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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fördersystem zur Beförderung
von Mischfutter aus zumindest einen Vorratssilo an eine Mehrzahl von
Futterstellen mit einem zwischen dem Vorratssilo und den Futterstellen
fahrbaren Futterbehälter,
einer Befüllstation
und einem Steuerungscomputer.
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Eine
gattungsgemäße Vorrichtung
ist aus dem Dokument WO 88/09119 bekannt. Die Vorrichtung ermöglicht einen
automatisierten Ablauf der Fütterung
von Tieren. Ein Tier kann über
die Betätigung eines
Sensors Futter anfordern. Auf ein Anforderungssignal bewegt sich
der fahrbare Futterbehälter zur
zu befüllenden
Futterstelle. Sobald der fahrbare Futterbehälter diese Futterstelle erreicht,
wird einen Verschluß geöffnet, und
eine Futterteilmenge wird von der im fahrbaren Futterbehälter vorgehaltenen Futtermenge
in die zu befüllende
Futterstelle befördert.
Dieser Vorgang kann sich beliebig oft wiederholen. Wenn der im fahrbaren
Futterbehälter
befindliche Vorrat erschöpft
ist, kann der fahrbare Futterbehälter dann
an einer Befüllstation
mit einer neuen Futtermenge befällt
werden.
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Bei
diesem Fördersystem
hat sich als nachteilig herausgestellt, daß immer nur die eine in dem fahrbaren
Futterbehälter
vorhandene Futtermischung an die Futterstellen abgegeben werden
kann. Beispielsweise in Geflügelställen oder
in Ställen
für die
Aufzucht von Ferkeln können
Tiere verschieden alt sein und deshalb eine unterschiedliche Futtermischung
benötigen.
Für solche
Anwendungsfälle
kann die fertige Mischung des Futters zudem eine stark pastöse Konsistenz
aufweisen. Mit einer solchen Konsistenz ist das Futter nur schwer
vollständig
aus dem Vorratsbehälter
förderbar,
das bekannte System ist für
die Beförderung
solchen Futters ungeeignet. Auch kann sich die Qualität des im
fahrbaren Futterbehälter
vorgehaltenen Futters durch Fermentierungs- und Faulungsprozesse
verschlechtern, wenn dieses dort über einen längeren Zeitraum in einer wäßrigen Lösung vorgehalten
wird.
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Demgemäß ist es
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das gattungsgemäße Fördersystem so
zu verbessern, daß eine
individualiserte Mischung des Futters möglich ist.
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Die
Aufgabe wird für
ein gattungsgemäßes Fördersystem
gelöst,
indem der fahrbare Futterbehälter
mindestens einen Trockenkomponentenbehälter und mindestens einen Flüssigkomponentenbehälter aufweist,
und der fahrbare Futterbehälter
am Vorratssilo mit zumindest einer Trockenkomponente aus einem Vorratssilo
für Trockenkomponenten
und zumindest einer Flüssigkomponente
aus einem Vorratssilo für
Flüssigkomponenten
befüllbar
ist.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung des
Fördersystems
bleibt die Trockenkomponente bis kurz vor der Abgabe in den Futtertrog
trocken. Bestandteile der Trockenkomponente können sich in ihrer Futterqualität also nicht
durch eine längere
Verweildauer in gelöster
Form im fahrbaren Futterbehälter
verschlechtern. Noch wichtiger ist jedoch der Aspekt, daß die Vermischung
mit der Flüssigkomponente
erst unmittelbar vor der Abgabe einer Futterteilmenge in eine Futterstelle
erfolgt und auf diese Weise jede Futterteilmenge in einer individuellen
Zusammensetzung der einzelnen Komponenten bereitstellbar ist. Durch
die getrennte Vorhaltung der Trocken- und Flüssigkomponente wird sichergestellt,
daß bei der
Abgabe von Teilmengen sowohl der Trocken- wie auch der Flüssigkomponente
genau die gewollte definierte Portionsmenge der Futterstelle zugeführt wird.
Zudem können
auch extrem pastöse
Futtermischungen von dem Fördersystem
befördert
werden.
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Je
nach Art, Alter, Ernährungsbedarf,
Gesundheitszustand und individuellem Freßverhalten eines einzelnen
Tieres oder einer Gruppe von Tieren, die über eine gemeinsame Futterstelle
gefüttert
werden, ist die zugeförderte
Futterteilmenge individuell für
jede Futterstelle vorwähl-
und zuförderbar.
Insbesondere kann das Futter bei mehr als zwei Komponentenbehältern auf
dem fahrbaren Futterbehälter auch
aus mehreren einzelnen Futterkomponenten zusammengesetzt werden,
beispielsweise können mehrere
Grundfuttermischungen mit unterschiedlichem Eiweißgehalt
vorgehalten werden, oder zu einer Standardmischung können Vitamine,
Spurenelemente, Eiweiße,
Medikamente und dergleichen gezielt zudosiert werden.
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Individuelle
Auswertungen der eingesetzten Futtermenge im Verhältnis zum
Erfolg wie Milchleistung, Gewichtszunahme, etc., sind auf einer
präzisen und
verläßlichen
Datenbasis möglich,
und es kann verfolgt werden, wie sich Veränderungen in der Futterzusammensetzung
auf den Erfolg auswirken.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Ergänzungen der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden gegenständlichen Beschreibung, den Merkmalen
der Unteransprüche
und den Zeichnungen.
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Die
Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es
zeigen:
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1: eine schematische Darstellung
eines Fördersystems,
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2: eine Querschnittsansicht
durch einen fahrbaren Futterbehälter.
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In 1 ist ein Fördersystem 2 dargestellt, durch
das Futter von einem Vorratssilo 4 zu einer Anzahl von
Futterstellen 6 befördert
werden kann. Das Futter wird von einem fahrbaren Futterbehälter 8 transportiert,
der an einer Befüllstation 10 mit
Futter aus dem Vorratssilo 4 befüllt wird. Die Funktion des Fördersystems 2 wird
allgemein mittels eines Steuerungscomputers 12 programmiert
und überwacht.
Im Ausführungsbeispiel
ist der Steuerungscomputer 12 dem Vorratssilo 4 zugeordnet,
er kann jedoch auch an anderer geeigneter Stelle aufgestellt sein.
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Der
fahrbare Futterbehälter 8 weist
einen Trockenkomponentenbehälter 14 und
einen Flüssigkomponentenbehälter 16 auf.
In den Trockenkomponentenbehälter 14 werden
trockene oder zumindest weitgehend trockene Futterbestandteile bis
zu zähflüssigen Breien
eingefüllt.
Solche Futterbestandteile können
auf ideale Weise mit einer Förderschnecke 18 abgefördert werden.
Die Förderschnecke 18 wird von
einem Motor 20 angetrieben. Anstelle einer Förderschnecke 18 können jedoch
auch andere geeignete Förderelemente
genutzt werden, wie beispielsweise ein Förderband, ein Kettenförderer,
ein Kratzboden und dergleichen.
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Die
Flüssigkomponente
wird aus dem Flüssigkomponentenbehälter 16 beispielsweise
mit einer Förderpumpe 22 abgefördert. Anhand
des definierten Fördervolumens
einer Förderpumpe 22 kann über die
Drehzahl und/oder Laufzeit der Förderpumpe 22 leicht
die Menge der jeweils abgegebenen Flüssigkomponente ermittelt werden.
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Im
Ausführungsbeispiel
mündet
die Abgabeseite der Förderpumpe 22 in
einer Mischeinheit 24. In der Mischeinheit 24 werden
die einzelnen Futterkomponenten miteinander vermischt. Der Vermischungsprozeß in der
Mischeinheit 24 wird durch die Förderschnecke 18, die
die Trockenkomponente durch die Mischeinheit 24 hindurch
befördert,
aktiv unterstützt. Die
Funktionen des Beförderns
und Vermischens werden hier durch eine einzige Baugruppe erfüllt. Der Begriff "Mischeinheit" kann sich hier auf
ein einfaches passives Gehäuse
beziehen, in dem sich die Futterkom ponenten bedingt durch die Steuerung
beziehungsweise Regelung von Aktoren in einer gewünschten
Mischung einstellen, unter diesem Begriff kann jedoch auch ein aktives,
direkt beeinflussbares Maschinenelement gesehen werden, das selbst über eingebaute
Aktoren und/oder Sensoren verfügt.
Für die
beiden Funktionen können
aber auch jeweils eigene oder mehrere geeignete Baugruppen eingesetzt
werden. An die Abgabeseite der Mischeinheit 24 schließt sich
im Ausführungsbeispiel
die Austragöffnung 26 an.
Die Austragöffnung 26 kann
separat schließbar
ausgebildet sein, beispielsweise um die Mischungszeit in der Mischeinheit 24 und
der Förderschnecke 18 zu
verlängern.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ergeben sich kurze Förderwege. Dadurch,
daß nur
wenige Teile und Oberflächen
des fahrbaren Futterbehälters 8 mit
dem Futtergemisch aus flüssigen
und trockenen Futterkomponenten in Berührung kommen, hält sich
der Pflegeaufwand des Fördersystems
in engen Grenzen. Über
kurze Strecken sind auch extrem pastöse Futtermischungen noch förderbar.
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In
einer alternativen Ausführung
der Erfindung kann die Flüssigkomponente
auch direkt in eine eigene oder gemeinsame Austragöffnung befördert werden.
Auch eine Förderpumpe 22 ist
nicht zwingend erforderlich, die Flüssigkomponente kann auch durch
Schwerkraft befördert
werden, allerdings ist in diesem Fall eine Durchflußmengenmessung
mit einem schnell schaltbaren Schließelement für den Flüssigkomponentenbehälter erforderlich,
um die ausgegebene Menge an Flüssigkomponente
genau erfassen zu können.
Wenn nicht alle, sondern nur einzelne oder mehrere Futterkomponenten
durch die Mischeinheit 24 gefördert werden sollen, so müssen die
Abförderorgane
und deren Antriebe entsprechend individuell ausgelegt werden.
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Von
der Austragöffnung 26 fällt eine
Futterteilmenge 28 in eine Futterstelle 6. Um
eine Überfüllung einer
Futterstelle 6 zu vermeiden, kann der fahrbare Futterbehälter 8 mit
einem Füllstandssensor 30 versehen
sein. Ein Füllstandssensor 30 kann
beispielsweise aus einem Laser oder Ultraschallsender bestehen,
dessen Licht- oder Schallreflexe von einem Empfänger empfangen und zur Bestimmung
der gegenwärtigen
Füllhöhe in der
Futterstelle ausgewertet werden. Die Signale des Füllstandssensors 30 können dazu
benutzt werden, die Befüllung
einer Futterstelle 6 von An fang an zu blockieren, den Befüllungsprozeß zu unterbrechen
und/oder den ermittelten Befüllzustand
an den Steuerungscomputer 12 zu übermitteln, damit dieser gegebenenfalls
neue Funktionsanweisungen an den fahrbaren Futterbehälter 8 versenden
kann. Der Füllstandssensor 30 kann
auch dazu benutzt werden, nach dem Ende eines Befüllungsprozesses
den erreichten Füllstand
in einer Futterstelle 6 zu ermitteln und für Auswertungszwecke bereitzustellen.
Die Daten des Füllstandssensors 30 können beispielsweise
für eine
Verifizierung der ermittelten Daten für die abgegebenen Teilmengen
der Flüssig-
und Trockenkomponenten genutzt werden, wenn die Behälter der
Futterstellen 6 ein definiertes Volumen aufweisen. Wird
bei einem Vergleich der aus den Vorher-/Nachher-Daten des Füllstandssensors 30 abgeleiteten
Volumenwerte der Futterstelle 6 mit den Werten der abgegebenen
Teilmengen eine Differenz festgestellt, kann von dem Steuerungscomputer 12 ein
Fehlersignal ausgegeben werden.
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Im
Ausführungsbeispiel
befindet sich im oberen Bereich des fahrbaren Futterbehälters 8 eine
Antriebseinheit 32. In der Antriebseinheit 32 befindet sich
ein nicht näher
dargestellter motorischer Antrieb, durch den sich der fahrbare Futterbehälter 8 an
einer Schiene 34 entlang bewegen kann. Die Schiene 34 kann
als Metallschiene an der Decke hängen,
sie kann jedoch auch an der Wand, aufgeständert oder auf dem Boden verlegt
sein. Die Schiene 34 kann auch elektronisch, beispielsweise
durch Induktionsschleifen im Boden oder ein Navigationssystem, als Leiteinrichtung
simuliert werden. In diesem Sinne ist der Begriff "Schiene" als Vorgabe einer
Fahrtstrecke zu verstehen, an der entlang sich der fahrbare Futterbehälter 8 mit
seiner Antriebseinheit 32 fortbewegen kann.
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Das
Vorratssilo 4 weist im Ausführungsbeispiel ein Vorratssilo 36 für Flüssigkomponenten
mit einem absperrbaren Abgabeschlauch 38 und ein Vorratssilo 40 für Trockenkomponenten
mit einem ebenfalls absperrbaren Abgaberrohr 42 auf. Der
Abgabeschlauch 38 und das Abgaberohr 42 sind so ausgebildet,
daß deren
jeweilige Austragöffnungen
in die Befüllöffnungen
der zugehörigen
Behälter
des fahrbaren Futterbehälters 8 münden, wenn
sich dieser in der Befüllstation 10 in
einer Parkposition befindet. Nicht näher dargestellt ist ein Stromanschluß mit einem
Ladegerät
und passend positionierten Anschlußelektroden, die einen zur
Antriebseinheit 32 zuge ordneten Akkumulator in der Befüllstation 10 in einer
Parkposition des fahrbaren Futterbehälters 8 wieder mit
Strom aufladen können.
Der in dem fahrbaren Futterbehälter 8 angeordnete
Akkumulator versorgt gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung nicht nur die dort installierten elektrischen
Antriebe mit Strom, sondern auch alle Komponenten der Steuerungs-
und Regelungselektrik und -elektronik.
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Abweichend
von der Darstellung in 1 können in
einem Fördersystem
auch mehrere fahrbare Futterbehälter 8 eingesetzt
und mehrere Vorratssilos 4 mit einer Mehrzahl von Befüllstationen 10 vorhanden
sein.
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2 zeigt eine Querschnittsansicht
durch einen fahrbaren Futterbehälter
B. Gut erkennbar sind die beiden Trockenkomponentenbehälter 14 und Flüssigkomponentenbehälter 16.
Die Förderpumpe 22 ist
oberhalb der Mischeinheit 24 angeordnet. Die Förderschnecke 18 fördert das
Futtergemisch durch die Mischeinheit 24 hindurch. Der Füllstandssensor 30 ist
so ausgerichtet, daß er
den Befüllungszustand einer
Futterstelle 6 ermitteln kann. Der fahrbare Futterbehälter 8 ist
an einer Schiene 34 hängend
dargestellt. Der Antrieb ist in der Antriebseinheit 32 untergebracht.
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Neben
dem fahrbaren Futterbehälter 8 ist
ein Microprozessor M schematisch dargestellt. Der Microprozessor
M ist über
eine Verbindungsleitung 44 mit dem in 2 nicht dargestellten Motor 20, über eine
Verbindungsleistung 46 mit dem Füllstandssensor 30, über eine
Verbindungsleitung 48 mit der Mischeinheit 24 und über eine
Verbindungsleitung 50 mit der Förderpumpe 22 verbunden.
Der Motor 20 und die Förderpumpe 22 sind
jeweils Beispiele für Aktoren,
deren Funktion über
den Microprozessor M steuer- beziehungsweise regelbar ist. Als Aktoren kommen
auch elektrisch oder hydraulisch betätigbare Stellventile, Schalter,
Rührwerke
und dergleichen in Betracht. Der Füllstandssensor 30 ist
ein Beispiel für
einen Sensor, der die von ihm erzeugten Sensordaten an den Microprozessor
M übermittelt.
Anstelle einer Datenübertragung
mittels Verbindungsleitungen kommen auch Funkverbindungen, elektrooptische
Verbindungen über
Lichtwellenleiter und dergleichen in Betracht. Je nach technischer
Ausgestaltung kann die Mischeinheit 24 mit Aktoren und/oder Sensoren
ausgestattet und diese mit dem Microprozessor M verbunden sein.
So kann in der Mischeinheit 24 noch ein zusätzlicher
Sperrschieber zur Beeinflussung des Mischungsverhältnisses
angeordnet sein, oder ein optischer Sensor ermittelt mittels numerischer
Bildauswertung die Mischungsqualität.
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Mittels
des in 2 dargestellten
Datennetzes zwischen dem Microprozessor M, den Aktoren und den Sensoren
ist eine präzise
Dosierung und Mischung einer Futterteilmenge möglich. Im Microprozessor M
kann ein absoluter Sollmengenwert der Futtermittelteilmenge abgespeichert
sein, der dem Microprozessor M von dem Steuerungscomputer 12 vorgegeben
worden ist. Der absolute Sollmengenwert kann verbunden sein mit
zusätzlichen
Werten, die zur Herstellung der Sollmischung von Bedeutung sind, wie
beispielsweise ein prozentualer Anteil der Flüssigkomponente. Es ist jedoch
auch möglich,
daß im Microprozessor
M nur jeweils Sollmengenwerte nur für die jeweilige Futterkomponente
abgespeichert sind. In beiden Fällen
müssen
die Aktoren, wenn eine Futtermischung aus den Teilkomponenten hergestellt werden
soll, zeitlich so aufeinander abgestimmt gesteuert werden, daß die jeweiligen
Komponenten im richtigen Zeitraum zusammentreffen, um eine Mischung
in der gewünschten
Qualität
erzielen zu können.
So ist es vorteilhaft, wenn der Microprozessor M oder der Steuerungscomputer 12 Schaltzeiten,
Drehzahlen, Förderleistung
und dergleichen der Aktoren vorausberechnet und dann erst die entsprechenden Aktionen
ausgelöst
werden. Alternativ können
die Förderleistungen
der Aktoren in einem festen Verhältnis
zueinander abgestimmt sein, oder ein Aktor ist in seiner Förderleistung
fest und ein anderer dazu variabel, und die passende Mischung wird
durch Variation des variablen Aktors durch den Microprozessor M
hergestellt.
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Anstelle
einer zentralen Vorgabe von Sollmengen, Mischungsverhältnissen
und Anteilen einzelner Komponenten durch den Steuerungscomputer 12 können diese
Vorgaben auch dezentral verfügbar sein.
So können
an einzelnen Futterstellen Vorgabewerte für diese spezielle Futterstelle
an den Microprozessor M bereitstellbar und ablesbar sein. Beispielsweise
können
an einer einer bestimmten Futterstelle zugeordneten Stelle Barcodekärtchen oder Transponder
aufgehängt
werden. Die Barcodekärtchen
oder Transponder haben Informationen über die Zusammensetzung der
abzugebenden Futterteilmenge gespeichert. Die Informationen werden
von dem Microprozessor M ausgelesen und weiterverarbeitet. Auf diese
Weise kann ein Bauer im Stall durch einfaches Aufhängen von
Futterkärtchen
das Futter bestim men, das die Tiere an der zugehörigen Futterstelle von dem
fahrbaren Futterbehälter 8 ausgegeben
bekommen. Anstelle der Barcodes oder Transponder können auch
alle anderen geeigneten Speichermedien genutzt werden, und die Daten
können auf
die beschriebene Weise natürlich
auch an einer zentralen Stelle im Stall auf die beschriebene Weise verfügbar gemacht
werden. Die Informationskärtchen
stellen eine vereinfachte Programmiermöglichkeit des fahrbaren Futterbehälters 8 dar.
Im Ausführungsbeispiel
ist als Sensor nur der Füllstandssensor 30 gezeigt.
Die tatsächlichen
Fördermengen
der Trocken- und Flüssigkomponenten
können
jedoch auch durch spezielle Sensoren ermittelt und/oder überwacht
werden. So können
dafür beispielsweise
Waagen, Dehnmeßstreifen,
Durchflußmengenmesser und
dergleichen im fahrbaren Futterbehälter 8 eingesetzt
und mit dem Microprozessor M verbunden werden. Gemessen werden kann
das Volumen, die Masse, die Dichte, die Viskosität und andere Parameter.
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Im
Ausführungsbeispiel
ist nur ein einzelner Microprozessor gezeigt, es können natürlich auch mehrere
Microprozessoren eingesetzt werden. So können Aktoren und/oder Sensoren über eigene
Mikroprozessoren verfügen,
die mit einem zentralen Microprozesssor vernetzt sind. Mehrere Microprozessoren
können über eine
geeignete Software zu einem Kommunikationsnetz verbunden werden,
durch das die vorstehend beschriebene Funktion darstellbar ist.
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Weiter
wird vorgeschlagen, einen Datenaustausch zwischen dem Microcomputer
M und dem Steuerungscomputer 12 vorzusehen. Die Kommunikation
kann per Funk erfolgen, wie in 2 durch
die Antenne angedeutet ist. Alternativ kann der Datenaustausch auch über ein
fest parallel zur Schiene 34 verlegtes Kabel abgewickelt
werden, oder es sind beispielsweise an den Futterstellen-Positionen
Kontakte angebracht, die eine Verbindung zwischen dem Microprozessor
M und der Steuerungscomputer 12 herstellen. Über diesen
Datenaustausch können
Daten ausgetauscht werden, die sich auf den Fördervorgang im weitesten Sinne
beziehen. So können
neue Aufträge
oder die Erledigung von Aufträgen
mitgeteilt, Fütterungsdaten
ausgetauscht oder Mischungsdaten und Füllzustände übermittelt werden. Auch Fehlermeldungen
und dergleichen können
per Datenaustausch verfügbar
und weiterverar beitbar sein.
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Außerdem kann
der fahrbare Futterbehälter 8 noch
mit technischen Mitteln zur Positionserkennung ausgestattet sein.
In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist auf dem fahrbaren Futterbehälter 8 ein
Scanner 52 installiert, der auf oder an den Schienen 34 angebrachte
Barcodes, die Informationen über
die aktuelle Position enthalten, lesen kann. Über die Barcodes kann der Scanner 52 die
Annäherung
an eine Position zur Abgabe einer Futterteilmenge 28 erkennen,
oder er kann Signale zur Feinsteuerung an die Antriebseinheit 32 übermitteln,
durch die der fahrbare Futterbehälter 8 ganz
genau in eine Abgabeposition manövrierbar
ist. Anstelle eines Systems mit Scannern und Barcodes kann auch
ein anderes geeignetes System eingesetzt werden, wie beispielsweise
ein Transponder-System, bei der ein Sensor die Transpondersignale
bei der Vorbeifahrt mißt
und daraus abgeleitete Daten für
die Weiterverarbeitung bereitstellt. Die Positionsdaten aus der
Abtastung von Kennmarken können
kombiniert werden mit eigenen Sensordaten des fahrbaren Futterbehälters 8,
wie beispielsweise Sensoren zur Wegmessung in der Antriebseinheit 32.
Die Positionsdaten des fahrbaren Futterbehälters können auch an den Steuerungscomputer 12 übermittelbar
und auch dort nutzbar für
die Systemsteuerung sein. Neben diesen vergleichsweise billigen
Lösungen
können
auch komplette Navigationssysteme oder einfachere Navigationssysteme
in Verbindung mit einer geeigneten Stützsensorik verwendet werden.