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Die
Erfindung betrifft ein landwirtschaftliches Transportfahrzeug nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In
der Landwirtschaft sind Transportfahrzeuge, insbesondere Transportanhänger zu
vielfältigen Zwecken
in Gebrauch. Aufbau und Dimensionierung der Transportfahrzeuge gestatten
dabei nicht immer einen ausreichenden Einblick in den Laderaum für den Fahrer
des Fahrzeugs, z.B. im Falle eines Transportanhängers für den Fahrer eines Zugfahrzeugs, um
den Beladungszustand des Anhängers
zuverlässig
zu erkennen. Bei vielen Anwendungen wird die Beladung jedoch während der
Fahrt auf dem Feld vorgenommen, so dass der Fahrer des Fahrzeugs nicht
ohne weiteres absteigen und um das Fahrzeug bzw. das Gespann herum
gehen kann.
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Bei
sogenannten Ladewagen, die an der Vorderseite über eine Ladevorrichtung, eine
sogenannte Pick-Up verfügen,
um Erntegut wie Gras oder dergleichen vom Boden aufzunehmen und
dem Laderaum zuzuführen,
ist der Fahrer des Zugfahrzeugs häufig die einzige, mit dem Arbeitsvorgang
befasste Person, so dass er zwangsweise auch für die Erkennung des Beladungszustandes
des Anhängers
zuständig
ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, ein landwirtschaftliches Transportfahrzeug
vorzuschlagen, das dem Fahrer ein leichtes Erkennen des Beladungszustandes
ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird ausgehend von einem landwirtschaftlichen Transportfahrzeug
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende
Merkmale gelöst.
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Durch
die in den Unteransprüchen
genannten Maßnahmen
sind vorteilhafte Ausführungen
und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
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Dementsprechend
zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Transportfahrzeug
insbesondere in Form eines landwirtschaftlichen Transportanhängers dadurch
aus, dass Mittel zur Erfassung des Beladungszustandes vorgesehen
sind. Auf diese Weise kann der Beladungszustand durch die entsprechenden
technischen Mittel am Transportfahrzeug selbsttätig erfasst und dem Fahrer
zur Kenntnis gebracht werden. Der Fahrer des Fahrzeugs, z.B. bei
einem Anhänger
der Fahrers des zugehörigen
Zugfahrzeugs, kann ohne weiteres den Arbeitsvorgang dem Beladungszustand
anpassen, beispielsweise einen Ladevorgang bei vollem Transportfahrzeug
beenden. Er braucht hierzu sein Fahrzeug nicht zu verlassen, d.h.
er kann den Beladungsvorgang in einem Zug durchführen und ohne zwischenzeitliches
Verlassen des Transportfahrzeugs bzw. des Zugfahrzeugs anschließend das
Transportziel ansteuern, wobei sichergestellt ist, dass das Transportfahrzeug,
z.B. der Transportanhänger
stets voll beladen wird und keine Ladekapazität ungenutzt bleibt. Ebenso
kann zuverlässig
vermieden werden, dass sich bei zu vollem Transportfahrzeug ein
Stau für
das aufzunehmende Ladegut im Bereich der Ladevorrichtung ergibt.
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Grundsätzlich sind
unterschiedliche Ausgestaltungen der Mittel zur Erfassung des Beladungszustandes
möglich.
So kann beispielsweise eine Waage in das Transportfahrzeug integriert
werden, wobei in einer solchen Ausführungsform die Art bzw. die
Dichte des Ladeguts bekannt sein muss, um den Füllstand bzw. den Beladungszustand
zuverlässig
zu erfassen.
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Um
unabhängig
von Gewicht oder Dichte des Ladeguts arbeiten zu können, wird.
daher vorteilhafterweise das Füllvolumen
des Transportfahrzeugs erfasst. Dabei werden bevorzugt berührungslos
arbeitende Sensormittel zur Erkennung des Beladungszustandes des
Transportfahrzeugs verwendet. In einer einfachen Ausführungsform
der Erfindung wird eine Kamera am Transportfahrzeug angebracht, die
in den Laderaum gerichtet ist und ein Bild für den Fahrer aufnimmt, so dass
der Fahrer, z.B. im Zugfahrzeug eines Transportanhängers, über ein
entsprechendes Display unmittelbar den Beladungszustand im Laderaum
sehen kann.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
werden Sensormittel mit Sender und Empfänger zum Abstrahlen von Strahlungswellen
vorgesehen, wobei die aus dem Inneren des Laderaums zurücklaufenden
und somit vom Ladegut im Laderaum reflektierte Strahlung erfasst
und im Hinblick auf den Füllstand ausgewertet
wird.
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Grundsätzlich lässt sich
eine derartige Sensorik mit Hilfe von elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise
Mikrowellen oder Radarstrahlung aufbauen. In einer besonderen Ausführungsform
wird jedoch eine Ultraschall-Sensorik vorgesehen.
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Ultraschallsensoren
sind z.B. zur Abstandsmessung bereits vielfältig in Gebrauch und in entsprechender
technischer Spezifikation kostengünstig im Handel erhältlich.
Dabei werden je nach Anwendungsfall der Erfindung ein oder mehrere
Sensoren angebracht, um ein ausreichendes Resultat bei der Füllstandsmessung
bzw. Erfassung des Beladungszustandes zu erhalten.
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Typischerweise
werden durch derartige Sensoren keulenartige Sensorbereiche erfasst
und abgetastet. Dabei kann mit einen Impuls-Echo Verfahren gemessen
werden, um eine Aussage über
das Füllvolumen
zu erhalten. Bei einer erfindungsgemäßen Sensorik kann beispielsweise
eine Laufzeitmessung, eine Auswertung von Interferenzen und/oder
dergleichen vorgenommen werden. Durch derartige Messungen ist z.B.
eine Abstandsmessung möglich,
wobei dieser Abstand des Ladeguts vom Sensor signifikant für den Beladungszustand
sein kann.
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Die
sensorisch ermittelten Daten können oder
müssen
je nach Sensorausführung
mit den geometrischen Eigenschaften des Anhängeraufbaus verrechnet werden.
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Wie
bereits oben angedeutet wird vorteilhafterweise eine Anzeige für den Fahrzeugführer, z.B. eines
Zugfahrzeugs vorgesehen. Eine solche Anzeige kann im einfachsten
Fall ein Leuchtsignal, beispielsweise eine LED oder ein akustischer
Signalton sein, der lediglich den vollen Beladungszustand anzeigt
und den Fahrzeugführer
zum Abbruch des Beladungsvorgangs veranlasst.
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In
Weiterbildungen der Erfindung können
jedoch auch Zwischenzustände über entsprechende optische
oder akustische Anzeigen dem Fahrer zur Kenntnis gebracht werden.
Dies kann beispielsweise dann von Vorteil sein, wenn die Beladung
mit verschiedenen Ladegüter
in einem bestimmten Mengenverhältnis
erfolgen soll. Eine Anzeige von Zwischenzuständen kann beispielsweise auch
dann sinnvoll sein, wenn sich beispielsweise am Ende einer Fahrspur
die Frage stellt, das Feld zu verlassen oder eine neue Fahrspur
zum fertigen Auffüllen
des Transportfahrzeugs in einer neuen Spur zu befahren. Je nach
Anwendungsfall kann die eine oder die andere Entscheidung für den Fahrer
die zeiteffektivste Arbeitsweise darstellen.
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Vorzugsweise
wird ein Mobilteil als Anzeige für
den Fahrer des Fahrzeugs, z.B. des Zugfahrzeugs vorgesehen. Dieses Mobilteil
kann bei einem Transportanhänger
für verschiedene
Zugfahrzeuge Verwendung finden, in dem es einfach in den jeweiligen
Fahrerstand mitgenommen wird. Der Transportanhänger kann somit mit seiner
erfindungsgemäßen Funktion
bei einer Vielzahl von Zugfahrzeugen problemlos und ohne Zusatzaufwand
eingesetzt werden.
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Vorzugsweise
wird für
die Verbindung der erfindungsgemäßen Sensorik
zum Mobilteil für
die Anzeige im Fahrerstand, z.B. eines Zugfahrzeugs eine drahtlose
Verbindung verwendet, so dass der Wechsel des Zugfahrzeugs ohne
jeglichen Anschlussaufwand für
das Mobilteil vorgenommen werden kann. Als drahtlose Verbindungsmittel
kommen durchaus Standardmethoden in Frage, beispielsweise eine Funkverbindung,
bei Verwendung digitaler Datenübertragungstechnik,
z.B. eine Bluetooth oder DECT-Verbindung
usw.
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Besonders
vorteilhaft kommt die Erfindung bei Transportfahrzeugen bzw. Transportanhängern zum
Einsatz, die über
eine eigene Ladevorrichtung verfügen,
wie dies bei sogenannten Selbst-Ladewagen in der Futtererntetechnik
der Fall ist. Diese sind an ihrer Vorderseite mit einer sogenannten
Pick-Up ausgestattet, mittels der sie in der Lage sind, Erntegut,
beispielsweise Gras, Stroh oder dergleichen vom Boden aufzunehmen
und, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Zerkleinerungseinheit
dem Laderaum des Transportfahrzeugs zuzuführen.
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Derartige
Ladewagen verfügen
darüber
hinaus in der Regel über
einen sogenannten Kratzboden, der das vorne zugeführte Ladegut
während
des Beladungsvorgangs nach hinten fördert. Wird nun bei einem derartigen
Ladewagen eine erfindungsgemäße Sensorik
eingesetzt, so ist der Fahrer in der Lage, ohne abzusteigen, das
aufzunehmende Ladegut anzufahren und nach entsprechendem Füllvorgang ohne
Unterbrechung das entsprechende Transportziel zum Abladen des Ladeguts
anzusteuern. Eine erfindungsgemäße Sensorik
ermöglicht
dabei die optimale Ausnutzung der Ladekapazität und der Arbeitszeit des Fahrers.
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Bei
derartigen Transportfahrzeugen bzw. -anhängern werden die erfindungsgemäßen Mittel zur
Erfassung des Beladungszustands bevorzugt gegenüber der Ladevorrichtung angeordnet.
Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn die Sensorik als Abstandssensorik
ausgebildet ist, da auf diese Weise die Annäherung des Ladeguts an die
Sensorik unmittelbar als Maß für den Ladezustand
des Fahrzeugs erfassbar ist.
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Insbesondere
bei einer vorgenannten Ausführungsform
ist die Sensorik demnach an dem Teil des Fahrzeugs angebracht, auf
den sich das Ladegut während
der Beladung zu bewegt. Diese Bewegungsrichtung ist üblicherweise
auch die Entladerichtung, so dass der Entladevorgang durch diejenige Seitenwand
des Transportanhängers
erfolgen muss, an der in diesem Fall die erfindungsgemäße Sensorik angebracht
ist. Daher wird vorteilhafterweise die Sensorik beweglich angeordnet,
so dass sie für
den Entladevorgang des Ladegut aus ihrer Messposition verschwenkbar
ist.
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Bei
bekannten Ladewagen ist die Rückwand zum
Zwecke der Entladung ohnehin schwenkbar am Ladewagen befestigt.
Diese Schwenkmöglichkeit
der Rückwand
des Ladewagens kann vorteilhafterweise dazu genutzt werden, um die
Füllstandssensorik ebenfalls
wegzuschwenken, die für
diesen Zweck an einer solchen schwenkbaren Rückwand des Laderaums angebracht
wird. Eine starre Befestigung der Füllstandssensorik kann je nach
Anwendungsfall ebenfalls von Vorteil sein. Zum einen ist die Befestigung
einfacher und zum anderen ist eine dauerhafte, feste Sensorposition
auch im Hinblick auf die Justierung vorteilhaft.
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Darüber hinaus
ist je nach Ausführung
der Sensorik auch eine Lagejustierung der Sensoreinheit von Vorteil
oder erforderlich, wozu eine positionsvariable Befestigung vorgesehen
werden kann. Zu einer einfachen Ausführung kann eine derartige positionsvariable
Befestigung durch eine oder mehrere Verschraubungen und entsprechende
Führungen,
z.B. gerade und/oder gekrümmte
Langlöcher
realisiert werden.
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Die
Position der Sensorik kann auch hinter (bezogen auf die Fahrtrichtung)
weiteren Funktionskomponenten, z.B. hinter etwaigen Dosierwalzen vorgesehen
werden, wobei die Blickrichtung der Sensorik dann durch eine Lücke zwischen
solchen Komponenten wie Dosierwalzen oder dergleichen oder an diesen
vorbei gerichtet ist. Die Sensorik kann auch im Nahbereich, beispielsweise
auf einen oder einen halben Meter unempfindlich ausgeführt werden,
um Störungen
durch davor liegende Komponenten im Nahbereich auszublenden.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung wird zudem eine Kontrolleinheit
vorgesehen, mittels der der Ladevorgang eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs steuer-
bzw. regelbar ist. Die zugehörige
Kontrolleinheit wird dabei vorteilhafterweise mit den erfindungsgemäßen Mittel
zur Erfassung des Ladezustands verbunden, so dass der durch diese
Sensorik ermittelte Ladezustand bei der Steuerung bzw. Regelung des
Ladevorgangs Berücksichtigung
finden kann. So kann beispielsweise ein Pick-Up bei vollem Fahrzeug selbsttätig ausgeschaltet
werden, so dass ein Stau des Ladeguts zwangsweise vermieden wird.
Auch eine Steuerung der Ladegeschwindigkeit könnte, z.B. zur Stauvermeidung
und/oder zur optimalen Zeitausnutzung vorgesehen werden.
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Ist
die Sensorik an einer schwenkbaren Wand, die die Endladeöffnung verschließt bzw. öffnet angeordnet,
so kann ggf. auch der Entladevorgang mit Hilfe einer solchen Sensorik
gesteuert bzw. geregelt werden, die bei geeigneter Anordnung z.B.
an der geöffneten
Rückwand
in der Lage ist, den Ladegutstrom in der Entladezone zu erfassen
und entsprechende Signale an die Kontrolleinheit des Entladevorgangs
abgeben kann. Auch der Antrieb etwaiger Dosierwalzen beim Entladevorgang
kann beispielsweise über
eine solche Sensorik kontrolliert werden.
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Eine
derartige Ladekontrolleinheit kann dabei als fester Bestandteil
des Fahrzeugs vorgesehen werden, oder aber wenigstens teilweise
in ein Mobilgerät
integriert zu sein. Im Falle eines Ladewagens müssen die entsprechenden Antriebskomponenten für den Ladewagen
wenigstens teilweise über
das Zugfahrzeug steuerbar sein.
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In
diesem Fall kann eine Kontrolleinheit im Mobilteil bei entsprechender
Ausbildung der Steuergeräte
im Zugfahrzeug die entsprechenden Steuergeräte, beispielsweise hydraulische
oder elektrische Steuergeräte
kontrollieren, um den Ladevorgang bzw. den Entladevorgang zu steuern
bzw. zu regeln.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der
Figur nachfolgend näher
erläutert.
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Im
Einzelnen zeigen
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1 einen
schematischen Längsschnitt durch
einen Ladewagen mit erfindungsgemäßer Sensorik,
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2 einen
Längsschnitt
entsprechend 1 durch einen Ladewagen mit
Pick-Up,
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3 eine
Draufsicht auf einen Ladewagen gemäß den 1 oder 2,
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4 eine
Detaildarstellung eines Ladewagens aus dem Bereich der Sensoranordnung
in Schnittdarstellung,
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5 eine
Ausschnittvergrößerung aus 4 und
-
6 eine
Detailvergrößerung aus 5 in perspektivischer,
transparenter Darstellung.
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Der
Ladewagen 1 gemäß 1 sowie
der Ladewagen 2 gemäß 2 sind
grundsätzlich
gleich aufgebaut. Im Unterschied zum Ladewagen 1 umfasst
der Ladewagen 2 gemäß 2 eine
Pick-Up 3, mittels der Erntegut vom Boden aufgenommen und dem
Laderaum 4 des Ladewagens 2 zugeführt wird. Für die einzelnen
Bauteile der Ladewagen 1, 2 werden daher mit Ausnahme
der Pick-Up 3 die gleichen Bezugsziffern verwendet.
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In
der Draufsicht auf den Ladewagen 2 gemäß 3 ist der
Kratzboden durch gestrichelt dargestellte Kratzstege 5 angedeutet.
Durch den Kratzboden, der neben den Kratzstegen 5 auch
entsprechende Antriebselemente wie seitliche Zugketten, usw. umfasst,
wird das Ladegut entgegen der Fahrtrichtung nach hinten in Richtung
des Pfeils H transportiert.
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Im
Heck der Ladewagen 1 und 2 befindet sich eine
Entladeklappe 6, die zum Zwecke des Entladens nach oben
verschwenkbar ist, so dass eine große, nicht näher dargestellte Entladeöffnung freigegeben
wird. Der Entladevorgang kann über
den Kratzboden und, sofern vorhanden, über zusätzliche Dosierwalzen 7, 8 bewerkstelligt
werden.
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Erfindungsgemäß ist nunmehr
im Heck des Ladewagens 1 bzw. 2 eine Sensoreinheit 9 untergebracht,
die in das Innere des Laderaums 4 gerichtet ist. In der
dargestellten Ausführungsform
umfasst die Sensoreinheit 9 einen Ultraschallsensor, der
im Impuls-Echoverfahren arbeitet und eine sogenannte Schallkeule 10 ausbildet,
die den mittels der Sensoreinheit 9 abtastbaren Raum definiert.
Wie anhand der 1, 2 und 3 erkennbar
ist, füllt
diese Schallkeule 10 nahezu den gesamten Laderaum 4 der
Ladewagen 1, 2 aus.
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Die
Schallkeule 10 ist ausgehend von der Sensoreinheit 9 in 4 perspektivisch
dargestellt. In 4 ist weiterhin erkennbar, dass
die Sensoreinheit 9 in einem Schutzgehäuse 11 untergebracht
ist. Das Schutzgehäuse 11 ist
an der Oberseite mit einer schrägen
Abgleitfläche 12 versehen,
so dass darauf gelangendes Erntegut nach unten abgleiten und die Sensoreinheit 9 nicht
abdecken kann.
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In
der Detailvergrößerung gemäß 5 ist dieses
Schutzgehäuse 11 mit
Abgleitfläche 12 deutlich
erkennbar. Die Schallkeule 10 ist in dieser Darstellung
nur noch teilweise mit ihrem kegelförmigen Anfang erkennbar.
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In
der Darstellung gemäß 6 ist
erkennbar, dass die Sensoreinheit 9 im Inneren des Schutzgehäuses 11 in
einer Halterung untergebracht ist, die einerseits ein bewegliches
Halterungsteil 3 und zwei statische Seitenplatten 14, 15 umfasst.
Die Ausdruck statisch und beweglich beziehen sich dabei auf den rückwärtigen Befestigungsflansch 16,
mittels dem die Sensoreinheit 9 fest im Laderaum 4,
z.B. wie im Ausführungsbeispiel
dargestellt an der Entladeklappe 6 befestigbar ist.
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Über gerade
Langlöcher 17 und
gekrümmte Langlöcher 18 kann
die Sensoreinheit in Fahrtrichtung F bzw. entgegen der Fahrtrichtung
H verschoben werden und darüber
hinaus in Ihrem Neigungswinkel α bezogen
auf eine Horizontalebene verschwenkt werden. Die Langlöcher können dabei
sowohl im beweglichen Halterungsteil 13 oder in den Seitenplatten 14, 15 angeordnet
sein. Durch eine Verschraubung kann in jedem Fall die Sensoreinheit 9 in
der gewünschten
Position fixiert werden.
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Auf
diese Weise lässt
sich die Sensoreinheit 9 so justieren, dass die Schallkeule 10 nicht
von den Dosierwalzen 7, 8 und auch nicht von den
Seitenwänden
des Laderaums 4 reflektiert wird. Dadurch werden Störsignale
durch die Dosierwalzen 7, 8 oder durch die Wände des
Laderaums 4 vermieden. Es wird hierdurch nur das im Laderaum 4 befindliche Füllgut über die
Sensoreinheit 9 vermessen.
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Im
Falle einer in Fahrtrichtung vorne angeordneten Pick-Up 3 (vgl. 2)
durch die das Ladegut im vorderen Bereich dem Laderaum 4 zugeführt wird
und über
einen Kratzboden nach hinten gefördert
wird, kann durch diese Anordnung der Füllvorgang kontinuierlich verfolgt
werden. Je nach Ausführungsform
der Erfindung wird der Füllvorgang
tatsächlich
kontinuierlich erfasst, oder aber es werden Schwellwerte vorgesehen,
deren Überschreiten
angezeigt wird oder ein entsprechendes Steuersignal auslöst.
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Mittels
entsprechender Steuersignale kann auch eine Steuerung oder Regelung
des Beladungsvorgangs vorgenommen werden. So kann beispielsweise
die Ladegeschwindigkeit abhängig
vom Beladungszustand gesteuert oder geregelt werden. Dies kann beispielsweise
durch Ansteuerung des Antriebs der Pick-Up 3 oder aber
auch, sofern das Zugfahrzeug entsprechend technische ausgestaltet
ist über eine
Steuerung der Geschwindigkeit des Zugfahrzeugs erfolgen.
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Die
Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel eines Ladewagens
beschränkt. Sie
kann vielmehr auch bei selbstfahrenden landwirtschaftlichen Fahrzeugen
vorteilhaft eingesetzt werden, die über einen entsprechenden Laderaum
verfügen.
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- 1
- Ladewagen
- 2
- Ladewagen
- 3
- Pick-Up
- 4
- Laderaum
- 5
- Kratzsteg
- 6
- Entladeklappe
- 7
- Dosierwalze
- 8
- Dosierwalze
- 9
- Sensoreinheit
- 10
- Schallkeule
- 11
- Schutzgehäuse
- 12
- Abgleitfläche
- 13
- bewegliches
Halterungsteil
- 14
- Seitenplatte
- 15
- Seitenplatte
- 16
- Befestigungsflansch
- 17
- gerades
Langloch
- 18
- gekrümmtes Langloch