DE60022307T2

DE60022307T2 - System zur vollautomatischen Dosierung in landwirtschaftlichen Maschinen

Info

Publication number: DE60022307T2
Application number: DE2000622307
Authority: DE
Inventors: Nils Jorn Laursen
Original assignee: Ap Laursen AS; Laursen As A P
Current assignee: Ap Laursen AS; Laursen As A P
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2020-02-11
Also published as: EP1123648B1; DK1123648T3; EP1123648A1; DE60022307D1

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft landwirtschaftliche Maschinen und insbesondere ein System zur vollautomatischen Dosierungssteuerung in Streuaggregaten wie nach dem Stand der Technik gemäß EP-A-0 537 857 im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben.
Beschreibung des Standes der Technik
Die vollautomatische Dosierung eines granularen oder pulverförmigen Materials wie eines Düngemittels ist in der Technik allgemein bekannt. Bei solchen konventionellen Systemen werden üblicherweise mehrere Wiegezellen zur Erfassung der in einem Vorratsbehälter vorhandenen Materialmenge eingesetzt, welche die relative Verschiebung zwischen einem an der Maschine (beispielsweise einem Traktor) starr befestigten zweiten Rahmen und einem den Vorratsbehälter tragenden ersten starren Rahmen registrieren, wobei der erste Rahmen mittels entsprechender federnder Einrichtungen an zweiten Rahmen aufgehängt ist. Ein wie vorbeschrieben aufgebautes System vermag zuverlässige Messergebnisse unter statischen Bedingungen zu liefern, doch führen bei einer Beschleunigung des zweiten Rahmens, beispielsweise bei Fortbewegung der Maschine auf unebenem Terrain, die resultierenden relativen Verschiebungen zwischen dem ersten und dem zweiten Rahmen zu fehlerhaften Messungen der Menge (des Gewichts) des im Behälter vorrätigen Materials. Zur Ausschaltung dieser Probleme ist es in der Tech nik allgemein bekannt, eine Vergleichswiegezelle an einem Körper mit genau definierter Masse anzuordnen, so dass, wenn die Vergleichszelle aufgrund von Beschleunigungen des Systems ein vom richtigen Gewicht dieses Körpers abweichendes Gewicht erfasst, entsprechende Korrekturen an den von mehreren Wiegezellen gelieferten Messergebnissen vorgenommen werden können.
Ein Nachteil dieser vorbeschriebenen Systeme nach dem Stand der Technik besteht darin, dass diese zur Erfassung des im Vorratsbehälters vorhandenen Materialgewichts mehr als eine Wiegezelle verwenden. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass diese konventionellen Systeme die vorerwähnte Vergleichszelle verwenden.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Systems, das nur eine Wiegezelle und keine Vergleichszelle aufweist und bei seinem Betrieb auf der Grundlage kontinuierlichen Wiegens des in einem Vorratsbehälter befindlichen Materialgewichts in der Lage ist, automatische Vergleiche zwischen einer Solldosierung und einer effektiven Dosierung anzustellen, wobei das System auf der Basis dieses Vergleichs ein automatisches Nachstellen der Dosiervorrichtung bewirken und damit eine optimale Übereinstimmung zwischen einer Solldosierung und einer effektiven Dosierung herstellen kann.
Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen System wie im Kennzeichen des Anspruchs 1 definiert gelöst. Weitere kennzeichnende Merkmale des Systems sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß weist das System einen Vorratsbehälter für ein granulares oder pulverförmiges Material wie ein Düngemittel auf, der auf einem ersten starren Rahmen gelagert ist, wobei der erste starre Rahmen relativ zu einem auf der landwirtschaftlichen Maschine angeordneten zweiten starren Rahmen so aufgehängt ist, dass er im Wesentlichen nur translatorisch sowie parallel zum zweiten starren Rahmen verschiebbar ist und das Materialgewicht im Vorratsbehälter kontinuierlich über eine einzelne verschiebungssensitive, zwischen dem ersten und dem zweiten Rahmen angeordnete Einrichtung, beispielweise eine Wiegezelle, erfasst werden kann, wobei die verschiebungssensitive Einrichtung ein Ausgangssignal als kontinuierliche Funktion der Zeit, das eine Funktion der Verschiebung des ersten starren Rahmens relativ zum zweiten starren Rahmen ist, erzeugt und wobei die Verschiebung teilweise durch das Gewicht des zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt im Vorratsbehälter vorhandenen Materials und teilweise durch im Wesentlichen senkrecht zur landwirtschaftlichen Maschine -und damit zum zweiten starren Rahmen- gerichtete zufällige Beschleunigungen verursacht wird, wenn sich die Maschine über mehr oder weniger unebenes Terrain bewegt. Dieses Ausgangssignal von der verschiebungssensitiven Einrichtung bildet nach entsprechender Verarbeitung ein Maß für die momentane Materialmenge (das momentane Materialgewicht) im Behälter. Somit lässt sich die effektive Materialdosierung (beispielsweise gemessen als die auf eine gegebene Flächeneinheit verstreute Materialmasse) auf der Basis der den Behälter innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls verlassenden abgeschätzten Materialmenge bestimmen. Diese aus dem Behälter innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls austretende abgeschätzte effektive Materialmenge, d.h. die effektive Änderung der im Behälter befindlichen Masse innerhalb dieses Zeitintervalls, lässt sich anschließend mit einer den Behälter innerhalb dieses Zeitintervalls verlassenden Soll-Materialmenge, d.h. der innerhalb dieses Zeitintervalls stattfindenden Solländerung der im Behälter befindlichen Masse, vergleichen, wobei die Sollmenge auf der Basis der Soll-Materialdosierung (gemessen als auf eine Flächeneinheit verstreute Soll-Materialmasse), der Geschwindigkeit der land wirtschaftlichen Maschine relativ zum Boden und des Querverteilbereichs des Streuaggregats bestimmt werden kann. Basierend auf diesem Vergleich ist es möglich, durch Verwendung einer entsprechenden Dosiervorrichtung, beispielsweise von steuerbaren Ventilen, die den Behälter verlassende Materialmenge zu steuern, so dass die innerhalb eines gegebenen Zeitintervalls aus dem Behälter austretende Materialmenge automatisch erhöht wird, wenn sie sich als unter der Sollmenge liegend erweist, und automatisch reduziert wird, wenn sie als über der Sollmenge liegend festgestellt wird.
Erfindungsgemäß erfolgt die Verarbeitung des Ausgangssignals aus der verschiebungssensitiven Einrichtung in der Weise, dass durch zufällige Beschleunigungen des zweiten starren Rahmens verursachte zufällige Schwankungen im Ausgangssignal und damit zufällige Verschiebungen zwischen dem ersten und zweiten Rahmen relativ zueinander bei der Fortbewegung der Maschine über unebenes Terrain beseitigt werden. Das verarbeitete Ausgangssignal stellt also einen Schätzwert der Materialmasse (des Materialgewichts) dar, der (das) zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt im Vorratsbehälter verblieben ist.
Die Verarbeitung könnte die Berechnung des Laufdurchschnitts über die Zeit beinhalten, doch könnten auch sonstige Glättungsverfahren eingesetzt werden, ohne dass der in den beiliegenden Ansprüchen definierte Schutzumfang der Erfindung verlassen wird.
Erfindungsgemäß lässt sich das vorgegebene Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden Bestimmungen der im Vorratsbehälter vorhandenen Materialmenge auf die gemessene Veränderung des Materialvorrats im Behälter abstellen in der Weise, dass, sollte die Änderung beispielsweise auf der Basis der Messauflösung der Wiegezelle als unter einem Schwellenwert liegend festgestellt werden, das Zeitintervall automatisch vergrößert wird, um zuverlässige Messungen der Änderungen des Material vorrats im Behälter sicherzustellen. Auch könnte das Zeitintervall von anderen Parametern, beispielsweise der von der Maschine innerhalb dieses Zeitintervalls zurückgelegten Fahrstrecke, abhängig gemacht werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es folgt nunmehr eine detailliertere Beschreibung der Erfindung mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung.
1 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Dosierungs-Steuersystems.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Es folgt eine detaillierte Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie aus 1 ersichtlich, weist das erfindungsgemäße System 1 grundsätzlich einen Vorratsbehälter 2 für granulares oder pulverförmiges Material wie ein Düngemittel auf, wobei der Behälter 2 auf einem ersten starren Rahmen 3 montiert ist, der translatorische sowie parallele Verschiebungen relativ zu einem an der Maschine, beispielsweise einem Traktor, befestigten zweiten starren Rahmen 6 erfahren kann, wie dies der Pfeil A zeigt. Um diese Verschiebung des ersten starren Rahmens 3 auf eine im Wesentlichen zu dem zweiten starren Rahmen 6 parallele Bewegung zu beschränken, ist der erste starre Rahmen 3 relativ zu dem zweiten starren Rahmen 6 zum Teil durch mehrere, beispielsweise zwei, am oberen Ende der beiden Rahmen 3, 6 angeordnete Blattfedern 4 und zum Teil durch am anderen, dem unteren Ende der Rahmen 3, 6 angeordnete Doppelgelenkhebel 11 aufgehängt. Eine die relative translatorische Verschiebung zwischen den starren Rahmen 3, 6 erfassende Wiegezelle 5 ist an jedem der Rahmen 3, 6 befestigt und erzeugt ein Ausgangssignal 16 als Funktion dieser relativen translatorischen Verschiebung, wobei das Ausgangssignal an einen mit einer entsprechenden Benutzer- Schnittstelle 13 verbundenen Prozessor 12 gegeben wird. Der Prozessor 12 erhält weiterhin ein Signal 14 von entsprechenden Geschwindigkeitssensoren (nicht dargestellt), welche die Fahrgeschwindigkeit der Maschine relativ zum Boden erfassen.
Der Prozessor 12 erzeugt ein Ausgangssignal 15, das über entsprechende Treiber (nicht dargestellt) mit einem oder mehr steuerbaren Ventilen 8 gekoppelt ist, die zwischen dem Auslass 7 des Behälters 2 und dem Einlass eines das Material aus dem Behälter 2 in einem gewünschten Muster auf den Boden verteilenden Streuaggregates 10 eingeschaltet sind.
Der Prozessor 12 führt (wenigstens) die folgenden Funktionen aus:

– Basierend auf dem Ausgangssignal von der Wiegezelle 5 leitet er eine Schätzgröße für die momentan im Vorratsbehälter 2 vorhandene Materialmasse ab. Diese Herleitung beinhaltet eine entsprechende Mittelung oder Glättung des von der Wiegezelle 5 kommenden Ausgangssignals 16, um in diesem enthaltene zufällige Schwankungen zu beseitigen.
– Basierend auf dieser Schätzgröße der momentan im Vorratsbehälter 2 befindlichen Materialmasse berechnet er die effektive Massenänderung über ein gegebenes Zeitintervall hinweg.
– Basierend auf einer gewünschten Materialdosierung, die beispielsweise über die Benutzer-Schnittstelle 13 vorgegeben werden kann, der momentanen Geschwindigkeit der Maschine relativ zum Boden sowie spezifischen Daten der Maschine und des Streuaggregats berechnet er die innerhalb des Zeitintervalls aus dem Behälter 2 austretende Soll-Materialmenge.
– Basierend auf der effektiven und der geforderten Material-Vorratsmenge im Behälter 2 legt er ein Fehlersignal 15 fest, das entsprechenden Treibern zugeleitet wird, um die Einstellung der zwischen dem Auslass 7 des Behälters 2 und dem Einlass 9 des Streuaggregats 10 angeordneten Dosiereinrichtung zu steuern.

Die verschiedenen spezifischen Daten der Maschine und des Streuaggregats sowie die gewünschte Dosiermenge lassen sich beispielsweise über die an geeigneter Stelle im Führerhaus von beispielsweise einem Traktor angeordnete Schnittstelle 13 aktualisieren.
Zwar wurde in der vorstehenden detaillierten Beschreibung eine besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, doch versteht es sich, dass für den Fachmann auch andere Ausführungsformen der Erfindung denkbar sind, bei denen der durch die nachfolgenden Ansprüche definierte Schutzumfang der Erfindung nicht verlassen wird.

Claims

System zur vollautomatischen Dosierung eines granularen oder pulverförmigen Materials wie eines Düngemittels in landwirtschaftlichen Maschinen, wobei das System einen Vorratsbehälter (2) aufweist, der auf einem ersten starren Rahmen (3) in federnder Verbindung mit einem an der Maschine befestigten zweiten starren Rahmen (6) gelagert ist, so dass der erste starre Rahmen (3) im Wesentlichen nur translatorisch und parallel zu dem zweiten starren Rahmen (6) verschiebbar ist, und wobei der Vorratsbehälter (2) mit einem Auslass (7) versehen ist, der über mindestens ein steuerbares Ventil (8) mit einem Streuaggregat (10) zum Verteilen des Materials auf den Boden in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierung während des Betriebs der Maschine auf der Basis des im Trichter vorrätigen Materialmenge automatisch und kontinuierlich nachstellbar ist, wobei die Menge ausschließlich durch ein Ausgangssignal (16) aus einer verschiebungssensitiven Einrichtung (5) bestimmbar ist, wobei das Ausgangssignal (16) nur eine Funktion der translatorischen und parallelen Verschiebung des ersten starren Rahmens (3) relativ zu dem zweiten starren Rahmen (6) ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der translatorischen und parallelen Verschiebung des ersten starren Rahmens (3) relativ zu dem zweiten starren Rahmen (6) über eine verschiebungssensitive Einrichtung (5) erfolgt, die im Wesentlichen zwischen einem gegebenen Punkt auf dem ersten starren Rahmen (3) und einem gegebenen Punkt auf dem zweiten starren Rahmen (6) angeordnet ist.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Nachstellen der Dosierung durch das mindestens eine steuerbare Ventil (8) kontinuierlich während des Betriebs erfolgt, wobei das mindestens eine Ventil (8) mit einem verarbeiteten Ausgangssignal (15) beaufschlagt wird, das von einem Ausgangssignal (16) aus der verschiebungssensitiven Einrichtung (5) hergeleitet wurde.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verarbeitete Ausgangssignal (15) eine Funktion der Differenz zwischen der effektiven Änderung der Materialmasse im Vorratsbehälter (2) über ein spezifisches Zeitintervall und einer Solländerung dieser Masse über dieses spezifische Zeitintervall hinweg ist.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das spezifische Zeitintervall automatisch vergrößert wird, wenn die effektive Massenänderung während des spezifischen Zeitintervalls geringer ist als ein gegebener erster Schwellenwert und/oder die von der Maschine innerhalb des Zeitintervalls zurückgelegte Fahrstrecke geringer ist als ein gegebener zweiter Schwellenwert.
System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Massenänderung über das spezifische Zeitintervall hinweg auf der Basis einer Soll-Materialdosierung, der Geschwindigkeit der Maschine relativ zum Boden und der Streucharakteristika des jeweils eingesetzten Streuaggregats (10) bestimmt wird.