-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Streuvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Streuvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
-
Streuvorrichtungen werden im landwirtschaftlichen Bereich zu unterschiedlichen Zwecken eingesetzt. Diese dienen allgemein dazu, körnige beziehungsweise granuläre Medien auf einer Fläche auszubringen, also vorzugsweise mehr oder weniger gleichmäßig zu verteilen. Dabei sind erfindungsgemäß Düngerstreuer von besonderem Interesse mit denen entsprechend Dünger in körniger Form ausgebracht wird.
-
Bei den dementsprechend in Betracht kommenden Materialien handelt es sich daher um granuläre oder körnige Materialien, wie beispielsweise Dünger, der üblicherweise in körniger Form vorliegt. Ein Düngerstreuer kann dabei auch zusammen mit einer Sämaschine eingesetzt werden. In diesem Fall kann gegebenenfalls statt einer gleichmäßigen Verteilung durch verstreuen auch ein gezieltes Ausbringen des Düngers erfolgen.
-
Üblicherweise werden die zu verteilenden granulären Materialien sukzessive aus einem Vorratsbehälter oder Streugutbehälter entnommen. Um das Material im Streugutbehälter zur Dosiereinrichtung zu leiten, ist der Vorratsbehälter typischerweise trichterförmig ausgebildet. Hierzu verlaufen die Wände des Behälters insbesondere schräg oder sogar konisch zueinander.
-
Typischerweise wird eine Dosiereinrichtung oder Dosiereinheit zur Dosierung eingesetzt. Diese sorgt für eine Förderung des granulären Materials vom beziehungsweise aus dem Vorratsbehälter zur eigentlichen Verteileinrichtung. Die Dosiereinrichtung weist typischerweise einen Antrieb auf, beispielweise einen elektrischen, hydraulischen oder auch pneumatischen Antrieb mit entsprechendem Motor. Auch ein Wellentrieb durch andere Aggregate beziehungsweise das Zugfahrzeug kommen in Betracht. Als Verteileinrichtung kommen schließlich beispielsweise Gebläse, Förderräder, Streuscheiben oder ähnliches in Betracht.
-
Im Betrieb der Streueinrichtung kann es zu verschieden gearteten Förderfehlern kommen. Im einfachsten Fall ist der Behälter leer, so dass kein Material mehr nachgeliefert werden kann. Des Weiteren kann sich das Material spontan zum Beispiel verkeilen, so dass es zu Verstopfungen kommt. Auch kann eine Ausbildung einer Brücke zwischen zwei Wänden beispielsweise des Streugutbehälters einen Transport von Material verhindern.
-
Derartige Fehler zu erkennen und vor allem zu unterscheiden ist aus dem Stand der Technik allenfalls unzureichend bekannt. Beispielsweise kann ein Füllstandsensor weder Verstopfung noch Brückenbildung erkennen. Ein Durchflusssensor kann lediglich die Abwesenheit des Materialstroms feststellen ohne deren Grund ermitteln zu können.
-
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen. Insbesondere soll eine gezielte Erkennung unterschiedlicher Fehler ermöglicht werden. Darüber hinaus soll eine derartige Erkennung mit möglichst einfachen Mitteln erfolgen.
-
Ein Verfahren zum Betreiben einer Streuvorrichtung für landwirtschaftliche Zwecke, wie vorzugsweise eines Düngerstreuers, zum Ausbringen granulären Materials, wie vorzugsweise Dünger, als Streugut auf einer Fläche mit den Merkmalen des Anspruchs 1 löst diese Aufgabe. Die Streuvorrichtung weist dabei wenigstens einen Streugutbehälter und eine Verteileinrichtung für das Streugut auf, wobei wenigstens eine Dosiereinrichtung beziehungsweise Dosiereinheit zur dosierten Förderung des Streuguts vom Streugutbehälter zur Verteileinrichtung vorgesehen ist und wobei die Dosiereinrichtung wenigstens einen Antrieb aufweist. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Betrieb der Streuvorrichtung durch eine Überwachung der Dosiereinrichtung überwacht wird. Damit wird eine indirekte Überwachung des Betriebs der Streuvorrichtung vorgeschlagen. Aus der Überwachung der Dosiereinrichtung lassen sich Rückschlüsse auf die übrige Streuvorrichtung ziehen. Zur Steuerung der Streuvorrichtung ist insbesondere wenigstens eine Steuerungseinrichtung vorgesehen.
-
Die Überwachung wird vorzugsweise kontinuierlich oder zumindest quasi-kontinuierlich durchgeführt. Dies sichert eine jederzeitige Eingriffsmöglichkeit bei maximaler Sicherheit für den Betrieb der Vorrichtung. Insbesondere Fehler können so jederzeit erkannt werden.
-
Vorzugsweise werden der Füllstand des Streuguts im Streugutbehälter und/oder die Förderung des Streuguts und/oder der Förderstrom des Streuguts überwacht. Damit wird ein Rückschluss auf die tatsächlichen Mengen im Streugutbehälter beziehungsweise die ausgebrachten Mengen ermöglicht. Abweichungen lassen sich darüber hinaus einfach detektieren.
-
Zur Überwachung der Dosiereinrichtung wird vorzugsweise der wenigstens eine Antrieb der Dosiereinrichtung überwacht. Der für den Betrieb der Dosiereinrichtung wichtige Antrieb bietet typischerweise Rückschlussmöglichkeiten auf den Zustand der Dosiereinrichtung selber. Es kann sich beispielsweise um einen elektrischen Antrieb handeln. Es kommen aber beispielsweise auch hydraulische, pneumatische oder von einem Zugfahrzeug per Wellenantrieb beziehungsweise durch den Vortrieb betriebene Antriebe in Betracht.
-
Insbesondere wird wenigstens ein Signal aus wenigstens einem Betriebsparameter der Dosiereinrichtung und/oder des wenigstens einen Antriebs der Dosiereinrichtung gemessen und/oder erzeugt und/oder ausgewertet. Bei dem Betriebsparameter handelt es sich insbesondere um die Stromaufnahme und/oder das Drehmoment und/oder die Drehzahl und/oder die Antriebsleistung der Dosiereinrichtung. Tatsächlich kommen alle mit der Funktionsweise der Dosiereinheit in Verbindung stehenden Betriebsparameter in Betracht.
-
Vorzugsweise wird wenigstens ein Betriebsparameter der Dosiereinrichtung und/oder des wenigstens einen Antriebs der Dosiereinrichtung überwacht. Bei derartigen Betriebsparametern handelt es sich insbesondere um die Stromaufnahme und/oder das Drehmoment und/oder die Drehzahl und/oder die Antriebsleistung der Dosiereinrichtung. Auch hier kommen tatsächlich alle mit der Funktionsweise der Dosiereinheit in Verbindung stehenden Betriebsparameter in Betracht.
-
Wird die Dosiereinheit beispielsweise mittels eines Pulsweitenmodulierten(PWM)-Signals angetrieben, welches über eine festgelegte Spannung und Tastverhältnis bzw. Tastgrad definiert ist, so kann beispielsweise die Solldrehzahl der Dosiereinheit in Abhängigkeit dieser Parameter bekannt sein und überwacht werden.
-
Es kann bevorzugt ein leerer beziehungsweise leerlaufender Streugutbehälter detektiert werden. Es können in gleicher Weise vorzugsweise ebenso Fehler bei der Förderung und/oder Ausbringung des Streuguts detektiert werden, wie vorzugsweise Brückenbildungen und/oder Verstopfungen durch Streugut. Damit sind die wesentlichen Förderfehler ermittelbar. Gegebenenfalls können auch Inhomogenitäten im Streugut ermittelt werden, wenn nämlich starke Schwankungen beim Betrieb des Antriebs auftreten.
-
Im Fehlerfall werden bevorzugt Maßnahmen ergriffen, insbesondere durch eine Steuerungseinrichtung. Weiter vorzugsweise werden/wird der Antrieb und/oder die Dosierung gedrosselt beziehungsweise gestoppt. Damit werden Schäden an der Streueinrichtung oder durch fehlerhaftes Ausbringen bestenfalls vermieden. Gegebenenfalls kann hierzu auch die gesamte Maschine gestoppt werden.
-
Vorzugsweise erfolgt im Fehlerfall eine Signalisierung des Fehlers an die Steuerungseinrichtung und/oder den Bediener der Streuvorrichtung. Weiter vorzugsweise erfolgt dies durch eine Steuerungseinrichtung. Die Steuerungseinrichtung sorgt insbesondere für den gesamten Betrieb der Streueinrichtung wie auch für die Abarbeitung des Verfahrens. Dabei kann insbesondere eine ermittelte tatsächliche Ausbringrate zurückgemeldet werden, unter Berücksichtigung eventueller Fehler und Schwankungen.
-
Die eingangs geschilderte Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine Streuvorrichtung für landwirtschaftliche Zwecke, vorzugsweise einen Düngerstreuer, zum Ausbringen eines granulären Materials, wie vorzugsweise Dünger, als Streugut auf einer Fläche mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Die Streuvorrichtung ist insbesondere zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen. Sie weist wenigstens einen Streugutbehälter und wenigstens eine Verteileinrichtung für das Streugut auf. Dabei ist wenigstens eine Dosiereinrichtung zur dosierten Förderung des Streuguts vom Streugutbehälter zur Verteileinrichtung vorgesehen. Außerdem ist vorzugsweise wenigstens ein Antrieb für die Dosiereinrichtung vorhanden. Die Streuvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Überwachung des Betriebs durch eine Überwachung der Dosiereinrichtung vorgesehen ist. Damit wird eine indirekte Überwachung des Betriebs der Streuvorrichtung ermöglicht.
-
Die Vorrichtung ist insbesondere zur Überwachung wenigstens eines Betriebsparameters der Dosiereinrichtung und/oder des Antriebs der Dosiereinrichtung vorgesehen. Dabei überwacht sie vorzugsweise wenigstens einen der Betriebsparameter, wie insbesondere die Stromaufnahme und/oder das Drehmoment und/oder die Drehzahl und/oder die Antriebsleistung der Dosiereinrichtung.
-
Vorzugsweise sehen die Dosiereinrichtung und/oder der Antrieb der Dosiereinrichtung für den Fehlerfall wenigstens eine Vorrichtung zur Überwachung wenigstens eines Betriebsparameters der Dosiereinrichtung und/oder des Antriebs der Dosiereinrichtung vor. Damit kann die erfindungsgemäße Überwachung der Dosiereinrichtung erfolgen, insbesondere als indirekte Überwachung. So kann eine entsprechende Ermittlung eventueller Fehlerzustände erfolgen.
-
Des Weiteren löst eine Steuerungseinrichtung gemäß Anspruch 13 zur Durchführung des Verfahrens gemäß obigen Beschreibungen die eingangs gestellte Aufgabe. Die Steuerungseinrichtung kann dabei insbesondere als Steuerungseinrichtung der Streueinrichtung oder auch als separates Gerät ausgebildet sein. Auch kann eine Anordnung der Steuerungseinrichtung an einem Zugfahrzeug vorgesehen sein. Vorzugsweise kommunizieren die Steuerungseinrichtung und die Streueinrichtung, gegebenenfalls das Zugfahrzeug, über ein Bussystem, insbesondere per ISOBUS oder auf ähnliche Weise. Die Steuerungseinrichtung ist vorzugsweise für die Steuerung einer Streueinrichtung vorgesehen, wie sie oben beschrieben ist.
-
Vorzugsweise ist in der Steuerungseinrichtung ein Sollwert für zumindest einen Betriebsparameter der Dosiereinrichtung hinterlegt. Hierbei kann einerseits vorgesehen sein, dass bei festgelegter Ansteuerung der Dosierung, beispielsweise konstanter Betriebsspannung der Dosiereinrichtung, die Drehzahl überwacht wird. Es kann jedoch andererseits auch vorgesehen sein, bei geregelter Ansteuerung Parameter wie die Leistungsaufnahme oder Betriebsspannung zu überwachen, die notwendig sind, um einen festgelegten Sollwert, beispielsweise eine vorgegebene Drehzahl der Dosiervorrichtung einzustellen. Beispielsweise kann bei einem Betrieb des Dosiermotors mittels eines PWM-Signals eine Solldrehzahl vorgegeben sein und der Tastgrad und ggf. die Spannung des PWM-Signals geregelt und auch überwacht werden, um die Solldrehzahl einzustellen.
-
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. In diesen zeigen:
-
1 eine erfindungsgemäße Streueinrichtung in Form einer Sämaschine in einer Draufsicht,
-
2 eine seitliche Schnittansicht der erfindungsgemäßen Streueinrichtung im Normalbetrieb,
-
3 die Streueinrichtung in der Ansicht der 2 mit einem Förderfehler der Brückenbildung, und
-
4 die Streueinrichtung in der Ansicht der 2 mit dem Förderfehler einer Verstopfung.
-
Im Folgenden wird ein spezieller Fall einer Streueinrichtung 10 beschrieben, bei der es sich um eine kombinierte Sämaschine mit Düngerstreuer handelt.
-
Die gezeigte Streueinrichtung 10 besteht dabei praktisch aus zwei miteinander kombinierte separate Streueinrichtungen. Es handelt sich einerseits um die eigentliche Sämaschine zum Ausbringen von Saatgut und andererseits um eine Düngemaschine, die für eine gezielte Düngung des ausgebrachten Saatguts sorgt. Alternativ kann eine derartige Streueinrichtung 10 auch nur eine Düngerstreueinrichtung, auch beispielsweise nur als Düngemaschine, ausgebildet sein, beispielsweise in Form eines Düngerstreuers oder ähnlichem.
-
Die gezeigte Streueinrichtung 10 ist als sogenannter angehängter Streuer ausgebildet. Dementsprechend ist sie als Anhänger an ein Zugfahrzeug 11 angehängt. Sie weist dementsprechend Räder 12 zum Verfahren auf einem Untergrund auf. Alternativ könnte sie als Anbauteil am Zugfahrzeug 11 befestigt sein und von diesem getragen werden.
-
Die Streueinrichtung 10 weist für die Ausbringung des Saatguts einerseits einen Saatgutbehälter 13 und mehrere Säschare 14 auf. Diese sind an einem Ausleger 15 zu beiden Seiten des Saatgutbehälters 13 angeordnet. Die Säschare 14 dienen dazu, das aus dem Saatgutbehälter 13 entnommene Saatgut in den Boden einer landwirtschaftlichen Fläche, beispielsweise einem Feld oder Acker, einzubringen.
-
Darüber hinaus weist die Streueinrichtung 10 einen Düngerbehälter 16 als Streugutbehälter auf. Dieser beinhaltet das hier auszubringende Streugut, nämlich den Dünger 17. Eine Dosiereinrichtung 18 sorgt dafür, dass der Dünger 17 aus dem Düngerbehälter 16 in definierter Menge entnommen und ausgebracht werden kann.
-
Zum eigentlichen Ausbringen des Düngers 17 ist hier ein Gebläse 19 vorgesehen. Dieses sorgt für einen Transport des mittels der Dosiereinrichtung 18 in eine Förderstrecke 20 in dosierter Menge eingebrachten Düngers 17. Die Förderstrecke 20 ist hier rohrförmig beziehungsweise schlauchförmig ausgebildet. Der Dünger 17 wird dann in der Förderstrecke 20 beschleunigt, um zum Ausbringen in geeigneten Ausbringkanälen im Bereich der Säschare 14 auf der landwirtschaftlichen Fläche ausgebracht zu werden. Gegebenenfalls kann auch eine andersartige, hier nicht gezeigte Verteileinrichtung, wie beispielsweise ein Prallblech oder eine Prallkammer, ein Tellerstreuer oder ähnliches, vorgesehen sein.
-
Der in der 2 gezeigte Normalbetrieb der Streueinrichtung 10 kann auch aus dem Diagramm 21 abgelesen werden. Eine Kurve 22 zeigt den Zusammenhang zwischen der Stromaufnahme I in Ampere (A) und der Zeit t in Minuten (min), die gegeneinander aufgetragen sind. Wie zu erkennen ist, ist der Kurvenverlauf der Kurve 22 leicht wellig, aber im Wesentlichen linear. Der Kurvenverlauf ist außerdem im Wesentlichen horizontal. Kleinere Schwankungen können beispielsweise aus geringen Ungleichmäßigkeiten in der mittels der Dosiereinrichtung 18 geförderten Düngermenge resultieren, da es sich dabei um ein körniges beziehungsweise granuläres Material handelt.
-
Der in der 3 dargestellte Fall zeigt ein durchaus typisches Problem als Fehlerfall bei der Entnahme eines granulären beziehungsweise körnigen Materials aus einem Behälter, also hier des Düngers 17 aus dem Düngerbehälter 16.
-
Im konkreten Fall kommt es nämlich zu einer sogenannten "Brückenbildung". Die einzelnen Körner des Düngers 17 lagern sich dabei aneinander in bogenförmiger Art und Weise an. So bilden sie eine Art Brücke 23 zwischen zwei benachbarten Wänden 24 des Düngerbehälters 16 aus. Eine derartige Brückenbildung wird durch den trichterförmigen Verlauf der beiden Wände 24 ermöglicht und stabilisiert.
-
Im hier gezeigten Diagramm 21 zeigt sich für den Verlauf der Kurve 22 ein abfallender Abschnitt 25. In diesem Bereich fällt der Strom I plötzlich ab. Dies resultiert daher, dass die Dosiereinrichtung 18 nunmehr aufgrund der Brückenbildung keinen Dünger 17 mehr fördert. Folglich ist auch im Bereich der Förderstrecke 20 kein Dünger 17 mehr vorhanden und dargestellt. Naturgemäß sinkt die Leistungsaufnahme einer Dosiereinrichtung 18 im Leerlauf gegenüber einer unter normaler Last betriebenen Dosiereinrichtung 18 signifikant ab.
-
Im konkreten Fall ist außerdem noch ein Schwellwert 26 als horizontale Linie eingezeichnet. Dieser Schwellwert 26 entspricht dem oberen Wert der Leistungsaufnahme und damit dem Strom I der Dosiereinrichtung 18 im Leerlauf. Dementsprechend kann seitens einer Steuereinrichtung erkannt werden, wenn die Dosiereinrichtung 18, beispielsweise aufgrund einer Brückenbildung oder auch alternativ aufgrund eines leerlaufenden Behälters keinen Dünger 17 mehr fördert. Hier tritt der Fall ab dem eingezeichneten Zeitpunkt t1 auf.
-
In diesem Fall kann eine entsprechende Fehlerbehandlung durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine Meldung an den Benutzer beziehungsweise Bediener der Streueinrichtung 10 abgegeben werden. Auch können einzelne Komponenten, wie beispielsweise die Dosiereinrichtung 18 und das Gebläse 19 abgeschaltet werden.
-
In der 4 ist ein weiterer häufig auftretender Fehlerfall illustriert. In diesem Fall kommt es zu einer Verstopfung 27 im Bereich der Dosiereinrichtung 18. Eine derartige Verstopfung 27 wird durch eine geballte Ansammlung an Dünger 17 hervorgerufen. Dabei kommt es zu einem Verkeilen beziehungsweise Verklemmen einzelner Körner des Düngers 17 miteinander beziehungsweise mit dem Behälter 16 und/oder der Dosiereinrichtung 18. So kann die Dosiereinrichtung 18 diese Körner nicht mehr fördern. Insbesondere wenn dies im Bereich der Dosiereinrichtung 18 selber erfolgt, kann es zu einer Durchsatzreduzierung oder sogar zu einem Stillstand der Dosiereinrichtung 18 kommen. Dies wird beispielsweise durch Verklemmen eines Förderrades 28 der Dosiereinrichtung 18 oder durch Ähnliches hervorgerufen. Im Ergebnis führt eine derartige Verstopfung 27 wie die gezeigte üblicherweise dazu, dass kein Dünger 17 in der Förderstrecke 20 gefördert wird.
-
Auch in diesem Fall zeigt ein Diagramm 21 mit einem Kurvenverlauf 22 exemplarisch den Verlauf der Stromaufnahme I der Dosiereinrichtung 18 beziehungsweise des Antriebs der Dosiereinrichtung 18. Während im Normalbetrieb die üblichen Schwankungen um die durchschnittliche Stromaufnahme der Dosiereinrichtung 18 auftreten, zeigt sich hier im Bereich des Abschnitts 25 ein deutlicher Anstieg des Stroms I. Dies resultierte daher, dass bei einer Blockierung der Dosiereinrichtung 18 beziehungsweise dessen Förderrades 28 zum markierten Zeitpunkt t1 der Strom I üblicherweise deutlich ansteigt. Der entsprechende Antriebsmotor zum Antreiben der Dosiereinrichtung 18 ruft dann aufgrund der Blockade eine deutlich größere Leistung ab.
-
In diesem Fall ist ein oberer Schwellwert 29 des Stroms I ebenfalls als horizontale Linie von Interesse. Dieser Schwellwert 29 entspricht exemplarisch der üblichen unteren Grenze der Stromaufnahme I2 bei einer Blockierung oder teilweisen Blockierung der Dosiereinrichtung 18. Die Stromaufnahme liegt dabei deutlich über dem Wert des Normalbetriebs.
-
Sobald dieser Schwellwert 29 überschritten wird, kann auch hier eine entsprechende Fehlerbehandlung durchgeführt werden. Insbesondere sollte neben einer Alarmierung des Bedieners in diesem Fall möglicherweise auch eine sofortige Abschaltung der Dosiereinrichtung 18 erfolgen, um Schäden an der Streueinrichtung 10 zu vermeiden.
-
Im vorliegenden Fall einer elektrisch angetrieben Dosiereinheit 18 wurde die Stromaufnahme I als Maß für die unterschiedlichen Zustände beziehungsweise Fehler angenommen. Diese können beispielsweise aber auch anhand der Drehzahl der Dosiereinheit 18, des Durchflusses oder Drucks von Hydrauliköl bei einer hydraulisch angetriebenen Dosiereinheit oder aus ähnlichen Messwerten ermittelt werden. Tatsächlich können die unterschiedlichsten, im laufenden Betrieb der Streueinrichtung 10 bereits aufgenommenen oder gegebenenfalls messbaren Messwerte in entsprechender Weise als Maßstab für die Ermittlung derartiger und weiterer Fehlerzustände herangezogen werden.
-
Dasselbe Ergebnis, dass nämlich kein Material mehr gefördert wird, kann dabei jeweils durch unterschiedliche Fehler hervorgerufen werden. Diese Fehler lassen sich erfindungsgemäß auf einfache Weise mittels Messungen oder Signalen an der Dosiereinrichtung beziehungsweise am Antrieb derselben ermitteln. Zusätzliche Sensoren sind dazu typischerweise nicht erforderlich, da diese Messwerte und/oder Signale in jedem Fall beim Betrieb der Dosiereinrichtungen aufgenommen werden. Deren gezielte Auswertung und Nutzung in erfindungsgemäßer Weise ist dabei entscheidend.
-
Grundsätzlich lassen sich die beschriebenen erfindungsgemäßen Vorteile nicht nur bei einer Streuvorrichtung 10 für Dünger 17 einsetzen, sondern auch bei unterschiedlichen anderen körnigen beziehungsweise granulären oder auch pulverförmigen Materialien. Für den Fall, dass beispielsweise keine Einzelkornbehandlung bei einer Sämaschine vorgesehen ist, kann hier die Förderung des Saatguts beispielsweise in geeigneter Weise mittels einer entsprechenden Dosiereinheit überwacht werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Streueinrichtung
- 11
- Zugfahrzeug
- 12
- Rad
- 13
- Saatgutbehälter
- 14
- Säschar
- 15
- Ausleger
- 16
- Düngerbehälter
- 17
- Dünger
- 18
- Dosiereinrichtung
- 19
- Gebläse
- 20
- Förderstrecke
- 21
- Diagramm
- 22
- Kurve
- 23
- Brücke
- 24
- Wand
- 25
- Kurvenabschnitt
- 26
- Schwellwert
- 27
- Verstopfung
- 28
- Förderrad
- 29
- Schwellwert
