DE2502421A1

DE2502421A1 - An einem fahrzeug angebrachte vorrichtung zur verbreitung einer fluessigkeit

Info

Publication number: DE2502421A1
Application number: DE19752502421
Authority: DE
Inventors: Frederick Frank Oligschlaeger
Original assignee: Dickey John Corp
Current assignee: Dickey John Corp
Priority date: 1974-05-28
Filing date: 1975-01-22
Publication date: 1975-12-11
Also published as: CA1009994A; DE2502421C2; FR2272746A1; BR7502296A; US3877645A; FR2272746B1

Description

Dickey-john Corporation, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Delaware, Auburn, Illinois 62615 (V. St. A.)

An einem Fahrzeug angebrachte Vorrichtung zur Verbreitung einer Flüssigkeit

Die Erfindung bezieht sich auf ei'ne Vorrichtung zur Verbreitung einer Flüssigkeit, an einem Fahrzeug angebracht, mit einem ein flüssiges Produkt enthaltenden Tank, einer Sprühbalkeneinrichtung, die in Abständen über ihre Länge verteilte feste Düsenöffnungen zur Verbreitung des flüssigen Produktes aufweist, und mit einer Pumpe zum Transportieren des flüssigen Produktes vom Tank zum Sprühbalken.

Bei derartigen Vorrichtungen war es bisher üblich, gemäß einer Tabelle entweder die Pumpengeschwindigkeit oder den Sprühbalkendruck -manuell vorher fest in der Weise einzustellen, daß für eine feste Fahrzeuggeschwindigkeit eine vorbestimmte Sprühdichte erzielt wird* Anschließend wurde das Fahrzeug mit dieser festen Geschwindigkeit auf die Reise geschickt. Bekanntlich ist

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es jedoch nicht immer möglich bzw. günstig, diese genaue Fahrzeuggeschwindigkeit während des Sprühbetriebes einzuhalten, weil nämlich unterschiedliche Gelände- oder Straßenverhältnisse, notwendige Wendemanöver, Hindernisse, Fahrerfehler u. dgl. auftreten. Diese Einflüsse führen zu Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeiten und damit zu Änderungen der Sprühdichte. Um bei unterschiedliehen Fahrzeuggeschv/indigkeiten eine größere Gleichmäßigkeit der Sprühdichte.zu erzielen, hat der Anmelder im US-Patent 3 344 993 vom 3. Oktober 1967 bereits vorgeschlagen, die Geschwindigkeit der Flüssigkeitspumpe mit der Fahrzeuggeschwindigkeit zu ändern und auf diese Weise die Sprühdichte zu beeinflussen. Da sich jedoch der zum Hindurchdrücken eines flüssigen Produktes durch einen Sprühbalken mit festen Sprühdüsen notwendige Druck mit dem Quadrat der Durchflußmenge durch die Sprühdüsen verändert, sind feste Sprühdüsen im allgemeinen nur innerhalb eines vorbestimmten Druckbereiches in der Lage,., die Flüssigkeit gleichmäßig über die gesamte Sprühbreite hinweg abzugeben. Sinkt der DJ^uck auf sehr niedrige Werte ab, dann tendiert die Flüssigkeit dazu, aus den Sprühdüsen lediglich herauszusickern und nicht in Form eines gleichmäßigen Sprühmusters über die gesamte Länge des Sprühbalkens versprüht zu werden. Bei hohen Drücken dagegen tritt das flüssige Produkt mit hoher Geschwindigkeit aus den Düsen heraus und neigt zum Spritzen und Zerstäuben, wenn es auf die zu bedeckende Oberfläche abgegeben wird. Da außerdem bei unterschiedlichen Förderdrücken durch feste'Düsenöffnungen die Förderpumpe zum unterschiedlichen Schlupf neigt, führt die Änderung der Pumpengeschwindigkeit gemäß vorstehend zitiertem Patent nicht zu einer zuverlässigen Bemessung der Durchflußrate des Produktes durch das Sprühbalkensystem bei sehr unterschiedlichen Sprühbalkendrücken. Gemäß US-Patent

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3 782 634 vom 1. Januar 1974 wurden Durchflußmenge und Druck des dem Sprühbalkensystem zugeführten flüssigen Produktes mit Hilfe eines Fahrgeschwindigkeits-Sensors und eines Positivverdrängungs-Durchflußmessers, welcher den Flüssigkeitsfluß von der Pumpe zum Sprühbalkensystem abtastet, gesteuert, um die Flüssigkeits-Durchflußmenge d- 3 Produktes zum Sprühbalkensystem mit der Fahrgeschwindigkeit zu verändern und über einen weiten Bereich von Fahrgeschwindigkeiten eine- vorbestimmte, selektiv justierbare Sprühdichte aufrechtzuerhalten. Der zwischen Pumpe und Sprühbalkensystem angeordnete Positivverdrängungs-Durchf lußmesser mißt die Zuflußmenge des Produktes zum Sprühbalkensystem unabhängig von Druckänderungen in dem Sprühbalkensystem. Leider sind solche Positivverdrängungs-Durchf lußmesser, wenn sie die gewünschte Genauigkeit aufweisen und relativ große Flüssigkeitsmengen verarbeiten sollen, relativ teuer. Außerdem sind die abgegebenen flüssigen Produkte häufig korrodierend und enthalten außerdem häufig feste Partikel in Suspension, so daß am Durchflußmesser Korrosion oder andere Verschmutzungen auftreten.

Demgegenüber ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verbreitung einer Flüssigkeit in Verbindung mit einem Fahrzeug in der Lage, die Durchflußmenge des flüssigen Produktes vom Vorratstank zum Sprühbalkensystem so zu verändern, daß in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit über Grund eine im wesentlichen gleichmäßige voreingestellte Sprühdichte erhalten bleibt, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit ändert. Die geschilderten Nachteile des Standes der Technik werden erfindungsgemäß dadurch überwunden, daß der Druck des Produktes im Sprühbalkensystem gemessen und die Durchflußmenge des Produktes zum Sprühbalkensystem so verändert wird, daß der Druck

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als Funktion der Fahrgeschwindigkeit über Grund in einer Weise geregelt wird, daß bei unterschiedlichen Fahrzeuggeschwindigkeiten eine im wesentlichen einheitliche Sprühdichte erhalten bleibt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verbreitung einer Flüssigkeit an einem Fahrzeug enthält eine Pumpe, welche das flüssige Produkt von einem Tank zum Sprühbalkensystem befördert. Die am Sprühbalkensystem befindlichen Düsen sind geeignet, im Verlaufe eines Druckbereiches das flüssige Produkt im wesentlichen gleichmäßig über eine vorbestimmte Sprühbreite hinweg mit einer Durchflußmenge pro Zeiteinheit abzugeben, die sich nach einer Quadratwurzelfunktion des Druckabfalles an den Düsen verändert, und ferner enthält die Vorrichtung eine Abtasteinrichtung für den Druck des flüssigen Produktes im Sprühbalken, eine Einrichtung zur Erzeugung eines ersten elektrischen Steuersignals in Abhängigkeit vom Druck des flüssigen Produktes im Sprühbalken, eine Fahrgeschwindigkeit-Abtasteinrichtung, welche ein von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängiges zweites elektrisches Steuersignal erzeugt, und eine vom ersten und zweiten elektrischen Steuersignal abhängige Steuereinrichtung zur Steuerung der Durchflußmenge.des Produktes zum Sprühbalken, um den Produktdruck im wesentlichen nach einer quadratisöhen Funktion der Fahrgeschwindigkeit zu verändern und auf diese Weise eine vorbestimmte Sprühdichte aufrechtzuerhalten. Vorzugsweise ist das vom Druck abhängige elektrische Steuersignal so gestaltet, daß es sich nach einer Quadratwurzelfunktion des Druckes ändert, so daß es sich im wesentlichen linear mit der Durchflußmenge pro Zeiteinheit durch die Düsen des Sprühbalkens ändert, und das von der Fahrgeschwindigkeit abhängige elektrische Steuersignal ist so gestaltet, daß es sich im wesentlichen linear als Funktion der Geschwindigkeit ändert.

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Da die Durchflußmenge des flüssigen Produktes beim Sprühbalkensystem als Funktion des Druckabfalls an den Sprühdüsen gemessen wird, unterliegt das Steuersystem nicht der durch unterschiedlichen Schlupf der Produktpumpe hervorgerufenen Ungenauigkeit, wie beim zuvor erwähnten Stand der Technik, und außerdem benötigt die erfindungsgemäße Steuervorrichtung keine teuren, und korrosionsempfindlichen Durchflußmesser, wie sie beim Stand der Technik verwendet wurden. Da stattdessen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Durchflußmenge am Sprühbalken als Funktion des Druckabfalls gemessen wird, kann man die Anzahl der Düsen am Sprühbalkensystem ändern, ohne dabei die Sprühdichte zu verändern, die bei einem aktiv bleibenden Abschnitt des Sprühbalkens erhalten bleibt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der nachfolgend beschriebenen Flüssigkeits-Verbreitungsvorrichtung an einem Fahrzeug,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Sprühdüsen tragenden Sprühbalken in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 eine abgebrochene Seitenansicht des

Sprühbalkens mit einer.der Sprühdüsen,

Fig. 4 ein schematisches Schaltbild mit dem erfindungsgemäßen Steuersystem,

Fig. 5a ein Diagramm, welches die Abhängigkeitsverhältnisse zwischen der Flüssigkeitsabgabemenge aus den Sprühbalkendüsen, dem Druckabfall an den Düsen, dem Widerstand eines Druckwandlers und der Ausgangsspannung des Drückwandlers zum Steuersystem von Fig. 4 zeigt,

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Fig. 5b ein Diagramm, welches die Abhängigkeit zwischen der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und der Fahrgeschwindigkeitsspannung bei unterschiedlichen Dichte-Einstellungen wiedergibt,

Fig. 6 ein schematisches Schaltbild eines modifizierten Druckwandlers für das erfindungsgemäße Steuersystem,

Fig. 7a ein Diagramm, welches die Abhängigkei'tsverhältnisse zwischen der Abgabemenge aus den Sprühbalkendüsen, dem Druckabfall an den Sprühdüsen, dem Widerstand des Druckwandlers und der Ausgangsspannung des Druckwandlers von Fig. 6 wiedergibt,

Fig. 7b ein Diagramm zur Abhängigkeit des Fahrgeschwindigkeit s-Spannungs signals von der Fahrzeuggeschwindigkeitkeit bei unterschiedlichen Einstellungen.

Die nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verbreitung einer Flüssigkeit eignet sich im allgemeinen für Fahrzeuge zum Versprühen flüssiger Produkte wie Düngemittel, Insektizide, Pestizide, flüssigen Asphalts u. dgl. Statt eines dargestellten Lastwagens könnte die erfindungsgemäße Vorrichtung auch beispielsweise an einem Anhänger angebracht sein. Das in Fig. 1 dargestellte Fahrzeug besitzt Vorderräder 10 und angetriebene Hinterräder 10a, die über ein Getriebe 11a an einen konventionellen Antriebsmotor 11 angeschlossen sind. Ein zur Verbreitungsvorrichtung gehörender Vorratstank 12 enthält eine Menge des abzugebenden flüssigen Produktes, und ein Sprühbalkensystem 14 erstreckt sich quer über die Fahrzeugbreite und gestattet die Verbreitung des flüssigen.Produktes im Verlauf einer Bahn mit vorbestimmter Sprühbreite, während das Fahrzeug fährt. Eine Einlaßseite 13a einer Pumpe 13 .ist über eine Einlaßleitung 15 und ein Filter 15a an den Vorratstank 12 angeschlossen, und eine Auslaßseite 13b der Pumpe ist über

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eine Abgabeleitung 16 an das Sprühbalkensystem 14 angeschlossen. Weil die Pumpe 13 üblicherweise auch zum Auffüllen des Vorratstanks vorgesehen ist, befindet sich gemäß Fig. 1 ein selektiv betätigbares· Ventil 17 in der Einlaßleitung 15, mit dem man die Verbindung zwischen Pumpeneinlaß und Vorratstank sperren kann, während mittels eines selektiv betätigbaren Ventils 19 ein,Einfüllstutzen 18 mit der Einlaßleitung 15 verbunden ist. An den Einfüllstutzen 18 läßt sich ein nicht dargestellter Versorgungsschlauch anschließen, und wenn man das flüssige Produkt von einer Vorratsquelle in den Vorratstank 12 pumpen will, schließt man Ventil 17 und öffnet Ventil 19. Der Pumpenauslaß 13b ist ferner über eine Auslaßleitung 21 und ein selektiv betätigbares Ventil 22 mit dem Vorratstank im Bereich eines Anschlusses 23 verbunden. Ventil 22 wird selektiv geöffnet, wenn entweder der Vorratstank nachgefüllt oder die im Tank befindliche Flüssigkeit zirkuliert werden soll, um den Tankinhalt umlaufen und sich vermischen zu lassen. Der Anschluß 23 erstreckt sich vorzugsweise über eine beträchtliche Bodenfläche des Vorratstanks 12, damit man eine gleichmäßige Zirkulation und Vermischung des Materials im Tank erzielt.

Es ist vorgesehen, den Durchfluß der Flüssigkeit von der Förderpumpe 13 zum Sprühbalkensystem 14 zu regulieren. Während beim Stand der Technik gemäß dem zuvor erwähnten US-Patent 3 782 634 die Durchflußmenge des flüssigen Produktes von der Pumpe zum Sprühbalkensystem durch Veränderung der Pumpengeschwindigkeit reguliert wurde, wird erfindungsgemäß vorzugsweise der Durchfluß mittels eines in der Abgabeleitung 16 befindlichen DurchflußSteuerventils 25 reguliert. Die vorzugsweise als Zentrifugalpumpe ausgebildete Pumpe 13-wird so bemessen und betriehen,

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daß sie das flüssige Produkt zum Sprühbalken in einer Menge und mit einem Druck fördert, der ausreicht, den größtmöglichen Abgabebedarf des Sprühbalkensystems decken zu können. Um die Fördermenge durch die Abgabeleitüng veränderlich drosseln zu können, wird das Durchflußsteuerventil 25 mittels einer elektrisch arbeitenden Betätigungseinrichtung 26 betrieben. In Fig. 1 wird die Pumpe.13 mittels einer Antriebswelle 128 vom Getriebe lib des Antriebsmotors 11 angetrieben; selbstverständlich kann für die Pumpe auch ein separater Antrieb vorgesehen sein.

Das Sprühbalkensystem 14 besteht aus einem länglichen Sprühbalken, der vorteilhafterweise in Sektionen 14a, 14b und 14c unterteilt ist, wobei die äußeren Sektionen 14b und 14c mit der ZentralSektion 14a über Drehkupplungen verbunden sind. Mit Hilfe dieser Drehkupplungen lassen sich die äußeren Sektionen in Transportstellung, zum Lagern oder beim Umfahren von engen Ecken rechtwinklig an die Mittelsektion heranschwenken, und ferner können diese Drehkupplungen 28 so ausgebildet sein, daß sie eine Ventilfunktion übernehmen und den Zufluß zu den äußeren Sektionen absperren, wenn diese winklig an die Zentralsektion 14a angeklappt sind. Es sei erwähnt, daß man die Drehkupplungen 28 entweder so setzen kann, daß sich die äußeren Sektionen horizontal oder alternativ dazu vertikal in Faltstellung anklappen lassen. Ein solcher Sprühbalken mit faltbaren Endsektionen und Ventilen zum Absperren der Endsektionen im gefalteten Zustand sind hinreichend bekannt, so daß sich eine ausführliche Beschreibung erübrigt. Das Sprühbalkensystem besitzt mehrere in Abständen über die Länge der Sprühbalkensektionen verteilte feste Sprühdüsen 29, deren Sprühwinkel A (siehe Fig. 1) sich mit der Öurchflußmenge durch die Düse verändert und gewöhnlich bei geringem Druck klein ist und

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sich mit zunehmendem Druck etwas vergrößert. Der Abstand der Sprühdüsen in Längsrichtung des Sprühbalkens richtet sich nach der Höhe des Sprühbalkens über Grund, und das Sprühmuster bzw. der Sprühfächer der einzelnen Düsen ist so bemessen, daß sich die Sprühfächer bei geringen Abgabemengen zumindest berühren und bei höheren Abgabemengen etwas überlappen. Die Sprühdüsen können gemäß Fig. 2 und 3 gestaltet sein. Danach ist ein im wesentlichen horizontal verlaufender Düsenkörper 31 mit einem Düsenkanal 31a versehen, welcher einen Strom des flüssigen Produktes gegen eine sich nach unten erstreckende Ablenkfläche 31b richtet, so daß ein nach unten gerichteter flacher Sprühfächer gebildet wird, wie ihn Fig. 3 zeigt. Derartige Sprühdüsen kann man beispielsweise bei der Spray Systems Company, 3201 Randolph Street, Bellwood, Illinois, beziehen. Um beim Absperren des Flüssigkeitsdruckes ein Nachtropfen des flüssigen Produktes von der Düse zu vermeiden, sieht man vorzugsweise ein AntiTropf ventil 32 im Kanal zwischen Sprühdüse und Sprühbalken vor, welches ein druckempfxndliches Ventilelement 33 enthält, das mittels einer Feder 34 entgegen der Durchflußrichtung vom Sprühbalken zur Düse elastisch vorgespannt ist und den Durchfluß vom Sprühbalken zur Düse absperrt, wenn der Druck im Sprühbalken annähernd auf atmosphärischen Druck abfällt.

Mit festen Sprühdüsen beherrscht man Durchflußmengen nur innerhalb eines begrenzten Druck- und Durchflußbereiches. Unterschreitet der Düsendruck etwa 0,35 - 0,7

2
kp/cm (5 - 10 p.s.i.), dann läuft das flüssige Produkt nur aus den Düsen aus, ohne einen vernünftigen Sprühfächer zur gleichmäßigen Verteilung des Produktes über die Sprühbreite zu erzeugen. Im Gegensatz dazu tritt die Flüssigkeit bei sehr hohen Düsendrücken mit so hoher

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Geschwindigkeit aus den Düsen heraus, daß Spritz- und Zerstäubungsprobleme auftreten, wenn das flüssige Produkt aus den Sprühdüsen auf den Grund abgegeben wird. Aus diesem Grunde ist es erwünscht, die Abgabe durch das Sprühbalkensystem auf einen vorbestimmten Druckbe-

2 reich zu beschränken, der oberhalb 0,35 - 0,7 kp/cm und

unterhalb 3,5 - 4,2 kp/cm liegt. Zur Anpassung an Durchflußmengen in weit auseinanderliegenden Bereichen kann man verschiedene Düsensätze auf den Sprühbalkensektionen verwenden, oder alternativ dazu mehrere Sprühbalken einsetzen und mittels Ventilen selektiv an die Abgabeleitung 16 anschließen.

Die Durchflußmenge Q durch einen Satz fester Düsen an einem Sprühbalken läßt sich allgemein durch folgende Gleichung ausdrücken:

(1) Q = nkA P

In dieser Gleichung ist η die Anzahl der festen Düsen auf dem Sprühbalken, k die Mündungskonstante der Sprühdüse und P der Druckabfall an der Düse. Damit ändert sich der Fluß des flüssigen Produktes vom Sprühbalkensystem als Funktion der Quadratwurzel des Druckes, und entgegengesetzt dazu ändert sich der Druckabfall an der Düse nach einer Funktion des Quadrates der Durchflußmenge des flüssigen Produktes durch die Düsen. Dieses Verhältnis zwischen Durchflußmenge des flüssigen Produktes durch die Düsen, mit Q bezeichnet, und der Druckabfall an den

2 Düsen P ist in Fig. 5a grafisch durch die mit P = (f) Q bezeichnete Kurve dargestellt. Erfindungsgemäß wird die Strömungsrate des flüssigen Produktes vom Sprühbalkensystem in der Weise mit der Fahrzeuggeschwindigkeit variiert, daß man den Druck im Sprühbalkensystem abtastet

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außerdem die Fahrzeuggeschwindigkeit über Grund abtastet und durch Betätigung des Durchflußsteuerventils 25 den Produktfluß von der Pumpe zum Sprühbalkensystem so reguliert, daß der Druck im Sprühbalkensystem im wesentlichen nach einer/quadratischen Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit verändert wird, damit die Flüssigkeit aus dem Sprühbalkensystem mit einer voreingestellten Snrühdichte abgegeben wird, die im wesentlichen unabhängig von Änderungen der- Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen einer minimalen und einer maximalen Geschwindigkeit ist, entsprechend der minimalen und maximalen zulässigen Durchflußrate durch die Sprühdüsen des Sprühbalkensystems bei der gewählten Sprühdichte.

Die Vorrichtung zur Steuerung der Durchflußmenge an flüssigem Produkt aus dem Sprühbalkensystem in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit über Grund enthält gemäß Fig. 1 einen Drucksensor 41, beispielsweise einen Balg, ein Bordenrohr o. dgl., der auf einer Seite über eine Leitung 42 mit dem Sprühbalkensystem 14 in Verbindung steht, um auf den darin herrschenden Druck anzusprechen, und mit der anderen Seite dem atmosphärischen Druck ausgesetzt ist, so daß der Drucksensor 41 auf den Differenzdruck zwischen Sprühbalkensystem und Atmosphäre anspricht; dieser Differenzdruck entspricht im wesentlichen dem Druckabfall über die Sprühdüsen. Ein an den Drucksensor angeschlossener analoger Druckwandler 43 erzeugt ein dem Druck des flüssigen Produktes im Sprühbalkensystem entsprechendes elektrisches Steuersignal, welches in einen Eingang B eines Differenz-Komparators 44 eingespeist wird. Zur Steuervorrichtung gehört ferner ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 51 zur Erzeugung eines der Geschwindigkeit über Grund entsprechenden Signals. Dieser schematisch

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dargestellte Sensor 51 kann beispielsweise eine fotoelektrische Type sein, wie sie im US-Patent 3 550 866 beschrieben worden ist. Dieser Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 51 ist über eine biegsame Welle 52 ο. dgl. an die Tachowelle oder einen Punkt im Fahrzeuggetriebe angeschlossen, welcher die Geschwindigkeit der Antriebsräder 10a erfaßt. An den Geschwindigkeitssensor 51 ist eine Signalformerschaltung 53 angeschlossen, die ein pulsierendes oder digitales Ausgangssignal erzeugt, dessen l.r;pulsfreguenz der Geschwindigkeit über Grund entspricht. Dieses Signal wird einem DA-Wandler 55 (Digital-Analog-Wandler) zugeführt, welcher die Impulse bzw. digitalen Geschwindigkeitssignale in ein Spannungssignal umwandelt, dessen Amplitude der Fahrzeuggeschwindigkeit über Grund ontspricht. Dieses Analog-Signal aus dem Wandler 55 wird über einen verstellbaren Bereich um Schalter 56 zu dem anderen Eingangsanschluß A des Differenz-Komparators 44 geleitet, und dieser Komparator vergleicht die an Punkt A eingespeiste Geschwindigkeitsspannung mit dem an Punkt B eingespeisten Sprühbalken-Druckspannungssignal und steuert eine Gleichstrommotor-Ausgangsstufe 57 an, welche ihrerseits die als reversibler Gleichstrommotor ausgebildete Betätigungseinrichtung 26 und damit das Durchflußsteuerventil 25 in einer Richtung antreibt, welche mit der Differenz zwischen den am Komparator anliegenden Spannungssignalen übereinstimmt. Das Verhältnis zwischen dem Geschwindigkeits-Spannungssignal und dem Sprühbalken-Druckspannungssignal, welches aufrechterhalten werden soll, ist mit Hilfe des Bereiches um Schalter 56 einstellbar, so daß man auf diese Weise die von der Verbreitungs— Vorrichtung einzuhaltende Sprühdichte einstellen kann. Das Steuersystem verändert die Durchflußmenge durch das Durchflußsteuerventil·25 zum Sprühbalkensystem und verändert den Flüssigkeitsdruck im Sprühbalkensystem. Da der Druckabfall über die Sprühdüsen sich nach einer

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Funktion des Quadrates der Durchflußmenge durch die Düsen erhöht, ist das Steuersystem so ausgelegt, daß der Druck im Sprühbalkensystem nach einer Funktion des Quadrates der Fahrzeuggeschwindigkeit verändert wird, um eine voreingestellte Sprühdichte aufrechtzuerhalten.

Eine in Fig. 4 dargestellte elektronische Steuerschaltung für die vorliegende Erfindung wird durch eine Gleichstromquelle versorgt, beispielsweise durch die übliche 12 Volt-Anlage des Fahrzeugs, angedeutet durch eine Batterie 61, deren negative Klemme an eine negative Sammelleitung 62 und deren positive Klemme über eine Sicherung 63, Diode und Schalter S-I an eine positive Sammelleitung 66 angeschlossen ist. Die Diode 64 verhindert Schäden an der Steuerschaltung bei falsch gepolter Batterie, und eine Anzeigelampe 67 zeigt an, wenn die Steuerschaltung im . Betrieb ist. Zur Ausgangsglättung dient ein Filterkondensator C-6.

Zu dem, wie erwähnt als fotoelektrische Type ausgebildeten Geschwindigkeitssensor 51 gehört eine mit Öffnungen versehene Scheibe 71, die über die Tachowelle mit einer der Fahrzeuggeschwindigkeit über Grund entsprechenden Drehzahl rotiert und das von einer Lichtquelle ausgehende Licht vor einer lichtempfindlichen Einrichtung fortlaufend unterbricht, so daß diese lichtempfindliche Einrichtung ein- und ausgeschaltet wird. Die im vorliegenden Falle als Leuchtdiode 72 ausgebildete Lichtquelle liegt über einen Vorwiderstand 73 und eine Leitung 74 an der negativen Sammelleitung 62 und über eine Leitung 66a an der positiven Sammelleitung 66. Als lichtempfindliche Einrichtung dient beispielsweise ein Fototransistor 76, der über Leitungen 77 und 74 an die negative Sammelleitung 62 und über eine Serienschaltung durch einen Leiter 78

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und Dioden D9 und DlO an die Basis eines npn-Transistors Q 12 angeschlossen ist. Zur Unterdrückung von HF-Störungen liegt ein Filterkondensator C5 zwischen Leitung 78 und 62. Der Transistor Q12 ist Bestandteil der Signalformerschaltung 53 und ist mit seinem Emitter über eine Leitung 81 an die neqative Sammelleitung 62 und mit seinem Kollektor übet einen Widerstand R20 an die positive Sammelleitung 66 angeschlossen.

Der Fototransistor 76 schaltet ab bzw. ist nicht-leitend, wenn er kein Licht erhält, und in diesem Zustand ist der Transistor Q12 über Widerstand R21, Dioden DlO und D9 und durch seine Basis-Emitteranschlüsse und Leitung 81 durchgeschaltet. Wenn der Fototransistor 76 jedoch über eine Öffnung der Scheibe 71 Licht von der Leuchtdiode 72 erhält, wird er durchgeschaltet und schaltet den Transistor Q12 ab. Der Transistor Q12 wird durch den an die negative Sammelleitung 62 gelegten Widerstand R24 abgeschaltet, wenn der Fototransistor leitet, und die Dioden D9 und DlO veranlassen einen zusätzlichen Spannungsabfall, welcher das Sperren von Q12 gewährleistet, wenn der Fototransistor durchgeschaltet ist.

Der über einen Widerstand R22 und einen Kalibrierwiderstand R23 liegende Ausgang am Kollektor von Q12 ist ein Rechteckimpuls, dessen Freguenz der Drehzahl der Scheibe 71 mal der Anzahl der das Licht unterbrechenden Öffnungen in der Scheibe 71 entspricht. Da die Scheibe 71 im Verhältnis zur Fahrzeuggeschwindigkeit über Grund angetrieben wird, steht die Impulsfrequenz an den Widerständen R22 und R23 damit im Verhältnis. Das digitale Signal am Kollektor von Q12 wird einem DA-Wandler (Digital-Analog-Wandler) zugeführt, der ein analoges Ausgangssignal erzeugt, dessen Amplitude von der Impulsfrequenz abgeleitet ist. Vorzugs-

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weise ist dieser DA-Wandler eine Type, dessen Ausgangssignal-Amplitude linear proportional der Impulsfreguenz und unabhängig von der Impulsbreite ist. Gemäß Fig. 4 geht das Impuls-Ausgangs-Signal vom Kollektor von Q12 zu einer Schaltung, zu der ein Kondensator C4, ein Widerstand R19, eine Diode D8 und ein Kondensator C2 gehört und die an die negative Sammelleitung 62 angeschlossen ist. Geht eine positive Impulsflanke in die zuvor genannte Schaltung hinein, dann leitet die Diode" D8 und setzt die Kondensatoren Ci und C2 in Serie. Iie Kapazität von C 4 ist kleiner als die von C2, so daß der größere Spannungsanteil am Kondensator C4 liegt. Ein npn-Transistor Q 11, der positive Ausgangssignale erzeugt, ist mit seinem Kollektor an die positive Sammelleitung 66·, mit seinem Emitter zwischen Diode D8 und Widerstand R19 und mit seiner Basis zwischen Diode D8 und Kondensator C2 angeschlossen. An der negativen Impulsflanke wird der Transistor QIl leitend und verhält sich wie ein Emitterfolger, welcher Punkt X annähernd auf dem gleichen Potential hält wie Punkt γ, während sich Kondensator C4 entlädt. Somit hat die Diode D8 bei Ankunft des nächsten Impulses im wesentlichen keine entgegengesetzte Vorspannung, und die gesamte Eingangsspannung wird benutzt, die Kondensatoren C4 und G2 aufzuladen. Der Kondensator C2 ist mit einem Spannungsteiler P¹ überbrückt, der aus mehreren Widerständen R26 bis R31 zusammengesetzt ist, die über Anschlüsse Tl bis T6 in Serie geschaltet sind, und ein Schleifer W¹ tastet diese Anschlüsse ab und wirkt als Stufenpotentiometer. Die an den Kondensator C angelegte Ladung wird somit in einem Zeitverhältnis abgegeben, welches durch den Gesamtwiderstand der in der Schaltung befindlichen Widerstände R26 bis R31 bestimmt ist, und wenn sich die Schaltung im Gleichgewicht befindet, muß der dem Kondensator C2 zugeführte Strom gleich dem durch die Widerstände R 26 bis

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R31 fließenden Strom sein. Die bei Punkt A auftretende Ausgangsspannung ist somit der Impulsfreguenz proportional und unabhängig vom Impulsbreiten-Verhältnis der Impulse. Ein Kondensator C3 führt von der Basis des Transistors φΐΐ zur positiven Sammelleitung 66. Die Einstellung des Schleifers W des Potentiometers P¹ an den Anzapfungen Tl bis T6 zwischen den Widerständen R26 bis R 31 verändert den effektiven Gesamtwiderstand über Kondensator C2, und entsprechend wird die Amplitude des erzeugten Ausgangssignals bei jeder gegebenen Impulsfreguenz bzw. Fahrzeuggeschwindigkeit verändert.

Das Änderungsverhalten des Fahrzeuggeschwindigkeits-Spannungssignals E am PunktA mit der Fahrzeuggeschwindigkeit für unterschiedliche Einstellungen Tl bis T6 des Potentiometers ist in den Figuren 5b und 7b grafisch dargestellt. Eine Vorspannungsschaltung enthält einen Widerstand R3, eine Diode D5, einen Widerstand R5, und Dioden D2, D3 und D4, und diese Schaltung liegt zwischen den Sammelleitungen 62 und 66, und das dem Punkt A abgekehrte Ende des Potentiometers P¹ ist über einen Leiter 83 an einen Punkt F zwischen Diode D2 und Widerstand R5 angeschlossen, so daß das Potentiometer einen festen Vorspannungspegel hat, beispielsweise 2,5 Volt über dem Potential der negativen Sammelleitung 62.

Das Fahrzeuggeschwindigkeits-Spannungssignal E am Punkt A wird im Differenzkomparator 44 mit dem Spannungssignal von Punkt B verglichen, welches dem Druck im Sprühbalkencsystem entspricht. In der zuvor beschriebenen Schaltung ändert sich das analoge Geschwindigkeitssignal E · im wesentlichen linear mit der Fahrzeuggeschwindigkeit. Da sich jedoch der Druck im Sprühbalkensystem 14 im wesentlichen nach einer Funktion des Quadrates der Flüssigkeits-

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Durchflußmenge durch die Sprühbalkendüsen ändert, wird an Punkt B ein elektrisches analoges Signal erzeugt, welches sich im wesentlichen nach einer linearen Funktion der Durchflußmenge durch die Düsen ändert. Wie in Fig. 4 schematisch dargestellt, gehört zum Druck-Spannungswandler ein Potentiometer P2 mit einem beweglichen Schleifer W2, welcher an den Drucksensor 41 angeschlossen ist und von diesem bewegt wird. Man kann auf verschiedene Weise ein analoges elektrisches Signal bei Punkt B erzeugen, welches sich im wesentlichen linear über einen Druckbereich hinweg mit der Durchflußmenge durch die Düsen ändert. Hierzu kann man beispielsweise einen Drucksensor und einen analogen Druckwandler in Kombination verwenden, um direkt ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches im Verhältnis zur Quadratwurzel des vom Sensor ertasteten Druckes steht, wie in Fig. 4schematisch dargestellt ist. Oder man kann eine Kombination aus Drucksensor und analogem Druckwandler benutzen, welche ein dem Druck;· entsprechendes Ausgangssignal erzeugt, mit einer zwischen dem analogen Druckwandler und Punkt B zwischengesetzten Kompensierschaltung, die zum Differenz-Komparator führt, um das Signal vom Druckwandler in eine im wesentlichen lineare Funktion des Durchflusses- durch die Düsen umzuwandeln. Wie man jetzt verstehen wird, kann der analoge Druckwandler 43 von unterschiedlicher Type sein, beispielsweise gemäß schematischer Darstellung ein Potentiometer bzw. veränderlicher Widerstand, oder aber auch ein Halbleiter-'; Wandler, beispielsweise in Form eines Piezo-Widerstands-Sensors . ■

In Fig. 4 liegt ein aus Widerstand R3, Potentiometer P2 und Widerstand Rl bestehender Spannungsteiler zwischen der positiven Sammelleitung 66 und dem Punkt F zwischen Widerstand R5 und den Dioden D2 bis D4, mit denen das

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Potentiometer Pl verbunden ist. Der Schleifer W2 des Potentiometers P2 ist über Leitung 85 an Punkt B des Differenzkomparators angeschlossen, und die am Widerstand Rl anliegende Spannung und der Teil des Potentiometers zwischen Widerstand R und einem Schleifer 42b wird daher mit dem an Punkt A anliegenden analogen Geschwindigkeitssignal verglichen» Ein Filterkonden-t sator Cl liegt zwischen Leitung 85 und Sammelleitung 62, um HF-Störungen zu unterdrücken. Gemäß Fig. 5a zeigt eine Kurve R = (f) pl/2, wie der Widerstand des Potentiometers P2 sich nach einer Funktion aus der Quadratwurzel des vom Sensor 41 ermittelten Druckes ändert. Beispielsweise kann man einen Druckwandler 41 benutzen, dpssen Ausgangsbewegung linear vom Druck abhängt, und ein nicht-lineares Potentiometer 42a, dessen Widerstand sich nach einer Funktion aus der Quadratwurzel der Bewegung des Schleifers 42b ändert, oder durch Verwendung eines linearen Potentiometers und entweder eines nichtlinearen Druckwandlers 41, oder eines nicht-linearen Verbindungsgliedes zwischen dem Drucksensor und dem Potentiometer, welches so ausgelegt ist, daß der Schleifer W2 sich nach einer Funktion aus der Quadratwurzel des vom Sensor ermittelten Druckes bewegt.

Feste Sprühdüsen geben gewöhnlich einen im wesentlichen einheitlichen Sprühfächer innerhalb eines vorbestimmten Druckbereiches ab, der zwischen einer unteren Grenze von

2
0,35 bis 0,7 kp/cm und einer oberen Grenze zwischen 3,5

2
und 4,2 kp/cm liegt. Mittels geeigneter Maßnahmen kann man den Zufluß zum Sprühbalken solange abschalten, bis das Fahrzeug eine Mindestgeschwindigkeit erreicht-hat, bei der für eine bestimmte Sprühdichte beispielsweise ein minimaler vorbestimmter Sprühbalkendruck erforderlich

2 ist, der beispielsweise 0,7 kp/cm überschreitet. Dies

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kann man in der Schaltung von Fig. 4 beispielsweise durch Überbrücken des Teiles des Potentiometers P2 erreichen, welches vom Schleifer W2 in dem Druckbereich zwischen

2 ··

0 und 0,7 kp/cm überstrichen wird, durch eine Überbrückungsleitung oder Leitung 86 und durch Zusetzen eines Widerstands Rl in Serie zwischen Potentiometer P2 und dem Festvorspannungspunkt F, dessen Wert im wesentlichen gleich dem überbrückten Teil des Potentiometers ist. Dann bleibt gemäß Kurve R = (f) pl/2 in Fig. 5a der Widerstand im wesentlichen konstant auf dem Wert Rl (etwa 465 Ohm in Fig. 5a), bis der vom Sensor 41 ermittel-

2 te Druck 0,7 kp/cm erreicht, und danach ändert sich der Widerstand des Potentiometers nach einer Funktion der Quadratwurzel des vom Sensor 41 ermittelten Druckes. Der durch Widerstand R3, Potentiometer P2 und Widerstand Rl fließende Strom ändert sich nicht wesentlich bei der Schleiferbewegung von W2 über das Potentiometer, und die Spannung an Punkt B ändert sich im wesentlichen linear nach einer Funktion des Widerstandes in dem Abschnitt der Spannungsteilerschaltung, die zwischen Schleifer W2 und Punkt F liegt. Somit bleibt gemäß Kurve E = (f) R in Fig. 5a die Spannung E_^ am Punkt B im wesentlichen konstant auf einem vorbestimmten Spannungswert oberhalb des Potentials von Punkt F (etwa 2,8 Volt im Diagramm von Fig. 5a), bis der Drucksensor 41 den Schleifer W2 des Potentiometers über den Überbrückungsbalken 86 bei etwa 0,7 kp/cm hinausbewegt, wo die an Punkt B auftretende Spannung sich im wesentlichen linear mit Widerstandsänderungen verändert. Da der Widerstand des Potentiometers nach einer Funktion aus der Quadratwurzel des Druckes im Sprühbalken verändert wird, ändert sich die Spannung am Punkt B im wesentlichen linear mit der Durchflußrate durch die Düsen oberhalb 0,7

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kp/cm , wie durch die Kurve E = (f) Q angegeben ist.

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Eine modifizierte Schaltung zur Erzeugung eines analogen elektrischen Signals in linearer Korrelation zur Durchflußrate durch die Düsen zeigt Fig. 6. Bei dieser Ausführung ändert sich der Widerstand des Potentiometers P2* linear mit der Bewegung des Schleifers W2¹, und der Drucksensor 41 bewegt den Schleifer W2· mit einer Rate, die proportional dem vom Sensor ermittelten Druck ist.

Mit der in Fig.. 6 dargestellten Eingangsschaltung kann man im wesentlichen den Teil der Schaltung von Fig. 4 ersetzen, welcher links von den Punkten H, B, F und N liegt. Die Eingangsschaltung von Fig. 6 enthält einen Widerstand R3·,ein Potentiometer P 2' und einen Widerstand Rl¹ in Serie von Punkt H an der positiven Sammelleitung 66 zum festen Vorspannungspunkt F, wobei Potentiometer P 2¹ mit seinem Schleifer W 2¹ einen verstellbaren Spannungsteiler bildet. Der Spannungsabfall am Widerstand R spannt den Schleifer W 2· positiv vor gegenüber dem Festspannungspunkt F, und zwar mit einer vorgewählten Spannung , angedeutet mit a in Kurve E¹ W2' = (f) Q² in Fig. 7 (etwa 1,7 Volt im Diagramm), wenn der Druck im Sprühbalken gleich Null ist. Wie zuvor beschrieben, ändert sich der Widerstand von Potentiometer P2¹ linear mit der Bewegung des Schleifers W2¹, und der Drucksensor 41· bewegt den Schleifer W2' proportional zum Druck am Sensor. Dementsprechend ändert sich die Spannung am Schleifer W2¹ von einer vorgewählten Spannung bei a im wesentlichen linear mit dem vom Sensor festgestellten Druck und mit dem Quadrat der Durchflußrate durch die Düse, wie angezeigt durch die Kurve E W2· = (f) Q² in Fig. 7. Um das nicht-lineare Verhältnis zwischen dem Spannungssignal am Schleifer W2· und der Durchflußmenge durch die Düse zu kompensieren, ist eine Kompensierschaltung vorgesehen, welche eine Spannung bei

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Punkt B erzeugt, welche sich im wesentlichen linear mit dem Fluß durch die Düse über einen Druckbereich ändert. In der Schaltung von Fig. 6 sind Widerstände R2 und R4 in Serie mit einer Z-Diode D 1 vom Schleifer W2¹ des Potentiometers P2¹ zur negativen Sammelleitung 62 gelegt, und der Verbindungspunkt zwischen R2 und R4 ist zum Eingangspunkt B des Differenzkomparators gelegt« Die Z-Diode D 1 wirkt effektiv als offener Kreis, bis die Spannung bei Punkt B die Umkehr-Zusammenspannungbruchspannung der Z-Diode erreicht. In der dargestellten Schaltung ist die Z-Diode so gewählt, daß ihre Umkehr-Zusammenbruchspannung bei etwa 6 Volt liegt, so daß d.i e Z-Diode leitet, wenn die Spannung an Punkt B etwa 6 Volt oberhalb Potential an Sammelleitung 62 (etwa 3,9 Volt oberhalb Festspannungspunkt F) erreicht. Gemäß Fig. 7a beträgt die am Schleifer W2^f relativ zum Potential des Punktes F gemessene Spannung etwa 1,7 Volt, wenn der Sprühbalkendruck gleich Null ist, und die Spannung am Schleifer erhöht sich im Verlauf der Kurve E W2¹ = (f)

ρ
Q von 1,7 Volt bei a, etwa 2,8 Volt bei b (Sprühbalken-

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druck 0,7 kp/cm ) und auf etwa 3,9 Volt bei C (Sprüh-

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balkendruck 1,4 kp/cm ). Bis sich die Spannung am Schleifer auf 3,9 Volt über dem Potential bei Punkt F erhöht, leitet die Z-Diode D 1 nicht, so daß im wesentlichen kein Spannungsabfall über Widerstand R2 und R4 auftritt und die Spannung bei Punkt B der Schaltung somit im wesentlichen der Spannung am Schleifer W2¹ entspricht, während sich der Sprühbalkendruck von 0 auf 1,4 kp/cm erhöht. Wenn sich die Spannung am Schleifer W2* jedoch um etwa 3,9 Volt oberhalb des Potentials am Punkt F erhöht, beginnt die Z-Diode D 1 zu leiten, und der hierdurch fließende Strom erhöht sich schnell bei nur leichtem Anstieg der Spannung oberhalb der Umkehr-Zusammenbruch-Spannung. Somit bleibt die Spannung über die Z-Diode Dl-

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im wesentlichen konstant bei ihrer Umkehr-Zusammenbruchspannung, und der durch die Z-Diode fließende Strom erzeugt einen Spannungsabfall an den Widerständen R2 und R4, der ausreicht, die Spannung an der Diode im Bereich von deren Zusammenbruchspannung zu halten. Der Verknüpfungspunkt zwischen den Widerständen R2 und R4 ist mit dem Differenz-Komparator-Eingang B verbunden.

Steckt die Spannung am Schleifer W2' über 3,9 Volt oberhalb des Potentials am Punkt F (6 Volt über Erdpotential

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am Punkt N), bei etwa 1,4 kp/cm im Sprühbalken, dann beginnt die Z-Diode zu leiten und erzeugt einen Spannunisabfall am Widerstand R2, der die Spannung am Punkt B unter die Spannung am Schleifer W2¹ absinken läßt, so daß die Spannung am Punkt B langsamer ansteigt, als die Spannung am Schleifer W2' mit steigendem Sprühbalkendruck, wie in der unterbrochen dargestellten Kurve E B = f (Q) dargestellt ist. Die Widerstände R2 und R4 sind so proportioniert, daß der Anstieg der Kurve E, = (f) Q von c nach d¹ etwa der gleiche ist wie der Anstieg von b zu c. Es hat sich gezeigt, daß die Spannung am Punkt B so ausgelegt werden kann, daß sie sich im wesentlichen linear mit dem Fluß, durch die Sprühbalkendüsen in einem

Sprühbalken-Druckbereich von etwa 0,7 kp/cm bis etwa 3,5

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kp/cm verändert, wenn Rl etwa 255 Ohm, P2· 1000 Ohm, R3 400 Ohm, R2 1 K Ohm, R4 4,53 K Ohm beträgt, und wenn die Umkehr-Zusammenbruchspannung der Z-Diode Dl bei 6 Volt liegt.

Zum Differenz-Komparator 44 gehören unter Bildung eines Differentxalverstarkers geschaltete Transistoren Ql und QlO sowie einen kreuzgekoppelten Verstärker bildende Transistoren Q3 und Q9. Die als npn-Typ ausgebildeten Transistoren Ql und QlO sind mit ihren Basen an Punkt B

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bzw. Punkt A angeschlossen, der Kollektor von Ql ist über einen Widerstand R14 an die positive Sammelleitung 66 angeschlossen, und der Kollektor von QlO über einen Widerstand R32 ebenfalls an die positive Sammelleitung 66. Die Emitter der Transistoren Ql und QlO sind jeweils über einen Widerstand R9 bzw. RIO an den Kollektor von Transistor Q 2 angeschlossen. Die Widerstände R9 und, RIO bilden negative Serienrückkopplungen für den Differentialverstärker, und ein Potentiometer RIl zur Verstärkungseinstellung ist mit seinem beweglichen Schleifer über die Widerstände R9 und RIO gelegt, um die Verstärkung des DifferentialVerstärkers justieren zu können. Der Transistor Q2 ist vom npn-Typ und bildet eine Konstant-Spannungsquelle für den Differentialverstärker Ql und QlO, und der Emitter von Q2 ist über einen Widerstand R8 an die negative Sammelleitung 62 und mit seiner Basis an eine Spannungsteilerschaltung angeschlossen, zu der Widerstände R6 und R7 gehören, die über Dioden D2 bis D4 gelegt sind. Diese Dioden D2 bis D4 liefern dem Transistor Q2 eine feste Betriebsspannung bei einem festen Strom. Die Kollektoren der Transistoren Ql und QlO sind jeweils mit den Basen von npn-Transistoren Q3 und Q9 verbunden, und <öer Emitter von Transistor Q3 ist kreuzweise über eine Leitung 91 an den Kollektor von QlO und in ähnlicher Weise der Emitter von Q9 kreuzweise über eine Leitung 92 an den Kollektor von Ql angeschlossen. Die Gleichstrommotor-Ausgangsstufe 57 enthält vier in Darlington-Paaren geschaltete Transistoren Q5, Q6, Q7 und Q8 im Rahmen einer Brückenschaltung, deren Ausgangsanschlüsse. 01 und 02 über Leitungen 95 und 96 an die Motor-Betätigungseinrichtung 26 für das Durchflußsteuerventil 25 angeschlossen sind. Endschalter.". Ll und L2 liegen gemäß Darstellung zwischen der Motor-Betätigungseinrichtung "26 und den Leitungen 95, 96, und die Endschalter Ll und L2 sind einpolige Doppelschalter,

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beweglich zwischen einer den Motor mit Leiter 95 und 96 verbindenden Stellung zu einer den Motor mit einer Leitung 98 verbindenden Stellung, von denen letztere an der positiven Spannung liegt.

Di ρ Kollektoren des Darlington-Transistorpaares Q5 und Q8 sind über eine Leitung 99 und einen Widerstand RT5 mi .·: der positiven S am in el leitung 66, und die Emitter dloser Transistoren mit den Ausganasanschlüssen 01 und 0? und über Dioden D6 und D7 jeweils mit den Kollektoren der Transistoren Q6 und. Q7 verbunden, deren Emitter wiederum an die negative Sammelleitung 62 angeschlossen sind. Die Kollektoren der kreuzgekoppelten Verstärker-Transistoren Q3 und Q9 sind jeweils über Widerstände R12 bzw. R17 an die Basis der Transistoren Q6 bzw. Q7 angeschlossen, und die Basen der Transistoren Q5 und Q8 sind jeweils über einen Widerstand R13 bzw. R16 an den Kollektor eines Transistors Q4 angeschlossen, der als automatischer Strombegrenzer arbeitet. Die Basen der Transistoren Q5 und Q8 sind ebenfalls über Leitungen 101 bzw. 102 mit den Kollektoren der Transistoren Q6 und Q7 verbunden. Der Emitter von Q4 liegt an einem Punkt zwischen Widerstand R15 und dem Kollektor von Transistor Q5 bzw. Q8, und die Basis des genannten Transistors ist über eine Leitung 104 an einen Punkt der Spannungsteilerschaltung zwischen Diode D5 und Widerstand R5 angeschlossen. Eine Lampe L2 ist zwischen Leitung 96 und Schalter L2 angeschlossen und zeigt an, wenn das Ventil vollständig offen ist.

Sobald in der oben beschriebenen Schaltung die Spännung bei Punkt B die Spannung bei Punkt A überschreitet, wird der Transistor Ql durchgeschaltet und erhöht den Spannungsabfall .über Widerstand R14. Aufgrund dessen verringert

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sich der Spannungsabfall über R32, Q3 schaltet durch und schaltet über Widerstand R12 Transistor Q8 durch. Der durchgeschaltete Transistor Q8 schließt wirksam die negative Sammelleitung 62 kurz, und dadurch wird über Leitung 101 und R13 Transistor Q5 gesperrt. Gleichzeitig sorgt der Spannungsabfall über R32 für das Abschalten von Q9, und hierdurch wird wiederum Q7 ge-. S;.-?rrt. Ist Q7 gesperrt, wird Transistor Q6 über Widerstand R16 durchgesch.·. 1 tet. " Es fließt jetzt ein Strom Vifi der positiven Sat.tr;.eil ei tung über Transistor Q6, Ausgangsanschluß 02, Leitung 96, Endschalter L2 und ' in einer Richtung durch Motor-Betätigungseinrichtung 2Π, dann über den Endschalter Ll und Leitung 95 zum A-.sgangsanschluß 01 und schließlich durch Diode D6 und Transistor Q8 zum negativen Anschluß, so daß der M tor in Schließrichtung des Ventils anläuft. Liegt d~s Signal an Punkt A oberhalb des Signals an Punkt B, w rden die Transistoren Q7 und Q5 durchgeschaltet und die Transistoren Q8 und Q6 gesperrt, so daß der Strom in entgegengesetzter Richtung durch die Motor-Betätigungseinrichtung 26 fließt und das Ventil geöffnet wird. Durch die Endschalter Ll und L2 wird der Motor angehalten, wenn das Ventil seine vollständig geöffnete oder vollständig geschlossene Stellung erreicht hat. Gemäß Fig. verbindet eine aus einem Widerstand R18 und einem Schalter S2 bestehende Schaltung den Punkt A mit dem positiven Anschluß, und der Widerstandwert ist so gewählt, daß der Differentialverstärker einen festen Eingang erhält, der größer als der Spannungsabfall über Widerstand R3 in der Transistoreingangsschaltung ist, so daß das Ventil öffnet. Dadurch wird ein selektives Öffnen des VervtileS ermöglicht, wenn ein Ausspülen des Systems o.dgl. erwünscht ist. R3 ist so gewählt, daß bei Einstellwert

ein Sprühbalken-Betriebsdruck von 1,05 kp/cm (15 psi) vorgegeben wird.

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Zuvor wurde die erfindungsgemäße Verbreitungsvorrichtung ausführlich beschrieben. Der Fahrtgeschwindigkeitssensor 51 erzeugt ein impulsförmiges Ausgangssignal, dessen Frequenz im Verhältnis zur Fahrt über Grund steht, und dieses Signal gelangt über eine Signalformerschalt-sing 53, einen DA-Wandler 55 und ί inen Bereichsumschalter 56 zu dem einen Eingangsanschluß A des Di fferenz-Komparator= 44. Das am Eingangsanschluß A ankommende Signal verändert sich im wesentlichen linear mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, und die Amplitude des Signals mit der Geschwindigkeit kann selektiv durch den Bereichsumschalter 5G verändert werden. Der Drucksensor 41 tastet den Druck im Sprühbalken ab und beeinflußt einen analogen Druckwandler, der entweder direkt oder durch eine Kompensierschaltung dem anderen Eingangsanschluß B des i"· i f f erenz-Komparators ein Analog-Signal zuführt, welches Lieh über den Druckbereich hinweg nach einer Quadratwurrel-Fwnktion des Druckabfalls und somit nach einer im wesenilichen linearen Funktion der Durchflußrate durch die Sprühbalkendüsen verändert. Um das Öffnen des Ventils und den Durchfluß von Flüssigkeit zum Sprühbalken bei Geschwindigkeiten, die unterhalb der liegen, bei welcher die Sprühbalkendüsen zur gleichmäßigen Verteilung des Materials überhaupt in der Lage sind, zu verhindern, sind der analoge Druckwandler und die Schaltung zum Anlegen des elektrischen Signals an Punkt B des Differenzkomparators so ausgelegt, daß der Punkt B über Punkt A vorgespannt ist, bis das Fahrzeug eine Geschwindigkeit aufgenommen hat, bei der eine zufriedenstellende Sprühoperation durchgeführt werden kann. Wie die grafischen Darstellungen in den Figuren 5a und 5b zeigen, daß bei der Bereichseinstellung T6 der Spannungsausgang E des Geschwindigkeitssensors nicht gleich der an Punkt B angelegten Minimalspannung wäre, bis eine Geschwindigkeit von

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6 bis 7 Meilen pro Stunde (etwa 10 kmh) erreicht wäre. Dies ist die Fahrgeschwindigkeit, bei welcher der für die Sprühdichte-Einstellung T 6 erforderliche Sprühbalken-

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druck etwa bei 0,7 kp/cm bei Bereichseinstellung Tl wäre, die für das Verbreiten der Flüssigkeit bei einem Sprüh-

balkendruck von etwa 0,7 kp/cm erforderliche Fahrzeuggeschwindigkeit ist etwas niedriger als zwei Meilen pro Stunde (etwa 3,3 kmh).

Ziisammengefaßt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Verbreitung einer Flüssigkeit in Verbindung mit einem Fahrzeug, mit einem das flüssige Produkt enthaltenden Vorratstank und mit einer die Flüssigkeit vom Tank'zu e'nem Sprühbalkensystem fördernden Pumpe, um das flüssige P.-odukt in einer vorgewählten Breite im Verlauf eines vom Fahrzeug zurückgelegten Weges zu versprühen. Die Dnrchflußmenge des flüssigen Produktes durch die Düsen des Sprühbalkensystems ändert sich nach einer Quadratwurzelfunktion des Druckabfalls an den Düsen, und es ist ein Steuersystem vorhanden, welches den Druck im Sprühbalkensystem und die Fahrzeuggeschwindigkeit abtastet und danach die Strömungsmenge des Produktes zum Sprühbalkensystem in der Weise steuert, daß der Produktdruck im Sprühbalkensystöm nach einer guadratischen Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit verändert wird und damit unabhängig von Geschwindigkeitsänderungen des Fahrzeuges eine voreingestellte Sprühdichte erhalten bleibt.

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Claims

Ansprüche

Vorrichtung zur Verbreitung einer Flüssigkeit, an einem Fahrzeug angebracht, mit einem ein flüssiges Produkt enthaltenden Tar..:, einer Spriibbalkeneinrichtung, die in Abständen über ihre Länge verteilte feste Düsen— Öffnungen zur Verbreitung des flüssigen Produktes aufweist, und mit einer Pumpe zum Fördern des flüssigen Produktes vom Tank zum Sprühbalken, gekennzeichnet durch eine Druck-Sensoreinrichtung (41) zur Abtastung des Flüssigkeitsdruckes in der Sprühbalkeneinrichtung (14); einen in Abhängigkeit von dem von der Druck-Sensoreinrichtung festgestellten Druck ein erstes Steuersignal abgebenden Drucksignalwandler (43); eine in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit ein zweites Steuersignal abgebende Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensoreinrichtung (51); und durch eine Steuereinrichtung (25), welche in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Steuersignalen zwecks Steuerung der Ausflußmenge des flüssigen Produktes aus der Sprühbalkeneinrichtung (14) den Druck des Produktes innerhalb des Sprühbalkens nach einer guadratischen Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit so verändert, daß bei unterschiedlichen Fahrzeuggeschwindigkeiten eine voreingestellte Sprühdichte erhalten bleibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Steuereinrichtung ein Durchflußsteuerventil (25) zur Steuerung des Flusses des flüssigen Produktes von der Pumpe (13) zur Sprühbalkeneinricht-ing (14) gehört, welches mittels einer angekoppelten elektrisch arbeitenden Antriebseinrichtung (26) zwischen offenen und geschlossenen

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Positionen hin— und herbewegbar ist, um den Druck des flüssigen Produktes im Sprühbalken zu steuern«
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerschaltung (56...) vorhanden und so ausgelegt ist, daß ein Öffnen des Durchflußsteuerventxls (25) bei niedrigen Fnhrzeuggeschwindigkeiten verhindert wi rd =

4» Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerschaltung (56...) vorhanden und so ausgelegt ist, daß das Öffnen des Durchflußsteuerventxls (25) bei so geringen Pahrzeuggeschwxndxgkeiten verhindert wird, bei denen der zur Verbreitung des "flüssigen Produktes mit einer voreingestellten Sprühdichte notwendige Druck einen vorbestimmten Minimalwert unterschreitet.

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