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Dokumentenidentifikation DE19850062C2 11.04.2002
Titel Schutzeinrichtung für Erntemaschinen
Anmelder Case Harvesting Systems GmbH, 01844 Neustadt, DE
Erfinder Windisch, Gerhard, 01877 Bischofswerda, DE;
Scholtke, Henri, 02692 Obergurig, DE;
Voß, Lothar, Dr., 01844 Neustadt, DE;
Apel, Achim, 99089 Erfurt, DE
DE-Anmeldedatum 30.10.1998
DE-Aktenzeichen 19850062
Offenlegungstag 04.05.2000
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 11.04.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.04.2002
IPC-Hauptklasse A01D 75/18
IPC-Nebenklasse A01D 41/12   A01D 41/127   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für Erntemaschinen, insbesondere für Mähdrescher, mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Diese Erntemaschinen können durch vom Schneidwerk aufgenommene nicht zerbrechliche Fremdkörper, wie zum Beispiel Steine, stark beschädigt werden. Zu Vermeidung derartiger Schäden sind diese Maschinen mit Steindetektoren und/oder Steinfangmulden mit einer Auswurfklappe zur Erkennung, zur Aufnahme und nachfolgenden Abscheidung der Fremdkörper ausgestattet.

In der DE 31 00 045 C2 ist eine Schutzeinrichtung für Erntemaschinen beschrieben, bei welcher quer zur Bewegungsbahn, unmittelbar unter dem Schrägförderer, der das Erntegut der Dresch- und Trenneinrichtung zuführt, eine Meßfühleinrichtung angeordnet. Die Meßfühleinrichtung wandelt die Schallfrequenzen, die beim Auftreffen des Erntegutes bzw. eines Fremdkörpers entstehen, in elektrische Signale um und führt diese selektiven Einrichtungen zu. Dazu sind die Meßfühleinrichtungen durch Schwingungsisolatoren gegenüber Störsignalen, die durch den Mähdrescher bzw. durch das Schneidwerk verursacht werden, isoliert, wobei die Steinaufprallsignale gegenüber den Hintergrundgeräuschen verstärkt werden.

Nachteilig bei dieser Schutzeinrichtung ist, daß sich die Meßfühleinrichtung sehr nahe an der Dresch- und Trenneinrichtung des Mähdreschers befindet, so daß nur eine sehr kurze Reaktionszeit zur Verhinderung des Eindringens der Steine in die Erntemaschine vorhanden ist. Diese Reaktionszeit reicht bei Mähdreschern, bei denen sich die Dresch- und Trenneinrichtung unmittelbar hinter dem Schneidwerk befindet, nicht aus, um eine Zerstörung bzw. Beschädigung der Dresch- und Trenneinrichtung zu verhindern. Zum anderen ist von Nachteil, daß der Fremdkörper bis zu seiner eventuellen Erkennung erst das Schneidwerk und dann noch ein Stück des Schrägförderers passieren muß, was zu erheblichen Schäden an der Querförderschnecke und den Förderzinken im Mittelteil der Querförderschnecke führen kann. Ebenso können der Boden des Schrägförderers und die Steinerkennungseinrichtung selbst in Mitleidenschaft gezogen werden, weil das begrenzte Platzangebot für Fremdkörper zwischen der Förderkette und dem Boden des Schrägförderers bzw. der Steinerkennungseinrichtung erhebliche Zerstörungskräfte verursachen kann. Schließlich ist der hier gewählte Ort der Anbringung noch mit einem funktionellen Mangel verbunden, weil das Erntegut mit dem Fremdkörper an dieser Stelle nur über die Steinerkennungseinrichtung wegen des geringen Platzangebotes geschleift wird, was für die Signalgewinnung uneffektiv ist.

Mit der DE 24 19 942 A1 ist eine weitere Lösung einer Schutzeinrichtung für eine Erntemaschine bekannt geworden, wo unmittelbar hinter dem Messerbalken ein flexibler Hohlkörper angeordnet sind, in dem sich Übertragungselemente befinden, die beim Zusammendrücken des Hohlkörpers infolge einer Berührung mit einem Fremdkörper ein Signal auslösen. Diese Übertragungselemente können beispielsweise zwei in Fahrtrichtung gesehen hintereinander liegende Drähte sein, die sich beim Zusammendrücken des Hohlkörpers berühren und einen Stromkreis schließen, in dem ein Signalelement liegt.

An dieser Schutzeinrichtung ist zu bemängeln, daß sie nicht in der Lage ist zu unterscheiden, ob der zur Signalgewinnung auf den Hohlkörper ausgeübte Druck vom Erntegut selbst oder von einem Fremdkörper herrührt. Weiterhin kann auch der Druck des Erntegutes auf den Hohlkörper über die gesamte Breite des Schneidwerkes gesehen ohne weiteres ein Fehlsignal im Hohlkörper auszulösen, wenn die Ansprechschwelle zur Erzeugung eines Signals auf kleinere und mittelgroße Fremdkörper eingestellt ist. Hinzu kommt noch eine unberechenbare Größe aus der Fahrgeschwindigkeit der Erntemaschine beim Ernten, weil das Erntegut bei höheren Fahrgeschwindigkeiten stärker auf den Hohlkörper drückt als bei niedrigeren. Ebenso unberechenbar ist die große Schwankung der Masse des Erntegutes beim Mähen. Alle diese Unzulänglichkeiten führten dazu, daß die Ansprechschwelle zur Auslösung des Signals so hoch genommen werden mußte, daß sie nur von extrem großen Fremdkörpern überwunden werden konnte. Damit hat sich diese Schutzeinrichtung selbst in Frage gestellt, weil derartig große Fremdkörper vom Fahrer mühelos gesehen werden. Auch eine Untergliederung des Hohlkörpers in mehrere Teile, wie das in der DE 24 19 942 A1 unter anderem vorgeschlagen ist, kann diesen prinzipiellen Mangel auch nicht beseitigen. Dadurch erhöhen sich nur die Herstellungskosten und zwangläufig der Verkaufspreis der Schutzeinrichtung.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Schutzeinrichtung für Erntemaschinen zu schaffen, die die Erkennung der Fremdkörper unmittelbar nach ihrer Aufnahme durch das Schneidwerk ermöglicht, die ein verwertbares Signal schon beim Eindringen kleinerer und mittelgroßer Fremdkörper in die Erntemaschine erzeugt und die Zerstörungen von Bauteilen der Erntemaschine durch Fremdkörper mit hoher Sicherheit verhindert.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen nach dem 1. Patentanspruch gelöst, wobei in den Unteransprüchen Merkmale aufgeführt sind, die diese Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Mähdreschers mit einem vorgelagerten Schneidwerk,

Fig. 2 die vergrößerte Darstellung des Schneidwerkes von Fig. 1,

Fig. 3 die schematische Darstellung einer Steinerkennungseinrichtung,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer elektronischen Trenneinrichtung.

Einem in Fig. 1 dargestellten Mähdrescher ist ein Schneidwerk 1 vorgelagert. Dem Schneidwerk 1 ist unmittelbar eine Dresch- und Trenneinrichtung 2 nachgeordnet. Das ausgedroschene Erntegut wird einem Korn-Spreuförderer 3 und einer Strohablage- und Häckseleinrichtung 4 zugeführt. Mit Hilfe des Korn- Spreuförderers 3 gelangt das ausgedroschene Korn-Spreugemisch auf eine Reinigungseinrichtung 5. Das Stroh wird über die Strohablage- und Häckseleinrichtung 4 in Form von Langstroh oder Häcksel aus dem Mähdrescher gefördert. Die gereinigten Körner werden über Körnerelevatoren 6 einem Korntank 7 zugeführt. Ist der Korntank 7 gefüllt, wird er über ein Abtanksystem 8 entleert. Das in der Reinigungseinrichtung 5 anfallende Spreu-Kurzstrohgemisch wird in der Regel über einen Spreuverteiler 9 aus dem Mähdrescher geschleudert und auf dem Feld verteilt.

Fig. 2 zeigt die vergrößerte Darstellung des Schneidwerkes 1 mit einer Haspel 11, einem Schneidwerktrog 12, einem Messerbalken 13, einer Steinerkennungseinrichtung 14 und einer Förderschnecke 15. Unmittelbar hinter der Förderschnecke 15 befindet sich die Zuführwalze 16 der Dresch- und Trenneinrichtung 2 des Mähdreschers.

In Fig. 3 ist die Anordnung der Steinerkennungseinrichtung 14 im Schneidwerk 1 vergrößert dargestellt. Hinter dem Messerbalken 13 über einem Trogbalken 18 ist ein Steinabweiser 19 angeordnet. Unter Zwischenschaltung eines Schwingungsisolators 20 ist mittels einer Brückenbefestigung 21 eine Seite einer Steinbrücke 17 unmittelbar mit dem Steinabweiser 19 verbunden. Die zweite Seite der Steinbrücke 17 ist mit einer zweiten Brückenbefestigung 21 und ebenfalls unter Zwischenschaltung eines Schwingungsisolators 20 mit dem Trogboden 24 verbunden.

Die Steinbrücke 17 ist nach unten konkav ausgebildet, so daß zwischen der Steinbrücke 17 und dem Trogboden 24 ein Hohlraum vorhanden ist. In diesem Hohlraum befindet sich eine fest mit der Steinbrücke 17 verbundene Halterung 22 zur Aufnahme von Vibrationssensoren 23. Durch die konkave Ausbildung der Steinbrücke 17 wird der Aufprallschall noch verstärkt.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Trenneinrichtung 32, die mit den akustischen Vibrationssensoren 23 verbunden ist. Die Trenneinrichtung 32 selektiert die Signale, wie sie beim Auftreffen eines Steines auf die Steinbrücke 17 hervorgerufen werden. Die Ausgangssignale der Trenneinrichtung 32 werden internen Verarbeitungseinheiten, die mit dem Bordcomputer in der Fahrerkabine 10 verbunden sind, zugeführt. Die mit dem Erntegut zwangläufig aufgenommenen Steine erzeugen je nach Größe unterschiedliche Schlaggeräusche, die von den unter der Steinbrücke 17 angeordneten Vibrationssensoren 23 in elektrische Signale umgewandelt werden. Diese Signale werden der Trenneinrichtung 32 zugeführt und von einem Verstärker 26 auf einen auswertbaren Signalpegel angehoben. Anschließend wird das verstärkte Signal durch einen Filter 27 von Störsignalen, resultierend aus Erschütterungen, Schlag- oder Schleifgeräuschen vom Ackerboden usw., getrennt. Die durch den Filter 27 abgegebenen Signale durchlaufen einen Fensterdiskriminator 28, der in seinem Durchlaßbereich durch einen Schwellwertregler 29 einstellbar gestaltet ist. Die Einstellbarkeit des Schwellwertes ermöglicht es dem Nutzer, den Ansprechwert der Trenneinrichtung 32 den Gegebenheiten anzupassen und damit festzulegen, ab welcher Steingröße die Schutzeinrichtung ansprechen soll. Dem Fensterdiskriminator 28 ist ein Impulsformer 30 nachgeordnet, welcher die Signale, die vom Fensterdiskriminator 29 abgegeben werden, in eindeutige Signale umwandelt.

Die Trenneinrichtung 32 wird von einem Schaltverstärker 31 abgeschlossen, der sein Ausgangssignal direkt an die Maschinensteuerung abgibt. Bei dem im Ausführungsbeispiel beschriebenen Mähdrescher wird beim Erkennen eines Fremdkörpers sofort die Schneidwerkkupplung ausgekuppelt. Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Schneidwerk

2 Dresch- und Trenneinrichtung

3 Korn-Spreuförderer

4 Strohablage- und Häckseleinrichtung

5 Reinigungseinrichtung

6 Körnerelevator

7 Korntank

8 Abtanksystem

9 Spreuverteiler

10 Fahrerkabine

11 Haspel

12 Schneidwerktrog

13 Messerbalken

14 Steinerkennungseinrichtung

15 Förderschnecke

16 Zuführwalze

17 Steinbrücke

18 Trogbalken

19 Steinabweiser

20 Schwingungsisolator

21 Brückenbefestigung

22 Halterung

23 Vibrationssensoren

24 Trogboden

25 Signalleitung

26 Verstärker

27 Filter

28 Fensterdiskriminator

29 Schwellwertregler

30 Impulsverstärker

31 Schaltverstärker

32 Trenneinrichtung


Anspruch[de]
  1. 1. Schutzeinrichtung für Erntemaschinen, bei denen die Gefahr einer Beschädigung durch sich im Erntegut befindende nicht zerbrechliche Fremdkörper besteht, wobei sich im Schneidwerk der Erntemaschine unmittelbar hinter dessen Messerbalken eine Steinerkennungseinrichtung befindet, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. a) die Steinerkennungseinrichtung (14) eine nach unten konkav ausgebildete und damit den Aufschlagschall der Fremdkörper verstärkende Steinbrücke (17) aufweist, die an einem Trogboden (24) des Schneidwerkes (1) befestigt ist, und
    2. b) im konkaven Hohlraum der Steinbrücke (17) an einer fest mit dieser verbundenen Halterung (22) Vibrationssensoren (23) zur Detektion des Aufschlagschalls der Fremdkörper angeordnet sind.
  2. 2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steinbrücke (17) unter Zwischenschaltung von Schwingungsisolatoren (20) am Trogboden (24) des Schneidwerkes (1) befestigt ist.
  3. 3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationssensoren (23) mit einer Trenneinrichtung (32) verbunden sind.
  4. 4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (32) aus einem die Signale der Vibrationssensoren (23) aufnehmenden Verstärker (26), einem dem Verstärker (26) nachgeordneten und mit einem Fensterdiskriminator (28) verbundenen Filter (27) und einem die Ausgangssignale des Fensterdiskriminators (28) verstärkenden Impulsverstärker (30), dem ein Schaltverstärker (31) zugeordnet ist, gebildet ist.
  5. 5. Schutzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fensterdiskriminator (28) ein Schwellwertregler (29) zugeordnet ist.






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