BR102021013860A2

BR102021013860A2 - Máquina distribuidora agrícola, preferencialmente um pulverizador de campo ou um distribuidor de fertilizante

Info

Publication number: BR102021013860A2
Application number: BR102021013860-2A
Authority: BR
Inventors: Florian Zink; Michael Huber
Original assignee: Horsch Leeb Application Systems Gmbh
Priority date: 2020-07-14
Filing date: 2021-07-14
Publication date: 2022-01-25
Also published as: FR3112459A1; DE102020118528A1

Abstract

A invenção se refere a uma máquina distribuidora agrícola, preferencialmente um pulverizador de campo ou um distribuidor de fertilizante pneumático. A máquina distribuidora (1) compreende uma barra de distribuição (3) para aplicar materiais, possuindo uma porção central (3a) e duas lanças laterais (3b, 3c), as quais são, cada uma, conectadas rotativamente à porção central (3a) por meio de um eixo de articulação vertical (V). A cada lança (3b, 3c) é associado um dispositivo atuador acionado por fluido pressurizado (8) com duas áreas de operação (14, 15) essencialmente opostas, por meio do qual uma força de atuação pode ser gerada para mover a lança em torno do eixo de articulação vertical (V) em relação à porção central (3a). A fim de controlar e/ou regular uma pressão ou um fluxo volumétrico aplicado à respectiva área de operação (14, 15), um dispositivo de válvula é associado a cada área de operação (14, 15), o qual é configurado para corrigir autonomamente flutuações na pressão ou no fluxo volumétrico aplicado à respectiva área de operação (14, 15) geradas por oscilações horizontais (S) da barra de distribuição (3) e, para tanto, possui uma válvula de regulação de fluido pressurizado (20, 21) e/ou é configurado como uma válvula de regulação de fluido pressurizado (20, 21). Isso permite um amortecimento eficiente das oscilações horizontais da barra de distribuição.

Description

MÁQUINA DISTRIBUIDORA AGRÍCOLA, PREFERENCIALMENTE UM PULVERIZADOR DE CAMPO OU UM DISTRIBUIDOR DE FERTILIZANTE

[001] A invenção se refere a uma máquina distribuidora agrícola, preferencialmente a um pulverizador de campo ou um distribuidor de fertilizante pneumático. As máquinas distribuidoras agrícolas genéricas compreendem um veículo trator e uma barra de distribuição para aplicar materiais, como fertilizantes, pesticidas ou sementes e meios para amortecer as oscilações horizontais da barra de distribuição.

[002] Para aplicar o material sobre uma grande área de solo a ser trabalhada, as barras de distribuição dessas máquinas distribuidoras possuem lanças laterais com grande largura de trabalho, por vezes de mais de vinte metros. Nas lanças são dispostos meios de aplicação, por exemplo, bocais de pulverização nos pulverizadores de campo. Para conduções de transporte, essas barras de pulverização largas são desdobradas e rebatidas em torno de eixos verticais. Na presente invenção, cada lança pode possuir uma pluralidade de seções de barra rebatíveis entre si na posição de transporte e extensíveis na posição de trabalho, as quais são conectadas por articulações.

[003] Em especial no caso de barras distribuidoras com grande largura de trabalho, a barra de distribuição ou as lanças podem se mover ou girar em torno dos eixos verticais na direção de deslocamento ou opostamente à direção de deslocamento, de tal modo que uma aplicação homogênea de material não é mais garantida de forma confiável.

[004] Esses movimentos podem ser ocasionados de várias maneiras, por exemplo, por movimentos de manobra do pulverizador de campo, por desníveis na estrutura do solo a ser trabalhado ou por mudanças na velocidade do pulverizador de campo, ou seja, por aceleração ou desaceleração. Os movimentos oscilatórios geram, por vezes, forças muito elevadas nos eixos verticais.

[005] De forma correspondente, para uma aplicação eficiente do material e para evitar cargas mecânicas elevadas na barra de distribuição, é geralmente vantajoso amortecer as oscilações horizontais da barra de distribuição o mais rápido possível.

[006] Uma abordagem para amortecer movimentos horizontais indesejáveis de guinada e balanço de uma barra de pulverização é conhecida a partir da publicação do pedido de patente WO 2018/162 545 A1, em que os respectivos movimentos horizontais dos segmentos de barra são detectados por meio de um sistema de sensores de pressão em um circuito de fluido pressurizado de cilindros de atuação operados hidraulicamente e, com base em uma pressão diferencial, um respectivo cilindro hidráulico é acionado de forma correspondente por meio de válvulas direcionais proporcionais para amortecer os movimentos detectados.

[007] É um objetivo da invenção prover uma abordagem melhorada para amortecer movimentos horizontais ou oscilações de uma barra de distribuição de uma máquina distribuidora agrícola, com a qual as desvantagens das técnicas convencionais podem ser evitadas. O objetivo da invenção é, em particular, prover uma tecnologia particularmente rápida e ao mesmo tempo econômica para amortecer os movimentos horizontais ou as oscilações de uma barra de distribuição.

[008] Esses objetivos são alcançados por uma máquina distribuidora agrícola com as características da reivindicação independente. Desenvolvimentos vantajosos são indicados nas reivindicações dependentes e no relatório descritivo.

[009] De acordo com um aspecto geral, a presente divulgação se refere a uma máquina distribuidora agrícola móvel, doravante também referida abreviadamente como "máquina distribuidora". A máquina distribuidora agrícola móvel pode ser um pulverizador de campo ou um distribuidor de fertilizante pneumático. A máquina distribuidora inclui uma barra de distribuição para aplicar materiais como fertilizantes, pesticidas ou sementes. A barra de distribuição possui uma porção central e duas lanças laterais (doravante também referidas como braços de lança), as quais são, cada uma, conectadas rotativamente à porção central por meio de um eixo de articulação vertical. A barra de distribuição possui uma grande largura de trabalho, isto é, uma largura de trabalho que é essencialmente maior do que a largura do veículo trator, por exemplo, um múltiplo da largura do veículo trator. A largura de trabalho da barra de distribuição, ou seja, a largura na posição de trabalho ou no estado totalmente estendido, pode ser de pelo menos 18 metros.

[010] Cada lança pode, por sua vez, possuir várias seções de barra rebatíveis entre si na posição de transporte e extensíveis na posição de trabalho, conectadas por articulações, de modo que cada uma das duas lanças possa ser dobrada várias vezes ao rebater as respectivas seções de barra nos pontos de articulação em 180° para a posição de transporte ou desdobrá-las para a posição de trabalho na posição estendida. No estado estendido, a barra de distribuição se estende transversalmente à direção de deslocamento da máquina distribuidora.

[011] A barra de distribuição pode, além disso, de uma maneira conhecida per se, ser disposta direta ou indiretamente no veículo trator de maneira móvel em torno de um eixo de articulação que se estende na direção de deslocamento, a fim de poder se adaptar a um perfil de solo alterado.

[012] Cada lança é associada a um dispositivo atuador acionado por fluido pressurizado com duas áreas de operação essencialmente opostas. Por meio do dispositivo atuador, uma força de atuação pode ser gerada a fim de mover a lança em torno do eixo de articulação vertical em relação à porção central. O dispositivo atuador acionado por fluido pressurizado compreende pelo menos um atuador acionado por fluido pressurizado.

[013] Normalmente, os dispositivos atuadores acionados por fluido pressurizado são usados para girar os braços de lança do pulverizador para a frente e para trás entre a posição de transporte e de trabalho. Além disso, devido às suas propriedades dinâmicas e à sua capacidade de regulagem sensível, os meios de atuação podem ser usados como elementos de amortecimento, a fim de amortecer oscilações horizontais indesejadas da barra de distribuição, o que é descrito abaixo.

[014] Na presente invenção, para o controle e/ou a regulagem de uma pressão ou de um fluxo volumétrico que é aplicado à respectiva área de operação do dispositivo atuador acionado por fluido pressurizado, um dispositivo de válvula acionado eletricamente é associado a cada área de operação.

[015] O dispositivo de válvula é configurado de acordo com a invenção para regular automaticamente flutuações na pressão ou no fluxo volumétrico aplicado à respectiva área de operação, as quais são geradas por oscilações horizontais da barra de distribuição, a fim de neutralizar a oscilação horizontal. Para tanto, o dispositivo de válvula possui uma válvula de regulação de fluido pressurizado e/ou o dispositivo de válvula é configurado como uma válvula de regulação de fluido pressurizado, preferencialmente como uma válvula de regulação de pressão.

[016] Uma vantagem particular é, portanto, que as oscilações horizontais indesejadas são reguladas pelas próprias válvulas de regulação de fluido pressurizado. Diferentemente das válvulas direcionais proporcionais, as válvulas de regulação de fluido pressurizado podem regular independentemente quaisquer flutuações de pressão que ocorram. Se o sinal de acionamento elétrico da válvula de regulação de fluido pressurizado for mantido constante durante a operação da máquina distribuidora, e com isso ocorrerem flutuações na pressão ou no fluxo volumétrico aplicado à respectiva área de operação, induzidas por movimentos ou oscilações da lança na direção de deslocamento e/ou opostamente à direção de deslocamento, essas flutuações são detectadas e corrigidas diretamente pela válvula de regulação de fluido pressurizado.

[017] Um sistema de sensores de pressão adicional no circuito de fluido pressurizado do dispositivo atuador pode ser dispensado, o que permite obter vantagens de custo. Além disso, alcança-se um aumento na velocidade de regulagem. Isso ocorre porque a correção direta pelas válvulas de regulação de fluido pressurizado é mais rápida do que a detecção de flutuações de pressão com um sensor de pressão adicional com subsequente transmissão para uma unidade de controle e processamento da mesma, a fim de, em resposta a isso, emitir então um sinal de regulação correspondente para as válvulas por meio do dispositivo de controle para neutralizar a flutuação de pressão, como conhecido no estado da técnica.

[018] Por conseguinte, uma modalidade particularmente preferencial prevê que nenhum sensor de fluido pressurizado, em particular nenhum sensor de pressão e/ou nenhum sensor de pressão diferencial, seja disposto fora das válvulas de regulação de fluido pressurizado no circuito de fluido pressurizado e/ou seja usado para acionar as válvulas de regulação de fluido pressurizado. Os custos para tal sistema de sensores de pressão podem, desse modo, ser evitados.

[019] O termo "área de operação" do atuador ou dispositivo atuador se refere a uma área do atuador ou dispositivo atuador em que a força de pressão do fluido pressurizado é convertida ou pode ser convertida em um movimento de um elemento atuador do atuador ou dispositivo atuador. "Duas áreas de operação essencialmente opostas" devem ser entendidas como significando que uma força compressiva do fluido pressurizado em uma área de operação gera uma força de atuação na lança associada em uma direção em torno do eixo de articulação vertical e uma força de pressão do fluido pressurizado na outra área de operação gera uma força de atuação na lança associada na direção oposta em torno do eixo de articulação vertical. Em outras palavras, uma válvula de regulação de fluido pressurizado é usada para cada direção para a rotação horizontal da respectiva lança.

[020] Para formar as duas áreas de operação essencialmente opostas, o dispositivo atuador pode compreender um cilindro de fluido pressurizado de ação dupla. Uma modalidade particularmente vantajosa é como cilindro hidráulico de ação dupla. A cada área de operação pode ser conectada uma seção de linha de fluido pressurizado através da qual um fluido pressurizado pode ser alimentado e removido das áreas de operação, e a válvula de regulação de fluido pressurizado é disposta em cada seção de linha de fluido pressurizado para controlar uma pressão ou um fluxo volumétrico aplicado à respectiva área de operação.

[021] De acordo com uma modalidade particularmente vantajosa, as válvulas de regulação de fluido pressurizado são configuradas como válvulas de regulação de pressão, por exemplo, como válvulas de regulação de pressão proporcional acionadas eletromagneticamente. Alternativamente à regulagem de pressão nas áreas de operação, pode-se também implementar uma regulagem do fluxo volumétrico. De acordo com esta variante, as válvulas de regulação de fluido pressurizado podem ser configuradas como válvulas de regulação de fluxo volumétrico, por exemplo, como válvulas de regulação de fluxo volumétrico acionadas eletromagneticamente.

[022] Em uma modalidade adicional, pelo menos um sensor disposto na barra de distribuição é provido para detectar um movimento e/ou uma oscilação da barra de distribuição na direção de deslocamento e opostamente à direção de deslocamento.

[023] Além disso, a máquina distribuidora pode possuir um dispositivo de controle que seja configurado para determinar uma especificação de valor nominal de uma pressão atuando nas áreas de operação ou de uma força de atuação do fluido pressurizado atuando nas áreas de operação em função de um movimento e/ou uma oscilação da barra de distribuição detectado por meio do pelo menos um sensor, e ajustar as respectivas válvulas de regulação de fluido pressurizado para a especificação de valor nominal por controle elétrico.

[024] O dispositivo de controle pode usar esses dados do sensor para girar os braços de lança do pulverizador para a frente e para trás entre a posição de transporte e de trabalho. Além disso, os dados de sensor também podem ser utilizados para detectar oscilações horizontais indesejáveis da barra de distribuição e então amortecê-las, além da correção dessas oscilações horizontais já realizada autonomamente pelas válvulas de regulação de fluido pressurizado.

[025] Uma vantagem particular desta modalidade é que uma estrutura de controlador de laço duplo para corrigir os movimentos e/ou oscilações da barra de distribuição na direção de deslocamento e opostamente à direção de deslocamento. A estrutura de controlador de laço duplo compreende um circuito de controle externo, em que o dispositivo de controle e o pelo menos um sensor determinam a especificação de valor nominal e a alimentação de corrente dos dispositivos de válvula e as adaptam de acordo com os movimentos horizontais e/ou as oscilações detectados diretamente na barra de distribuição, para neutralizá-los. A estrutura de controlador de laço duplo também inclui um circuito de controle interno, em que, de acordo com a especificação de valor nominal, alterações na pressão ou no volume em uma área de operação são adicionalmente corrigidas de maneira autônoma por meio da válvula de regulação de fluido pressurizado associada.

[026] O pelo menos um sensor disposto na barra de distribuição pode compreender um sensor disposto na porção central da barra de distribuição para detectar uma posição de rotação da porção central em torno de um eixo vertical em relação a um chassi da máquina distribuidora. Esse sensor pode ser configurado, por exemplo, como um sensor de taxa de rotação ou um giroscópio, com o qual a posição de rotação da porção central em relação ao chassi ou veículo trator da máquina distribuidora pode ser determinada. Ao mesmo tempo, o giroscópio pode ser usado para determinar a posição de rotação da porção central em torno de um eixo horizontal. Para determinar os valores da posição de rotação, os valores da taxa de rotação determinados pelo sensor são integrados temporalmente.

[027] O pelo menos um sensor disposto na barra de distribuição pode, adicional ou alternativamente, compreender um sensor disposto entre a porção central e uma das lanças para detectar uma posição de rotação da lança em torno do eixo de articulação vertical, o qual é preferencialmente configurado como um potenciômetro angular. Isso significa que as oscilações horizontais da lança e a transição da posição dobrada para a posição completamente estendida (posição de trabalho) pode ser monitorada e controlada com precisão.

[028] Como já mencionado acima, cada lança pode possuir uma pluralidade de seções de barra rebatíveis entre si na posição de transporte e extensíveis na posição de trabalho, as quais são conectadas por articulações. Em uma outra variante desta modalidade, o pelo menos um sensor disposto na barra de distribuição pode compreender um sensor disposto entre duas seções de barra adjacentes para detectar uma posição de rotação das seções de barra em relação uma à outra, o qual é preferencialmente configurado como um potenciômetro angular. Isso também permite que os movimentos relativos horizontais das seções de lança individuais sejam detectados e levados em consideração no amortecimento horizontal.

[029] Em uma modalidade adicional, o dispositivo de controle pode ser configurado para ajustar as válvulas de regulação de fluido pressurizado para a especificação de valor nominal por controle elétrico com base em uma curva característica predeterminada das válvulas de regulação de fluido pressurizado. A curva característica da válvula de regulação de fluido pressurizado estabelece uma relação entre a especificação de valor nominal e o sinal de acionamento elétrico, por exemplo, da alimentação de corrente, das válvulas de regulação de fluido pressurizado. Isso tem como vantagem o fato de que, através da curva característica das válvulas de regulação de fluido pressurizado, a pressão na barra de distribuição poder ser precisamente adaptada à especificação de valor nominal.

[030] As válvulas de regulação de fluido pressurizado funcionam, então, de modo que a especificação de valor nominal desejada seja ajustada na respectiva área de operação, por exemplo, onde ocorre a pressão ou o fluxo volumétrico desejado. A curva característica pode ser armazenada no dispositivo de controle ou em uma memória de dados da máquina agrícola. Pode-se armazenar uma curva característica que se aplique a ambas as válvulas de regulação de fluido pressurizado, caso sejam construídas de forma idêntica. Pode-se também armazenar uma curva característica separada para cada válvula de regulação de fluido pressurizado. Se, por exemplo, a especificação de valor nominal determinada a partir da posição de rotação especificar a pressão ou o fluxo volumétrico necessário do fluido pressurizado nas áreas de operação, o sinal de acionamento elétrico das válvulas de regulação de fluido pressurizado, por exemplo, sua alimentação de corrente, pode ser determinado com base na curva característica e utilizado para o controle e/ou regulagem ativos da posição de rotação da barra de distribuição. A título de exemplo, se houver uma pressão diferencial definida ou uma força diferencial definida nas áreas de operação, as válvulas de regulação de fluido pressurizado, em particular que operam em direções opostas, são acionadas eletricamente com base na(s) curva(s) característica(s) armazenada(s) no dispositivo de controle e, assim, gera-se uma pressão diferencial definida ou uma força diferencial definida.

[031] Como já definido acima, preferencialmente, nenhum sensor de pressão e/ou nenhum sensor de pressão diferencial no circuito de fluido pressurizado é disposto fora das válvulas de regulação de fluido pressurizado, em particular nas seções de linha de fluido pressurizado do dispositivo de controle acionado pelo fluido pressurizado e/ou é usado para acionar as válvulas de regulação de fluido pressurizado.

[032] Correspondentemente, em uma modalidade adicional, o dispositivo de controle é configurado para determinar a especificação de valor nominal sem um valor de pressão detectado por sensor ou valor de fluxo volumétrico do fluido pressurizado. Além disso, o dispositivo de controle pode ser configurado para determinar uma corrente de controle para acionar as válvulas de regulação de fluido pressurizado com base exclusivamente na curva característica e na posição de rotação do dispositivo sensor ou em uma variável calculada a partir destas. Isso oferece a vantagem de possibilitar um controle e/ou regulagem particularmente econômico e rápido para o amortecimento de oscilações horizontais. Ressalta-se novamente que, mesmo nas fases em que o dispositivo de controle mantém constante o sinal de acionamento elétrico da válvula de regulação de fluido pressurizado, as oscilações horizontais são amortecidas pelo fato de as flutuações na pressão ou no volume gerado por essas oscilações nas áreas de operação serem reconhecidas pelas válvulas de regulação de fluido pressurizado e reguladas autonomamente.

[033] Em uma modalidade adicional, o dispositivo de controle pode ser configurado para ajustar de maneira variável uma característica de amortecimento para amortecer oscilações na direção de deslocamento e opostamente à direção de deslocamento do dispositivo atuador acionado por fluido pressurizado, em particular para ajustá-la de maneira variável em função de um movimento de deslocamento determinado ou de parâmetros de movimento em geral determinados da máquina distribuidora agrícola. Como resultado, o comportamento de oscilação da articulação pode ser adaptado dinamicamente e o ajuste pode ser adaptado à situação de condução. De acordo com esta modalidade, o dispositivo de controle pode, assim, ser configurado para determinar uma corrente de controle para acionar as válvulas de regulação de fluido pressurizado com base exclusivamente na curva característica, com base na posição de rotação do dispositivo sensor ou em uma variável calculada a partir dela e com base no movimento de deslocamento determinado ou parâmetros de movimento em geral determinados da máquina distribuidora agrícola.

[034] O ajuste variável da característica de amortecimento pode, preferencialmente, ser efetuado alterando-se uma curso de mola e/ou uma elasticidade do dispositivo atuador acionado por fluido pressurizado, em particular se o dispositivo for configurado como um cilindro de atuação acionado por fluido pressurizado. Nesse caso, o cilindro de atuação pode ser acionado durante a condução no campo através do dispositivo de válvula, de modo que a área de trabalho do pistão fique entre as duas posições finais e permaneça espaçada das mesmas. Para alterar o curso de mola, a área de trabalho pode ser ampliada ou reduzida e um curso de mola ou uma elasticidade podem ser aumentados ou diminuídos de maneira correspondente, a fim de alterar as características de amortecimento.

[035] Por exemplo, o dispositivo de controle pode ser configurado para ajustar variavelmente a característica de amortecimento, ajustando uma característica de amortecimento diferente quando a máquina distribuidora agrícola é acelerada ou desacelerada do que quando a máquina distribuidora agrícola é conduzida a uma velocidade constante. Aqui, por meio de um sensor adequado, por exemplo, um sensor de radar, pode-se determinar se há uma condução com velocidade de condução constante ou alterada. Por exemplo, em uma condução em velocidade constante, o curso de mola e a elasticidade podem ser reduzidos a fim de, desse modo, garantir uma suspensão relativamente rígida.

[036] Por exemplo, o dispositivo de controle para ajuste variável da característica de amortecimento também pode ser configurado para ajustar uma característica de amortecimento diferente quando a máquina distribuidora agrícola está fazendo uma curva do que em uma condução em linha reta. Por exemplo, o curso de mola e a elasticidade podem ser reduzidos em uma condução em linha reta.

[037] Ao fazer curvas ou em condução acelerada, o curso de mola e a elasticidade podem ser aumentados para evitar que forças excessivas atuem na barra de distribuição. Uma implementação exemplar de tal adaptação da característica de amortecimento é descrita no documento de patente EP 2 829 177 B1.

[038] Em uma modalidade adicional, o dispositivo de controle pode ser configurado para usar os valores determinados por meio do pelo menos um sensor apenas para controlar o rebatimento e a extensão da barra de distribuição. Nesta variante, os movimentos e/ou as oscilações horizontais da barra de distribuição no estado estendido são corrigidos ou amortecidos exclusivamente pelas válvulas de regulação de fluido pressurizado.

[039] Em uma modalidade adicional, o dispositivo de controle pode ser configurado para usar os valores determinados por meio do pelo menos um sensor no estado estendido da barra de distribuição para alterar o acionamento das válvulas de regulação de fluido pressurizado apenas se o movimento e/ou oscilação da barra de distribuição detectado com base em pelo menos um sensor exceder um valor limiar especificado. Em outras palavras, nesta variante opcional, oscilações menores são corrigidas exclusivamente pelas válvulas de regulação de fluido pressurizado, de modo que o "circuito de controle externo" intervenha apenas no caso de maiores oscilações e/ou desvios da barra de distribuição de uma posição alvo detectados por sensores. Isso permite aperfeiçoar ainda mais a eficiência de controle.

[040] Como mencionado acima, a máquina distribuidora agrícola pode ser um pulverizador de campo. De acordo com esta modalidade, a barra de distribuição é uma barra de pulverização com lanças projetando-se em ambos os lados do veículo trator, bem como meios de aplicação conectados e/ou conectáveis a um armazenamento para pelo menos uma substância ativa líquida e/ou sólida, dispostos no veículo trator, tais como bocais de pulverização conectados e/ou conectáveis a um tanque de fluido de pulverização.

[041] A máquina agrícola pode ser um distribuidor de fertilizante pneumático para distribuição de fertilizantes granulados, com um recipiente de armazenamento para o fertilizante a ser distribuído, um elemento de dosagem conectado a ele e um distribuidor que é conectado ao elemento de dosagem através de uma linha de transporte pneumático e vários dispositivos de aplicação dispostos espaçados entre si que são dispostos ao longo da barra de distribuição.

[042] A máquina distribuidora agrícola pode ser configurada como uma máquina distribuidora agrícola autopropelida ou acoplável ou tracionada por meio de um veículo trator ou como uma máquina distribuidora agrícola que é anexada e/ou anexável a um veículo trator. A máquina distribuidora autopropelida também pode ser uma máquina agrícola de condução autônoma, por exemplo, uma máquina agrícola de condução totalmente autônoma ou parcialmente autônoma.

[043] As modalidades e características preferenciais da invenção descritas acima podem ser combinadas entre si, conforme desejado. Outros detalhes e vantagens da invenção são descritos abaixo com referência aos desenhos anexos, em que:
A Figura 1 mostra uma vista em perspectiva de uma máquina distribuidora agrícola com barra de distribuição no estado estendido;
A Figura 2 mostra uma vista lateral da máquina distribuidora com a barra de distribuição no estado rebatido;
A Figura 3 mostra um diagrama esquemático de um diagrama de circuito hidráulico para o amortecimento de oscilações horizontais da barra de distribuição de acordo com uma modalidade exemplar; e
A Figura 4 mostra uma curva característica para acionar as válvulas de regulação de pressão de acordo com uma modalidade exemplar.

[044] Elementos idênticos ou funcionalmente equivalentes são por vezes designados pelos mesmos símbolos de referência nas figuras e por vezes não são descritos separadamente.

[045] A Figura 1 mostra uma vista em perspectiva de uma máquina distribuidora agrícola 1 móvel de acordo com uma modalidade da invenção: A máquina distribuidora agrícola é configurada, por exemplo, como um pulverizador de campo tracionado. A máquina distribuidora 1 compreende um veículo trator 2 e uma barra de distribuição 3 que se estende transversalmente à direção de deslocamento F no estado estendido para aplicar fertilizantes ou pesticidas.

[046] A barra de distribuição 3 é disposta no veículo trator 2 de maneira móvel em torno de um eixo de articulação A, ilustrado pela linha tracejada, que se estende na direção de deslocamento. A barra de distribuição 3, referida como lança de pulverização no caso de um pulverizador de campo, compreende uma porção central 3a e duas lanças 3b, 3c que se projetam em ambos os lados do veículo trator 2. Os meios de distribuição 4 na forma de bocais de pulverização são distribuídos e espaçados ao longo da barra de pulverização e são conectados fluidicamente por meio de linhas a um tanque de fluido de pulverização disposto no veículo trator 2. Além disso, em cada lança 3b, 3c podem ser dispostos sensores de distância na forma de sensores ultrassônicos que medem a distância da barra em relação ao solo ou à cultura de plantas.

[047] A barra de distribuição 3 é fixada ao veículo trator 2, por exemplo, por meio de um suporte 11 semelhante a uma armação. Aqui, a barra de distribuição é suspensa de uma suspensão do suporte 11 e é fixada ao suporte 11 de maneira articulada. O suporte 11 é fixado de maneira ajustável em altura em relação ao veículo trator 2 ou de maneira ajustável em altura em relação a uma superfície do solo por meio de uma barra em paralelogramo 10. Para o ajuste de altura, um acionamento linear 7 na forma de um cilindro hidráulico ou pneumático é associado à barra em paralelogramo 10, de modo que a distância em altura entre a barra de distribuição 3 e uma superfície do solo ou uma população de plantas possa ser alterada de maneira variável. O suporte 11 não pode ser girado em torno do eixo de articulação A, ao passo que a barra de distribuição 3 é disposta na suspensão do suporte 11 de maneira articulável em torno do eixo de articulação A.

[048] A barra de distribuição 3 é mostrada no estado estendido na Figura 1 e, neste estado, se estende transversalmente à direção de deslocamento F da máquina distribuidora 1. As duas lanças 3b, 3c são, cada uma, conectadas rotativamente à porção central 3a através de um eixo de articulação vertical V. Cada lança 3b, 3c, por sua vez, possui uma pluralidade de seções de barra rebatíveis entre si na posição de transporte e extensíveis entre si na posição de trabalho, que são conectadas por articulações. Para conduções de transporte, tais lanças de pulverização 3 largas são rebatidas e dobradas, o que é mostrado na Figura 2.

[049] Devido à grande largura de trabalho da barra de distribuição 3, durante a operação, pode ocorrer de a barra de distribuição ou a lança se mover ou oscilar na direção de deslocamento F ou opostamente à direção de deslocamento, de modo que uma saída de material homogênea não seja mais garantida de maneira confiável. Isso é ilustrado esquematicamente na Figura 1 usando a seta identificada com o sinal de referência S. Esses movimentos podem ser ocasionados de várias maneiras, por exemplo, por movimentos de manobra do pulverizador de campo, por desníveis na estrutura do solo a ser trabalhado ou por mudanças na velocidade do pulverizador de campo, ou seja, por aceleração ou desaceleração. Os movimentos oscilatórios geram, por vezes, forças muito elevadas nos eixos verticais.

[050] De forma correspondente, para uma aplicação eficiente do material e para evitar cargas mecânicas elevadas na barra de distribuição, é geralmente vantajoso amortecer as oscilações horizontais da barra de distribuição o mais rápido possível.

[051] A Figura 3 mostra, na parte superior, uma vista de cima da barra de distribuição 3. As duas lanças 3b, 3c são, cada uma, conectadas rotativamente à porção central 3a por meio de um eixo de articulação vertical V, em que a lança é acoplada rotativamente à porção central 3a por meio de um dispositivo atuador acionado por fluido pressurizado 8 possuindo um cilindro hidráulico de ação dupla 12.

[052] Os cilindros hidráulicos 12 marcados na parte superior pelos círculos são mostrados novamente ampliados na parte inferior da Figura 3, como parte de um diagrama esquemático de um diagrama de circuito hidráulico para o amortecimento de oscilações horizontais da barra de distribuição de acordo com uma modalidade exemplar.

[053] Como pode ser visto na parte inferior da Figura 3, a cada lança 3b, 3c é associado um dispositivo atuador acionado por fluido pressurizado 8 com duas áreas de operação essencialmente opostas 14, 15, por meio das quais uma força de atuação pode ser gerada para mover a lança em torno do eixo de articulação vertical V em relação à porção central 3a. Para formar as duas áreas de operação 14, 15, o dispositivo atuador 8 compreende um cilindro de atuação na forma do cilindro hidráulico de ação dupla 12. Em uma extremidade, a conexão dos cilindros hidráulicos ocorre em um elemento de apoio da porção central 3 e, na outra extremidade, na respectiva lança 3b ou 3c. A área de operação 14 (ou 15) do cilindro de atuação 12 (ou 13) corresponde à área do cilindro de atuação na qual a força de pressão gerada pelo fluido pressurizado é convertida em um movimento do pistão 13 do cilindro de atuação 12, 13. Por meio do dispositivo atuador 8, a respectiva lança 3b, 3c e, com isso, a barra de distribuição 3, podem ser transferidos de uma posição de transporte para uma posição de trabalho e vice-versa. Além disso, as oscilações horizontais podem ser amortecidas desta forma no estado estendido.

[054] Para gerar uma pressão que atue na haste do pistão dos cilindros de atuação 12, 13, as áreas de operação 14, 15 são conectadas a um circuito de fluido pressurizado 16. Para tanto, a cada área de operação 14, 15 é conectada uma seção de linha de fluido pressurizado 17, 18 através da qual um fluido pressurizado, aqui fluido hidráulico, pode ser alimentado e removido das áreas de operação 14, 15. Uma válvula de regulação de pressão 20, 21 é disposta em cada seção de linha de fluido pressurizado 17, 18 para controlar uma pressão aplicada à respectiva área de operação 14, 15. As duas válvulas de regulação de pressão 20, 21 são configuradas como válvulas de regulação de pressão proporcional acionadas eletromagneticamente. Outros componentes do circuito de fluido, como bomba e reservatório de fluido, são configurados de uma maneira conhecida per se e não são mostrados.

[055] Uma força compressiva do fluido pressurizado em uma área de operação 14 gera uma força de ajuste na lança associada em uma direção sobre o eixo de articulação vertical V e uma força compressiva do fluido pressurizado na outra área de operação 15 gera uma força de ajuste nesta lança na direção oposta em torno do eixo de articulação V. A pressão e, correspondentemente, a força de atuação na área de operação 14 é ajustada pela válvula de regulação de pressão 20. A pressão e, por conseguinte, a força de atuação na área de operação 15 é ajustada pela válvula de regulação de pressão 21. Ao regular a pressão de fluido pressurizado aplicada às áreas de operação 14, 15 ou aos cilindros de atuação 12, 13, pode-se influenciar a posição de rotação horizontal da lança 3b, 3c em relação à porção central 3a.

[056] Para controlar e/ou regular uma pressão aplicada à respectiva área de operação 14, 15, um dispositivo de válvula na forma de uma válvula de regulação de pressão 20 ou 21 é associado a cada área de operação 14 ou 15. As válvulas de regulação de pressão 20, 21 oferecem a vantagem de que flutuações na pressão ou no fluxo volumétrico gerado pelas oscilações horizontais S da barra de distribuição 3 na respectiva área de operação 14, 15 são reguladas de maneira autônoma pelas válvulas de regulação de pressão 20, 21.

[057] Como pode ser visto na Figura 3, nenhum sensor de pressão e nenhum sensor de pressão diferencial no circuito de fluido pressurizado 16 é disposto fora das válvulas de regulação de fluido pressurizado 20, 21. Nenhum sensor de pressão é usado para acionar as válvulas de regulação de fluido pressurizado 20, 21, o que será discutido em mais detalhes abaixo.

[058] Além disso, um giroscópio 5 é provido na porção central 3a, cujos valores medidos são usados para determinar uma posição de rotação, em particular também uma posição de rotação horizontal, da porção central 3a em relação ao chassi ou ao veículo trator 2. Além disso, um potenciômetro angular 6 é disposto entre a porção central 3a e as lanças 3b, 3c, a fim de determinar a posição de rotação horizontal das lanças 3b, 3c em relação à porção central 3a.

[059] A máquina distribuidora 1 compreende ainda um dispositivo de controle 9 (aparelho de controle) para controlar e/ou regular uma posição de rotação da lança 3b, 3c em relação à porção central 3a. O dispositivo de controle 9 representa uma unidade de processamento de dados e permanece em comunicação com as válvulas de regulação de pressão 20, 21 a fim de acioná-las eletricamente. No lado de entrada, o dispositivo de controle 9 recebe valores medidos dos sensores 5 e 6 dispostos na barra de distribuição 3.

[060] Uma curva característica K é armazenada no dispositivo de controle 9 para cada uma das válvulas de regulação de pressão 20, 21, a qual estabelece uma relação entre a especificação de valor nominal e o sinal de acionamento elétrico das válvulas de regulação de fluido pressurizado 20, 21, o que é ilustrado esquematicamente na Figura 4. O dispositivo de controle 9 é configurado para ajustar as válvulas de regulação de fluido pressurizado 20, 21 para a especificação de valor nominal por controle elétrico com base na linha característica K.

[061] Os cilindros hidráulicos 12 possuem duas áreas de operação 14, 15 de tamanhos diferentes nos dois lados do pistão 13, uma vez que, nesse caso, a área de operação 14 do cilindro hidráulico 12 voltada para a haste do pistão é menor do que a área de operação 15 voltada opostamente à haste do pistão 13. Isto é levado em consideração quando as válvulas de regulação de pressão 20, 21 são acionadas pelo dispositivo de controle 9 no caso de um deslocamento de pressão.

[062] Se o dispositivo de controle 9 mantiver constante o sinal de acionamento elétrico para as válvulas de regulação de pressão 20, 21, as válvulas de regulação de pressão 20, 21 regulam automaticamente as flutuações na pressão aplicada à respectiva área de operação 14, 15, as quais são geradas por oscilações horizontais S da barra de distribuição 3. Nesse sentido, as válvulas de regulação de pressão 20, 21 podem amortecer oscilações horizontais da barra de distribuição de maneira direta e autônoma, sem que o dispositivo de controle 9 tenha que intervir ativamente para tanto, o que permite uma reação de amortecimento particularmente rápida às oscilações horizontais que ocorrem.

[063] O dispositivo de controle 9 especifica apenas uma especificação de valor nominal na forma de uma corrente de controle para acionar as válvulas de regulação de fluido pressurizado, a qual é determinada sem um valor de pressão de fluido pressurizado sendo detectado pelos sensores. Por exemplo, a corrente de controle para acionar as válvulas de regulação de fluido pressurizado 20, 21 pode ser determinada com base exclusivamente na linha característica e no movimento e/ou oscilação S da haste de distribuição 3 na direção de deslocamento e opostamente à direção de deslocamento F, detectado pelos sensores 5, 6 dispostos na barra de distribuição, ou uma variável calculada a partir disso.

[064] O "circuito de controle interno" implementado por meio das válvulas de regulação de pressão 20, 21 pode corrigir quaisquer flutuações de pressão que ocorram de maneira autônoma ou direta. Isso é representado pela conexão de linha identificada com o sinal de referência 22 na válvula de regulação de pressão 20, 21. Portanto, não são necessários sensores de pressão adicionais. As forças são, portanto, balanceadas autonomamente. Isso permite um rápido amortecimento das oscilações horizontais, de modo que, muitas vezes, essas nem sejam detectadas por meio dos sensores 5 e 6, que são dispostos na barra de distribuição 3.

[065] Se, por exemplo, os movimentos horizontais S da lança 3b, 3c resultarem em breves "picos de pressão" nas áreas de operação 14, 15, esses são corrigidos imediatamente por meio das válvulas de regulação de pressão 20, 21 de maneira direta e sem a intervenção do dispositivo de controle 9. Somente quando o dispositivo de controle 9 determina um maior desvio da lança 3 de uma posição alvo horizontal atual com base nos valores medidos transmitidos pelos sensores 5 e 6 relativos à posição horizontal atual da lança 3, o dispositivo de controle 9 determina, se necessário, uma nova especificação de valor nominal para a posição horizontal da lança de distribuição 3, a qual usada com base na curva característica K na forma de uma corrente de controle alterada para acionar as válvulas de regulação de pressão 20, 21. Desse modo, as oscilações horizontais detectadas diretamente pelos sensores na barra de distribuição 3 podem ser amortecidas. Essa ação de amortecimento controlada pelo dispositivo atuador 9 se sobrepõe à ação de amortecimento que é gerada pela correção das válvulas de regulação de pressão que estão constantemente ativas durante a condução.

[066] Opcionalmente, o circuito de fluido pressurizado também pode ter um sistema de notificação de pressão de carga, que pode ser configurado de uma maneira conhecida per se, a fim de adaptar adequadamente a pressão e/ou o fluxo volumétrico da bomba hidráulica (não mostrada) à situação de carga atual. Os componentes 23-26 tracejados na Figura 3 são parte do sistema de notificação de pressão de carga 23 opcional. Uma pressão muito elevada pode ser retroalimentada ao sistema de notificação de pressão de carga através da válvula alternadora 25 e da válvula de corte 26 ao abrir a válvula de corte 26 a fim de ajustar apropriadamente um volume de bombeamento ou a pressão da bomba hidráulica.

[067] Opcionalmente, o dispositivo de controle 9 também pode ser configurado para ajustar uma característica de amortecimento de maneira variável para amortecer oscilações na direção de deslocamento e opostamente à direção de deslocamento do dispositivo atuador acionado por fluido pressurizado, como foi descrito acima. O ajuste variável das características de amortecimento ocorre ao alterar um curso de mola dos cilindros hidráulicos 12. O curso de mola é definido de forma diferente para conduções em linha reta e conduções em curva e para conduções com deslocamento constante ou acelerado ou freado da máquina distribuidora 1.

[068] A invenção não se restringe às modalidades exemplares preferenciais descritas acima. Em vez disso, é possível um grande número de variantes e modificações que também façam uso do conceito inventivo e, portanto, recaem no escopo de proteção. Em particular, a invenção também reivindica proteção para o objeto e as características das reivindicações dependentes, independentemente das reivindicações tomadas como referência.
Lista de sinais de referência
1 Máquina distribuidora agrícola, por exemplo, pulverizador de campo tracionado
2 Veículo trator
3 Barra de distribuição
3a Porção central
3b, 3c Lanças
4 Meios de aplicação
5 Sensor de taxa de rotação, por exemplo, giroscópio
6 Sensor de posição de rotação, por exemplo, potenciômetro angular
7 Cilindro de elevação
8 Dispositivo atuador acionado por fluido pressurizado
9 Dispositivo de controle
10 Barra em paralelogramo com altura ajustável
11 Suporte
12 Cilindro de atuação, por exemplo, cilindro hidráulico de ação dupla
13 Pistão
14 Primeira área de operação
15 Segunda área de operação
16 Circuito de fluido pressurizado
17 Seção de linha de fluido pressurizado
18 Seção de linha de fluido pressurizado
20 Válvula de regulação de pressão
21 Válvula de regulação de pressão
22 Linha de controle
23 Sistema de notificação de pressão de carga
24 Linha de pressão de carga
25 Válvula alternadora
26 Válvula de corte
A Eixo de articulação horizontal
F Direção de deslocamento
K Linha característica
V Eixo de articulação vertical
S Movimento horizontal

Claims

Máquina de distribuição agrícola (1) móvel, preferencialmente um pulverizador de campo ou um distribuidor de fertilizante pneumático, caracterizada pelo fato de que compreende
uma barra de distribuição (3) para aplicar materiais como fertilizantes, pesticidas ou sementes, possuindo uma porção central (3a) e duas lanças laterais (3b, 3c), as quais são, cada uma, conectadas rotativamente à porção central (3a) por meio de um eixo de articulação vertical (V);
em que a cada lança (3b, 3c) é associado um dispositivo atuador acionado por fluido pressurizado (8) com duas áreas de operação essencialmente opostas (14, 15), por meio das quais uma força de atuação pode ser gerada para mover a barra em torno do eixo de articulação vertical (V) em relação à porção central (3a), em que um dispositivo de válvula é associado a cada área de operação (14, 15) para controlar e/ou regular uma pressão ou um fluxo volumétrico aplicado à respectiva área de operação (14, 15), o dispositivo de válvula sendo configurado para regular autonomamente flutuações na pressão ou no fluxo volumétrico aplicado à respectiva área de operação (14, 15) geradas por oscilações horizontais (S) da barra de distribuição (3) e, para tanto, possui uma válvula de regulação de fluido pressurizado (20, 21) e/ou é configurado como uma válvula de regulação de fluido pressurizado (20, 21).
Máquina distribuidora agrícola (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que nenhum sensor de fluido pressurizado, em particular nenhum sensor de pressão e/ou nenhum sensor de pressão diferencial, no circuito de fluido pressurizado é disposto fora das válvulas de regulação de fluido pressurizado (20, 21) e/ou é usado para acionar as válvulas de regulação de fluido pressurizado (20, 21).
Máquina distribuidora agrícola (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que compreende ainda
- a) pelo menos um sensor (5, 6) disposto na barra de distribuição (3) para detectar um movimento e/ou uma oscilação (S) da barra de distribuição na direção de deslocamento e opostamente à direção de deslocamento (F); e
- b) um dispositivo de controle (9) que é configurado para determinar uma especificação de valor nominal de uma pressão atuando nas áreas de operação (14, 15) ou de uma força de atuação do fluido pressurizado atuando nas áreas de operação (14, 15) em função de um movimento e/ou uma oscilação da barra de distribuição (3) detectado por meio do pelo menos um sensor, e ajustar as respectivas válvulas de regulação de fluido pressurizado para a especificação de valor nominal por controle elétrico.
Máquina distribuidora agrícola (1), de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um sensor (5) disposto na barra de distribuição (3) possui um sensor (5) disposto na porção central (3a) para detectar uma posição de rotação da porção central em torno de um eixo vertical em relação a um chassi da máquina distribuidora agrícola, o qual é preferencialmente configurado como um giroscópio.
Máquina distribuidora agrícola (1), de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um sensor disposto na barra de distribuição (3) compreende um sensor (6) disposto entre a porção central e uma das lanças para detectar uma posição de rotação da lança em torno do eixo de articulação vertical, o qual é preferencialmente configurado como um potenciômetro angular.
Máquina distribuidora agrícola (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de controle (9) é configurado para ajustar as válvulas de regulação de fluido pressurizado (20, 21), respectivamente, com base em uma curva característica (K) predeterminada das válvulas de regulação de fluido pressurizado (20, 21) para a especificação de valor nominal por controle elétrico, em que a curva característica (K) das válvulas de regulação de fluido pressurizado (20, 21) estabelece uma relação entre a especificação de valor nominal e o sinal de acionamento elétrico das válvulas de regulação de fluido pressurizado (20, 21).
Máquina distribuidora agrícola (1), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de controle (9) é configurado para
- a) determinar a especificação de valor nominal sem um valor de pressão detectado por sensor ou valor de fluxo volumétrico do fluido pressurizado; e/ou
- b) determinar uma corrente de controle para acionar as válvulas de regulação de fluido pressurizado (20, 21) com base exclusivamente na curva característica e no movimento e/ou oscilação (S) da barra de distribuição (3), na direção de deslocamento e opostamente à direção de deslocamento, detectado por meio do pelo menos um sensor (5, 6) disposto na barra de distribuição (F), ou em uma variável calculada a partir destes.
Máquina distribuidora agrícola (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 7, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de controle (9) é configurado para ajustar variavelmente uma característica de amortecimento para amortecer oscilações na direção de deslocamento e opostamente à direção de deslocamento do dispositivo atuador acionado por fluido pressurizado (8) em função de um movimento de deslocamento determinado da máquina distribuidora agrícola (1).
Máquina distribuidora agrícola (1), de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o ajuste variável da característica de amortecimento ocorre por uma alteração de um curso de mola e/ou de uma elasticidade do dispositivo atuador acionado por fluido pressurizado (8).
Máquina distribuidora agrícola (1), de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de controle (9) é configurado para
- a) quando a máquina distribuidora agrícola (1) acelera ou desacelera, ajustar uma característica de amortecimento diferente de quando a máquina distribuidora agrícola (1) se desloca a uma velocidade constante; e/ou
- b) ao fazer curvas com a máquina distribuidora agrícola (1), ajustar uma característica de amortecimento diferente do que em um deslocamento em linha reta.
Máquina distribuidora agrícola (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 10, caracterizada pelo fato de que cada lança (3b, 3c) possui uma pluralidade de seções de barra rebatíveis entre si na posição de transporte e extensíveis e conectadas por articulações na posição de trabalho, em que o pelo menos um sensor disposto na barra de distribuição compreende um sensor disposto entre duas seções de barra adjacentes para detectar uma posição de rotação das seções de barra em relação uma à outra, o qual é preferencialmente configurado como um potenciômetro angular.
Máquina distribuidora agrícola (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que as válvulas de regulação de fluido pressurizado (20, 21)
- a) são configuradas como válvulas de regulação de pressão (20, 21), preferencialmente como válvulas de regulação de pressão proporcional acionadas eletromagneticamente (20, 21); ou
- b) são configuradas como válvulas de regulação de fluxo volumétrico, preferencialmente válvulas de regulação de fluxo volumétrico acionadas eletromagneticamente.
Máquina distribuidora agrícola (1), de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que, para formar as duas áreas de operação (14, 15) essencialmente opostas, o dispositivo atuador (8) compreende um cilindro de fluido pressurizado de ação dupla, preferencialmente um cilindro hidráulico de ação dupla (12).
Máquina distribuidora agrícola (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 13, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de controle (9) é configurado para utilizar os valores determinados por meio do pelo menos um sensor (5, 6)
- a) apenas para controlar o rebatimento e a extensão da barra de distribuição (3); ou
- b) no estado estendido da barra de distribuição (3), apenas para alterar o acionamento das válvulas de regulação de fluido pressurizado (20, 21) se o movimento e/ou a oscilação da barra de distribuição (3) detectado por meio do pelo menos um sensor exceder um valor limiar especificado.
Máquina distribuidora agrícola (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizada pelo fato de que a cada área de operação (14, 15) é conectada uma seção de linha de fluido pressurizado (17, 18) através da qual um fluido pressurizado pode ser alimentado e removido das áreas de operação (14, 15), e a válvula de regulação de fluido pressurizado (20, 21) é disposta em cada seção de linha de fluido pressurizado (17, 18) para controlar uma pressão ou um fluxo volumétrico aplicado à respectiva área de operação (14, 15).