DE102019211905A1

DE102019211905A1 - Device and method for dosing sprayable media

Info

Publication number: DE102019211905A1
Application number: DE102019211905.0A
Authority: DE
Inventors: Hans-Arndt Freudigmann; Johanna Link-Dolezal; Andreas Putz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-08-08
Filing date: 2019-08-08
Publication date: 2021-02-11
Also published as: BR102020015990A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (15) zum Dosieren von sprühfähigen Medien (1), insbesondere auf landwirtschaftlich nutzbare Flächen (6), mit einer Trägereinrichtung (16), mit mehreren, an der Trägereinrichtung (16) quer zu einer Fahrtrichtung (FR) der Trägereinrichtung (16) und in Abständen (a) an der Trägereinrichtung (16) angeordneten Sprühdüsen (18; 18a bis 18c) zum Sprühen der Medien (1), wobei insbesondere mittels der Sprühdüsen (18; 18a bis 18c) quer zur Fahrtrichtung (FR) im Schnitt in etwa dreiecksförmige Sprühprofile (42) erzeugbar sind, mit Abstandssensoren (20) zur Erfassung eines Abstands (X) zwischen den Abstandssensoren (20) und einem Untergrund (7) und/oder einer auf dem Untergrund (7) vorhandenen Biomasse (5), und mit Mitteln zur Höheneinstellung der Sprühdüsen (18; 18a bis 18c), wobei die Mittel dazu ausgebildet sind, einen Höhenabstand (h) jeder Sprühdüse (18; 18a bis 18c) in Bezug zur Trägereinrichtung (16) individuell einzustellen.The invention relates to a device (15) for dosing sprayable media (1), in particular onto agriculturally usable areas (6), with a carrier device (16), with several on the carrier device (16) transversely to a direction of travel (FR) Carrier device (16) and spray nozzles (18; 18a to 18c) arranged at intervals (a) on the carrier device (16) for spraying the media (1), in particular by means of the spray nozzles (18; 18a to 18c) transversely to the direction of travel (FR ) in section approximately triangular spray profiles (42) can be generated, with distance sensors (20) for detecting a distance (X) between the distance sensors (20) and a substrate (7) and / or a biomass (7) present on the substrate (7) ( 5), and with means for adjusting the height of the spray nozzles (18; 18a to 18c), the means being designed to individually adjust a height distance (h) of each spray nozzle (18; 18a to 18c) in relation to the carrier device (16).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren von sprühfähigen Medien wie Düngemittel, Pflanzenschutzmittel o.ä., insbesondere auf landwirtschaftlich nutzbare Flächen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Dosieren von sprühfähigen Medien unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.The invention relates to a device for dosing sprayable media such as fertilizers, pesticides or the like, in particular on agriculturally usable areas. The invention also relates to a method for dosing sprayable media using a device according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 10 2011 122 901 A1 ist eine Vorrichtung zum Dosieren von sprühfähigen Medien bekannt. Die bekannte Vorrichtung zeichnet sich durch eine Trägereinrichtung aus, die beispielhaft an einen Traktor angehängt bzw. an diesem befestigt werden kann. Die Trägereinrichtung weist quer zur Fahrtrichtung der Trägereinrichtung bzw. des Traktors in Abständen zueinander angeordnete Sprühdüsen auf, mittels der das (flüssige) Sprühmedium auf einen Untergrund bzw. auf Pflanzen verteilt werden kann. Weiterhin sind im Bereich der Trägereinrichtung Abstandssensoren in Form von Ultraschallsensoren angeordnet, die einen Abstand zwischen der Trägereinrichtung bzw. dem Ort der Ultraschallsensoren und dem Untergrund bzw. zu Pflanzen erfassen. Die Sprühdüsen sind an der Trägereinrichtung höhenverstellbar angeordnet. Dabei ist es in der Schrift erwähnt, dass der Abstand zwischen den Sprühdüsen und der Trägereinrichtung, und somit auch der Abstand zwischen den Sprühdüsen und dem Untergrund bzw. auf dem Untergrund befindlichen Pflanzen, in Abhängigkeit des von den Abstandssensoren erfassten Abstands erfolgt.From the DE 10 2011 122 901 A1 a device for dosing sprayable media is known. The known device is characterized by a carrier device which, for example, can be attached to or attached to a tractor. The carrier device has spray nozzles which are arranged at a distance from one another transversely to the direction of travel of the carrier device or the tractor, by means of which the (liquid) spray medium can be distributed on a substrate or on plants. Furthermore, distance sensors in the form of ultrasonic sensors are arranged in the area of the carrier device, which detect a distance between the carrier device or the location of the ultrasonic sensors and the ground or to plants. The spray nozzles are arranged in a height-adjustable manner on the carrier device. It is mentioned in the document that the distance between the spray nozzles and the carrier device, and thus also the distance between the spray nozzles and the ground or plants on the ground, is dependent on the distance detected by the distance sensors.

Auch ist es bekannt, dass ein gleichmäßiger bzw. ein gewünschter Austrag des Mediums nur dann erfolgen kann, wenn ein bestimmter Abstand zwischen den Sprühdüsen und dem zu besprühenden Untergrund eingestellt wird. Dies hängt insbesondere mit den im Schnitt quer zur Fahrtrichtung dreiecksförmigen Sprühprofilen der Sprühdüsen zusammen, da diese in Abhängigkeit vom Abstand von der zu besprühenden Fläche Überschneidungsbereiche aufweisen, in denen Sprühmedium von zwei benachbarten Sprühdüsen auf den Untergrund auftrifft. Ist der Abstand zwischen den Sprühdüsen und dem Untergrund zu gering, kann es vorkommen, dass keine Überschneidung der Sprühprofile stattfindet und somit Bereiche den Untergrunds oder von Pflanzen nicht von dem Medium besprüht werden. Ist dagegen der Abstand zwischen den Sprühdüsen und dem Untergrund zu groß, so entsteht ein relativ großer bzw. breiter Überschneidungsbereich, was beispielsweise zu Fehldosierungen bzw. zu Überdosierungen des Mediums führen kann.It is also known that a uniform or desired discharge of the medium can only take place if a certain distance is set between the spray nozzles and the substrate to be sprayed. This is particularly related to the spray nozzles having a triangular cross-section across the direction of travel, as these have overlapping areas, depending on the distance from the surface to be sprayed, in which the spray medium from two adjacent spray nozzles hits the ground. If the distance between the spray nozzles and the ground is too small, it can happen that the spray profiles do not overlap and thus areas of the ground or of plants are not sprayed by the medium. If, on the other hand, the distance between the spray nozzles and the subsurface is too great, a relatively large or broad overlap area arises, which can lead, for example, to incorrect dosing or to overdosing of the medium.

Zur Höhenverstellung der Sprühdüsen ist es in der bekannten Schrift vorgesehen, dass entweder die Trägereinrichtung in Form eines Spritzgestänges insgesamt oder aber Abschnitte der Trägereinrichtung bzw. des Spritzgestänges höhenverstellbar angeordnet sind. Somit werden beim Stand der Technik gleichzeitig mehrere Sprühdüsen auf ein und demselben Höhenabstand in Bezug zum Untergrund eingestellt, da aus Gründen des konstruktiven Aufwands nicht für jeden Abschnitt der Trägereinrichtung, an dem eine Sprühdüse angeordnet ist, eine separate Höhenverstellung der Trägereinrichtung vorgesehen ist. Auch ist dadurch, dass die mit den Spritzdüsen versehenen Abschnitte der Trägereinrichtung selbst in der Höhe mit verstellt werden, ein relativ großer Kraft- bzw. Energieaufwand erforderlich, da relativ große Massen zu bewegen sind.In order to adjust the height of the spray nozzles, it is provided in the known document that either the carrier device in the form of a spray boom as a whole or sections of the carrier device or the spray boom are height-adjustable. Thus, in the prior art, several spray nozzles are simultaneously set at one and the same height distance in relation to the ground since, for reasons of structural complexity, a separate height adjustment of the carrier device is not provided for each section of the carrier device on which a spray nozzle is arranged. Also, because the sections of the carrier device provided with the spray nozzles are also adjusted in height, a relatively large amount of force or energy is required, since relatively large masses have to be moved.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Dosieren von sprühfähigen Medien, insbesondere auf landwirtschaftlich nutzbare Flächen, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass sie eine optimierte Verteilung der Medien auf die zu besprühende Fläche ermöglicht. Insbesondere ermöglicht es die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie nachfolgend noch näher erläutert, unterschiedliche Sprühverfahren anzuwenden, die in Abhängigkeit des verwendeten Sprühmediums bzw. Untergrunds eine Optimierung des Sprühergebnisses ermöglicht.The device according to the invention for dosing sprayable media, in particular on agriculturally usable areas, with the features of claim 1 has the advantage that it enables an optimized distribution of the media on the area to be sprayed. In particular, as will be explained in more detail below, the device according to the invention makes it possible to use different spraying methods which enable the spraying result to be optimized depending on the spraying medium or substrate used.

Hierzu schlägt es die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor, die Vorrichtung derart auszubilden, dass nicht Abschnitte der Trägereinrichtung mit daran angeordneten Sprühdüsen höhenverstellbar sind, sondern jede einzelne, an der Trägereinrichtung angeordnete bzw. befestigte Sprüheinrichtung durch eine Abstandsänderung zur Trägereinrichtung und somit auch zum Untergrund individuell höhenverstellbar ist. Dadurch wird eine Optimierung des Höhenabstands zwischen den einzelnen Sprühdüsen der Sprüheinrichtung zu dem zu besprühenden Untergrund ermöglicht, was auch bei relativ unregelmäßigen Höhenprofilen des Untergrunds quer zur Fahrtrichtung der Trägereinrichtung eine optimale Anpassung an den vorhandenen Untergrund bzw. dem Pflanzenbewuchs ermöglicht.To this end, the invention with the features of claim 1 proposes to design the device in such a way that sections of the carrier device with spray nozzles arranged thereon are not height-adjustable, but each individual spray device arranged or attached to the carrier device by changing the distance to the carrier device and thus also is individually height adjustable to the ground. This enables the height distance between the individual spray nozzles of the spray device to be optimized to the substrate to be sprayed, which enables optimal adaptation to the existing substrate or vegetation even with relatively irregular height profiles of the substrate transversely to the direction of travel of the carrier device.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Dosieren von sprühfähigen Medien, insbesondere auf landwirtschaftlich nutzbare Flächen, sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous developments of the device according to the invention for dosing sprayable media, in particular on agriculturally usable areas, are listed in the subclaims.

In einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Vorrichtung sind mehrere Abstandssensoren vorgesehen, die dazu ausgebildet sind, ein Höhenprofil des unter der Trägereinrichtung befindlichen Untergrunds bzw. der Biomasse quer zur Fahrtrichtung der Trägereinrichtung zu erfassen. Je größer die Anzahl der Abstandssensoren, desto detaillierter bzw. genauer kann ein unter der Trägereinrichtung befindlicher Untergrund erfasst werden und somit auch der Abstand der Sprühdüsen an den unterhalb der Sprühdüsen angeordneten Untergrund angepasst werden. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass jeder Sprühdüse ein den Bereich unterhalb der Sprühdüse erfassender Abstandssensor zugeordnet ist.In a preferred structural embodiment of the device, a plurality of distance sensors are provided which are designed to measure a height profile of the subsoil or the biomass located under the carrier device transversely to the Detect the direction of travel of the carrier device. The greater the number of distance sensors, the more detailed or more precisely a subsurface located under the carrier device can be detected and thus the spacing of the spray nozzles can also be adapted to the subsurface arranged below the spray nozzles. In particular, it can be provided that each spray nozzle is assigned a distance sensor that detects the area below the spray nozzle.

Um einerseits die Masse der zu bewegenden Sprühdüsen bzw. damit unmittelbar verbundenen Elemente so gering als möglich zu halten, und um andererseits unabhängig von der genauen Höhenposition der Sprühdüse an der Trägereinrichtung eine Versorgung der Sprühdüse mit dem auszubringenden Medium zu gewährleisten, sieht es eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung vor, dass die Sprühdüsen mittels flexiblen Fluidleitungen mit wenigstens einem Vorratsbehälter für die Medien verbunden sind, und dass die Sprühdüsen mittels jeweils eines vorzugsweise elektromotorisch betriebenen, an der Trägereinrichtung befestigten Verstellantriebs verstellbar sind. Dadurch, dass jede Sprühdüse individuell höhenverstellbar ist, genügt für die Verstellung der jeweiligen Sprühdüse ein relativ einfacher bzw. relativ geringe Verstellkräfte erzeugender Antrieb. Insbesondere ist dabei an Elektromotoren gedacht, die einerseits relativ preiswert sind, und andererseits eine relativ geringe Masse aufweisen. Demgegenüber weisen hydraulische bzw. pneumatische Verstellantriebe oftmals den Nachteil eines relativ hohen Aufwands zur Bereitstellung des für den Antrieb erforderlichen Fluides bzw. Mediums auf. Dies hat zur Folge, dass die Gesamtkosten für den Verstellantrieb mittels Elektromotoren in der Regel geringer sind als die Gesamtkosten eines Verstellantriebs für die Sprühdüsen mittels eines pneumatischen bzw. hydraulischen Antriebs, bei gleichzeitig insgesamt gesehen typischerweise eines geringeren Gesamtgewichts des elektrischen Verstellantriebs.On the one hand, to keep the mass of the spray nozzles to be moved or the elements directly connected to them as low as possible, and on the other hand to ensure that the spray nozzle is supplied with the medium to be applied regardless of the exact height position of the spray nozzle on the carrier device, it provides an advantageous embodiment The device provides that the spray nozzles are connected to at least one storage container for the media by means of flexible fluid lines, and that the spray nozzles are adjustable by means of an adjustment drive which is preferably operated by an electric motor and attached to the carrier device. Because each spray nozzle is individually adjustable in height, a drive generating relatively simple or relatively low adjusting forces is sufficient for adjusting the respective spray nozzle. In particular, electric motors are thought of, which on the one hand are relatively inexpensive and on the other hand have a relatively low mass. In contrast, hydraulic or pneumatic adjustment drives often have the disadvantage of a relatively high outlay on providing the fluid or medium required for the drive. As a result, the total costs for the adjustment drive by means of electric motors are generally lower than the total costs of an adjustment drive for the spray nozzles by means of a pneumatic or hydraulic drive, while at the same time typically a lower total weight of the electric adjustment drive.

Beim Überfahren des Untergrunds beispielsweise mittels eines Traktors, an dem die Trägereinrichtung befestigt ist, treten typischerweise bei unebenen Untergründen Schwankungen auf, die sich in einem Hin- und Herpendeln der Trägereinrichtung um eine in Fahrtrichtung orientierte Längsachse der Trägereinrichtung äußern. Dieses Hin- und Herpendeln der Trägereinrichtung geht einher mit einem sich verändernden Abstand der Sprühdüsen zum Untergrund. Um derartige Einflüsse zu minimieren bzw. auszugleichen, ist es von Vorteil, wenn die Trägereinrichtung mit einer Dämpfungseinrichtung gekoppelt ist, dazu ausgebildet ist, Schwingungen der Trägereinrichtung um eine parallel zur Fahrtrichtung verlaufende Achse der Trägereinrichtung zu dämpfen.When driving over the ground, for example by means of a tractor to which the carrier device is attached, fluctuations typically occur on uneven surfaces, which are expressed in the carrier device oscillating back and forth about a longitudinal axis of the carrier device oriented in the direction of travel. This swinging back and forth of the carrier device is accompanied by a changing distance between the spray nozzles and the ground. In order to minimize or compensate for such influences, it is advantageous if the carrier device is coupled to a damping device and is designed to dampen vibrations of the carrier device about an axis of the carrier device running parallel to the direction of travel.

Aus Vereinfachungsgründen hinsichtlich des Aufwands der Vorrichtung sowie aus Gründen einer möglichst einfachen Ansteuerung der Höhenverstellung der Sprühdüsen ist es darüber hinaus von Vorteil, wenn die Sprühdüsen in gleichen Abständen zueinander an der Trägereinrichtung angeordnet sind, und wenn die Sprühdüsen identisch ausgebildet sind. Letzteres Merkmal hat insbesondere den Vorteil eines einfachen Austauschs bzw. einer einfachen Reparatur einer derartigen Sprühdüse, da typischerweise nur eine einzige Sprühdüse zu einem bestimmten Zeitpunkt defekt ist und somit nicht individuelle Sprühdüsen bevorratet werden müssen, um diese austauschen zu können.For reasons of simplification with regard to the complexity of the device and for reasons of the simplest possible control of the height adjustment of the spray nozzles, it is also advantageous if the spray nozzles are arranged at the same distance from one another on the carrier device, and if the spray nozzles are identical. The latter feature has the particular advantage of simple replacement or repair of such a spray nozzle, since typically only a single spray nozzle is defective at a certain point in time and therefore individual spray nozzles do not have to be stored in order to be able to replace them.

Weiterhin umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zum Dosieren von sprühfähigen Medien, insbesondere auf landwirtschaftlich nutzbare Flächen, mittels einer soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass in Abhängigkeit des von den Abstandssensoren erfassten Abstands die Mittel bzw. Verstellantriebe für die Sprühdüsen von einer Steuereinrichtung so angesteuert werden, dass jede Sprühdüse einen von der Steuereinrichtung mittels eines Algorithmus ermittelten Höhenabstand zur Trägereinrichtung aufweist.Furthermore, the invention also comprises a method for metering sprayable media, in particular onto agriculturally usable areas, by means of a device according to the invention as described so far. The method according to the invention is characterized in that, depending on the distance detected by the distance sensors, the means or adjustment drives for the spray nozzles are controlled by a control device in such a way that each spray nozzle has a height distance from the carrier device determined by the control device using an algorithm.

Es kann vorgesehen sein, dass der Höhenabstand der Sprühdüsen unter Berücksichtigung eines mittleren Abstands zwischen den Sprühdüsen und dem Untergrund und/oder einer auf dem Untergrund vorhandenen Biomasse über das entlang der Sprühdüse mittels der Abstandssensoren erfassten Höhenprofils erfolgt. Das erfasste Höhenprofil wird dabei in (gleiche) Soll-Höheneinstellungen für die einzelnen Sprühdüsen umgerechnet, so dass die Sprühdüsen jeweils den gleichen Abstand zum besprühenden Untergrund aufweisen, wobei die aktuelle Auslegerposition bzw. die Position der Sprühdüse an der Trägereinrichtung miteinbezogen wird. Bei diesem Verfahren ist sichergestellt, dass eine durchschnittliche Konzentration des Mediums auf dem Untergrund erzielt wird. Es kann jedoch insbesondere bei Erhebungen des Untergrunds zwischen zwei benachbarten Sprühdüsen zu einer unzureichenden Überlappung an dieser Stelle, d.h. zu einer Unterdosierung kommen.It can be provided that the height distance of the spray nozzles takes into account an average distance between the spray nozzles and the subsurface and / or a biomass present on the subsurface via the height profile detected along the spray nozzle by means of the distance sensors. The recorded height profile is converted into (equal) target height settings for the individual spray nozzles, so that the spray nozzles each have the same distance from the substrate to be sprayed, with the current boom position or the position of the spray nozzle on the carrier device being included. This procedure ensures that an average concentration of the medium is achieved on the substrate. However, especially with bumps in the subsurface between two adjacent spray nozzles, there may be insufficient overlap at this point, i.e. underdosing.

Vor diesem Hintergrund schlägt es eine Weiterbildung des Verfahrens vor, dass der Höhenabstand der Sprühdüsen so eingestellt wird, dass der der Höhenabstand der Sprühdüsen so eingestellt wird, dass zwischen mehreren benachbart angeordneten Sprühdüsen stets Überlappungsbereiche der Sprühprofile zwischen zwei benachbart angeordneten Sprühdüsen erzeugt werden. Dieses Verfahren stellt sicher, dass der Untergrund vollständig von dem Medium besprüht wird bzw. keine Lücken am Untergrund entstehen, in denen kein Medium auftrifft. Es werden jedoch lokale Übermengen bzw. Überdosierungen erlaubt.Against this background, a further development of the method proposes that the height spacing of the spray nozzles is set in such a way that the height spacing of the spray nozzles is set so that between several adjacent spray nozzles, overlapping areas of the spray profiles between two adjacent spray nozzles are always generated. This method ensures that the substrate is completely sprayed by the medium and that there are no gaps in the substrate in which no medium hits. It however, local excess quantities or overdosing are allowed.

Alternativ hierzu kann es zur Vermeidung von Übermengen unter Zulassung von lokal auftretenden Mindermengen vorgesehen sein, dass der der Höhenabstand der Sprühdüsen so eingestellt wird, dass bei drei benachbart angeordneten Sprühdüsen zwischen einer mittleren Sprühdüse und der einen seitlich angeordneten Sprühdüse ein Gebiet ohne Überlappung der Sprühprofile, und zwischen der mittleren Sprühdüse und der anderen seitlich angeordneten Sprühdüse ein Überlappungsbereich der Sprühprofile erzeugt wird.As an alternative to this, in order to avoid excess quantities while allowing locally occurring shortages, the height spacing of the spray nozzles is set in such a way that, with three adjacent spray nozzles, an area without overlapping of the spray profiles between a central spray nozzle and the one laterally arranged spray nozzle, and an overlap area of the spray profiles is generated between the central spray nozzle and the other laterally arranged spray nozzle.

Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens zur Sicherstellung einer möglichst gleichmäßigen Verteilung des Mediums, insbesondere bei der Verwendung von Dünger, sieht vor, dass die individuelle Höhenanpassung jeder Sprühdüse derart erfolgt, dass die Überlappungsbereiche der Sprühprofile zweier jeweils benachbarter Sprühdüsen im Bereich des Untergrunds bzw. der Biomasse zumindest nahezu lückenfrei aneinander anschließen. Dieses Verfahren zielt darauf ab, eine Mittelwertbildung der Überlappung der einzelnen Sprühdüsen zu generieren und einen Variationskoeffizient, beispielsweise entsprechend ISO 5683-3 , zu bestimmen. Der Variationskoeffizient beschreibt dabei die Stärke der Abweichung vom Mittelwert. Iterativ wird nun die Höhe der einzelnen Sprühdüse solange variiert, bis der Variationskoeffizient sein Minimum annimmt. Dies stellt sicher, dass die homogenste Verteilung des Düngers auf dem Feld erzielt wird.Another embodiment of the method to ensure the most uniform possible distribution of the medium, especially when using fertilizer, provides that the individual height adjustment of each spray nozzle takes place in such a way that the overlap areas of the spray profiles of two adjacent spray nozzles are in the area of the subsoil or the biomass connect to each other at least almost without gaps. The aim of this method is to generate an average value for the overlap of the individual spray nozzles and a coefficient of variation, for example accordingly ISO 5683-3 to determine. The coefficient of variation describes the strength of the deviation from the mean. The height of the individual spray nozzle is then varied iteratively until the coefficient of variation assumes its minimum. This ensures that the most homogeneous distribution of the fertilizer on the field is achieved.

Die soweit beschriebenen Verfahren haben grundsätzlich die Problematik, dass bei einer abrupten Änderung des Untergrunds in Fahrtrichtung die Anpassung der Höhe der Sprühdüsen eventuell nicht im gewünschten Zeitfenster bzw. schnell genug erfolgen kann. Vor diesem Hintergrund schlägt es, unabhängig von dem jeweiligen Verfahren, eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass anhand einer 3D-Geländeanalyse einer zu besprühenden Fläche eine individuelle Höhenanpassung der Sprühdüsen unter Berücksichtigung eines sich (zukünftig) einstellenden neuen Abstands zwischen den Sprühdüsen und dem Untergrund und/oder einer auf dem Untergrund vorhandenen Biomasse erfolgt, derart, dass eine relativ geringe Verstellgeschwindigkeit der Sprühdüsen stattfindende Bewegung erforderlich ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass eine zusätzliche Zukunftsprofilinformation des Untergrunds dazu genutzt wird, um „weiche“ und rechtzeitige bzw. vorauseilende Höheneinstellungen der Sprühdüsen zu finden, welche mit den Verstellantriebe für die Sprühdüsen realisierbar sind, sodass der Gesamtfehler der Dosierung über die betrachtende Dauer minimiert wird.The methods described so far generally have the problem that, in the event of an abrupt change in the ground in the direction of travel, the height of the spray nozzles may not be able to be adjusted in the desired time window or quickly enough. Against this background, regardless of the respective method, a further preferred embodiment of the invention proposes that, based on a 3D terrain analysis of an area to be sprayed, an individual height adjustment of the spray nozzles taking into account a (future) setting new distance between the spray nozzles and the Ground and / or a biomass present on the ground takes place in such a way that a relatively low adjustment speed of the spray nozzles is required. In other words, this means that additional future profile information of the subsurface is used to find "soft" and timely or advanced height settings of the spray nozzles, which can be implemented with the adjustment drives for the spray nozzles, so that the total error of the dosage over the observing Duration is minimized.

In diesem Zusammenhang wird ergänzt, dass bei Kurvenfahrten sowie beim (horizontalen) Vor- oder Rückschwenken der Auslegerarme die Informationen aus der 3D-Geländeanalyse dazu genutzt werden kann, eine erwartete Geschwindigkeit über dem Boden (auch rückwärts über das Höhenprofil hinweg) zu berechnen, um die Verteilungshomogenität durch eine Höhenvariation der Sprühdüsen weiter zu optimieren. Insbesondere kann bei einer langsamen Rückwärtsbewegung einzelner Sprühdüsen über dem Untergrund bei Kurvenfahrten (der Sprühdüsen auf der Innenseite der Kurvenfahrt) genutzt werden, um etwa Kontursprüngen des Untergrunds zu folgen, die zuvor für die Mechanik der Sprühdüsen „zu schnell waren“ bzw. nicht optimal in eine entsprechende Höhenanpassung umgesetzt werden konnten.In this context, it is added that when cornering and when pivoting the boom arms (horizontally) forwards or backwards, the information from the 3D terrain analysis can be used to calculate an expected speed above the ground (also backwards across the height profile) in order to to further optimize the homogeneity of distribution by varying the height of the spray nozzles. In particular, with a slow backward movement of individual spray nozzles over the ground when cornering (the spray nozzles on the inside of the cornering) can be used to follow contour jumps in the ground that were previously "too fast" or not optimally for the mechanics of the spray nozzles a corresponding height adjustment could be implemented.

Zuletzt ist es bei einer weiteren, ebenfalls unabhängig vom jeweiligen Verfahren vorgeschlagenen Variante sinnvoll, den Höhenabstand der Sprühdüsen unter Berücksichtigung einer Höhenschwankung der Trägereinrichtung um eine Längsachse der Trägereinrichtung in Fahrtrichtung der Trägereinrichtung einzustellen.Finally, in a further variant, also proposed independently of the respective method, it makes sense to adjust the height spacing of the spray nozzles taking into account a height fluctuation of the carrier device about a longitudinal axis of the carrier device in the direction of travel of the carrier device.

Die soweit beschriebenen Verfahren können nicht nur als Steuerungsverfahren zur Höheneinstellung der Sprühdüsen angewandt werden, sondern auch im Sinne einer Regelung, derart, dass anhand einer Sensorik die aktuelle Position der Sprühdüsen ermittelt und evtl. Korrekturen vorgenommen werden können. Darüber hinaus wird erwähnt, dass die Einstellung der Position der einzelnen Sprühdüsen in der Regel von einer zentralen Steuereinrichtung übernommen wird. Alternativ ist es jedoch auch denkbar, dezentral von einem oder mehreren Rechnern bzw. Steuereinrichtungen derartige Höheneinstellungen der Sprühdüsen vorzunehmen.The methods described so far can be used not only as a control method for adjusting the height of the spray nozzles, but also in the sense of a regulation in such a way that the current position of the spray nozzles can be determined using a sensor system and, if necessary, corrections can be made. In addition, it is mentioned that the setting of the position of the individual spray nozzles is usually taken over by a central control device. Alternatively, however, it is also conceivable to carry out such height adjustments of the spray nozzles in a decentralized manner by one or more computers or control devices.

Weiterhin wird erwähnt, dass es auch denkbar ist, an der Trägereinrichtung Sprühdüsen mit unterschiedlichen Charakteristika einzusetzen. Die beschriebenen Verfahren zur Einstellung der Höhe der Sprühdüsen können daher von der Steuereinrichtung auch dazu benutzt werden, von dieser automatisch während der Fahrt die jeweils passende Sprühdüse auszusuchen bzw. anzusteuern. Dadurch können so Sprühdüsen jeweils gleicher Charakteristika, aber anderer Querauffächerungswinkel verwendet werden, um die effektive Operationshöhe der Sprühdüsen zu erhöhen. So kann in zu großer Höhe der Sprühdüsen über dem Untergrund, die von der Steuereinrichtung bzw. der Höheneinstellung der Sprühdüsen nicht mehr korrigierbar ist, zu einer Sprühdüse mit einem engeren Sprühfächer gewechselt werden, um die Höhenregulierung für optimale Querüberlappung und Bodenverteilung weiterhin zu ermöglichen. Analog kann bei einer zu geringen Höhe der Sprühdüse zu einer ähnlichen Düse mit größerem Sprühwinkel gewechselt werden, und somit eine erneut optimale Querüberlappung und Bodenverteilung des Mediums sichergestellt werden.It is also mentioned that it is also conceivable to use spray nozzles with different characteristics on the carrier device. The described methods for setting the height of the spray nozzles can therefore also be used by the control device to automatically select or control the respectively appropriate spray nozzle while driving. As a result, spray nozzles with the same characteristics, but different transverse fan-out angles, can be used in order to increase the effective operating height of the spray nozzles. For example, if the spray nozzles are too high above the ground, which can no longer be corrected by the control device or the height adjustment of the spray nozzles, they can be changed to a spray nozzle with a narrower spray fan in order to continue to enable height regulation for optimal cross-overlapping and floor distribution. Similarly, if the height of the spray nozzle is too low, a similar nozzle with a larger Spray angle can be changed, and thus a renewed optimal cross-overlap and soil distribution of the medium are ensured.

Weiterhin wird erwähnt, dass die soweit beschriebenen Verfahren nicht nur im Fall flächiger Ausbringung der Medien anwendbar sind, sondern auch für eine selektive Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln oder Dünger bei gleichzeitiger Aktivität mehrerer benachbarter Sprühdüsen. Gleichzeitig ist es möglich, bei Einsatz einer Pulsweitenmodulation an den Sprühdüsen diese Verfahren auch in Fahrtrichtung zur Sicherstellung einer exakten Überlappung einzusetzen.It is also mentioned that the methods described so far can be used not only in the case of flat application of the media, but also for the selective application of pesticides or fertilizers with simultaneous activity of several adjacent spray nozzles. At the same time, when using pulse width modulation on the spray nozzles, this method can also be used in the direction of travel to ensure an exact overlap.

Bei einem aktiven System zur Anpassung der Höhe der Trägereinrichtung, insbesondere im Zusammenhang mit einer Höhenschwankung der Trägereinrichtung um eine Längsachse in Fahrtrichtung der Trägereinrichtung, kann es vorgesehen sein, aktive Systeme zur Höhenanpassung dazu zu verwenden, die Höhe der Trägereinrichtung so anzupassen, dass die Durchschnittshöhe der Sprühdüsen über dem Untergrund dem Optimalabstand entspricht, und die Einzelhöhenansteuerung an jeder Sprühdüse dazu eingesetzt wird, um die weiterhin vorhandenen Unebenheiten des Untergrunds bzw. der Biomasse auszugleichen. Dieses Verfahren hat insbesondere den Vorteil, dass Änderungen der Höheneinstellung der Sprühdüsen sowohl über die Höheneinstellung der Trägereinrichtung, als auch über die Höheneinstellung der Sprühdüsen an der Trägereinrichtung erfolgen können, sodass eine mittlere Reaktionszeit verringert bzw. die Verstellgeschwindigkeit erhöht wird.In an active system for adjusting the height of the carrier device, in particular in connection with a height fluctuation of the carrier device about a longitudinal axis in the direction of travel of the carrier device, it can be provided to use active systems for height adjustment to adjust the height of the carrier device so that the average height of the spray nozzles above the subsurface corresponds to the optimum distance, and the individual height control on each spray nozzle is used to compensate for the unevenness of the subsoil or the biomass that still remains. This method has the particular advantage that changes in the height setting of the spray nozzles can be made both via the height setting of the carrier device and via the height setting of the spray nozzles on the carrier device, so that an average response time is reduced or the adjustment speed is increased.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments and with reference to the drawings.

FigurenlisteFigure list

1 shows a side view of an agricultural tractor with a trailer and a carrier device arranged on it for applying a plant protection agent,
2 the arrangement according to 1 in a rear view,
3 a representation to illustrate the individual height adjustment of spray nozzles on the carrier device,
4th a distribution of a by means of the spray nozzles according to 3 distributed medium on the ground,
5 to 7th further representations of spray nozzles and their spray profiles to illustrate further methods of height adjustment of the spray nozzles and
8th a partially sectioned side view of a height-adjustable spray nozzle arranged on the carrier device.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same elements or elements with the same function are provided with the same reference numbers in the figures.

In der 1 ist ein landwirtschaftliches Zugfahrzeug 10 in Form eines Traktors dargestellt, an das ein Anhänger 12 mit wenigstens einem Tank 14 zur Aufnahme eines sprühfähigen Mediums 1 angekoppelt ist. Bei dem Medium 1 kann es sich insbesondere um ein Pflanzenschutzmittel oder um einen Dünger handeln.In the 1 is an agricultural towing vehicle 10 shown in the form of a tractor to which a trailer 12 with at least one tank 14th for taking up a sprayable medium 1 is coupled. With the medium 1 in particular, it can be a plant protection product or a fertilizer.

Das Zugfahrzeug 10 und der Anhänger 12 bewegen sich im Bereich einer mit einer Biomasse in Form von Pflanzen 5 versehenen landwirtschaftlich nutzbaren Fläche 6, um die Pflanzen 5 mit dem Medium 1 zu besprühen. Dabei bewegen sich das Zugfahrzeug 10 und der Anhänger 12 entlang eines Fahrweges in einer Fahrtrichtung FR, sodass alle Pflanzen 5 innerhalb der Fläche 6 mit dem Medium 1 in Kontakt gebracht werden können. Hierzu ist es insbesondere erforderlich, dass das Zugfahrzeug 10 bzw. der Anhänger 12 die Fläche 6 ggf. in parallel zueinander angeordneten Fahrwegen nach und nach überquert.The towing vehicle 10 and the trailer 12 move in the area of one with a biomass in the form of plants 5 provided agriculturally usable area 6th to the plants 5 with the medium 1 to spray. The towing vehicle is moving 10 and the trailer 12 along a driveway in one direction of travel FR so that all plants 5 within the area 6th with the medium 1 can be brought into contact. For this, it is particularly necessary that the towing vehicle 10 or the trailer 12 the area 6th if necessary, gradually crossed in parallel paths.

Bei dem Medium 1 handelt es sich, wie bereits erwähnt, um ein flüssiges, in Form eines Nebels und/oder Tröpfchen zerstäubbares Medium 1 bzw. um eine Mischung aus verschiedenen Medien 1. Das Medium 1 kann der Unkraut- und/oder der Schädlingsbekämpfung und/oder der Vermeidung bzw. Beseitigung von Pflanzenkrankheiten und/oder der Düngung der Pflanzen 5 dienen. Bei den Pflanzen 5 handelt es sich vorzugsweise, jedoch nicht einschränkend, um Nutzpflanzen.With the medium 1 As already mentioned, it is a liquid medium which can be atomized in the form of a mist and / or droplets 1 or a mixture of different media 1 . The medium 1 can be the weed and / or pest control and / or the avoidance or elimination of plant diseases and / or the fertilization of the plants 5 to serve. With the plants 5 it is preferably, but not by way of limitation, useful plants.

Zum Ausbringen des Mediums 1 ist an der Rückseite des Anhängers 12 eine Dosiervorrichtung 15 vorgesehen. Die Dosiervorrichtung 15 umfasst eine beispielhaft aus Stabelementen ausgebildete Trägereinrichtung 16, die sich quer zur Fahrtrichtung FR des Zugfahrzeugs 10 bzw. des Anhängers 12 erstreckt, d.h. im Wesentlichen senkrecht zur Zeichenebene der 1 bzw. parallel zur Zeichenebene der 2. Die Länge der Trägereinrichtung 16 quer zur Fahrtrichtung FR kann dabei beispielsweise bis zu 40m betragen, wobei die Trägereinrichtung 16 dann vorzugsweise über nicht dargestellte Gelenke o.ä. klappbar ausgebildet ist. Die Dosiervorrichtung 15 umfasst eine Vielzahl von quer zur Fahrtrichtung FR an der Trägereinrichtung 16 angeordneter Sprühdüsen 18. Die Sprühdüsen 18 sind vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen a zueinander angeordnet und identisch ausgebildet.For discharging the medium 1 is at the back of the trailer 12 a dosing device 15th intended. The dosing device 15th comprises a carrier device formed by way of example from rod elements 16 that are perpendicular to the direction of travel FR of the towing vehicle 10 or the trailer 12 extends, ie substantially perpendicular to the plane of the drawing 1 or parallel to the plane of the drawing 2 . The length of the carrier device 16 across the direction of travel FR can be up to 40m, for example, the carrier device 16 is then preferably designed to be foldable via joints or the like, not shown. The dosing device 15th includes a variety of transverse to the direction of travel FR on the carrier device 16 arranged Spray nozzles 18th . The spray nozzles 18th are preferably arranged at regular intervals a from one another and designed to be identical.

Ergänzend wird erwähnt, dass es auch denkbar ist, an der Trägereinrichtung 16 neben den Sprühdüsen 18 eine Anzahl von modifizierten bzw. andere Sprühcharakteristika und/oder Sprühprofile aufweisende Sprühdüsen einzusetzen, die dann anstelle der Sprühdüsen 18 betätigt bzw. angesteuert werden können.In addition, it is mentioned that it is also conceivable on the carrier device 16 next to the spray nozzles 18th use a number of modified or different spray characteristics and / or spray profiles exhibiting spray nozzles, which then instead of the spray nozzles 18th can be operated or controlled.

Wesentlich ist, dass jede Sprühdüse 18 an der Trägereinrichtung 16 individuell höhenverstellbar angeordnet ist, d.h., beispielsweise zu einer unteren Begrenzung 19 der Trägereinrichtung 16 einen unterschiedlichen Höhenabstand h aufweisen kann (3).It is essential that every spray nozzle 18th on the carrier device 16 Is arranged individually adjustable in height, ie, for example to a lower limit 19th the carrier device 16 can have a different height distance h ( 3 ).

Weiterhin sind im Bereich der Trägereinrichtung 16 mehrere Abstandssensoren 20 angeordnet. Bei den Abstandssensoren 20 handelt es sich beispielsweise um Ultraschallsensoren, die dazu ausgebildet sind, bei auf dem Untergrund 7 befindlichen Pflanzen 5 (bzw. einer sonstigen Biomasse) den Abstand x der Pflanzen 5 bzw. eines Pflanzendachs 8 zu den Abstandssensoren 20 zu ermitteln. Sind keine Pflanzen 5 bzw. ist keine Biomasse vorhanden, so wird der Abstand x zum Untergrund 7 mittels der Abstandssensoren 20 ermittelt. Wichtig ist auch, dass die Abstandssensoren 20 derart angeordnet bzw. ausgerichtet sind, dass diese den Untergrund 7 bzw. das Pflanzendach 8 erfassen, bevor die Sprühdüsen 18 den entsprechenden Bereich überfahren. Dies ist entsprechend der 1 beispielhaft dadurch gelöst, dass die Abstandssensoren 20 in Fahrtrichtung FR betrachtet in einer Distanz vor den Sprühdüsen 18 angeordnet sind.Furthermore are in the area of the carrier device 16 several distance sensors 20th arranged. With the distance sensors 20th it is for example ultrasonic sensors that are designed to be on the ground 7th plants located 5 (or another biomass) the distance x between the plants 5 or a plant roof 8th to the distance sensors 20th to determine. Are not plants 5 or if there is no biomass, the distance x to the subsurface becomes 7th by means of the distance sensors 20th determined. It is also important that the distance sensors 20th are arranged or aligned in such a way that they meet the ground 7th or the plant roof 8th capture before the spray nozzles 18th drive over the corresponding area. This is according to the 1 solved by way of example that the distance sensors 20th in the direction of travel FR viewed at a distance in front of the spray nozzles 18th are arranged.

Vorzugsweise ist jeder der Sprühdüsen 18 ein separater Abstandssensor 20 zugeordnet. Dieser ist vorzugsweise derart an der Trägereinrichtung 16 angeordnet, dass mittels des entsprechenden Abstandssensors 20 der Abstand x zum Untergrund 7 bzw. zum Pflanzendach 8 erfasst werden kann. Die von den Abstandssensoren 20 ermittelten Abstände x werden einer Steuereinrichtung 25 über Leitungen 21 als Eingangsgröße zugeführt. In der Steuereinrichtung 25 ist wenigstens ein Algorithmus 26 vorgesehen, der in Abhängigkeit beispielsweise des Mediums 1, der Pflanzen 5 oder sonstigen Bedingungen eine individuelle Höhenanpassung der Sprühdüsen 18 an der Trägereinrichtung 16 in Kenntnis der Ist-Position der Sprühdüsen 18 ermöglicht. Hierzu ist die Steuereinrichtung 25 dazu ausgebildet, zumindest mittelbar einen jeder Sprühdüse 18 zugeordneten Verstellantrieb 30 über eine Leitung 28 anzusteuern.Preferably each of the spray nozzles is 18th a separate distance sensor 20th assigned. This is preferably such on the carrier device 16 arranged that by means of the corresponding distance sensor 20th the distance x to the ground 7th or to the plant roof 8th can be captured. The ones from the distance sensors 20th determined distances x are a control device 25th over lines 21st supplied as an input variable. In the control device 25th is at least one algorithm 26th provided, depending for example on the medium 1 , the plants 5 or other conditions an individual height adjustment of the spray nozzles 18th on the carrier device 16 knowing the actual position of the spray nozzles 18th enables. The control device is for this purpose 25th designed to at least indirectly each spray nozzle 18th assigned adjusting drive 30th over a line 28 head for.

In der 8 ist beispielhaft eine mögliche Ausführungsform eines Verstellantriebs 30 für eine Sprühdüse 18 dargestellt. Anhand der 6 ist erkennbar, dass die Sprühdüse 18 mittels einer flexiblen Fluidleitung 32 mit dem in der 6 nicht dargestellten Tank 14 verbunden ist. An der lediglich schematisch dargestellten Trägereinrichtung 16 ist ein Elektromotor 34 angeordnet, der über einen Zahnradmechanismus 35 eine Höhenverstellung einer Zahnradschiene 36 ermöglicht. Die Zahnradschiene 36 ist wiederum mit der Sprühdüse 18 gekoppelt. Mittels des soweit beschriebenen Mechanismus ist eine Veränderung des Höhenabstands h zwischen der Sprühdüse 18 und der unteren Begrenzung 19 der Trägereinrichtung 16 möglich.In the 8th is an example of a possible embodiment of an adjusting drive 30th for a spray nozzle 18th shown. Based on 6th can be seen that the spray nozzle 18th by means of a flexible fluid line 32 with the one in the 6th tank not shown 14th connected is. On the carrier device shown only schematically 16 is an electric motor 34 arranged via a gear mechanism 35 a height adjustment of a gear rail 36 enables. The gear rail 36 is in turn with the spray nozzle 18th coupled. By means of the mechanism described so far, the height distance h between the spray nozzle can be changed 18th and the lower limit 19th the carrier device 16 possible.

Weiterhin ist die Trägereinrichtung 16 mit einer Dämpfungseinrichtung 38 (2) gekoppelt, die dazu ausgebildet ist, beim Überfahren eines unebenen Untergrunds 7 ein Hin- und Herschwingen der Trägereinrichtung 16 um eine in Fahrtrichtung FR verlaufende Längsachse 39 zu dämpfen bzw. zu minimieren, um dadurch den eingestellten Abstand x der einzelnen Sprühdüsen 18 zum Untergrund 7 bzw. zum Pflanzendach 8 möglichst konstant zu halten.Furthermore, the carrier device 16 with a damping device 38 ( 2 ) coupled, which is designed to be used when driving over an uneven surface 7th a swinging back and forth of the carrier device 16 one in the direction of travel FR running longitudinal axis 39 to attenuate or minimize, thereby reducing the set distance x of the individual spray nozzles 18th to the underground 7th or to the plant roof 8th to be kept as constant as possible.

Zuletzt ist auch noch ein Höhenverstellmechanismus 40 vorgesehen, der dazu dient, die Trägereinrichtung 16 insgesamt in ihrer Höhe zum Anhänger 12 zu verstellen, um damit einen Grundabstand der Trägereinrichtung 16 zum Untergrund 7 bzw. zum Pflanzendach 8 einzustellen. Die Ansteuerung des Höhenverstellmechanismus 40 erfolgt ebenfalls von der Steuereinrichtung 25 mittels des Algorithmus 26.Finally there is also a height adjustment mechanism 40 provided, which serves the carrier device 16 total in their height to the trailer 12 to be adjusted in order to provide a basic spacing of the carrier device 16 to the underground 7th or to the plant roof 8th adjust. The control of the height adjustment mechanism 40 is also done by the control device 25th using the algorithm 26th .

In den 3 ist schematisch eine individuelle Höhenanpassung der Sprühdüsen 18 dargestellt. Dabei erzeugen die Sprühdüsen 18 jeweils senkrecht zur Fahrtrichtung FR bzw. in der Zeichenebene der 3 verlaufende, in etwa dreiecksförmige Sprühprofile 42.In the 3 is a schematic of an individual height adjustment of the spray nozzles 18th shown. The spray nozzles generate 18th each perpendicular to the direction of travel FR or in the drawing plane of the 3 running, roughly triangular spray profiles 42 .

Die von den Sprühdüsen 18 erzeugten Sprühprofile 42 zeichnen sich allgemein dadurch aus, dass das Medium 1 von einem zentralen Auslass der Sprühdüsen 18 unter Druck ausgestoßen wird und sich der Querschnitt bzw. die Breite der Sprühprofile 42 in Richtung zum Untergrund 7 bzw. zum Pflanzendach 8 verbreitern. Gleichzeitig sind die ausgestoßenen Tröpfchen bzw. der Sprühnebel des Mediums 1 insbesondere der Schwerkraft sowie Windeinflüssen unterworfen, sodass „in etwa dreiecksförmige“ Sprühprofile 42 die Berücksichtigung aller Einflussgrößen umfassen soll, was insbesondere dazu führt, dass die Randstrahlen der Sprühprofile 42 entsprechend der Darstellung der 5 im Schnitt parabelförmig erscheinen. Dies soll jedoch unter „in etwa dreiecksförmig“ subsummiert sein.The ones from the spray nozzles 18th generated spray profiles 42 are generally characterized by the fact that the medium 1 from a central outlet of the spray nozzles 18th is ejected under pressure and the cross-section or the width of the spray profiles 42 towards the underground 7th or to the plant roof 8th widen. At the same time, the ejected droplets or the spray mist are the medium 1 in particular subjected to gravity and wind influences, so that "roughly triangular" spray profiles 42 should include all influencing variables, which in particular leads to the edge jets of the spray profiles 42 according to the representation of 5 appear parabolic in section. However, this should be subsumed under "roughly triangular".

Ergänzend wird erwähnt, dass die Sprühdüsen 18 auch in bzw. entgegen der Fahrtrichtung FR verkippt sein können. Die Sprühprofile 42 überschneiden sich ab einem bestimmten Abstand von der Trägereinrichtung 16 teilweise, sodass im Bereich des Untergrunds 7 von zwei benachbarten Sprühdüsen 18 jeweils in Überlappungsbereichen 43 Medium 1 von zwei an der Trägereinrichtung 16 benachbart angeordneten Sprühdüsen 18 auf den Untergrund 7 ausgebracht wird.It is also mentioned that the spray nozzles 18th also in or against the direction of travel FR can be tilted. The spray profiles 42 overlap from a certain distance from the carrier device 16 partially, so that in the area of the subsoil 7th from two adjacent spray nozzles 18th in each case in overlapping areas 43 medium 1 of two at the carrier 16 adjacent spray nozzles 18th on the ground 7th is applied.

Anhand der 3 ist weiterhin erkennbar, dass der Untergrund 7 ungleichförmig ist bzw. in einer entlang der Trägereinrichtung 16 verlaufenden Richtung ein unebenes Höhenprofil 44 aufweist. Dieses Höhenprofil 44 ist mit den Abstandssensoren 20 erfassbar und wird mittels des Algorithmus 26 in eine individuelle Höheneinstellung der Sprühdüsen 18 an der Trägereinrichtung 16 umgesetzt, wie dies anhand der 3 anhand der unterschiedlichen Höhenabstände h erkennbar ist. Dabei wird nach einer Mittelwertbildung der unterschiedlichen Höhenabstände h die Überlappung der Sprühprofile 42 überprüft und ein Variationskoeffizient CoV bestimmt. Der Variationskoeffizient CoV kann beispielsweise gemäß oder in Anlehnung an die ISO 5682-3 bestimmt werden und beschreibt die Größe der Abweichung vom Mittelwert. Dies ist in der 4 erkennbar. Iterativ werden nun die Höhenabstände h der einzelnen Sprühdüsen 18 solange variiert, bis der CoV-Wert sein Minimum annimmt. Dies sorgt für die homogenste Verteilung des Mediums 1 auf dem Untergrund 7.Based on 3 it can still be seen that the subsoil 7th is non-uniform or in one along the carrier device 16 running direction an uneven height profile 44 having. This elevation profile 44 is with the distance sensors 20th detectable and is made using the algorithm 26th into an individual height adjustment of the spray nozzles 18th on the carrier device 16 implemented how to do this using the 3 can be seen from the different height distances h. In this case, after averaging the different height distances h, the overlap of the spray profiles is determined 42 checked and a coefficient of variation CoV determined. The coefficient of variation CoV can be determined, for example, in accordance with or based on ISO 5682-3 and describes the size of the deviation from the mean. This is in the 4th recognizable. The height distances h of the individual spray nozzles are now iterative 18th varies until the CoV value reaches its minimum. This ensures the most homogeneous distribution of the medium 1 on the underground 7th .

Die individuelle Höhenanpassung der Sprühdüsen 18 an der Trägereinrichtung 16 hat zur Folge, dass entsprechend der 4 über die Breite B des Untergrunds 7 betrachtet eine zumindest nahezu konstante Menge M des Mediums 1 auf dem Untergrund 7 ausgebracht wird. Ein derartiges Verfahren wird vorzugsweise bei der Verwendung von Dünger als Medium 1 angewandt. Dabei ist auch ersichtlich, dass die Überlappungsbereiche 43 am Untergrund 7 nahezu lückenfrei aneinander anschließen. Dies bedeutet, dass der Untergrund 7 immer von Medium 1 von wenigstens einer Sprühdüse 18, und in den Überlappungsbereich 43 von zwei benachbart angeordneten Sprühdüsen 18, besprüht wird.The individual height adjustment of the spray nozzles 18th on the carrier device 16 has the consequence that according to the 4th across the width B of the substrate 7th considers an at least almost constant amount M of the medium 1 on the underground 7th is applied. Such a method is preferred when using fertilizer as the medium 1 applied. It can also be seen that the areas of overlap 43 on the ground 7th Connect to one another with almost no gaps. This means that the underground 7th always from medium 1 from at least one spray nozzle 18th , and into the overlap area 43 of two adjacent spray nozzles 18th being sprayed.

In der 5 ist ein weiteres Verfahren zur Höheneinstellung von Sprühdüsen 18a bis 18c an der Trägereinrichtung 16 dargestellt. Dabei wird jeweils ein konstanter Abstand x zwischen der Sprühdüse 18a bis 18c zum (unebenen) Untergrund 7 durch unterschiedliche Höheneinstellungen h der Sprühdüse 18a bis 18c zur Trägereinrichtung 16 eingestellt. Beispielhaft wird dabei der Abstand x jeweils lotrecht unter der Sprühdüse 18a bis 18c durch die nicht dargestellten Abstandssensoren 20 erfasst. Man erkennt zwischen den Sprühdüsen 18a und 18b einen ersten Überlappungsbereich 43a und zwischen den Sprühdüse 18b und 18c einen zweiten Überlappungsbereich 43b. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist aufgrund der Topographie des Untergrunds 7 der zweite Überlappungsbereich 43b etwas zu groß.In the 5 is another method of adjusting the height of spray nozzles 18a to 18c on the carrier device 16 shown. There is always a constant distance x between the spray nozzle 18a to 18c to the (uneven) surface 7th through different height settings h of the spray nozzle 18a to 18c to the carrier device 16 set. As an example, the distance x is always perpendicular under the spray nozzle 18a to 18c by the distance sensors, not shown 20th detected. You can see between the spray nozzles 18a and 18b a first overlap area 43a and between the spray nozzle 18b and 18c a second overlap area 43b . In the illustrated embodiment is due to the topography of the ground 7th the second overlap area 43b a little too big.

Das in der 6 dargestellte Verfahren ermöglicht es, bei einem unebenen Untergrund 7, Gebiete mit Mindermengen des Mediums 1 auf dem Untergrund 7 zu vermeiden, es wird jedoch ggf. ein Gebiet mit einer (geringfügigen) Mehrmenge an Medium 1 auf dem Untergrund 7 zugelassen. Zur Erläuterung der gewählten Höheneinstellung der Sprühdüsen 18a bis 18c sind für diese jeweils die Trajektorien 46 bis 48 der Randstrahlen der Sprühprofile 42 bei der gewählten Höheneinstellung dargestellt. Die im dargestellten Ausführungsbeispiel in etwa dreiecksförmig, insbesondere aufgrund der Schwerkraft parabolisch ausgebildeten Trajektorien 46 bis 48 wurden dabei vorab mittels Simulationen ermittelt bzw. können mittels einer (nicht dargestellten) Kamera o.ä. Sensoreinrichtung erfasst und der Steuereinrichtung 25 als Eingangsgröße zugeführt werden. Die Trajektorien 46 bis 48 sind dabei jeweils symmetrisch zu einer Lotsenkrechten 49 an der jeweiligen Sprühdüse 18a bis 18c angeordnet.That in the 6th The method shown allows it to be used on uneven ground 7th , Areas with insufficient quantities of the medium 1 on the underground 7th to be avoided, but it may become an area with a (slightly) excess amount of medium 1 on the underground 7th authorized. To explain the selected height setting of the spray nozzles 18a to 18c are the trajectories for each of these 46 to 48 the edge jets of the spray profiles 42 shown at the selected height setting. The approximately triangular trajectories in the illustrated embodiment, in particular parabolic trajectories due to gravity 46 to 48 were determined in advance by means of simulations or can be detected by means of a camera or similar sensor device (not shown) and the control device 25th are supplied as an input variable. The trajectories 46 to 48 are each symmetrical to a perpendicular 49 at the respective spray nozzle 18a to 18c arranged.

Bei der Höheneinstellung der Sprühdüsen 18a bis 18c mit den Trajektorien 46 bis 48 ergibt sich zwischen den Sprühdüsen 18a und 18b am Untergrund 7 ein in der Größe optimaler Überlappungsbereich 50. Weiterhin wird zwischen den Sprühdüsen 18b und 18c am Untergrund 7 ein mit Blick auf die optimale Dosierung des Mediums 1 etwas zu großer Überlappungsbereich 51 erzeugt. Jedoch sind dadurch insgesamt gesehen Minderdosierungen des Mediums 1 auf dem Untergrund 7 ausgeschlossen. Um die Höheneinstellung der Sprühdüsen 18a bis 18c hierzu zu generieren, wird der Bereich der Mittelsenkrechten 53 und 54 zwischen den beiden Trajektorien 46 und 47 der Sprühdüsen 18a und 18b, sowie der Trajektorien 47 und 48 der beiden Sprühdüsen 18b und 18c betrachtet. Hierbei werden zunächst mittels des Algorithmus 26 in einem ersten Schritt die Höheneinstellungen der Sprühdüsen 18a bis 18c derart berechnet, dass die gestrichelt dargestellten Trajektorien 46a, 47a und 48a jeweils auf den Untergrund 7 im Bereich der Mittelsenkrechten 52 bis 54 auftreffen. Anschließend wird an der entsprechenden Sprühdüse 18a bis 18c diejenige von im Allgenmeinen zwei Höhenposition eingestellt, die zur jeweils höchsten Position über dem Untergrund 7 bzw. in Bezug zur Trägereinrichtung 16 führt.When adjusting the height of the spray nozzles 18a to 18c with the trajectories 46 to 48 arises between the spray nozzles 18a and 18b on the ground 7th an optimal size overlap area 50 . Furthermore, between the spray nozzles 18b and 18c on the ground 7th one with a view to the optimal dosage of the medium 1 overlap area a little too large 51 generated. However, viewed as a whole, this results in lower doses of the medium 1 on the underground 7th locked out. To adjust the height of the spray nozzles 18a to 18c To generate this, the area of the mid-perpendicular is used 53 and 54 between the two trajectories 46 and 47 the spray nozzles 18a and 18b , as well as the trajectories 47 and 48 of the two spray nozzles 18b and 18c considered. First of all, the algorithm 26th In a first step the height settings of the spray nozzles 18a to 18c calculated in such a way that the trajectories shown in dashed lines 46a , 47a and 48a each on the ground 7th in the area of the perpendicular 52 to 54 hit. Then the corresponding spray nozzle is used 18a to 18c that of generally two height positions are set, which are respectively the highest position above the ground 7th or in relation to the carrier device 16 leads.

Das in der 7 dargestellte Verfahren ermöglicht es im Gegensatz zu dem Verfahren gemäß der 6, bei einem unebenen Untergrund 7, Gebiete mit Übermengen des Mediums 1 auf dem Untergrund 7 zu vermeiden, es wird jedoch ggf. ein Gebiet mit einer (geringfügigen) Mindermenge an Medium 1 auf dem Untergrund 7 zugelassen. Das Verfahren verläuft grundsätzlich wie das Verfahren gemäß der 6, nur wird jetzt diejenige Höhenposition der Sprühdüse 18a bis 18c eingestellt, die zur niedrigeren Position über dem Untergrund 7 bzw. in Bezug zur Trägereinrichtung 16 führt. Dies hat zur Folge, dass zwischen den beiden Sprühdüsen 18b und 18c ein Überlappungsbereich 56 entsteht, der zu einer perfekten Dosierung des Mediums 1 führt, während zwischen den beiden Sprühdüsen 18a und 18b ein Gebiet 57 erzeugt wird, in dem keine Überlappung der Sprühprofile 42 bzw. der Trajektorien 46 und 47 erfolgt, sodass dort eine Mindermenge an Medium 1 auf dem Untergrund 7 vorliegt.That in the 7th In contrast to the method according to FIG 6th , on an uneven surface 7th , Areas with excesses of the medium 1 on the underground 7th should be avoided, but it may be an area with a (slightly) shortage of medium 1 on the underground 7th authorized. The procedure is basically the same as the procedure according to 6th , only that height position is now the spray nozzle 18a to 18c set that to the lower position above the ground 7th or in relation to the carrier device 16 leads. This has the consequence that between the two spray nozzles 18b and 18c an overlap area 56 resulting in a perfect dosage of the medium 1 leads while between the two spray nozzles 18a and 18b an area 57 is generated in which no overlap of the spray profiles 42 or the trajectories 46 and 47 takes place, so that there is a shortage of medium 1 on the underground 7th present.

Die soweit beschriebenen Verfahren bzw. die Dosiervorrichtung 15 können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es beispielsweise möglich, die Abstandssensoren 20 in einem größeren horizontalen Abstand in Fahrtrichtung FR betrachtet vor den Sprühdüsen 18 bzw. an der Trägereinrichtung 16 anzuordnen. Dies kann beispielsweise durch eine separate Trägereinrichtung an der Front des Zugfahrzeugs 10 erfolgen. Dadurch ist es möglich, eine 3D-Geländeanaylse zu erstellen, die eine rechtzeitige bzw. vorauseilende Einstellung entweder der Trägereinrichtung 16 mittels des Höhenverstellmechanismus 40 und/oder der Sprühdüsen 18 ermöglicht. Auch kann die 3D-Geländeanalyse beispielsweise auch mittels eines separaten Fahrzeugs, mittels einer Drohne, aufgrund vorhergehender Überfahrten usw. generiert werden. Auch soll die Erfindung nicht auf in etwa dreiecksförmige Sprühprofile 42 beschränkt sein. Vielmehr können diese (im Schnitt) beliebige Formen aufweisen. Wesentlich ist lediglich, dass die Geometrie der Sprühprofile 42 bekannt ist. Auch wird erläutert, dass die Erfindung anhand einer Einfachüberlappung der Randtropfen Sprühprofile 42 erläutert wurde. Die genannten Sachverhalte gelten selbstverständlich auch auf sogenannte Mehrfachüberlappungen, bei denen sich die Randtropfen von mehr als zwei Sprühprofilen 42 bzw. von mehr als zwei Sprühdüsen 18, 18a bis 18c überlappen. Weiterhin soll unter Überlappung grundsätzlich sowohl der Fall verstanden werden, bei dem die Randtropfen der Sprühprofile 42 unmittelbar aneinander anschließen, als auch der Fall, bei dem in einem Gebiet Medium 1 von zwei Sprühdüsen 18, 18a bis 18c dosiert wird.The method and the metering device described so far 15th can be altered or modified in a variety of ways without deviating from the inventive concept. For example, it is possible to use the distance sensors 20th at a greater horizontal distance in the direction of travel FR viewed in front of the spray nozzles 18th or on the carrier device 16 to arrange. This can be done, for example, by a separate carrier device on the front of the towing vehicle 10 respectively. This makes it possible to create a 3D terrain analysis that allows for a timely or advance setting either of the carrier device 16 by means of the height adjustment mechanism 40 and / or the spray nozzles 18th enables. The 3D terrain analysis can also be generated, for example, by means of a separate vehicle, by means of a drone, based on previous crossings, etc. The invention is also not intended to apply to approximately triangular spray profiles 42 be limited. Rather, they can have any shape (in section). It is only essential that the geometry of the spray profiles 42 is known. It is also explained that the invention is based on a single overlap of the edge droplets of spray profiles 42 was explained. The facts mentioned naturally also apply to so-called multiple overlaps, in which the edge drops from more than two spray profiles are located 42 or from more than two spray nozzles 18th , 18a to 18c overlap. Furthermore, the term overlap should in principle be understood to mean both the case in which the edge drops of the spray profiles 42 connect directly to each other, as well as the case in which in one area medium 1 from two spray nozzles 18th , 18a to 18c is dosed.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102011122901 A1 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

ISO 5683-3 [0016]

Claims

Device (15) for dosing sprayable media (1), in particular onto agriculturally usable areas (6), with a carrier device (16), with several on the carrier device (16) transversely to a direction of travel (FR) of the carrier device (16) and spray nozzles (18; 18a to 18c) arranged at intervals (a) on the carrier device (16) for spraying the media (1), with at least one distance sensor (20) for detecting a distance (x) between the at least one distance sensor (20) ) and a substrate (7) and / or a biomass (5) present on the substrate (7), and with means for adjusting the height of the spray nozzles (18; 18a to 18c), the means being designed to provide a height distance (h) to adjust each spray nozzle (18; 18a to 18c) individually in relation to the carrier device (16).

Device according to Claim 1 , characterized in that by means of the spray nozzles (18; 18a to 18c) transversely to the direction of travel (FR) in section, in particular approximately triangular spray profiles (42) can be generated.

Device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the at least one distance sensor (20) is designed to generate a height profile (44) of the subsurface (7) or the biomass (5) located under the carrier device (16) transversely to the direction of travel (FR) of the carrier device (16 ) capture.

Device one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the spray nozzles (18; 18a to 18c) are connected at least indirectly to at least one tank (14) for the media (1) by means of flexible fluid lines (32), and that the spray nozzles (18; 18a to 18c) by means of an adjusting drive (30), which is preferably operated by an electric motor and fastened to the carrier device (16), can be adjusted.

Device according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the carrier device (16) is coupled to a damping device (38) which is designed to dampen vibrations of the carrier device (16) about a longitudinal axis (39) of the carrier device (16) running parallel to the direction of travel (FR) .

Device according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the spray nozzles (18; 18a to 18c) are arranged at equal distances (a) from one another on the carrier device (16), and that the spray nozzles (18; 18a to 18c) are of identical design.

Device according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that a basic distance between the carrier device (16) and the substrate (7) or the biomass (5) can be set by means of a height adjustment mechanism (40).

Method for metering sprayable media (1), in particular onto agriculturally usable areas (6), by means of a device (15) which, according to one of the Claims 1 to 7th is constructed, characterized in that, depending on the distance (x) detected by the at least one distance sensor (20), the means for adjusting the height of the spray nozzles (18; 18a to 18c) are controlled so that each spray nozzle (18; 18a to 18c) has a height distance (h) from the carrier device (16) determined by the control device (25) by means of an algorithm (26).

Procedure according to Claim 8 , characterized in that the height distance (h) of the spray nozzles (18a to 18c) is set so that between the spray nozzles (18a to 18c) and the substrate (7) and / or a biomass (5 ) the same distance (x) is formed in each case.

Procedure according to Claim 8 , characterized in that the height distance (h) of the spray nozzles (18a to 18c) is set so that between several adjacent spray nozzles (18a to 18c) there is always overlap areas (43, 43a, 43b; 50, 51) of the spray profiles (42) are generated between two adjacent spray nozzles (18a to 18c).

Procedure according to Claim 8 , characterized in that the height distance (h) of the spray nozzles (18a to 18c) is set so that with three adjacent spray nozzles (18a to 18c) between a central spray nozzle (18b) and the one laterally arranged spray nozzle (18a) Area (57) without overlap of the spray profiles (42), and between the middle spray nozzle (18b) and the other laterally arranged spray nozzle (18c) an overlap area (56) of the spray profiles (42) is generated.

Procedure according to Claim 10 , characterized in that the individual height adjustment of each spray nozzle (18) takes place in such a way that the overlapping areas (43) of the spray profiles (42) of two respectively adjacent spray nozzles (18) in the area of the subsoil (7) or the biomass (5) at least almost Connect to one another without any gaps, and that fertilizer in particular is used as the medium (1).

Method according to one of the Claims 8 to 12 , characterized in that, on the basis of a 3D terrain analysis of an area (6) to be processed, an individual, leading height adjustment of the spray nozzles (18; 18a to 18c) taking into account a distance (X) that will arise in the future.

Method according to one of the Claims 8 to 13 , characterized in that the height distance (h) of the spray nozzles (18; 18a to 18c) taking into account an oscillation of the carrier device (16), in particular a height fluctuation of the carrier device (16) about a longitudinal axis (39) of the Carrier device (16) takes place.