DE3722861A1 - Vorrichtung zur regelung der bodenparallelen auslegerlage an pflanzenschutzmaschinen - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung zur Regelung der bodenparallelen Lage an Pflanzenschutzmaschinen- und Düngemaschinenauslegern mit Arbeitsbreiten über 10 m in der Landwirtschaft. Die Erfindung kann weiterhin in all den Gebieten genutzt werden, wo Arbeitswerkzeuge parallel zu Flächen geführt werden müssen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Als Regeleinrichtung zur Einhaltung der Parallelität von Pflanzenschutzmaschinenauslegern zur Bodenoberfläche sind elektrische und hydraulische Regelsysteme bekannt (DE 20 33 773 und DD 2 06 927), welche auf die auftretenden Störgrößen Bodenunebenheit und Hangneigung mit I-Verhalten reagieren. Dies führt zwar zu einfachen technischen Lösungen, hat aber den Nachteil, daß bei aktuellen Arbeitsgeschwindigkeiten der Pflanzenschutz- bzw. Düngemaschinen das Regelsystem beim Wenden in Schichtlinie zu langsam reagiert und Fehlbehandlungen infolge falscher Auslegerstellungen auftreten, sowie das Risiko von Auslegerbrüchen und Pflanzenschäden durch Bodenberührung besteht.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Regeleinrichtung so auszubilden, daß sie die beschriebenen Nachteile vermeidet, zur Verminderung des Instandhaltungsaufwandes beiträgt und höhere Arbeitseffektivität als bisher ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelsystem zu schaffen mit dessen Hilfe sowohl Bodenunebenheiten als auch Änderungen in der Hanglage hinreichend schnell ausge­ regelt und damit Parallelität der Ausleger zum Boden nahezu ständig erhalten bleibt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das horizontale Schwingungssystem des Auslegers als gedämpfter Schwingkreis ausgebildet und das vom horizontalen Schwingungssystem entkoppelt angeordnete vertikale Schwingungssystem obligatorisch mit einem Kaskaden­ regler versehen ist. Der Kaskadenregler besteht aus einem Führungsregler, der PI-Verhalten besitzt und besonders auf niederfrequente Störungen in Form wechselnder Neigung der zu bearbeitenden Flächen reagiert und einem Folgeregler der I-Verhalten besitzt. Der Folgeregler eliminiert bevorzugt höherfrequente Störungen in Form von Bodenunebenheiten. Der Führungsregler verwendet als Meßsignal die Neigung der Maschine zur Senkrechten. Er arbeitet mit Hilfsenergie und wirkt auf die Schwerpunktlage der Ausleger ein. Sein quasi-PI-Verhalten wird dadurch realisiert, indem die Stellgeschwindigkeit proportional zur Abweichung vom Sollwert ist. Der Folgeregler verwendet als Meßsignal die Lage des Auslegers gegenüber der Horizontalen. Er arbeitet ohne Hilfsenergie und verwendet als Stellkraft die Gravitation. Zur Anpassung eines vertikal mehrfach geknickten Auslegers an wechselndes Mikrorelief kann vorteilhaft ein weiterer Regler II in das oben beschriebene System integriert werden. Dieser arbeitet mit Hilfsenergie und verwendet als Meßsignal den Abstand zwischen den vorhandenen Auslegerabschnitten und dem Boden.

Ausführungsbeispiel

Das vom an sich bekannten horizontalen Schwingungssystem 3 und 5 entkoppelt angeordnete vertikale Schwingungssystem besteht aus einem Kaskadenregler. Der Kaskadenregler besteht aus einem Führungsregler mit Hilfsenergie 10, welcher auf niederfrequente Störungen z. B. in Form wechselnder Gelände­ neigung reagiert, wobei als Meßsignal die Neigungsdifferenz 7 der Maschine zur Senkrechten verwendet wird. Das Meßsignal kann sowohl als elektrische Größe z. B. als ein dem Winkel proportionaler Strom oder Spannung, als auch mechanische Größe z. B. als ein dem Winkel proportionaler Weg oder als ein proportionaler Ölstrom gewonnen werden. Der als Proportional­ regler ausgebildete hydraulische, pneumatische oder elektro­ nische Regler 10 wird entweder über eine Mechanik 9 oder Elektronik so angesteuert, daß bezüglich wechselnder Gelände­ neigungen ein der Neigung proportionales Stellsignal ausgelöst wird. Als Stellglieder dienen hydraulische, pneumatische oder elektromechanische Vorrichtungen 4 bekannter Bauart. Die vom Folgeregler 2 abgehende Vertikalstange 2 a wird vom Stellglied 4 des Führungsreglers 10 in einem Winkel β zum rechten Winkel der Auslegerlängsrichtung gebracht, der das 1,7 bis 3fache des Hangneigungswinkels α beträgt. Mit dem Führungsregler obligatorisch verbunden ist der Folgeregler 2 ohne Hilfsenergie, der I-Verhalten besitzt und bevorzugt höherfrequente Störungen z. B. in Form von Bodenunebenheiten eliminiert. Das Folgeregel­ system ist so ausgebildet, daß unter Ausnutzung der am Ausleger vorhandenen Massenträgheitskräfte, Anordnung eines Drehpunktes 2 über dem Schwerpunkt 1 des Auslegers von asymmetrisch wirkenden Dämpferelementen 6 zwischen Ausleger und Fahrzeugrahmen die höherfrequenten von Bodenunebenheiten herkommenden Störungen sich nicht negativ auf das Verhalten des Führungsreglers auswirken. Beim Überschreiten des Regelbereiches des Führungs­ reglers infolge großer Differenzwinkel des Auslegers zum Maschinengrundrahmen tritt im Falle der mechanischen Meßsignal­ übertragung ein Kompensationsglied in Form einer beidseitig vorgespannten Feder 8 in Kraft.

• Bezugszeichen
   1 Schwerpunkt
   2 Folgeregler einschließlich Drehpunkt
  2 a Vertikalstange vom Folgeregler
   3 Drehpunkt 2
   4 Stellglied für Führungsregler
   5 Horizontal-Feder-Dämpferglieder
   6 Dämpfer für Folgeregler
   7  Neigungsmeßeinrichtung
   8 Federglied
   9 Winkelhebel
  10 Führungsregler
  11 Abstandssensor innen
  12 Abstandssensor außen
  13 Regler II
  14 Stellglied für Regler II
  15  Hilfsenergiezuführung

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Regelung der Auslegerlage von Pflanzen­ schutzmaschinen oder von Arbeitswerkzeugträgern parallel zur Bodenoberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelstrecke Auslegerlageverhalten aus einem Führungsregler, der PI-Ver­ halten besitzt und bevorzugt auf niederfrequente Störungen in Form wechselnder Neigung der zu bearbeitenden Fläche rea­ giert und einem Folgeregler, der I-Verhalten besitzt und be­ vorzugt höherfrequente Störungen in Form von Bodenunebenheiten beseitigt, besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Folgeregler hervorgerufene Stellgeschwindig­ keit gegenüber der des Führungsreglers größer ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsregler mit hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Energie und der Folgeregler ohne Hilfsenergie ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 und dadurch gekennzeichnet, daß als Führungsregler ein hydraulisches oder pneumatisches Ventil verwendet wird, welches über mechanische Hebel oder hydraulisch angesteuert wird, die ein federndes Element bein­ halten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4 und dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil auf Winkelveränderungen, die mit der Neigungsmeßeinrichtung zwischen Fahrzeugrahmen und Ausleger ermittelt werden, reagiert und ein Stellglied zur Verschiebung des Auslegerschwerpunktes ansteuert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5 und dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückkopplung zwischen der Verschiebung des Ausleger­ schwerpunktes und der Regelventilstellung besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6 und dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel β, welcher vom Folgeregler abgehenden Vertikal­ stange gegenüber dem rechten Winkel zur Auslegerlängsrichtung ausgebildet wird das 1,7 bis 3fache der Hangneigung α beträgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7 und dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung der Ausleger an Bodenprofile zwei oder mehrere Teilabschnitte des Auslegers über Gelenke miteinander verbunden werden, die Abstände der Teilabschnitte zur Bodenoberfläche mit den am Ausleger angebrachten Sensoren gemessen, mit dem Regler verglichen und über das Stellglied oder weitere Stell­ glieder selbsttätig auf nahezu gleiche Abstände gebracht werden.