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Titel: Einrichtung zum Regeln der von einem Streu-
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automaten auf eine Fläche aufgebrachten Streu gutmenge
Einrichtung
zum Regeln der von einem Streuautomaten auf eine Fläche aufgebrachten Streugutmenge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Regeln der von einem Streuautomaten
auf eine Fläche aufgebrachten Streugutmenge unter Berücksichtigung der Relativgeschwindigkeit
zwischen dem Streuautomaten und dieser Fläche, wobei die abgegebene Streugutmenge
durch die mit Hilfe eines Stellgliedes veränderbare Fördergeschwindigkeit einerFördereinrichtung
bestimmt ist, die im Streuautomaten das Streugut an eine umlaufende Streueinrichtung
liefert, deren Umlaufgeschwindigkeit die Streubreite bestimmt.
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Für den Straßenwinterdienst sind Streuautomaten bekannt, die auf einem
Streufahrzeug (Lastkraftwagen) montiert rden können, und die Streugut, z.B. Split
oder Salz oder aber Mischungen hiervon auf eine Fahrbahn- oder Straßendecke aufbringen.
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Zur Erzielung der angestrebten Streuwirkung soll für die äe Flächeneinheit
auf die Fahrbahndecke aufgebrachte Streugutmenge möglichst genau ein vorgegebener
Wert eingehalten werden, wobei dieser Wert im wesentlichen durch die vom Streuautomaten
abgegebene Streugutmenge, von der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Streuautomaten
und der Fläche bzw. der Straßendecke, d.h. von der Fahrgeschwindigkeit des Streufahrzeuges
sowie von der Breite abhängt, mit der das Streugut auf der Fahrbahndecke verteilt
wird.
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Mit den bisher bekannten Einrichtungen ist es nicht möglich, diesen
vorgegebenen Wert genau einzuhalten, da die bisherigen Einrichtungen entweder nur
eine manuelle Einstellung der Streugutmenge in groben Stufen oder aber, falls mechanische
Regeln einrichtungen verwendet werden, mit hoher Fehlertoleranz gestatten.
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Bei Verwendung der bisher bekannten Einrichtungen istes daher üblich,
erheblich größere Mengen an Streugut auf die Fahrbahndecke aufzubringen, was insbesondere
bei Verwendung von Streusalz
zu unerträglich hohen Umweltbelastungen
sowie zu unnötig hohen Kosten führt.
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Ein weiterer Nachteil besteht bei Verwendung der bekannten Einrichtungen
darin, daß durch die hohe Abgabe von Streugut die in einem Streufahrzeug vorhandene
Streugutmenge relativ schnell verbraucht ist, so daß das betreffendeStreufahrzeug
bereits nach einer relativ kurzen Einsatzdauer wieder neu mit Streugut belade: werden
muß.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs
geschilderten Art aufzuzeigen, mit der eine wesentlich verbesserte, dosierte Abgabe
von Streugut auf eine Fläche, z.B.
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auf die Fahrbahndecke erreicht wird, und zwar unter exakter Berücksichtigung
der oben angegebenen Faktoren bzw. Einflußgrößen, nämlich der Relativgeschwindigkeit
zwischen dem Streuautomaten und der Fläche und der Streubreite.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Einrichtung der eingangs geschilderten
Art gekennzeichnet durch einen elektro-mechanxcher Wandler, der ein der Relativgeschwindigkeit
zwischen dem Streuautomaten und der Fläche entsprechendes erstes Meßsignal erzeugt
welches mit einem zweiten, der Umlaufgeschwindigkeit der Streueinrichtung entsprechenden
Meßsignal in einem Kombinationsschaltkreis zu einem sowohl von der Relativgeschwindigkeit
als auch von der Streubreite abhängigen ersten Steuersignal zur Steuerung des Stellgliedes
kombiniert wird, sowie durch eine Schwellwertschaltung, die an ihrem Ausgang ein
zweites, vorgegebenes bzw. vorwählbares Steuersignal zur Steuerung des Stellgliedes
solange liefert, bis das erste Meßsignal einen vorgegebenen Schwellwert überschritten
hat.
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Die erfindungsgemäße Sinrichtungggeht davon aus, daß die å je Zeiteinheit
vom Streuutomaten abgegebene Streugutmenge durch die Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung
im Streuautomaten bestimmt ist, urd daß die Streubreite, d.h. die Breite, mit der
das Streugut auf die Fläche verteilt wird, von der Umlaufgeschwindigte
-i.t.
» r der Fördereinrichtung nachgeschalteten Streueinrichtung abhängig ist, wie dies
im übrigen auch bei bekannten Streuautoma-ten der Fall ist.
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Die Fördereinrichtung wird dabei beispielsweise von einer umlaufenden
Förderschnecke gebildet1 während die Streueinrichtung z.B. ein um eine vertikale
Achse rotierenden Streuteller ist.
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Der Erfindung liegt vor allem auch die Erkenntnis zugrunde, daß sich
während des normalen Betriebes, d.h. beispielsweise während der normalen Fahrt eines
Streufahrzeugs mit normaler Geschwindigkeit die abgegebene Streugutmenge in Abhängigkeit
der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Streuautomaten und der Fläche sowie in Abhängigkeit
von der Streubreite sehr genau regeln läßt, daß dies jedoch beim Anfahren des Streufahrzeugs
bzw. >n Beginn der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Streuautomaten undder
Fläche nicht möglich ist, und zwar insbesondere aufgrund der Verzögerung, die durch
mechanisch betätigte Elemente auftritt.
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Aus diesem Grunde wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung die Schwellwertschaltung
verwendet, die solange ein zweites, vorgegebenes, bzw. vorgewähltes Steuersignal
liefert und damit solange für die Abgabe einer vorgegebenen bzw. vorgew-ählten konstanten
Streugutmenge sorgt, solange das von der Relativgeschwindigkeit abhängige erste
Naß signal unter einem vorgegebenen Schwellwert liegt.
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Hierdurch ist sichergestellt, daß bereits beim estern Anfahren des
Streufahrzeugs eine ausreichende Streugutmenge auf die Fläche aufgebracht wird.
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Da mit der erfindungsgemäßen Einrichtung eine sehr hohe Dosiergenauigkeit
erreicht wird, lassen sich unnötige Umweltbelastungen z.B. durch übermäßige Streusalzmengen
vermeiden. Außerdem können die Kosten sehr stark reduziert werden, und zwar bei
gleichzeitiger Erhöhung der Einsatzzeit eines Streufahrzeugs.
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Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Einrichtung nicht nur für
die Aufbringung von Streusalz oder anderem Streugut auf eine Fahrbahndecke geeignet
ist, sondern daß mit der erfindungsgemäße.
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Einrichtung auch andere Arten von Streugut, z.B. Düngemittel mit hoher
Dosiergenauigkeit auf eine Fläche aufgebracht werden könne.
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und zwar im Prinzip mit den gleichen Vorteilen, wie sie voranstehend
erwähnt wurden.
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Eine Besonderheit bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Einrichtung besteht darin,daß die Streubreite bzw. die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors
für die Streueinrichtung mit Hilfe eines Einstellgliedes bzw. mit Hilfe einer von
diesem Einstellglied abgegebenen variablen Gleichspaannung einstellbar ist, wobei
der Antriebsmotor für die Streueinrichtun auf einer konstanten Geschwindigkeit gehalten
wird, die der EinstelLung dieses Einstellgliedes entspricht Hierfür wird ein besonders
einfacher Regelkreis verwendet, der im Prinzip darauf beruht, daß der umlaufende
Motor Impulse erzeugt, deren Dauer von der Drehgeschwindigkeit diesesMotors abhängt,
wobei die Schaltung so getoffen ist, daß der Motor jeweils während der Dauer eines
Impulses einen zusätzlichen Stromstoß erhält, der den Motor zusätzlich beschleunigt.
Fällt die Drehzahl desMotors ab, so erhöht sich der zeitliche Mittelwert dieser
Stromstöße, wodurch die Drehgeschwindigkeit des Motors wieder erhöht wird.
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Als weitere Einflußgröße wird dem Regelkreis selbstverständlich die
von dem Einstellglied gelieferte, der Solldrehzahl des Motors entsprechende Spannung
zugeführt.
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Diese besonders einfache Regelung der Drehgeschwindigkeit des Motors
ist gnndsätzlich nicht nur bei einem Motor zum Antrieb der Streueinrichtung bei
einem Streuautomaten verwendbar, sonder generell dort, wo esdarum geht, daß ein
Motor mit möglichst gleicher Geschwindeit umlaufen soll.
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Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung und in Rückansicht
einen am Heck eines Streufahrzeugs, z-B. am Heck eines Lastkraftwagens, befestigten
Streuautomaten bekannter Ausführung; Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Regeln der von dem Streuautomaten aufeine
Fläche aufgebrachten bzw. an eine Flache abgegebenen Streugutmenge; Fig. 3 und 4
elektrische Schaltdiagramme einer speziellen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Einrichtung.
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Der in der Fig. 1 dargestellte, an sich bekannte ?uautomat, welcher
beispielsweise am Heck eines Lastkraftwagens befestigt ist und zum Aufbringen von
Streugut (Salz und/oder Split) auf eine Straßendecke dient, besteht im wesentlichen
aus einem Vorratsbehälter 1 zur Aufnahme des Streugutes 2, aus einer im unteren
Bereich des Vorratsbehälters angeordneten und um eine horizontale Achse umlaufenden
Förderschnecke 3, die zwei gegenläufig fördernde Abschnitte 3' und 3" aufweist,
sowie aus einem um eine horizontale Achse umlaufenden Streuteller 4, der unter der
Förderschnecke und außerhalb des Vorratsbehälters angeordnet ist. Zum Antrieb des
Streutellers 4 dient ein Motor, d.h. bei der dargestellten Ausführungsform ein Elektromotor
5, w-ährend zum Antrieb der Förderschnecke 5 ein Motor, d.h. bei der dargestellten
Ausführungsform ein Hydraulikmotor 6 verwendet wird.
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Durch die Förderschnecke 3 bzw. durch deren Abschnitte 3' und 3" wird
das Streugut 2 von außen her in den mittleren Bere:' 2 der Förderschnecke 3 gefördert
und gelangt von dort durch eine Öffnung oder einen Kanal 7 auf die Oberseite des
Streutellers 4, der aufgrund seiner rotierenden Bewegung das Streugut mit einer
bestimmten Streubreite auf die Fläche bzw. auf die Straßendecke verteilt. Die Streubreite
kann hierbei durch Änderung der Drehzahl des Elektromotors 5 eingestellt werden,
während die Menge des von
dem Streuautomaten åe Zeiteinheit abgegebenen
Streugutes 2 durch Änderung der Drehzahl des Hydraulikmotors 6 und damit durch Änderung
der Drehgeschwindigkent der Förderschnecke 3 einstellbar ist. Für diesen Zweck ist
im Matriebskreis des Hydraulikmotors 5 ein die Durchflußmenge der hydraulischen
Flüssigkeit durch diesen Motor einstellendes Ventil 8 vorgesehen (Fig. 2).
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Mit der in der Fig. 2 im Blockschaltbild dargestellten Einrichtung
soll vor allem erreicht werden, daß die auf die Fläche (z.B.
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Straßendecke) aufgebrachte Streugutmenge je Fächeneinheit unabhängig
von der Relativbewegung zwischen dem Streuautomaten und der Fläche, d.h. unabhängig
von der Geschwindigkeit des Streufahrzeuges, sowie unabhängig von der jeweils vorgewählten
bzw.
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eingestellten Streubreite möglichst genau einem vorgewähiten Wert
entspricht, wobei vor allem auch dafür gesorgt wid, daß bereits beim ersten Anfahren
des Streufahrzeugs eine genügend große Streugutmenge abgegeben wird, um so vor allem
beim Streuen von Fahrbahnen sicherzustellen, daß nur die tatsächlich benötigte Streugutmenge
abgegeben wird bzw. bereits beim Anfahren des Streufahrzeugs an der betreffenden
Stelle eine ausreichende Versorgung br Fahrbahndecke mit Streugut sichergestellt
ist.
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Die in der Fig. 2 dargestellte Sinrìchtng besitzt einen Generator
bzw. elektromechanischen Wandler 9, welcher beispielsweise über die Tachometerwelle
oder das Getriebe mit wenigstens einem der Räder des Streufahrzeugs gekoppelt ist
und der an seinem Ausgang ein elektrisches Impulssignal erzeugt, dessen Impulsfolge
abhängig bzw. proportional zur Fahrgeschwindigkeit des Streufahrzeuges ist. Dieses
Ausgangssignal des Generators 9 wird einem Digital-Ånalog-Wandler, d.h. einem Frequenz-Spannungs-Wandler
10 zugeführt, an dessen Ausgang dann eine in ihrer Größe von der Bahrgeschwindigkeit
desStreufahrzeugs abhängige Gleichspannung anliegt. Dieser das erste Meßsignal bildenden
Gleichspannung am Ausgang des Frequenz-Spannungs-Wandlers 10 sind noch einige Restimpulse
überlagert, die in einer Filterschaltung 11 dann soweit ausgefiltert bzw. unterdrückt
werden, daß am Ausgang dieser
Filterschaltung im wesentlichen nur
noch eine in ihrer Größe von der Fahrgeschwindigkeit des Streufahrzeugs abhängige
Gleichspannung anliegt. Diese Gleichspannung wird dem Eingargeines Verstärkers 12
zugeführt,dessen Verstärkungsgrad durch eine als zweites Meßsignal dienende und
über die Leitung 13 zugeführte Spannung verändert werden kann, welche von einem
elektrischen Einstellglied 14geliefert wird.
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Dieses elektrische Einstellglied, welches zur Einstellung der Geschwindigkeit
des Elektromotors 5 und damit zur Einstellung der Streubreite dient, liefert über
die Leitung 15 zugleich auch eine als Sollgröße dienende Spannung an eine Vergleichs-Schaltung
16 im Anbiebs- und Regelkreis des Elektromotors 5, wobei diese Vergleichsschaltung
an ihrem Ausgang, d.h. über die Leitung 17 ein Signal zum Antrieb des Elektromotor
5 liefert, welches abhängig ist von dem über die Leitung 15 zugeführten Sollwert
und einer Spannung (Istwert), die vom Elektromotor 5 über die Leitung 18 an die
Vergleichsschaltung 16 zurückgeführt wird. Durch den Antriebs- und Regelkreis für
den Elektromotor 5 ist sichergestellt, daß die Welle des Elektromotcis 5 und damit
der Streuteller 4 stets mit einer Geschwindigkeit umlaufen, die genau dem mit dem
Einstellglied 14 eingestellten Wert entspricht, und zwar unabhängig von einer sich
ev. ändernden Belastung, die beispielsweise durch Klumpen im Streugut zurückzuführen
ist, welche (Klumpen) durch Anlage an nichtrotierenden Teilen des Streuautomaten
den Streuteller 4 abzubremsen versuchen.
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Am Ausgang des Verstärkers 12, d.£!. an der Leitung 19 liegt beim
normalen Betrieb der Einrichtung eine Gleichspannung an, die durch die Ausgangsspannung
des Filters 11 sowie durch den Verstärkungsgrad und damit durch die an der Leitung
13 anliegF,ke Spannung bestimmt ist. Diese somit von der Pahrgeschwigkeit des Streufahrzeugs
und von dereingestellten Streubreite (instellglied 14) abhängige Spannung an der
Leitung 19 bildet das erste Steuersignal zur Steuerung eines Stellgliedes 20, mit
welchem die Stellung des Ventiles 8 im Antriebskreis des Hydraulikmotors 6 und damit
die Geschwind'Jkeit des Hydraulikmotors 6
variiert werden können
Zu diesem S;reck wird die Spannung bzw.
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das Signal an der Leitung 19 dem einen Eingang einer Vergleichsschaltung
21 zugeführt, deren Ausgang über die Leitung 22 mit dem Eingang des Stellgliedes
20 verbunden ist. Dem anderen Eingang der Vergleichssaltung 21 wird iiber die Leitung
23 eine Spannung zugeführt, die der jeweiligen Stellung bzw, dem jeweiligen Öffnungsgrad
des Ventiles 8 entspricht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Einrichtung
wird ein Dr&nventil verwendet, dessen Öffnungsgrad von der jeweiligen Winkelstellung
eines vom Stellglied 20 angetriebenen Ventil bzw. Schließkörpers abhängt. Das über
die Leitung 23 an dle Vergleichsschaltang 21 rückgeführte Signal ist dabei dann
abhängig von der jeweiligen, tatsächlichen Winkelstellung des Ventilkörpers, bezogen
auf eine vorgegebene Nullstellung, d.h. beispielsweise bezogen auf eine Stellung
des Ventilkörpers, in welcher das Ventil 8 völlig gesperrt ist. Die Schaltung is-t
dabei so ausgelegt, daß immer dann, wenn eine Differenz zwischen den an den Leitungen
19 und 23 anliegenden Spannungen besteht, das Stellglied 20 über die Leitung 22
eine Spannung bzw. ein Signal erhält, mit welcher bzw. mit welchem das Stellglied
20 nachgestellt wird, Hierdurch wird erreicht, daß die Stellung bzw. der Öffnungsgrad
des Ventiles 8 tatsächlich dem Wert entspricht, dan das Signal an der Leitung 19
aufweist. Hiermit stehen dann auch die Drehgeschwindigkeit des Hydraulikmotors 6
sowie der Förderschnecke 3 und damit die an den Streuteller 4 je Zeiteinheit abgegebene
s-Ienge an Streugut g in einem genauen Verhältnis zur Fahrgeschwindigkeit des Streufahrzeugs
(entsprechend der Gleichspannlng am Ausgang der Filterschaltung 11) sowie zur e
ngestellten Streubreite (entsprechend der Einstellung des Einsteligliedes 14), do
h. bei einer Verlangsamung der Fahrgeschwindigkeit des Streufahrzeugs una/oder bei
einer Reduzierung der eingestellten Streubreite werden auch die Drehgeschwindigkeit
des Ilydraulikmotors 6 sowie der Förderschnecke 3 und damit die an den Streuteller
4 abgegebene Streugutmenge reduziert. In umgekehrter Weise erfolgt eine Erhöhung
der Drehgeschwinigkeit des Hydraulikmotors sowie der Förderschnecke 3 und damit
eine Erhöhung der an den Streuteller 4 abgegebenen Streugutmenge, wenn sich die
Bahrgeschwindigkeit des Streufahrzeugs erhöht und/oder wenn die Streubreite durch
entsprechende Einstellun des Einstellgliedes 4 vergrößert wir.
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Zur Einstellung der Grundmenge an Streugut, die beim normalen Betrieb
der Einrichtung je Xlacheneinheit auf die Fläche, z.B.
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Straßendecke aufgebracht wird, dient ein weiteres Einstellglied 24,
welches beispielsweise im Ausgangekreis des Verstärkers 12 angeordnet ist, und mit
welchem das vom Verstärker 12 abgegebene Steuer signal entsprechend der eingestellten
Grundmenge erhöht bzw. vernngert werden kann.
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Um auch bereits beim ersten Anfahren des Streufahrzeugs sicherzustellen,
daß eine genügend große Streugutmenge auf die mit dem Streugut zu versehene Fläche
(z.B. Straßendecke) aufgebracht wird, ist weiterhin eine Schwellwertschaltung 25
vorgesehen, deren Eingang über die Leitung 26 das Signal der Filterschaltung 11
zugeführt wird und die über die Leitung 27 ein zweites Steuersignal an den einen
Eingang der Vergleichsschaltu - 21 liefert.
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Die Schwellwertschaltung 25 ist so ausgebildet, daß diese solange
ein fest vorgegebenes Steuersignal über die Leitung 27 liefert, solange das Signal
an der Leitung 26 unter einem vorgegebenen Schwellwert liegt, der entweder durch
entsprechende Ausbildung der Sdlwellwertschaltung fest vorgegeben ist oder aber
mit Hilfe eines nicht näher dargestellten Einstellgliedes eingestellt werden kann.
Durch dises von der Schwellwertschaltung 25 abgegebene und der Vergleichsschaltung
21 zugeführte Ausgangssignal wird das Ventil 8 über das Stellglied 20 auf einen
vorgegebenen Durchlaßwert eingestellt, wodurch beim ersten Anfahren des Streufahrzeugs
eine fest vorgegebene Menge an Streugut abgegeben wird, und zwar unabhängig von
der Fahrgeschwindigkeit des Streufahrzeugs. Die Größe des Ausgangssignals an der
Leitung 27 und damit die Höhe der abgegebenen Streugutmenge beim ersten Anfahren
des Streufahrzeugs können mit Hilfe des Einstellgliedes 28 pestgelegt werden. Sobald
das Streufahrzeug eine Bahrgeschwind gueit erreicht hat, die zu einem Ausgangssignal
der Filterschaltung 1 führt, welches über dem Schwellwert der Schwelltschaltung
25 liegt, wird das Ausgangssignal an der Leitung 27 Null, womit dann in der oben
beschriebenen Weise die von der Geschwindigkeit des Streufahrzeuges sowie von der
eirgestellten Streubreite abhängige Regelung der abgegebenen Stren menge erfolgt.
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Es versteht sich, daß die in der ig 2 im Funktions- bzw.
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Blockschaltbild dargestellte Einrichtung mit verschiedensten Bauteilen
und Elementen realiiert werden rar Weiterhin versteht es sich, daß einzelne in der
Fig. 2 gezeigte getrennte Funktionsgruppen bei der technischen Realisierung zu einer
gemeinsamen Baugruppe zusammengefaßt werden können, wobei insbesondere auch die
in der Fig. 2 dargestellten Leitungen im wesentlichen nur der Erläuterung des Signalflusses
dienen und bei der praktischen Realisierung auch von jeweils mehreren elektrischen
Leitungen gebildet sein können.
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Die Fig. 3 und 4 zeigen eine mögliche praktische Ausführungsform für
die Einrichtung gemäß Fig. 2.
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Zur Versorgung der in den Fig. 5 und 4 dargestellten Schaltung dienen
die beiden Versorgungsgleichspannungen UB1 und UB2, wobei es sich bei der Spannung
UB1 um eine nicht stabilisierte Gleichspannung handelt, die im wesentlichen zur
Versorgung derjenigen Schaltungselernente mit großer Leistung dient, während die
Spannung UB2 eine stabilisierte Gleichspannung ist. Die Spannung UB1 liegt jeweils
zwischen dem Anschluß 30 und dem Masseanschluß 31, während die Spannung UB 2 zwischen
dem Anschluß 32 und dem Masseanschluß 31 liegt.
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Die Fig. 3 zeigt links unten den Generator 9. Dieser Generator ist
bei der dargestellten Ausführungsform beispielsweise ein induktiver Geber mit wenigstens
einer Wicklung, in der mit Hilfe eines z.B. mit der Tachowelle des Streufanrzeugs
umlaufenden Permanentmatens Impulse erzeugt werden1 deren Folgefrequenz in der oben
beschriebenen Weise von der Geschwindigkeit des Streufahrzeugs abhängig ist. nas
Ausgangssignal des Generators 9 wird über einen Widerstand 33, der zusammen mit
dem Kondensator 34 ein RC-Glied bildet, den Eingang eines integrierten Schaltkreises
35 zugeführt, der zusammen mit dem Widerstand 33 und dem Kondensator 34 den Brequenz-Scannungs-Wandler
10 bildet.
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Bei dem integrierten Schaltkreis 35 handelt es sich beispielsweise
um einen solchen, der unter der Bezeichnung "SAK 215" im
Handel
erhältlich ist und für elektrische Drehzahlmesser Verwendung findet.
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Der Ausgang des integrierten Schaltkreises 35 ist mit dem Kollektor
eines Transistors 36 verbunden, der in Basis-Schaltung geschaltet ist und vor allem
zusammen mit dem Widerstand 37 und dem Kondensator 38 die Filterschaltung 11 bildet.
Der Widerstand 37 verbindet den Kollektor und die Basis des Transistors 36, während
der Kondensator 38 zwischen der Basis des Transistors 36 und der Masseleitung (AnschluB
31) liegt. Mit dem Transistor 36 und den zugehörigen Schaltelementen (Widerstand
37 und Kondensator 38) werden die der Ausgangsgleichspannung des integrierten Schaltkreises
35 noch überlagerten Restimpulse unterdrückt, wobei eine gewisse Vorunterdrückung
durch den Kondensator 39 erfolgt, der zwischen dem Kollektor des Transistors 36
und r Versorgungsspannung (Anschluß 32) liegt.
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Der Emitter des Transistors 36ist mit dem einen Eingang (positi er
Eingang) eines Operationsverstärkers 40 verbunden. Für diesen Operationsverstärker
azd beispielsweise ein integrierter Schaltkreis verwendet, der im Handel unter der
Bezeichnung "MC 1741 G" erhältlich ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 40
ist in üblicher Weise über einen Widerstand 41 mit dem anderen Eingang (negativer
Eingang) dieses Verstärkers verbunden, wobei der Widerstand 41 zusammen mit einem
EinstcSwiederstand 42 in ebenfalls üblicher Weise einen Spannungsteiler zur Einstellung
des Arbeitspunktes des Operationsverstärkers 40 bildet.
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Im Ausgangskreis des Operationsverstärkers 40 liegt weiterhin ein
Potentiometer 43, welches das Einstellglied 24 bildet uad mit welchem die abgegebene
Grundmenge des Streugutes einges.e lt werden kann.
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Der eine Eingang (positive Eingang) des Operationsverstärkers 40 ist
weiterhin mit dem veränderbaren Abgriff (Schieber) eines Potentiomenters 44 verbunden,
welches zusammen mit dem Potentiometer 45 (Fig. 4) das Einsten ed 14 zur Einstellung
der
Streubreite bildet, dh. die sotertiometer 44 und 45 sind mechanisch
miteinander gekoppelt bzw. bilden Teile eines Tandem-Potentiometers tber das Potentlometer
44, welches über einen Schutzwiderstand 46 an die positive Versorgungsspannung angeschlossen
ist, .aen der positive Eingang des Operationsverstärkers 40 zusätzlich mit einer
variablen Gleichspannung beaufschlagt werden, die dann ein Maß für die eingestellte
Streubreite ist.
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Es ist zu erwähnen, daß sämtliche Relaiskontakte in den Fig. 3 und
4 jeweils in ihrer Ruhestellung gezeigt sind.
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Befindet sich die Einrichtung im Betrieb und. läuft dabei der Elektromotor
5 für den Streuteller 4 um, d.h. der Streuteller 8 ist nicht blockiert, so ist die
im KoRek,orkreis eines Transistors 47 liegende Spule des Relais R1 erregt (Fig.
4), wodurch über den zugehörigen Relaiskontakt K1 der Schieber des Potentiometers
43 über einen Widerstand 48 mit dem positiven Eingang eine Operationsverstärkers
49 in sJerbindung steht. Dieser Operationsverstärker 49, der die Verglechsschaltung
21 bildet, ist beispielsweise ein integrierter Schaltkreis, der im Handel unter
der Bezeichnung"MC 1741 G" erhältlich ist. Der negative Eingang des Operationsverstärkers
49 ist über einen Widerstand 50 mit dem Schieber eines Potentlometers 51 verbunden,
welches Teil eines Spannungsteilers ist, der zwischen der stabilisierten Versorgungsspannung
UB 2 (Anschluß 32) und der Schaltungsmasse liegt und zusätzlich von den Widerständen
52-55 gebildet ist, wobei die beiden in Serie liegenden Widerstände 52 und 53 den
einen Anschluß des Potenti(meters 51 mit dem Anschluß 32 und die beiden in Serie
liegenden Widerstände 54 und 55 den anderen Anschluß des Potentiometers mit der
Schaltungsmasse verbinden.
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parallel zu der von den Widerständen 53 und 54 sowie von dem Potentiometer
51 gebildeten Serienschaltung liegen zwei in Reihe geschaltete Ze-neSioaen 56 und
57, deren Mittelpunkt bzw. gemeinsamer Anschlußpunkt 58 an eine zusätzliche stabilisierte
Gleichepannung UB 3 angeschlossen ist, die der halben Spannung UB
entspricht.
Die Wahl der Zenerspannungen sowie die Wahl der Widerstände 53 und 54 bzw. 52 und
55 ist so getroffen, daß bei der Mittelstellung des Potentiometers 51 am Schieberdieses
Potentiometers die Spannung UB 3 als "Null-Bezugsspannung" anliegt. Weiterhin ist
die Binstilung des Arbeitspunktes für den Operationsverstärker 49 so getroffen,
daß auch an dessen positivem Eingang die Spannung UB 3 anliegt, wenn der Generator
9 kein Ausgangssignal liefert, d.h. wenn die Fahrgeschwindigkeit des Streufahrzeugs
gleich Null ist, wodurch bei stehendem Streufahrzeug und bei in Mittelstellung befindlichem
Potentiometer 51 der Operationsverstärker kein Ausgangssignal liefert, mit welchem
einer der beiden nachgeschalteten Leistungstransistoren 58 und 59 durchgeschaltet
werden könnte. Das Potentiometer 51 ist mechanisch mit dem drehbaren Ventilkörper
des Ventiles 8 verbunden, so daß die am Schieber des Potentiometers 51 anliegende
Spannung der jeweiligen Winkelstellung des Ventilkörpers entspriont.
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Befindet sich der Schieber des Potentiometers 51 in der Mitte; stellung
und wird nun mit Hilfe des Generators 9 sowie des integrierten Schaltkreises 35
ein Gleichspannungssignal am positiven Eingang des Operationsverstärkers 49 erzeugt,
welches die Spannung UB 3 in positiver Richtung übersteigt, so liegt am Ausgang
des Operationsverstärkers 49 eine Spannung an, die beispielsweise den Transistor
58 von dem nicht1tenden Zustand in den leitenden Zustand überführt, wodurch die
im Kollektorstromkreis dieses Transistors liegende Wicklung des Relais R3 erregtwird.
Hierdurch werden die beiden Kontakte E3 im Antriebskreis eines Stellmotors 60 geschlossen,
so daß sich dieser Stellmotor in einer bestimmten Richtung zu drehen beginnt. Die
Welle des Stellmotors 60 ist mechanisch mit dem Ventilkörper des Ventils 8 verbunden.
Sobald sich durch das Drehen des Stellmotors 60 bzw. durch das Drn des Ventilkörpers
des Ventiles 8 der Schieber desPotentiomeDers 54 soweit verschoben hat, daß die
an diesem Schieber anliegende Spannung wieder der Spannung am positiven Eingang
des Operationsveitärkers 49 entspricht, gelangt der Transistor 58 in seinen nichtleitenden
Zustand, wodurch das Relais R3 abfällt und die
Kontakte K3 köffnen,
wodurch der Stellmotor 50 stillgesetzt wird. Fällt nun die Spannung am positiven
Eingang des Operationsverstärkers 49 ab, so erzeugt dieser eine Spannung, die zum
Durchschalten des Transistors 59 und damit zur Erregung des im Kollektorstromkreis
dieses Transistor liegenden Relais R4 führt.
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Hiermit schließen die beiden Kontakte K4, wodurch der Stellmotor 60
sich in umgekehrter Richtung zu drehen beginnt, und zwar solange, bis die am Schieber
des Potentiometers 51 und damit am negativen Eingang des Operationsverstärkers 49
anliegende Spannung der Spannung am positiven Eingang dieses Operationsverstärkers
entspricht. Sobald dieser Zustand erreicht ist, fällt das Relais R4 ab und die Kontakte
K4 öffnen zum Stillsetzen des Stellmotors 60.
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Da der Stellmotor 60 in einer von den Kontakten K3 und K4 gebildeten
Brückenschaltung angeordnet ist, 'sann sich der Stinmotor 60 in der oben beschriebenen
Weise in der einen oder in der anderen Richtung drehen und damit das Ventil 8 zunehmend
öffnen oder schließen.
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Selbstverständlich ist es möglich, den Stellmotor 60 über zusätzliche
Leistungstransistoren zu betreiben, die dann ihreseits durch die Kontakte K3 undK4
gesteuert werden.
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Um eine möglichst schmale Hysterese bei der geltung bzw. Nachstellung
des Ventilkörpers des Ventiles 8 zu erreichen, werden für die Transistoren 58 und
59 bevorzugt Germanium-Transistoren verwendet, die eine besonders niedrige Rest-
bzw. Schwellwertspannung aufweisen.
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Der Emitter des Transistors 35 ist mit dem Eingang eines iltegrierten
Schaltkreises 61 verbunden, welcher beispielsweise ein im Handel unter der Bezeichnung
"TCA 965" erhältlicher Schaltkreis ist und der die Schwellwertschaltung 25 bildet.
Der Schweli.rt, bis zu welchem der integrierte Schaltkreis 64 an seinem Ausgang
ein Signal liefert, welches beim Anfahren des Streufahrzeugs zur Abgabe einer konstanten
Streugutmenge führt, ist mit Hilfe eines
Potentiometers 62 einstellbar,
welches Teil eines zwischen der Versorgungsspannung und der Schaltungsmasse liegenden
Spannungsteilers ist. Legt die von dem integrierten Schaltkreis 35 erzeugte Gleichspannung
unter dem eingestellten Schwellwert, d.h. liegt die Fahrgeschwindigkeit des Streufahrzeuges
unter einem vorgegebenen Geschwindigkeitswert, so liegt der Ausgang des integrierten
Schaltkreises 61 an der Schaltungsmasse, wodurch die Wicklung eines im Ausgangskreis
des Schaltkreises 61 liegenden Relais R2 erregt wird. Hierdurch wird der Relaiskontakt
E2 umgeschaltet, so daß nunmehr nicht mehr der Schieber des Potentiometers 43, sondern
der Schieber eines Potentiometers 63 über den Relaiskontakt E1 mit dem positiven
Eingang des Operationsverstärkers 49 verbunden ist. Der positive Eingang dieses
Operationsverstärkers erhält somit eine durch die Einstellung des Potentiometers
63 fest vorgegebene Spannung, die in der oben beschriebenen Weise über die Transistoren
5b ozw. 59 bzw.
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über die Relaiskontakte der zugehörigen Relais zu einem Öffnen des
Ventils 8 mit vorgegebenen Öffnungsgrad führt, d.h. dieser Öffnungsgrad und damit
auch die abgegebene Streugutmenge können mit dem Potentiometer 63 eingestellt bzw.
vorgewählt werden.
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Das Potentiometer 63 bildet Teil eines zwischen der Versorgungsspannung
lind der Schaltungsmasse liegenden Spannungsteilers.
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Eine ebenfalls im Ausgangskreis des integrierten Schaltkreises 61
liegende Leuchtdiode 64 zeigt durch ihr Aufleuchten dem Bedienungspersonal des Streufahrzeuges
an, daß die Fahrgeschwindigkeit desStreufahrzeuges unter dem vorgewilten Schwellwert
(Potentiometer 62) liegt.
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Um die maximal zulässige Winkelstellung des Ventilkörpers im Ventil
8, d.h. den maximal zulässigen Öffnungswinkel des Ventiles -8 festlegen zu können,
ist in der Schaltung weiterhin ein Operationsverstärker 65 vorgesehen, der beispielsweise
von einem im Handel unter der Bezeichnung "MC 1741 G" erhältlichen integrierten
Schaltkreis gebildet ist. Der negative Eingang dieses Operationsverstärkers 65 ist
über einen Widerstand 66 mit dem
Schieber des Potentiometers 43
verbunden, während der positive Eingang dieses Operationsverstärkers über einen
Widerstand 67 mit dem Schieber eines Potenticmeters 68 verbunden ist. Mit dem Potentiometer
68, welches Teil eines zwischen der Schaltungsmasse und der Versorgungsspannung
liegenden Spannungsteilere bildet, wird der maximale Öffnungswinkel für das Ventil
8 eingestellt.
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uebersteigt die am negativen Eingang des Operationsverstärkers 65
anliegende Spannung die am positiven Eingang dieses Operationsverstärkers anliegende
Spannung, so wird über den Ausgang des Operationsverstärkers 65 bzw. über den Widerstand
69 und die Diode 70 der Transistor 36 zunehmend gesperrt, so daß die am Emitter
dieses Transistors anliegende Spannung keinen Wert annehmen kann, der zu einem Öffnen
des Ventiles 8 über den vorgewählten maximalen Öffnungswinkel hinausführt.
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Da die von der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors Sabhängige Streubreite
in den gesamten Regel- bzw. Steuerkreis als eine mit dem Potentiometer 44 eingestellte
Gleichspannung eingeht, ist unbedingte Voraussetzung, daß der Elektromotor 5 unabhängig
von der jeweiligen Belastung mit einer Geschwindigkeit umläuft, die der mit dem
Potentiometer 45 eingestellten Spannung entspricht.
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Dies kann nur mit Hilfe eines ltegelkreises erreicht werden. Eine
besonders einfache Ausführung eines solchen Regelkreises ist in der Fig. 4 dargestellt.
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Im Stromkres des Zlektromotors W liegt die Kollektor-Emitter-Strecke
eines Transistors 71, dessen Basis einerseits mit dem Schieber is Potentiometers
45, endersrseits jedoch auch mit dem Emiter eines Transistors 72 verbunden ist,
wobei die Kollektoren der Transistoren 71 und 72 miteinander verbunden und an die
positive Versorgungsspannung angeschlossen sind, d.h. die Transistoren 72 und 71
bilden eine an sich bekannte Darlington-Schaltung. Das Potentiometer 45 bildet Teil
eines zwischen der Versorgungsspannung und der Schaltungsmasse liegenden Spannungsteilers,
der noch den mit dem Potentiometer 45 in Serie liegenden Widerstand 73 aufweist.
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Die Basis des Transistors 72 irt über einen einstellbaren Widerstand
74 mit der positiven Versorgungsspannung verbunden.
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Außerliegt liegt die Basis des transistors 72 über einen Rieckontakt
75 an der Schaltungsmasse. Dieser KoSEkt 75, der ortfest angeordnet und normalerweise
geöffnet ist, wirkt mit einem Permanentmagneten 76 zusammen, welcher beispielsweise
an dem umlaufenden Streuteller befestigt ist und welcher beim Vorbeibewegen am Kontakt
75 diesen schießt.
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Ist das Potentiometer 45 für eine hohe Drehzahl des Motors 5 eingestellt,
d.h. befindet sich am Schleifer des Potentiometers 45 eine hohe positive Spannung,
so wird die Drehzahl des Elektromotors 5 ausschließlich durch die vom Potentiometer
45 an der Basis des Transistors 71 erzeugte Spannung bestimmt, d.h. der Einfluß
des durch den Kontakt 75 gesteuerten Trans;tors 72 72 nimmt mit zunehmender positiver
Spannung am Schleifer des Potentiometers 45 ab. Bei hoher Drehzahl treten auch keine
Schwierigkeiten hinsichtlich des Gleichlaufs des Elektromotors 5 auf.
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Wird das Potentiometer 45 für eine niedrige Drehzahl des Elektromotors
5 eingestellt, d.h. liegt am Schleifer des Potentiometers 45 eine niedrige positive
Spannung, so kommt die von dem Transistor 72 und dem Kontakt 75 gebildete Schaltung
zur Stabilisierung der Drehzahl des Elektromotors 5 voll zur Geltung, d.h.
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der Basisstrom des Transistors 71 wird sowohl durch die Stellung des
Potentiometers 45 als auch durch den Emitterstrom des Transistors 72 bestimmt. Bei
jedem Vorbeibewegen des Permanentmagneten 76 an dem Kontakt 75 wird dieser ntakt
geschlossen, wodurch sich der Basisstrom des Transistors 71 für die Zeitdauer, in
der der Kontakt 75 geschlossen ist, verringert. Umgekehrt bedeutet dies, daß über
den Transistor 72 auch der Transistor 71 zur i:nend bzw. zusätzlich geöffnet wird,
solange sich der Permanentmnet 76 außerhalb des Wirkungseingriffs mit dem Kontakt
75 befindet, d.h. solange der Kontakt 75 durch den Permanentmagneten 76 nicht im
geschlossenen Zustand gehalten wird. Der Elektromotor 5erhält somit zusätzlich zu
einem von der Einstellung des Potentiometers 45 abhängigen Dauerstrom immer den
einen Stromstoß, wenn der Kontakt 75 geöffnet ist, d.h. während der Dauer, in der
sich der
Permanentmagnet 76 gerade nicht an dem Kontakt 75 vorbeibewegt.
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Der zeitliche Mittelwert dieses zusätzlichen Stromstoßes ist dabei
abhängig von der Zeit, die der Permanentmagnet 76 benötigt um nach dem Verlassen
des Wirkungsbereiches des Kontaktes 75 wieder in den Wirkungsbereich dieses Entaktes
zu gelangen, d.h.
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der zeitliche Mittelwert dieses zusätzlichen Stromstoßes ist abhängig
von der Zeit, die zwischen einem Öffnen und einem erneuten Schließen des Kontaktes
75 liegt. Da somit der zeitliche Mittelwert dieses zusätzlichen Stromstoßes dann
ansteigt, wenn die Drehgeschwindigkeit des Streutellers 4 z.B. aufgrund einer zusätzlichen
Belastung abfällt, wird mit Hilfe des Kontaktes 75, des Permanentmagneten 76 und
des Transistors 72 eine Stabilisierung der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors
5 erreicht.
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Wie oben bereits ausgeführt wurde, liegt im Kollektorstromkreis des
Transistors 47 die Wicklung des Relais R1. Die Basis dieses Transistors 47 ist über
einen Schutzwiderstand 77 mit dem mit dem Emitter des Transistors 71 verbundenen
Anschluß des Elektromoors 5 verbunden. Sollte der Elektromotor 5 aus irgendeinem
Grund vollständig blockiert werden, so fällt die Spannung an dei Basis des Transistors
47 auf Null, wodurch das Relais R1 abschaltet und dadurch über den Kontakt K1 anden
positiven Eingar des Operbionsverstärkers 49 eine Spannung anlegt, die zum Schließen
des Ventiles 8 führt.
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Beim Sperren des Transistors 47 wird ein Transistor 78 geöffnet dessen
Basis über einen Widerstand 79 mit dem Kollektor des Transistors 47 verbunden ist,
Im Kollektorstromkreis des Transistors 78 befindet sich ein akustischer Signalgeber
79 (Summer oder elektrische Hupe), welcher dem Bedienungspersonal das Blockieren
bzw. den Stillstand des Elektromotors 5 anzeigt.
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Die Erfindung wurde voranctehend an usführungsbeispielen beschrieben.
Es versteht sich, daß Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch
der der Erfindung zugrundeliegen Gedanke verlassen wird.