Vorrichtung zum Dosieren von Schüttgut
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren von Schüttgut, insbesondere Dünger, Kalk, Streusalz, Splitt, Sand, welche an ein Zugfahrzeug anschliessbar oder als Anhänger an dieses anhängbar ist, mit einer Dosiereinrichtung und einer daran anschliessenden Streueinrichtung.
Derartige Vorrichtungen sind in vielfältiger Form bekannt und gebräuchlich. Sie dienen insbesondere zum Ausbringen und vereinzeln von Dünger. Herkömmliche Düngerstreuer werden als Anhänger konzipiert und von einem Schlepper oder sonstigem Zugfahrzeug gezogen oder an diesem direkt, vorzugsweise im Heckbereich aufgehängt. Das Dosieren erfolgt meist lediglich nur mittels einer verengbaren Durchlassöffnung, wobei bei unterschiedlichen Materialien, bei unterschiedlichen Dichten und Zusammensetzungen des
Auszubringenden Schüttgutes, insbesondere des Düngers häufig Dosierprobleme auftreten. Häufig sind oberhalb von Streutellern eckige oder runde Öffnungen als Dosiereinrichtungen vorgesehen, deren Querschnitt einmalig je nach Schüttgut, insbesondere je nach Dünger eingestellt wird, wodurch der Dünger rieselt.
Schüttgut, insbesondere Dünger besteht aus ungleichmässig verteilten kleinen und grossen Körnern mit unterschiedlichen Korndurchmessern. Dabei wird nicht berücksichtigt, dass sich während eines Streu- bzw. Düngevorganges eine Verteilung der Korngrössen des Düngers ändern kann. Zudem ergeben sich ständig durch abnehmende Mengen an Dünger im Behälter unterschiedliche Druckverhältnisse, was auch Einfluss auf die Rieselgeschwindigkeit durch die Öffnung nimmt und eine Gleichverteilung des Düngers beeinträchtigt. Auch entsprechende Bodenunebenheiten sowie durch Rütteln und Schütteln des Aufnahmebehälters für Schüttgut sowie durch Befahren von Schräg- und Hanglagen beeinflusst die gleichmässige Ausbringung von Dünger auf eine Kultur was unerwünscht ist. Insbesondere durch Schräglagen stellen sich unterschiedliche Roll- und Gleiteigenschaften der verschiedenen Körner- und Düngerstreuer ein, so dass ebenfalls kein gleich-massiges Dosieren bzw. Beschicken einer Streueinrichtung möglich ist. Es sind auch entsprechende elektronische Dosier- und Wiegesysteme bekannt, die diese Probleme beseitigen sollen. Derartige Systeme sind jedoch äusserst teuer in der Anschaffung und kompliziert im Handling.
Ferner ist bei herkömmlichen Düngersteuern nachteilig, dass zur Bestimmung der Rieselmenge vor Streubeginn eine
Rieselmenge ausgemessen und bestimmt und hiernach eine Öffnung eingestellt wird. Die Rieselmenge wird abgewogen
und anschliessend auf die auszubringende Düngermenge umgerechnet. Mit Hilfe komplizierter Tabellen müssen dann entsprechende Öffnungen kompliziert verändert werden um eine Rieselmenge zu beschränken.
Ferner soll mittels einer derartigen Vorrichtung auch Einfluss genommen werden können auf unterschiedliche, wählbare Streubreiten, wobei hierfür ebenfalls die exakte Menge an Dünger dosierbar und einstellbar sein soll.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die genannten Nachteile beseitigt und mit welcher auf einfache, kostengünstige Weise ein Dosieren von Schüttgut, insbesondere von Dünger exakt erfolgen soll, wobei bspw. eine Dosierung von 10 kg bis 800 kg je Hektar Land möglich sein soll.
Ferner soll gewährleistet werden, dass die Dosierung kontinuierlich auch in kleinsten Bereichen unterbrechungsfrei erfolgt. Zudem soll eine derartige Vorrichtung, insbesondere Dosiereinrichtung leicht handzuhaben und leicht einzustellen sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe führen die Merkmale des Patentanspruches 1 sowie die der nebengeordneten Patentansprüche.
Bei der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum exakten Dosieren von Schüttgut geschaffen, wobei die Dosiereinrichtung ein Zellenrad aufweist, welches in mehrere axiale Kammern unterteilt ist. Die einzelnen Kammern bestehen aus vorzugsweise rund bis ovalförmig querschnittlich ausgebildete Kanäle, die der Aufnahme von Schüttgut dienen. Oberhalb eines Zellenrades ist in axialer
Längsrichtung ein Zufuhrschacht gebildet, in welchem eine Mehrzahl von Schieberelementen für jede einzelne Kammer vorgesehen ist. Entsprechende Schieberelemente entsprechen der Grosse und Breite der jeweiligen einzelnen Kammer des Zellenrades.
Durch Verschliessen einzelner Kammern, bzw. unterschiedlicher Kammern, insbesondere durch ein Öffnen unterschiedlicher gross ausgebildeter Kammern lässt sich jedes beliebige Volumen ausbringen.
Bspw. sind die jeweiligen Kammern unterteilt in drei mittlere Kammern, die ein einfaches Volumen, die danach anschliessenden jeweiligen äusseren Kammern ein zweifaches, danach ein dreifach, fünffaches, zehnfaches und zwanigfaches Volumen der mittleren Kammern aufnehmen können. Auf Grund dieser Aufteilung lassen sich bspw. zwischen unterschiedlichen Grundeinheiten und zwischen 10 und 830 Liter in 10-Liter-Schritten genau dosieren. Auf diese Weise lässt sich je Hektar exakt einstellen, welche Menge an Dünger genau dosiert ausgebracht werden soll.
Wird das Volumen der einzelnen Kanäle durch entsprechende Kanaleinsätze verkleinert, so können sogar sehr kleine Volumen von bspw. Deziliterbereichen bis Literbereichen auf sehr grosse Flächen dosiert exakt ausgebracht werden.
Auch entsprechend soll daran gedacht sein, die Trommeldrehzahl zu verändern, um Einfluss auf die auszubringende Menge, bspw. aufgrund sich ändernder Geschwindigkeit des Fahrzeuges zu nehmen. Bspw. ist es nahezu unmöglich bei herkömmlichen Feldern beim Düngen eine konstante Geschwindigkeit einzuhalten.
Ändert sich die Fahrtgeschwindigkeit des Streufahrzeuges, so muss auch die entsprechende, auszubringende Menge an Dünger bzw. die Drehgeschwindigkeit des Zellenrades sich ändern.
Dabei ist daran gedacht, bspw. die Drehgeschwindigkeit des Zellenrades an die Geschwindigkeit des Schleppers bzw. des Zugfahrzeuges zu koppeln, um eine genaue, exakte Dosierung zu erzielen.
Ferner hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass inbesondere durch die querschnittliche runde bis parabelförmige Form einzelner Kanäle sich Düngermaterial oder beliebiges anderes Schüttgut sehr gut darin aufnehmen lässt und durch Verdrehen des Zellenrades sich die gefüllten Kanäle, insbesondere, wenn diese in seitliche Bereiche gelangen, sich kontinuierlich und gleichmässig entleeren.
Dabei hat sich als vorteilhaft erwiesen, über eine vordere Kanalabdeckung, die in einem Winkel von etwa 20° bis 40° vorzugsweise 30° zur Mittelachse, insbesondere zu einer dort durch die Mittelachse verlaufende Horizontale radial anzuordnen, um die befüllten Kanäle noch zu verschliessen und ein ausrieseln in diesen Bereichen zu verzögern.
Insbesondere hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass bspw. zumindest zwei Kanäle des Zellenrades über den Zuführschacht, in welchem vorzugsweise permanent Schüttgut, insbesondere Dünger eingebracht wird, befüllt werden. Die Befüllung erfolgt über die vollständige axiale Länge des Zellenrades, wobei sämtliche in Längsrichtung befindlichen Kammern befüllt werden.
Dabei können seitliche Abstreifer vorgesehen sein, um die einzelnen Kanäle abzustreifen, so dass in jeder
volumenidentischen Kammer bzw. in jedem Kanal immer exakt das gleiche Volumen an Schüttgut eingefüllt ist. Unterhalb des Abstreifers ist die vordere Kanalabdeckung, die verhindert, dass durch die nicht vollständig am Befüllbereich vorbeigedrehte Kammer das Material von der Befüllöffnung durch eine Kammer direkt in den Entleerungsbereich fliesst. Zudem verhindert die vorzugsweise federnd ausgebildete Kanalabedeckung ein Festklemmen des Zellenrades durch Fremdkörper, die sich bspw. im Dünger befinden können.
Ein weiterer Vorteil ist bei der vorliegenden Erfindung, dass durch die Bildung unterschiedlich lang ausgebildeter Kammern des Zellenrades sich unterschiedliche Volumen dosieren lassen. Sollten gewisse Unterschiede, was insbesondere die Korngrössen betrifft, auftreten, so wird durch die Bildung mehrerer Kammern eine Fehlerquote bzgl. der Volumina ausgeschlossen.
Dabei sind die einzelnen Kanäle jeweils über senkrecht stehende Wände in jeweils axial unterschiedlich lange Kammern unterteilt. Über diesen Wänden sind die entsprechenden Schottelemente vorgesehen, wobei über diesen die Schieberelemente den Zufuhrschacht öffnen oder verschliessen, um Einfluss auf die gesamt zu dosierende bzw. auszubringende Menge zu nehmen. Dies soll ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen.
Auch soll daran gedacht sein, das Zellenrad bspw. mittels eines Hydraulikmotors, eines Servomotors, einer Antriebswelle ggf. gekoppelt mit der Kardanwelle oder der Drehzahl eines Rades eines Schleppers zu koppeln, um eine exakte genaue Dosierung, auch geschwindigkeitsabhängig zu ermöglichen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung, diese zeigt in
Figur 1 eine schematisch dargestellte Seitenansicht auf eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Dosieren von Schüttgut, insbesondere Dünger mit Dosiereinrichtung;
Figur 2a eine schematisch dargestellte Draufsicht auf ein Zellenrad als Bestandteil der Dosiereinrichtung;
Figur 2b eine schematisch dargestellte Seitenansicht auf das Zellenrad gemäss Figur 2a;
Figur 2c einen schematisch dargestellten Teilquerschnitt durch das Zellenrad gemäss Figur 2a;
Figur 3 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf die Dosiereinrichtung mit eingesetztem Zellenrad;
Figur 4 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel des Zellenrades gemäss Figur 2a;
Figur 5 einen schematisch dargestellten Längsschnitt durch ein Zellenrad mit daran anschliessenden Trichterelementen und Streueinrichtungen.
Gemäss Figur 1 weisst eine erfindungsgemässe Vorrichtung R zum Dosieren von Schüttgut, insbesondere zum Dosieren von Dünger eine Dosiereinrichtung 1 auf, die im wesentlichen aus einem Zellenrad 2 gebildet ist, welches um eine Mittelachse M in wählbaren Geschwindigkeiten angetrieben bzw. antreibbar ist. Zum rotativen Antreiben des
Zellenrades 2 um die Mittelachse M können entsprechende Servomotoren, Getriebeelemente od. dgl. vorgesehen sein. Hierauf wird im einzelnen nicht näher eingegangen.
Das Zellenrad 2 der Dosiereinrichtung 1 ist in einem Gehäuse 3 eingesetzt, welches das Zellenrad 2 dazu vollständig seitlich einschliesst und nach unten hin eine Öffnung 4 aufweist. Im Anschluss an die Öffnung 4 ist zumindest ein Trichterelement 5 und zumindest eine Streueinrichtung 6, vorzugsweise als Streuteller ausgebildet, angeordnet. Oberhalb des Gehäuses 3, insbesondere oberhalb des Zellenrades 2 ist ein Zuführschacht 7 gebildet, in welchem das auszubringende Schuttgut, insbesondere den auszubringenden und zu dosierenden Dünger über hier nicht näher dargestellte Transporteinrichtungen eingebracht wird.
Der Zuführschacht 7 erstreckt sich über die vollständige axiale Länge des Zellenrades 2, ebenso wie das Gehäuse 3.
In einem vorderen Bereich ist der Zuführschacht 7, nahe des Zellenrades 2 mit einem Abstreifelement 8 versehen, welches ggf. flexibel ausgebildet ist.
Das Zellenrad 2 weist eine Mehrzahl von nach aussen geöffneten Kanälen 9 auf, die sich vorzugsweise rund, insbesondere auch parabolisch, wie es in Figur 2c angedeutet ist, in einer Axialrichtung des Zellenrades 2 erstrecken. Die Kanäle 9 dienen der Aufnahme von Schüttgut, insbesondere Dünger. Ferner ist von Vorteil bei der vorliegenden Erfindung, dass unterhalb des Abstreiferelementes 8 bzw. Zuführschachtes 7 eine vordere Kanalabdeckung 10 gebildet ist, die radial die einzelnen Kanäle 9 des Zellenrades 2 übergreift. Diese dient dazu, das Schüttgut, welches über den Zuführschacht 7 in die
Kanäle 9 des Zellenrades gelangt, durch Verdrehen des Zellenrades 2 in Drehrichtung Y die Kanäle 9 verschliesst und erst unterhalb und nach einer Unterkante 12 der vorderen Kanalabdeckung 10 durch weiteres Verdrehen des Zellenrades 2 die jeweiligen Kanäle 9 kontinuierlich freigibt, so dass aus den Kanälen 9 kontinuierlich und permanent das Schüttgut, insbesondere der Dünger herausrieselt und innerhalb des Gehäuses 3 durch die Öffnung 4 dem Trichterelement 5 bzw. der daran anschliessenden Streueinrichtung 6 zugeführt wird.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die vordere Kanalabdeckung 10, insbesondere deren Unterkante 12 in einem Winkel α von etwa 20° bis 40°, insbesondere α = 30° zu einer horizontalen H, die durch die Mittelachse M geführt ist, anzuordnen. Hierdurch wird gewährleistet, dass ein Verdrehen des Zellenrades 2 um die Mittelachse M in Drehrichtung Y sich die Kammern 9 zumindest teilweise langsam öffnen und Schüttgut, insbesondere Dünger sich kontinuierlich exakt vergleichmässigt sich auf die Streueinrichtung 6 ausbringen lässt.
Die vordere und hintere Kanalabdeckung 10, 11 liegt radial an dem Zellenrad 2 an und ist federnd gegenüber diesem radial bewegbar gelagert. Dabei liegt vorzugsweise über die vollständige axiale Länge die vordere Kanalabdeckung 10 und hintere Kanalabdeckung 11 radial an dem Zellenrad 2 an. Durch die federnde Lagerung kann die Kanalabdeckung 10, 11 Störstoffen, Fremdstoffen od. dgl., die ggf. mit dem Schüttgut in die einzelnen Kanäle gelangen, ausgleichen bzw. nachgeben, um ein Verklemmen bzw. Verkeilen zu verhindern.
Ferner ist wichtig bei der vorliegenden Erfindung, dass oberhalb des Zellenrades 2 zur Unterbrechung der Zufuhr des Schüttgutes bzw. des Düngers eine Mehrzahl von Schieberelemente 13 sich in den Zuführschacht 7 über entsprechende, nicht näher bezifferte Schlitze einschieben lassen. Die Schieberelemente 13 verschliessen durch das Einschieben in den Zuführschacht 7 die vollständige Zufuhr von Schüttgut zum Zellenrad 2.
Wie insbesondere in dem Ausführungsbeispiel gemäss Figur 3 aufgezeigt, ist ersichtlich, dass das Zellenrad 2 als Walzenelement ausgebildet ist, wobei es in seiner axialen Längsrichtung in einzelne unterschiedlich lang ausgebildete Kammern 14 unterteilt ist. Dabei sind stirnseitig die einzelnen Kammern 14, insbesondere stirnseitig die Kanäle 9 jeweils geschlossen bzw. getrennt. Im Bereich jeder Kammer 14 lässt sich mittels einem entsprechend axial gleich breit ausgebildeten Schieberelement durch Einschieben des Schieberelementes in den Zuführschacht 7 verschliessen.
Von aussen nach innen sind die einzelnen Kammern 14 axial immer kürzer ausgebildet, um radial gesehen unterschiedliche Auf ahmevolumen zu bilden.
Durch das unterschiedliche Verschliessen einzelner Kammern 14 von aussen nach innen oder wahlweise ganz bestimmter Kammern 14 von innen und aussen lassen sich beliebig viele Bereiche von bspw. 10 bis 800 kg je zu verteilendem Dünger je Hektar einstellen.
Damit beim Abschotten, insbesondere beim Einschieben des Schieberelementes 13 in den Zuführschacht 7 das Düngematerial nicht stirnseitig zwischen dem benachbarten Schieberelement 13 bzw. Kammer 14, sollte das Schieberelement 13 geöffnet sein, in die verschlossene
Kammer 14 gelangt, können im Bereich zwischen den einzelnen Kammern 14 und dem Schieberelement 13, wie es in Figur 1 angedeutet ist, Schottelemente 15 dazwischen vorgesehen sein. Hierdurch wird gewährleistet, dass die vollständige Zufuhr von Schüttgut in einer verschlossenen Kammer 14 unterbunden, insbesondere unterbrochen ist.
Ferner kann auch daran gedacht sein, um eine exakte Dosierung vorzunehmen, ein Aufnähmevolumen einer einzelnen Kammer 14 dadurch zu beschränken, in dem bspw. mehrere Kanäle 9 einer einzelnen Kammer 14, wie es in Figur 4 angedeutet ist, verschlossen und mit einer Abdeckung 16 versehen sind, die auch als Verschluss ausgebildet sein kann.
Ferner hat sich als vorteilhaft erwiesen bei der vorliegenden Erfindung insbesondere die axial schmal ausgebildeten kleinen, vorzugsweise mittig angeordneten Kammern 14 radial gegenüber den daneben angeordneten Kammer 14 zu versetzen, so dass deren Kanäle 9 ggf. nicht mit den benachbarten Kanälen 9 benachbarter Kammern 14 fluchten, sondern radial versetzt zueinander angeordnet sind. Hierdurch lässt sich ebenfalls ein gleichmässiges kontinuierliches Dosieren ohne Pulsationen erzielen.
Insbesondere der radiale Versatz der Kanäle 9 der mittleren drei Kammern 14, wie es insbesondere in Figur 2a aufgezeigt ist, ermöglicht beim radialen Versatz einzelner benachbarter Kanäle 9 der jeweils einzelnen Kammern 14 ein gleichmässiges Herausrieseln von Schüttgut und ein gleichmässiges Beschicken der Streueinrichtung 6.
Dies soll ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen.
Ferner hat sich bei der vorliegenden Erfindung als vorteilhaft erwiesen, wie es insbesondere in den Figuren 2b und 2c aufgezeigt ist, das Zellenrad 2 mit einer Mehrzahl von äusseren radialen Kanälen 9 auzubilden, die sich jeweils in unterschiedlich lange Kammern 14 erstrecken, siehe Figur 2a, wobei die Kanäle 9 querschnittlich rund, aber auch, wie es in Figur 2c dargestellt ist, parbolartig ausgebildet sind.
Um ein Volumen der Kanäle 9 zu verändern bzw. hierauf Einfluss zu nehmen, lassen sich bspw. in die Kanäle 9, wie es in Figur 2c angedeutet ist, jeweils ein Kanaleinsatz 17 einsetzen, der als Blech, Trennblech oder als Formteil ausgebildet sein kann. Hierauf sei die Erfindung nicht beschränkt. Der Kanaleinsatz 17 lässt sich über hier nicht näher dargestellte Befestigungselemente wiederlösbar am Zellenrad, insbesondere in den Kanälen 9 festlegen oder mittels hier nicht dargestellten Rast- oder Nutelementen wiederlösbar einschieben oder rastbar einsetzen. Auch soll daran gedacht sein, die Kanaleinsätze 17 bspw. manuell und/oder automatisch in ihrer Position und Lage zu verändern, um ein Aufnahmevolumen der Kanäle 9 zu verändern. Dies soll ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen.
Ferner hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Kanaleinsatz in etwa querschnittlich derart auszubilden, so dass in etwa die querschnittliche Form des Kanales 9 halbrund bis parabolartig erhalten bleibt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss Figur 5 ist als schematisch dargestellter Längsschnitt das Zellenrad 2 dargestellt, aus welchem
hervorgeht, dass die einzelnen Kammern 14 axial betrachtet zueinander jeweils stirnseitig geschlossen sind.
Beispielsweise lassen sich, wie es in Figur 5 angedeutet ist, unter ein Zellenrad 2 bzw. unter eine Dosiereinrichtung 1 zwei Trichterelemente 5 anordnen, um zwei Streueinrichtungen 6, insbesondere Streuteller zu beschicken. Dabei sind die einzelnen Kammern 14 mit den Kanälen 9 axial unterschiedlich lang ausgebildet, um über die entsprechenden Schieberelemente 13 eine exakte Dosierung an auszubringender Menge vorzunehmen.
Zwischen den beiden Trichterelementen 9 ist ein Trennsteg 18 gebildet, so dass das Schüttgut aus der mittleren Kammer 14 auf die beiden Trichterelemente 5 aufgeteilt wird.
DR. PETER WEISS & DIPL.-ING. A. BRECHT
Patentanwälte
European Patent Attorney
Aktenzeichen: P 2814/PCT Datum: 23.04.03 B/HU
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