zulaufleitung jeweils eine Rücklaufleitung und jeweils ein Wegeventil zugeordnet sind, wobei die jeweilige Zulaufleitung in einer ersten Schaltstellung des Wegeventils mit der Spritzdüseneinheit und in einer zweiten Schaltstellung des Wegeventils mit der zugeordneten Rücklaufleitung fluidisch verbindbar und/oder verbunden ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem ein landwirtschaftliches Spritzsystem mit einer vorangehend beschriebenen landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung, welches ein Landfahrzeug und/oder Luftfahrzeug umfasst oder als Landfahrzeug und/oder Luftfahrzeug ausgebildet ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Ausbringen eines Spritzmittels auf ein Feld mittels einer Spritzdüseneinheit einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung, mit den Schritten:

- Bereitstellen des Spritzmittels oder zumindest einer Komponente des Spritzmittels in zumindest einer Zulaufleitung unter Druck; und
- Zuführen des Spritzmittels oder der zumindest einen Komponente des Spritzmittels mittels der Zulaufleitung zu der Spritzdüseneinheit oder Abführen des Spritzmittels oder der zumindest einen Komponente des Spritzmittels aus der Zulaufleitung mittels einer der Zulaufleitung zugeordneten Rücklaufleitung;

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Steuereinrichtung die dazu eingerichtet ist, den Schritt des Zuführens und den Schritt des Abführens des vorangehend beschriebenen Verfahrens durch Ansteuerung des Wegeventils zu steuern.
Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann insbesondere Teil einer landwirtschaftlichen Feldspritze bzw. eines Pflanzenschutzgerätes sein oder als eine landwirtschaftliche Feldspritze bzw. ein Pflanzenschutzgerät ausgebildet sein. Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann eine mobile Einheit umfassen oder auf einer mobilen Einheit angeordnet sein, wobei die mobile Einheit insbesondere als Landfahrzeug und/oder Luftfahrzeug und/oder Anhänger ausgebildet sein kann. Die mobile Einheit kann insbesondere eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, bspw. eine Zugmaschine, ein Schlepper, eine selbstfahrende bzw. autonome Feldspritze oder ein selbstfahrender bzw. autonomer Roboter sein. Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann insbesondere eine gezogene Feldspritze, eine selbstfahrende Feldspritze oder eine Anbaufeldspritze sein. Die landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung zusammen mit der mobilen Einheit bilden ein landwirtschaftliches Spritzsystem aus.
Vorteilhafterweise ist die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung bzw. das landwirtschaftliche Spritzsystem ausgebildet, das Verfahren automatisiert durchzuführen, um eine schnelle, zuverlässige und effiziente Behandlung eines Feldes zu ermöglichen.
Unter einem Feld kann vorliegend eine landwirtschaftlich genutzte Fläche, eine Anbaufläche für Pflanzen oder auch eine Parzelle einer solchen Fläche bzw. Anbaufläche verstanden werden. Die Pflanzen können beispielsweise Nutzpflanzen, deren Frucht landwirtschaftlich genutzt wird (beispielsweise als Nahrungsmittel, Futtermittel oder als Energiepflanze) sowie Beikräuter, Unkräuter und Ungräser umfassen. Das Feld kann somit eine Ackerfläche, ein Grünland, eine Weide, eine Obstplantage, eine Gemüseplantage, Weinbauplantagen etc. umfassen. Das Feld kann Flächenkulturen und Raumkulturen aufweisen. Der Begriff „Feld“ umfasst hierbei auch die Pflanzen, bspw. die Nutzpflanzen und/oder Beikräuter und/oder Bäume des Feldes.
Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann ferner zumindest eine in Fahrtrichtung neben oder vor den Spritzdüseneinheiten angeordnete optische Erfassungseinheit zum Erfassen einer Bildinformation des Feldes aufweisen. Hierbei kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, den Schritt des Zuführens und den Schritt des Abführens und damit das Ausbringen des Spritzmittels auf das Feld in Abhängigkeit von der erfassten Bildinformation zu steuern. Hierbei kann die Steuereinrichtung eine Recheneinheit aufweisen, welche zur Bildverarbeitung ausgebildet bzw. eingerichtet ist. Demnach kann die Recheneinheit eine entsprechende Bildverarbeitungssoftware aufweisen. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen aufweisen. Die Steuereinheit kann - außer der Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten - ferner zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
Die optische Erfassungseinheit kann beispielsweise eine Kamera oder eine 3D-Kamera umfassen, insbesondere Folgendes umfassen: Infrarotkamera, UV-Kamera, Multispektralkamera, räumlich aufgelöstes Spektrometer, Radar, Ultraschall, LIDAR (3D-Bildgebend), 3D-time-of-flight-Kamera, andere radiowellenreflektionsbasierte Sensorik zur Bild- oder Abstandsgebung (oder zur Information über Pflanzen). Die optische Erfassungseinheit kann kalibriert sein, um z. B. die Höhenzuordnung aus erfassten Bilder zu errechnen. Durch diese Maßnahme kann ein sehr effizientes Smart-Spraying-System bereitgestellt werden.
Das Spritzmittel kann eine Komponente oder mehrere Komponenten aufweisen. Zumindest eine Komponente kann ein Wirkmittel sein. Zumindest eine weitere Komponente kann eine Trägerflüssigkeit, insbesondere Wasser sein. Das Wirkmittel bzw. das Spritzmittel kann ein landwirtschaftliches Präparat bzw. Pflanzenschutzmittel (PSM), insbesondere ein Pflanzenschutzmittelkonzentrat aufweisen oder sein. Das Spritzmittel kann demnach ein Pestizid, wie bspw. ein Herbizid, Fungizid oder ein Insektizid aufweisen. Das Wirkmittel bzw. das Spritzmittel kann jedoch auch ein Düngemittel, insbesondere ein Düngemittelkonzentrat aufweisen oder sein. Das Spritzmittel kann hierbei einen Wachstumsregulator aufweisen. Das Spritzmittel kann ein granulares Wirkmittel, welches mit einer Trägerflüssigkeit vermischt wurde, aufweisen. Das Spritzmittel ist insbesondere eine Spritzflüssigkeit bzw. Spritzbrühe sein. Die Spritzflüssigkeit ist bevorzugt als ein mit Wasser verdünntes Pflanzenschutzmittel oder mit Wasser verdünntes Düngemittel ausgebildet.
Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann zumindest einen Ausbringtank für das Spritzmittel oder jeweils einen Ausbringtank für zumindest zwei zu vermischende Komponenten des Spritzmittels aufweisen. Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann hierbei zumindest einen Ausbringtank bzw. Wassertank zur Aufnahme von Wasser und zumindest einen Ausbringtank bzw. Wirkmitteltank zur Aufnahme eines Wirkmittels aufweisen. Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann hierbei auch eine (Vor-)Mischeinheit aufweisen, welche ausgebildet ist, auf der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung ein Wirkmittel bzw. Wirkmittelkonzentrat mit Wasser zu dem auszubringenden Spritzmittel anzumischen bzw. zu vermischen.
Die Spritzdüseneinheit kann eine Spritzdüse oder mehrere Spritzdüsen zum Ausbringen des Spritzmittels aufweisen. Die Spritzdüseneinheit kann somit als Teilbreite eines Düsensystems der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung ausgebildet sein. Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung weist bevorzugt zumindest zwei, insbesondere eine Vielzahl von Spritzdüseneinheiten auf. Die Spritzdüseneinheiten können einzeln bzw. separat und/oder in definierten Gruppen bzw. Verbänden und/oder alle gemeinsam ansteuerbar sein. Die Spritzdüsen jeder Spritzdüseneinheit können einzeln bzw. separat und/oder in definierten Gruppen bzw. Verbänden und/oder alle gemeinsam ansteuerbar sein.
Bevorzugt weist zumindest eine, insbesondere jede Spritzdüseneinheit zumindest eine (End-)Mischeinheit zum Vermischen des zugeführten Spritzmittels und/oder der zumindest einen zugeführten Komponente des Spritzmittels auf. Die Mischeinheit ist bevorzugt im Bereich der Spritzdüse angeordnet. Bevorzugt ist jeder Spritzdüse eine separate Mischeinheit zugeordnet. D.h., mit anderen Worten, dass stromaufwärts jeder Spritzdüse eine Mischeinheit angeordnet ist. Die Mischeinheit kann einen statischen Mischer aufweisen oder als statischer Mischer ausgebildet sein. Hierdurch wird die Durchmischung der Wirkmittel mit der Trägerflüssigkeit verbessert und ein optimales Applikationsergebnis erzielt. Vorzugsweise sind die Wirkmittel bereits vorverdünnt, um die Austragsmenge insgesamt zu erhöhen.
Unter dem Begriff „Leitung“ kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Leitungsanordnung mit Verzweigungen oder auch ein Abschnitt einer entsprechenden Leitung verstanden werden. Die Leitung kann als fluidische Verbindungsleitung, bspw. in Form eines Rohrs, Schlauchs, Kanals oder einer Röhre ausgebildet sein.
Jeder Zulauflaufleitung sind jeweils eine separate Rücklaufleitung und ein separates Wegeventil zugeordnet.
Die Rücklaufleitung ist derart angeordnet und ausgebildet, dass das der zumindest einen Spritzdüseneinheit zuzuführende Spritzmittel oder die der zumindest einen Spritzdüseneinheit zuzuführende Komponente des Spritzmittels aus der Zulaufleitung vor der Zuführung abgeführt wird. Die Rücklaufleitung ist ferner bevorzugt derart ausgebildet, dass - bei einem konstanten Förderdruck des Spritzmittels bzw. der Komponente des Spritzmittels - der Volumenstrom des Spritzmittels oder der Komponente des Spritzmittels in der Zulaufleitung stromaufwärts des Wegeventils in der zweiten Schaltstellung des Wegeventils größer ist als oder im Wesentlichen gleich ist wie der Volumenstrom in der ersten Schaltstellung des Wegeventils. D.h., mit anderen Worten, dass bei einem konstanten Förderdruck des Spritzmittels bzw. der Komponente des Spritzmittels der Druckverlust stromabwärts des Wegeventils in der zweiten Schaltstellung des Wegeventils kleiner ist als oder im Wesentlichen gleich ist wie der Druckverlust in der ersten Schaltstellung des Wegeventils. Hierbei kann die Rücklaufleitung bevorzugt zumindest ein Drosselelement aufweisen, mittels dem der Volumenstrom bzw. der Druckverlust in der zweiten Schaltstellung des Wegeventils einstellbar ist. Das Drosselelement kann derart ausgebildet sein, dass der Volumenstrom bzw. der Druckverlust variabel einstellbar ist. Das Drosselelement kann jedoch auch eine feste Geometrie, bspw. eine Dosierblende aufweisen.
Bevorzugt weisen zumindest zwei, insbesondere alle das Spritzmittel und/oder die gleiche Komponente des Spritzmittels zuführende Zulaufleitungen gemeinsamen Leitungsabschnitt und/oder zumindest zwei, insbesondere alle das Spritzmittel und/oder die gleiche Komponente des Spritzmittels abführende Rücklaufleitungen einen gemeinsamen Leitungsabschnitt auf.
Die jeweilige Zulaufleitung ist in einer ersten Schaltstellung des Wegeventils mit der Spritzdüseneinheit und in einer zweiten Schaltstellung des Wegeventils mit der zugeordneten Rücklaufleitung fluidisch verbindbar und/oder verbunden. Hierbei ist in der ersten Schaltstellung des Wegeventils die fluidische Verbindung der jeweiligen Zulaufleitung mit der zugeordneten Rücklaufleitung und in der zweiten Schaltstellung des Wegeventils die fluidische Verbindung der jeweiligen Zulaufleitung mit der Spritzdüseneinheit unterbrochen. Das zumindest eine Wegeventil ist bevorzugt elektrisch ansteuerbar bzw. mittels eines elektrisch ansteuerbaren Aktuators betätigbar. Das zumindest eine Wegeventil weist bevorzugt zumindest drei Anschlüsse und zumindest zwei Schaltstellungen auf. Das zumindest eine Wegeventil ist bevorzugt ein 3/2-Wegeventil. Zumindest ein Wegeventil kann in der Spritzdüseneinheit angeordnet bzw. integriert sein. Das Wegeventil kann jedoch auch einer Spritzdüse oder einer Vielzahl von Spritzdüsen vorgeschaltet, d.h. (in Strömungsrichtung der Spritzmittels) stromaufwärts der Spritzdüse(n) angeordnet sein.
Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann eine Fördereinheit zum Bereitstellung eines Druckes bzw. Förderdruckes für das Spritzmittel oder zumindest eine Komponente des Spritzmittels aufweisen. Hierbei kann die Fördereinheit ausgebildet sein, eine Flüssigkeit und/oder ein Granulat unter Druck zu fördern bzw. zu leiten, insbesondere zu dosieren. Demnach kann die Fördereinheit bspw. jeweils ein/eine/einen oder mehrere Pumpen, Förderpumpen, Dosierpumpen, Druckspeicher, Förderschnecken, Ventile, Blenden etc. umfassen. Hierbei kann die Fördereinheit eine Dosierpumpe mit festem Förderverhältnis (ohne Messung des Fördervolumens) aufweisen. Außerdem ist es denkbar, dass die Fördereinheit ein einfaches Ventil oder Proportionalventil in Verbindung mit einem Volumenstromzähler und einer Konstantdruckquelle in der Zulaufleitung aufweist. Denkbar ist auch, dass die Fördereinheit eine Konstantdruckquelle und eine Dosierblende aufweist.
Jedem Wegeventil kann eine Fördereinheit zum Fördern des Spritzmittels oder der jeweiligen Komponente des Spritzmittels vorgeschaltet sein. Dies soll nicht bedeuten, dass jedem Wegeventil eine eigene Fördereinheit vorgeschaltet sein muss. Vielmehr soll dies bedeuten, dass mehreren Ventilen auch eine gemeinsame Fördereinheit vorgeschaltet sein kann. Wichtig ist jedoch, dass jedem Ventil eine Fördereinheit, ob gemeinsam oder allein, vorgeschaltet ist, um den gewünschten Druck bzw. Förderdruck auf das jeweilige Wegeventil bereitzustellen. Somit ist insbesondere jeweils eine Fördereinheit den Wegeventilen von Zulaufleitungen mit einem gemeinsamen Leitungsabschnitt vorgeschaltet. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Fördereinheiten gleich ausgebildet sind. Durch die Gewährleistung des gleichen Förderdrucks wird erreicht, dass die Wegeventile jeweils das gleiche Strömungsvolumen bereitstellen. Dies gilt sowohl für die Zulaufleitungen der Komponenten des Spritzmittels als auch für die Zulaufleitung für die Trägerflüssigkeit.
Durch die erfindungsgemäße landwirtschaftliche Spritzvorrichtung ist es nunmehr möglich, Druckschwingungen im Leitungssystem, insbesondere eines schnell schaltenden CDI Systems zu vermeiden. Der Druck bestimmt neben den hydraulisch wirksamen Querschnitten den Durchfluss an den Spritzdüsen und somit die Ausbringmenge an Spritzmittel bzw. Wirkstoff und Wasser pro Zeit und muss somit relativ genau eingehalten werden. Im Idealfall fördert die Fördereinheit eine konstante Menge unter konstanten Druckbedingungen. Um dies zu gewährleisten sollte die Menge, die aus dem System, d.h. der jeweiligen Zulaufleitung entnommen wird, ebenfalls konstant gehalten werden. Dies wird dadurch erreicht, dass der zumindest einen Zulaufleitung jeweils eine Rücklaufleitung und jeweils ein Wegeventil zugeordnet sind, wobei die jeweilige Zulaufleitung in einer ersten Schaltstellung des Wegeventils mit der Spritzdüseneinheit und in einer zweiten Schaltstellung des Wegeventils mit der zugeordneten Rücklaufleitung fluidisch verbindbar und/oder verbunden ist. Hierdurch wirkt das Wegeventil jeweils wie eine Weiche für den jeweiligen Volumenstrom. Soll das Spritzmittel oder eine Komponente des Spritzmittels auf dem Feld ausgebracht werden, so schaltet das Wegeventil in der ersten Schaltstellung den Volumenstrom hin zur Spritzdüseneinheit. Soll die Ausbringung wieder beendet werden, so schaltet das Wegeventil in der zweiten Schaltstellung den Massenstrom in Richtung Rücklaufleitung. Folglich bleibt die Entnahmemenge aus dem Leitungssystem der Zulaufleitungen konstant, sodass es zu keinen Druckschwingungen kommt.
Es ist vorteilhaft, wenn mittels der Rücklaufleitung das zuzuführende Spritzmittel oder die zuzuführende Komponente des Spritzmittels in den jeweiligen Ausbringtank rückführbar und/oder in einen Auffangtank abführbar ist. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der zumindest einen Rücklaufleitung jeweils ein weiteres Wegeventil zugeordnet ist, wobei die Rücklaufleitung in einer ersten Schaltstellung des weiteren Wegeventils mit dem jeweiligen Ausbringtank und in einer zweiten Schaltstellung des weiteren Wegeventils mit dem Auffangtank fluidisch verbindbar und/oder verbunden ist. Für die Abführung in einen Auffangtank kann eine Auffangleitung vorgesehen sein, welche mit dem weiteren Wegeventil fluidisch verbunden ist und mittels der die Rücklaufleitung in der zweiten Schaltstellung des weiteren Wegeventils mit dem Auffangtank fluidisch verbindbar und/oder verbunden ist. Die Auffangleitung kann mit mehreren oder allen weiteren Wegeventilen fluidisch verbunden bzw. Rücklaufleitungen fluidisch verbunden/verbindbar sein. Das zumindest eine weitere Wegeventil ist bevorzugt elektrisch ansteuerbar bzw. mittels eines elektrisch ansteuerbaren Aktuators betätigbar. Das zumindest eine weitere Wegeventil weist bevorzugt zumindest drei Anschlüsse und zumindest zwei Schaltstellungen auf. Das zumindest eine weitere Wegeventil ist bevorzugt ein 3/2-Wegeventil. Hierdurch können zusätzlich zwei bereits in den heutigen Anwendungen realisierte Vorteile erzielt werden: Zum einen wird das Spritzmittel bzw. werden die Komponenten des Spritzmittels durch die Rückführung in den jeweiligen Ausbringtank permanent verrührt, d.h. es werden Ablagerungen oder eine Entmischung in den Ausbringtanks und den Leitungen verhindert. Zum anderen kann durch die Rückführung in den Auffangtank der sogenannte Schmetterlingseffekt vermieden werden. Vor der Inbetriebnahme von landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung sind die Leitungen entweder mit Reinigungswasser (i.d.R. unterjährig) oder mit Luft (i.d.R. nach dem Winter) gefüllt. Um die Erst-Befüllung für einen neuen Ausbringvorgang des Spritzmittels auf ein Feld zu ermöglichen, wird die Erst-Befüllmenge am Ende des Druckumlaufsystems, d.h. bevor das Spritzmittel bzw. die jeweilige Komponente des Spritzmittels wieder in den jeweiligen Ausbringtank fließt, durch das weitere Wegeventil in der zweiten Schaltstellung in einen Auffangtank so lange gefördert, bis am weiteren Wegeventil das Spritzmittel bzw. die Komponente mit der richtigen Konzentration vorliegt oder für eine bestimmte/vorgegebene Dauer gefördert, so dass sichergestellt ist, dass das Reinigungswasser und die Luft verdrängt wurden. Dann wird das weitere Wegeventil in die erste Schaltstellung umgeschaltet, so dass die „vorgeladene“ landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung einsatzbereit ist. Mittels des Wassertanks kann später auch eine Reinigung der Leitungen erfolgen.
Es ist außerdem vorteilhaft, wenn der zumindest einen Spritzdüseneinheit jeweils mittels zumindest zwei Zulaufleitungen zumindest zwei Komponenten des Spritzmittels aus jeweils einem Ausbringtank unter Druck zuführbar sind. Durch diese Maßnahme kann sehr einfach eine Vermischung zweier Komponenten in einer Spritzdüseneinheit, insbesondere in der Nähe der Spritzdüse(n) durchgeführt werden.
Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen

1 ein landwirtschaftliches Spritzsystem mit einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung in einer vereinfachten Darstellung,
2 eine schematische Detailansicht der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung aus 1,
3 eine schematische Detailansicht einer weiteren Ausgestaltung der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung aus 2, und
4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ausbringen eines Spritzmittels auf ein Feld mittels einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung der Elemente verzichtet wird.
1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung ein landwirtschaftliches Spritzsystem 10. Das landwirtschaftliche Spritzsystem 10 weist eine landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung 12 auf, welche an einem als Traktor ausgebildeten Fahrzeug 14 angeordnet ist. Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung 12 weist eine Vielzahl von Spritzdüseneinheiten 16 mit jeweils einer Spritzdüse 17 auf, wobei die Spritzdüseneinheiten 16 über einen Querträger 18 nebeneinander verteilt angeordnet sind. Das Fahrzeug 12 zieht den Querträger 18 mit den Spritzdüseneinheiten 16 hinter sich her, sodass die Spritzdüseneinheiten 16 oberhalb eines Bodens 20 eines Feldes 22 liegen, um auf dem Boden 20 bzw. dem Feld 22 und gegebenenfalls darauf befindlichen Pflanzen ein Spritzmittel 24 bzw. ein Pflanzenschutzmittel 24 zu applizieren. Das Fahrzeug 12 trägt dazu außerdem mehrere Ausbringtanks 26, 28, 30, 32, wobei in den Ausbringtanks 26, 28, 30 jeweils ein flüssiges Wirkmittel bzw. eine flüssige Komponente A, B, C, und in dem Ausbringtank 32 eine Trägerflüssigkeit TF, insbesondere in Form von Wasser vorrätig gehalten ist. Die Komponenten A, B, C sind zweckmäßigerweise bereits mit der Trägerflüssigkeit TF vorverdünnt in den Ausbringtanks 26-32 gelagert. Die Ausbringtanks 26-32 sind mit den Spritzdüseneinheiten 16 bzw. den Spritzdüsen 17 mittels Zulaufleitungen und Wegeventile fluidisch verbindbar bzw. verbunden, die im Folgenden näher erörtert werden. Zur Förderung der jeweiligen Flüssigkeit A, B, C, TF ist jedem Ausbringtank 26-32 eine Fördereinheit 34, 36, 38, 40 zugeordnet, mittels welcher die jeweilige Flüssigkeit A, B, C, TF entnehmbar und unter Druck den Spritzdüseneinheiten 16 zuführbar sind. Während in den Ausführungsbeispielen drei unterschiedliche Ausbringtanks 26, 28, 30 mit jeweils einer Komponente A, B, C des Spritzmittels 24 gezeigt und beschrieben werden, ist es jedoch selbstverständlich, dass die Spritzvorrichtung 12 auch mehr oder weniger Ausbringtanks mit jeweils einer Komponente des Spritzmittels aufweisen kann.
Die Spritzvorrichtung 12 weist ferner eine Steuereinrichtung 42 zum Steuern bzw. Ansteuern der der Wegeventile auf.
Wie aus 2 ersichtlich ist, weist die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung 12 für die Komponenten A, B, C, TF des Spritzmittels 24 jeweils eine separate Zulaufleitung 44, 46, 48, 50 je Spritzdüseneinheit 16 auf mittels der die jeweilige Komponente A, B, C, TF des Spritzmittels 24 aus dem entsprechenden Ausbringtank 26-32 der entsprechenden Spritzdüseneinheit 16 bzw. Spritzdüse 17 unter Druck zuführbar ist. Die Zulaufleitungen 44-50, welche den Spritzdüseneinheiten 16 jeweils die gleiche Komponente A, B, C, TF des Spritzmittels 24 zuführen, weisen hierbei einen gemeinsamen Leitungsabschnitt 52, 54, 56, 58 auf.
Wie weiter ersichtlich, ist jeder Zulaufleitung 44-50 jeweils eine Rücklaufleitung 60, 62, 64, 66 zugeordnet mittels der die der jeweiligen Spritzdüseneinheit 16 zuzuführende Komponente A, B, C, TF des Spritzmittels 24 aus der entsprechenden Zulaufleitung 44-50 abführbar bzw. - wie in 3 näher erläutert wird - in den jeweiligen Ausbringtank 26-32 rückführbar ist. Hierfür weist die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung 10 ferner jeweils ein den Zulaufleitungen 44-50 zugeordnetes Wegeventil 68, 70, 72, 74 auf, wobei die jeweilige Zulaufleitung 44-50 in einer ersten Schaltstellung des entsprechenden Wegeventils 68-74 mit der Spritzdüseneinheit 16 und in einer zweiten Schaltstellung des Wegeventils 68-74 mit der zugeordneten Rücklaufleitung 60-66 fluidisch verbindbar und/oder verbunden ist. Die Wegeventile 68-74 sind elektrisch ansteuerbar und als 3/2-Wegeventile ausgebildet. Die Rücklaufleitungen 60-66, welche aus den Zulaufleitungen 44-50 jeweils die gleiche Komponente A, B, C, TF des Spritzmittels 24 abführen, weisen hierbei einen gemeinsamen Leitungsabschnitt 76, 78, 80, 82 auf.
Die Rücklaufleitungen 60-66 sind derart ausgebildet, dass - bei einem konstanten Förderdruck - der Volumenstrom der entsprechenden Komponente A, B, C, TF des Spritzmittels 24 in der jeweiligen Zulaufleitung 44-50 stromaufwärts des entsprechenden Wegeventils 68-74 in der zweiten Schaltstellung des Wegeventils 68-74 im Wesentlichen gleich ist wie der Volumenstrom in der ersten Schaltstellung des Wegeventils 68-74. Hierfür weisen die Rücklaufleitungen 60-66 jeweils ein Drosselelement 84 auf, mittels dem der Volumenstrom in der zweiten Schaltstellung des Wegeventils 68-74 einstellbar ist.
Des Weiteren zeigt 2, dass die Spritzdüseneinheiten 16 jeweils eine Mischeinheit 86 zum Vermischen zumindest zweier zugeführter Komponenten A, B, C, TF des Spritzmittels 24 aufweist. Die Mischeinheit 86 ist hierbei ausgebildet, verschiedenen Komponenten A, B, C, TF miteinander anzumischen bzw. zu vermischen bzw. zu vermengen. Die Dosierung der Komponenten A, B, C, TF des Spritzmittels 24 erfolgt mittels der elektrisch ansteuerbaren Wegeventile 68-74. Hierbei ist mittels des Wegeventils 74 die Trägerflüssigkeit TF bzw. der Volumenstrom der Trägerflüssigkeit TF in die Mischkammer 86 einstellbar, während mittels der Wegeventile 68, 70, 72 jeweils die Komponente A, B, C bzw. der Volumenstrom der Komponente A, B, C einstellbar ist.
Demnach wird mittels der Wegeventile 68-74 gesteuert, ob eine Komponente A, B, C, TF der Spritzdüseneinheit 16 zugeführt oder von dieser abgeführt bzw. in den entsprechenden Ausbringtank 26-32 rückgeführt wird. Die Steuerung bzw. Ansteuerung der Wegeventile 68-74 und bevorzugt auch der Fördereinheiten 34-40 erfolgt mittels der Steuereinrichtung 42.
3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung 12 bei der Erst-Befüllung für einen neuen Ausbringvorgang des Spritzmittels 24 auf ein Feld 22. Da vor der Inbetriebnahme einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung 12 die Leitungen 44-50, 60-66 entweder mit Reinigungswasser (i.d.R. unterjährig) oder mit Luft (i.d.R. nach dem Winter) gefüllt sind, müssen diese zunächst „verdrängt“ werden. Hierfür ist den Rücklaufleitungen 60-66 jeweils ein weiteres Wegeventil 88 zugeordnet, wobei die Rücklaufleitungen 60-66 in einer ersten Schaltstellung des Weiteren Wegeventils 88 mit dem jeweiligen Ausbringtank 26-32 und in einer zweiten Schaltstellung des Weiteren Wegeventils 88 mit einem Auffangtank 90 fluidisch verbindbar und/oder verbunden ist. D.h., mit anderen Worten, dass mittels der Rücklaufleitungen 60-66 die zuzuführenden Komponenten A, B, C, TF des Spritzmittels 24 in den jeweiligen Ausbringtank 26-32 rückführbar oder in den Auffangtank 90 abführbar sind. Für die Abführung in den Auffangtank 90 weist die landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung 12 eine Auffangleitung 92 auf, welche mit den weiteren Wegeventilen 88 fluidisch verbunden ist und mittels der die Rücklaufleitungen 60-66 in der zweiten Schaltstellung der weiteren Wegeventile 88 mit dem Auffangtank 90 fluidisch verbindbar und/oder verbunden sind.
Demnach werden die Erst-Befüllmengen jeweils in den Auffangtank 90 so lange gefördert, bis an dem jeweiligen weiteren Wegeventil 88 die Komponente A, B, C, TF mit der richtigen Konzentration vorliegt oder für eine bestimmte/vorgegebene Dauer gefördert, so dass sichergestellt ist, dass das Reinigungswasser und die Luft verdrängt wurden. Dann werden die weiteren Wegeventile 88 in die erste Schaltstellung umgeschaltet, so dass die „vorgeladene“ landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung 12 einsatzbereit ist. Hierdurch kann der sogenannte Schmetterlingseffekt vermieden werden.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 zum Ausbringen eines Spritzmittels 24 auf ein Feld 22 mittels einer Spritzdüseneinheit 16 einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung 12. Das Verfahren 100 umfasst einen Schritt des Bereitstellens 102 des Spritzmittels 24 oder zumindest einer Komponente A, B, C, TF des Spritzmittels 24 in zumindest einer Zulaufleitung 44, 46, 48, 50 unter Druck. Das Verfahren 100 umfasst ferner einen Schritt des Zuführens 104 des Spritzmittels 24 oder der zumindest einen Komponente A, B, C, TF des Spritzmittels 24 mittels der Zulaufleitung 44, 46, 48, 50 zu der Spritzdüseneinheit 24 oder des Abführens 106 des Spritzmittels 24 oder der zumindest einen Komponente 44, 46, 48, 50 des Spritzmittels 24 aus der Zulaufleitung 44, 46, 48, 50 mittels einer der Zulaufleitung 44, 46, 48, 50 zugeordneten Rücklaufleitung 60, 62, 64, 66, wobei mittels eines Wegeventils 68, 70, 72, 74 gesteuert wird, ob der Schritt des Zuführens 104 oder der Schritt des Abführens 106 durchgeführt wird.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016123757 A1 [0004]

Claims

Landwirtschaftliche Spritzvorrichtung (12) mit zumindest einer Spritzdüseneinheit (16) zum Ausbringen eines Spritzmittels (24) auf ein Feld (22), mit zumindest einer Zulaufleitung (44-50) mittels der das Spritzmittel (24) oder zumindest eine Komponente (A, B, C, TF) des Spritzmittels (24) aus zumindest einem Ausbringtank (26-32) der zumindest einen Spritzdüseneinheit (16) unter Druck zuführbar und zumindest einer Rücklaufleitung (60-66) mittels der das der zumindest einen Spritzdüseneinheit (16) zuzuführende Spritzmittel (24) oder die der zumindest einen Spritzdüseneinheit (16) zuzuführende Komponente (A, B, C, TF) des Spritzmittels (24) aus der Zulaufleitung (44-50) abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest einen Zulaufleitung (44-50) jeweils eine Rücklaufleitung (60-66) und jeweils ein Wegeventil (68-74) zugeordnet sind, wobei die jeweilige Zulaufleitung (44-50) in einer ersten Schaltstellung des Wegeventils (68-74) mit der Spritzdüseneinheit (16) und in einer zweiten Schaltstellung des Wegeventils (68-74) mit der zugeordneten Rücklaufleitung (60-66) fluidisch verbindbar und/oder verbunden ist.
Landwirtschaftliche Spritzvorrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufleitung (60-66) derart ausgebildet ist, dass der Volumenstrom des Spritzmittels (24) oder der zumindest einen Komponente (A, B, C, TF) des Spritzmittels (24) in der Zulaufleitung (44-50) stromaufwärts des Wegeventils (68-74) in der zweiten Schaltstellung des Wegeventils (68-74) größer ist als oder im Wesentlichen gleich ist wie der Volumenstrom in der ersten Schaltstellung des Wegeventils (68-74).
Landwirtschaftliche Spritzvorrichtung (12) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufleitung (60-66) zumindest ein Drosselelement (84) aufweist, mittels dem der Volumenstrom in der zweiten Schaltstellung des Wegeventils (68-74) einstellbar ist.
Landwirtschaftliche Spritzvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Rücklaufleitung (60-66) das zuzuführende Spritzmittel (24) oder die zuzuführende Komponente (A, B, C, TF) des Spritzmittels (24) in den jeweiligen Ausbringtank (26-32) rückführbar und/oder in einen Auffangtank (90) abführbar ist.
Landwirtschaftliche Spritzvorrichtung (12) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest einen Rücklaufleitung (60-66) jeweils ein weiteres Wegeventil (88) zugeordnet ist, wobei die Rücklaufleitung (60-66) in einer ersten Schaltstellung des weiteren Wegeventils (88) mit dem jeweiligen Ausbringtank (26-32) und in einer zweiten Schaltstellung des weiteren Wegeventils (88) mit dem Auffangtank (90) fluidisch verbindbar und/oder verbunden ist.
Landwirtschaftliche Spritzvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Wegeventil (68-74) und/oder das weitere Wegeventil (88) zumindest drei Anschlüsse und zumindest zwei Schaltstellungen aufweist/aufweisen, insbesondere ein 3/2-Wegeventil ist/sind.
Landwirtschaftliche Spritzvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine, insbesondere jede Spritzdüseneinheit (16) zumindest eine Mischeinheit (86) zum Vermischen des zugeführten Spritzmittels (24) und/oder der zumindest einen zugeführten Komponente (A, B, C, TF) des Spritzmittels (24) aufweist.
Landwirtschaftliche Spritzvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest einen Spritzdüseneinheit (16) jeweils mittels zumindest zwei Zulaufleitungen (44-50) zumindest zwei Komponenten (A, B, C, TF) des Spritzmittels (24) aus jeweils einem Ausbringtank (26-32) unter Druck zuführbar sind.
Landwirtschaftliche Spritzvorrichtung (12) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei, insbesondere alle das Spritzmittel und/oder die gleiche Komponente (A, B, C, TF) des Spritzmittels (24) zuführende Zulaufleitungen (44-50) gemeinsamen Leitungsabschnitt (52-58) und/oder zumindest zwei, insbesondere alle das Spritzmittel (24) und/oder die gleiche Komponente (A, B, C, TF) des Spritzmittels (24) abführende Rücklaufleitungen (60-66) einen gemeinsamen Leitungsabschnitt (76-82) aufweisen.
Landwirtschaftliche Spritzvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest zwei, insbesondere eine Vielzahl von Spritzdüseneinheiten (16).
Landwirtschaftliche Spritzvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den zumindest einen Ausbringtank (26-32) für das Spritzmittel (24) oder jeweils einen Ausbringtank (26-32) für zumindest zwei zu vermischende Komponenten (A, B, C, TF) des Spritzmittels (24).
Landwirtschaftliches Spritzsystem (10) mit einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ein Landfahrzeug (14) und/oder Luftfahrzeug umfasst oder als Landfahrzeug (14) und/oder Luftfahrzeug ausgebildet ist.
Verfahren (100) zum Ausbringen eines Spritzmittels (24) auf ein Feld (22) mittels einer Spritzdüseneinheit (16) einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (12), mit den Schritten: - Bereitstellen (102) des Spritzmittels (24) oder zumindest einer Komponente (A, B, C, TF) des Spritzmittels (24) in zumindest einer Zulaufleitung (44-50) unter Druck; und - Zuführen (104) des Spritzmittels (24) oder der zumindest einen Komponente (A, B, C, TF) des Spritzmittels (24) mittels der Zulaufleitung zu der Spritzdüseneinheit (16) oder Abführen (106) des Spritzmittels (24) oder der zumindest einen Komponente (A, B, C, TF) des Spritzmittels (24) aus der Zulaufleitung (44-50) mittels einer der Zulaufleitung (44-50) zugeordneten Rücklaufleitung (60-66); dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Wegeventils (68-74) gesteuert wird, ob der Schritt des Zuführens (104) oder der Schritt des Abführens (106) durchgeführt wird.
Steuereinrichtung (42) die dazu eingerichtet ist, den Schritt des Zuführens (104) und den Schritt des Abführens (106) des Verfahrens (100) nach Anspruch 13 durch Ansteuerung des Wegeventils (68-74) zu steuern.