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Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung für granulares Material, insbesondere Saatgut.
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Derartige Vorrichtungen finden in landwirtschaftlichen Sämaschinen Anwendung, um Saatgut in definierten Mengen an Abgabeelemente weiterzuleiten und dann auf einer landwirtschaftlichen Fläche abzulegen. Für bestimmtes Saatgut, beispielsweise Mais, ist es wünschenswert, einzelne Körner in vorherbestimmten Abständen abzulegen. Um das Saatgut zu vereinzeln, verwenden bekannte Dosiervorrichtungen eine mit einer Druckdifferenz beaufschlagbare Vereinzelungstrommel oder Vereinzelungsscheibe. Die Vereinzelungstrommel oder Vereinzelungsscheibe umfasst in Perforationsreihen angeordnete Perforationen, an denen sich das Saatgut anlagern kann, wodurch es zu einer Vereinzelung kommt.
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Diese Vereinzelungstechnik ist jedoch nicht zufriedenstellend für Getreide, wie etwa Weizen, Roggen, Gerste, Hafer oder Raps anwendbar. Eine speziell auf einen derartigen Einsatz gerichtete Dosiervorrichtung ist daher aus der
DE 10 2012 105 048 A1 bekannt geworden. Diese Dosiervorrichtung umfasst eine in einem Gehäuse konzentrisch rotierende Fördereinrichtung, die annähernd tangential an eine Innenmantelfläche des Gehäuses anschließt. In der Fördereinrichtung sind Taschen gebildet, in denen Körner des Saatguts gedrängt und kreisförmig befördert werden, bis in einem weiteren Gehäusebereich durch eine veränderte Kontur der Innenmantelfläche des Gehäuses und unter Zentrifugalkrafteinflüssen nur jeweils ein einzelnes Korn in der Tasche verbleibt, während überschüssige Körner abgesondert und zur erneuten Förderung in einen ersten Gehäusebereich zurückgeführt werden.
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Um das granulare Material in die Dosiervorrichtung einzubringen verwenden die bekannten Systeme üblicherweise einen Zentraldosierer in Verbindung mit einem Verteilerkopf. Vom Verteilerkopf ausgehend führt eine Verbindungsleitung zum Gehäuse der Dosiervorrichtung. In der Verbindungsleitung wird das granulare Material pneumatisch gefördert. An einer Einlassöffnung des Gehäuses strömt daher nicht nur das granulare Material sondern auch Förderluft in das Gehäuse ein. Die resultierende Luftströmung im Gehäuse kann sich negativ auf die Dosierung auswirken.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Dosiervorrichtung für granulares Material, insbesondere Saatgut, bereitzustellen, welche insbesondere ermöglicht, unerwünschte Luftströmungen innerhalb des Gehäuses zu minimieren oder zu verhindern.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß der Erfindung ist es also vorgesehen, dass zwischen einer Zuführöffnung für granulares Material und der Auslassöffnung der Dosiervorrichtung eine Schleuse angeordnet ist, um eine Luftströmung zwischen der Zuführöffnung und der Auslassöffnung zu minimieren oder zu vermeiden. Dadurch, dass das granulare Material also nicht mehr unmittelbar oder direkt mit dem Förderluftstrom in das Gehäuse eingebracht wird, sondern über eine Schleuse, können unerwünschte Luftströmungen, wie sie beispielsweise durch die Förderluftströmung eines pneumatischen Nachfüllsystems erzeugt werden, verringert oder gänzlich vermieden werden.
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Bei dem granularen Material kann es sich insbesondere um Saatgut handeln, alternativ oder zusätzlich jedoch auch um granulares Düngemittel oder granulares Pestizid. Das Saatgut kann insbesondere Saatgut für Getreide, wie etwa Weizen, Roggen, Gerste, Hafer oder Raps, sein.
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Als Aufnahmebereich kann insbesondere ein Teil des Gehäuseinneren bezeichnet werden, in dem im Betrieb ein Reservoir von Körnern des granularen Materials so bereitgestellt wird, dass die Fördereinrichtung wenigstens eines dieser Körner aufnehmen und zum Abgabebereich hinbewegen kann.
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Über die Zuführöffnung kann beispielsweise eine Zuführleitung für granulares Material in das Gehäuse münden. Die Zuführleitung kann das Gehäuse mit einem Sammelbehälter verbinden.
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Der Sammelbehälter kann durch ein Nursingsystem mit granularem Material befüllbar sein. Das Nursingsystem kann einen Tank zum Vorhalten des granularen Materials umfassen, sowie einen pneumatischen Förderkanal, der den Tank unmittelbar oder direkt mit dem Sammelbehälter verbindet. Über ein Gebläse kann in der pneumatischen Förderleitung ein Förderluftstrom erzeugt werden. In einer Wandung des Sammelbehälters können Luftauslassöffnungen vorgesehen sein. Die Luftauslassöffnungen können als „Nursingsieb“ bezeichnet werden. Wird das Nursingsieb durch Körner bedeckt, bricht die Förderluftströmung im pneumatischen Förderkanal ab. Werden die Öffnungen wieder freigegeben wird die Zuförderung von granularem Material fortgesetzt. Ein solches Nursingsystem arbeitet also im Wesentlichen selbstregulierend. Um eine solche selbstregulierende Befüllung des Sammelbehälters zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn eine Luftströmung zwischen Zuführöffnung und Auslassöffnung minimiert oder vermieden wird. Dies kann durch die Schleuse erreicht werden.
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Der beschriebene Sammelbehälter sowie die den Sammelbehälter und das Gehäuse verbindende Zuführleitung können insbesondere Teil der Dosiervorrichtung sein.
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Alternativ zur beschriebenen Nachfüllung über ein Nursingsystem kann die über die Zuführöffnung in das Gehäuse mündende Zuführleitung mit einem Verteilerkopf verbunden sein, so dass die Dosiervorrichtung über den Verteilerkopf und einen vorgeschalteten Zentraldosierer mit granularem Material gespeist werden kann.
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Die Schleuse kann insbesondere eine durch eine erste Wandung begrenzte Innenkammer und eine durch eine zweite Wandung begrenzte Außenkammer, welche die Innenkammer umgibt, umfassen, wobei in der Innenkammer und der Außenkammer, jeweils wenigstens ein um eine Drehachse drehbarer Mitnehmer angeordnet ist, wobei die erste Wandung eine erste Öffnung und die zweite Wandung eine zweite Öffnung aufweist, und wobei die erste Öffnung und die zweite Öffnung so versetzt zueinander angeordnet sind, dass sie sich von der Drehachse aus gesehen in radialer Richtung nicht überlappen. Durch die versetzte Anordnung der Öffnungen kann eine direkte Strömungsverbindung von Luft zwischen der Zuführöffnung und der Auslassöffnung verhindert werden. Eine möglicherweise sich ausbildende Luftströmung wird dadurch wenigstens abgebremst und minimiert.
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Die Angaben „erste“ und „zweite“ sind hier nur als Bezeichnungen zu verstehen. Mit anderen Worten muss die Außenkammer keine „erste“ Wandung und die zweite Wandung keine „erste“ Öffnung aufweisen. Auch die Innenkammer muss keine weiteren Wandungen oder Öffnungen umfassen. Sowohl die Innenkammer als auch die Außenkammer können aber weitere Wandungen bzw. Öffnungen aufweisen.
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Die erste Wandung und die zweite Wandung können sich jeweils in axialer Richtung, bezogen auf die Drehachse, erstrecken. Die erste Wandung und die zweite Wandung können insbesondere konzentrisch zur Drehachse angeordnet sein.
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Die erste Öffnung und/oder die zweite Öffnung können in Form einer Aussparung oder Unterbrechung der Wandung ausgebildet sein. Alternativ können die erste und/oder zweite Öffnung auch in Form eines Durchgangslochs oder einer Durchgangsöffnung ausgebildet sein.
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Die erste und/oder die zweite Wandung können rotationssymmetrisch bezüglich der Drehachse ausgebildet sein. Dadurch kann eine einfache Konstruktion der Schleuse erreicht werden. Die erste und/oder die zweite Wandung können also in jeder Ebene senkrecht zur Drehachse einen ersten konstanten Abstand zwischen der Innenseite der Wandung und der Drehachse und einen zweiten konstanten Abstand zwischen der Außenseite der Wandung und der Drehachse aufweisen.
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Die Schleuse kann so an der Zuführöffnung angeordnet sein, dass granulares Material über die Zuführöffnung in die Innenkammer einbringbar ist. Mit anderen Worten kann die Innenkammer unmittelbar an die Zuführöffnung angrenzen.
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Das granulare Material kann insbesondere über eine Seite der Innenkammer in die Innenkammer einbringbar sein, die senkrecht oder schräg zur Drehachse verläuft. Dadurch kann eine axiale oder annähernd axiale Zuführung des granularen Materials in die Innenkammer erreicht werden. Das granulare Material kann also insbesondere über eine andere als die erste Wandung einbringbar oder zuführbar sein.
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Die Zuführöffnung kann also mit anderen Worten in einer Wand der Innenkammer angeordnet sein, die senkrecht oder schräg zur Drehachse verläuft.
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Bei einer schräg zur Drehachse verlaufenden Wand kann der Winkel zwischen Wand und Drehachse größer als 0° und kleiner als 90°, insbesondere größer 30° und kleiner 90°, weiter bevorzugt größer 60° und kleiner 90°, sein. Der Winkel kann dabei zwischen der Drehachse und einem Vektor in einer Ebene, in der die Wand liegt, bestimmt werden. Der Vektor kann insbesondere vom Schnittpunkt zwischen Drehachse und Ebene ausgehen.
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Die erste Öffnung und die zweite Öffnung können jeweils einen Mittelpunktswinkel zwischen 0° und 90°, insbesondere zwischen 20° und 60°, aufspannen. Wenn die erste Wandung und die zweite Wandung koaxial zur Drehachse angeordnet sind, wird der Mittelpunktswinkel von der Drehachse aus bestimmt.
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Der Mittelpunkt der ersten Öffnung und der Mittelpunkt der zweiten Öffnung können um zwischen 90° und 180°, insbesondere zwischen 120° und 180°, gegeneinander versetzt sein.
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In der Außenkammer können wenigstens drei Mitnehmer angeordnet sein, wobei im Betrieb der Schleuse wenigstens zwei der Mitnehmer zusammen mit Teilbereichen der ersten und der zweiten Wandung eine Teilkammer bilden, welche die erste Öffnung gegenüber der zweiten Öffnung abschirmt oder abschottet. Dadurch kann besonders effektiv eine mögliche Luftströmung zwischen der Zuführöffnung und der Auslassöffnung minimiert oder verhindert werden. Insbesondere kann dadurch erreicht werden, dass Luft, die über die Zuführöffnung in die Innenkammer eintritt und über die erste Öffnung in die Außenkammer gelangt, zunächst in die Teilkammer strömt, welche über Wandungsteile der ersten Wandung und der zweiten Wandung sowie über zwei der Mitnehmer der Außenkammer abgegrenzt ist und dadurch von der zweiten Öffnung abgeschottet ist. Durch die wenigstens drei Mitnehmer können wenigstens drei solche Teilkammern gebildet werden. Die wenigstens drei Mitnehmer können in Umfangsrichtung so angeordnet sein, dass stets eine der Teilkammern die erste Öffnung in radialer Richtung überlappt.
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Die Abschirmung oder Abschottung, die durch die Teilkammer erreicht wird, muss nicht vollständig sein. Es ist also nicht erforderlich, dass keine Luftströmung aus der Teilkammer heraus erfolgen kann, obwohl dies vorteilhaft ist.
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Die Körner des granularen Materials können durch die Mitnehmer beschleunigt und somit durch Fliehkraft aus der Innenkammer bzw. der Außenkammer ausgebracht werden.
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Insbesondere kann der wenigstens eine Mitnehmer der Innenkammer und der Außenkammer jeweils so ausgebildet und angeordnet sein, dass er ein Korn des granularen Materials in der Innenkammer bzw. in der Außenkammer in eine Rotationsbewegung um die Drehachse versetzen kann. Die Drehzahl des Mitnehmer in der Innenkammer und der Außenkammer kann jeweils so einstellbar sein, das ein Korn des granularen Materials in der Innenkammer bzw. in der Außenkammer so in eine Rotationsbewegung um die Drehachse versetzt werden kann, dass es aufgrund der Fliehkraft über die erste Öffnung aus der Innenkammer bzw. über die zweite Öffnung aus der Außenkamer ausgebracht werden kann. So kann ein Korn des granularen Materials also sequenziell aus der Innenkammer und dann aus der Außenkammer ausgebracht und so durch die Schleuse bewegt werden.
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Die erste Wandung und/oder die zweite Wandung können zylindrisch, insbesondere kreiszylindrisch, ausgebildet sein. Die erste Öffnung und/oder die zweite Öffnung können insbesondere jeweils im Mantel des Zylinders angeordnet sein. Dadurch ist eine konstruktiv besonders einfache Ausbildung der Schleuse möglich.
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Die Innenkammer kann über die Zuführöffnung mit einer drehbaren Zuführkammer verbunden sein, insbesondere wobei eine Wandung der Zuführkammer einen Läufer oder Rotor bildet, an dem der wenigstens eine Mitnehmer der Innenkammer angeordnet ist. Durch die Drehbarkeit der Zuführkammer kann granulares Material schon vor dem Einbringen in die Innenkammer in eine gewisse Rotationsbewegung versetzt werden. Dies kann vorteilhaft für die Übergabe an den Mitnehmer der Innenkammer sein.
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Die Schleuse kann so im Gehäuse angeordnet sein, dass die Drehachse der Schleuse koaxial zur Drehachse der Fördereinrichtung angeordnet ist. Insbesondere können die Mitnehmer der Schleuse durch denselben Antrieb antreibbar sein, wie die Fördereinrichtung. Insbesondere können sowohl die Fördereinrichtung als auch die Mitnehmer der Schleuse durch eine gemeinsame Antriebswelle antreibbar sein.
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Der Läufer des wenigstens einen Mitnehmers der Außenkammer kann Teil der Fördereinrichtung sein. Mit anderen Worten kann der wenigstens eine Mitnehmer der Außenkammer mit der Fördereinrichtung verbunden sein. Beispielsweise kann die Fördereinrichtung eine drehbare Scheibe umfassen. Diese Scheibe kann die Innenkammer und/oder die Außenkammer in einer axialen Richtung begrenzen, insbesondere abschließen. Die drehbare Scheibe der Fördereinrichtung kann also gleichzeitig eine Begrenzungswandung der Innenkammer und/oder der Außenkammer bilden. Dies ermöglicht wiederrum eine besonders einfache konstruktive Ausgestaltung der Schleuse. Die Scheibe der Fördereinrichtung kann insbesondere an einer Seite der Innenkammer und/oder Außenkammer angeordnet sein, welche der Seite gegenüberliegt, an der die Zuführöffnung in die Innenkammer führt.
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Insbesondere können die Innenkammer und/oder die Außenkammer kreiszylindrisch ausgebildet sein, wobei die erste Wandung und die zweite Wandung jeweils die Mantelfläche des Kreiszylinders bilden und die drehbare Scheibe der Fördereinrichtung an einer der Stirnseiten angeordnet ist. Die Zuführöffnung kann an der gegenüberliegenden Stirnseite des Zylinders angeordnet sein.
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Die Zuführöffnung kann konzentrisch zur Drehachse angeordnet sein. Mit anderen Worten kann der Mittelpunkt der Zuführöffnung auf der Drehachse liegen.
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Die Dosiervorrichtung, insbesondere die Fördereinrichtung, kann einen Zentrierschieber umfassen, der granulares Material entlang einer Führungsfläche eines Führungselements vom Aufnahmebereich in den Abgabebereich schiebt und dabei ein Korn zentriert, indem er es beidseitig abstützt oder führt. Nicht zentrierte Körner, die im Aufnahmebereich aufgenommen und entlang der Führungsfläche transportiert werden, können infolge ausgesondert werden, sodass im Abgabebereich das zentrierte Korn verbleibt und an ein Abgabeelement zur Ablage auf einer landwirtschaftlichen Fläche weitergeleitet werden kann. Insbesondere kann genau ein Korn durch den Zentrierschieber zentriert geführt werden. Die Dosiervorrichtung kann also eine Vereinzelungsvorrichtung sein.
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Die Angabe „beidseitig abstützt oder führt“ bedeutet, dass der Zentrierschieber Elemente umfasst, welche das zentrierte Korn an beiden Seiten (auf die Drehrichtung des Zentrierschiebers bezogen) abstützen oder führen. Damit kann eine Bewegung des Korns quer zur Drehrichtung reduziert oder vermieden werden, sodass das zentrierte Korn im Wesentlichen entlang einer vorbestimmten Bewegungsbahn vom Aufnahmebereich in den Abgabebereich geschoben wird. Um das Korn seitlich zu führen ist es nicht erforderlich, dass der Zentrierschieber stets in direktem Kontakt mit dem Korn steht. Es ist ausreichend, wenn der Zentrierschieber verhindert, dass das Korn einen vorherbestimmten seitlich begrenzten Bereich verlässt.
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Als Drehrichtung wird die Bewegungsrichtung bezeichnet, in der sich der Zentrierschieber im Betrieb der Dosiervorrichtung bewegt. Mit anderen Worten bezeichnet die Drehrichtung die Richtung der Vorwärtsbewegung des Zentrierschiebers. Wenn sich der Zentrierschieber entlang einer Kreisbahn bewegt, ist die Bewegungsrichtung an jedem Punkt der Kreisbahn tangential zu dieser. Die Angaben „seitlich“ oder „beidseitig“ beziehen sich daher auf die Bereiche quer zur Drehrichtung.
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Die Angabe „wenigstens teilweise“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Zentrierschieber das Korn nicht durchgehend vom Aufnahmebereich bis zum Abgabebereich beidseitig abstützen oder führen muss. Beispielsweise kann es Zeit in Anspruch nehmen, bis sich das Korn so relativ zum Zentrierschieber ausgerichtet hat, dass eine beidseitige Abstützung oder Führung möglich ist. Während dieser Zeit kann das Korn bereits einen gewissen Weg vom Aufnahmebereich zum Abgabebereich bewegt werden. Das Korn kann aber auch entlang des gesamten Wegs beidseitig abgestützt oder geführt werden.
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Der Zentrierschieber kann auch ein oder mehrere Elemente umfassen, welche das zentrierte Korn in Drehrichtung gesehen nach hinten abstützen. Die Elemente, welche die seitliche Abstützung oder Führung bewirken können zugleich auch die Abstützung nach hinten gewährleisten.
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Der Zentrierschieber kann so drehbar in dem Gehäuse gelagert sein, dass er entlang einer Kreisbahn bewegbar ist, wobei das Führungselement wenigstens teilweise entlang der Kreisbahn verläuft, und wobei die Breite der Führungsfläche vom Aufnahmebereich zum Abgabebereich hin abnimmt.
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Durch die abnehmende Breite der Führungsfläche können die Körner, welche nicht durch den Zentrierschieber zentriert werden, im Laufe der Bewegung vom Aufnahmebereich in den Abgabebereich aufgrund der wegfallenden Stütze durch die Führungsfläche unter Zentrifugalkrafteinflüssen und/oder Schwerkrafteinflüssen ausgesondert werden. Diese können zur erneuten Förderung in den Aufnahmebereich zurückgeführt werden, insbesondere durch Trägheit und/oder unter Schwerkrafteinfluss. Auch die Breite des Führungselements insgesamt kann vom Aufnahmebereich zum Abgabebereich hin abnehmen.
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Der Zentrierschieber kann so im Gehäuse gelagert sein, dass die Kreisbahn im Betrieb der Dosiervorrichtung im Wesentlichen vertikal verläuft. Mit anderen Worten kann die Drehachse, um die der Zentrierschieber rotiert, horizontal verlaufen, insbesondere im Betrieb parallel zum zu bearbeitenden Boden. Insbesondere kann die Drehachse mit der Horizontalen einen Winkel zwischen 0° und 10°, insbesondere zwischen 0° und 5°, einschließen.
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Das Führungselement kann insbesondere radial außerhalb der Kreisbahn verlaufen. Mit anderen Worten kann das Führungselement die Kreisbahn wenigstens teilweise radial umgeben oder begrenzen. Das Führungselement kann insbesondere annähernd tangential entlang bestimmten Abschnitten der Kreisbahn verlaufen, insbesondere im Abschnitt der Kreisbahn zwischen dem Aufnahmebereich und dem Abgabebereich.
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Die Kreisbahn kann insbesondere durch ein äußerstes Ende oder eine Spitze des Zentrierschiebers überstrichen werden. Mit anderen Worten kann die Kreisbahn einen Radius aufweisen, der der Länge des Zentrierschiebers entspricht. Die Länge des Zentrierschiebers kann der maximalen radialen Erstreckung des Zentrierschiebers ausgehend von der Drehachse entsprechen.
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Der Aufnahmebereich kann ein bestimmtes Kreissegment der Kreisbahn des Zentrierschiebers umfassen.
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Im Abgabebereich kann die Stützwirkung des Führungselementes entfallen oder der Verlauf des Führungselementes sich derart ändern, dass das wenigstens eine Korn durch Fliehkraft in die Auslassöffnung gefördert wird.
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Als Führungsfläche des Führungselements wird hierin die für die Förderung des granularen Materials vom Aufnahmebereich in den Abgabebereich wirksame Fläche des Führungselements bezeichnet. Mit anderen Worten entspricht die Führungsfläche des Führungselements der Oberfläche des Führungselements, auf der Körner des granularen Materials bei der Förderung von dem Aufnahmebereich in den Abgabebereich hin bewegt werden. Aufgrund der Bewegung entlang der Kreisbahn wird das granulare Material durch Fliehkraft gegen die Führungsfläche des Führungselements gedrückt. Die Führungsfläche des Führungselements dient daher als Stütze für das granulare Material entgegen der Fliehkraft. Alternativ oder zusätzlich können die Körner auch durch die Schwerkraft gegen die Führungsfläche gedrückt werden. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn sich der Zentrierschieber gemäß einer Alternative nicht entlang einer Kreisbahn um die Drehachse bewegt, sondern entlang einer Bahn, die wenigstens teilweise parallel zur Horizontalen verläuft.
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Wenn die Breite der Führungsfläche abnimmt geht diese Stützwirkung, wie oben erwähnt, für bestimmte Körner des granularen Materials verloren, weshalb diese nicht weiter zum Abgabebereich hin gefördert werden können, sondern ausgesondert werden.
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Die Breite der Führungsfläche kann vom Aufnahmebereich zum Abgabebereich hin kontinuierlich abnehmen. Dadurch können überschüssige Körner sukzessive ausgesondert werden. Diese werden dann sukzessive an den Aufnahmebereich zurückgeführt, sodass ein ausreichendes Reservoir von granularem Material im Aufnahmebereich bereitgestellt werden kann, selbst wenn über die Zufuhrleitung temporär zu wenig granulares Material zugeführt wird. Die Breite der Führungsfläche kann jedoch auch diskontinuierlich abnehmen.
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Als Breite der Führungsfläche kann insbesondere die Ausdehnung der Führungsfläche quer zur Kreisbahn bezeichnet werden. Die Richtung quer zur Kreisbahn bezeichnet hierin eine Richtung, die an jedem Punkt der Kreisbahn senkrecht zur Tangente und senkrecht zum Radius der Kreisbahn verläuft. Die Ausdehnung der Führungsfläche in dieser Richtung wird entlang der, gegebenenfalls konturierten, Führungsfläche bestimmt.
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Das Führungselement kann eine Vertiefung aufweisen, in die der Zentrierschieber wenigstens teilweise eingreift, wobei die Tiefe der Vertiefung entlang der Kreisbahn des Vereinzelungsschiebers vom Aufnahmebereich zum Abgabebereich hin abnimmt. Durch die Vertiefung im Aufnahmebereich ist es möglich, dass zuverlässig Saatgut durch den Zentrierschieber aufgenommen und entlang der Führungsfläche bewegt werden kann. Durch die abnehmende Tiefe der Vertiefung entlang der Kreisbahn kann wiederum eine Aussonderung überschüssiger Körner des granularen Materials bewirkt werden. Die Abnahme der Tiefe geht mit einer Abnahme der Breite der Führungsfläche einher.
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Die Vertiefung im Führungselement kann insbesondere einer Nut oder Kerbe entsprechen. Die Nut oder Kerbe kann insbesondere V-förmig ausgebildet sein.
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Das Führungselement kann im Abgabebereich einen in Drehrichtung verlaufenden Grat aufweisen. Durch einen solchen Grat wird eine Vereinzelung des granularen Materials weiter gefördert, da entlang des Grats üblicherweise nur ein Korn stabil bewegt werden kann, nämlich das Korn, welches wenigstens teilweise durch den Zentrierschieber zentriert wird. Die vorherbestimmte Bahn entlang der Führungsfläche, entlang der der Zentrierschieber ein Korn zentriert bewegt, kann insbesondere entlang des Grats verlaufen.
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Beidseitig des Führungselements kann ein Sammelraum für im Laufe des Transports vom Aufnahmebereich zum Abgabebereich ausgesonderte Körner des granularen Materials angeordnet sein, der mit dem Aufnahmebereich verbunden ist. Dadurch können ausgesonderte Körner wieder für den erneuten Transport vom Aufnahmebereich in den Abgabebereich bereitgestellt werden. Der Sammelraum kann durch die Wandung des Gehäuses begrenzt werden.
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Das Führungselement kann an einer Innenfläche des Gehäuses angeordnet sein, welche den Raum, in dem der Zentrierschieber im Betrieb rotiert, radial begrenzt. Mit anderen Worten kann das Gehäuse im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein, wobei das Führungselement an der Mantelfläche des Gehäuses angeordnet ist.
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Das Führungselement kann Teil der Innenfläche des Gehäuses sein. Alternativ kann das Führungselement zerstörungsfrei lösbar oder nicht zerstörungsfrei lösbar mit der Innenfläche des Gehäuses verbunden sein. Beispielsweise kann das Führungselement an das Gehäuse angeschweißt sein.
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Das Führungselement und der Zentrierschieber können in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein, wobei das Führungselement und der Zentrierschieber bezüglich dieser Ebene symmetrisch ausgebildet sind. Die gemeinsame Ebene kann insbesondere eine Rotationsebene des Zentrierschiebers sein.
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Falls das Führungselement eine Vertiefung aufweist, können die Punkte mit der größten Tiefe in der gemeinsamen Ebene liegen.
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Falls das Führungselement einen Grat aufweist, kann dieser ebenfalls in der gemeinsamen Ebene liegen.
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Die Dosiervorrichtung kann wenigstens einen weiteren Zentrierschieber umfassen. Dieser kann eines oder mehrere Merkmale des oben genannten Zentrierschiebers aufweisen. Insbesondere kann der wenigstens eine weitere Zentrierschieber so drehbar im Gehäuse gelagert sein, dass er entlang der Kreisbahn bewegbar ist. Mit anderen Worten kann der weitere Zentrierschieber in Umfangsrichtung versetzt zum oben beschriebenen Zentrierschieber angeordnet sein und dem oben beschriebenen Zentrierschieber nachlaufend entlang der Kreisbahn bewegbar sein.
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Der Zentrierschieber und der wenigstens eine weitere Zentrierschieber können miteinander verbunden sein, insbesondere starr miteinander verbunden sein.
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Der Zentrierschieber und der wenigstens eine weitere Zentrierschieber können an einer gemeinsamen rotierenden Scheibe oder einem gemeinsam rotierenden Ring angeordnet sein.
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Der Zentrierschieber und der wenigstens eine weitere Zentrierschieber können ein die Zentrierwirkung des Zentrierschiebers erzeugendes Element aufweisen. Dieses Element kann insbesondere so ausgebildet sein, dass ein Korn des granularen Materials beidseitig stützbar oder führbar ist. Das Element kann nach vorne hin (in Drehrichtung) offen sein. Mit anderen Worten kann eine Abstützung des Korns nach vorne hin unterbleiben.
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Der Zentrierschieber kann insbesondere eine in Drehrichtung offene Nut oder Kerbe zur Aufnahme eines Korn des granularen Materials umfassen. Die Nut oder Kerbe kann auch in Richtung der Führungsfläche offen sein. Die Größe der Nut kann so gewählt sein, dass sich maximal ein Korn ganz oder teilweise in der Nut anordnen kann.
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Die Nut kann insbesondere konisch oder V-förmig ausgebildet sein. Die Nut kann insbesondere bezüglich der oben genannten gemeinsamen Ebene des Führungselements und des Zentrierschiebers symmetrisch ausgebildet sein. Eine korrespondierende Vertiefung im Führungselement kann ebenfalls symmetrisch bezüglich dieser Ebene ausgebildet sein. Diese Symmetrie erlaubt insbesondere ein beidseitiges Absondern von überschüssigen Körnern in den umgebenden Sammelraum.
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In einer alternativen Ausführungsform kann der Zentrierschieber mehrere in Richtung des Führungselements weisende Borsten aufweisen. Wenn die Breite der Führungsfläche zum Abgabebereich hin abnimmt, werden äußere Borsten nicht mehr entlang der Führungsfläche bewegt und können sich infolge der Fliehkraftwirkung aufstellen. Damit können diese Borsten ein Korn des granularen Materials seitlich führen. Nachlaufende Borsten können das Korn in Drehrichtung gesehen nach hinten abstützen. Mit anderen Worten kann sich auch bei einem Borsten umfassenden Zentrierschieber eine konische oder V-förmige Zentrierfläche für ein Korn ausbilden.
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Das die Zentrierwirkung des Zentrierschiebers erzeugende Element des Zentrierschiebers kann insbesondere am äußersten Ende oder an der Spitze des Zentrierschiebers angeordnet sein.
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Das Zentrierelement kann austauschbar sein. Beispielsweise kann eine die oben genannte Nut des Zentrierschiebers umfassende Spitze des Zentrierschiebers auswechselbar sein. Dadurch kann eine gewisse Anpassung oder Optimierung hinsichtlich der Korngrößen erzielt werden.
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Die Dosiervorrichtung kann wenigstens ein Störelement umfassen, welches so ausgebildet ist, dass Körner des granularen Materials, die nicht durch den Zentrierschieber zentriert werden unter Einfluss des Störelements ihre Lage ändern oder vom Transport zum Abgabebereich hin ausgesondert werden. Ein derartiges Störelement begünstigt die Aussonderung überschüssiger Körner und somit die Vereinzelung des granularen Materials.
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Das Störelement kann beispielsweise eine Druckluftdüse umfassen.
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Es kann also wenigstens eine Druckluftdüse vorgesehen und so angeordnet sein, dass Druckluft auf granulares Material gerichtet werden kann, welches durch den Zentrierschieber entlang der Führungsfläche des Führungselements geschoben wird. Diese Druckluft kann eine Störung für Körner des granularen Materials darstellen, welche nicht durch den Zentrierschieber zentriert geführt werden. Dadurch kann die Aussonderung von überschüssigen Körnern unterstützt werden. Dies kann auch eine zuverlässigere Vereinzelung des granularen Materials ermöglichen.
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Die Druckluftdüse kann in das Führungselement integriert sein, und insbesondere eine Luftausströmöffnung umfassen, die in der Führungsfläche angeordnet ist. Dadurch ist eine besonders effiziente Störung überschüssiger Körner möglich.
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Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, eine mit Druckluft beaufschlagbare Scheibe vorzusehen, die gemeinsam mit dem Zentrierschieber rotiert und wenigstens eine Öffnung aufweist, die im Bereich des Zentrierschiebers angeordnet ist. Diese mitlaufende Öffnung kann in Drehrichtung gesehen insbesondere stromabwärts des Zentrierschiebers angeordnet sein, also vorlaufen.
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Durch die Druckluftdüse kann Druckluft in radialer und/oder axialer Richtung ausgegeben werden.
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Das Störelement kann alternativ oder zusätzlich ein geometrisches Störelement sein. Mit anderen Worten kann das wenigstens eine Störelement einer lokalen Änderung der Geometrie der Führungsfläche des Führungselements entsprechen. Insbesondere kann das wenigstens eine Störelement eine veränderte Neigung der Führungsfläche umfassen. Im Bereich des Störelements kann sich die Geometrie der Führungsfläche insbesondere diskontinuierlich ändern.
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Alternativ zur beschriebenen Ausbildungsform unter Verwendung von Zentrierschiebern kann die Dosiervorrichtung auch wie in der
DE 10 2012 105 048 A1 beschrieben ausgebildet sein. An die drehbar gelagerte Fördereinrichtung kann also annähernd tangential eine Innenmantelfläche des Gehäuses anschließen. Die Fördereinrichtung kann mit Taschen zusammenwirken, in denen Körner des granularen Materials gedrängt und kreisförmig befördert werden, bis in einem vorherbestimmten Gehäusebereich durch eine veränderte Kontur der Innenmantelfläche des Gehäuses und unter Zentrifugalkrafteinflüssen nur jeweils ein einzelnes Korn in der Tasche verbleibt, während überschüssige Körner abgesondert und zur erneuten Förderung in einen ersten Gehäusebereich zurückgeführt werden.
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Die Erfindung stellt außerdem eine Sämaschine umfassend eine oben beschriebene Dosiervorrichtung bereit. Bei der Sämaschine kann es sich insbesondere um eine Einzelkornsämaschine handeln. Die Dosiervorrichtung kann eines oder mehrere der oben genannten Merkmale aufweisen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der beispielhaften Figuren erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer beispielhaften Dosiervorrichtung; und
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2 bis 7 Querschnitte durch eine beispielhafte Dosiervorrichtung, dargestellt zu unterschiedlichen Zeitpunkten eines Transports eines Korns eines granularen Materials durch eine beispielhafte Schleuse der Dosiervorrichtung.
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1 zeigt eine beispielhafte Dosiervorrichtung für granulares Material gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Dosiervorrichtung umfasst ein hier nicht dargestelltes Gehäuse, in dem eine drehbar gelagerte Fördereinrichtung 1 angeordnet ist. Die Fördereinrichtung 1 umfasst in diesem Beispiel drei als Zentrierschieber 2 ausgebildete Mitnehmer. Die Zentrierschieber 2 sind an einer gemeinsamen Scheibe 3 angeordnet und damit starr miteinander verbunden. Die Drehachse X der drehbar gelagerten Fördereinrichtung 1 ist in der 1 angedeutet.
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Die Zentrierschieber 2 bewegen sich in diesem Beispiel entlang einer Kreisbahn, entlang der wenigstens teilweise ein Führungselement 4 verläuft, das die Zentrierschieber 2 bei ihrer Drehbewegung wenigstens teilweise überstreichen.
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Im Betrieb der Dosiervorrichtung verläuft die Drehachse X im Wesentlichen parallel zur bearbeiteten landwirtschaftlichen Fläche.
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Ein nicht dargestellter Motor oder Antrieb ist vorgesehen, um die Fördereinrichtung 1 anzutreiben. Eine Antriebswelle des Motors oder Antriebs kann entlang der Drehachse X verlaufen. Die Scheibe 3, an der die Zentrierschieber 2 angeordnet sind, kann mit der Antriebswelle unmittelbar verbunden sein.
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Ebenfalls in 1 ersichtlich ist eine Auslassöffnung 5. Granulares Material, welches in einem Aufnahmebereich 6 durch die Zentrierschieber 2 aufgenommen wird und entlang des Führungselements 4 in einen Abgabebereich 7 bewegt wird, kann über die Auslassöffnung 5 aus dem Gehäuse (hier nicht näher dargestellt) ausgebracht werden. Das so ausgeschleuste granulare Material kann beispielsweise an eine Abgabevorrichtung geleitet werden, welche das granulare Material auf einer landwirtschaftlichen Fläche ablegt. Die Abgabevorrichtung kann beispielsweise ein Säschar umfassen.
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Ebenfalls in 1 zu sehen, ist eine Zuführöffnung 8, über die eine Zuführkammer 9 in das nicht dargestellte Gehäuse mündet. Über diese Zuführkammer 9 und die Zuführöffnung 8 kann granulares Material in das Gehäuse eingebracht werden. Die Zuführkammer 9 ist gegenüber den übrigen in 1 dargestellten Elementen in axialer Richtung verschoben. Dies wird durch eine zu Darstellungszwecken eingefügten Ebene E verdeutlicht. Elemente jenseits der Ebene E werden gestrichelt dargestellt, während Elemente diesseits der Ebene E in durchgezogenen Linien dargestellt werden. Diese Ebene ist, wie erwähnt, nur darstellungsbedingt und nicht Teil einer beispielhaften Dosiervorrichtung.
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Die Dosiervorrichtung gemäß 1 umfasst außerdem eine Schleuse für das granulare Material, die zwischen der Zuführöffnung 8 und der Auslassöffnung 5 angeordnet ist, um eine Luftströmung zwischen der Zuführöffnung 8 und der Auslassöffnung 5 zu minimieren oder zu vermeiden.
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Die Schleuse umfasst in diesem Beispiel eine Innenkammer 10, welche durch eine erste Wandung 21 begrenzt wird, insbesondere bezüglich der Drehachse X in radialer Richtung begrenzt wird. Die Innenkammer 10 ist in diesem Beispiel konzentrisch zur Drehachse X angeordnet. Insbesondere ist die Innenkammer in diesem Beispiel in Form eines Kreiszylinders ausgebildet. Die erste Wandung 21 bildet wenigstens Teile der Mantelfläche des Zylinders. Eine der Stirnseiten des Zylinders wird durch Teile der Scheibe 3 gebildet. Die gegenüberliegende Stirnseite wird durch Teile der Gehäusewandung gebildet, in der auch die Zuführöffnung 8 angeordnet ist. Die Zuführöffnung 8 führt also in die Innenkammer 10, so dass granulares Material über die Zuführöffnung 8 in die Innenkammer 10 eingebracht werden kann. Dafür kann die Zuführkammer 9 insbesondere mit einem Reservoir von granularem Material in Verbindung stehen, das beispielsweise in einem Sammelbehälter angeordnet ist.
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Durch die Anordnung der Zuführöffnung 8 an einer Seite der Innenkammer 10, die senkrecht zur Drehachse X verläuft, ist eine axiale Zuführung des granularen Materials in der Innenkammer 10 möglich. Diese ist insbesondere bei hohen Drehzahlen der im Inneren der Innenkammer 10 drehbar gelagerten Mitnehmer 11 von Vorteil. In diesem Beispiel sind die Mitnehmer 11 an der Wandung der Zuführkammer 9 angeordnet, die drehbar ist und somit den Läufer der Mitnehmer 11 bildet. Von den drei Mitnehmern der Innenkammer 10 sind in 1 nur zwei zu erkennen.
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Die erste Wandung 21 weist eine erste Öffnung 12 auf, die in Form einer Aussparung oder Auslassung ausgebildet ist. Die erste Öffnung 12 ist also eine radiale Öffnung der Innenkammer 10. Die ersten Öffnung 12 verbindet das Innere der Innenkammer 10 mit dem Inneren der die Innenkammer umgebenden Außenkammer 13. Die Außenkammer wird durch eine zweite Wandung 14 insbesondere radial begrenzt.
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Die Außenkammer 13 ist in diesem Fall in Form eines Hohlzylinders ausgebildet, dessen äußere Mantelfläche wenigstens teilweise durch die zweite Wandung 14 gebildet wird. Stirnseitig wird die Außenkammer 13 wie auch die Innenkammer 10 durch die drehbar gelagerte Scheibe 3 einerseits und Teile der Gehäusewandung (nicht dargestellt) andererseits begrenzt.
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In der Außenkammer 13 sind drei drehbare Mitnehmer 15 vorgesehen, von denen in 1 zwei sichtbar sind. Diese Mitnehmer 15 sind an der drehbaren Scheibe 3 der Fördereinrichtung 1 angeordnet.
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In der Wandung 14 ist eine zweite Öffnung 16 vorgesehen. Diese radiale Öffnung 16 in der Wandung 14 verbindet den Innenraum der Außenkammer 13 mit dem Inneren des Gehäuses der Dosiervorrichtung.
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Die erste Öffnung 12 und die zweite Öffnung 16 sind in azimutaler Richtung so zueinander versetzt angeordnet, dass sie von der Drehachse X aus gesehen in radialer Richtung nicht überlappen. Dadurch ist es möglich, eine Luftströmung zwischen der Zuführöffnung 8 und der Auslassöffnung 5 zu minimieren oder zu vermeiden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Dosiervorrichtung über ein Nursingsystem mit granularem Material gespeist werden soll. Einem solchen Nursingsystem wäre eine Luftströmung zwischen Zuführöffnung 8 und Auslassöffnung 5 abträglich.
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In den 2 bis 7 sind Querschnitte durch die oben beschriebene beispielhafte Dosiervorrichtung dargestellt und zwar zu unterschiedlichen Betriebszeitpunkten, so dass die Förderung eines Korns des granularen Materials durch die Schleuse veranschaulicht wird.
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2 zeigt eine erste derartige Darstellung, bei der ein beispielhaftes Korn 17 des granularen Materials über die Zuführöffnung 8 in die Innenkammer 10 eingebracht wurde. Die Drehachse X verläuft in diesem Beispiel senkrecht zur Blattebene. Die Drehrichtung der Mitnehmer der Schleuse sowie der Fördereinrichtung 1 ist durch den Pfeil A angedeutet.
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Durch Drehung der Mitnehmer 11 wird das Korn 17 um die Drehachse herum bewegt. Die Drehzahl der Mitnehmer 11 ist dabei so gewählt, dass das Korn die Innenkammer 10 über die Öffnung 12 unter Fliehkraftwirkung verlassen kann. Die erste Öffnung 12 spannt einen Mittelpunktswinkel α auf, der von der Drehachse X aus gemessen wird. Mit anderen Worten gibt der Winkel α den azimutalen Winkel an, über den sich die Öffnung 12 erstreckt. Dabei kann es sich insbesondere um den maximalen oder mittleren Winkel handeln, wenn die Öffnung 12 keine konstante Ausdehnung aufweist wie in 2.
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Der Mittelpunkt der Öffnung 12 liegt in Richtung der Winkelhalbierenden des Winkels α. Diese Winkelhalbierende ist in 2 mit dem Bezugszeichen 18 versehen. Die zweite Öffnung 16 in der Wandung 14 der Außenkammer 13 spannt ebenfalls einen Mittelpunktswinkel β auf. Die Winkelhalbierende 19 des Winkels β gibt die Richtung an, in der der Mittelpunkt der Öffnung 16 liegt. Der Winkel zwischen dem Mittelpunkt der ersten Öffnung 12 und dem Mittelpunkt der zweiten Öffnung 16 wird daher durch den Winkel zwischen den Winkelhalbierenden 18 und 19 definiert. Dieser ist im Beispiel der 2 180°. Dadurch ist eine maximale Versetzung der ersten Öffnung 12 zur zweiten Öffnung 16 möglich. Die Mittelpunktswinkel α, β liegen in einem Bereich zwischen 0° und 90°, insbesondere zwischen 20° und 60°.
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Ebenfalls in 2 ersichtlich ist, dass die erste Öffnung 12 gegenüber der zweiten Öffnung 16 durch eine Teilkammer 20 abgeschottet wird. Die Teilkammer 20 wird durch zwei der Mitnehmer 15 der Außenkammer 13, durch Teile der zweiten Wandung 14 sowie durch Teile der ersten Wandung 21 begrenzt. Die Mitnehmer 15 der Außenkammer 13 sind so gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt, dass sich drei gleich große Teilkammern 20 bilden, von denen im Betrieb jeweils wenigstens eine die erste Öffnung 12 gegenüber der zweiten Öffnung 16 abschottet. Durch die Ausbildung eines derartigen Labyrinths wird eine Luftströmung zwischen der Einlassöffnung 8 und er Auslassöffnung 5 in besonders vorteilhafter Weise verhindert oder minimiert.
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3 zeigt den Moment der Übergabe des Korns 17 von der Innenkammer 10 an die Außenkammer 13 über die erste Öffnung 12. Die Bewegungsrichtung des Korns 17 ist durch den Pfeil B dargestellt. Aufgrund der Fliehkraft bewegt sich das Korn 17 tangential aus der Innenkammer 10 heraus und gelangt so in die Außenkammer 13. Dort wird das Korn 17, wie in 4 dargestellt wird, durch einen der Mitnehmer 15 aufgenommen und in eine Rotationsbewegung um die Drehachse X versetzt, wobei die Drehzahl der Mitnehmer wiederum so gewählt wird, dass das Korn 17 unter Fliehkraftwirkung die Außenkammer 13 bei der zweiten Öffnung 16 verlassen kann. Dies ist in 5 entsprechend dargestellt. Über die zweite Öffnung 16 gelangt das Korn 17 somit in den Aufnahmebereich 6 der Fördereinrichtung 1 und kann dort von einem der Zentrierschieber 2 aufgenommen und entlang des Führungselements 4 in den Abgabebereich 7 geschoben werden, wo das Korn 17 dann, wie in 7 angedeutet, über die Auslassöffnung 5 wiederum unter Fliehkraftwirkung ausgeschleust werden kann.
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Wie in den Figuren ersichtlich sind die Zuführöffnung 8, die erste Wandung 21 und die zweite Wandung 14 in den gezeigten Beispielen konzentrisch und rotationssymmetrisch zur Drehachse X ausgebildet. Für die erste Wandung 21 und die zweite Wandung 14 ist die Angabe „rotationssymmetrisch“ auf die Wandung ohne die erste Öffnung 12 bzw. die zweite Öffnung 16 bezogen. Die Wandung wird also für diese Betrachtung in die Öffnungen 12, 16 hinein verlängert, so dass diese geschlossen sind. Die so entstehende Wandung ist dann rotationssymmetrisch zur Drehachse X. Anders ausgedrückt lassen sich die erste Wandung 21 und die zweite Wandung 14, wie in den Figuren gezeigt, dadurch erhalten, dass in zur Drehachse X rotationssymmetrischen Wandungen eine erste Öffnung 12 bzw. eine zweite Öffnung 16 vorgesehen werden.
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Die Dosiervorrichtung kann so ausgebildet sein, dass die Fördereinrichtung 2 mit einer Frequenz zwischen 5 Hz und 60 Hz rotiert. Durch eine Ausbildung der Fördereinrichtung mit beispielsweise drei Zentrierschiebern 2, wird so eine Vereinzelungsfrequenz von 15 Hz bis 180 Hz ermöglicht. Dadurch können sehr geringe Abstände zwischen den abgelegten Körnern erzielt werden.
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Die gezeigten Zentrierschieber 2 sind so ausgebildet, dass sie das granulare Material entlang einer Führungsfläche des Führungselements 4 vor sich herschieben und im Wesentlichen nur ein einzelnes Korn seitlich abstützen und damit zentrieren. Die Breite der Führungsfläche des Führungselements 4 nimmt in diesem Beispiel vom Aufnahmebereich 6 zum Abgabebereich 7 hin ab. Dadurch werden kontinuierlich Körner des granularen Materials, die anfänglich durch die Zentrierschieber 2 entlang der Führungsfläche geschoben wurden, ausgesondert. Nur das jeweils durch die Zentrierschieber 2 zentrierte Korn verbleibt auf der Führungsbahn entlang der Führungsfläche und wird im Abgabebereich 7 über die Auslassöffnung 5 aus dem Gehäuse ausgebracht.
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Die ausgesonderten Körner gelangen in einen Sammelraum, welcher das Führungselement 4 umgibt. Aufgrund ihrer Trägheit bewegen sich die ausgesonderten Körner weiter entlang einer Kreisbahn im Sammelraum. Der Sammelraum umfasst eine Begrenzungswandung, welche den Raum, in dem der Mitnehmer im Betrieb rotiert, radial begrenzt. Die Begrenzungswandung umfasst wenigstens teilweise die Innenmantelfläche des Gehäuses.
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Die ausgesonderten Körner können dann in den Aufnahmebereich 6 gelangen, wo sie erneut für die Mitnehmer 2 zur Förderung bereitstehen oder alternativ in den Sammelbehälter, der sich an die Zufuhröffnung 8 anschließt, zurückgefördert werden.
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Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt sind und auch in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012105048 A1 [0003, 0076]
