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Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung für granulares Material, insbesondere für 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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Für ein zufriedenstellendes Ergebnis ist es erforderlich, dass die Anzahl von Körnern, die in bestimmten zeitlichen Intervallen von der Dosiervorrichtung an die Abgabeelemente abgegeben wird, möglichst konstant ist. Dabei sind insbesondere auch sogenannte Fehlstellen zu vermeiden, also dass in einigen Zeitintervallen keine Körner an die Abgabeelemente übergeben werden. Zu solchen Fehlstellen kann es unter anderem kommen, wenn in einem Aufnahmebereich für die rotierende Fördereinrichtung eine zu geringe Menge an Körnern des granularen Materials bereitgestellt wird, also ein zu geringer Körnerpuffer vorhanden ist. Dazu kann es unter Anderem kommen, wenn die Dosiervorrichtung über einen Verteilerkopf gespeist wird, der das Luftsaatgutgemisch mit einer zufälligen Abstandsverteilung zuführt.
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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.
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Gemäß der Erfindung ist es also vorgesehen, dass eine Begrenzungswandung eines Sammelraums zum Sammeln ausgesonderter Körner in einem Bereich vor dem Aufnahmebereich Abbremsmittel zum Abbremsen der ausgesonderten Körner des granularen Materials umfasst. Die ausgesonderten Körner bewegen sich aufgrund der Trägheit auch nachdem sie ausgesondert wurden noch im Wesentlichen auf einer Kreisbahn um die Drehachse der rotierenden Fördereinrichtung. Durch die Abbremsmittel wird diese Drehbewegung abgebremst, und zwar bevor die Körner in den Aufnahmebereich kommen. Dadurch können im Aufnahmebereich mehr Körner des granularen Materials angesammelt werden, was wiederum dazu beiträgt, Fehlstellen zu reduzieren oder zu vermeiden.
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Die Angabe „vor dem Aufnahmebereich“ ist hierbei insbesondere auf die Drehrichtung des drehbar gelagerten Mitnehmers bezogen. Der drehende Mitnehmer gelangt bei seiner Drehbewegung also zunächst in den Bereich, in dem die Abbremsmittel angeordnet sind, bevor er bei weiterer Rotation in den Aufnahmebereich gelangt. Wiederum mit anderen Worten sind die Abbremsmittel also stromaufwärts des Aufnahmebereichs angeordnet.
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Als Sammelraum kann hierin insbesondere ein Bereich innerhalb des Gehäuses verstanden werden, in dem sich Körner des granularen Materials bewegen, nachdem sie während des Transports vom Aufnahmebereich zum Abgabebereich hin ausgesondert wurden.
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Der Sammelraum und der Aufnahmebereich können unterschiedliche und/oder sich überlappende Teilbereiche des Innenraums des Gehäuses sein.
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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.
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Die Abbremsmittel können eine Oberfläche der Begrenzungswandung umfassen, deren Reibungskoeffizient gegenüber anderen Oberflächenbereichen der Begrenzungswandung erhöht ist. Durch die Reibung mit der Oberfläche der Begrenzungswandung können ausgesonderte Körner, die sich entlang der Begrenzungswandung bewegen abgebremst werden.
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Der Reibungskoeffizient der Oberfläche kann dadurch erhöht werden, dass das Material und/oder die Struktur der Oberfläche in dem Bereich der Abbremsmittel eine andere ist, als in den übrigen Oberflächenbereichen der Begrenzungswandung. Beispielsweise kann die Oberfläche mit dem erhöhten Reibungskoeffizient eine entsprechende Beschichtung aufweisen.
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Alternativ oder zusätzlich können die Abbremsmittel eine Oberfläche der Begrenzungswandung umfassen, deren Krümmung gegenüber anderen Oberflächenbereichen der Begrenzungswandung erhöht ist. Mit anderen Worten kann der Krümmungsradius der Oberfläche geringer sein als in anderen Oberflächenbereichen der Begrenzungswandung. Auch dadurch kann eine Abbremsung erreicht werden, da die Körner des granularen Materials mit der stärker gekrümmten Wand interagieren und dadurch auf eine Kreisbahn mit reduziertem Radius gezwungen werden.
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Im Bereich der Abbremsmittel kann die Oberfläche insbesondere einen Krümmungsradius aufweisen, der sich kontinuierlich verringert. Die Verringerung des Krümmungsradius kann dabei in Richtung des Aufnahmebereichs hin ausgebildet sein. Auf diese Weise können die Körner besonders vorteilhaft und kontinuierlich abgebremst werden.
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In das Gehäuse der Dosiervorrichtung kann eine Zufuhrleitung münden, über die granulares Material in das Gehäuse einbringbar ist, wobei die Abbremsmittel in Drehrichtung des Mitnehmers gesehen vor der Mündung der Zufuhrleitung angeordnet sind. Die Zufuhrleitung mündet also stromabwärts der Abbremsmittel in das Gehäuse, bezogen auf die Rotationsbewegung des drehbar gelagerten Mitnehmers im Betrieb der Dosiervorrichtung.
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Die Zufuhrleitung kann insbesondere in den Aufnahmebereich münden. Die Zufuhrleitung kann mit einer Einrichtung zur volumetrischen Vordosierung, insbesondere einem Verteilerkopf, verbunden sein.
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Durch Kombination von granularem Material, welches über die Zufuhrleitung gespeist wird, und abgebremsten ausgesonderten Körnern, welche sich im Aufnahmebereich sammeln, kann sichergestellt werden, dass ausreichend granulares Material für den drehbar gelagerten Mitnehmer im Aufnahmebereich bereitgestellt wird, sodass Fehlstellen zuverlässig reduziert oder vermieden werden können.
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Die Abbremsmittel können auch in den Aufnahmebereich hineinreichen, teilweise also auch im Aufnahmebereich angeordnet sein. Dadurch kann die Wirkung der Abbremsmittel weiter verstärkt werden.
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Die Dosiervorrichtung kann wie in der
DE 10 2012 105 048 A1 beschrieben ausgebildet sein. An den drehbar gelagerten Mitnehmer kann also annähernd tangential eine Innenmantelfläche des Gehäuses anschließen. Der Mitnehmer 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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Alternativ kann die Dosiervorrichtung auch derart ausgebildet sein, dass der Mitnehmer einem Zentrierschieber entspricht, wobei das Führungselement so angeordnet ist, dass der Zentrierschieber bei seiner Drehbewegung das Führungselement wenigstens teilweise überstreicht, wobei der Zentrierschieber und das Führungselement so ausgebildet sind, dass im Betrieb der Dosiervorrichtung granulares Material durch den Zentrierschieber entlang einer Führungsfläche des Führungselements von einem Aufnahmebereich in einen Abgabebereich geschoben wird, und wobei der Zentrierschieber so ausgebildet ist, dass er ein Korn des granularen Materials beim Transport vom Aufnahmebereich zum Abgabebereich zentriert, indem er es wenigstens teilweise beidseitig abstützt oder führt.
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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 hier, dass der Zentrierschieber Elemente umfasst, welche das zentrierte Korn an beiden Seiten 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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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 Elemente umfassen, welche das zentrierte Korn in Drehrichtung gesehen nach hinten abstützt. 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.
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Der Zentrierschieber kann so im Gehäuse gelagert sein, dass die Kreisbahn im Betrieb der Dosiervorrichtung im Wesentlichen vertikal verläuft. Insbesondere kann die Kreisbahn mit der Senkrechten 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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Als Aufnahmebereich kann ein Teil des Gehäuseinneren bezeichnet werden, in dem im Betrieb ein Reservoir von Körnern des granularen Materials so bereitgestellt wird, dass der Zentrierschieber wenigstens eines dieser Körner aufnehmen und zum Abgabebereich hin bewegen kann.
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Der Aufnahmebereich kann ein bestimmtes Kreissegment der Kreisbahn des Zentrierschiebers umfassen.
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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 vom Zentrierschieber in den Abgabebereich geschoben 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 insbesondere dem durch den Zentrierschieber zentrierten Korn entsprechen.
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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.
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Wenn die Breite der Führungsfläche abnimmt geht diese Stützwirkung 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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Der Sammelraum kann beidseitig des Führungselements angeordnet sein. Das Führungselement kann an einer Innenfläche des Gehäuses angeordnet sein, welche den Raum, in dem der Zentrierschieber im Betrieb rotiert, radial begrenzt.
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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 ist, 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 angeordnet sein.
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Der Zentrierschieber und der wenigstens eine weitere Zentrierschieber können ein die Zentrierwirkung des Zentrierschiebers erzeugendes Element aufweisen.
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Dieses Element kann insbesondere so ausgebildet sein, dass ein Korn des granularen Materials beidseitig stützbar oder führbar ist. Das Element kann nach vorne hin 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 stellen sich infolge der Fliehkraftwirkung auf. 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. Dieses 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 das 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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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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Die Erfindung stellt schließlich noch eine Sämaschine bereit, umfassend eine oben beschriebene Dosiervorrichtung. Bei der Sämaschine kann es sich insbesondere um eine Einzelkornsämaschine handeln.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der beispielhaften Figuren erläutert. Dabei zeigt:
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1 einen Querschnitt durch eine beispielhafte Dosiervorrichtung;
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2 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer beispielhaften Dosiervorrichtung;
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3 bis 6 Querschnitte eines beispielhaften Zentrierschiebers und eines beispielhaften Führungselements an unterschiedlichen Positionen entlang der Bewegungsbahn des Zentrierschiebers;
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7 bis 14 Schnittdarstellungen eines weiteren beispielhaften Zentrierschiebers und eines beispielhaften Führungselements entlang unterschiedlicher Positionen der Bewegungsbahn des Zentrierschiebers;
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15 einen Querschnitt durch ein beispielhaftes Führungselement;
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16A und 16B perspektivische Ansichten von Teilen einer beispielhaften Dosiervorrichtung;
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17A und 17B perspektivische Ansichten beispielhafter Elemente einer weiteren Dosiervorrichtung; und
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18 eine perspektivische Ansicht weiterer Teile einer weiteren beispielhaften Dosiervorrichtung.
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1 zeigt einen Querschnitt durch eine beispielhafte Dosiervorrichtung für granulares Material gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Dosiervorrichtung umfasst ein Gehäuse 1, in dem in diesem Beispiel drei Mitnehmer 2 drehbar gelagert sind. Die Drehrichtung wird durch einen Pfeil A angedeutet. Die Mitnehmer 2 bewegen sich entlang einer Kreisbahn, deren Radius der Länge der Mitnehmer 2 entspricht.
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Über eine Zufuhrleitung 4 werden Körner 5 des granularen Materials, beispielsweise Saatgut, in einen Aufnahmebereich 6 im Gehäuse 1 transportiert. Die Zufuhrleitung 4 kann über einen nicht gezeigten Verteilerkopf mit dem granularen Material gespeist werden.
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Entlang der Kreisbahn ist in diesem Beispiel wenigstens teilweise ein Führungselement 3 angeordnet, das die Mitnehmer 2 bei ihrer Drehbewegung teilweise überstreichen. Die Mitnehmer 2 und das Führungselement 3 wirken so zusammen, dass im Betrieb der Dosiervorrichtung granulares Material durch die Mitnehmer 2 entlang einer Führungsfläche des Führungselements 3 von dem Aufnahmebereich 6 in einen Abgabebereich geschoben wird.
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Im Abgabebereich ist eine Auslassöffnung vorgesehen, über die das granulare Material aus dem Gehäuse 1 ausgeschleust werden kann. 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. Der Kanal 20, welche die Abgabevorrichtung mit der Dosiervorrichtung verbindet ist in 1 angedeutet.
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Die hier gezeigten Mitnehmer 2 agieren als Zentrierschieber, welche das granulare Material entlang einer Führungsfläche des Führungselements 3 vor sich her schieben und im Wesentlichen nur ein einzelnes Korn seitlich abstützen und damit zentrieren. Die Breite der Führungsfläche des Führungselements nimmt in diesem Beispiel vom Aufnahmebereich 6 zum Abgabebereich 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 über die Auslassöffnung aus dem Gehäuse 1 ausgebracht.
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Die ausgesonderten Körner gelangen in einen Sammelraum, welcher das Führungselement 3 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 1.
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In einem Bereich vor oder stromaufwärts des Aufnahmebereichs 6 umfasst die Begrenzungswandung Abbremsmittel 21 zum Abbremsen der ausgesonderten Körner des granularen Materials.
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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.
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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 diese sich vermehrt im Aufnahmebereich 6 ansammeln. Dadurch steht ein ausreichend großes Reservoir von granularem Material für die Mitnehmer 2 für den Transport zum Abgabebereich hin bereit. Dadurch können Fehlstellen bei der Ausgabe der Dosiervorrichtung vermieden oder reduziert werden.
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Alternativ oder zusätzlich zur erhöhten Krümmung kann der Oberflächenbereich der Abbremsmittel 21 auch einen Reibungskoeffizienten aufweisen, der gegenüber den übrigen Oberflächenbereichen der Begrenzungswandung erhöht ist. Der Reibungskoeffizienten kann beispielsweise 0.3 bis 0.8, insbesondere 0.5 betragen. Diese erhöhte Reibung kann beispielsweise über eine Beschichtung mit einem geeigneten, beispielsweise kunststoffartigen und/oder gummielastischen Material, insbesondere einer Beschichtung aus Polyurethan, erzielt werden.
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2 zeigt eine perspektivische Detailansicht ausgewählter Elemente der beispielhaften Dosiervorrichtung nach 1. Insbesondere ist in 2 ein Zentrierschieber 2 gezeigt, welcher ein Korn 5 des granularen Materials entlang einer Führungsfläche 7 des Führungselements 3 schiebt. Der Zentrierschieber 2 weist eine in Drehrichtung offene Nut oder Kerbe 8 auf, in welche sich ein Korn 5 des granularen Materials legen kann, sodass es bei der Bewegung vom Aufnahmebereich in den Abgabebereich wenigstens teilweise beidseitig abgestützt und somit zentriert wird. Aufgrund der Fliehkräfte wird das Korn 5 gegen die Führungsfläche 7 gedrückt und richtet sich entsprechend aus.
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Die offene Nut oder Kerbe 8 kann eine Breite (Erstreckung quer zur Kreisbahn) von 0.5 cm bis 2 cm, insbesondere 1.5 cm, und eine Länge (Erstreckung entlang der Kreisbahn) von 0.5 cm bis 2 cm, insbesondere 1.5 cm, aufweisen.
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Die Spitze des Zentrierschiebers 2, welche die Nut oder Kerbe 8 umfasst kann austauschbar sein. Dadurch können verschiedene Größen der Nut oder Kerbe 8 vorgesehen werden, um eine gewisse Anpassung an Korngrößenbereiche vornehmen zu können.
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Das Führungselement 3 weist in diesem Beispiel eine Vertiefung auf, in die der Zentrierschieber 2 wenigstens teilweise eingreift. Die Führungsfläche 7 ist daher geneigt ausgebildet, insbesondere V-förmig.
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Sowohl das Führungselement 3 als auch der Zentrierschieber 2 sind in diesem Beispiel symmetrisch zu einer Ebene ausgebildet, in der der Zentrierschieber 2 rotiert. In dieser Ebene liegt auch eine Führungsbahn entlang der Führungsfläche 7, entlang der das Korn 5 durch den Zentrierschieber 2 zentriert bewegt wird.
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Gemäß dieses Ausführungsbeispiels nimmt die Breite der Führungsfläche 7 des Führungselements 3 vom Aufnahmebereich 6 zum Abgabebereich hin ab. Dies ist in den 3 bis 6 dargestellt. 3 zeigt einen Querschnitt durch einen beispielhaften Zentrierschieber 2 und ein beispielhaftes Führungselement 3 im Aufnahmebereich. Das Führungselement 3 weist eine Vertiefung oder Kerbe auf, in die der Zentrierschieber 2 teilweise eingreift. Durch diese Vertiefung ist es möglich, dass der Zentrierschieber 2 im Aufnahmebereich sicher wenigstens ein Korn 5 des granularen Materials aufnimmt.
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Zum Abgabebereich hin nimmt die Tiefe der Vertiefung ab und damit nimmt auch die Breite der Führungsfläche ab. Im Bereich der Kreisbahn, der in 5 dargestellt wird, ist keine Vertiefung mehr vorhanden. Im Abgabebereich, der in 6 dargestellt wird, hat sich die Form des Führungselements 3 gewissermaßen umgekehrt, so dass ein Grat 9 gebildet wird, der entlang der Kreisbahn verläuft. Der Grat 9 ist so angeordnet, dass er in einer Ebene mit der Spitze 10 des Zentrierschiebers 2 liegt. Dadurch ist es möglich, dass genau ein Korn des granularen Materials, welches vom Zentrierschieber 2 zentriert wird, entlang des Führungselements 3 bewegbar ist. Alle übrigen Körner des granularen Materials, die durch den Schieber 2 eventuell noch entlang des Führungselements 3 geschoben werden, werden zu einer der beiden Seiten des Führungselements 3 abgelenkt und gelangen unter Wirkung der Fliehkraft in einen Sammelraum 11, entlang dem sie zurück in den Aufnahmebereich 6 geleitet werden.
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Das entlang dem Grat 9 durch den Zentrierschieber 2 geführte Korn wird schließlich im Abgabebereich tangential in eine Auslassöffnung abgegeben, so dass dieses weiter, beispielsweise an ein Säschar, geleitet werden kann.
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Durch das Zusammenwirken des Führungselements 3 und des Zentrierschiebers 2 wie oben beschrieben kommt es also zu einer Vereinzelung des granularen Materials vom Aufnahmebereich zum Abgabebereich. Die hier gezeigte Dosiervorrichtung ist also eine Vereinzelungsvorrichtung.
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In der 15 ist beispielhaft dargestellt, wie die Breite der Führungsfläche 7 des Führungselements 3 zu bestimmen ist. Die Richtung quer zur Kreisbahn des Zentrierschiebers ist in der 15 durch einen Doppelpfeil dargestellt. Diese Richtung verläuft senkrecht zur Tangente an die Kreisbahn und senkrecht zum Radius der Kreisbahn. Die Führungsfläche 7 ist in diesem Beispiel aus zwei geneigten Abschnitten a und b zusammengesetzt. Die Breite der Führungsfläche 7 entspricht daher der Summe der Erstreckungen oder Längen der beiden Abschnitte a, b. Nimmt die Tiefe der Vertiefung ab, reduzieren sich auch die Längen der Abschnitte a, b und damit die Breite der Führungsfläche 7.
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Die 7 bis 14 zeigen eine alternative Ausführungsform des Zentrierschiebers 2. Der beispielhafte Zentrierschieber 2 umfasst in diesem Fall eine Vielzahl von Borsten 12. Diese streichen, wie insbesondere in 8 ersichtlich entlang der Führungsfläche 7 und nehmen im Aufnahmebereich eine Mehrzahl von Körnern 5 des granularen Materials auf und schieben dieses entlang der Kreisbahn vor sich her.
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Mit abnehmender Breite der Führungsfläche 7 nimmt die Anzahl der Borsten, welche durch die Führungsfläche 7 abgestützt werden ab. Diese nicht mehr abgestürzten Borsten stellen sich infolge der Fliehkraftwirkung auf und stützen genau ein Korn 5 seitlich ab. Dieses Korn 5 wird so zentriert, dass es trotz schmaler werdender Führungsfläche 7 nicht ausgesondert wird. Die übrigen Körner 5 des granularen Materials, welche nicht zentriert geführt werden, werden unter Fliehkraftwirkung ausgesondert und gelangen in den Sammelraum 11, welcher beidseitig des Führungselements 3 gebildet wird. Durch die Ausrichtung der Borsten ergibt sich im Abgabebereich wiederum eine nach vorne offene abstützende Struktur, welche ein Korn 5 dadurch zentriert, dass es seitlich und gegebenenfalls in Drehrichtung gesehen nach hinten hin abgestützt wird.
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Die Breite der Führungsfläche kann im Aufnahmebereich 6 beispielsweise zwischen 1 cm und 3 cm, insbesondere zwischen 1.4 cm und 2 cm, und im Abgabebereich zwischen 0.5 cm und 2.5 cm, insbesondere zwischen 0.8 cm und 1.2 cm, betragen.
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In den 16A und 16B werden wiederum perspektivisch Elemente einer beispielhaften Dosiervorrichtung dargestellt. Zu erkennen ist ein Teil eines Zentrierschiebers 2 sowie eines Führungselements 3. Durch den Zentrierschieber 2 werden in diesem Beispiel zwei Körner 5 des granularen Materials entlang einer Führungsfläche des Führungselements 3 geschoben. In den Figuren ist außerdem ein geometrisches Störelement 13 gezeigt, welches einer lokalen Änderung der Geometrie der Führungsfläche 7 des Führungselements 3 entspricht. Insbesondere ändert sich bei dem hier gezeigten Störelement 13 die Richtung der Neigung der Führungsfläche. Die Führungsfläche ist hier lokal nach außen geneigt, also von der zentralen Symmetrieebene weg. Das geometrische Störelement 13 ist lokal begrenzt, erstreckt sich also nur entlang eines Teils der Kreisbahn.
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Wie 16B illustriert, führt diese lokale Störstelle 13 dazu, dass ein Korn 5 des granularen Materials welches nicht durch den Zentrierschieber 2 zentriert wird unter dem Einfluss des Störelements 13 ausgesondert wird. Dies geschieht insbesondere unter Wirkung der Fliehkraft, da die Bewegung des Korns 5 entlang der Führungsfläche aufgrund der wegfallenden Stütze durch die Führungsfläche instabil wird.
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Wie die 17A und 17B zeigen, kann eine solche geometrische Störstelle 13 auch mit einer Druckluftdüse 14 kombiniert werden, die in diesem Beispiel eine Luftausströmöffnung umfasst, die in der Führungsfläche angeordnet ist. Mit dieser Druckluftdüse kann granulares Material zusätzlich mit Druckluft beaufschlagt werden und damit beim Transport zum Abgabebereich hin ausgesondert werden. Die Druckluftdüse könnte auch separat, also ohne zusätzliches geometrisches Störelement 13 vorgesehen sein.
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Durch das Vorsehen eines Störelements kann vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass im Abgabebereich nur ein einzelnes Korn verbleibt, die Dosiervorrichtung also als Vereinzelungsvorrichtung wirkt.
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18 zeigt schließlich eine weitere perspektivische Ansicht von Teilen einer beispielhaften Dosiervorrichtung. Zu sehen sind wiederum zwei Zentrierschieber 2, welche starr miteinander verbunden sind und um eine Drehachse 15 drehbar gelagert sind. Die in Drehrichtung nach vorne und unten hin offenen Kerben 16 sind zu erkennen, welche am Ende oder an den Spitzen der Zentrierschieber 2 angeordnet sind. Diese Enden der Zentrierschieber können austauschbar ausgebildet sein, sodass eine gewisse Anpassung oder Optimierung an Korngrößen stattfinden kann.
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Das Führungselement 3 wird zum Abgabebereich hin schmäler, die Breite der Führungsfläche nimmt also ab. Außerdem sind mehrere Druckluftdüsen 17 vorgesehen, durch welche das granulare Material mit einem radial gerichteten Druckstoß beaufschlagbar ist. Dies begünstigt das Aussondern von überschüssigen Körnern des granularen Materials.
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Die Dosiervorrichtung kann so ausgebildet sein, dass die Fördereinrichtung 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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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 Führungsfläche sind nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt. Außerdem sind auch unterschiedliche Formen für den Zentrierschieber denkbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012105048 A1 [0003, 0019]
