-
Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung für granulares Material, insbesondere für Saatgut.
-
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.
-
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.
-
Um eine solche Dosiervorrichtung zu regeln, wird in der
DE 10 2013 215 183 B3 beispielsweise die Stromaufnahme des die Fördereinrichtung antreibenden Motors genutzt. Dies ist jedoch relativ ungenau, da Störgrößen vorhanden sind, die etwa durch mitschleifende Pflanzenreste oder durch Ungenauigkeiten im Kugellager oder der Wellendichtung hervorgerufen werden. Eine Vermeidung von Fehl- oder Doppelstellen ist daher nicht immer zuverlässig möglich.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Dosiervorrichtung für granulares Material, insbesondere Saatgut, bereitzustellen, welche eine zuverlässige Dosierung ermöglicht und insbesondere Fehlstellen reduziert oder vermeidet. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Gemäß der Erfindung ist es also vorgesehen, dass die Dosiervorrichtung eine Sensoranordnung umfasst, mit der die Größe eines Puffers von granularem Material im Aufnahmebereich und/oder ein von der Größe dieses Puffers abhängiger Parameter bestimmbar ist. Die bestimmte Größe oder der bestimmte Parameter können dann als Führungsgröße für die Drehzahlregelung der Fördereinrichtung Verwendung finden. Dadurch kann eine gleichmäßige Dosierung, insbesondere Vereinzelung, ermöglicht werden und Fehlstellen können weitestgehend reduziert oder sogar vermieden werden.
-
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.
-
Die Fördereinrichtung kann mit der Gehäusewandung oder dem Führungselement insbesondere so zusammenwirken, dass die Anzahl der geförderten Körner des granularen Materials vom Aufnahmebereich zum Abgabebereich hin abnimmt. Die Dosiervorrichtung kann insbesondere eine Vereinzelungsvorrichtung sein.
-
Als „Puffer“ kann insbesondere ein Reservoir an granularem Material bezeichnet werden, welches im Aufnahmebereich angeordnet ist. Der Puffer kann eine Vielzahl von Körnern des granularen Materials umfassen.
-
Der Puffer kann statisch oder dynamisch ausgebildet sein. Ein dynamischer Puffer kann Körner umfassen, welche sich im Gehäuse der Dosiervorrichtung bewegen, beispielsweise annähernd auf einer Kreisbahn, und sich nur temporär im Aufnahmebereich aufhalten. Als Puffer kann in diesem Fall die Menge aller Körner angesehen werden, die sich zu einem bestimmten Zeitpunkt im Aufnahmebereich befinden. Die Größe des Puffers kann in diesem Fall zeitlich variieren. Ein solcher Puffer kann auch als rotierender Puffer bezeichnet werden.
-
Bei einem statischen Puffer werden Körner des granularen Materials in den Aufnahmebereich verbracht, wo sie verbleiben, bis sie durch die Fördereinrichtung aus dem Aufnahmebereich entfernt werden. Auch die Größe eines solchen statischen Puffers kann somit zeitlich variieren, wenn neue Körner zugeführt und vorhandene Körner durch die Fördereinrichtung abgeführt werden. Der Begriff „statisch“ bezieht sich in diesem Fall also nur darauf, dass die Körner des Puffers ohne entsprechende Interaktion mit der Fördereinrichtung im Aufnahmebereich verbleiben.
-
Unter der „Größe“ des Puffers kann hierin jede Angabe verstanden werden, welche proportional zur Anzahl an Körnern des granularen Materials im Aufnahmebereich ist. Beispielsweise kann die Größe des Puffers die räumliche Ausdehnung des Puffers in wenigstens einer Richtung angeben. Alternativ oder zusätzlich kann die Größe des Puffers auch die Masse und/oder Anzahl an Körnern des granularen Materials im Aufnahmebereich angeben.
-
Als Aufnahmebereich kann 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 hin bewegen kann.
-
Im Aufnahmebereich kann eine Zufuhrleitung in das Gehäuse münden, über die granulares Material von einem externen Reservoir eingespeist werden kann.
-
Als Abgabebereich kann ein Teil des Gehäuseinneren bezeichnet werden, in dem eine Auslassöffnung im Gehäuse angeordnet ist, über die wenigstens ein Korn des granularen Materials, das von der Fördereinrichtung in den Abgabebereich bewegt wurde, aus dem Gehäuse ausgebracht werden kann. Das wenigstens eine Korn kann dann an eine Abgabevorrichtung geleitet werden, über die das wenigstens eine Korn auf einer landwirtschaftlichen Fläche abgelegt wird.
-
Das wenigstens eine Korn kann dabei insbesondere unter der Wirkung der Fliehkraft in die Auslassöffnung gelangen.
-
Mit Hilfe der Sensoranordnung kann beispielsweise die Ausdehnung des Puffers in wenigstens einer Richtung, insbesondere in radialer Richtung, bestimmbar sein. Dadurch, dass die Fördereinrichtung im Betrieb der Dosiervorrichtung rotiert, ist die auf diese Drehbewegung bezogene radiale Ausdehnung des Puffers besonders bedeutend für die Frage, ob ausreichend granulares Material im Aufnahmebereich für die Fördereinrichtung vorgesehen ist. Mit der Sensoreinrichtung kann die Ausdehnung des Puffers auch in mehreren Richtungen, insbesondere in zwei oder drei Richtungen, bestimmbar sein. Dadurch sind noch genauere Aussagen über die Puffergröße möglich.
-
Alternativ oder zusätzlich kann mithilfe der Sensoranordnung eine Kraft bestimmbar sein, die Körner des Puffers auf eine Wandung des Gehäuses oder ein Prallelement ausüben. Aus der Größe dieser Kraft kann auf die Größe, insbesondere die Masse, des Puffers geschlossen werden.
-
Die Sensoreinrichtung kann einen oder mehrere kapazitive Sensoren und/oder wenigstens ein Piezoelement umfassen. Mit derartigen Sensoren ist eine besonders effektive Bestimmung der Größe des Puffers und/oder eines von der Größe des Puffers abhängigen Parameters möglich.
-
Die Sensoranordnung kann insbesondere zwei kapazitive Sensoren mit Digitalausgabe umfassen, die an unterschiedlichen Positionen im Gehäuse angeordnet sind, wobei ein von der Größe des Puffers abhängiger Parameter basierend auf Schaltkombinationen der kapazitiven Sensoren bestimmbar ist. Beispielsweise kann ein erster kapazitiver Sensor ab einer ersten vorherbestimmten Ausdehnung des Puffers in einer Richtung, insbesondere in radialer Richtung, ein erstes Digitalsignal ausgeben, beispielsweise das Digitalsignal „1“. Bis zum Erreichen dieser ersten vorherbestimmten Ausdehnung kann der erste kapazitive Sensor ein anderes Digitalsignal, beispielsweise das Digitalsignal „0“, ausgeben.
-
In analoger Weise kann ein zweiter kapazitiver Sensor ein erstes Digitalsignal, beispielsweise das Digitalsignal „0“, ausgeben, bis die Ausdehnung des Puffers in einer Richtung, insbesondere in radialer Richtung, eine zweite vorherbestimmte Ausdehnung erreicht hat. Ab Erreichen dieser zweiten vorherbestimmten Ausdehnung kann ein zweites Digitalsignal, beispielsweise das Digitalsignal „1“ ausgegeben werden.
-
Aus Schaltkombinationen dieser beiden Sensoren kann ein Parameter ermittelt werden, der von der Größe des Puffers abhängt und angibt, ob die Puffergröße in einem gewünschten Bereich liegt oder nicht. Die gewünschte Ausdehnung des Puffers kann beispielsweise der ersten vorherbestimmten Ausdehnung entsprechen.
-
Die Sensoranordnung kann alternativ oder zusätzlich einen kapazitiven Sensor umfassen, der einen zur Ausdehnung des Puffers in wenigstens einer Richtung proportionalen Analogwert ausgibt. Die wenigstens eine Richtung kann wiederum insbesondere der radialen Richtung entsprechen. Dadurch ist eine Bestimmung der „Schichtdicke“ des Puffers möglich.
-
Die Sensoranordnung kann auch ein moduliert anregbares Piezoelement umfassen, wobei die Leistungsaufnahme des Piezoelements bestimmbar ist. Aus dieser Leistungsaufnahme des Piezoelements kann auf die Dämpfungswirkung der Körner und somit auf die Größe des Puffers geschlossen werden. Je größer die Dämpfung des angeregten Piezoelements durch die Körner, desto größer ist der Puffer.
-
Die Drehzahl der Fördereinrichtung kann basierend auf der bestimmten Größe des Puffers und/oder dem von der Größe des Puffers abhängigen Parameter gesteuert oder geregelt werden. Dadurch kann eine optimale Dosierung oder Vergleichmäßigung des granularen Materials erreicht werden.
-
Insbesondere kann die Drehzahl verringert werden, wenn die Größe des Puffers zu gering ist. Dadurch können Fehlstellen reduziert oder vermieden werden. Entsprechend kann die Drehzahl erhöht werden, wenn ein zu großer Puffer vorliegt. Dadurch können Doppel- und/oder Mehrfachstellen reduziert oder vermieden werden.
-
Die Dosiervorrichtung kann dafür insbesondere einen Motor oder Antrieb zum Antreiben der Fördereinrichtung umfassen, der hinsichtlich seiner Drehzahl regelbar oder steuerbar ist.
-
Die Dosiervorrichtung, insbesondere die Fördereinrichtung, kann einen Zentrierschieber umfassen, der granulares Material entlang einer Führungsfläche eines Führungselements von einem Aufnahmebereich in einen 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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Der Aufnahmebereich kann ein bestimmtes Kreissegment der Kreisbahn des Zentrierschiebers umfassen.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Die Vertiefung im Führungselement kann insbesondere einer Nut oder Kerbe entsprechen. Die Nut oder Kerbe kann insbesondere V-förmig ausgebildet sein.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Falls das Führungselement eine Vertiefung aufweist, können die Punkte mit der größten Tiefe in der gemeinsamen Ebene liegen.
-
Falls das Führungselement einen Grat aufweist, kann dieser ebenfalls in der gemeinsamen Ebene liegen.
-
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.
-
Der Zentrierschieber und der wenigstens eine weitere Zentrierschieber können miteinander verbunden sein, insbesondere starr miteinander verbunden sein.
-
Der Zentrierschieber und der wenigstens eine weitere Zentrierschieber können an einer gemeinsamen rotierenden Scheibe oder einem gemeinsam rotierenden Ring angeordnet sein.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Das die Zentrierwirkung des Zentrierschiebers erzeugende Element des Zentrierschiebers kann insbesondere am äußersten Ende oder an der Spitze des Zentrierschiebers angeordnet sein.
-
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.
-
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.
-
Das Störelement kann beispielsweise eine Druckluftdüse umfassen.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Durch die Druckluftdüse kann Druckluft in radialer und/oder axialer Richtung ausgegeben werden.
-
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.
-
Alternativ kann die Dosiervorrichtung 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.
-
Die Erfindung stellt auch eine Sämaschine gemäß Anspruch 9 bereit, umfassend wenigstens eine oben beschriebene Dosiervorrichtung bereit. Bei der Sämaschine kann es sich insbesondere um eine Einzelkornsämaschine handeln.
-
Diese Maschine kann mehrere Dosiervorrichtungen, insbesondere oben beschriebene Dosiervorrichtungen, eine volumetrische Vordosiereinrichtung und eine Steuervorrichtung umfassen, wobei die Steuervorrichtung so ausgebildet ist, dass sie basierend auf einem Mittelwert der Drehzahlen der Fördereinrichtungen der Dosiervorrichtungen eine pro Fläche und/oder Zeitintervall ausgebrachte Körneranzahl bestimmt und die volumetrische Vordosiereinrichtung basierend auf der bestimmten pro Fläche und/oder Zeitintervall ausgebrachten Körneranzahl regelt oder steuert.
-
Dadurch ist es möglich, direkt auf eine gewünschte Anzahl von Körnern pro Fläche zu regeln. Ein Abdrehen vor der Bedienung der Sämaschine ist daher nicht mehr erforderlich. Durch Steuerung oder Regelung der volumetrischen Vordosiereinrichtung ist es außerdem möglich, eine verbesserte Querverteilung des granularen Materials zu erreichen.
-
Die bestimmte pro Fläche und/oder Zeitintervall ausgebrachte Körneranzahl kann durch die Steuereinrichtung insbesondere mit einem gewünschten Wert (Sollwert) verglichen werden. Die Steuerung und/oder Regelung der volumetrischen Vordosiereinrichtung kann insbesondere basierend auf diesem Vergleich erfolgen. Dadurch ist es möglich, auf einfache Weise festzustellen, ob die richtige Anzahl von granularem Material pro Fläche und/oder Zeiteinheit ausgebracht wird.
-
Die volumetrische Vordosiereinrichtung kann insbesondere einen Verteilerkopf und/oder einen Zentraldosierer umfassen. Die volumetrische Vordosiereinrichtung kann insbesondere derart geregelt oder gesteuert werden, dass die Zuführung von granularem Material an die Dosiervorrichtungen derart durchgeführt wird, dass eine gewünschte Puffergröße erreicht wird. Dadurch ist eine regelmäßige Dosierung oder Vereinzelung möglich.
-
Die Erfindung stellt außerdem ein Verfahren gemäß Anspruch 11 zum Steuern oder Regeln einer Dosiervorrichtung für granulares Material, insbesondere Saatgut, bereit, wobei die Dosiervorrichtung eine in einem Gehäuse drehbar gelagerte Fördereinrichtung umfasst, die mit einer Gehäusewandung oder einem Führungselement so zusammenwirkt, dass granulares Material von einem Aufnahmebereich in einen Abgabebereich förderbar ist, wobei im Betrieb ein Puffer von granularem Material im Aufnahmebereich ausgebildet wird, und wobei das Verfahren ein Bestimmen der Größe des Puffers und/oder eines von der Größe des Puffers abhängigen Parameters mithilfe einer Sensoranordnung umfasst.
-
Das Verfahren kann insbesondere mit einer oben beschriebenen Dosiervorrichtung oder Sämaschine durchgeführt werden. Das Verfahren kann daher ein Bereitstellen einer oben beschriebenen Dosiervorrichtung oder Sämaschine umfassen.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der beispielhaften Figuren erläutert. Dabei zeigen:
-
1 bis 5 Querschnitte durch beispielhafte Dosiervorrichtungen.
-
1 zeigt einen Querschnitt durch eine beispielhafte Dosiervorrichtung für granulares Material. Die Dosiervorrichtung umfasst ein Gehäuse 1, in dem in diesem Beispiel eine drehbar gelagerte Fördereinrichtung 2 angeordnet ist. Die Fördereinrichtung 2 dreht im Betrieb um eine Querachse A, die in diesem Beispiel senkrecht zur Bildebene verläuft. Die Drehrichtung der Fördereinrichtung im Betrieb ist durch einen Pfeil B angedeutet.
-
Ein nicht dargestellter Motor oder Antrieb ist vorgesehen, um die Fördereinrichtung 2 anzutreiben. Eine Antriebswelle des Motors oder Antriebs kann entlang der Drehachse A verlaufen. Der Motor oder Antrieb ist hinsichtlich seiner Drehzahl regelbar oder steuerbar.
-
Die Fördereinrichtung 2 umfasst in diesem Beispiel drei Mitnehmer 7, welche sich entlang einer Kreisbahn bewegen, deren Radius der Länge der Mitnehmer 7 entspricht.
-
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 Mitnehmern, wird so eine Vereinzelungsfrequenz von 15 Hz bis 180 Hz ermöglicht. Dadurch können sehr geringe Abstände zwischen den abgelegten Körnern erzielt werden.
-
Über eine Zufuhrleitung 4 werden Körner 5 des granularen Materials, beispielsweise Saatgut, in einen Aufnahmebereich 6 im Gehäuse 1 transportiert. Die Zuführleitung 4 kann über einen nicht gezeigten Verteilerkopf in Verbindung mit einem Zentraldosierer mit dem granularen Material gespeist werden.
-
Entlang einer Kreisbahn ist in diesem Beispiel wenigstens teilweise ein Führungselement 3 angeordnet, dass die Mitnehmer 7 bei ihrer Drehbewegung teilweise überstreichen. Die Mitnehmer 7 und das Führungselement 3 wirken so zusammen, dass im Betrieb der Dosiervorrichtung granulares Material durch die Mitnehmer 7 entlang einer Führungsfläche des Führungselements 3 von dem Aufnahmebereich 6 in den Abgabebereich geschoben wird.
-
Im Abgabebereich ist eine Auslassöffnung vorgesehen, über die das granulare Material aus dem Gehäuse 1 ausgeschleust werden kann. Das so ausgeschleusten 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. Der Kanal 20, welcher die Abgabevorrichtung mit der Dosiervorrichtung verbindet, ist in 1 angedeutet.
-
Die hier gezeigten Mitnehmer 7 agieren als Zentrierschieber, welche das granulare Material entlang einer Führungsfläche des Führungselements 3 vor sich herschieben und im Wesentlichen nur ein einzelnes Korn 15 seitlich abstützen und damit zentrieren. Die Breite der Führungsfläche des Führungselements 3 nimmt in diesem Beispiel vom Aufnahmebereich 6 zum Abgabebereich hin ab. Dadurch werden kontinuierlich Körner des granularen Materials, die anfänglich durch die Zentrierschieber 7 entlang der Führungsfläche geschoben wurden, ausgesondert. Nur das jeweils durch die Zentrierschieber 7 zentrierte Korn 15 verbleibt auf der Führungsbahn entlang der Führungsfläche und wird im Abgabebereich über die Auslassöffnung aus dem Gehäuse 1 ausgebracht. Ausgesonderte Körner 16 sind beispielhaft in 1 angedeutet.
-
Die ausgesonderten Körner 16 gelangen in einen Sammelraum, welcher das Führungselement 3 umgibt. Aufgrund ihrer Trägheit bewegen sich die ausgesonderten Körner 16 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 1.
-
In einem Bereich vor oder stromaufwärts des Aufnahmebereichs 6 umfasst die Begrenzungswandung Abbremsmittel 21 zum Abbremsen ausgesonderter Körner 16 des granularen Materials.
-
Die Abbremsmittel 21 umfassen in diesem Beispiel insbesondere eine Oberfläche der Begrenzungswandung, deren Krümmung gegenüber den übrigen Oberflächenbereichen der Begrenzungswandung erhöht ist. Der Oberflächenbereich mit erhöhter Krümmung ist in diesem Beispiel punktiert dargestellt. Der Oberflächenbereich kann in den Aufnahmebereich hineinreichen.
-
Der Krümmungsradius der Oberfläche der Begrenzungswandung nimmt im Bereich der Abbremsmittel 21 kontinuierlich zum Aufnahmebereich 6 hin ab. Dadurch kommt es zu einer Verlangsamung der ausgesonderten Körner des granularen Materials, wodurch sich diese vermehrt im Aufnahmebereich 6 ansammeln. Dadurch steht ein ausreichend großes Reservoir oder Puffer von granularem Material für die Mitnehmer 7 für den Transport zum Abgabebereich hin bereit. Der entstehende Puffer ist durch die Doppelpfeile C in 1 angedeutet. Wenn der entstehende Puffer eine ausreichende Größe aufweist, können Fehlstellen bei der Ausgabe der Dosiervorrichtung vermieden oder reduziert werden.
-
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dosiervorrichtung eine Sensoranordnung umfasst, mit der die Größe des Puffers und/oder ein von der Größe des Puffers abhängiger Parameter bestimmbar ist.
-
2 zeigt einen Querschnitt durch eine beispielhafte Dosiervorrichtung gemäß der Erfindung. Diese entspricht im Wesentlichen der in 1 dargestellten Dosiervorrichtung. Hinsichtlich des allgemeinen Aufbaus wird daher auf die vorstehenden Ausführungen zur 1 verwiesen. Der Übersichtlichkeit wegen sind in 2 keine Körner des granularen Materials dargestellt.
-
Zusätzlich zu den Elementen der 1 zeigt 2 einen kapazitiven Sensor 9, der einen zur Ausdehnung des Puffers in wenigstens einer Richtung proportionalen Analogwert ausgibt. Dieser Sensor 9 ist über eine Datenleitung 10 mit einer Steuervorrichtung verbunden. Diese Steuervorrichtung kann so ausgebildet sein, dass sie die Drehzahl der Fördereinrichtung 2 basierend auf der bestimmten Größe des Puffers und/oder dem von der Größe des Puffers abhängigen Parameter steuert oder regelt. Dadurch kann eine optimale Dosierung, insbesondere Vereinzelung, erreicht werden.
-
3 zeigt einen Querschnitt durch eine alternative Dosiervorrichtung gemäß der Erfindung. Auch in diesem Fall entspricht der grundsätzliche Aufbau dem der Dosiervorrichtung in 1. Auf die dortigen Ausführungen wird daher verwiesen.
-
In 3 sind schematisch zwei kapazitive Sensoren 11 und 12 dargestellt, welche an unterschiedlichen Positionen im Gehäuse 1 angeordnet sind. Mithilfe des kapazitiven Sensors 11 ist bestimmbar, ob die Ausdehnung des Puffers in radialer Richtung einen ersten Schwellenwert erreicht hat. Ab Erreichen dieses Schwellenwerts kann der kapazitive Sensor den digitalen Wert „1“ ausgeben, davor den digitalen Wert „0“.
-
Mit dem zweiten kapazitiven Sensor 12 kann bestimmt werden, ob die Ausdehnung des Puffers in radialer Richtung einen zweiten Schwellenwert erreicht hat, der größer ist, als der erste Schwellenwert. Ab Erreichen des zweiten Schwellenwerts kann der kapazitive Sensor 12 den digitalen Wert „1“ ausgeben, bis zu dessen Erreichung den digitalen Wert „0“.
-
Geben beide kapazitiven Sensoren 11, 12 den Digitalwert „0“ aus, so ist der Puffer zu klein, dessen radiale Ausdehnung also zu gering. Gibt der kapazitive Sensor 11 den Digitalwert „0“ aus, während der zweite Sensor 12 den Digitalwert „1“ ausgibt, liegt ein Fehler vor. Da der zweite Schwellenwert größer ist als der erste Schwellenwert, soll es zu dieser Schaltkombination nicht kommen.
-
Gibt der erste kapazitive Sensor 11 den Digitalwert „1“ aus, während der zweite Sensor 12 noch den Digitalwert „0“ ausgibt, liegt die Pufferstärke im gewünschten Bereich. Geben schließlich beide kapazitiven Sensoren 11, 12 den Digitalwert „1“ aus, ist der Puffer zu groß, dessen radiale Ausdehnung also zu groß.
-
Aufgrund der Schaltkombinationen kann also ein Parameter bestimmt werden, der angibt, ob die Größe des Puffers in einem gewünschten Bereich liegt oder nicht. Basierend auf diesen Parameter kann wiederum die Drehzahl der rotierenden Fördereinrichtung 2 im Betrieb durch eine Steuervorrichtung geregelt oder gesteuert werden.
-
4 zeigt ein weiteres Beispiel einer Dosiervorrichtung gemäß der Erfindung. Wiederum wird auf die Erläuterungen zu 1 Bezug genommen. Im Bereich der Abbremsmittel 21 ist in diesem Beispiel eine Sensoranordnung vorgesehen, mit der die Kraft bestimmbar ist, welche die Körner auf die Gehäusewandung ausüben. Genauer gesagt kann die Gegenkraft bestimmt werden, welche die Gehäusewandung ausübt, um der Kraft der Körner entgegenzuwirken. Diese Gegenkraft kann beispielsweise über einen Piezosensor oder einen Dehnungsmessstreifen bestimmt werden.
-
Der Piezosensor kann in Schwingung versetzt werden. In diesem Fall kann die Stromaufnahme des Piezosensors als Maß für die Gegenkraft verwendet werden. Die durch die Körner hervorgerufenen Kräfte sind durch Pfeile D angedeutet, die entsprechende Gegenkraft durch einen Pfeil E.
-
Die bestimmte Kraft kann als Maß für die Größe des Puffers verwendet werden, entspricht also einem Parameter, der von der Größe des Puffers abhängt. Basierend auf diesem Parameter kann wiederum eine Steuerung der Drehzahl der Fördereinrichtung 2 durchgeführt werden, wie oben ausgeführt.
-
5 zeigt ein weiteres Beispiel für einen Querschnitt durch eine beispielhafte Dosiervorrichtung. Auch hier wird wieder auf die Beschreibung in 1 Bezug genommen. In diesem Beispiel ist eine hier punktiert angedeutete Prallplatte 22 im Aufnahmebereich 6 vorgesehen, auf welche die Körner 5 des granularen Materials im Aufnahmebereich 6 geleitet werden. Jedes Korn 5 übt einen Impuls auf die Prallplatte 22 aus. Nicht dargestellte Piezosensoren können verwendet werden, um die übertragenen Impulse zu detektieren. Daraus kann durch eine Steuervorrichtung auf die Anzahl der Körner des granularen Materials im Aufnahmebereich 6 geschlossen werden. Insbesondere kann die Anzahl der übertragenen Impulse pro Zeiteinheit bestimmt werden. Je höher diese Anzahl, umso mehr Körner befinden sich im Puffer im Aufnahmebereich 6.
-
Wie oben bereits ausgeführt wurde, kann dieser Parameter wiederum Verwendung finden, um die Drehzahl der Fördereinrichtung 2 zu regeln oder zu steuern.
-
Mehrere der oben beschriebenen Dosiervorrichtungen können in einer Sämaschine, insbesondere einer pneumatischen Drillmaschine, vorgesehen sein. Jedem Schar der Drillmaschine kann dabei eine der oben beschriebenen Dosiervorrichtungen zugeordnet sein.
-
Eine nicht dargestellte Steuervorrichtung kann dann einen Mittelwert der Drehzahlen bestimmen, auf welche die Fördereinrichtungen der Dosiervorrichtungen geregelt sind. Daraus kann die pro Fläche und/oder Zeiteinheit ausgebrachte Körneranzahl bestimmt werden. Diese kann mit einem Sollwert verglichen werden. Bei einer Abweichung der berechneten Körneranzahl pro Zeitintervall/Fläche kann die Einstellung einer volumetrischen Vordosiereinrichtung verändert werden, insbesondere geregelt oder gesteuert werden. Insbesondere kann die Menge an granularem Material, welche von der volumetrischen Vordosiereinrichtung an die Dosiervorrichtungen geleitet wird entsprechend der Abweichung vom Sollwert geregelt oder gesteuert werden.
-
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. Auch die Geometrie und die relative Lage der einzelnen Elemente sind nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt. Die Erfindung könnte auch mit einer Dosiervorrichtung gemäß der
DE 10 2012 105 048 verwendet werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102012105048 A1 [0003, 0070]
- DE 102013215183 B3 [0004]
- DE 102012105048 [0108]
