DD288087A5 - Vorrichtung zur regelung der bodenparallelen auslegerlage an pflanzenschutzmaschinen - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Regelung der bodenparallelen Lage von Pflanzenschutz- und Duengemaschinenauslegern mit Arbeitsbreiten ueber 10 m mit deren Hilfe sowohl AEnderungen in der Hanglage als auch Bodenunebenheiten zwischen den Fahrspuren hinreichend schnell ausgeregelt und damit nahezu staendig Parallelitaet aufrecht erhalten, gute Verteilungsqualitaet gesichert sowie die Gefahr von Auslegerbruechen durch Bodenberuehrung vermieden werden. Erfindungsgemaesz wird diese Aufgabe dadurch geloest, dasz bei voelliger Entkopplung der Schwingungssysteme in vertikaler und horizontaler Richtung eine Kaskadenregelung aufgebaut wird, wobei der "schnelle" Folgeregler den Einflusz der hoeherfrequenten Bodenunebenheiten unter Ausnutzung der Gravitationskraft und ohne Hilfsenergie mit I-Verhalten bekaempft. Der langsamere Fuehrungsregler wirkt mit PI-Verhalten und Hilfsenergie niederfrequenten Stoerungen infolge Veraenderungen in der Hangneigung entgegen. Das Regelsystem kann durch ein weiteres zur Anpassung des Auslegers an veraendertes Mikrobodenprofil ergaenzt werden.

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

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

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Als Regeleinrichtung lur Einhaltung der Parallelität von Pflanzenschutzmaschinenauslegern zur Bodenoberfläche sind elektrische und hydraulische Regelsysteme bekannt (DE 2033773 und DD 206927), welche auf die auftretenden Störgrößen Bodenunebenheit und Handneigung 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 Fehlbehantfiungen 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 Instandhaltung Aufwandes 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 ausgeregelt und damit Parallelität der Ausleger zum Boden nahezu ständig erhalten bleibt. Erf indungsgamäß 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 Kaskadenregler versehen ist. Der Kaskadenregler besteht aus einem Führungsregler, der Pl-Verhalten besitzt und besonders auf niederfrequente Störungen in Form wechselnder Neigung der zu bearbeitenden Fläche reagiert, und einem Folgeregler, der I-Verhalten besitzt. Der Folgeregler eliminiert bevorzugt höherfrequente Störung 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-Pl-Verhalten wird dadurch realisiert, indem die Stellgeschwindigkeit proportional zur Abweichung vom Sollwert ist. Der Folgeregler verwendet als Meßsignal die Lage des Auslegers gogenüber der Horizontalen. Er arbeitet ohno Hilfsenergie und verwendet als Stellkraft die Gravitation. Zur Anpassung eines vertikal mehrfach geknickten Auslegers an wechselndes Mikrorelief kann vorteilhaft ein weiterer Regler Il 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 be steht aus einem Führungsregler mit Hilfsenergie 10, we'cher auf niaderfrequente Störungen z. B. in Form wechselnder Geländeneigung 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 Proportionalregler ausgebildete hydraulische, pneumatische oder elektronische Regler 10 wird entweder über eine Mechanik 9 oder Elektronik so angesteuert, daß bezüglich wechselnder Geländeneigungen ein der Neigung proportionales S'tellsignal ausgelöst wird. Als Stellglieder dienen hydraulische, pneumatische oder elektromechanische Vorrichtungen 4 bekannter Bauart. Die vom Folgeregler 2 abgehende Vertikalstangn 2a wird vom Stellglied 4 des Führungsreglers 10 in einem Winkel β zum rechten Winkel der Auslegerlängsrichtung gebracht, der das 1,7...3fachedes Hangncl^ungswinkels α beträgt. Mit dem Führungsregler obligatorisch verbunden ist der Folgeregler 2 ohne Hilfsenergie 2, der !-'/erhalten besitzt und bevorzugt höherfrequente Störungen z.B. in Form von Bodenunebenheiten eliminiert. Das Folgeregelsystem 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 höherfreauenten von Bodenunebonheiten herkommenden Störungen sich nicht negativ auf das V uhalten des Führungsreglers auswirken. Beim Überschreiten des Regelbereiches des Führungsreglers infolge großer Differenzwinkel des Auslegers zum Maschlnengrundrahmen tritt im Falle der mechanischen Meßsignalübertragung ein Kompensationsglied in Form einer beidseitig vorgespannten Feder 8 in Kraft.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Regelung der Auslegerlage von Pflanzenschutzmaschinen oder von Arbeitswerkzeugträgern parallel zur Bodenoberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelstrecke Auslegerlageverhalten aus einem Führungsregler, der Pl-Verhalten besitzt und bevorzugt ai'f niederfrequente Störungen in Form wechseln J<5r Neigung der zu bearbeitenden Fläche reagiert, und einem Folgeregler, der I-Verhalten besitzt und bevorzugt höherfrequente Störungen in Form von Bodenunebenheiten beseitigt, besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 und, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Folgeregler hervorgerufene Stellgeschwindigkeit 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 beinhalten.

5. Vorrichtung nar! 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 zurVerschiebung des Auslegerschwerpunktes ansteuert.

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

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6 und, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ß, welch'er vom Folgeregler abgehenden Vertikalstange 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 zurjtodenoberf lache mit den am Ausleger angebrachten Sensoren gemessen, mit dem Regler verglichen und über das Stellglied oder weitere Stellglieder selbsttätig auf nahezu gleiche Abstände gebracht werden.