DE202005002495U1 - Distributor for seeds or fertilizer with pneumatic mixing, conveying and spreading system, includes speed-controlled, electrically-driven dispenser motor - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine elektromotorisch betriebene Dosiereinrichtung für körniges Gut, insbesondere zum Einsatz in einer pneumatisch arbeitenden Verteilmaschine für Saatgut und/oder Düngemittel.The The invention relates to an electromotively operated metering device for granular good, in particular for use in a pneumatically operated distributor for seeds and / or fertilizers.
Pneumatisch
arbeitende Verteilmaschinen dienen unter anderem zum Ausbringen
von körnigem Gut,
insbesondere von Saatgut und/oder von Düngemittel. Diese insbesondere
aus der landwirtschaftlichen Praxis bekannten Verteilmaschinen weisen
einen Vorratsbehälter
für das
zu verteilende Gut und eine Dosiereinrichtung zur Dosierung des
Verteilgutes über
ein Dosierorgan auf. Von der Dosiereinrichtung wird das Gut über eine
pneumatische Förderleitung
zur einem Verteiler gefördert,
von dem wiederum Leitungen zu den einzelnen Ausbringorganen, insbesondere
zu Säscharen
führen.
Bei größeren Verteilmaschinen
wird die pneumatische Förderleitung üblicherweise
zunächst
waagrecht geführt,
wonach ein Richtungswechsel der Förderleitung zu dem weiter oben
angeordneten Verteiler erfolgt. Die Förderleitung zum Verteiler ist
normalerweise im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet. Derartige
pneumatische Drill- oder Sämaschinen
mit Verteiler sind bspw. in der
Da die Ausbringmenge an körnigem Gut an unterschiedliche Einsatzbedingungen wie bspw. die Korngröße, die Schüttdichte sowie die Fahrgeschwindigkeit der Verteilmaschine angepasst werden muss, weist das Dosierorgan üblicherweise ein in der Rotationsgeschwindigkeit regulierbares Zellenrad als Dosierorgan. Bei sich verändernder Fahrgeschwindigkeit der Verteilmaschine ist eine variable Regelung der Antriebsdrehzahl des üblicherweise elektromotorisch betriebenen Zellenrades notwendig. Eine derartige Drehzahlregelung erfolgt üblicherweise mittels einer sog. Pulsweitenmodulierung (PWM) des Antriebssignals für den Elektromotor, so dass bei sich erhöhender Fahrgeschwindigkeit die Antriebsdrehzahl erhöht werden kann. Bei einer Reduzierung der Fahrgeschwindigkeit reduziert sich die Drehzahl des Zellrades aufgrund des mit reduzierten Flanken versehenen PWM-Signals aufgrund der Widerstände im Antriebsorgan. Diese Drehzahlanpassung genügt jedoch für viele Anwendungen nicht, da die Förderleistung der Dosiereinrichtung nicht mit der gewünschten Exaktheit an die variablen Einsatzbedingungen der Verteilmaschine anpassbar ist.There the application rate of granular Good for different conditions of use such as. The grain size, the bulk density and the driving speed of the distributor must be adjusted, has the metering usually a rotary speed adjustable cell wheel as dosing. With changing Driving speed of the distributor is a variable control the drive speed of the usually electric motor driven cellular wheel necessary. Such Speed control usually takes place by means of a so-called pulse width modulation (PWM) of the drive signal for the Electric motor, so that at increasing vehicle speed the drive speed increases can be. Reduced with a reduction of the driving speed The speed of the cellular wheel due to the reduced edges provided PWM signal due to the resistors in the drive member. These Speed adjustment is sufficient however for Many applications do not, because the delivery rate of the metering device not with the desired accuracy adaptable to the variable operating conditions of the distributor is.
Ein Ziel der Erfindung besteht darin, eine Dosiereinrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der eine exakte Drehzahlregelung zur Anpassung an unterschiedliche Umgebungsparameter bzw. Fahrzustände ermöglicht ist.One The aim of the invention is to provide a metering device available in which an exact speed control to adapt to different Environmental parameters or driving conditions allows is.
Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This The aim of the invention is the subject of the independent claim reached. Features of advantageous developments of the invention result from the dependent ones Claims.
Eine elektromotorisch betriebene Dosiereinrichtung für körniges Gut mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs, die insbesondere zum Einsatz in einer pneumatisch arbeitenden Verteilmaschine für Dünger und/oder Saatgut oder dergleichen vorgesehen ist, weist ein Dosierorgan auf, das wenigstens ein elektromotorisch angetriebenes Zellenrad umfasst, das eine Drehzahlsteuerung zur Mengendosierung für das zu dosierende körnige Gut aufweist. Wie bei bekannten Systemen ist dem elektrischen Antriebsmotor des Zellenrades eine Drehzahlregelung zur variablen Mengendosierung und/oder zum Ausgleich von Antriebsmomentschwankungen des Zellenrades zugeordnet. Zudem sieht die Erfindung vor, dass die Drehzahlregelung eine variable Stromrichtungsumkehr zur Beschleunigung und/oder Abbremsung des elektrischen Antriebsmotors je nach Bedarf umfasst.A Electromotive operated metering device for granular material with the features of the independent Claim, in particular for use in a pneumatically operated Distributor for fertilizer and / or seed or the like, has a metering device on, the at least one electric motor driven cellular wheel includes a speed control for metering for the dosing granular Good. As with known systems, the electric drive motor the cellular wheel a speed control for variable metering and / or to compensate for drive torque fluctuations of the cell wheel assigned. In addition, the invention provides that the speed control a variable current reversal for acceleration and / or deceleration the electric drive motor according to need.
Auf diese Weise wird ein Freilaufeffekt vermieden, der ansonsten durch den unregelmäßigen Antriebsmomentenbedarf im Dosierorgan entsteht und der die Regelgenauigkeit reduziert. Aus diesem Grund wird bei bekannten Antriebseinrichtungen für Dosierorgane oftmals ungewollt überdosiert, da eine notwendige Drehzahlreduzierung zur schnellen Drosselung der Förderleistung mit den bekannten Steuereinrichtungen oftmals nicht realisierbar ist.On this way, a freewheeling effect is avoided, otherwise through the irregular drive torque requirement created in the metering and reduces the control accuracy. For this reason, in known drive devices for metering often inadvertently overdosed, as a necessary speed reduction for fast throttling the delivery rate often not feasible with the known control devices is.
Die erfindungsgemäße Anordnung hingegen sieht eine Drehzahlregelung für das Zellenrad vor, die Drehzahlschwankungen sowie Schwankungen des Antriebsmoments und/oder Fahrzustandsänderungen berücksichtigen kann. Diese Drehzahlreglung kann insbesondere eine Pulsweitenmodulation des Ansteuersignals des elektrischen Antriebsmotors vorsehen. Die neuartige, erfindungsgemäße Steuerung kann beim Reduzieren der Drehzahl die Stromrichtung ändern und auf diese Weise die Dosiereinrichtung aktiv bremsen. Dadurch kann die Drehzahl auch bei Drehmoment schwankungen im Dosiergerät exakt eingehalten werden, wodurch die Dosiergenauigkeit wesentlich zunimmt.The inventive arrangement however, provides a speed control for the feeder, the speed fluctuations and fluctuations of the drive torque and / or driving state changes consider can. This speed control can in particular a pulse width modulation Provide the drive signal of the electric drive motor. The novel, inventive control can change the direction of current when reducing the speed and in this way actively braking the metering device. This can the speed even with torque fluctuations in the dosing exactly be adhered to, whereby the dosing accuracy increases significantly.
Zur Regelung ist vorzugsweise eine Erfassung der Antriebsdrehzahl des elektrischen Antriebsmotors vorgesehen. Diese Erfassung kann wahlweise durch einen Drehzahlsensor oder durch eine geeignete Sensorik innerhalb des Antriebsmotors realisierbar sein.to Control is preferably a detection of the input speed of the provided electric drive motor. This detection can optionally by a speed sensor or by a suitable sensor within be the drive motor feasible.
Weiterhin ist vorzugsweise eine Drehzahlreglung vorgesehen, die an spezifische Einsatzfelder und an wechselnde Umgebungsparameter anpassbar ist. So kann die Drehzahlregelung der Dosiereinrichtung bspw. eine Drehzahlsteigerung des Antriebsmotors vorsehen, die eine Geschwindigkeitszunahme der Verteilmaschine bzw. eines Zugfahrzeugs sowie einen fahrzeugspezifischen Multiplikator berücksichtigt. Der fahrzeugspezifische Multiplikator kann insbesondere Leitungswege und/oder Reaktionsverzögerungen im Dosiersystem bzw. im Regelsystem berücksichtigen. Auf diese Weise kann bei Beschleunigungssituationen, z. B. am Feldrand die Drehzahl während der Beschleunigung um einen voreingestellten Wert zusätzlich angehoben werden, wodurch die Reaktionsverzögerungen im Regelsystem und auch die Verzögerung des Lufttransports des körnigen Guts bis zu den Säscharen kompensiert werden können.Furthermore, a speed control is preferably provided, which is adaptable to specific application fields and to changing environmental parameters. Thus, the speed control of Dosierein Direction example, provide an increase in the speed of the drive motor, which takes into account an increase in speed of the distributor or a towing vehicle and a vehicle-specific multiplier. The vehicle-specific multiplier can take into account in particular conduction paths and / or reaction delays in the dosing system or in the control system. In this way, in acceleration situations, eg. B. at the edge of the field, the speed during acceleration by a preset value can be additionally increased, so that the reaction delays in the control system and the delay of the air transport of the granular Guts can be compensated to the coulters.
Da das körnige Gut typischerweise einen Leitungsweg zwischen Dosierorgan und den Säscharen zurücklegen muss, der bei einer typischen Fördergeschwindigkeit einer Verweildauer von ca. einer Sekunde entspricht, kann bei stärkeren Beschleunigungen oder Verzögerungen der Verteilmaschine die ausgebrachte Menge an körnigem Gut in Bezug auf die bereits erreichte Fahrgeschwindigkeit falsch sein, wenn nicht der Leitungsweg berücksichtigt wird. Dies kann bspw. auf die erwähnte Weise mittels eines geeigneten Multiplikators erfolgen, der bei Beschleunigungen für eine stärkere Drehzahlanhebung des Zellenrades sorgt, so dass bei der zum Ausbringzeitpunkt nochmals erhöhten Fahrgeschwindigkeit die jeweilige Menge an ausgebrachtem körnigen Gut mit der benötigten Menge weitgehend übereinstimmt. In gleicher Weise kann bei einer stärkeren Verzögerung der Verteilmaschine durch geeignete zusätzliche Drehzahlabsenkung des Zellenrades dafür gesorgt werden, dass bei der zum Ausbringzeitpunkt nochmals reduzierten Fahrgeschwindigkeit die jeweilige Menge an ausgebrachtem körnigen Gut mit der benötigten Menge weitgehend übereinstimmt.There the grainy Well typically a conduction path between metering and the coulters return must be that at a typical conveying speed corresponds to a residence time of about one second, can with stronger accelerations or delays the distribution machine the amount of granular material discharged in relation to the already reached driving speed be wrong, if not the Cable route taken into account becomes. This can, for example, in the manner mentioned by means of a suitable Multiplier, the accelerations for a stronger speed increase the cellular wheel ensures, so that at the time of application again increased Driving speed the respective amount of discharged granular good with the needed Quantity largely matches. In the same way, with a greater delay of the distributor by suitable additional speed reduction the cellular wheel for it be taken to ensure that at the time of application again reduced Driving speed the respective amount of discharged granular good with the needed Quantity largely matches.
Selbstverständlich umfasst die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Dosierung von körnigem Gut, bei dem ein elektromotorisch betriebenes Zellenrad in seiner Drehzahl exakt an die jeweiligen Umgebungsparameter angepasst wird. Durch eine variable Stromrichtungsumkehr des elektrischen Antriebsmotors für das Zellenrad kann dieses nicht nur beschleunigt, sondern bei Bedarf auch aktiv verzögert werden, wenn bspw. der Gutstrom sehr plötzlich stark reduziert werden soll. Dies kann insbesondere bei starken Verzögerungen oder bei ungeplanten Stillständen der Verteilmaschine der Fall sein. Auch hier ist vorzugsweise eine bedarfsgerechte Anpassung der Regelparameter an die jeweilige Maschine sowie deren individuellen Besonderheiten vorgesehen, so dass der an den Säscharen ausgebrachte Gutstrom möglichst exakt der gewünschten Ausbringmenge je zurückgelegter Wegstrecke entspricht. Diese exakte Zumessung des Verteilgutes wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass bei der Auswertung der wechselnden Fahrgeschwindigkeiten bzw. der variablen Beschleunigungen und Verzögerungen ein Faktor vorgesehen ist, der die Leitungswege zwischen Dosierorgan und Ausbringort (z.B. Säschare) berücksichtigt.Of course it includes the present invention also provides a method for metering granular material, in which an electric motor operated cell wheel in its speed exactly adapted to the respective environmental parameters. By a variable current direction reversal of the electric drive motor for the Cell wheel can not only accelerate this, but if necessary also actively delayed be, if, for example, the flow of material very suddenly reduced sharply should. This can be particularly the case of strong delays or unplanned stoppages of Distributor be the case. Again, is preferably a needs-based Adaptation of the control parameters to the respective machine as well as their provided individual features, so that on the coulters applied good flow as possible exactly the desired Application rate per completed Distance corresponds. This exact metering of the material is Preferably achieved in that in the evaluation of the changing Driving speeds or the variable accelerations and decelerations a factor is provided, the conduction paths between dosing and discharge location (for example coulters) considered.
Die Erfindung wird nachfolgen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.The Invention will follow with reference to preferred embodiments explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
Die
Prinzipdarstellung der
Die
schematische Darstellung der
Neben
einer Pulsweitenmodulation (PWM) zur Antriebsdrehzahlregelung sieht
die erfindungsgemäße Regelung
eine zusätzliche
Drehrichtungsumkehr am Antriebsmotor
Weiterhin
ist vorzugsweise eine Drehzahlreglung vorgesehen, die an spezifische
Einsatzfelder und an wechselnde Umgebungsparameter anpassbar ist.
So kann die Drehzahlregelung des Zellenrades
Da
das körnige
Gut typischerweise einen Leitungsweg zwischen Dosierorgan und den
Säscharen
zurücklegen
muss, der bei einer typischen Fördergeschwindigkeit
einer Verweildauer von ca. einer Sekunde entspricht, kann bei stärkeren Beschleunigungen
oder Verzögerungen
der Verteilmaschine die ausgebrachte Menge an körnigem Gut in Bezug auf die
bereits erreichte Fahrgeschwindigkeit falsch sein, wenn nicht der
Leitungsweg berücksichtigt
wird. Dies kann bspw. auf die erwähnte Weise mittels eines geeigneten
Multiplikators erfolgen, der bei Beschleunigungen für eine stärkere Drehzahlanhebung
des Zellenrades
Die
schematische Darstellung der
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.The in the foregoing description, drawings and claims Features of the invention can both individually and in any combination for the realization the invention in its various embodiments of importance be. The invention is not limited to the above embodiments limited. Much more is a variety of variants and modifications conceivable by the idea according to the invention Use and therefore also fall within the scope of protection.
Claims (6)
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