DE4201300A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der ausbringmenge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Ausbringmenge an einem Dung-/Kompoststreuer mit einem regelbaren Kratzbodenantrieb.

Derartige Dungstreuer werden zum Ausbringen von Festmist, Kompost, aber auch von gehäckselten Garten- und Forstabfällen oder von Klärschlamm benutzt. Um das Streugut jedoch möglichst gleichmäßig auf den Feldern oder Äckern auszubringen, sind an den Fahrer hohe Anforderungen gestellt, um die Kratzbodengeschwindigkeit so einzuregeln, daß möglichst über die gesamte Feldlänge eine gleichmäßige Ausbringmenge pro Flächeneinheit erreicht wird und somit die gleiche Nährstoffmenge pro Flächeneinheit ausgetragen wird. Insbesondere am Feldanfang sind erhöhte Ausbringmengen festzustellen, während dem Ende des Ausbringvorganges zu im allgemeinen eine verringerte Ausbringmenge pro Flächeneinheit festzustellen ist. Insbesondere wenn die Felder oder Äcker nur mit Festmist gedüngt werden, verursacht das ungleichmäßige Ausbringen des Dunges ein ungleichmäßiges Pflanzenwachstum.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Ausbringmenge an einem Dung-/Kompoststreuer zu vergleichmäßigen und die Bedienung zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 5.

Durch die meßtechnische Berücksichtigung der Fahrgeschwindigkeit des Dung-/Kompoststreuers und/oder der Antriebsleistung des Streuaggregates und die daran angepaßte Steuerung der Kratzbodengeschwindigkeit wird die Ausbringmenge pro Flächeneinheit auch bei starken Unterschieden in der Fahrgeschwindigkeit im wesentlichen konstant gehalten. Hierdurch ergibt sich eine wesentliche Bedienungsvereinfachung, da die Kratzbodengeschwindigkeit vom Fahrer nicht mehr manuell nachgestellt werden muß oder er nicht mehr bestrebt sein muß, eine möglichst gleichmäßige Geschwindigkeit einzuhalten. Zudem ergibt sich durch die meßtechnische Berücksichtigung der beiden vorstehend genannten Parameter eine bessere Genauigkeit als sie durch manuelle Nachregelung erreichbar ist. Hierbei sind selbst kritische Situationen, wie beispielsweise am Ende des Streuvorganges ein vor dem Streuaggregat umfallender Dunghaufen, mit hinreichender Genauigkeit zu erfassen, so daß in diesem Falle die Kratzbodengeschwindigkeit stark erhöht werden kann. Auf solche plötzlich auftretende Situationen kann der Fahrer bei manueller Nachstellung kaum reagieren. Zudem ist hierbei die exakte Fahrgeschwindigkeit zugrundegelegt, so daß die übliche Überwachung per Tachometer nicht erforderlich ist, zumal diese Messung durch den auftretenden Schlupf am Traktor, insbesondere auf nassen Feldern, sehr ungenau ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß jede einzelne Maßnahme für sich, also die Berücksichtigung der Fahrgeschwindigkeit des Dung-/ Kompoststreuers einerseits und der Antriebsleistung des Streuaggregats andererseits, bereits zu einer wesentlichen Erhöhung der Streugenauigkeit führt. Die Kombination beider Maßnahmen ergibt jedoch die höchste Streugenauigkeit und wird daher bevorzugt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Dung-/ Kompoststreuers beim Ausbringvorgang; und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Steuerungsbestandteile an dem Dung-/Kompoststreuer.

In Fig. 1 ist in Seitenansicht ein Dung-/Kompoststreuer 1 dargestellt, der von einem Traktor 2 über das Feld gezogen wird. Auf dem Dung-/Kompoststreuer 1 ist der Festmist oder ein anderes Streugut 3 aufgeladen, das von einem strichliert dargestellten Kratzboden 4 nach hinten (hier nach rechts) einem Streuaggregat 6 zugeführt wird. Der Kratzboden 4 wird hierbei von einem Kratzbodenantrieb, hier einem Hydraulikmotor angetrieben.

Das Streuaggregat 6 ist hier mit zwei horizontal angeordneten Streuwalzen 7 ausgerüstet, jedoch können die Streuwalzen 7 auch stehend angeordnet sein. Die Streuwalzen 7 fräsen den Dung von dem durch den Kratzboden 4 herangeförderten Streuguthaufen 3 ab und verteilen ihn in weitem Bogen, wie dies durch die Ausbringmenge Q angedeutet ist. Die Streuwalzen 7 sind dabei von einem Antrieb 8, hier einem Kettenantrieb angetrieben, der über ein Kegelradgetriebe 9, eine Antriebswelle 10 und eine Gelenkwelle 11 vom Traktor 2 angetrieben wird. Die Antriebswelle 10 verläuft dabei unterhalb des Kratzbodens 4 und über eine oder mehrere Achsen 12 zwischen Rädern 13 zum Traktor 2 nach vorne. Die Antriebswelle 10 kann jedoch auch seitlich am Dungstreuer angeordnet sein. Der Kratzbodenantrieb 5 ist über nicht näher dargestellte Hydraulikleitungen ebenfalls mit dem Traktor 2 verbunden. Es kann jedoch auch am Dungstreuer selbst eine Hydraulikpumpe vorgesehen sein, die dann durch die Gelenkwelle 11 gesondert angetrieben wird.

In Fig. 2 ist ein Steuerungsschema mit den gleichen Bezugszeichen für die gleichen Bauteile wie in Fig. 1 dargestellt. Hierbei ist jedoch nur eine Streuwalze 7 eingezeichnet, die das Streugut 3 verteilt. Hierbei ist die beladene Dungmenge in einem Querschnitt dargestellt, woraus ersichtlich ist, daß das beladene Streugut nicht nur in Längsrichtung unterschiedlich auf dem Dungstreuer 1 aufgeladen ist, sondern auch in Breitenrichtung. Dies ist insbesondere bei der Beladung mittels Frontlader oder mit Kränen der Fall, so daß sich im allgemeinen zwei größere Haufen des Streugutes auf dem Dungstreuer 1 befinden, wobei in der Mitte des Dungstreuers 1 sowie an den beiden Enden weniger Material angehäuft ist. Dies gilt auch für die Breitenrichtung, da im allgemeinen versucht wird, möglichst viel Material auf den Dungstreuer aufzuladen.

An der schematisch dargestellten Achse 12 mit dem Rad 13 ist ein Meßwertgeber 14 zur Erfassung der Fahrgeschwindigkeit v des Dungstreuers 1 vorgesehen. Zweckmäßigerweise erfolgt dies durch Berechnung aus dem im wesentlichen konstanten Durchmesser des Rades 13 und einer Drehzahlerfassung, beispielsweise einem an dem Meßwertgeber 14 vorbeilaufenden Impulsgeber. Dieser die Fahrgeschwindigkeit repräsentierende Meßwert am Meßwertgeber 14 wird über einen Istwert-Eingang einem Steuergerät 15 zugeleitet. Das Steuergerät 15 besteht insbesondere aus einem Mikroprozessor und ggfs. einem Meßwertverstärker. Am Steuergerät 15 ist ein Sollwertgeber 16 vorgesehen, mit dem die gewünschte Ausbringmenge Q pro Flächeneinheit (z. B. t/ha) eingestellt wird.

Das Steuergerät 15 weist einen Signalausgang auf, der zu einem Stellglied 17, z. B. einem Elektromagneten, an einem verstellbaren Drosselventil 18 führt. Wenn nun die Fahrgeschwindigkeit des Dungstreuers 1 beispielsweise abfällt, was durch den Meßwertgeber 14 festgestellt wird, so wird das Stellglied 17 vom Steuergerät 15 z. B. durch höhere Stromstärke derart beeinflußt, daß die Durchflußmenge am verstellbaren Drosselventil 18 reduziert wird und somit die Drehzahl entsprechend der Kratzbodengeschwindigkeit v_k des Kratzbodens 4 reduziert wird. Wenn die Fahrgeschwindigkeit v erhöht wird, wird entsprechend die Durchflußmenge am Drosselventil 18 über das Steuergerät 15 und das Stellglied 17 erhöht und somit die Kratzbodengeschwindigkeit v_k gesteigert, so daß die Ausbringmenge der erhöhten Fahrgeschwindigkeit über das Feld angepaßt wird.

Als zweiter Einflußfaktor zur Steuerung der Ausbringmenge ist die Antriebsleistung P des Streuaggregates 6 vorgesehen. Hierzu wird die Antriebsleistung bevorzugt über eine Drehmomentmessung am Antriebsstrang 8, 9, 10 erfaßt, da die Drehzahl des Traktors und damit des Antriebsstranges feststeht (Normdrehzahl). Das der Antriebsleistung P proportionale Drehmoment M wird hierbei über eine Drehmoment-Meßvorrichtung 19, bevorzugt einer Dehnmeßstreifen-Meßvorrichtung auf einer der Antriebswellen, z. B. am Kegelradgetriebe 9 festgestellt und über einen zweiten Istwert-Eingang dem Steuergerät 15 zugeleitet. Der Einflußfaktor der Antriebsleistung P ist hierbei invers zu der der Fahrgeschwindigkeit v. Wenn somit die von der Drehmoment- Meßvorrichtung 19 festgestellte Antriebsleistung P ansteigt, bedeutet dies, daß an dem Streuaggregat viel oder besonders dichter Dung ansteht und somit gegenüber dem normalen Wert die Kratzbodengeschwindigkeit v_k zur Konstanthaltung der Ausbringmenge reduziert werden soll. Andererseits wird bei einer von der Drehmoment-Meßvorrichtung 19 festgestellten niedrigen Antriebsleistung P, wie dies beispielsweise bei der in der Mitte des Dungstreuers 1 angedeuteten niedrigen Beladung 3 der Fall ist (etwa zur Hälfte des Ausbringvorganges oder bei dessen Ende) die Kratzbodengeschwindigkeit v_k durch Erhöhung der Durchflußmenge am Drosselventil 18 erhöht, so daß die Ausbringmenge pro Flächeneinheit in etwa konstant bleibt.

Wie bereits angedeutet, sind die beiden Einflußfaktoren Fahrgeschwindigkeit v und die Antriebsleistung P zur Steuerung der Ausbringmenge unabhängig voneinander zu verwenden, wenngleich die Kombination dieser beiden Maßnahmen die höchste Streugenauigkeit erbringt. Es sei darauf hingewiesen, daß als Steuergerät 15 auch entsprechende hydraulische Schaltungen verwendet werden können. Bevorzugt wird jedoch ein elektronisches Steuergerät (Mikroprozessor) verwendet, in dem auch entsprechende Sollwertkurven abgespeichert sein können, mit denen die Istwert-Eingangswerte für die Fahrgeschwindigkeit bzw. die Antriebsleistung verglichen werden. Als Sollwertgeber 16 können auch Magnetkarten oder andere elektronische Steuerungs- Speicherelemente Verwendung finden.

Claims (8)

1. Verfahren zur Steuerung der Ausbringmenge eines Dung-/ Kompoststreuers (1) mit einem regelbaren Kratzbodenantrieb (5) dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte Ausbringmenge (Q) pro Flächeneinheit an einem Sollwertgeber (16) vorgewählt wird und die Kratzbodengeschwindigkeit (v_k) zur Konstanthaltung der Ausbringmenge in Stufen oder stufenlos proportional der Fahrgeschwindigkeit (v) des Dung-/ Kompoststreuers (1) und/oder der Antriebsleistung (P) des Streuaggregates (6) entsprechend erhöht oder abgesenkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrgeschwindigkeit (v) an einer Achse (12) des Dung-/ Kompoststreuers erfaßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrgeschwindigkeit (v) durch Berechnung aus Drehzahl und Raddurchmesser an der Achse (12) ermittelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsleistung (P) des Streuaggregates (6) an dessen Antriebsstrang (8, 9, 10) oder an einer der Streuwalzen (7) durch Drehmomentmessung erfaßt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Dung-/Kompoststreuer (1), der einen regelbaren, hydraulischen Kratzbodenantrieb (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kratzbodenantrieb (5) mit einem Drosselventil (18) verbunden ist, das von einem Steuergerät (15) verstellbar ist, das einen Sollwertgeber (16) und einen Istwert-Eingang für die Fahrgeschwindigkeit (v) und/oder die Antriebsleistung (P) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Antriebsleistung (P) eine Dehnmeßstreifen- Drehmomentmeßvorrichtung im Antriebsstrang (8, 9, 10) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Antriebsleistung (P) eine Dehnmeßstreifen- Meßvorrichtung (19) an der oberen Streuwalze (7) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (15) ein Mikroprozessor ist, in dem Sollwertkurven für die Fahrgeschwindigkeit (v) und/oder die Antriebsleistung (P) des Streuaggregates (6) abgespeichert sind.