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Dokumentenidentifikation DE60114121T2 18.05.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001208734
Titel Sensorsystem für Mähdrescher
Anmelder CNH Belgium N.V., Zedelgem, BE
Erfinder Pope, Glenn E., Viola, US
Vertreter Patentanwälte Wallach, Koch & Partner, 80339 München
DE-Aktenzeichen 60114121
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 15.11.2001
EP-Aktenzeichen 012043634
EP-Offenlegungsdatum 29.05.2002
EP date of grant 19.10.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.05.2006
IPC-Hauptklasse A01D 41/12(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf landwirtschaftliche Erntemaschinen. Sie bezieht sich insbesondere auf Einrichtungen zur Messung der Strömung von Erntematerial zwischen zwei Trennsystemen, wie z. B. der rotierenden Dreschbaugruppe und dem Reinigungssystem in einem Mähdrescher.

Ein landwirtschaftlicher Mähdrescher ist eine allgemein übliche und gut bekannte Maschine zum Ernten von Erntegut. Landwirtschaftliche Mähdrescher sind in verschiedenen Konstruktionen und Modellen verfügbar, um die grundlegenden Funktionen des Mähens von Erntegut von einem Erntegut-Feld, des Trennens der Körner von den anderen Erntematerialien und das Auswerfen der anderen Erntematerialien auf das Erntefeld zurück auszuführen.

Ein typischer Mähdrescher schließt eine Erntegut-Erntevorrichtung oder ein Vorsatzgerät ein, die bzw. das gereifte Erntepflanzen von dem Erntefeld mäht. Das Vorsatzgerät speist das Erntegut dann nach hinten in eine Dreschvorrichtung ein. Eine Art einer Dreschvorrichtung, die dem Fachmann gut bekannt ist, ist eine rotierende Dreschvorrichtung. Bei einem derartigen System wird das Erntegut in das vordere Ende einer Rotorbaugruppe eingeführt, die in Längsrichtung in dem Hauptteil des Mähdreschers ausgerichtet ist, wobei das hintere Ende von dem vorderen Ende aus unter einem Winkel nach oben angeordnet ist. Das Erntegut wird dann in dem kreisringförmigen Raum zwischen einem rotierenden Rotor und der Innenseite eines Rotorgehäuses gedroschen.

Entlang der Außenseite des Rotors befindet sich eine Reihe von Schlagleisten, die in wiederholter, jedoch gesteuerter Weise auf die Erntepflanzen schlagen, während sich diese spiralförmig durch den kreisringförmigen Raum zwischen dem Rotor und dem Rotorgehäuse bewegen. Die Schlagleisten wirken weiterhin mit spiralförmigen Schaufeln entlang der Innenseite des Rotorgehäuses zusammen, so dass die Erntepflanzen in Rückwärtsrichtung durch die Rotorbaugruppe geführt werden.

Während das Erntegut durch die Rotorbaugruppe hindurch bewegt wird, werden die feinen Materialien von den groben Materialien getrennt. Typischerweise schließen die feinen Materialien Körner, Teile von Körnerähren und gebrochene Teile von Erntegut-Stängeln ein, während die groben Materialien Erntegut-Stängel, Blätter und leere Ähren einschließen. Die unerwünschten groben Materialien setzen ihre nach hinten gerichtete Bewegung durch die Rotorbaugruppe fort und werden aus dem hinteren Ende der Rotorbaugruppe ausgeworfen. Andererseits laufen die feinen Materialien durch die Öffnungen in dem Dreschkorb und dem Rost hindurch, die entlang der Unterseite des Rotorgehäuses angeordnet sind. Diese Materialien werden dann in einem Bereich unterhalb der Rotorbaugruppe durch eine Reihe von sich bewegenden Sieben in Verbindung mit einer erzwungenen Luftströmung weiter getrennt. Nach der abschließenden Trennung werden die Körner über ein Förderschneckensystem in einen an Bord befindlichen Körnertank geleitet, während die unerwünschten feinen Materialien, die in manchen Fällen als Spreu bezeichnet werden, an dem hinteren Ende der Siebe ausgeworfen werden.

Die Wirksamkeit des Dreschsystems kann eine erhebliche Auswirkung auf den Erfolg von landwirtschaftlichen Erntevorgängen haben. Beispielsweise beeinflusst die Wirksamkeit des Dreschsystems direkt die Zeit, die erforderlich ist, um die Ernte abzuschließen. Typischerweise ziehen es Bauern vor, dass die Erntevorgänge so schnell wie möglich ablaufen. Ein Grund, dass eine schnelle Ernte wünschenswert ist, ist die Unvorhersagbarkeit des Wetters und die Gefahr, einen Teil der Ernte aufgrund von Regen, Schnee, Wind oder Hagel zu verlieren. Ein weiterer Grund für diese Dringlichkeit besteht in den hohen Kosten des Erntevorganges, die die Kosten von Mähdreschern, Lastwagen und Arbeit einschließen. Durch einen schnellen und effizienten Betrieb kann ein Bauer die Kosten des Erntevorganges dadurch senken, dass eine größere Landfläche mit der gleichen Ausrüstung und Arbeitskraft abgeerntet wird. Daher sind Dreschsysteme, die Körner und andere Materialien als Körner voneinander schneller trennen, wünschenswert.

Zusätzlich haben Körnerverluste eine nachteilige Auswirkung auf den finanziellen Ertrag der Erntevorgänge. Körnerverluste treten auf, wenn das Dreschsystem einen Teil der Körner von den anderen Materialien als Körner nicht trennt. Diese nicht abgetrennten Körner werden dann aus dem Dreschsystem zusammen mit den Abfallmaterialien ausgeworfen und auf das Erntefeld verteilt, wo sie nicht zurückgewonnen werden können. Bauern sind insbesondere über Körnerverluste besorgt, weil der Körnerertrag bei der Ernte in unproportionaler Weise das Einkommen des Bauern beeinflusst. Typischerweise stellt die Ernte die einzige Einkommensquelle des Bauers dar, die notwendigerweise ausreichend sein muss, um alle die Kosten abzudecken, die der Bauer zum Aufziehen der Ernte aufgewandt hat. Körnerverluste verringern damit direkt die Einkünfte des Bauern durch Verringern der Menge der gewonnenen Körner, die verkauft werden kann. Daher sind Dreschsysteme, die die Größe des Körnerverlustes zu einem Minimum machen, wünschenswert.

Beschädigungen von Körnern verringern ebenfalls direkt die Einkünfte des Bauern aus den Erntevorgängen. Eine Beschädigung von Körnern tritt auf, wenn das mechanische Dreschsystem wiederholt auf die Körner mit ausreichender Kraft auftrifft, um die Körner in Bruchstücke aufzubrechen. Typischerweise steigt die Menge an beschädigten Körnern an, wenn das Getreide länger in der Rotorbaugruppe gedroschen wird. Daher tritt üblicherweise in der Nähe des hinteren Ende des Rotors ein größeres Ausmaß an Körnerschäden als am vorderen Ende auf. Beschädigte Körner sind jedoch für Körner-Verbraucher weniger wertvoll. Als Ergebnis erzielt der Bauer einen niedrigeren Preis, wenn die Körner einen unannehmbar hohen Grad an zerbrochenen Körnern einschließen. Daher ist ein Dreschsystem, das Körnerschäden durch eine schnelle Trennung der Körner in der Nähe des vorderen Endes des Rotors zu einem Minimum macht, wünschenswert.

Hersteller von Mähdreschern stellen üblicherweise eine Anzahl von unterschiedlichen Einstellungen bereit, die an dem Dreschsystem ausgeführt werden können, um einen optimalen Ausgleich zwischen Wirkungsgrad, Körnerverlusten und Körnerschäden zu erzielen. Beispielsweise kann bei einer Einstellung die Position des Dreschkorbes geändert werden, um die Form des kreisringförmigen Dreschraumes zwischen dem Rotor und dem Dreschkorb zu modifizieren. Diese Einstellung wird dazu verwendet, die Strömung der feinen Materialien durch den Dreschkorb und den Rost auszugleichen, die dann auf die Siebe fallen. Die Erfahrung hat gezeigt, dass die Siebe am wirkungsvollsten arbeiten, wenn eine flache Matte aus Erntematerial über die Oberseite der Siebe verteilt wird. In optimaler Weise ist diese Matte dick genug, um zu verhindern, dass die Luft des Reinigungsgebläses durch die Siebe hindurch austritt, jedoch dünn genug, um es den Körnern zu ermöglichen, durch die Matte hindurchzusinken. Zusätzlich sollte die optimale Matte gleichförmig über die Breite der Siebe verteilt sein, sie sollte jedoch in Richtung auf die Vorderseite der Siebe etwas dicker und in Richtung auf die Rückseite der Siebe etwas dünner sein. Typischerweise kann der Dreschkorb sowohl in einer vertikalen Richtung als auch in einer Richtung von einer Seite zur anderen neu eingestellt werden, um eine gewünschte Erntematerialströmung von der Rotorbaugruppe zu den Sieben zu erzielen. So fällt durch Einstellen des Dreschkorbes nach innen in Richtung auf die Rotorachse eine größere Menge an feinen Materialien auf die Siebe entlang des vorderen Endes. Andererseits wird durch Einstellen des Dreschkorbes nach außen und von dem Rotor fort die Materialströmung auf die Siebe nach hinten entlang der Achse des Rotors bewegt. In ähnlicher Weise kann der Dreschkorb so von einer Seite zur anderen eingestellt werden, dass die Materialströmung in seitlicher Richtung entlang der Breite der Siebe ausgeglichen wird.

Die Siebe sind weiterhin dadurch einstellbar, dass sie entweder in Richtung auf eine geschlossene Position verschwenkt werden, oder dass sie in Richtung auf eine offene Stellung verschwenkt werden. Im Allgemeinen werden die Siebe auf der Grundlage der Menge an Erntematerial eingestellt, das von den Dreschkörben herunterfällt. Wenn daher eine große Menge an Material auf die Siebe herunterfällt, so werden die Siebe auf eine weit offene Position zur Berücksichtigung des zusätzlichen Materials eingestellt. Andererseits werden die Siebe auf eine engere Position geschlossen, wenn geringere Mengen der Materialien auf die Siebe fallen.

In ähnlicher Weise kann die Geschwindigkeit des Reinigungsgebläses eingestellt werden, um das Volumen der Materialströmung von der Rotorbaugruppe zu berücksichtigen. In diesem Fall ist eine stärkere Luftströmung erforderlich, wenn größere Mengen an Material auf den Sieben vorhanden sind. Wenn kleinere Mengen des Materials vorhanden sind, so wird die Gebläsedrehzahl für eine geringere Luftströmung verringert.

Bei einer anderen Einstellung kann der Winkel der spiralförmigen Schaufeln auf der Innenseite des Rotorgehäuses geändert werden. Der Winkel der spiralförmigen Schaufeln bestimmt die Rate, mit der sich das Erntematerial durch den kreisringförmigen Dreschraum nach hinten bewegt. Ähnlich zu der Theorie eines Schraubengewindes bewirkt ein großer Spiralwinkel, dass das Erntematerial schneller durch die Rotorbaugruppe hindurch bewegt wird, während ein kleiner Spiralwinkel die Durchsatzrate durch die Rotorbaugruppe verlangsamt. Diese Einstellung bewirkt daher, dass die Materialströmung zu den Sieben in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung entlang der Achse des Rotors bewegt wird.

In einem letzten Satz von Einstellungen kann die Drehgeschwindigkeit des Rotors und die Fahrgeschwindigkeit des Mähdreschers geändert werden, um die Materialströmung durch den Dreschkorb und den Rost auf die Siebe zu vergrößern oder zu verkleinern. So vergrößert eine Vergrößerung der Drehzahl des Rotors direkt die Materialströmung zu den Sieben, und eine Verringerung der Drehzahl des Rotors verringert entsprechend die Materialströmung zu den Sieben. In ähnlicher Weise rufen Änderungen der Geschwindigkeit des Mähdreschers ähnliche Vergrößerungen und Verkleinerungen der Materialströmung zu den Sieben hervor.

Obwohl eine Anzahl von Drescheinstellungen verfügbar ist, steht dem Fahrer des Mähdreschers üblicherweise lediglich eine begrenzte Menge an Informationen zur Verfügung, wenn er versucht, eine optimale Kombination der Einstellungen zu wählen. Traditionell hat sich der Fahrer hauptsächlich auf einfache optische Hinweise bei der Feststellung verlassen, welche Mähdreschereinstellungen durchzuführen sind. Ein derartiger Hinweis, den der Fahrer nutzen kann, ist eine Überprüfung der geernteten Körner in dem Speicherbehälter an Bord des Mähdreschers. Wenn beispielsweise die Körnerprobe eine übergroße Menge von entweder beschädigten Körnern oder Abfallmaterialien einschließt, so führt der Fahrer entsprechende Einstellungen durch. Der Fahrer kann weiterhin die Bodenfläche des abgeernteten Erntefeldes auf aufgeworfene Körner überprüfen, um festzustellen, wie viel Körner er verloren hat. Zusätzlich ändert der Fahrer üblicherweise die Geschwindigkeit des Mähdreschers, während er über das Feld fährt, auf der Grundlage einer optischen Feststellung der Erntegut-Bedingungen.

Diese Techniken der Gewinnung von Informationen sind jedoch wenig präzise und schlecht für die Durchführung laufender Einstellungen während des Mähdrescherbetriebs. Als Ergebnis verwenden die Fahrer typischerweise schließlich einen Kompromiss der Einstellungen, von denen angenommen wird, dass sie für einen weiten Bereich von Dreschbedingungen ausreichend sind. Fahrer vermeiden weiterhin die Durchführung von Einstellungen in der Mitte von Mähdrescher-Arbeiten und ziehen es stattdessen vor, einen einzigen Satz von Einstellungen zu wählen, die während des Erntevorganges unverändert bleiben.

Einige Hersteller haben versucht, Mähdrescher-Fahrer mit zusätzlichen Informationen über die Betriebsleistung des Dreschsystems zu versorgen, um eine genauere Auswahl der Drescheinstellungen zu ermöglichen. Ein derartiges System ist ein Körnerverlust-Sensor, der den Fahrer informiert, wie viel Körner am hinteren Ende der Rotorbaugruppe ausgeworfen werden. Typischer Weise schließen diese Sensoren ein Sensorelement entlang eines hinteren Endes der Rotorbaugruppe ein, das die Anzahl von Körnern feststellt, die auf das Sensorelement auftreffen. Der Fahrer kann dann die Menge an Körner abschätzen, die am Auswurfende des Rotors verloren gehen. Diese Sensoren sind jedoch von minimaler Brauchbarkeit, weil die gelieferte Information hinsichtlich ihres Umfanges begrenzt ist.

Entsprechend ist es ein Ziel der Erfindung, den Betrieb einer Erntemaschine dadurch zu verbessern, dass Einstellungen auf der Grundlage von einer brauchbareren Art von Daten durchgeführt werden. Die DE-A-40 35 471 schlägt eine Überwachung des Dreschvorganges durch Sensoren vor, die in den Dreschkörben unterhalb eines Dreschrotors eines üblichen Tangentialfluss-Dreschsystem eingefügt sind. Die Dreschkörbe sind durch einen Satz von gekrümmten parallelen Platten und sich in Querrichtung erstreckenden Prallplatten gebildet, durch die sich parallele Drähte erstrecken. Die Sensoren umfassen eine Vielzahl von Sensor-Stäben, die durch die gekrümmten Platten des Dreschkorbes hindurch eingebaut sind, etwas unterhalb des Geflechtes der sich in Querrichtung erstreckenden Drähte. Die Schwingungen der Sensor-Stäbe werden auf Wandler übertragen, die elektrische Signale erzeugen, die den Aufprall von Erntegut-Teilchen auf die Stäbe anzeigen. Die Stäbe sind hohen Aufprallkräften ausgesetzt, so dass sie schnell verformt werden. Es ist nicht zulässig, ihren Durchmesser zu vergrößern, weil die Stäbe nicht den Durchgang des Erntegutes behindern dürfen. Die Wandler erfassen weiterhin auch die Schwingungen des Dreschkorbes selbst, so dass das Signal nicht immer zuverlässig sein kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine landwirtschaftliche Erntemaschine geschaffen, die folgendes umfasst:

ein erstes Trennsystem, das grobes Erntematerial von den Körnern und feinen Abfallmaterialien trennt, mit einem Rotor und einem Dreschkorb und/oder einem Rost die unterhalb des Rotors angeordnet sind;

ein zweites Trennsystem, das die Körner von den feinen Abfallmaterialien trennt; und

ein Sensorsystem, das zwischen dem ersten Trennsystem und dem zweiten Trennsystem angeordnet ist, um zumindest einen Teil der Erntematerial-Strömung zwischen den ersten und zweiten Trennsystemen zu messen, wobei das Sensorsystem eine Vielzahl von Strömungs-Sensorelementen umfasst, die an einer Vielzahl von mit Abstand angeordneten Messstellen angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, dass:

der Rotor (26) für eine Drehung um eine sich in Längsrichtung erstreckende Achse befestigt ist; und

zumindest eines der Sensorelemente eine gekrümmte Form aufweist, die um einen Teil des Dreschkorbes und/oder Rostes herum gelegt ist.

Ein derartiges Sensorsystem liefert eine brauchbare Art von Daten, das heißt ausführlichere Informationen über die Strömung des Materials zwischen der Rotorbaugruppe und den Sieben. Vorzugsweise würden diese Daten Informationen über das Verteilungsmuster der Körner oder des Getreides liefern, die beziehungsweise das durch den Dreschkorb und den Rost hindurch strömen. Sensorelemente können an mehr als zwei, vorzugsweise an zumindest sechs mit Abstand voneinander angeordneten Stellen vorgesehen sein. Auf der Grundlage der Daten, die von den Sensorelementen geliefert werden, könnte dann ein optimaler Satz von Einstellungen für das Dreschsystem gewählt werden, um die Effektivität der Siebe zu einem Maximum zu machen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Messungen der Erntematerial-Strömung zur automatischen Änderung der Dreschsystem-Einstellungen verwendet.

Die Sensorelemente können entlang der Längsachse des ersten Trennsystems vorgesehen sein, beispielsweise entlang des Rotors einer rotierenden Dreschvorrichtung.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Sensorelement geschaffen, das einen Hauptkörper umfasst, der durch ein hohles Rohr gebildet ist, das in einer gekrümmten Form geformt ist, die um die Außenseite des Dreschkorbes oder Rostes herum gelegt ist. Die Erntematerial-Strömung kann durch einen geeigneten Sensor, wie zum Beispiel einen Schwingungssensor überwacht werden, der in den hohlen Hauptkörper eingebaut ist. Ein derartiger Schwingungssensor kann Schwingungen in dem hohlen Rohr messen, die auftreten, wenn Erntematerialien auf das Rohr auftreffen. Daher können die Sensorelemente die Erntematerial-Strömung messen, die durch den Dreschkorb und den Rost von der Rotorbaugruppe zu den Sieben hindurch läuft.

In vorteilhafter Weise kann ein Paar von Sensorelementen an einer Messstelle vorgesehen sein. Derartige Sensoren können sich von der Mitte aus entlang entgegengesetzter Seiten des Trennsystems erstrecken. Dies ermöglicht eine Messung des Anteils des Erntematerials, das an entgegengesetzten Seiten der Dreschbaugruppe ausströmt.

Die Daten von den Sensorelementen werden zur Steuerung einer Anzahl von Einstellungen des Dreschsystems verwendet, um eine optimale Trenn-Betriebsleistung zu erzielen. Eine Ausführungsform sieht eine vom Benutzer ablesbare Ausgangsinformation der Messung der Erntematerial-Strömung vor, die ein Fahrer dazu verwenden kann, manuell die Einstellungen des Dreschsystems zu ändern. Eine weitere Ausführungsform sieht ein Steuersystem vor, das automatisch die Einstellungen des Dreschsystems auf der Grundlage der Messung der Erntematerial-Strömung ändert.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, unter Einschluss ihrer Konstruktion und des Verfahrens ihres Betriebs wird nunmehr mit weiteren Einzelheiten in Form eines Beispiels unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 eine Seitenansicht eines landwirtschaftlichen Mähdreschers ist, die einen Teil des Mähdrescher-Hauptteils weggebrochen zeigt, um die Rotorbaugruppe und die Siebe zu erläutern;

2 eine perspektivische Ansicht eines Rotors ist, die einen Dreschkorb und einen Rost zeigt, die unterhalb des Sensors angeordnet sind, wobei Sensorelemente unterhalb des Dreschkorbs und des Rostes angeordnet sind;

3 eine vordere Schnittansicht der 2 ist; und

4 eine vergrößerte Ansicht eines Sensorelementes ist, wobei ein Teil der Rohroberfläche weggebrochen dargestellt ist, um den Schwingungssensor zu zeigen.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 ist ein selbstfahrender landwirtschaftlicher Mähdrescher 10 zu sehen. Der Mähdrescher 10 schließt einen Hauptteil 12, der auf Rädern 14 läuft, und einen (nicht gezeigten) Motor zum Antrieb der Räder 14 ein, um es dem Mähdrescher 10 zu ermöglichen, sich von einer Stelle zur anderen zu bewegen.

Eine Fahrerstation 16 ist in Richtung auf das vordere Ende des Mähdrescher-Hauptteils 12 angeordnet und schließt vielfältige Steuerungen ein, um es dem Fahrer zu ermöglichen, die Funktionen des Mähdreschers 10 einzustellen. Am vorderen Ende des Mähdreschers 10 befindet sich ein Erntegut-Erntevorsatz 18, der die gereiften Erntematerialien von dem Erntefeld mäht und sammelt. Nach dem Schneiden der Stängel des Erntematerials oder nach dem Sammeln des Erntematerials von einem vorher hergestellten Schwad wird das Erntematerial dann in Rückwärtsrichtung durch ein Zuführungsgehäuse 20 zu der Dreschbaugruppe 22 bewegt.

Obwohl eine Vielzahl von Dreschsystemen dem Fachmann bekannt ist, schließt die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung eine rotierende Dreschbaugruppe 22 ein. In einem derartigen System werden die Erntematerialien in das vordere Ende der Baugruppe 22 eingespeist. Eine Fördereinrichtung 24 ist an dem vorderen Ende des Rotors 26 angebracht, um den Eintritt des Erntematerials zu unterstützen. Spiralförmige Schaufeln 29, die an der Oberseite des Inneren des Rotorgehäuses 28 angebracht sind, rufen eine nach hinten gerichtete Bewegung des Erntematerials durch einen kreisringförmigen Raum zwischen dem stationären Rotorgehäuse 28 und dem rotierenden Rotor 26 hervor. Während sich die Erntematerialien in Rückwärtsrichtung bewegen, werden sie durch eine Reihe von Schlagleisten 27 oder anderen Dreschelementen gedroschen, die an der Außenseite des Rotors 26 angebracht sind.

Entlang der Unterseite des Rotorgehäuse 28 befindet sich ein Dreschkorb 30 und ein Rost 31, die perforierte Öffnungen aufweisen, die es ermöglichen, dass Körner und andere feine Materialien durch diese Öffnungen von der Rotorbaugruppe 22 fort hindurchlaufen. Größere Materialien, wie z. B. Erntegut-Stängel bewegen sich weiter durch die Rotorbaugruppe 22 nach hinten und werden am hinteren Ende der Rotorbaugruppe 22 ausgeworfen.

Nach dem Hindurchfallen durch den Dreschkorb 30 oder das Gitter 31 landen die Körner und andere feine Materialien auf der Oberseite einer Reihe von Sieben 32, die sich unterhalb der Rotorbaugruppe 22 befinden. Ein (nicht gezeigter) Antriebsmechanismus ruft eine konstante Hin- und Herbewegung zwischen den Sieben 32 hervor, während das Erntematerial durch die Siebe hindurchläuft. Eine Anzahl von (nicht gezeigten) Jalousien, die an den Sieben 32 angebracht sind, bewirkt eine weitere Trennung der Körner von der unerwünschten Spreu und anderen feinen Materialien. Nach dem Hindurchlaufen durch die Siebe fallen die Körner auf den Boden des Mähdrescher-Hauptteils 12 und werden mit Hilfe von Förderschnecken zu einem an Bord befindlichen Speicherbehälter 13 bewegt. Ein Reinigungsgebläse 38, das sich vor den Sieben 32 befindet, bläst einen Luftstrom über die Siebe 32, was dazu beiträgt, die Körner von den feinen Materialien zu trennen. Das Reinigungsgebläse 38 wirft weiterhin die unerwünschten feinen Materialien am hinteren Ende der Siebe aus.

Die Erfahrung hat gezeigt, dass die Siebe 32 am wirkungsvollsten arbeiten, wenn eine flache Matte von Erntematerial auf der Oberseite der Siebe 32 ausgebreitet wird. In optimaler Weise ist die Dicke dieser Matte über die Breite der Siebe 32 gleichförmig und ist in der Nähe der Vorderseite der Siebe 32 etwas dicker als in Richtung auf das hintere Ende der Siebe 32. Eine Anzahl von Dreschsystem-Einstellungen steht zur Verfügung, die in der Technik gut bekannt sind, um die Dicke und die Anordnung dieser Matte von Erntematerial zu modifizieren. So kann durch Auswahl geeigneter Werte für jede dieser Einstellungen ein Mähdrescher-Fahrer den Wirkungsgrad des Mähdreschers 10 dadurch verbessern, dass er sicherstellt, dass eine optimale Matte an Erntematerialien auf den Sieben 32 bereitgestellt wird.

Bei einer Dreschsystem-Einstellung kann die relative Position des Dreschkorbes 30 zum Rotor 26 geändert werden. Der Dreschkorb 30 befindet sich vor dem nicht einstellbaren Rost 31 und kann bezüglich der Rotorachse nach innen oder außen bewegt werden, oder er kann von einer Seite zur anderen bewegt werden. Bei einer anderen Einstellung können die Jalousien der Siebe 32 zwischen geöffneten und geschlossenen Stellungen verschwenkt werden. Die Drehzahl des Reinigungsgebläses 38 kann ebenfalls vergrößert oder verkleinert werden. Bei einer weiteren zusätzlichen Einstellung kann der Winkel der spiralförmigen Schaufeln 29 geändert werden. Schließlich kann die Drehgeschwindigkeit des Rotors 26 oder die Fahrgeschwindigkeit des Mähdreschers geändert werden.

Wenn nunmehr die 24 betrachtet werden, so ist zu erkennen, dass eine Vielzahl von Sensorelementen 40 unterhalb des Dreschkorbes 30 und des Rostes 31 enthalten sind. Obwohl eine Vielzahl von Abtastpositionen möglich ist, schließt die bevorzugte Ausführungsform sechs Sensorelemente 40 ein, die mit gleichem Abstand entlang der Länge der Rotorbaugruppe 22 angeordnet sind.

Vorzugsweise sind die Sensorelemente 40 hohle Rohre, die aus Edelstahl hergestellt sind. An der Innenseite jedes Rohres 40 ist ein Schwingungssensor 42 angebracht, der Schwingungen in dem Sensorrohr 40 erfassen kann. Vorzugsweise ist der Schwingungssensor 42 ein piezoelektrischer Sensor 42.

Wenn Erntematerial auf das Sensorelement 40 auftrifft, während sich das Material zwischen der Rotorbaugruppe 22 und den Sieben 32 bewegt, so zählt der Schwingungssensor 52 die Anzahl von Aufprallvorgängen, um das Volumen der Materialströmung zu bestimmen. Zusätzlich unterscheidet der Schwingungssensor 42 zwischen dem Auftreffen von Körnern, Körnerfragmenten und Abfallmaterialien, weil die Schwingungsamplituden, die durch diese Materialien hervorgerufen werden, sich entsprechend ihrer unterschiedlichen Härte unterscheiden.

Wie dies in den Figuren zu erkennen ist und für den Fachmann verständlich ist, liefert das Sensorelement 40 keine Daten über die gesamte Strömung des Materials, das sich zwischen der Rotorbaugruppe 22 und den Sieben 32 bewegt. Statt dessen misst ein schmales Sensorelement 40 lediglich eine Probe der Materialströmung. Die gesamte Materialströmung wird dann aus den Probenmessungen abgeschätzt, die von dem Sensorelement 40 geliefert werden. Eine Probentechnik wie diese, die ein schmales Sensorelement 40 verwendet, vermeidet eine übermäßige Behinderung der Erntematerialströmung. Somit bewegt sich der größte Teil der Erntegutströmung frei und unbehindert durch den Dreschkorb 30 und den Rost 31 auf die Siebe 32.

Vorzugsweise sind die Sensorelemente 40 an dem Dreschkorb 30 und dem Rost 31 über Gummibefestigungen 44 befestigt. Diese Gummibefestigungen 44 isolieren das Sensorrohr 40 von dem Rest des Mähdreschers 10, um sicherzustellen, dass Schwingungen anderer Ausrüstungsteile die Messungen der Sensorelemente nicht stören. Dies ermöglicht es, dass die Schwingungssensoren 42 in genauerer Weise die Schwingungen messen, die durch den Aufprall des Erntematerials hervorgerufen werden.

Die Sensorelemente 40 können in einer Anzahl von unterschiedlichen Formen geformt sein, um genaue Messungen der Materialströmung zu erzielen. Bei einer Form ist das Sensorelement 40 auf einen halbkreisförmigen Bogen geformt, der um die Breite des Dreschkorbes 30 oder des Rostes 31 herumgelegt ist. Diese Form ermöglicht genaue Messungen der Materialströmung um die gesamte Breite des Dreschkorbes 30 oder des Rostes 31 herum. Bei einer weiteren Ausführungsform sind zwei Sensorelemente 40 an jeder Längsrichtungs-Probenposition vorgesehen. Bei dieser Form erstreckt sich das erste Sensorelement 40A von dem Boden des Dreschkorbes 30 oder des Rostes 31 entlang einer Seite der Breite des Dreschkorbes 30 oder Rostes 31. Das zweite Sensorelement 40B ist dann von dem ersten Sensorelement 40A durch Gummibefestigungen 44 isoliert und erstreckt sich von dem Boden aus entlang der anderen Seite der Breite. Somit werden bei dieser letzteren Ausführungsform der Erfindung genaue Materialströmungsmessungen in unabhängiger Weise für jede Seite der Rotorbaugruppe 22 möglich, weil jedes der zwei Sensorelemente 40A, 40B einen getrennten Schwingungssensor einschließt.

Das Sensor- oder Messsystem ergibt damit eine Anzahl von getrennten Probenmessungen der Materialströmung durch den Dreschkorb 30 und den Rost 31. Diese Daten können eine genaue Darstellung der Änderungen in der Materialströmung entlang der Länge der Rotorbaugruppe 22 und von jeder Seite der Rotorbaugruppe 22 liefern. Diese Information kann dann dazu verwendet werden, die Materialströmung oder die Betriebsleistung der Siebe zu modifizieren, um eine effizientere Körnertrennung zu erzielen.

Eine Ausführungsform der Erfindung ergibt eine vom Benutzer lesbare (nicht gezeigte) Ausgabeanzeige der Sensordaten an der Fahrerstation 14. Der Fahrer kann dann manuell die Dreschsystem-Einstellungen ändern. Vorzugsweise ermöglicht es die Ausgabeanzeige dem Fahrer, die Einstellungen zu ändern, während der Mähdrescher 10 das Erntefeld aberntet.

Bei einer weiteren, in 5 gezeigten Ausführungsform ist ein Steuersystem eingeschlossen, das automatisch die Dreschsystem-Einstellungen ändern kann. Das Steuersystem schließt einen Algorithmus 46 ein, der die Daten von den Sensorelementen 40 analysiert und geeignete Änderungen der Dreschsystem-Einstellungen bestimmt. Der Algorithmus 46 kann dann individuell jede der Dreschsystem-Einstellungen ändern, wie z. B. eine Bewegung der Dreschkörbe nach innen oder außen, 48, eine Bewegung der Dreschkörbe von einer Seite zur anderen Seite, 50, ein Öffnen oder Schließen der Siebe, 52, eine Vergrößerung oder Verkleinerung der Drehzahl des Reinigungsgebläses, 54, eine Änderung des Spiralwinkels der spiralförmigen Schaufeln, 56, eine Vergrößerung oder Verkleinerung der Rotordrehzahl, 58, und eine Vergrößerung oder Verkleinerung der Geschwindigkeit des Mähdreschers, 60. Das bevorzugte Steuersystem ändert jedoch gleichzeitig jede der Einstellungen, um eine optimale Matte des Erntematerials auf den Sieben 32 zu erzielen. Somit werden bei dem bevorzugten Steuersystem die Dreschkorbposition 30, 48, 50; die Sieböffnung 32, 52; die Reinigungsgebläse-Drehzahl 38, 54, der Spiralwinkel der Schaufeln 29, 56, die Rotordrehzahl 26, 58 und die Mähdrescher-Geschwindigkeit 10, 60 alle durch das Steuersystem gesteuert.

Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, sollte es verständlich sein, dass die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, und dass Modifikationen durchgeführt werden können, ohne von der Erfindung abzuweichen. Der Schutzumfang der Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche definiert, und alle Einrichtungen, die unter die Bedeutung der Ansprüche fallen, sei es wörtlich oder durch Äquivalenz, sollen hiermit mit umfasst sein.


Anspruch[de]
  1. Landwirtschaftliche Erntemaschine (10) mit:

    einem ersten Trennsystem (22), das grobes Erntematerial von Körnern und feinen Abfallmaterialien trennt, mit einem Rotor (26) und einem Dreschkorb (30) und/oder Rost (31), die unterhalb des Rotors angeordnet sind;

    einem zweiten Trennsystem (32, 38), das die Körner von den feinen Abfallmaterialien trennt; und

    einem Sensorsystem, das zwischen dem ersten Trennsystem (22) und dem zweiten Trennsystem (32, 38) angeordnet ist, um zumindest einen Teil der Erntematerial-Strömung zwischen den ersten und zweiten Trennsystemen zu messen, wobei das Sensorsystem eine Vielzahl von Strömungs-Sensorelementen (40) umfasst, die an einer Vielzahl von mit Abstand angeordneten Messstellen angeordnet sind,

    dadurch gekennzeichnet, dass:

    der Rotor (26) für eine Drehung um eine sich in Längsrichtung erstreckende Achse befestigt ist; und

    zumindest eines der Sensorelemente (40) eine gekrümmte Form aufweist, die um einen Teil des Dreschkorbes und/oder Rostes (30/31) herumgelegt ist.
  2. Landwirtschaftliche Erntemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungs-Sensorelemente (40) an mit Abstand angeordneten Messpositionen entlang der Längsachse des ersten Trennsystems (22) angeordnet sind.
  3. Landwirtschaftliche Erntemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Sensorelementen mehr als zwei Sensorelemente (40) einschließt.
  4. Landwirtschaftliche Erntemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Sensorelementen zumindest sechs Sensorelemente (40) einschließt.
  5. Landwirtschaftliche Erntemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Sensorelemente (40) einen Hauptteil aufweist, der durch ein hohles Rohr gebildet ist.
  6. Landwirtschaftliche Erntemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Sensorelemente (40) einen Hauptteil aufweist, der aus Edelstahl hergestellt ist.
  7. Landwirtschaftliche Erntemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Sensorelemente (40) einen Hauptteil und einen an dem Hauptteil befestigten Schwingungssensor (42) umfasst.
  8. Landwirtschaftliche Erntemaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungssensor ein piezoelektrischer Sensor (42) ist.
  9. Landwirtschaftliche Erntemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Sensorelemente (40) mit einem Dämpfungsmaterial (44) isoliert ist.
  10. Landwirtschaftliche Erntemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer Messposition mehr als ein Sensorelement (40A, 40B) vorgesehen ist.
  11. Landwirtschaftliche Erntemaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mehr als eine Sensorelement zwei Sensorelemente (40A, 40B) einschließt, die sich von der Mitte des ersten Trennsystems (22) entlang entgegengesetzter Seiten des ersten Trennsystems erstrecken.
  12. Landwirtschaftliche Erntemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass:

    das zweite Trennsystem zumindest ein Sieb (32) umfasst, das unter dem ersten Trennsystem (22) vorgesehen ist.
  13. Landwirtschaftliche Erntemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine von einem Benutzer lesbare Ausgabeanzeige umfasst, die mit dem Sensorsystem verknüpft ist, um Strömungsdaten einem Betreiber der Maschine anzuzeigen.
  14. Landwirtschaftliche Erntemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin ein Steuersystem umfasst, das mit dem Sensorsystem verbunden ist, wobei das Steuersystem einen Algorithmus (46) zum Analysieren von Strömungsdaten von dem Sensorsystem und zur Feststellung geeigneter Änderungen einer Einstellung der Erntemaschine (10) einschließt.
  15. Landwirtschaftliche Erntemaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem weiterhin Einrichtungen zur automatischen Anwendung der festgestellten Änderungen auf die Einstellung der Erntemaschine (10) einschließt.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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