DE2932180C3

DE2932180C3 - Elektrisch gesteuerter Antrieb für Saatgutverteilvorrichtungen in Reihensämaschinen

Info

Publication number: DE2932180C3
Application number: DE19792932180
Authority: DE
Inventors: Marvin D. Naperville Ill. Jennings
Original assignee: International Harverster Corp
Current assignee: Ji Case Co Racine Wis Us
Priority date: 1978-08-09
Filing date: 1979-08-08
Publication date: 1981-10-01
Also published as: FR2432825A1; DE2932180A1; FR2432825B3; DE2932180B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elktrisch gesteuerten Antrieb für Saatgutverteilvorrichtungen in Reihensämaschinen mit den Merkmalen nach dem «> Oberbegriff des Anspruches I.

In bisher üblichen Drill- und Sämaschinen wird das Saatgut einer umlaufenden Säwalze zugeführt, in deren Inneres Druckluft eingeführt wird, so daß die Saatgutkörner am inneren Umfang in taschenförmig vertieften &' Löchern gehalten werden, von denen sie erst durch Auslöse- oder Dosiervorrichtungen befreit werden, wenn sie die Oberseite der umlaufenden Säwalze erreicht haben, Sie Saatgutkörner fallen dann in Saatleitungen und unter der Wirkung der Druckluft in Saatfurchen, die zuvor durch Drillsehare geformt worden sind. Bei derartigen Abordnungen laufen die Säwalzen mit einer Geschwindigkeit um, die in einem festen Verhältnis zur Fahrtgeschwindigkeit der Sämaschine steht, so daß die Fülldichte des Saatgutes in solchen Fällen festgelegt ist und nur durch eine Drehzahländerung der Säwalze verändert weiden kann.

Es sind bereits verschiedentlich Vorschläge gemacht worden, zur Änderung des Saatkornabstandes die Betriebsgeschwindigkeit der Saatgutverteilvorrichtung zu variierea So ist ein elektrisch gesteuerter Antrieb für Saatgutverteilvorrichtungen in Sämaschinen unter Verwendung eines mit Gleichspannung gespeisten elektrischen Antriebsmotors aus der US-PS 39 12 121 bekannt. Hierbei steht der elektrische Antriebsmotor jedoch mit einem Getriebe in Verbindung, an das ein Drehmomentverstärker für ein hydraulisches System angeschlossen ist, welches die Betriebsgeschwindigkeit der Saatgutverteilung steuert.

Die eingangs genannte Bauart ist aus der DE-OS 27 44 939 bekannt Hierbei werden durch Meßeinrichtungen die Trommeldrehzahl und die Fahrtgeschwindigkeit festgestellt Durch Einstellen von Signalen, die einem Steuersystem zugeführt werden, läßt sich die Trommeldrehzah! so kontrollieren, daß ein bestimmter Saatkornabstand beim Säen eingehalten wird.

Das Steuersystem dieses bekannten Antriebs für eine Saatgutverteilvorrichtung ist nicht nur in seinem schaltungstechnischen Aufbau sehr kompliziert, sondern erfordert auch den Vergleich von insgesamt drei Signalen als Steuergrößen, nämlich einem für die Fahrtgeschwindigkeit, einem für die Trommeldrehzahl und einem für den gewünschten Saatkornabstand charakteristischen Signal.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß auf die Erfassung eines dem Saatkornabstand entsprechenden dritten Signals verzichtet werden kann, wenn die den beiden anderen Meßgrößen entsprechenden Signale so miteinander verknüpft und aufbereitet werden, daß dadurch eine Kontrolle eines bestimmten gewünschten Saatkornabstandes gewährleistet ist

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektrisch gesteuerten Antrieb für Saatgutverteilvorrichtungen der eingangs genannten Art zu schaffen, durch den der Saatkornabstand mit einfachen und betriebssicheren Mitteln eingestellt und nachgestellt werden kann, wobei sich diese Mittel auch nachträglich einbauen lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches I angegebenen Merkmalen gelöst

Durch die der Fahrtgeschwindigkeit der Sämaschine proportionalen Signale läuft auch die Säwalze mit einer der Fahrtgeschwindigkeit proportionalen Antriebsdrehzahl um. Erhöht sich die Fahrtgeschwindigkeit, läuft auch der elektrische Antriebsmotor schneller um, wodurch aber der Feldstront im Wechselstromgenerator verringert wird, was zur Folge hat, daß der Drehzahländerung des Antriebsmotors entgegenge= wirkt wird.

Das Verhältnis zwischen Drehzahl der Säwalze und Fahrtgeschwindigkeit und damit der Saatkornabstand kann dabei jederzeit übersteuert oder verändert werden, indem zwischen Umformer und Feldwicklung des Spannungserzeugers der einstellbare Widerstand geschaltet ist.

Die der Fahrtgeschwindigkeit entsprechenden Steuersignale werden von einem auf Unstetigkeiten umlaufender Teile ansprechenden Induktionsmeßwertgeber gewonnen^ Auf ähnliche Weise werden Steuersignale zur Einspeisung in die Feldwicklung des ■> Spannungserzeugers und damit zur Steuerung der Drehzahl der Säwalze aus dem Umlauf der Säwalze selbst gewonnen, wobei die Amplitude dieser Steuersignale umgekehrt proportional zur Drehzahl der Säwalze iaL Hierdurch wird eine Rückkopplung erzielt, in welche die Genauigkeit und Stabilität der Steuerung erhöht

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen3bis5.

Ein in der Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel des Antriebs für eine Saatgutverteilvorrichtung nach der Erfindung ist in den Zeichnungen wiedergegeben. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer schleppergezogenen Reihensämaschine;

F i g. 2 in schematischer Darstellung eine Schaltungsanordnung für den elektrisch gesteuerten Antrieb der Säwalze.

Fig. I zeigt eine Reihensämaschine 10, bei der der erfindungsgemäße Antrieb der Säwalzen angewendet werden kann. Die Sämaschine 10 üblicher Bauart besitzt einen über eine Zugvorrichtung 14 mit einem Schlepper 13 koppelbaren Tragrahmen U, der sich über Räder 12 am Boden abstützt. Innerhalb der Zugvorrichtung 14 kann eine von der Schlepperzapfwelle abgeleitete jo Antriebswelle vorgesehen sein, über die ein Gebläse für ein pneumatisches Fördersystem entweder unmittelbar oder mit Hilfe einer Hydro-Motor-Pumpen-Einheit mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben werden kann. Der durch das Gebläse erzeugte Luftstrom wird unter μ Druck einer Säwalze 15 zugeführt, die mit einem Saatgutbehäller 16 in Verbindung steht Die Säwalze ist an ihrem Umfang mit Lochreihen versehen, in denen das Saatgut bei umlaufender Säwalze durch den vom Gebläse erzeugten Luftstrom gehalten wird. An der Oberseite der Säwalze ist eine Dosiervorrichtung vorgesehen, welche die Lochreihen blockiert und das Saatgut in Saatleitungen 17 fallen läßt, darch welche es unter der Wirkung des Luftstroms in durch Drillschare 18 geformte Saatfurchen gelangt Eine Druckrolle 19 v> sorgt hinter dem Drillschar für einen guten Sodenschluß.

Für jede auszusäende Reihe sind eine Saatleitung, ein Drillschar, eine Druckrolle und eine Lochreihe in der Säwalze vorgesehen, wobei die einzelnen Lochreihen in w der Säwalze im Reihenabstand in Ebenen angeordnet sind, die quer zur Rotationsachse der Säwalze stehen. Die laschenförmig eingelassenen Löcher jeder Lochreihe haben am Umfang einen gleichmäßigen Winkelabstand. So körmen beispielsweise 24 Löcher in einer V₁ Lochreihe mit einem jeweiligen Winkelabstand zueinander von 15° vorgesehen sein. Eine Säwalze kann 4,6 oder 8 Lochreihen für eine 4-, 6-, oder 8reihige Sämaschine aufweisen. Für eine mehr als 8 Reihen bestellende Sämaschine empfiehlt es sich, zwei Säwal- w) zen zu verwenden.

Der Saatgutkornabstand in jeder Reihe ist umgekehrt proportional zur Anzahl der Locher jeder Lochreihe auf der Säwalze sowie zur Drehgeschwindigkeit der Säwalze und ist direkt proportional zur Fahrtgeschwin- μ digkeit der Sämaschine. Umgekehrt ist die Fülldichte des Saatgutes direkt proportional zur Anzahl der Löcher in jeder Lociireihe und umgekehrt proportional zur Fahrtgeschwindigkeit der Sämaschine,

Beim erfindungsgemäßen Antriebssystem für die Säwalze wird deren Drehgeschwindigkeit gesteuert um eine gewünschte Fülldichte bei sich ändernder Fahrtgeschwindigkeit der Sämaschine zu erzielen. Zu diesem Zweck ist, wie F i g, 2 zeigt, zum Antrieb der Säwalze 15 ein elektrischer Antriebsmotor 20 vorgesehen, der, wie schematisch angedeutet, über eine Antriebswelle 21, ein endseitig daran angeordnetes Schneckenrad-Untersetzungsgetriebe 23, 24 die Welle 25 der Säwalze 15 antreibt Bei Sämaschinen mit 2 Säwalzen kann die Antriebswelle 21 an ihren beiden Enden mit Schneckenrädern 23 versehen sein.

Der elektrische Antriebsmotor 20 ist im Ausführungsbeispiel als Dauermagnet-Gleichstrommotor ausgebildet, wird mit einer Spannung von 36 Volt betrieben und läuft mit 4000 UpM um. Mit der Antriebswelle 21 ist er über ein Untersetzungsgetriebe 22 gekoppelt, das ein Übersetzungsverhältnis von 40:1 hat Eine weitere Untersetzung von 2,5 :1 läßt sich durch das Schneckenrad-Untersetzungsgetriebe 23, 2" erzielen, so daß die Säwaize durch Steuerung der au den Antriebsmotor angelegten Speisespannung mit einer Drehzahl zwischen 0 und 40 UpM umlaufen kann.

Mit seinem einen Pol ist der elektrische Antriebsmotor 20 an Masse gelegt und mit seinem anderen Anschluß 26 über eine Leitung 27 mit dem Ausgang 28 eines Spannungserzeugers 30 verbunden. Die entgegengerichteten Enden der Feldwicklung des Spannungierzeugers sind zusammengeführt und an Masse gelegt Die Feldwicklung selbst ist mit einem Anschluß 31 verbunden. Der Spannungserzeuger 30 kann vorzugsweise als Wechselstromgenerator mit Festkörpergleichrichter ausgebildet sein und bei einem Antrieb von 5000 UpM eine Spannung von 36 Volt erzeugen, wobei ein bestimmter Strom am Anschluß 31 abgenommen werden kann. Wie in F i g. 2 schematisch wiedergegeben, wird der Spannungserzeuger 30 von dem Gebläse 32 für das pneumatische Fördersystem angetrieben, welches seinerseits von einer Antriebsquelle 33 angetrieben wird, welche die Brennkraftmaschine des Schleppers sein kann. Mit der Schlepperzapfwelle sind dann über eine Welle 34 das Gebläse und der Spannungserzeuger entweder unmittelbar oder unter Zwischenschaltung einer Hydro-Motor-Pumpen-Einheit verbunden. Der Antrieb des Spannungserzeugers 30 durch oder über das Gebläse hat den Vorteil, daß keine weitere Antriebsverbindung zum Schlepper erforderlich ist Andererseits kann aber auch der Spannungserzeuger 30 im Schlepper angeordnet sein. Dabei reicht jedoch die elektrische Leistung der 12 Volt-Batterie des Schleppers nicht aus, um auch den elektrischen Antriebsmotor 20 mit Strom zu versorgen. Dh Verwendung eines elektrischen Motors und eines Spannungserzeugers im 36 Volt-Betrieb gewährleistet auch einen höheren Wirkungsgrad und verschafft weitere noch zu erläuternde Vorteile.

Der Feldwicklungsanschluß 31 des Spannungserzeugers 30 ist mit einem Schalterkonakt 35 verbunden, der in der Schließs.ellung des Schalters den Anschluß 31 mit dem Abgriff 37 eines einstellbaren Widerstandes 36 verbindet. Dieser Widerstand 36 kann als einseitig geerdetes Potentiometer oder auch als Regelwiderstand ausgebildet sein, dessen Enden dann jedoch nicht geerdet sind.

Der Abgriff Jf ist über eine Diode 38 mit einem Ausgang 39 eines Umformers 44 verbunden, dessen Eingang 45 an eine Vorrichtung 46 angeschlossen ist, die

ein der Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors 20 entsprechendes Signal erzeugt. Der Abgriff 37 ist weiterhin Ober eine Diode 43 mit dem Ausgang einer Vorrichtung 48 verbunden, die ein der Drehzahl der Welle 49 eines der Stützräder 12 der Sämaschine entsprechendes Signal erzeugt. Die Vorrichtungen 46 und 48 sind vorzugsweise Magnetfeld-Meßeinrichtungen, die mittels je einer auf einem Magnetkern 52 bzw. 56 aufgewickelten Induktionsspule 5t bzw. 55 Induktionsstöße beim Passieren der einzelnen Zähne von Zahnrädern 50 bzw. 54 erzeugen, die auf der Welle des elektrischen Antriebsmotors 20 bzw. auf der Stützradwelle 49 drehfest angebracht sind. Wenn sich die an diesen Wellen befestigten Zahnräder drehen, und die Magnetkerne der Induktionsspulen nahe ihrem Umfang angeordnet sind, verändern die Zähne dieser Zahnräder den magnetischen Widerstand im Kraftlinienfluß, so daß in den Induktionsspulen 51 bzw. 55 ein elektromagnetisches Feld wechselnder Polarität erzeugt wird, dessen Amplitude der Drehzahl der Welle proportional ist.

Der Umformer 44 kann in Festkörpertechnik aufgebaut sein und einen vorgespannten Hochleistungstransistor für einen Betrieb der Klasse B enthalten. Es kann weiterhin einen Leistungsverstärker aufweisen, um die Ausgangsleistungen der Vorrichtungen 46 und 48 zu erhöhen.

Im Betrieb ist die Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors 20 proportional zur Ausgangsspannung des Spannungserzeugers 30, die wiederum proportional dem vom Spannungserzeuger entwickelten Feldstrom ist. Dieser setzt sich aus zwei Komponenten zusammen, von denen die eine proportional zur Drehzahl des Stützrades 12 und die andere umgekehrt proportional zur Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors 20 ist.

Mit schneller werdender Fahrtgeschwindigkeit wird der Feldstrom größer und erhöht die Ausgangsspannung des Spannungserzeugers 30, was zur Folge hat, daß auch der Antriebsmotor 20 schneller umläuft. Ein Drehzahlanstieg des Antriebsmotors 20 verringert den Feldstrom im Spannungserzeuger, wodurch die Ausgangsspannung des Spannungserzeugers 30 herabfällt und einer Drehzahländerung des Antriebsmotors 20 entgegengewirkt wird. Hierdurch ergibt sich, daß das > Verhältnis zwischen der Drehzahl der Säwalze und der Fahrtgeschwindigkeit kleiner wird und Veränderungen in der Drehzahl der Säwalze infolge Änderungen der für sie notwendigen Antriebsleistung ebenfalls verringert werden. Die Drehzahl des Anlriebsmotors 20 ist damit

κι genau proportional zur Drehgeschwindigkeit des die Sämaschine am Boden abstützenden Rades. Über die Vorrichtung 46 und den Umformer 44 erhält man eine Rückkopplung, welche die Stabilität und Linearität der Steuerung erhöht.

>'· Wesentliches Merkmal ist, daß die Drehzahl der Säwalze leicht durch Verstellen des einstellbaren Widerstandes 36 gesteuert werden kann. Wenn die an diesem Widerstand abgegriffene Spannung fällt, erhöht sich der Feidstrom des Spannungserzeugers 30,

-ti wodurch sich dessen Ausgangsspannung und die Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors 20 erhöht. Steigt dagegen die am Widerstand 36 abgegriffene Spannung, vermindert sich die Drehzahl des Antriebsmotors.

Der einstellbare Widerstand 36 ist, wie Fig. I zeigt, im Schlepper angeordnet und betätigbar und über ein Kabel 59 mit den übrigen auf der Sämaschine 10 bcfindlie.ten Teilen der elektrischen Schaltungsanordnung verbunden.

'■" Mit der Antriebssteuerung für die Säwalze ist eine auf der Basis photoelekirischcr Sensoren arbeitende Überwachungsvorrichtung 60 gekoppelt, welche das Füllen des Saatgutes in jeder Saatfurche kontrolliert und eine Unterbrechung des Saatgutflusses für die gestörte

'' Saatfurche beispielsweise durch Alarm anzeigt. Bei einer optisch angezeigten Abweichung des Saatgutflusses oder des Füllgrades von einer vorbestimmten Größe kann der Fahrer durch Verstellen des Widerstandes 36 eine Korrektur des Saatgutflusses vornehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

ί. Elektrisch gesteuerter Antrieb für Saatgutverteilvorrichtungen in Reihensämaschinen mit einem Gebläse für ein pneumatisches Fördersystem für die Saatgutverteilung und mit mindestens einem die Sämaschine am Boden abstützenden Laufrad, unter Verwendung eines feldgesteuerten Wechselstromgenerators zur Erzeugung der Betriebsspannung für einen mit der Säwalze in Antiriebsverbindung stehenden elektrischen Antriebsmotor, wobei der Feldwicklung des Wechselstromgenerators in aufbereiteter Form Steuersignale zugeführt werden, die durch Meßeinrichtungen an der Stützradwelle und "5 an der Welle des elektrischen Antriebsmotor abgenommen werden und als für die Fahrtgeschwindigkeit und für die Drehzahl der Säwalze charakteristische Steuergrößen dienen, dadurch gekennzeick »et, daß die an der Stützradwelle (49) abgenommenen Steuersignale in ihrer Amplitude proportional der Fahrtgeschwindigkeit und die an der Welle des elektrischen Antriebsmotors (20) abgenommenen Steuersignale in ihrer Amplitude umgekehrt proportional der Drehzahl der Säwalze (15) sind und daß die Steuersignale beider Meßeinrichtungen einem Umformer (44) zugeführt werden, der die Gieichstromanteile der Steuersignale gewinnt, die über einen einstellbaren Widerstand (36) zum Einstellen und Verändern des Verhältnisses zwischen Drehzahl der Säwalze (15) und Fahrtgeschwindigkeit der Feldwicklung des. Wechselstromgenerators (30) zugeführt werden.
2. Antrieb nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtin.jen zur Erzeugung der Steuersignale als auf Unstetigkeiten umlaufender Teile ansprechende Induktionsmeßwertgeber (46 bzw. 48) ausgebildet sind.
3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unstetigkeiten umlaufender Teile von <o auf die Welle des elektrischen Antriebsmotors (20) und auf die Welle (49) des Stützrades (12) aufgesetzten Zahnrädern (50 bzw. 54) gebildet sind.
4. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsmeßwertgeber (46 bzw. 48) «5 von auf Eisenkernen (52 bzw. 56) aufgewickelten Induktionsspulen (51 bzw. 55) gebildet sind, deren Windungsenden mit dem Umformer (44) verbunden sind.
5. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- % net, daß der Wechselstromgenerator (30) von einer an die Schlepperzapfwelle anschließbaren Gebläse antreibbaren Welle (34) in Drehung versetzbar ist.