DE2428485C2

DE2428485C2 - Anordnung zur Abgabe von Saatgut

Info

Publication number: DE2428485C2
Application number: DE2428485A
Authority: DE
Inventors: Wesley Jay Auburn Ill. Bachman; George Henry Mesa Ariz. Fathauer
Original assignee: Dickey-John Corp (ndgesdstaates Delaware) Auburn Ill Us
Current assignee: Dickey-John Corp (ndgesdstaates Delaware) Auburn Ill Us
Priority date: 1973-06-18
Filing date: 1974-06-12
Publication date: 1982-06-09
Also published as: US3855953A; FR2232979A1; DE2428485A1; GB1467966A; FR2232979B1; BR7404921D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Abgabe von Saatgut, mit einem einen Vorrat von auszusäenden Saatkörnern enthaltenden Trichter, einem den Trichter über den Boden hinwegbewegenden Fahrzeug, einer die Saatkörner hindurchlassenden, dem Trichter zugeordneten Saatkorn-Abgabeeinrichtung, eine mit der Saatkorn-Abgabeeinrichtung gekoppelte variable Antriebseinrichtung, einen mit der Saatkorn-Abgabeeinrichtung verbundenen Saatkorn-Sensor, welcher ein der Anzahl tatsächlich ausgesäter Saatkörner entsprechendes erstes Signal erzeugt, sowie eine Entfernungsmeßeinrichtung, die ein zweites Signal erzeugt, das einer vom Trichter über dem Boden zurückgelegten vorbestimmten Entfernung entspricht Die heutige Landwirtschaft wendet unter anderem beim Pflanzen und Ernten automatische Techniken an. Das Ausbringen von Saatkörnern zur Ausbildung uines Getreidefeldes erfolgt meist von einem fahrenden ίο Traktor oder einem geeigneten Fahrzeug aus, welches ein oder vorzugsweise mehrere Saatkorn-Abgabeeinrichtungen hinter sich herzieht, die in einer quer zur Fahrtrichtung verlaufenden Reihe angeordnet sind und kontinuierlich Saatkörner in die im Boden vorbereiteten Furchen abgeben. Diese bekannten automatischen Saatkorn-Abgabeeinrichtungen werden im allgemeinen von Triebrädern angetrieben, welche Bestandteil des Pflanzgerätes sind. Bei diesen bekannten automatischen Abgabeeinrichtungen läßt sich die Saatkorn-Abgabemenge pro Zeiteinheit durch manuelles Verstellen einer mit der Saatkorn-Abgabeeinrichtung gekoppelten Antriebseinrichtung verändern.

Um einigermaßen genau vorherbestimmen zu können, wieviele Pflanzen bei der nächsten Ernte erwartet werden können, war es erforderlich, die genaue Anzahl der in der Saatzeit in den Boden eingebrachten Saatkörner zu kennen. Um dies zu erreichen, ist es bekannt, eine Zähleinrichtung an die Saatkorn-Abgabeeinrichtung des Pflanzgerätes anzusetzen und damit die Anzahl der abgegebenen Saatkörner zu zählen. Während der Zählperiode mußte der Landwirt entweder manuell oder mechanisch die zurückgelegte Entfernung berechnen und konnte somit aus der Anzahl der abgegebenen Saatkörner die Dichteverteilung der Saatkörner für das betreffende Gebiet berechnen. Diese bekannte Methode ermöglicht zwar das genaue Zählen der Saatkörner, weist jedoch den Nachteil auf, daß für die genaue Dichteverteilung der Saatkörner für das betreffende Gebiet erhebliche Zeit für die notwendigen Einstellungen und ihre Überprüfung benötigt wurde, bevor eint kontinuierliche Aussaat für eine große Fläche vorgenommen werden konnte.

Aus der DE-OS 21 05 786 ist eine elektronische Durchlauf-Überwachungsvorrichtung der eingangs umrissenen Art bekannt, bei der mit der Saatkorn-Abgabeeinrichtung sowohl eine manuell verstellbare Antriebseinrichtung als auch ein Saatkorn-Sensor verbunden ist, welcher ein der Anzahl der tatsächlich ausgesäten Saatkörner entsprechendes erstes Signal erzeugt. Darüber hinaus wird bei der bekannten Vorrichtung ein von einer gewählten Saatgut-Folgedichte abhängiges zweites Signal abgegeben und aus beiden Signalen eine akustische oder optische Anzeige für ein Überwachungsgerät abgeleitet. Mit der Wahrnehmung dieses akustischen oder optischen Signales kann der Benutzer eine Verstellung des Antriebs vornehmen, was jedoch, wie oben ausgeführt, erhebliche Zeit für die erforderlichen Einstellungen und deren Überprüfung in Anspruch nimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diese bekannte Vorrichtung so weiterzubilden, daß sie ohne die Notwendigkeit von Probeläufen rationell und zuverlässig arbeitet, einfach zu bedienen ist und bei allen Fahrgeschwindigkeiten die vorgewählte Aussaatdicht»* durch selbsttätige Steuerung der Antriebseinrichtung für die Saatkorn-Abgabeeinrichtung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine das erste und das zweite Signal empfangende

Schaltung vorgesehen ist, die mit einer Wahleinrichtung zur Einstellung einer vorbestimmten Saatkornverteilung pro Flächeneinheit des vom Trichter überstrichenen Bodens verbunden ist und daß eine an die variable Antriebseinrichtung und die das Steuersignal erzeugende Schaltung angeschlossene Steuereinrichtung die Geschwindigkeit der variablen Antriebseinrichtung in Abhängigkeit sowohl von der Änderung der Anzahl tatsächlich gesäter Saatkörner als auch der Änderungen in der Anzahl der von der EntfernungsmeBeinrichtung abgetasteten -zweiten Signale verändert

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird automatisch eine sehr genaue Saatkorn-Verteilung über das gesamte zu bearbeitende Gebiet erzielt, ohne daß irgendwelche Probeläufe erforderlich sind, wobei die Anordnung rationell und zuverlässig arbeitet, einfach zu bedienen ist und bei allen Fahrgeschwindigkeiten die vorgewählte Aussaatdichte durch selbsttätige Steuerung der Antriebseinrichtung für die Saatkorn-Abgabeeinrichtung gewährleistet

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 eine an einen Traktor angehängte Saatkorn-Abgabeeinrichtung mit Vorratstrichter und zugeordneten, für dessen Betrieb erforderlichen Elementen,

Fig.2 ein Blockschaltbild für die Anordnung zur Abgabe von Saatgut, und

Fig.3 ein detailliertes schematisches Schaltbild für die durch eine unterbrochene Linie eingegrenzte Zone des Blockschaltbildes von F i g. 2.

F i g. 1 zeigt die Grundelemente der erfindungsgemäßen Anordnung zur Abgabe von Saatgut, die an einen Traktor 10 oder ein anderes geeignetes Fahrzeug angebaut sind. Hierzu gehört ein Trichter 11 bzw. eine ganze Reihe von Trichtern 11, die quer zur Fahrtrichtung des Traktors nebeneinander befestigt sind. Als Verbindung zwischen Traktor 10 und den Trichtern 11 dient eine Zugstange 12, die mit einer rotierenden Antriebswelle und einer hydraulischen Pumpeneinrichtung versehen sein kann, um dem Abgabeteil des Trichters 11 zugeordnete Hydromotoren betreiben zu können. Ein unterhalb des Trichters f i angeordneter Saatgut-Abgabemechanismus überträgt die zu säenden Saatkörner in unter dem Trichter befindliche Furchen oder dergleichen. Zum Betreiben des Abgabemechanismus dient eine in ihrer Geschwindigkeit variable Antriebseinrichtung, beispielsweise ein veränderbarer Hydromotor oder dergleichen. Ein unterhalb einer Saatkorn-Abgabeeinrichtung 13 befindlicher Saatkorn-Sensor 14 erzeugt für jedes tatsächlich durchlaufende Saatkorn ein elektrisches Signal, vorzugsweise in Form eines Impulssignals. Die erzeugten elektrischen Signale entsprechen den tatsächlich ausgesäten Saatkörnern. An für den Traktorfahrer gut zugängliche.· und übersichtlicher Stelle ist auf dem Traktor 10 eine Steuer- und Überwachungseinheit 16 angebracht und mittels einer Sieuerleitung J 7 mit der Abgabccinrichtung 13 und dem Saatkorn-Sensor 14 verbunden.

Im Betrieb muß der Traktorfahrer bzw. Landarbeiter lediglich den Traktor starten, eine gewünschte Information über die gewünschte Saatkorn-Verteilungsdichte in die Steuer- und Überwachungseinheit 16 eingeben und dann den bzw. die Trichter U mit gewünschter Geschwindigkeit hinter den Traktor herziehen. Die Fahrgeschwindigkeit des Traktors 10 über Grund wird durch eine geeignete Einrichtung gemessen, vorzugsweise jedoch durch eine Einrichtung zur Erzeugung von Impulssignalen, welche einheitlichen Abschnitten des zurückgelegten Weges entsprechen, und diese Impulssignale werden der Steuer- und Überwachungseinheit 16 zugeführt, wo sie mit den vom Saatkorn-Sensor 14 erzeugten Steuersignalen verglichen werden. Mit Hilfe dieser beider Signale wird der Betrieb der Saatkorn-Abgabeeinrichtung 13 so gesteuert, daß automatisch eine gewünschte Saatkorn-Verteilungsdichte über das bearbeitete Feld hinweg aufrechterhalten wird, und zwar ohne Rücksicht auf Geschwindigkeitsänderungen beim Traktor 10. Sollte sich einmal die Anzahl der abgegebenen Saatkörner ändern, weil die Einrichtung zur Steuerung der Saatkorn-Abgabe ihre Betriebsgeschwindigkeit ändert oder weil in dieser Abgabeeinrichtung ein Fehler aufgetreten ist, dann wird ein entsprechendes Steuersignal erzeugt und die Betriebsweise der Saatkorn-Abgabeeinrichtung so verändert, daß eine konstante Verteilungsdichte des Saatgutes aufrechterhalten bleibt

In F i g. 2 der Zeichnung sind die Grundelemente des Vertetlungs-Steuersystems mit unterbrochenen Linien eingegrenzt und mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet. Der Saatkorn-Sensor 14 ist an einen Impulsformer 21 des Verteilungs-Steuersystems 20 angeschlossen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dieser Sensor 14 ein fotoelektrischer Sensor, der beim Durchgang jedes einzelnen Saatkorns einen Impuls erzeugt. Die ankommenden Impulse durchlaufen den Impulsformer 21 und gelangen dann in den Aufwärts-Teil eines Aufwärts-Abwärtszählers 22. Der vom Traktor zurückgelegte Weg wird miueib einer geeigneten Weg-Meßeinrichtung 23 festgestellt, in Impulse umgesetzt, und die Ausgangssignale weiden einem Impulsformer 24 zugeführt. Die Weg-Impulse werden mittels eines programmierbaren Teilers verarbeitet und in den Abwärts-Teil des Aufwärts-Abwärtszählers 22 eingespeist. Die gewünschte Verteilungsdichte wird einfach mittels eines Verteilungs-Wählschalters 25 eingegeben. Wenn sich die gesamte Saatgut-Abgabeanordnung eingangs in Bewegung setzt, dann verändert ein Stillstand-Detektor 27 seinen Schaltzustand und ermöglicht damit dem Aufwärts-Abwärtszähler 22 seinen Zählbeginn. Mit Hilfe eines Digital-Analogwandlers 28 werden die vom Aufwärts-Abwärtszähler 22 erzeugten Ausgangssignale in eine Gleichspannung umgewandelt.

Zum DA-Wandler 28 gehört eine Steuereinrichtung, welche auf am Ausgang des Aufwärts-Abwärtszählers 22 erzeugte Steuersignale anspricht. Die am Ausgang des DA-Wandlers 28 erzeugten Steuersignale dienen zur Ansteuerung eines Servoventilmechanismus 29, welcher den Durchschluß eines hydraulischen Mediums von einer hydraulischen Pumpe 30 über ein Bypassventil

31 zu einem Hydromotor 32 regelt. Dieser Hydromotor

32 dient als geschwindigkeitsvariabler Antriebsmechanismus zur Betätigung der Saatkorn-Abgabeeinrichtung 13 mit einer gewählten Geschwindigkeit, damit die Anzahl der abgegebenen Saatkörner pro Zeiteinheit genau gesteuert werden kann.

Solange sich die beiden Eingangssignale des Aufwärts-Abwärtszählers 22 Impuls für Impuls gleichen, behält der Zähler seine Mittellage bei, und die Ausgangs-Steuerspannung des DA-Wandlers 28 bleibt konstant, so daß die Betriebsgeschwindigkeit des Hydromotors einen Wert behält, welcher einer gegebenen Einstellung zur Saatkorn-Abgabe entspricht. Sobald aufgrund einer Störung im Abgabemechanismus oder aus anderen Gründen die Saatkorn-Abgabefrequenz

sinkt, obwohl die Frequenz der Weg-Impulse konstant bleibt, dann überwiegen die Weg- bzw. Abwärtsimpulse die Saatkorn- bzw. Aufwärtsimpulse, und der Zähler wirft ein negatives Zählergebnis aus. In diesem Falle erzeugt der DA-Wandler 28 eine Änderung seiner Steuerspannung, auf deren Veranlassung die Servoventileinrichtung 29 öffnet, so daß die Betriebsgeschwindigkeit des Hydromotors 32 ansteigt und die gewünschte Abgabefrequenz der gepflanzten Saatkörner erhalten bleibt. Sobald die Saatkorn-Signale wieder schneller werden und die Zähler-Eingangsinipulse wieder im Verhältnis 1 :1 eintreffen, dann ist das Steuersystem 20 wieder im Gleichgewicht und die Hydromotor-Geschwindigkeit bleibt konstant.

Sobald die Weg-Impulse ausbleiben, weil der Traktor 10 stehengeblieben ist, verändert der Stillstand-Detektor 27 seinen Schaltzustand und sperrt das Bypassventil 31, so daß kein Strömungsmedium zum Hydromotor 32 gelangen kann. Dies ist notwendig, weil die Servoventileinrichtung 29 nicht vollständig sperren kann, so daß die Möglichkeit gegeben wäre, daß der Hadromotor schleichend weiterläuft und bei stehendem Traktor weiterhin Saatkörner abgibt. Der Ausgang des Stillstand-Detektors 27 ist außerdem an den Aufwärts-Abwärtszähler 22 angeschlossen, um dessen Ausgang bei stehendem Traktor zu sperren.

Erfindungsgemäß erzeugt der elektronische Teil des Verteilungs-Steuersystems eine Ausgangsspannung, deren Amplitude sich proportional mit den abgegebenen Saatkörnern pro Flächeneinheit, also mit der Verteilungsdichte ändert Diese Ausgangsspannung könnte außer zur Steuerung des in der Zeichnung dargestellten hydraulischen Antriebssystems noch zur Steuerung von vielen Arten mechanischer oder elektrischer Antriebsmechanismen benutzt werden.

Das Schaltbild von F i g. 3 umfaßt im wesentlichen den in F i g. 2 durch unterbrochene Linien eingegrenzten Teil des Verteilungs-Steuersystems 20. Gemäß F i g. 3 enthält der Impulsformer 21 drei Transistoren 36, 37 und 38, von denen der letzte mit dem Aufwärts-Teil des Aufwärts-Abwärtszählers 22 stromgekoppelt ist. In Fig. 3 ist dieser Aufwärts-Abwärtszähler 22 als aus zwei integrierten Schaltkreisen mit den Bezugszahlen 22A und 22ß aufgebaute Schaltung dargestellt. Die Impulsformer-Schaltung 24 für die Weg-Impulse be- as steht aus den drei Transistoren 39,40 und 41, von denen der letztere an den Eingang des programmierbaren Teilers 26 angeschlossen ist. Im vorliegenden Falle besteht der programmierbare Teiler 26 aus zwei unabhängigen integrierten Schaltkreisen 42 und 43, die über eine Anzahl von Wählschalter-Kontakten 44 ansteuerbar sind, welche zum bereits besprochenen Verteilungs-Wählschalter 25 von F i g. 2 gehören. Der Ausgang des integrierten Schaltkreises 43 wird durch ein Gatter 46 umgedreht und dem Abwärts-Teil des Schaltkreises 22A des Aufwärts-Abwärtszählers 22 zugeführt.

Am Eingang der Stillstand-Detektorschaltung 27 befindet sich ein Widerstand 47 in Serie geschaltet mit einer Diode 48, welche Impulssignale an einen Kondensator 49 abgibt, der einseitig geerdet ist Die Verbindung zwischen Diode 48 und Kondensator 49 ist über einen Widerstand 51 mit der Basis eines Transistors 50 verbunden. Wenn sich der Kondensator 49 über den Widerstand 47 und die Diode 48 auflädt schallet er den Transistor 50 durch, wenn mit der zurückgelegten Wegstrecke des Traktors korreskondierende Impulse ankommen. Wenn die Weg-Impulse ausbleiben, entlädt sich der Kondensator 49 über einen Widerstand 52, und der Transistor 50 wird gesperrt. Bei gesperrtem Transitor 50 wird ein anderer Transitor 54 aufgrund des seiner Basis über einen Widerstand 54 zugeführten Potentials leitend. Im normalen Betriebszustand, wenn also Weg-Impulse ankommen, bleibt der Transistor 53 gesperrt, weil seine Basis im leitenden Zustand des Transistors 50 Erdpotential bekommt. Ist jedoch Transistor 53 durchgeschaiiei, dann legt er Lastanschlüsse der integrierten Schaltkreise 22,4 und 22ß an Masse, und der Aufwärts-Abwärtszähler 22 begibt sich in die Mitte seines Bereiches. Wird Transistor 50 gesperrt, dann sperrt er einen weiteren Transistor 56, welcher wiederum einen nachgeschalteten Transistor 57 sperrt, um die Haltespule 31a des Bypassventils abzuschalten. Eine der Haltespule 31a parallel geschaltete Diode 58 unterdrückt Transients und verhindert, daß eventuell innerhalb der Haltespule 31a erzeugte Hochspannungsspitzen den Transistor 57 zerstören können.

Eine Ausgangsleitung 60 des integrierten Schaltkreises 22S ist über einen Inverter 61 an Freigabeeingänge des Aufwärts-Abwärtszählers 22 rückgekoppelt. Wenn die Weg-Impulse die Saatkorn-Impulse so weit überwiegen, daß der Zähler auf Null zurückgeht, dann verhindert der eingespeiste Freigabeimpuls, daß der nächste Abwärts-Impuls den Zähler auf einer vollen Zählwert bringt und das von dessen Ausgang angesteuerte Servoventil schließt. Das Servoventil 29 von Fig. 2 wird angesteuert, wenn der Transistor 63 durchgeschaltet ist, dessen Basis mit dem Ausgang eines Operationsverstärkers 64 verbunden ist. Dieser Operationsverstärker 64 bildet zusammen mit seinem Rückkopplungswiderstand 66, einem veränderlichen Serienwiderstand 67 und einem Festwiderstand 68 einen Teil des Digital-Analog-Konverters 28.

Die digitalen Ausgangssignale der Abschnitte 22A und 22B des Aufwärts-Abwärtszählers werden über zwei Widerstandsgruppen 70 und 71, deren Einzei-Widerstandswerte entsprechend der Bedeutung der betreffenden Stufe ausgewählt sind, an den DA-Wandler 28 weitergeleitet. Somit ändert sich der in den Operationsverstärker 64 fließende Eingangsstrom in Abhängigkeit von dem im Aufwärts-Abwärtszähler gespeicherten Zählwtrt Der Ausgangswert des Operationsverstärkers 64 steuert den Betrag eines Treibersignals, welches dem Servoventil 29 über einen Pufferverstärker-Transistor 63 zugeführt wird.

Die zuvor beschriebene Schaltung ist ein einfaches und wirksames Mittel zur automatischen Steuerung des Betriebes einer Saatkorn-Abgabeanordnung, wobei die Verteilungsdichte über eine gegebene Fläche hinweg konstant gehalten wird, ohne Rücksicht auf Änderungen in der Saatkorn-Abgabefrequenz oder in der Fahrgeschwindigkeit eines Traktors über Grund. Die beschriebene Anordnung hat den zusätzlichen Vorteil, daß beim Start und beim Anhalten des Traktors, was unter normalen Betriebsbedingungen immer wieder vorkommt die Dichteverteilung der Saatkörner genau gesteuert wird, so daß auf dem bestellten Feld weder zu dicht noch zu dünn besetzte Zonen auftreten können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Abgabe von Saatgut, mit einem einen Vorrat von auszusäenden Saatkörnern enthaltenden Trichter, einem den Trichter über den Boden hinwegbewegenden Fahrzeug, einer die Saatkörner hindurchlassenden, dem Trichter zugeordneten Saatkorn-Abgabeeinrichtung, eine mit der Saatkorn-Abgabeeinrichtung gekoppelte variable Antriebseinrichtung, einen mit der Saatkorn-Abgabeeinrichtung verbundenen Saatkorn-Sensor, welcher ein der Anzahl tatsächlich ausgesäter Saatkörner entsprechendes erstes Signal erzeugt, sowie eine Entfernungsmeßeinrichtung, die ein zweites Signal erzeugt, das einer vom Trichter über dem Boden zurückgelegten vorbestimmten Entfernung entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß eine das erste und das zweite Signal empfangende und in Abhängigkeit davon ein Steuersignal erzeugende Schaltung (20) vorgesehen ist, die mit einer Wähleinrichtung (25) zur Einstellung einer vorbestimmten Saatkorn-Verteilung pro Flächeneinheit des vom Trichter überstrichenen Bodens verbunden ist und daß eine an die variable Antriebseinrichtung (32) und die das Steuersignal erzeugende Schaltung (20) angeschlossene Steuereinrichtung (29, 30) die Geschwindigkeit der variablen Antriebseinrichtung (32) in Abhängigkeit sowohl von der Änderung der Anzahl tatsächlich gesäter Saatkörner als auch der Änderungen in der Anzahl der von der Entfernungsmeßeinrichtung abgetasteten zweiten Signale verändert.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Steuersignal erzeugende Schaltung (20) eine Aufwärts-Abwärtszählschaltung (22) mit einem die ersten Signale aufnehmenden ersten Schaltungsabschnitt und einen die zweiten Signale aufnehmenden zweiten Schaltungsabschnitt enthält, und daß das Steuersignal unter Berücksichtigung der Einstellung der Wähleinrichtung (25) erzeugt wird, so daß ein unterschiedliches Signal vorhanden ist, wenn die Aufwärts-Abwärtszählschaltung einen von der Wähleinrichtung (25) abweichenden Wert aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stillstands-Detektorschaltung (27) vorgesehen ist, mit der ein Fahrzeug-Stillstand feststellbar ist, um den Betrieb der variablen Antriebseinrichtung (32) zu beenden und den Aussaatvorgang zu unterbrechen.

4. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die variable Antriebseinrichtung (32) eine hydraulische Pumpe ist, die durch ein Servoventil (29) und ein Bypaßventil (31) gesteuert wird.