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Landwirtschaftliche Maschine mit selbsttätiger Steuerung, insbesondere für die Kultur von Reihenanpflanzungen
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dung betreffen. Fig. 1 zeigt eine selbsttätig gesteuerte landwirtschaftliche Maschine gemäss der Erfindung in schematischer Draufsicht. Die Fig. 2 und 3 betreffen zwei Abänderungen der Aus-' führung dieser Maschine. Fig. 4 zeigt ein abge- ändertes Kontaktelement in seitlich gesehenem Vertikalschnitt. Fig. 5 ist eine teilweise geschnittene Draufsicht auf Fig. 4. Fig. 6 zeigt in einem Schaltbild die Einzelheiten der' elektrischen Stromkreise bei einer Variante der Maschine.
Eine zum Jäten des Bodens zu beiden Seiten einer Pflanzenreihe A bestimmte Maschine, vor der ein gewöhnlicher Schlepper 1 vorgespannt ist, kann z. B. in folgender Weise ausgebildet sein :
Auf einem Rahmen 2, der sich rückwärts mittels sich einstellender Räder 3 am Boden abstützt und am Schlepper in später beschriebener Weise angespannt ist, sind befestigt :
Zwei zum Bearbeiten des Bodens in zwei hinreichend voneinander entfernten Linien geeignete Werkzeuge 4, die einen reichlichen Bodenstreifen unberührt lassen und so beschaffen sind, dass, wenn sie zu beiden Seiten einer Reihe von Pflanzen
A arbeiten, letztere durch die Werkzeuge nicht zugrunde gerichtet werden ;
und anderseits zwei vor den Werkzeugen 4 angeordnete, hormtale Fahnen 5 in einem Niveau (zweckmässig regelbar), dass sie mit den Pflanzen A im Zustand des Wachstums zusammentreffen, in welchem sich diese im Augenblick der Kultur befinden.
Man ordnet die Fahnen 5 derart an, dass sie bei am Platz befindlicher Maschine mit zu beiden
Seiten der Pflanzenreihe A liegenden Werk- zeugen 4 auch zu beiden Seiten der besagten
Pflanzenreihe sich befinden.
Man kann die Fahnen 5 (welche z. B. aus dünnen
Metallplatten bestehen können, die vorne mittels der gewünschten Isolation auf dem Rahmen biegsam befesiigt sind) derart einrichten, dass sie die Form von Flügeldecken besitzen, die sich mit
Bezug zueinander nach hinten zu bis auf eine Ent- fernung nähern, die höchstens gleich ist dem zwei- fachen Querabstand, um den sich die Maschine nach beiden Seiten hin maximal verschieben kann,
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ohne dass die Pflanzen A von den Werkzeugen erreicht werden.
Wie weiter unten ausgeführt, werden die Fahnen oder Fühler 5 vorteilhaft von einer durchbrochenen metallischen Hülle gebildet, die einen durch eine Salzlösung feucht erhaltenen Docht aus Textilmaterial aufweist, um einen guten elektrischen Kontakt mit den Pflanzen A zu sichern.
Jeder der Fühler oder Fahne 5 ist mit einem der Pole einer Stromquelle 6 verbunden, deren anderer Pol mit dem Eingang eines Steuerstromkreises eines Relais 7 verbunden ist. Der Ausgang dieses Steuerstromkreises ist mit einer Erdung 8 verbunden, die z. B. von der Masse des Rahmens 2 gebildet wird.
Die Ausgangsstromkreise der zwei Relais sind mit einer Einrichtung verbunden, um das Rahmengestell 2 nach links zu versetzen, wenn das mit der linken Fahne 5 verbundene Relais 7 durch Inberührungkommen dieser Fahne mit einer Pflanze und durch Schliessen des Stromkreises durch die Pflanze und zur Erde in Wirkung gesetzt wird und nach rechts zu versetzen, wenn die rechte l hne J mit einer Pflanze A in Berührung kommt.
Diese Einrichtung kann z. B. von demselben Gespann des Rahmens 2 am Schlepper 1 gebildet werden, indem der Rahmen 2 Gewindemuffen 9 trägt, die eine horizontale Gewindespindel 10 erfassen, die in auf dem Schlepper befestigten Lagern gelagert ist und durch einen Motor 11 in der einen oder anderen Richtung in Umdrehung versetzt wird, wenn der von der Stromquelle 12 kommende Stromkreis durch das eine oder das andere Relais geschlossen wird.
In Folge davon hat man eine Einrichtung geschaffen, deren Wirkung und Vorteile gegenüber dem bisher bekannten genügend hervortreten.
Man versteht, dass selbst, wenn die Führung des Schleppers 1 nicht mit Genauigkeit sicher durchgeführt wird, die von den Werkzeugen 4 bearbeiteten Streifen nicht in die Pflanzenreihe A übertreten.
Man kann die beschriebene Maschine wenigstens mit einem zweiten Satz von Kontaktelementen 14 (Fig. 2) vervollständigen, die über den Fahnen 5 angeordnet sind, so dass die Bildung des Kontaktes dieser Fahnen 14 mit einer Pflanze keine Abweichung des Arbeitswerkzeuges hervorruft.
Der Nutzen dieser Einrichtung ist der, dass sie die Zerstörung gewisser Pflanzenparasiten, wie Disteln, ermöglicht, welche mit den Köpfen rascher vorschiessen als die kultivierten Pflanzen und ausserhalb der Flucht der letzteren stehen, und welche ohne Vermittlung des zweiten Satzes von Kontaktgliedem nicht zerstört werden.
Die Fahnen 14 gleichen den Fahnen 5 und sind vorzugsweise über und ein wenig vor diesen angeordnet.
Diese Anordnung kann z. B., wie in Fig. 2 gezeigt, auch so ausgeführt sein, dass jede der Fahnen 5 und der Fahnen 14 entsprechend an einem Stromkreis angeschlossen ist, der ein Thyratron 13 enthält.
In Fig. 2, die nur den Thyratron-Stromkreis zeigt, der mit den links von der Pflanzenreihe liegenden Fahnen 5, 14 verbunden ist, ist 15 die Polarisationsbatterie für das Gitter des Thyratrons 13.
16 ist ein Relais, dessen Spule zu einer Kapazität 17 parallel geschaltet ist, so dass sie mit dieser einen Schwingungskreis von verhältnismässig hoher Frequenz (z. B. 1000 Perioden per Sekunde) bildet. Der Zweck dieser Anordnung wird später dargelegt.
7 ist das schon mit Bezug zu Fig. 1 beschriebene Relais, das dem in Fig. 2 veranschaulichten Stromkreis entspricht.
19 ist der Regelwiderstand für die Polarisation des Gitters des Thyratrons.
20 ist ein Widerstand zu dem Zweck, ein Potentialgefälle zu erzeugen, wenn er von einem Strom durchflossen wird.
21 ist ein Schutzwiderstand für das Gitter, 22 ist eine Gleichstromquelle, welche die Anodenleitung des Thyratrons speist und 23 ist ein Transformator zum Heizen des Thyratronfadens.
Man sieht, dass wenn die Fahnen 5 - wie in Fig. 2 dargestellt-eine Pflanze berühren, das Gitter gegen die Widerstände der obgenannten Pflanze und der Erde positiv geladen wird.
Im Gegensatz dazu wird, wenn eine der Fahnen 14 eine Pflanze vor der Fahne 5 berührt, die Wirkung der letzteren aufgehoben und diese Pflanze durch die Werkzeuge 4 der Maschine zerstört.
Man weiss, dass, ein Thyratron, wenn es durch eine passende Polarisatian des Gitters einmal erregt wird, in diesem Zustand verbleibt, bis der Anodenstrom selbst Null wird. Wenn jedoch die im Anodenstromkreis des Thyriitrons eingeschaltete Stromquelle eine Gleichstromquelle ist, wie dies bei der Stromquelle 22 der Fall ist, so hört die einmal eingeleitete Entladung nicht mehr auf, welche Polarisation immer man dem Gitter aufdrückt.
In dem in Fig. 2 dargestellten Stromkreis wird die durch den Generator 22 gelieferte kontinuierliche Spannung durch den Schwingungskreis 16, 17 in eine pulsierende Spannung umgewandelt. Die der Anode des Thyratrons gegen- über der Kathode aufgedrückte Spannung wandert auf diese Art von einem Maximum auf Null, u. zw. in der Frequenz des besagten Schwingungskreises. Daraus ergibt sich, dass, wenn die Polarisation des Gitters, welche die Entladung eingeleitet hat, verschwindet, das Thyratron erlischt, sobald die Anodenspannung ihren folgenden Nullwert überschreitet, d. h. am Ende einer Zeit, die, wenn man will, auch verkürzt werden kann und nur von der Frequenz des Schwingungskreises 16, 17 abhängig ist.
Wie sich bereits aus dem Vorhergehenden ergibt, ist die Erfindung durchaus nicht auf die dargelegten Ausführungsformen beschränkt, so
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wenig als die Arten der Ausführung ihrer ver- schiedenen Teile, die im besonderen beschrieben wurden ; im Gegenteil, sie umfasst alle Varianten, namentlich : die Variante, nach welcher das System der Berührung mit den Pflanzen (oder wenig- stens die Mittel des Berührungssystems), betrachtet hinsichtlich der Bewegungsrichtung der Maschine, die Form einer Art Lehre erhält, deren Seiten ; wie es die beispielsweise Ausführung in Fig. 3 zeigt, sich auf eine gewisse Höhe er- strecken und der sichtbaren äusseren Form der
Pflanzen in den verschiedenen Stufen ihres
Wachstums entsprechend ausgebaucht sind, wozu z.
B. die Arbeitsweise der Maschine gemäss Fig. 1 vorteilhaft beibehalten werden kann, selbst wenn sich die Pflanzen in verschiedenen Wachstums- stufen darbieten ; die Variante, nach welcher der Stromkreis (oder wenigstens einer der Stromkreise), dessen
Schliessung die Änderung (der Wirkungslagen des Arbeitswerkzeuges bewirkt, nicht durch die Pflanze und die Erde geschlossen wird, sondern durch die Pflanze allein, sobald sich letztere gleichzeitig mit zwei Kontaktelementen in Be- rührung befindet ; die Variante, nach welcher das Zusammen- treffen wenigstens eines der Kontaktelemente mit einer Pflanze eine solche Änderung der Wirkungs- lagen des Arbeitswerkzeuges hervorruft, dass die
Pflanze nicht mehr wie in dem beschriebenen
Beispiel geschont, sondern im Gegenteil ver- nichtet wird, während die nicht berührten
Pflanzen weiterhin verschont werden ;
die Variante, nach welcher durch das Spiel eines Umschalters mit einer gleichen Maschine nach Wahl die mit wenigstens einem Kontakt- element zusammentreffenden Pflanzen entweder geschont oder zerstört werden ; und die Variante, nach welcher die Erfindung an einer zum Bearbeiten des Bodens in den be- stehenden Abständen zwischen den m einer Reihe angeordneten, zu verschonenden Pflanzen ge- eigneten Maschine verwirklicht wird, bei welcher die Fahnen 5 (und eventuell die Fahnen 14) vor- teilhaft durch eine einzige horizontale Führung verstellt werden (die Führung für die Fahnen 5 ist einige Zentimeter über dem Boden gelegen und die Führung für die Fahnen 14 liegt weiter oben, sofern eine solche vorgesehen ist) ;
diese
Führung trifft nach und nach die Blätter der zu verschonenden Pflanzen und ruft alsdann eine solche Änderung der Wirkungslagen des Arbeits- werkzeuges hervor, dass diese Pflanzen durch das besagte Werkzeug nicht zerstört werden.
Diese letzte Variante sei nachstehend besonders beschrieben :
Das in Fig. 4 und 5 dargestellte Kontaktelement besteht aus einem durchbrochenen Metallrohr 30, das ?. n seinen zwei äusseren Enden bei 31 ge- schlossen und an seinem Umfang mit einer Ver- kleidung 32 aus kapillarem Baustoff, z. B. aus einer Anhäufung von Fasern wie bei Lampcn- dochten, gedeckt ist. Der auf diese Art durch Vereinigung des Rohres und des Dochtes gebildete Fühler ist horizontal auf der landwirtschaftlichen Maschine befestigt und das Rohr 30 ist zweckmässig in seinem mittleren Teil durch ein zweites Rohr 33 mit einem Behälter 34 verbunden, der mit Wasser oder einem anderen Elektrolyten gefüllt und den umhüllenden Docht dauernd feucht erhält.
Der Docht 32 ist dazu bestimmt, mit den Pflanzen in Berührung zu treten, und hiefür ist das aus Rohr 30 und Docht 32 bestehende Stück auf der Maschine in einer passenden Höhe über dem Boden befestigt, derart, dass die Mitte des Rohres 30 in der Draufsicht (Fig. 5) genau mit der Pflanzenreihe vor der Bearbeitung dieser durch die Maschine zusammenfällt.
In der Fortbewegungsrichtung der Maschine vor dem Fühler kann man in einer passenden Höhe einen Schirm 35 aus Isolationsmaterial anordnen, welcher die Pflanzen niederdrückt bevor sie der Docht 32 berührt, derart, dass die Berührung zwischen der so niedergedrückten, Pflanze und dem Docht tunlichst senkrecht zum Pflanzenstengel erfolgt, damit die Berührung wenigstens in einem Abstand von den angetriebenen Werkzeugen liegt, der genau dem den Fühler von der Stellung der Werkzeuge trennende Zwischenraum entspricht. In dieser Art ist in Fig. 4 der Fühler dargestellt, der sich mit der Maschine im Sinne des Pfeiles entlang und über der mit x-x bezeichneten Pflanzenreihe bewegt, was man auch aus Fig. 5 ersehen kann.
In Fig. 4 ist unter anderem eine Pflanze dargestellt, die durch den Schirm 35 niedergedrückt ist, so dass die Berührung zwischen Fühler und Pflanze erst über dem Pflanzenstengel erfolgt.
Ein derart ausgebildeter Fühler kann analog der mit Bezug zu Fig. 2 beschriebenen Weise mit einem elektrischen Steuerstromkreis verbunden sein.
Man kann auch zwei Fühler in verschiedenen
Höhenlagen, wie die obigen Fühler J und 14, übereinandersetzen, so dass die Pflanzen durch ihre Grösse (Wuchs) unterschieden werden.
Vorzugsweise verbindet man den oder die
Fühler mit einem elektrischen Stromkreis, der eingerichtet ist wie der weiter unten mit Bezug zu Fig. 6 beschriebene.
In diesem Stromkreis befindet sich ein Thyra- tron 13, dessen Steuergitter in seiner Polarisation durch die übereinanderliegenden Fühler 5 und 14 beeinflusst wird, welche mit diesem Gitter ver- bunden sind, u. zw. der eine unter Zwischen- schaltung des Widerstandes R, und der andere durch die zwei in Serie geschalteten Widerstände R, und R2. Der Gitterstromkreis des Thyratrons schliesst sich über das Potentiometer 35, welches dazu dient, dem Gitter eine negative Polarisation zu geben, wie weiter unten beschrieben wird.
Der Anodenstromkreis enthält einen Elektro- magnet 16 a, der den Kontakt 18 steuert. Das so gebildete Relais steuert ein zweites Relais, welches bestimmt ist, auf die Stellung der Werk- zeuge zu wirken. Auf der Zeichnung sind die
Stromkreise zur Speisung des Thyratrons und
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des Relais 30 dargestellt. Die Kathode wird durch den Wechselstrom geheizt, der einer (31 a) der Sekundärwicklungen eines Transformators 31 entnommen ist, dessen Primärwicklung den Wechselstrom von den Ringen eines MotorKommutators 32 abnimmt. Der bewegliche Teil dieser Einrichtung erhält durch den Kollektor J ? den Strom aus einer Sammlerbatterie. 33, mit der die landwirtschaftliche Maschine ausgerüstet ist.
Diese Batterie wird unter anderem zur Erregung des Relais 30 verwendet, wenn der Kontakt 18 geschlossen ist. Durch einen zweiten Kollektor 32 c liefert der Motor-Kommutator 32 eine kontinuierliche Spannung, welche zum Laden des Anodenstromkreises des Thyratrons 13 benutzt wird. Die zweite Sekundärwicklung 31 b des Transformators 31 gibt unter Zwischenschaltung eines Trockengleichrichters 34 und des Potentiometers 35 eine regelbare Spannung ab, welche zum Polarisieren des Thyratrongitters gegenüber der Kathode dient.
Wenn keiner der Fühler 5, 14 mit einer Pflanze in Berührung steht, so ist aus der Zeichnung ersichtlich, dass das Gitter durch das Potentiometer 35 über die Widerstände R1, R2 zu einem gegen die Kathode negativen Potential gelangen wird. Dieses Potential ist durch Verstellung des Läufers des Potentiometers unterhalb des kritischen Wertes, welcher der aufgelegten Spannung zwischen Anode und Kathode entspricht, regelbar, derart, dass im Thyratron keine Entladung stattfinden kann. Die Werkzeuge der Maschine bearbeiten nun den Boden. Wenn der Fühler 5 allein eine zu schonende Pflanze berührt (z.
B. eine Runkelrübe, wenn die Maschine zum Bearbeiten von Runkelrübenreihen verwendet wird), ist der Läufer des Potentiometers über die Rolle 3, welche die Erdung bildet, den Ackerboden, die Pflanze und den Fühler 5 mit dem Verbindungpunkt der Widerstände R"R, verbunden. Das Potential des Gitters wird weniger negativ und die Entladung geht augenblicklich vor sich ; das Relais 16 a ist erregt ; sein Kontakt 18 schliesst sich und das erregte Relais 30 bewirkt der Reihe nach das Zurückziehen oder Wiedervorbringen der Werkzeuge, derart, dass die vom Fühler berührte Pflanze geschont wird.
Man kennt schon Einrichtungen zum Steuern durch ein Relais wie das Relais 30, welches bei seiner Erregung die Zurückziehung der Arbeits- werkzeuge ermöglicht, so dass es überflüssig ist, diese Einrichtungen hier zu beschreiben.
Es ist wichtig, dass beim Aufhören der Berührung zwischen dem Fühler 5 und der Pflanze die Ent- ladung in dem Thyratron 13 erlischt.
Die vom Kollektor 32 c des Motor-Kommu- tators 32 abgenommene kontinuierliche Spannung wird in eine pulsierende Spannung umgewandelt, u. zw. durch den bereits erläuterten Kunstgriff der Bildung des Wechselstromes durch die
Kapazität 17 a und die Induktionsspule der
Wicklung 16 a des Elektromagneten.
Wenn der in einem gewissen Niveau über dem Fühler 5 angeordnete Fühler 14 mit einer Pflanze zusammentrifft, die grössere Wuchshöhe als die zu schonenden Pflanzen hat, so ist aus der Zeichnung ersichtlich, dass die Polarisation des Gitters völlig negativ bleibt. Infolgedessen entlädt sich das Thyratron nicht, das Relais 16 a wird nicht erregt und die Pflanze wild durch die Werkzeuge, welche in ihrer Lage vet bleiben, ausgerissen.
Im Falle der Anwendung von zwei Fühlern ist nur der untere Fühler J mit einem Isolierschirm 35 gemäss Fig.
4 versehen, während der obere Fühler 14 in der Fahrtrichtung der Maschine diesem Schirm ein wenig voraus ist, derart, dass er zuerst die schädlichen Pflanzen berührt und in Kontakt mit diesen bleibt, selbst wenn der untere Fühler sie berührt, was dadurch ermöglicht wird, dass die Gestalt der schädlichen Pflanzen (z. B. Distel) im allgemeinen viel grösser als die der zu schonenden Pflanzen (z. B. Runkelrüben) ist. Die günstigere Relativanordnung der beiden Fühler wird leicht durch am Boden erfolgte Einstellungen erreicht und die Fühler können auf der Maschine in der Höhe und im Sinne der Achse der Maschine regelbar befestigt sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Landwirtschaftliche Maschine mit selbsttätiger Steuerung, insbesondere für die Kultur von Reihenanpflanzungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkungslagen des Arbeitswerkzeuges der Maschine durch einen Fühler beeinflusst sind, der fähig ist, während des Vorwärtsganges der Maschine mit den Pflanzen in Berührung zu kommen und der von einem elektrisch leitenden Organ gebildet wird, das geeignet ist, unter Ausnutzung der eigenen Leitfähigkeit der Pflanze einen elektrischen Stromkreis durch diese zu schliessen, der die gewollte Änderung der Wirkungslagen des besagten Arbeitswerkzeuges bewirkt.