DE1929179A1

DE1929179A1 - Vorrichtung zum Abspruehen von Chemikalien aus einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE1929179A1
Application number: DE19691929179
Authority: DE
Inventors: Ross Alexander Allan
Original assignee: Fisons Ltd
Current assignee: Fisons Ltd
Priority date: 1968-06-11
Filing date: 1969-06-09
Publication date: 1970-01-22
Also published as: GB1248922A; FR2010657A1; US3587971A

Description

PATENTANWÄLTE

dr.W. Schalk · dipl.-ing. p. Wirth · dipl.-ing. G. Dannenberc DR.V.SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WEI NHOLD · DR. D. GUDEL

6 FRANKFURT AM MAIN

CR. ESCHENHEIMER STRASSE 39

6. Juni 1969 27721/68

PISONS LIMITED
Harvest House
Felixstowe/Suffolk/England

Vorrichtung zum Absprühen von Chemikalien aus einem

Fahrzeug

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Absprühen von
Chemikalien aus einem Fahrzeug mit einer Wasserversorgung und einem oder mehreren Behältern mit Chemikalien, die als Lösungen oder Suspensionen vorliegen, mit einer ersten Verbindungsleitung von der Y/asserversorgung zu den Sprühdüsen und einer
zweiten Verbindungsleitung von jedem Behälter zur ersten Verbindungsleitung und mit wenigstens einer Pumpe. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung einer derartigen Vorrichtung.

Wird eine Sprühdüse nur mit Yfasser beaufschlagt, so ist es erwünscht, daß an der Düse ein Druck herrscht, der dem Druck
nahekommt, für den die Düse ausgelegt ist» Der Sprühnebel verbreitet sich dann derart, daß ein im wesentlichen gleichförmiges Band konstanter Breite gebildet wirdo Die Ausflußrate
für die Flüssigkeit ist konstant, so daß die Dichte der durch

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das Sprühen bewirkten. Ablagerung umgekehrt proportional zu der Geschwindigkeit ist, mit der die Anordnung sieh über Grund fortbewegt«

Die Dichte des auf den Grund gesprühten «fassers uird in der Regel nicht von großer Bedeutung sein, jedoch iaaan die Dichte einer physiologisch aktiven Substanz, die in üem !irägeniedium aufgelöst oder schwebend gehalten wird, grojße Bedeutung haben. Eine derartige Substanz kann ein Unkrautvertilguagssittel oder auch ein Schädlingsbekämpfungsmittel sein. "Jird eine lösung oder Suspension bei konstanten Druck mittels einer herkömmlichen Maschine versprüht, so muß diese üaschine daher den Boden mit einer in etwa konstanten Geschwindigkeit überqueren, die nahe dem Optinum liegt»

Bs kann jedoch vorkommen, daß Flü.'jsigkeiten von einer Maschine versprüht werden müssen, deren Geschwindigkeit bezüglich des Grundes sehr variabel ist und nicht durch die Optimierung der Dichte der Chemikalien bestimmt wird. Beispielsweise v/erden Herbicide von Sisenbahnzügen und Landfahrzeugen verspriürt, die ein geringes Beschleunigung- oder Brensvemaögen'aufweisen. . Ferner können diese Fahrzeuge durch Verkehrssignale oder die gerade vorliegende Verkehrssit,uation in ihrer Geschwindigkeit beeinflußt werden. In derartigen Fällen nuß das Tersprräiaen mit einer zufriedenstellenden Y/irksamkeit über einen weiten Geschwindigkeitsbereich, beispielsweise von 65 ism/h bis herunter nahezu zum Stillstand durchgeführt v/erden Minnen«

Um diese Schwierigkeit zu überwinden ist es bekannt, T/asser in einer konstanten Durchflußmenge (Volumen pro Zeiteinheit) zu versprühen. Dabei werden in den T/asserstron konzentrierte Chemikalien mit einer H_ate zugeführt, die proportional zur Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist. Auf diese Weise wird das abgesprühte Band auch in seiner Schwallbreite konstant gehalten und gleichzeitig bleibt d'ie !,!enge an abgegebenen Chemikalien

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jpro zurückgelegte Entfernung konstant, wahrend lediglich die Dichte dei* "Lesung variierte " ■ '

Ur.i dies cn erreichen wird bei einer beirannten Vorrichtung uiber eine unabhängig betriebene Pumpe das als Lösungsmittel dienende "./asser von einen Versorgungstank, der auf dem Zug angebraclit ist, zugeführt, während eine getrennte Pumpe, die von den Zugrrdern betrieben wird, die Chemikalien von einem weiteren Vorrat stank beigibt _o Die Lleßpuiape ist dabei vorsugsw.eise eine Kolbenpumpe, bei der der Kolbenhub veränderlich, ist, so daß ihre Puriprate proportional zur Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist. Die Proportionalitätskonstante kann jedoch, nach Wahl des 3 e die nun,-scanne s verändert werden.

!Bliese bekannte Vorrichtung besitzt jedoch den Ilacliteil, dais imassive und sperrige Pumpen und Antriebe für etwas verwendet verden "nüssen-, das im wesentlichen zur Regelung der Durchsatzmengen dient> Dieser H^chteil tri'tt- besondex's zutage, vrenn mehrere Ghemikalien wahlweise verv,^rendet werden, und zwar gleichzeitig oder getrennt, wobei jede Chemikalie eine geitrennte, vor. Zug angetriebene Ileßpumpe benötigte

33.S wurde gefunden,; daß eine einfachere und billigere Vorrichtung, mit der das. gewünschte Resultat," nämlich Chemikalien in einen Wasserstrom abgemessen mit einer Bate, die der Fahrzeuggeschwindigkeit proportional"ist, einzugeben*, darin besteht, in die Iieitung für das flüssige chemische Konzentrat eine Druckdifferenz; einzuführen, die einen übermäßigen Fluß in den Leitungen, längs deren der Druck abfällt, erzeugen kann und diesen Fluß durch Kontrollvorrichtungen zu beschränken. Diese Kontrollvorrichtungen, die von den Fahrzeugrädern betätigt oder gesteuert werden, bzw. von Achsen,' die proportional hierzu rotieren, reduzieren entweder den Betriebsdruck auf ein Haß, das für den gewünschten Fluß notwendig ist, oder verändern den Widerstand einer Drossel,, die in den Verbindungs-

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leitungen angeordnet ist, so daß der gewünschte Fluß durch den ursprünglichen Druck bewirkt wirdo

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist daher dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der ersten Verbindungsleitung im wesentlichen konstant gehalten wird, daß in der zweiten Verbindungsleitung eine Vorrichtung vorgesehen ist, die einen Druckabfall erzeugen kann, und daß eine Einrichtung zum Erniedrigen des Drucks auf das erforderliche Maß vorgesehen ist, wobei diese Einrichtung je nach der Geschwindigkeit des Fahrzeugs den Widerstand einer in der zweiten Verbindungsleitung vorgesehenen Drossel oder ein Druckreduzierventil reguliert, welches den Druckverlust an einem festen Widerstand begrenzt, wodurch die Durchflußmenge der Chemikalien der Fahrzeuggeschwindigkeit proportional gehalten wirdo

!!ach einer bevorzugten Ausführungsform des Gegenstands der Erfindung liefert die Einrichtung zur Erniedrigung des Drucks einen konstanten Druck, wobei der Fluß der Chemikalien über eine Drossel mit veränderbarem Strömungswiderstand gesteuert wird.

Bei einer v/eiteren Ausführungsform wird eine Drossel mit einem festen Strömungswiderstand verwendet, wobei die Regelung des Flusses der Chemikalien durch veränderliche Mittel zur Variierung der Druckdifferenz zwischen der Versorgungsleitung für die Chemikalien und der für das Wasser bewirkt wird.

Wird eine Drossel mit veränderbarem Widerstand verwendet, so kann die Abhängigkeit von einer konstanten Druckdifferenz für die Bewegung der Chemikalien dadurch vermieden werden, daß in der Abgabeleitung der Chemikalien eine Drossel mit festem Yfiderstand angeordnet ist, die eine Vorrichtung zur Druckaufnahme besitzt, um die daran auftretende Druckdifferenz aufzunehmen» Eine Drossel mit veränderbarem Widerstand ist in Serie

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mit der Drossel mit festem Y/iderstand geschaltet, wobei die wirksame Fläche dieser Drossel mit veränderbarem Widerstand selbsttätig gesteuert werden muß, so daß die Druckdifferenz an der festen Drossel systematisch bzw. innerhalb des Systems mit der Fahrgeschwindigkeit verknüpft wird.,

Falls die Ausführungsform mit einer Drossel mit veränderlichem Widerstand verwendet wird, können die Mittel, die die Betätigungsfläche der veränderlichen Drossel mit der Fahrzeuggeschwindigkeit verknüpfen, mechanisch sein, wobei ein von einem Fliehkraftregler betätigtes Hebesystem verwendet wird, oder auch elektrisch, wobei eine Strom verwendet wird, der von einem Dynamo erzeugt wird, der von den Fahrzeugrädern angetrieben ist. Es sind verschiedene Systeme mit einem elektrischen Servomechanismus bekannt und können dem gewünschten Zweck angepaßt werden» Sie besitzen den Vorteil, daß es dabei sehr einfach ist, in einen elektrischen Lle^chanismus eine gewünschte Beziehung zwischen der Steuergeschwindigkeit und der. gesteuerten Betätigungsfläche der veränderlichen Drossel durch eine Justierung von Widerständen, Kapazitäten usw. im Kreis einzustellen. Diese Anpaßbarkeit ist notwendig, weil die veränderliche Düse auf einfache Weise aus zwei Teilen hergestellt werden kann, wobei nur einer dieser Teile sich linear bewegt. Das Verhältnis zwischen der Flußrate und der Position ίβΦ dieser beiden Teile zueinander ist nicht notwendigerweise linear, so daß die letzte Einstellung durch, eine Eichung vorgenommen werden muß, damit die Flußrate '■ wirklich der Fahrgeschwindigkeit proportional ist.

Das Verfahren, die Chemikalien proportional zu der zurückgelegten Wegstrecke einem Lösungsmittel zuzuführen, das mit konstanter Rate ausströmt, besitzt auch bei SprühmasGhinen für die Landwirtschaft Vorteile, wenngleich hierbei in der Segel auch kein so breiter Greschwindigkeitsbereich überstrichen werden muß. Hierdurch ist es möglich, die versprühten Mittel pro Fläche präziser zu dosieren. Ferner können Materialien, die gegen Korrosion Widerstand leisten, auf wirksamere Weise verwendet

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werden und das Reinigen wird erleichtert, da der Hauptwassertank und die Versorgungsleitung nicht verunreinigt-werden»

Bei in der Landwirtschaft eingesetzten Laschinen können jedoch die ausgeklügelteren elektrischen Servoiaechr.nisnen aus Zosten-r... gründen möglicherweise nicht verwendet v/erden» In diesen· Fällen, wird eine mechanische Verbindung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit über Land und der Eontrolleinrichtung bevorzugt. ·' ■

Bei der Ausführungsform.nach der Erfindung-, bei der das Druckreduzierventil verändert wird, hängt die erforderliche Steuerung der Flußrate der Chemikalien -proportional zur Fahrzeugge- ^ schwindigkeit von der automatischen Justierung der Drück-." -differenz ab, welche das Konzentrat durch eine Drossel treibt, deren Widerstand fest eingestellt bleibt, sobald er einmal^;so eingerichtet ist, daß er'das richtige Verhältnis entsprechend-der Schwallbreite liefert,, ■' "-- -■■ ■ ■ ·'

In diesem Pail ist die Düse vorzugsweise eine einzige Öffnung^ mit veränderlicher Fläche oder sie wird durch eine Reihe von Öffnungen in wenigstens einer Platte-Verwirklicht, v/obei sie-so ■ angeordnet sind, daß der 'Widerstand dadurch geändert wird, daß Öffnungen unterschiedlicher Fläche oder eine untersch-i-edliche Anzahl von Öffnungen in die Leitung eingeführt wirdi' Die Öffnungen bestehen vorzugsweise aus Löchern, in einer dünnen Platte aus Hartmetall * In diesem Pail· ist die Flußrate proportional' "-'-der zweiten V/urzel der Druckdifferenz, und zwar überfeinen weiten Bereich von Flächen oder über viele-Öffnungen,, "

Das D_ruckredüzierventil ist-herkömmlicher Art. Eine Kammer ist in ihm von der Atmosphäre über eine Membran abgetrennt, die mittels einer Feder zurückgehalten wird und ein Einlaßventil betätigt. Flüssigkeit kann in die Kammer nur darm eintreten, wenn der Druck in der Kammer unter einen Yfert absinkt, der von .der Federanordnung kontrolliert wird_o Die Flüssigkeit wird also

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bei konstantem Druck geliefert, wenn die Vorrichtung Flüssigkeit von einer Zuführung bei einem höheren aber nicht notwendigerweise konstantem Druck erhalte

Die Verbindung zwischen der rciirzeuggeschwindigkeit und der Druckkontrolle kann vollständig mechanisch, elektromechanisch oder über hydraulischen Druck geschehen. Nur im ersten Fall muß die Steuerenergie durch einen auf die Geschwindigkeit ansprechenden IIei3wertgeber geliefert werden. In den anderen Fällen wird sie über eine äußere Quelle elektrischen oder hydraulischen Drucks gelieferte Die Verfahren, die mit zusätzlicher Energie arbeiten, sind betriebssicherer als das rein mechanisch arbeitende Verfahrene

Die Erfindung ist i:.: folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in den schematischen Zeichnungen aargestellt. Dabei sind ledigT lieh die wesentlichen Teile der Vorrichtungen gezeigte Herkömmliche 2eile wurden wegen des besseren Verständnisses weggelassen.

Fig. 1 zeigt eine elektrodechanisehe Vorrichtung für die Kontrolle des Flusses mit einer Drossel mit veränderlichem Widerstand in Gestalt einer Öffnung mit veränderbarer Fläche.

Fig. 2 zeigt eine mechanische Vorrichtung für die Kontrolle dee Flusses mit einer Drossel mit veränderlichem Widerstand in Gestalt einer Öffnung mit veränderlicher Fläche.

Figo 3 zeigt eine veränderte Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 2 mit einer einstufigen Kraftverstärkung_o

Fig« 4 zeigt eine elektromechanisch arbeitende Vorrichtung für die Kontrolle des Flusses mit einer Einrichtung zum Verändern der Druckdifferenz mit einer Leistungsverstärkung»

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Pig. 5 zeigt eine mechanische Vorrichtung für die Eontrolle des Flusses mit einer Einrichtung zua? Änderung der
Druckdifferenz mit einer Leistungsverstärkungο

In Pig. 1 wird in dem herkömmlichen Umformer 1, der die Geschwindigkeit in eine Gleichspannung, umwandelt, ein Gleichstrom erzeugt, dessen Spannung proportional zur Geschwindigkeit ist ο Der Rotor des Umformers wird von den Laufrädern angetrieben. Dieser Strom wird dem einstellbaren Potentiometer 2 zugeführt* Die Ausgangss-pannung ist proportional zur Geschwindigkeit mit einer Proportionalitätskonstanten, die durch die Einstellung des Potentiometers 2 eingestellt werden kann. Diese Spannung wird einer Spule eines Spamiungsvergleichers 3 zügeführte

Ein Ungleichgewicht in Spannungsvergleicher 3 betätigt. e.inen von zwei Kontakten, der einen Satz Ventile im elektrohydraulischen Umwandler 4 öffnet. Diese sind mit Klemmen 4¹ verbunden. Dabei übt die aus der Zuführungsleitung für die
Hydraulik kommende Hydraulikflüssigkeit einen Druck auf eine Seite eines hydraulischen Kolbens 5 aus.

Die Bewegung des Kolbens 5 betätigt eine Öffnung 6 mit veränderlicher Fläche, die in der .Zuführungsleitung für die
Chemikalien angeordnet ist und betätigt weiterhin die Rückkopplungseinheit 7 für die Positionierung, die beispielsweise aus einer Batterie eine Gleichspannung an eine weitere Spule des Spannungsvergleicliers 3 liefert. Die beiden Spulen des
Spannungsvergleichers sind im allgemeinen auf einem Elektromagneten gegensinnig gewickelt. Die resultierende Magnetisierung betätigt ein einfaches elektrisches Relais, das die zwei Ventile in der hydraulischen Zuführungsleitung kontrolliert.

Sind.die Spannungen vom Potentiometer 2, welches die Rate proportional dosiert, und von der Rückkopplungseinheit 7 ausgeglichen, so hält die Kontrollvorrichtung an, wobei die öffnung

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6 so steht, daß der Betrag an Flüssigkeit hindurchfließt, der erforderlich ist, um der Eingangsspannung des Umformers 1 zu entsprechen.

Die Versorgungsleitung 8 für die Chemikalien führt über eine Zentrifugalpumpe 8' und ein Druckreduzierventil 9 über die veränderliche Öffnung 6 zu einem Punkt in der Versorgungsleitung für das Wasser. Die Sprühdüsen sind zur Vereinfachung als eine einzige Düse 10 dargestellt*

Die Versorgungsleitung 11 für das V/asser führt über eine Zentrifugalpumpe 11' und ein Drückreduzierventil 12 zu einer Verbindung, die vor der Sprühdüse 10 angeordnet ist. Dort trifft das Wasser auf die Chemikalien und vermischt sicli nit ihnenβ'

Der Umformer 1 liefert eine Spannung, die in einem festen Verhältnis zur Umdrehung der Laufräder und folglich zur Fahrzeuggeschwindigkeit steht. Das Potentiometer 2 übermittelt einen ausgewählten Bruchteil dieser Spannung an den Vergleicher 3. Die Bewegung des Kolbens 5, der mit dem beweglichen Teil der Platte 6 mit der veränderbaren Öffnung fest verbunden ist, kontrolliert sowohl die chenische Flußrate wie auch die an der Einheit 7 anliegende Spannung. Das System ist ausbalanciert, wenn die beiden am Vergleicher 3 anliegenden Spannungen sich ausgleichen. Es ist notwendig, daß die FIuS-rate der Chemikalien der Geschwindigkeit über Boden proportional ist. Dies wird dann erreicht, wenn alle zwischengeschalteten Quantitäten proportional zueinander sindo Diese Bedingung ist jedoch nicht unbedingt notwendig. Ist beispielsweise die im Potentiometer 2 erzeugte Spannung proportional zu dem Quadrat de* Fahrzeuggeschwindigkeit und ist die durch die Einheit 7 abgegebene Spannung proportional zum Quadrat der Durchflußrate der Chemikalien, so ergibt sich ebenfalls die gewünschte lineare Proportionalität zwischen der Fahrzeug-geschwin-

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digkeit und der Flußrate ο Im allgemeinen ist es jedoch einfacher, jede Komponente des Systems so einzurichten, daß jede Variable linear poportior.al zur nächsten ist« Die linearität zvnLschen der Fahrzeuggesch-.vindigkeit und der in U::.former 1 erzeugten Spannung wird durch eine geeignete Bewicklung des a-onerators erzielt. Die Linearität zwischen der an der Einheit 7 anliegenden Spannung und der Fluor ate '.urch die Öffnung 6 wird über eine Vielzahl von veränderlichen Y/iderständen erreicht, die in der Einheit 7 dargestellt; sind.

Ein vollständiger mechanischer Lebv/ertreber mit Verbindunr-steil wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Ein Fliehkraftregler 13 herkömmlicher 3auart mit einer Druckfeder 14 ist so eingestellt, daß die nach oben gerichtete Be'.vegung eines Stellgliedes 15 ausgehend von seiner "ullage ungefähr proportional zu der Umdrehungsgeschwindigkeit über den gewünschten Betriebsbereieh ist» Die Achse des Fliehkraftreglers, längs derer sich also das Stellglied cevregt, vrird :neei:ani-5er. über dienen, Ketten, betriebe oder einen iücrsionsstab von liädern des Fahrzeugs aus angetrieben. Die nach o~en und -ar. ten gehende Bewegung des Stellgliedes 15 v;ird über einen Kniehebel 15, der im Drehpunkt 17 drehbar gelagert ist, in eine nach rechts und links gerichtete Bewegung des Zleils 18 umgesetzt, das bei 19 an jedem beliebigen Teil eines Quadranten 20 befestigt v/erden kann, der mit dem Arm 21 einstückig ausgebildet ist und um einen Drehpunkt 22 gedreht werden kann. Der Arm 21 ist an seinen anderen Ende mit einer sich hin und her bewegenden Düsenplatte 32 der kombi- ■ nxerten Cffnuncsplatte 24 verbunden» -~

Die Cfinungsplatte 24 ist in einem Zuführungssystem für die ' Chemikalien, ".vie es in Fig. 1 dargestellt ist, angeordnet, wobei die Cffn-ar.gsplatte 24 die veränderliche Öffnung 6 der Fig« erset'zt.-- ^{; ; ;ii} ' ·

die G-eschwindigkeit gegenüber land wächst, bewegt sich das Stellglied 15 nach oben. Diese Bewegung v/ird mit einem konstan-

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ten Proportionalitätsfaktor, der durch die Position von 19 auf dem Quadranten 20 kontrolliert v;ird_r in eine nach oben gerichtete Bewegung der Düsenplatte 23 mit der Öffnung 25 bezüglich des ortsfesten Loches 2G übertragen» Hierdurch \.ilchst der Fluß der Chemikalien an. . . -

7iederuni ist· es. in- Prinzip nicht notwendig¹·,: daß alle Bewegungen .linear: proportional sind, vorausgesetzt, daß jede Bewegung sich in einer einfachen Punktion ihres Vorgängers ändert und daß diese Funktion bei einer nachfolgenden Stufe umgekehrt -.vird. In allgemeinen ist es jedoch einfacher, jede der miteinander verbundenen Vo .-richtungen in einer Serie so einzurichten, daß jede Quantität zu ihrem Vorgänger linear proportional ist. Lineare Proportionalität zwischen der Flußrate und der Bewegung der sicja bewegenden Düsenplatte von ihrer ITullposition wird durch eine entsprechende 3inrici:tung der Kontur einer der Öffnungen, beispielsweise der Öffnung 25 in der sich; bewegenden Düsenplatte, erzielt. Zwischen den einzelnen mechanischen Verbindungsteilen wird eine genügende lineare Proportionalität dadurch erzielt, daiS sämtliche Hebelarme lang genug ausgebildet werden, so daw die ',Tinkeldrehung klein ist«

In Fig. 3 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Einrichtung nach Fig. 2 dargestellt. Dabei wird die Energie zum Bewegen der Öffnung mit veränderlicher Fläche mittels Öldruck aufgebracht, der einen hydraulischen Kolben bewegt, der,mit dem beweglichen Teil, des Absperrventils verbunden ist.. Der Öldruck ist nur dann verbunden, wenn zwischen der Stellung des Fliehkraftreglers und des Absperrventils ein Ungleichgewicht herrschte Anstelle eines Absperrventils kann auch ein Schieberventil oder ein Durchlaßventil verwendet werden·

In Fig. 3 rotiert ein Fliehkraftregler A in Lagern, die mit dem Fahrzeugchassis fest verbunden sind» Der Fliehkraftregler wird über Riemen,, Ketten, Getriebe oder ein Torsionskabel von den

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Rädern des Fahrzeugs angetrieben. Hierdurch wird ein mit Zähnen versehener Arm B um ein lager C, das den Mittelpunkt des Bogens darstellt, den der Arm B bildet, bewegt. Die Zähne des Armes B geraten mit denen eines Rades D, das auf einer Achse mit lö.gern, die mit dem Pahrzeugchassis ebenfalls fest verbunden sind, montiert ist, in Eingriff« Dieses Rad dreht sowohl einen Zeiger auf einer Skala zur Anzeige der Geschwindigkeit und gleichzeitig ein isoliertes I-ietallglied E, das entweder mit dem Teil P oder mit dem Teil F₁ eines unterbrochenen Kreisrings aus Metall Kontakt geben kann. Dieser Kreisring ist auf einem isolierten Rad montiert, der auf der gleichen Achse v/ie ein weiteres Zahnrad G angebracht ist. Diese Achse befindet sich auf derselben Geraden v/ie die Achse des Zahnrads D. Sie ist jedoch mit dieser Achse nicht verbunden. Die Metallteile F und F₁ bestehen aus zwei Teilen, und ein Isolierteil X schirmt einen Zwischenraum ab, so daß das lletallteil E entweder mit F oder mit P₁ Kontakt geben kann.

Durch eine her::öLi..;llche elektrische Verbindung mit einer Spamiungsquelle wird ein llontakt zwischen dem Lletallteil E und einem der Teile P oder P₁ hergestellt. Hierdurch öffnet ein solenoidbitätigtes Ventil, so daß.Öl an einer Seite eines hydraulischen Kolbens H eintritt« Der Kontakt zwischen E und dem anderen der beiden Teile P und P₁ öffnet ein entgegengesetztes Ventil. Der Kolben bewegt sich hierdurch nach oben oder nach unten, und zwar je nach dem, ob das Rad D dem Rad G vor- oder nacheilt. Der Kolben wird nur dann nicht betätigt, wenn diese Räder miteinander in ihrer Position übereinstimmen. Falls das lletallteil E in dem isolierten Raum zwischen den beiden Teilen P und F₁ leigt, ist kein Kontakt geschlossen.

Der Kolben ist direkt mit dem sich bewegenden Teil der Öffnung J mit veränderlicher Fläche verbunden. Durch weiter unten beschriebene Kurvenkörper ist der Kolben ferner mit dem Zahnrad G so verbunden, daß C die Be\'/egung des Zahnrades D kopiert, wobei über die Ölpumpe, die den Kolbfen bedient, Energie zugeführt wird« "

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Ein Yerbindungsteil K, dessen wirksame Länge gleich dem Radius eines mit Zähnen versehenen Arms LM ist, ist drehbar bei II mit einer Verlängerung des Zylinders des Kolbens verbunden und bei P iniir einem Zahnrad, das mit LM in Eingriff steht« L stellt ein Lager dar, das mit dem Fahrzeugchassis verbunden ist, und Iu ist eine drehbare Verbindung mit einem zweiten Verbindungsteil Q, das in ähnlicher Weise bei R mit einem zweiten mit Zähnen versehenen Teil ST in Eingriff steht. Das 2eul ST dreht sich um ein Lager S, das mit dem Chassis verbunden ist, und trägt einen zweiten mit Zähnen versehenen Bogen TU, der bei T fest verbunden ist, und dessen Mixtelpunkt bei S leigt. Dieser Bogen steht mit dem Zahnrad G- in Eingriff.

Palis die Bewegung der Zahnräder P und R an den mit ihnen in Eingriff stehenden Bogen blockiert wird, wodurch die Verbindungsteile K und Q frei um bdde Enden soweit drehen können, wie es die anderen Verbindungen erlauben, treibt die nach oben gerichtete Bewegung der Kolbenverbindung N, die über K, Q und TU wirkt, das Zahnrad G- im Uhrzeigersinn an» Dies ist die gleiche Dreinrichtung, in der D bei einer Vergrößerung der Fahrzeuggeschv.indigkeit gedreht wird» Der Kolben triebt das Zahnrad G in derselben Richtung, in der auch D durch die Beschleunigung des Fahrzeugs angetrieben wird, und beendigt diese Bewegung, wenn der Kontakt zviischen E und F unterbrochen wird. Eine nach oben gerichtete Bewegung des Kolbens öffnet ebenfalls die Öffnung J mit variabler Fläche, so daß mehr Chemikalien in der Zeiteinheit durchströmen können. Auf diese Weise wird die Durchflußrate der Chemikalien proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit gehalten.

Y/ird die Vorrichtung bei gleichbleibender G-eschwindigkeit betrieben, so kann die Einstellung der Örter von P und R oder ST und LM, bei denen die Verbindungsteile K und Q in Eingriff geyaten, ohne eine Bewegung von ST oder LM durchgeführt werden, da M im Mittelpunkt des Bogens ST und N im Mittelpunkt des

Bogens LM liegt. Diese Einstellung wird durch Drehung der Zahnräder

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P und R durchgeführt. V/erden diese Zahnräder an eine andere Stelle gebracht, so kann das Verhältnis der Bewegung des Zylinders zu der Bewegung des Zahnrades G- verändert werden₀ Dieses Verhältnis ist proportional zu I? · SR. Diese Variablen ermöglichen es, daß die Bedienungsperson willkürlich, die gesamte Rate an Chemikalien, die pro Längeneinheit an zurückgelegter Y/egstrecke versprühr werden, verändern kann« In der Praxis wird eine dieser Variablen von Hand je nach der gewünschten ilächendosierung der Chemikalien eingestellt. Die andere Variable kann willkürlich je nacl: der Breite des Sprühstrahls verändert v/erden. Das Blockieren der Rüder P u'M R wird durch Gewindeschrauben ersielt, die ieren Achsen gegen die Lager bei IIP und Ijü pressen. Sine leichte Bev,^regung der Zahnräder in den 3ögen Ll. und S'2 liefert aie notwendige Reibung. *7enn, wie bei einem Sprühgerät für die Landwirtschaft, die Notwendigkeit einer schnellen Einstel?· ■ lung der Breite des Sprühstrahls nicht besteht, kann eine dieser Kontrolleinheiten, beispielsweise LIIQR weggelassen werden, wobei das Verbindungsteil H über das Zahnrad P direkt mit der.; Bogen Sr. in Eingriff gerät_o Durch diese Vorrichtung ist es möglich, daß ein Fliehkraftregler mir nur geringer Steuerkraft das Ventil mit der veränderlichen Öffnung sehr exakt und mit hinreichender Kraft steuert, wobei das Verhältnis der Bewegungen variiert werden kann. Bei diesem Beispiel wird die Energie über den Öldruck in einem Kolben zugeführt, der direkt mit der öffnung verbunden ist. Das System mit dem elektrischen Kontakt, das zwischen D und G- eingefügt ist, gestattet es, daß das Zahnrad D die Bewegungen des Zahnrads G steuert, obgleich die Energie zur Betätigung von G über den Drehpunkt IT geliefert wird. Es können auch andere bekannte Einrichtungen zur Leistungsverstärlamg verendet, werden. Beispielsweise kann ein doppelter Verstärker nach Art einer Ankerwinde vorgesehen sein, über den das Zahnrad D das Zahnrad G kontrolliert, wobei eine äußere Energiequelle direkt mit G verbinden ist_o Das Zahnrad G treibt dann den Drehpunkt U anstatt umgekehrt. Andere

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elektrische oder h/draulische Servomechanismen sind bekannt, die sum gleichen Zweck wie der Capstan-Verstärker im vorliegenden Fall dienen. -

Der im Vorstehenden beschriebene llechanismus kann so ausgelegt werden, daß er über einen vielten Bereich an Geschwindigkeit und Dosierung zufriedenstellen arbeitete Da in den Verbindungsantrieben jedoch Spiel ist, wird diese Vorrichtung bei sehr geringen Geschwindigkeiten oder sehr kleinen Dosierungen unbrauchbar, ";enn die Zahnräder F und R in die ITähe der Punkte L und II geraten. Vienn entweder das Zahnrad P oder das Zahnrad R voll-ständig in die !!ullage gebracht wird, wird der Drehpunkt H fixiert, 'vobei jedoch-das Sahnrad G frei drehen kann» so daß der Kolsbnschaft starken Spannungen ausgesetzt v:erden kann, die ihn zerstören könnten. -Diese Selbstzerstörung wird dadurch vermieden, daß Fixierfedern V und W vorgesehen sind, die Bogeiiteile L r.iit H und T nit H verbinden und die Arme ST und LL nach unien ziehen, weixu diese nicht auf andere Art zurückgehalten werden. Ebenfalls können elektrische Kontakte in der Kähe des Bogenteils S und L derart vorgesehen sein, daß sie auf die Clventile arbeiten und die Öffnung J in ihre ITuIllage zwingen, wenn diese Kontakte geschlossen sind,, Hierdurch wird es möglich, daß eine sehr kleine Sprühbreite selbsttätig auf Null gebracht wird.

Bei sehr geringen Geschwindigkeiten wird die Stexierung unsicher» In diesen Fällen wird es bevorzugt, das -.fässer mit den Chemikalien überzudosieren. Ein zusätzlicher elektrischer Kontakt in der ITähe des Bogenteils T auf dem Bogenteil UT nimmt aus dem EF-Eoiitakt sy stem über, wenn ST sich zu seinem unteren Ende bewegt, und hält ST an einer Stelle oberhalb dieser unteren Grenze, \ienn entweder das Verbindungsteil K zum Punkt L oder das Verbindungsteil Q sich zum Punkt S bewegt, überstreichen zusätzliche elektrische Kontakte den Kontakt bei T, wodurch ST den '7er t ITuI-I ,erreichte . . ■ ■

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Um die Y/lrkung von Querschwingungen und von Stoßen des Fahrzeugs auf das zufriedenstellende Arbeiten der Vorrichtung zu verringern, werden die Teile STU und LH vorzugsweise ausbalanciert, so daß ihre Schwerpunkte mit ihren Brehpuakten'S und L zusammenfallen. Die oben angeführten federn, die mit J und LI verbunden sind, verhindern ein Endspiel in diesen sich bewegenden Teilen und tragen somit dazu bei, die Abnutzung zu verrinnern. -""..-" .- ."

In Fig. 4 wird ein Fliehkraftregler 30 über einen Riementrieb, Ketten, Getriebe oder über ein Torsionskabel von den Fahrzeugrädern angetrieben. Eine Änderung der Geschwindigkeit läßt einen mit Zähnen versehenen Arm 31 um einen Drehpunkt 32 drehen. Diese Be?/egung wird über ein Zahnrad 33 auf einen Schleifarm 34 eines Potentiometers 35 übertragen. Dieses Potentiometer ist in Form eines Kreisbogens mit einer lücke aufgebaut» Eine äußere Spannungsquelle wird an den Kreisbogen angelegte Sine Seite dieser Lücke und die Verbindung mit dein Schleifarm sind mit den unten beschriebenen Einheiten ver- . bunden, wodurch an diese Einheiten eine Spannung angelegt wird, die mit der Fahrzeuggeschwindigkeit in Beziehung steht. Diese Beziehung kann durch Einstellung der Wicklung des Potentio« meters eine gewünschte einfache .mathematische Form erhalten*

Ein zweites ähnliches Potentiometer 36 weist einen Schleifarm 37 auf, der von einem reversiblen Motor 38 beliebiger Leistung angetrieben wird«. Der Schleifarm ist in ähnlicher V/eise über eine Gewindestange 39 mit einem Ende einer Einstellfeder 40 des Druckreduzierventils 41 verbunden.

Die verschiedanen Spannungen, die durch die Potentiometer 35 und 36 abgegeben werden, werden gegeneinander in Eei&e mit .einem Zwei-Wege-Helais geschaltet, welches die elektrische^ 13hafuhr zu dem reversiblen Motor 38 steuert. Die einzige stabile Position des Schleifarms 37 auf dem Potentiometer 36 ist die- :

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jenige Lage, "bei der die veränderliche Spannung derjenigen entspricht, die durch den Schleif arm. 34 auf dem Potentiometer eingestellt ist. Diese Einstellung wird über die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt« Daher senkt die Energie des Hotors 38 den Schleifarm 37 in eine Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs.

Hierbei wird der Druck eingestellt, der über das Druckreduzierventil 4-1 kontrolliert wird, wobei chemisches Konzentrat einer Drossel 42 zugeführt wird. Der Widerstand dieser Drossel ist passend bestimmt worden. Das Konzentrat gelangt über diese Drossel in die Leitung, über die das Wasser bei einem Druck, der über das fest eingestellte Druckreduzierventil 43 an die Sprühdüsen 44 weitergegeben wirdo Das chemische Konzentrat kommt von einem nicht dargestellten Vorratstank über die Leitung 45 und eine Pumpe. Das Wasser strömt durch die Leitung 46 und eine Pumpe. Diese Pumpen erhöhen den Druck auf höhere Werte als sie gefordert sind, so daß die Druckredu«- zierventile 41 und 43 den Druck auf den gewünschten Wert erniedrigen können.

Dases das Hauptziel der Drucksteuerung ist, die Flußrate (Tolumeniate) des chemischen Konzentrats in das Vfasser zu steuern, ist es insbesondere erwünscht, daß die Druckdifferenz zwischen dem chemischen Kontentrat und den lösenden Wasser durch das Reduzierventil 41 gesteuert wird« Die Vorrichtung arbeitet daher genauer, wenn die Düsenplatte des'Ventils_41 nicht gegen Atmosphäre, sondern gegen V/asser wirkt, und zwar von einem Punkt an auf der Wasserleitung zwischen dem Druckreduzierventil 43 und dem Yermischungspunkt mit dem chemischen Konzentrat.

Der Schleifarm 37 folgt.exakt der Bewegung des Schleifarms 34, und zwar nicht notwendigerweise bezüglich der Lage, sondern bezüglich des elektrischen Potentials_o

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Um zu sichern» daß die Flußrate proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit ist, wird eine Einstellung in den ",findungen des Potentiometers 36 vorgenommen. Jedes Potentiometer besteht aus einer Serie von Kontakten, die untereinander einen gleichen Abstand auf.reisen. Zwischen diesen Kontakten oder Kontaktan— Schlüssen ist der ^T.7iders"uandsdraht aufgewickelt. Das Potentiometer 35 wird zuerst aufgewickelt, und zwar auf der Grundlage eines gleichförmigen Anstiegs. In diesem Stadiuri wird das Aufwickeln der Potentiometers 36 getrennt durchgeführt. Der Llotor 38 ist entfernt. Sine vorgewählte Einstel_ung des S_chleifarms 34 auf dem Potentioneter 35 v.^rird nun entsprechend einer bekannten Fahrzeuggeschv/indigkeit durchgeführte Die G-ev/indestange 39 v/ird von Hand gedreht, bis die bei dieser Geschwindigkeit erwünschte Flußrate erreicht ist. Sin Schleifkontakt wird auf dem erreichten Draht des Potentiometers 36 angebracht, bis das Relais nicht mehr arbeitet. Der hierbei erreichte P\mkt auf dem Draht wird mit dem Kontakt verbunden, der dabei unter dem Schleifarm 37 liegt* Dieses Verfahren v/ird anschließend bei einer höheren Geschwindigkeit und einer größeren Flußrate v/iederholt, bis das rotentioneter 36 mit den richtigen V/idorstandsintervallen zuendegewickelt ist.

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In Figo 5 ist eine Anordnung gezeigt, wobei die Energie zur' Einstellung der Feder des Druckregulierers, der der Bewegung''' des Fliehl-craftreglers folgen soll, hydraulisch zⁿa.:;eführt wird. Dabei entsprechen die Positionsziffern 30 und 40 bis 46 einschließlich den Seilen der Fig. 4. üie besitzen auch die gleiche Funktion.

Die Bewegung des Stellgliedes des 3?lie2ikraftreglers wird über ein herkömmliches Hebelgestänge an ein Hebelteil 47 weitergegeben, das zwischen zwei unter Federdruck stehenden Hebeln angeordnet ist. Diese Hebel betätigen Ventile 48 und 49 eines irydraulischen 37/stems, wobei ein Ventil Öl durch biegsame Leitungen einem Zylinder 50 zuführt und das andere Ventil das Öl dort abzieht. Das öl im Zylinder 50 betätigteeinen Kolben,

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der starr mit den Ventilen -48und 43 und mit den-oberen JSnde der Peder 40 verbunden.ist. Biese Feder 40 kontrolliert den Druckregult.tor 41· Vom Teil 41 an ist die Funktion wie bei der Vorrichtung -nach Fig. 4.

Es ist ersichtlich, daS eine Bewegung nach unten des Hebelteils 47 bei wachsender Geschwindigkeit eine Bewegung des Ventilstößels des Ventils 43 und 49 bewirkt, bis das Hebelteil 47 sich mieder in der neutralen "Lage zwischen beiden Stößeln befin* det. Der Öldruck läßt daher das Ende der Feder 40 der Bewegung des EeSwertgebers 47 für die Geschwindigkeit folgen. Dadurch wird Druck der Öffnung 42 zxigeführt, wodurch die chemische Flußrate steigt. Bei dieser Vorrichtung wird der Druckregulierer 41 nicht von atmosphärischer Luft, sondern vom Wasserdruck beaufschlagt, das durch eine Leitung 51 und eine Kammer 52 zugeführt wird. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Druckabfall an der Öffnung 42 direkt vom Fliehkraftregler JO kontrolliert wird_o '

Wie bei der Ausführungsform' nach Figo 4 muß auch hier sichergestellt v/erden, daß die gewünschten Flußraten bei sämtlichen Fahrzeuggesch'.vindigkoiten erreicht werden. Dies ist jedoch nicht auf so einfache Weise durchzuführen, da die Variable des elektrischen Widerstands fehlt. Es muß daher eine geeignete Charakteristik für die Feder 40 ausgewählt werden. Dies kann auch mittels einer Gruppe von Federn unterschiedlicher Länge geschehen, die in unterschiedlichen Lagen des Kompressionsglieds zusammengedrückt v/erden.

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Claims

6. Juni 1969 Of) Fisons limited

Gu/RK *^v 27721/68

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Absprühen von Chemikalien aus einem Fahrzeug mit einer Wasserversorgung und einem oder mehreren Behältern mit Chemikalien in Gestalt von Lösungen oder Suspensionen, mit einer ersten Verbindungsleitung von der Wasserversorgung zu den Sprühdüsen und einer zweiten Verbindungsleitung von jedem Behälter zur ersten Verbindungsleitung und mit wenigstens einer Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der ersten Verbindungsleitung im wesentlichen konstant gehalten wird, daß in der zweiten Verbindungsleitung eine Vorrichtung vorgesehen ist, die einen Druckabfall erzeugen kann, und daß eine Einrichtung zum Erniedrigen des Drucks auf das erforderliche Maß vorgesehen ist, wobei diese Einrichtung je nach der Geschwindigkeit des Fahrzeugs dem Yfiderstand einer in der zweiten Verbindungsleitung vorgesehenen Drossel oder ein Druckreduzierventil reguliert, welches den Druckverlust an einem festen Widerstand begrenzt, wodurch die Durchflußmenge der Chemikalien der Fahrzeuggeschwindigkeit proportional ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erniedrigung des Drucks einen konstanten Druck liefert, und daß der Fluß der Chemikalien über eine Drossel mit veränderbarem Strömungswiderstand gesteuert wird ο

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erniedrigung des Drucks eine Drossel mit festem Strömungswiderstand einschließt, wobei

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die Drossel mit veränderbarem Widerstand derart selbsttätig gesteuert wird, daß die Druckdifferenz an der festen Drossel systemgereeht mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs verbunden ist ο

Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Fläche der Drossel mit veränderbarem Strömungswiderstand über ein Hebelsystem, das von einem Fliehkraftregler betätigt wird, mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs verbunden ist«

5« Vorrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Fläche der Drossel mit veränderbarem Strömungswiderstand über ein elektrisches Hilfssystem mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs verbunden ist ο

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel mit veränderbarem Strömungswiderstand eine erste ortsfeste Platte mit einer ersten Öffnung und eine zweite bewegliche Platte mit einer zweiten Öffnung aufweist, wobei die zweite Öffnung linear hinter der ersten bewegbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Platte mittels eines hydraulischen Kolbens betätigt wird,

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Widerstand eine Drossel mit festem Strömungswiderstand aufweist und der Fluß der Chemikalien über eine Veränderung der Druckdifferenz zwischen der ersten und zweiten Verbindungsleitung gesteuert wird»

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9ο Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein veränderbares Druckreduzierventil vorgesehen ist, das elektrisch oder mechanisch beaufschlagt wird.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis, 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel mit festem Strömungswiderstand eine Öffnung mit veränderbarer Fläche aufweist, wobei die wirksame Fläche vor der Betätigung verändert werden kann. .

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel mit festen Strömungswiderstand wenigstens eine Platte mit mehreren Öffnungen aufweist, wobei die Anzahl oder die Fläche der Öffnungen vor der Inbetriebnahme verändert v/erden kann, so. daß eine vorherbestimmte Öffnungsfläche der Drossel verwendet wird.

Der Patentamvalt:

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