DE10011734A1 - Verfahren zum Betreiben eines Spritzgeräts und Vorrichtung zum Steuern oder Regeln des Betriebs eines Spritzgeräts - Google Patents

Abstract

Bekannte Spritzgeräte weisen ein Spurfolgesystem auf, das bewirkt, daß das Spritzgerät beim Befahren eines Vorgewendes in der Spur eines sie ziehenden Ackerschleppers läuft. Ein solches Spurfolgesystem muß während des Spritzbetriebs außer Betrieb gesetzt werden, damit es nicht zu Schwingungen in dem Spritzgestänge kommt. DOLLAR A Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen, die das Spurfolgesystem (30) automatisch dann abschalten, wenn sich das Spritzgerät (14) im Spritzmodus befindet. DOLLAR A Spritzgeräte (14) werden in der Landwirtschaft eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Spritzgeräts und eine Vorrichtung zum Steuern oder Regeln des Betriebs eines Spritzgeräts.

Es ist bekannt (Pulverisateurs Trainees, Druckvermerk YY14723F, John Deere), Schädlingsbekämpfungsspritzen mit einem Spurfolgesystem zu versehen, das bewirkt, daß die von einem Ackerschlepper gezogene Schädlingsbekämpfungsspritze bei Kurvenfahrt exakt in der Spur des Ackerschleppers läuft. Auf diese Weise wird erreicht, daß so wenig Feldfrüchte wie möglich beschädigt werden und der Zugkraftbedarf verringert wird. Ein solches Spurfolgesystem enthält einen Sensor, um einen Lenkwinkel zwischen dem Ackerschlepper und der Schädlingsbekämpfungsspritze zu erfassen. Dieser Sensor gibt ein Signal über den Lenkwinkel an einen Rechner, eine elektronische oder elektrische Steuer- oder Regeleinheit weiter, und letztere beaufschlagt eine Betätigungsvorrichtung in der Art eines Hydraulikzylinders, der eine Zugdeichsel entsprechend seitlich verstellt. Dieses Spurfolgesystem wird während des Betriebs der Schädlingsbekämpfungsspritze manuell abgeschaltet, um Schlingerbewegungen zu vermeiden, die zu einem Schaukeln des bis zu sechzig Meter breiten Spritzgestänges führen könnten. Zusätzlich muß nach dem Abschalten des Spurfolgesystems auch die Neutralstellungsfunktion oft noch manuell betätigt werden, damit das Gerät gerade hinter dem Ackerschlepper läuft. Bei anderen Systemen werden mehrere Sensoren verwendet und es gibt auch Spritzgeräte, bei denen die Räder anstatt der Deichsel verstellt werden.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird darin gesehen, daß die manuelle Ab- und Zuschaltung des Spurfolgesystems zu einem Zeitpunkt vorgenommen werden muß, zu dem mehrere Einstellungen vorgenommen werden müssen, was eine hohe Arbeitsbelastung für eine Bedienungsperson zur Folge hat. Das Problem wird allgemein in der Vielzahl der vorzunehmenden Bedienungsschritte während des Betriebs gesehen.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patent­ anspruchs 1 bzw. 5 gelöst, wobei in den weiteren Patentan­ sprüchen Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vor­ teilhafter Weise weiterentwickeln.

Auf diese Weise wird die Bedienungsperson entlastet und es erfolgt eine automatische Neueinstellung des Spritzgeräts entweder beim Einfahren in das Vorgewende oder beim Einfahren in eine Fahrgasse. Die Einstellung bzw. die Aufnahme des Spritzbetriebs ist ein sicheres Zeichen dafür, daß eine Betriebssituation abgeschlossen ist. Beispielsweise wird eine Fahrgasse oder ein Vorgewende verlassen; es können auch Fahrgassen aufeinanderfolgen, in denen das Spritzgerät unterschiedlich betrieben werden muß, z. B. weil sich der Bewuchs, die Lage des Feldes etc. ändert. Die Verwirklichung des Verfahrens kann mit einem softwaregesteuerten Rechner oder einer elektronischen oder gar elektrischen Hardware-Lösung erfolgen.

Eine Standardanwendung für das erfindungsgemäße Verfahren liegt bei dem Wechsel zwischen zwei in entgegengesetzter Richtung befahrenen Fahrgassen auf dem Weg über ein Vorgewende vor.

Insbesondere bei sich ständig wiederholenden Vorgängen wie dem Wechsel der Fahrspur über ein Vorgewende können die jeweiligen Einstellungen in einem Programm gespeichert werden. Denkbar wäre es auch, den Ablauf des Spritzbetriebs im Vorhinein in einem Programm zu speichern und anschließend im Betrieb ablaufen zu lassen. Dies hat insbesondere beim Einsatz unerfahrener Bedienungspersonen einen großen Vorteil.

Der Betrieb eines Spritzgeräts, d. h. insbesondere eines allgemein als Schädlingsbekämpfungsspritze bezeichneten Geräts, läßt sich mit wenigen Komponenten regeln bzw. steuern, nämlich einem Rechner, wenigstens einem Sensor, der erkennt, ob der Spritzbetrieb in gang ist oder nicht und einer Betätigungsvorrichtung, die z. B. ein Schalter, ein Ventil oder dergl. sein kann und einen Betriebszustand einleitet. Der Spritzbetrieb kann sowohl an der Stellung von Ventilen als auch an der Strömung eines Mediums abgelesen werden. Gegebenenfalls können ein oder mehrere zusätzliche Zustände abgefragt werden, wie z. B. ob überhaupt ein Antrieb vorliegt, ob sich das Spritzgerät überhaupt bewegt, etc., um Fehlinformationen oder -interpretationen zu vermeiden.

Wenn der Sensor auf die Stellung eines Hauptventils anspricht, von dem der Strom des Ausbringguts, also Spritzbrühe, Flüssigdünger, Druckluft, Pulver oder dergleichen gesteuert wird, findet eine einfache und kostengünstige Aufnahme einer Steuergröße statt.

Eine der am häufigsten vorkommenden Handlungen beim Spritzen ist das Überfahren eines Vorgewendes. Infolgedessen ist es von großem Nutzen, wenn der Betrieb einer vorhandenen Spurfolgevorrichtung gesteuert wird, weil diese nur in diesem Fall benötigt wird.

Wenn das Spritzgestänge beim Überfahren des Vorgewendes wird, werden weitere Beschädigungen am Bestand wegen Pendelbewegungen des Gestänges vermieden.

Zwar erstreckt sich ein Spritzgestänge meist parallel zum Boden, beim Spritzen am Hang jedoch muß es hierzu in einer vertikalen Ebene geschwenkt werden, damit nicht ein Ende des Spritzgestänges mit dem Boden in Berührung kommt und somit beschädigt wird, während das andere Ende einen wesentlichen Abstand zum Boden einnimmt. Beim Wechsel der Fahrtrichtung muß eine Verstellung in der entgegengesetzten Richtung erfolgen. Dieser Ausgleich kann automatisch erfolgen, wenn der Sensor anhand des Spritzbetriebs erkennt, daß die Fahrgasse gewechselt wird. Wenn ein Fahrgassenwechsel ohne Änderung der Fahrtrichtung stattfindet, kann die Betätigungsvorrichtung mit üblichen Mitteln im Vorfeld für diese Funktion gesperrt werden.

Spritzgeräte können mit einer Markierungsvorrichtung versehen werden, die z. B. Schaumspuren hinterläßt, an denen eine Bedienungsperson erkennen kann, entlang welcher Linie sie über ein Feld fahren muß. Beim Befahren von Fahrgassen in unterschiedlichen Richtungen muß die Markierung einmal rechts und einmal links der Mittellinie des Spritzgeräts erfolgen. Die Umschaltung von links nach rechts und umgekehrt kann ebenfalls über eine sensorgesteuerte Betätigungsvorrichtung erfolgen, die den Fahrtrichtungswechsel am Aussetzen des Spritzbetriebs erkennt.

Um zu vermeiden, daß eine Umschaltung, insbesondere der Gestängelagesteuerung, der Markierungsvorrichtung etc. erfolgt, wenn das Spritzgerät z. B. nur kurzfristig in der Fahrgasse angehalten worden ist, ist ein Zeitglied vorgesehen, das erst bei längeren Pausen des Spritzbetriebs, die der Zeit zum Befahren des Vorgewendes entsprechen, davon ausgeht, daß der Betriebszustand einer neuen Fahrgasse eingestellt werden soll.

In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher beschriebenes Aus­ führungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung ein Gespann aus einem Ackerschlepper und einem Spritzgerät in Draufsicht, wobei eine Vorrichtung zum Steuern oder Regeln des Betriebs des Spritzgeräts durch Symbole dargestellt ist.

Gemäß der Zeichnung ist ein Gespann 10 bestehend aus einem Ackerschlepper 12 und einem Spritzgerät 14 vorgesehen.

Dieses Gespann 10 ist dazu bestimmt, sich während eines Spritzbetriebs über ein Feld zu bewegen, wobei es bei der Fahrt über das Feld z. B. in Fahrgassen mit festgelegten Spuren oder in Fahrspuren durch den Bestand fährt und beim Wechsel zwischen den Fahrgassen über ein Vorgewende fährt.

Der Ackerschlepper 12 bildet das Zugfahrzeug und weist eine Anhängekupplung 16 auf, die dem Anschluß des Spritzgeräts 14 dient.

Das Spritzgerät 14 ist fahrbar ausgebildet und enthält ein Fahrwerk 18 mit Rädern 20, ein Fahrgestell 22, eine Deichsel 24, ein Spritzgestänge 26, ein Spritzsystem 28, ein Spurfolgesystem 30 und eine Vorrichtung 32 zum Regeln oder Steuern des Betriebs des Spritzgeräts 16.

Das Fahrwerk 18 enthält eine Achse, an die die Räder 20 montiert sind und die zu dem Ackerschlepper 12 einen Abstand von mehreren Metern einhält, so daß bei einem nicht korrigierten Fahrbetrieb in der Kurve die Spur des Ackerschleppers 12 von der Spur des Spritzgerätes 14 abweicht.

Die Räder 20 sind in der gleichen Spurweite wie die des Ackerschleppers 12 angeordnet und von großem Durchmesser, um eine hohe Bodenfreiheit des Spritzgeräts 14 zu bewirken.

Das Fahrgestell 22 ist lediglich angedeutet und steht im wesentlichen stellvertretend für den gesamten Aufbau einschließlich eines Tanks für Schädlingsbekämpfungsmittel. Im vorderen Bereich endet das Fahrgestell 22 in einer Gabel 34 mit einem gegebenenfalls als Büchse ausgebildeten Lager 36. Die Gabel 34 enthält zwei nicht näher bezeichnete horizontal verlaufende Platten, die einen Abstand zueinander aufweisen und zwischen sich die Deichsel 24 aufnehmen. Das Lager 36 ist um eine vertikale Achse angeordnet und verbindet die Deichsel 24 horizontal schwenkbar mit der Gabel 34. An der Rückseite des Fahrgestells 22 befindet sich ein Vertikalschlitten 38, um das Spritzgestänge 26 in der Höhe verstellbar an das Fahrgestell 22 anzuschließen. Bei anderen Ausführungsbeispielen könnte auch ein anderes Gestängeaufzugsystem, z. B. ein Parallelogramm verwendet werden. Der Vertikalschlitten 38 ist mit einem Pendellager 40 versehen, auf dem das Spritzgestänge 26 ruht.

Das Pendellager 40 läßt eine gesteuerte Bewegung des Spritzgestänges 26 um eine horizontale Achse zu, damit das Spritzgestänge 26 stets parallel zum Boden geführt werden kann. Die Verstellung des Spritzgestänges 26 in der Höhe und in der Neigung erfolgt über nicht gezeigte Hydraulikmotoren, sogenannte Hydraulikzylinder, die einmal zwischen dem Fahrgestell 22 und dem Vertikalschlitten 38 und einmal zwischen dem Vertikalschlitten 38 und dem Spritzgestänge 26 wirken.

Die Deichsel 24 stellt die Verbindung zwischen dem Fahrgestell 22, insbesondere der Gabel 36, und dem Ackerschlepper 12, insbesondere dessen Anhängekupplung 16 dar. Die Verbindung mit der Anhängekupplung 16 erfolgt mittels eines Lagers 42, das einen Öffnungen in der Deichsel 24 und der Anhängekupplung 16 durchdringenden Bolzen enthält. Das Lager 36 ist mit einem Sensor 44 zum Erkennen des Knickwinkels zwischen dem Spritzgerät 14 und dem Ackerschlepper 12 versehen, der zu dessen Lenkwinkel in einer eindeutigen Beziehung steht. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Sensor 44 als ein Potentiometer ausgeführt; allerdings können auch andere Ausführungsformen, wie etwa ein Stab verwendet werden, dessen Stellung von einem oder mehreren Lagesensoren erfaßt wird und dessen Lage sich beim Lenken ändert. Die Deichsel 24 ist seitlich mit einem Arm 46 versehen, der in diesem Ausführungsbeispiel zugleich als Befestigungspunkt für eine Stellvorrichtung 70 dient.

Das Spritzgestänge 26 ist erheblich breiter als das Fahrgestell 22 und kann Längen von bis zu sechzig Metern einnehmen. Längs des Spritzgestänges 26 ist eine Leitung 48 mit einer Vielzahl von Sprühdüsen 50 vorgesehen, die aus einer Leitung 52 mit Spritzmittel gespeist werden. Das Spritzgestänge 26 ist in der Höhe verstellbar, damit es an die Höhe des jeweiligen Bestandes angepaßt oder eine bestimmte Bodenfreiheit bei Transportfahrten erreicht werden kann. Das Spritzgestänge 26 ist vertikal schwenkbar und kann somit stets parallel zum Boden geführt werden. Schließlich ist das Spritzgestänge 26 in Abschnitte 26', 26", 26''' gegliedert, die in Gelenken 54 schwenkbar miteinander verbunden sind. In der Stellung gemäß der Zeichnung kann das Spritzgestänge 26 Spritzmittel in allen oder einigen Abschnitten 26' bis 26''' ausbringen; für die Transportfahrt werden die äußeren Abschnitte 26' und 26''' nach vorne geklappt. Erforderlichenfalls werden die Abschnitte 26' und 26''' in sich nochmals zusammengeklappt. Selbstverständlich sind auch andere Einklappsysteme möglich.

Das Spritzsystem 28 enthält einen Tank 56, eine Pumpe 58, ein Hauptventil 60 und nicht näher bezeichnete Leitungen zwischen dem Tank 56 und der Pumpe 58 und dem Hauptventil 60. Die Darstellung und Beschreibung des Spritzsystems 28 ist sehr vereinfacht; tatsächlich sind weitere Ventile, Spülleitungen, Ansaug- und Mischbehälter und dergl. vorgesehen, auf die hier jedoch nicht eingegangen zu werden braucht. Das Spritzsystem 28 hat die Aufgabe, Spritzbrühe aus dem Tank 56 zu den Sprühdüsen 50 zu fördern, die es auf Pflanzen sprühen. Das Hauptventil 60 ist hier lediglich als ein Zweistellungsventil dargestellt, dessen eine Stellung 62 für Spritzbetrieb und dessen andere Stellung 64 für Nicht-Spritzbetrieb steht. Demnach wird in der Stellung 62 Spritzbrühe in die Leitung 52 gepumpt, während in der Stellung 64 die Spritzbrühe in den Tank 56 zurückgepumpt wird.

Das Spurfolgesystem 30 enthält eine Pumpe 66, eine Betätigungsvorrichtung 68 und eine Stellvorrichtung 70. Die Pumpe 66 ist eine herkömmliche Hydraulikpumpe, die auch die Hydraulikpumpe des Ackerschleppers sein kann, die Hydraulikflüssigkeit aus einem nicht näher bezeichneten Vorratsbehälter ansaugt und es über eine nicht bezeichnete Leitung zu der Betätigungsvorrichtung 68 pumpt. Die Betätigungsvorrichtung 68 ist als ein elektromagnetisch verstellbares Drei-Stellungs-Ventil mit drei Anschlüssen ausgebildet, von denen einer zu der Pumpe 66 und zwei zu der Stellvorrichtung 70 führen. Die Stellvorrichtung 70 ist als ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder ausgebildet, der einerseits an dem Arm 46 und andererseits an einem Lager 72 an dem Fahrgestell 22 angreift. Das Spurfolgesystem 30 dient dazu, die Deichsel 24 gegenüber dem Fahrgestell 22 derart zu schwenken, daß das Spritzgerät 14 während einer Kurvenfahrt in der Spur des Ackerschleppers 12 läuft. Hierzu wird die Stellvorrichtung 70 auf nachfolgend näher beschriebene Art und Weise mittels der Betätigungsvorrichtung 68 verstellt.

Die Vorrichtung 32 zum Steuern und/oder Regeln des Betriebs des Spritzgeräts 14 enthält einen Sensor 74 an dem Hauptventil 60, den Sensor 44 an der Anhängekupplung 16, einen Rechner 76 und Magnete 78 an der Betätigungsvorrichtung 68.

Die Aufgabe der Vorrichtung 32 besteht darin, den Betrieb des Spritzgeräts 14 so zu steuern oder zu regeln, daß abhängig von erfaßten Signalen bestimmte Betriebszustände erreicht werden. Die Abhängigkeiten und einzustellenden Betriebszustände sind in dem Rechner 76 hinterlegt.

Der Sensor 74 ermittelt, ob sich das Hauptventil 60 in seiner Spritz- oder Nicht-Spritz-Stellung befindet, d. h. ob das Spritzgerät 14 in Betrieb ist oder nicht. Wenn die Ausbringung des Spritzmittels nicht nur von dem Hauptventil 60 aus, sondern auch mit anderen Ventilen gesteuert wird, z. B. von Teilbreitenventilen, ist auch deren Stellung zu ermitteln, so daß dann, wenn alle Teilbreitenventile geschlossen sind, das Hauptventil aber nicht ist, dies als eine Einstellung des Spritzbetriebs erkannt wird.

Der Sensor 44 ermittelt, ob das Gespann 10 spurtreu hinter dem Ackerschlepper läuft oder nicht.

Der Rechner 76 nimmt das von dem Sensor 74 ausgesandte Signal, ermittelt den einzustellenden Betriebszustand und gibt in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel Signale an die Magnete 78, die zu einer Arretierung oder Verstellung der Betätigungsvorrichtung 68 führen. Die Stellung der Betätigungsvorrichtung 68 bewirkt wiederum eine Arretierung oder Bewegung der Stellvorrichtung 70 und diese bewirkt eine Arretierung oder Bewegung der Deichsel 24.

Nach einer Betriebsart funktioniert der Rechner 76 wie folgt:
Der Sensor 74 erkennt, daß sich das Gespann 10 beim Spritzen befindet. Unter diesen Umständen wird die Betätigungsvorrichtung 68 in ihrer Minenstellung gehalten und die Stellvorrichtung 70 damit arretiert. Es wird davon ausgegangen, daß die Stellvorrichtung 70 zuvor die Deichsel 24 in die mittige Neutralstellung bewegt hatte, was durch einen weiteren nicht gezeigten Sensor an dem Lager 36 oder an der Stellvorrichtung 70 bzw. durch genaue Hydraulikventile sichergestellt werden kann.

Erkennt der Rechner 76 an der Stellung des Hauptventils 60, daß der Spritzbetrieb beendet wurde, ermittelt er mittels des Sensors 44 die Neigung der Deichsel 24 zu der Längsachse des Ackerschleppers 12 und errechnet daraus ein Signal für die Magnete 78, das bewirkt, daß die Stellvorrichtung 70 die Deichsel 24 derart gegenüber dem Fahrgestell 22 verschwenkt, daß die Räder 20 genau in der Spur der Hinterräder des Ackerschleppers 12 abrollen. Wird nur ein Vorgewende befahren, kommt es nicht zu vermeidbaren Schäden unter den Pflanzen.

Sobald der Sensor 74 wieder Spritzbetrieb signalisiert, wird die Betätigungsvorrichtung 68 wieder in ihrer Neutralstellung arretiert, gegebenenfalls nachdem zuvor sichergestellt wurde, daß sich die Deichsel 24 in ihrer Minenstellung befindet.

In nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann der Rechner 76 Signale an nicht gezeigte Magnetventile zur Verstellung der Höhe oder der Neigung des Spritzgestänges 26 senden. Beispielsweise wird zum Befahren des Vorgewendes das Spritzgestänge 26 angehoben, um nicht in Kollision mit Pflanzen zu geraten. Auch in diesem Fall wird aus der Stellung des Hauptventils 60 und gegebenenfalls dem Signal des Sensors 44 abgeleitet, daß der Spritzbetrieb für den Wechsel der Fahrgasse unterbrochen wird.

Claims (10)

1. Verfahren zum Betreiben eines Spritzgeräts (14) mit einem Rechner (76), einem Sensor (74) zum Erkennen des Spritzbetriebs und wenigstens einer Betätigungsvorrichtung (68), wobei die Betätigungsvorrichtung (68) automatisch abhängig von dem Erkennen eines Spritzbetriebs aktiviert bzw. deaktiviert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrieb während des Wendens zwischen zwei Spritzfahrten mittels der Betätigungsvorrichtung (68) gesteuert oder geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rechner (76) Betriebsparameter für den Spritzbetrieb in unterschiedlichen Fahrsituationen und/oder für den Wechsel zwischen diesen Fahrsituationen gespeichert werden.

4. Vorrichtung zum Steuern oder Regeln des Betriebs eines Spritzgeräts mit einem Rechner (76), wenigstens einem Sensor (74) zum Erkennen des Ausbringbetriebs und wenigstens einer Betätigungsvorrichtung (68), wobei die Betätigungsvorrichtung (68) abhängig von dem Erkennen eines Ausbringbetriebs gesteuert oder geregelt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (74) den Schaltzustand eines Hauptventils (60) zum Steuern des Ausbringguts erkennt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (68) eine Steuer- oder Regelungsvorrichtung zum Betreiben eines Spurfolgesystems (30) beaufschlagt.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung eine Vorrichtung zur Verstellung der Höhe eines Spritzgestänges (26) beaufschlagt.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung eine Vorrichtung zur Verstellung der Neigung eines Spritzgestänges (26) beaufschlagt.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung eine Vorrichtung zum Anbringen einer Fahrmarkierung beaufschlagt.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 4 bis 9, gekennzeichnet durch ein Zeitglied, das eine kurzzeitige Unterbrechung des Spritzbetriebs unberücksichtigt läßt.