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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Streuverteilung
für Partikelstreuer
sowie eine Vorrichtung zur Messung der Streuverteilung für Partikelstreuer.
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Auf
dem Gebiet des Streuens muss man ungeachtet dessen, ob Mineraldünger oder
organischer Dünger
oder Streusalz für
Straßen
verwendet wird, eine zuverlässige
und gleichmäßige Streuung
erhalten. Um die Qualität
der Streuungen, die von den vorgeschlagenen Streugeräten ausgeführt werden,
zu beurteilen und zu überwachen,
werden die Streugeräte
verschiedenen „Prüfbankdurchläufen" unterzogen.
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Bei
diesen „Prüfbankdurchläufen" wird das Material
aufgenommen, das in einem quer zur Fahrtrichtung des Streugerätes verlaufenden
Bereich gestreut wurde, um eine Streuungskennlinie auszugeben. Die
Prüfbankdurchläufe werden
zurzeit nach mehreren möglichen
Methoden durchgeführt,
zu denen vorrangig Folgende zählen:
fest stehende Prüfbank
und in Längsrichtung
bewegliches Gerät,
in Längsrichtung
bewegliche Prüfbank
und fest stehendes Gerät.
Dann wird wie folgt vorgegangen: Das Gerät wird in der Betriebsart Streuen über die
Prüfbank gefahren
oder die Prüfbank
wird unter dem Gerät
hindurch gefahren, um die quer verteilten Granulatmengen diskretisiert
aufzunehmen, die bei jedem Querlauf aufgenommenen Mengen werden
gewogen, diese Daten werden zu Verarbeitungsmitteln übertragen und
die Querstreuungskennlinie wird berechnet und ausgegeben.
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Die üblicherweise
für die
Streuung von Partikeln oder Granulaten aus einem mineralischen oder organischen
Stoff eingesetzten Geräte
schlagen eine Zentrifugalverteilung der Partikel oder Granulate über eine
(mehrere) Scheibe(n) vor, die mit Schaufeln versehen und drehangetrieben
ist (sind). Das gestreute Produkt wird somit in Form einer Streulage auf
dem Boden verteilt, deren Mittelpunkt der Mittelpunkt der Scheibe
ist. Eine solche Streulage lässt sich
durch zwei charakteristische Verteilungen, eine Verteilung entlang
eines Winkels und die andere Verteilung entlang des Auswurfradius,
modellieren.
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Beim
Streuen bewegt sich das Gerät
vorwärts,
wodurch die Lagen jeweils nacheinander überdeckt werden, und es ist
somit möglich,
die gegebenen Partikelmengen auf einer rechteckigen Fläche zu verteilen,
die senkrecht zur Fortbewegungsachse verläuft. Bei der Darstellung in
einer Kennlinie weisen die verteilten Mengen eine Heterogenität von der Durchlaufachse
des Gerätes
zu den quer liegenden Enden auf (Abnahme zum Ende hin).
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So
kann es bei einem Gerät,
das dafür
vorgesehen ist, eine einwandfreie Arbeit mit einem Durchlaufintervall
von Xm auszuführen,
häufig
vorkommen, dass die Granulatauswürfe
Xm rechts und Xm links von der Fortbewegungsachse erreichen. In dem
besonderen Fall der landwirtschaftlichen, insbesondere für die Düngung vorgesehenen
Streugeräte, die
einen Abstand zwischen den Arbeitsdurchläufen von gegenwärtig im
Bereich von 45 m aufweisen können,
liegt der mögliche
Düngerauswurf
im gleichen Bereich, das heißt
im Bereich von 90 m in der Breite und 45 m in der Länge. Um
die Prüfbankdurchläufe einwandfrei
auszuführen,
ist es folglich notwendig, für
diese Prüfungen
große
Hallen ohne innere Tragkonstruktionen vorzusehen, was Gebäude von über 100
m Breite und 60 bis 80 m Länge
erfordert.
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Derartige
Konstruktionen, die dafür
vorgesehen sind, Qualitätskontrollen
der Geräte
durchzuführen,
sind nicht nur schwierig zu errichten, sondern bringen auch hohe
Kosten mit sich.
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Zudem
ist die Querstreuverteilung eine integrative und daher vereinfachte
Darstellung der Streuung. Sie besteht darin, die Gesamtmengen der
verteilten Stoffe an einem gegebenen Punkt des Vorwärtsweges
der Maschine darzustellen und ermöglicht es daher nicht, die
tatsächlichen
Merkmale der Streuung zu ermitteln, die von einer Drehscheibe in der
räumlich
zum Boden dargestellten Form ausgeführt wird.
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Verfahren
und Vorrichtungen nach dem Stand der Technik sind in den Druckschriften
DE A 41 05 046 ,
DE A 36 04 449 ,
DD B 214988 und
SU A 1473734 beschrieben.
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Die
grundlegende Aufgabe der Erfindung ist es folglich, ein neues Verfahren
zur Messung der Streuverteilung für Partikelstreuer vorzuschlagen,
die es ermöglicht,
die tatsächliche
von den Streugeräten durch
Zentrifugalverteilung ausgeführte
Arbeit zu beurteilen.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Beurteilung eines Streugerätes mit
Zentrifugalverteilung großer
Arbeitsbreite in Gebäuden
mit annehmbaren Abmessungen und somit annehmbaren Kosten zu ermöglichen.
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Zu
diesem Zweck ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Messung
der Streuverteilung für
Partikelstreuer mit einer Zentrifugalverteilung der Partikel über eine
Scheibe, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelstreuer mit Zentrifugalverteilung
um eine gewählte
Achse drehbar zu einer fest stehenden Reihe oder Bank mit Behältern für die Aufnahme
und Messung der Partikel angetrieben wird, wobei der Partikelstreuer
vorzugsweise in der Nähe
der ersten Aufnahmebehälter
angeordnet ist, in einem festgelegten Winkelbereich in jeder relativen
Winkelposition des Partikelstreuers zur Bank die über die
gesamte Bank verteilten Partikelmenge gemessen werden, die Messdaten
der Partikelmengen und die zugehörigen
Winkelwerte ständig
aufgezeichnet werden und ausgehend von den Messdaten und Winkelwerten die
Verteilungslage auf dem Boden sowie die Querverteilungen beim Streuen
berechnet werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht
es in vorteilhafter Weise, die Verteilung festzulegen, die mit den
Prüfeinstellungen
und unter den Prüfbedingungen
erhalten wird, ohne den Partikelstreuer eine volle Umdrehung ausführen zu
lassen.
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Die
Rohdaten der Verteilung auf dem Boden werden vorzugsweise räumlich verarbeitet,
um die Verteilungslage auf dem Boden zu ermitteln.
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Ausgehend
von der Verteilungslage auf dem Boden ist es möglich, die mit den Prüfeinstellungen und
unter den Prüfbedingungen
erhaltene Querverteilung durch Summation der entlang einer Achse aufgenommenen
Mengen zu berechnen.
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Je
nachdem, ob die Prüfung
mit einer oder mehreren Streuscheiben durchgeführt wird, ist es denkbar, die
Querverteilungskennlinie, die der Messlinie symmetrisch ist, auszugeben,
wobei die Kennlinie die gesamte Streuung für einen Arbeitsdurchlauf des
Partikelstreuers, das Ergebnis der Querstreuverteilung mit Überdeckung
in den aufeinander folgenden Arbeitsdurchläufen für ein programmiertes Durchlaufintervall
sowie die Kennlinien der Variationskoeffizienten (VK) in Abhängigkeit
von den Durchlaufintervallen darstellt.
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Gegenstand
der Erfindung ist zudem eine Vorrichtung zur Messung der Streuverteilung
für Partikelstreuer
mit einer Zentrifugalverteilung der Partikel über eine Scheibe, dadurch gekennzeichnet, dass
sie eine fest stehende Messbank für die Messung der auf dem Boden
verteilten Granulatmengen umfasst, die eine Reihe mit Aufnahmebehältern, die mit
Mitteln für
die Messung der Menge der verteilten Partikel versehen ist, und
eine Halterung für
den Partikelstreuer umfasst, die vorzugsweise in direkter Nähe zu dem
ersten Aufnahmebehälter
angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung den Partikelstreuer
um eine gewählte
Drehachse drehantreibt, und dass Mittel zur Erfassung und Speicherung
der Messdaten der Menge der verteilten Partikel und der Winkelpositionen
des Partikelstreuer zur Messbank vorgesehen sind.
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Als
Drehachse kann eine beliebige Drehachse oder in vorteilhafter Weise
die Drehachse einer Streuscheibe oder der Mittelpunkt des Trägers zwischen
zwei Streuscheiben desselben Partikelstreuers gewählt werden.
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Die
Messbank für
die Messung der auf dem Boden verteilten Partikelmengen besteht
vorzugsweise aus einem Behälterträger, der
ortsfest in einer Prüfhalle
angeordnet ist. Der Behälterträger ist
in Form eines Traggestells ausgeführt, das an seinen verschiedenen
Seiten staubdichte Schutzvorrichtungen umfasst und von einer Vorrichtung
durchlaufen werden kann, die dafür
vorgesehen ist, die Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit usw.
konstant zu halten. Das Traggestell ist so angeordnet, dass für die Prüfung einer
der Behälter
der Behälterreihe
senkrecht zur Drehachse des Partikelstreuers angeordnet ist.
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Dasselbe
Traggestell oder ein zweites Traggestell, das von dem ersten unabhängig sein
kann, ermöglicht
es, die Messmittel zur Messung der Menge der gestreuten Partikel
aufzunehmen. Die Messmittel umfassen vorzugsweise Wiegeeinheiten.
So wird eine Wiegeeinheit je Behälter
vorgesehen, wobei die Wiegeeinheit einen Behälter für die zu wiegenden Partikel
sowie einen Messwertgeber umfasst, der dafür vorgesehen ist, das Gewicht
der in dem Behälter
aufgenommenen Partikel zu messen. Der Messwertgeber weist vorzugsweise
eine Empfindlichkeit von beispielsweise ungefähr 200 Gramm auf. Jeder Messwertgeber
ist Signalaufbereitungsmitteln zugeordnet, die die Einstellung und
Anpassung der Gesamtheit der in der Behälterreihe angeordneten Messmittel
ermöglicht,
wobei die Einstellungen und Anpassungen durch Fernbedienung oder vor
Ort vorgenommen werden können.
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Die
von den Messwertgebern gemessenen Daten werden anschließend über drahtgebundene oder
drahtlose Übertragungsmittel
von den Signalaufbereitungsmitteln zu Erfassungs- und Aufzeichnungsmitteln übertragen.
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Jeder
Behälter
umfasst vorzugsweise ein automatisches Leerungssystem, dass die
Behälter nach
dem Abschluss der Prüfung
leert.
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Die
Halterung für
den Partikelstreuer ist in der Nähe
des ersten Behälters
angeordnet, den die Bank zur Messung der auf dem Boden verteilten
Partikelmengen umfasst.
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Sie
umfasst ein erstes fest stehendes Statorteil, das an einer Halterung
oder direkt am Boden befestigt ist, und ein Rotorteil, dessen Drehung
von geeigneten Antriebsmitteln erzeugt wird. Die Antriebsmittel
sind so angeordnet, dass sie den Streuer mit einer festen oder fernprogrammierbaren
Winkelgeschwindigkeit schrittweise oder stufenlos drehantreiben.
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Im
Falle eines getragenen Systems ist die vollständige Umdrehung des Streuers
um die gewählte
Drehachse möglich,
während
bei einer auf dem Boden stehenden Tragkonstruktion die Umdrehung
in einem Winkelbereich von beispielsweise –160° bis +160°, der für die Durchführung einer
Prüfung
ausreichend ist, möglich
ist.
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Das
Rotorteil der Halterung weist vorzugsweise Kupplungs- und Antriebsmittel
für den
Partikelstreuer auf. Die Kupplungsmittel sind vorzugsweise an einer
Schnittstelle angebracht, die dafür vorgesehen ist, Einstellungen
der Position des Streuers in der Längsachse und in der Querachse
zu ermöglichen, so
dass die Drehachse des Rotorteils mit der für die Auslegung des Streuers
gewählten
Drehachse zusammentrifft.
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Wenn
der Streuer in seinem Normalbetrieb beurteilt werden soll, kann
diese Drehachse die Drehachse der auszulegenden Streuscheibe oder die
Drehachse sein, die dem Schnittpunkt der normalen Fortbewegungsachse
des Streuers mit der Achse entspricht, die die Scheiben des Streuers
verbindet.
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Die
Höhe des
Streuers relativ zur Lage der Aufnahmebehälter ist einstellbar, um sich
an die verschiedenen Streuvorgaben anzupassen. Die Winkelposition
des Rotorteils relativ zum Statorteil der Halterung wird mithilfe
eines Messwertgebers wie beispielweise einem optischem Kodierer
gemessen und während
der Prüfung
ständig
aufgezeichnet.
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Die
Halterung des Streuers kann mit Messwertgebern ausgerüstet sein,
die dafür
vorgesehen sind, die im Streugutbehälter vorhandene zu streuende
Partikelmenge ständig
oder nicht ständig
zu wiegen und zu beurteilen.
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Die
Mittel zur Erfassung und Aufzeichnung der von den verschiedenen
Messwertgebern gegebenen Werte, das heißt mindestens des Wiegewertes
der Aufnahmebehälter,
des Winkelwertes des Streuers relativ zur Messbank und des Wiegewertes der
Streumaschine, weisen eine in Abhängigkeit von der gewünschten
Genauigkeit und der Signalaufbereitungsqualität parametrierbare Messfrequenz
auf.
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eingehender
beschrieben. Es zeigen
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1 eine
schematische Draufsicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
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2 die
Vorrichtung aus 1 in vier Betriebsstellungen;
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3 eine
schematische Ansicht der Vorrichtung aus 1 am Ende
der Messbank;
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4a, 4b und 4c in
schematischer Weise drei unterschiedliche Darstellungsformen einer
Verteilung, die mit einem Verfahren gemäß der Erfindung erhalten wird.
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Die
Vorrichtung zur Messung der Streuverteilung für Partikelstreuer gemäß der Erfindung
umfasst eine fest stehende Messbank 1 für die Messung der auf dem Boden
verteilten Granulatmengen, die eine Reihe mit Aufnahmebehältern 2,
die mit Mitteln 3 für
die Messung der Menge der verteilten Partikel versehen ist, eine
Halterung 4 für
den Partikelstreuer 5, die vorzugsweise in direkter Nähe des ersten
Aufnahmebehälters 2 angeordnet
und darauf eingerichtet ist, dass sie den Partikelstreuer 5 um
eine gewählte
Drehachse drehantreibt, wobei Mittel zur Erfassung und Speicherung
von mindestens der Messdaten der Menge der verteilten Partikel und
der Winkelpositionen des Partikelstreuers zur Messbank 1 vorgesehen
sind.
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Die
Halterung 4 für
den Streuer 5 umfasst ein erstes fest stehendes Statorteil,
das an einer Halterung oder direkt am Boden befestigt ist, und ein Rotorteil 4a,
dessen Drehung von geeigneten Antriebsmitteln erzeugt wird. Die
Antriebsmittel sind so angeordnet, dass sie den Streuer 5 mit
einer festen oder fernprogrammierbaren Winkelgeschwindigkeit schrittweise
oder stufenlos drehbar antreiben.
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Das
Rotorteil 4a der Halterung 4 weist zudem Kupplungs- und Antriebsmittel 6 für den Partikelstreuer 5 auf.
Die Kupplungsmittel 6 sind vorzugsweise an einer Schnittstelle
angebracht, die dafür
vorgesehen ist, Einstellungen der Position des Streuers in der Längsachse
und in der Querachse zu ermöglichen,
so dass die Drehachse X des Rotorteils 4a mit der für die Auslegung
des Streuers 5 gewählten Drehachse
zusammentrifft, in der 1 die Drehachse x einer Scheibe
des Streuers 5.
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Wie
in 3 zu sehen ist, ist einer der ersten Aufnahmebehälter 2 der
Messbank 1 vorzugsweise senkrecht zu dem für die Prüfung gewählten Drehpunkt,
hier der Mittelpunkt der Streuscheibe, angeordnet.
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Jedes
mit einem Aufnahmebehälter
verbundene Wiegemittel 3 kann mit Signalaufbereitungsmitteln 7 verbunden
werden, die die Einstellung und Anpassung der Gesamtheit der in
der Messbank 1 angeordneten Messmittel 3 ermöglichen.
Auf die gleiche Weise sind die anderen Messmittel wie das Winkelmessmittel 8,
beispielsweise ein optischer Kodierer, zwischen dem Statorteil der
Halterung 4 und ihrem Rotorteil 4a und das Wiegemittel 9 des
Streuers 5, beispielsweise ein Dehnungsmessstreifen, ebenfalls
mit den Signalaufbereitungsmitteln 7 verbunden.
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Die
Signalaufbereitungsmittel senden anschließend die verarbeiteten Signale
an die Aufzeichnungs- und Verarbeitungsmittel.
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Wie
in 2 zu sehen ist, werden in jeder relativen Position
(p) des Streuers 5 zur Messbank 1 die über die
gesamte Messbank 1 verteilten Mengen gemessen, was die
räumliche
Verteilung auf dem Boden in aufeinander folgenden Schritten A in
jeder relativen Position ermöglicht,
wie 2 zeigt.
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Die
Wiegedaten sowie die Winkelwerte β werden
während
der Prüfung
ständig
aufgezeichnet und wenn die Prüfung
abgeschlossen ist, können
die Rohdaten der Verteilung auf dem Boden räumlich verarbeitet werden,
um die Verteilungslage auf dem Boden zu ermitteln.
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4a zeigt
die Verteilungslage auf dem Boden, die während einer Prüfung nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren
erhalten wurde. Ausgehend von der Verteilungslage ist es möglich, die
unter den Prüfbedingungen
erhaltene Querverteilung, die in 4b mit
der Kennlinie B dargestellt ist, durch Summation der in der x-Achse
aufgenommenen Mengen (A) zu berechnen. Je nachdem, ob diese Prüfung mit
einer oder mehreren Streuscheiben durchgeführt wird, ist es möglich, die
Querverteilungskennlinie C, die der im Falle einer einzigen Scheibe
gemessenen Kennlinie symmetrisch ist, auszugeben, wobei die Kennlinie
D die gesamte Streuung für
einen Arbeitsdurchlauf des Partikelstreuers oder das Ergebnis der
Querstreuverteilung mit Überdeckung
der Verteilungen der verschiedenen Scheiben und die Kennlinie der
Variationskoeffizienten E darstellt.