DE4417549C2

DE4417549C2 - Anordnung zur Dosierung und Verteilung von Streugut

Info

Publication number: DE4417549C2
Application number: DE19944417549
Authority: DE
Inventors: Horst Hesse; Heinrich Loedige
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1994-05-19
Filing date: 1994-05-19
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2014-05-20
Also published as: DE4417549A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Dosierung und Verteilung von Streugut nach der Gattung des Haupt anspruchs.

Eine solche Anordnung ist bereits aus der DE-PS 24 63 387 bekannt, mit der ein Streugut, z. B. Streusalz, in einer vorgegebenen Menge auf eine bestimmte Flächeneinheit aufge bracht werden kann. Die Dosierung des Streuguts muß hierbei unter Berücksichtigung der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs vorgenommen werden, das die Anordnung trägt oder zieht. Bei der bekannten Anordnung wird die Dosierung im wesentlichen über eine Drehzahlsteuerung eines Hydromotors, in Abhängig keit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und von einer Dosiervorgabe, vom Fahrer des Fahrzeugs vorgenommen. Eine Kontrolle des ausgebrachten Streuguts wird über Zählvor gänge im Bereich eines Streutellers durchgeführt. Hierfür ist ein Streuindikator vorhanden, der den Streuvorgang überwacht. Eine häufig geforderte hohe Genauigkeit der Streugutausbringung kann mit dieser bekannten Anordnung nur unzureichend erreicht werden kann.

Die gleiche Anordnung zum Ausbringen von Streugut, die aus der DE 24 63 387 C2 bekannt ist, ist auch in der DE 24 39 046 C2 gezeigt. Der Massenstrom wird jeweils durch Erfassen der Drehzahl einer Förderschnecke ermittelt, die das Streugut aus einem Vorratsbehälter in ein auf den Streuteller gerichtetes Auslaß rohr fördert.

Bei einer aus der EP 0 563 805 B1 bekannten Streueinrichtung wird ein Förder antrieb für das Streugut mit einer von einer Steuereinheit ermittelten Drehzahl be trieben. Eine Erfassung der Drehzahl durch einen Sensor ist offenbar nicht vorge sehen, so daß der Massenstrom an Streugut keine hohe Genauigkeit aufweist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Dosierung und Vertei lung von Streugut mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs ist insofern vorteilhaft, als durch die in direkte Erfassung des Massenstromes über den Druck des Druckmittels im Hydromotor eine höchst genaue und schnelle, Dosierung durchgeführt werden kann. Diese Dosierungregelung ist von der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs weitgehend unab hängig. Ein entsprechendes, insbesondere mit den Merkmalen des Unteranspruchs 2 ausgebildetes, Regelgerät kann in analoger oder digitaler Bauweise mit herkömmlich bekannten Methoden aufgebaut werden.

Der Aufbau der Anordnung mit hydraulischen Bauelementen ist besonders vorteilhaft, da diese in der Regel bereits im Fahrzeug vorhanden sind. Eine Druckmessung, die eine dem Drehmoment des Hydromotors weitgehend proportionale Größe liefert, läßt sich mit relativ einfachen Mitteln durchfüh ren. Entsprechende Drucksensoren, die ein elektrisches Aus gangssignal liefern, sind hierfür verfügbar, wobei eine an schließende elektronische Auswertung leicht durchführbar ist. Über eine Messung der Leerlaufcharakteristik, mit je weils vorgegeben veränderten Dosiermengen, ist eine einfa che Erfassung des Druckverlaufs über der Drehzahl des Hy dromotors für jeden Massenstrom des Streuguts möglich. Es kann weiterhin eine Eichung zur Eleminierung von Störein flüssen, wie z. B. Reibung am Streuteller, im Drehzahlar beitsbereich des Hydromotors auf einfache Weise vorgenommen werden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Skizze einer Anordnung zur Dosierung und Verteilung von Streugut mit einem Hydromotor und

Fig. 2 ein Diagramm bezüglich der Abhängigkeit des Druckverlaufs des Druckmittels im Hydromotor von der Drehzahl und von verschiedenen Massenströmen des Streu guts.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung zur Do sierung und Verteilung von Streugut 1 gezeigt, bei der die ses Streugut zum Beispiel Streusalz zur Enteisung von Stra ßen oder Düngemittel bei der Feldbearbeitung sein kann. Das Streugut ist in einem Vorratsbehälter 2 gelagert und wird, gesteuert über eine Dosiervorrichtung 3, auf einen Streu teller 4 aufgebracht. Der rotierende Streuteller weist schaufelartige Flächen 5 auf, die, während der Rotation des Streutellers 4, eine im weitesten Sinn horizontale Vertei lung des Streuguts 1 bewirken.

Der Streuteller 4 wird von einem Hydromotor 6 angetrieben, der ein für den Antrieb erforderliches Druckmittel von ei nem Hydrauliksystem 7 eines die gesamte Anordnung tragenden oder ziehenden, hier nicht dargestellten, Fahrzeugs erhält. Die Drehzahl n des Hydromotors 6 wird über einen Drehzahl sensor 8 erfaßt und als erste Eingangsgröße (1. Istwert) einem Regelgerät 9 zur Verfügung gestellt. Der Druck P_H des den Hydromotor 6 antreibenden Druckmittels wird über einen Drucksensor 10 erfaßt und als zweite Eingangsgröße (2. Ist wert) dem Regelgerät 9 zur Verfügung gestellt.

Als erste Stellgröße S_D gibt das Regelgerät 9 ein Steuersi gnal für die Dosiervorrichtung 3 ab und als zweite Stell größe S_V erhält ein Ventil 11 ein Steuersignal zur Steue rung des Drucks des Druckmittels im Hydromotor 6.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird über die Erfassung und Auswertung der beiden Istwerte n und P_H eine Auswertung des Drehmomentverlaufs am Streuteller 4 vorgenommen. Das Drehmoment zum Antrieb des Streutellers 4 setzt sich zusammen aus dem Drehmoment für den Antrieb des leeren Streutellers 4, in Abhängigkeit von der Drehzahl n, sowie einem Drehmomentanteil für die Beschleunigung des auf den Streuteller 4 auftreffenden Streuguts 1. Da das Drehmo ment des Hydromotors 6 proportional zum Druck P_H des Druck mittels ist, kann durch eine Messung des Drucks das Drehmo ment am Hydromotor 6 bzw. an der Rotationsachse des Streu tellers 4 bestimmt werden.

Die Leerlaufcharakteristik des Streutellers 4 wird zunächst mit einem im Regelgerät 9 hinterlegten Programmsegment er mittelt, wobei die Istwerte für den Druck P_H und die Dreh zahl n für unterschiedliche Beanspruchungen des Streutel lers 4 aufgezeichnet werden. Hierzu wird mit entsprechenden Steuersignalen S_D des Regelgeräts 9 an das Dosiergerät 3 der Massenstrom des Streuguts 1 kontinuierlich oder in kleinen Schritten gesteigert und dabei eine Druck-Drehzahl- -Kennlinie, wie sie in der Fig. 2 dargestellt ist, im Re gelgerät aufgezeichnet.

Durch ein Auftreffen des Streuguts 1 auf den Streuteller 4 ändert sich das Drehmoment am Streuteller 4 im wesentlichen nach der Formel

ΔM = 2.π.r².n., (1)

wobei ΔM die Drehmomentänderung am Streuteller 4,
r den Radius des Streutellers 4 und
den Massenstrom des Streuguts 1 darstellt.

Die Drehmomentänderung läßt sich somit aus dem Druck P_H am Hydromotor 6 herleiten. Durch eine entsprechende Umformung der Formel (1) läßt sich somit der durchgesetzte Massen strom des Streuguts 1 aus den gemessenen Werten für die Drehzahl n und dem Druck P_H ermitteln (Formel (2).

Nach einem Vergleich der so ermittelten Menge des Streuguts 1 mit einem Sollwert S_W im Regelgerät 9 wird somit das Do siergerät 3 in der Weise gesteuert, daß der Massenstrom in Richtung kleiner Regelabweichung beeinflußt wird.

In der Fig. 2 sind Kennlinien des Verlaufs des Drucks P_H über der Drehzahl n des Streutellers 4 für verschiedene Massenströme aufgezeichnet. Es ist eine Kennlinie 12 für den Leerlauf des Streutellers 4 (Massenstrom ₀ = 0), eine Kennlinie 13 für einen Massenstrom ₁ und eine Kennli nie 14 für einen Massenstrom ₂ vorhanden. Der Arbeitsbe reich der Anordnung ist durch eine untere Drehzahl n_u, eine obere Drehzahl n_o und eine mittlere Nenndrehzahl n_n festge legt. Um eventuell noch vorhandene Ungenauigkeiten hin sichtlich des wirksamen Radius r des Streutellers 4 und der während des Streuvorgangs noch auftretenden Reibung zu eli minieren, kann eine Eichung der Anordnung für einen be stimmten Massenstrom durchgeführt werden. Bei dem Diagramm nach der Fig. 2 ist hierdurch ein Arbeitspunkt 15 für den Druck p(₁, n₁) definiert, der im Bereich der Nenndrehzahl n_n des Streutellers 4 auf der Kurve 13 für den Massenstrom ₁ liegt.

Claims

1. Anordnung zur Dosierung und Verteilung von Streugut mit
einem rotierenden Streuteller (4), der mit dem Streugut (1) beschickbar ist,
einem mit einem Druckmittel betriebenen, in seiner Drehzahl regelbaren Hydro motor (6) zum Antrieb des Streutellers (4),
einer steuerbaren Dosiervorrichtung (3) für das Streugut (1) und
einem Regelgerät (9) für die Dosierung des Streugutes (1),
dadurch gekennzeichnet,
daß das Regelgerät (9)
als erste Eingangsgröße (1. Istwert) die Drehzahl n des Hydromotors (6),
als zweite Eingangsgröße (2. Istwert) den Druck p_H des Druckmittels für den Hydromotor (6),
als dritte Eingangsgröße einen Sollwert S_W für die geforderte Dosiermenge,
als erste Stellgröße ein Steuersignal S_D für die Dosiervorrichtung (3) und
als zweite Stellgröße ein Steuersignal S_V für eine Regelung der Drehzahl n des Hydromotors (6) aufweist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelgerät (9) derart ausgebildet ist, daß ein dem ausgebrachten Streugut (1) entsprechender Massenstrom nach folgender Beziehung ermittelt wird:
wobei der ermittelte Massenstrom des Streugutes,
r der Radius des Streutellers,
n die Drehzahl des Streutellers (4)/Hydromotors (6) und
ΔM eine Drehmomentänderung des Hydromotors beim Auftreffen des Streugutes auf den Streuteller, ermittelt aus den gemessenen Druckwerten p_H (2. Istwert), ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckmittelkreislauf des Hydromotors (6) ein, mit der zweiten Stellgröße S_V beaufschlagbares, Ventil (11) vorhan den ist, mit dem ein Druck P_H des Druckmittels und damit eine Drehzahl n des Hydromotors (6) vorgebbar ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydromotor (6) und das Ventil (11) in das Hydraulik system eines die Anordnung tragenden oder ziehenden Fahr zeuges integriert sind.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Normierung des Regelgeräts (9) die Leerlaufcharakte ristik des Hydromotors (6) mit dem Streuteller (4) be stimmbar ist, wobei jeweils
der Anstieg des Drucks P_H in Abhängigkeit von der Drehzahl n des Hydromotors (6) für jeweils veränderte Dosierungen des Streuguts (1) ermittelt und im Regelge rät (9) hinterlegt wird.