DE102005050751A1 - Thresher has sensor detecting measuring variable containing data on through flow of material passing over straw shaker downstream of threshing unit to change frequency and/or amplitude of vibrating movement accordingly - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Mähdrescher mit einer Drescheinrichtung und einem stromab der Drescheinrichtung angeordneten Strohschüttler, der im Erntebetrieb durch einen Antrieb in eine Schwingbewegung versetzbar ist, wobei der Antrieb mit einer zur Vorgabe der Frequenz und/oder Amplitude der Schwingbewegung des Antriebs eingerichteten Steuerung verbunden ist, die ihrerseits mit einem Sensor verbunden ist, anhand dessen Ausgangswert sie die Frequenz und/oder Amplitude der Schwingbewegung des Antriebs steuert.The The invention relates to a combine harvester with a threshing device and a downstream of the threshing device arranged straw shakers, in the harvesting operation by a drive in a swinging motion is displaceable, wherein the drive with a default of the frequency and / or amplitude of the oscillatory motion of the drive Control is connected, which in turn is connected to a sensor is, based on which output value they are the frequency and / or amplitude the swinging motion of the drive controls.
Stand der Technikwas standing of the technique
Mähdrescher dienen zur Ernte von Körnerfrüchten. Das Erntegut wird mittels eines Erntevorsatzes, z. B. eines Schneidwerks oder Maispflückers, vom Feld aufgenommen und in einer Drescheinrichtung gedroschen. Das ausgedroschene Erntegut wird danach einer Trenneinrichtung zugeführt, in der nach dem Dreschvorgang noch im Erntegut verbliebenes Korn herausgelöst wird. Das von der Dresch- und Trenneinrichtung einlaufende Korn wird anschließend in einer Reinigungseinrichtung von Spreu und Kurzstrohanteilen getrennt. Als Trenneinrichtung werden in der Regel entweder in eine Schwingbewegung versetzte Strohschüttler oder in einem mit durchlässigen Rosten ausgestatteten Gehäuse angeordnete Rotoren verwendet, die bei Axialmähdreschern mit der Drescheinrichtung in einem Bauelement zusammengefasst sind. Die Strohschüttler werden in der Regel durch zwei beabstandete Kurbelwellen angetrieben und bewegen sich auf einer Kreisbahn, die durch die Kurbelwellenkröpfung bestimmt wird. Es gibt auch kombinierte Lösungen, bei denen die Schüttler vorn von einer Kurbelwelle angetrieben werden und hinten an Schwingen hängen. Die Reinigungseinrichtung umfasst üblicherweise durchlässige Ober- und Untersiebe, die in eine Schwingbewegung versetzt und von unten her von einem Gebläse mit einem Luftstrom beaufschlagt werden.Harvester are used to harvest grains. The Crop is by means of a header, z. B. a cutting unit or corn picker, from Field and threshed in a threshing device. The threshed crop is then fed to a separator, in the remaining after the threshing still remaining in the crop grain is dissolved out. The incoming from the threshing and separating device grain is then in a cleaning device separated from chaff and Kurzstrohanteilen. As a separator are usually either in a swinging motion staggered straw shakers or in one with permeable Rusted housing arranged rotors used in axial combines with the threshing are combined in one component. The straw shakers will be usually driven by two spaced crankshafts and move on a circular path, which is determined by the Kurbelwellenkröpfung. There are also combined solutions where the shakers driven by a crankshaft at the front and swinging at the rear hang. The cleaning device usually comprises permeable upper and Untersiebe, which sets in a swinging motion and from below from a blower with be subjected to an air flow.
Auf den hin und her schwingenden Strohschüttlern und Reinigungseinrichtungen bewegt sich das Erntegut nach und nach entgegen der Fahrtrichtung nach hinten. Am hinteren Ende der Strohschüttler wird das Stroh in einem Schwad auf dem Feld abgelegt oder einem Strohhäcksler zugeführt und über die Arbeitsbreite des Erntevorsatzes verteilt. Es ist demnach wünschenswert, auf den vibrierenden Strohschüttlern eine möglichst vollständige Trennung zwischen Korn und Erntegutresten zu erzielen, da am Ende der Strohschüttler abgegebenes Korn als Verlust dem Ernteprozess verloren geht und auf dem Feld zu unerwünschtem Saataufgang führt.On the reciprocating straw walkers and cleaning facilities the crop moves gradually towards the direction of travel to the rear. At the back end of the straw shaker, the straw becomes one Swath deposited in the field or fed to a straw chopper and over the Working width of the header is distributed. It is therefore desirable on the vibrating straw shakers one possible full Separation between grain and Erntegutresten to achieve because in the end the straw shaker lost grain is lost as a loss to the harvesting process and on the field too undesirable Seedrise leads.
Das
Trennverhalten der Strohschüttler
hängt von
vielfältigen
Einflüssen
ab, wie der Intensität
der Belastung mit Erntegut, den mechanischen Eigenschaften des Ernteguts
(z. B. bedingt durch Art des Ernteguts, Reifegrad und Feuchte) und
mechanischen Eigenschaften des Mähdreschers,
wie den Schwinghüben
der Schüttler,
ihren mechanischen Eigenschaften und Abmessungen. Man gibt beim
Entwurf des Mähdreschers
für die
meisten mechanischen Größen des
Strohschüttlers
einen festen oder veränderbaren
Wert vor, der für
die meisten Erntegutbedingungen zu angemessenen Ergebnissen führt. Zur
Anpassung des Strohschüttlers
an unterschiedliche Erntebedingungen sind eine Veränderung
der Schwingfrequenz durch einen Austausch von Zahnrädern im
Antriebsstrang und eine Verstellung der Größe (
Die Öffnung des Schüttlerbelages erlaubt eine bessere Abscheidung. Durch die Änderung der Schwingfrequenz erreicht man, dass die Durchlauf- oder Verweilzeit des Ernteguts auf den Strohschüttlern bei einer Vielzahl von Erntebedingungen einem angemessenen Sollwert entspricht. Wenn das Erntegut – aus verschiedenen denkbaren Gründen – schneller als dem Sollwert entsprechend über die Strohschüttler läuft, ist wegen der kurzen Durchlaufzeit keine optimale Trennung des Korns aus der Erntegutmatte zu erwarten. Läuft das Erntegut langsamer als der Sollwert über die Strohschüttler, kann sich eine dicke Matte bilden, die wiederum für das Korn schlecht durchdringbar ist und zu Verstopfungen führen kann. Mögliche Gründe für Abweichungen in der Durchlaufzeit des Ernteguts auf den Strohschüttlern können in Ernteguteigenschaften liegen, da beispielsweise feuchtes Stroh leichter transportierbar ist als trockenes Stroh. Eine Auswirkung auf die Durchlaufzeit des Ernteguts auf den Strohschüttlern hat auch eine Längsneigung des Bodens in der Fahrtrichtung des Mähdreschers. Fährt der Mähdrescher bergauf, läuft das Erntegut schneller über die Strohschüttler als bei horizontalem Untergrund. Analog läuft das Erntegut bei bergab fahrendem Mähdrescher langsamer über die Strohschüttler als bei horizontalem Untergrund.The opening of the shaker lining allows a better separation. By changing the oscillation frequency one achieves that the passage or dwell time of the crop on the straw shakers at a variety of harvesting conditions an appropriate setpoint equivalent. When the crop - off different conceivable reasons - faster as the setpoint over the straw shakers running, is not optimal separation of the grain due to the short lead time expected from the Erntegutmatte. Does the crop slow down? as the setpoint above the straw shakers, can form a thick mat, in turn, for the grain is poorly penetrable and can lead to blockages. Possible reasons for deviations in the cycle time of the crop on the straw shakers can in Harvest characteristics are, for example, damp straw easier can be transported as dry straw. An effect on the Cycle life of the crop on the straw walkers also has a pitch gradient of the ground in the direction of travel of the combine harvester. Does that drive Harvester uphill, running the crop faster the straw shakers as with a horizontal surface. Similarly, the crop runs downhill moving combine slower over the straw shakers as with a horizontal surface.
Es wurde vorgeschlagen, in Abhängigkeit von der Längsneigung die Vibrationsfrequenz der Strohschüttler selbsttätig zu verstellen, um den Einfluss der Längsneigung auszugleichen (M. Gubsch, „Der Einfluss der Längsneigung auf das Abscheidungs- und Förderverhalten des Strohschüttlers", Archiv der Landtechnik Band 8 (1969), Heft 2/3, Seiten 127–139). Es wird jedoch keine Regelung im eigentlichen Sinne erreicht, da keine Messung der Durchlaufzeit des Ernteguts auf den Strohschüttlern bzw. den Sieben erfolgt und somit eine Kontrolle über das erzielte Ergebnis fehlt.It was proposed, depending on the longitudinal inclination to automatically adjust the vibration frequency of the straw walker, about the influence of longitudinal inclination to compensate (M. Gubsch, "Der Influence of longitudinal inclination on the deposition and conveying behavior of the straw shaker ", archive of agricultural engineering Volume 8 (1969), Issue 2/3, pages 127-139). It will not be Regulation in the true sense achieved, since no measurement of the cycle time of the crop on the straw shakers or the sieves and thus control over the achieved Result is missing.
Außerdem wurde
vorgeschlagen, die Gebläsedrehzahl
der Reinigung (
Aufgabe der Erfindungtask the invention
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, einen Mähdrescher mit einem Strohschüttler dahingehend zu verbessern, dass eine selbsttätige Optimierung der Schwingfrequenz und/oder -amplitude des Strohschüttlers unter einer Berücksichtigung von Eigenschaften des aktuell verarbeiteten Ernteguts möglich wird.The The object underlying the invention is seen in, a Harvester with a straw shaker to improve that an automatic optimization of the oscillation frequency and / or amplitude of straw shaker under consideration properties of the currently processed crop becomes possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.These The object is achieved by the Teaching of claim 1 solved, wherein in the further claims features are listed, the solution develop in an advantageous manner.
Es wird vorgeschlagen, einen Mähdrescher mit einem frequenz- und/oder amplitudenveränderlichen Antrieb des Strohschüttlers auszustatten. Der Antrieb ist mit einer Steuerung verbunden, die von einem Sensor einen Ausgangswert erhält, der eine Information über die gemessene Durchlaufzeit bzw. Geschwindigkeit des Ernteguts über den Strohschüttler enthält. Basierend auf dem Ausgangswert des Sensors steuert die Steuerung die Frequenz und/oder Amplitude der Schwingung des Strohschüttlers.It It is suggested to use a combine harvester a frequency and / or amplitude variable Propulsion of the straw shaker equip. The drive is connected to a controller that from a sensor receives an output value that provides information about the Measured cycle time or speed of the crop over the beater contains. Based on the output value of the sensor, the controller controls the frequency and / or amplitude of the vibration of the straw walker.
Auf diese Weise lässt sich automatisiert erreichen, dass die Durchlaufzeit des Ernteguts über den Strohschüttler einem Sollwert entspricht oder ihm zumindest näher kommt als ohne Veränderung der Frequenz und/oder Amplitude der Schwingung des Strohschüttlers. Durch die Erfassung der tatsächlichen Durchlaufzeit werden u. a. Einflüsse des Ernteguts und der Umgebungsbedingungen auf die Durchlaufzeit berücksichtigt, so dass man eine zuverlässig arbeitende Regelschleife erhält. Unerwünschte Körnerverluste können vermieden werden.On that way Automatically achieve that the cycle time of the crop over the beater corresponds to a target value or at least closer to it than without changing the Frequency and / or amplitude of the vibration of the straw walker. By capturing the actual Lead time will u. a. influences of the crop and the environmental conditions on the cycle time considered, so you get a reliable one working loop receives. unwanted grain losses can be avoided.
Die Durchlaufzeit des Ernteguts über den Strohschüttler kann auf unterschiedliche Arten ermittelt werden.The Throughput time of the crop over the straw shaker can be determined in different ways.
Eine erste Möglichkeit zur Messung der Durchlaufzeit des Ernteguts über den Strohschüttler besteht darin, die Geschwindigkeit des Ernteguts über den Strohschüttler direkt zu messen. Die Messung kann mittels eines Radarsensors oder einer Kamera und einem Bildverarbeitungssystem oder eines mechanischen Sensors in Form eines mit dem Erntegut zusammenwirkenden Rades erfolgen. Durch eine Erfassung der Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit des Strohschüttlers oder eine Mittelwertbildung kann der Einfluss der vibrierenden Bewegung des Strohschüttlers auf das Messergebnis korrigiert werden.A first option for measuring the throughput time of the crop over the straw shaker in it, the speed of the crop over the straw shaker directly to eat. The measurement can be carried out by means of a radar sensor or a Camera and an image processing system or a mechanical Sensors take the form of a cooperating with the crop wheel. By detecting the direction of movement and speed the straw shaker or averaging can be the influence of the vibrating motion of the straw shaker be corrected to the measurement result.
Eine zweite Möglichkeit zur Messung der Durchlaufzeit des Ernteguts über den Strohschüttler besteht darin, die Schichtdicke des Ernteguts auf dem Strohschüttler zu messen, was durch Fühler, die mechanisch mit der Erntegutmatte auf dem Strohschüttler zusammenwirken, oder elektromagnetische Sensoren (Radar) oder optische Sensoren erfolgen kann, beispielsweise durch mehrere übereinander angeordnete Lichtschranken oder eine mit einem digitalen oder analogen Bildverarbeitungssystem zusammenwirkende, auf die Oberseite des Strohschüttlers gerichtete Kamera. Die Durchlaufzeit kann anhand der gemessenen Dicke und eines bekannten Soll- oder Istwerts des Durchsatzes der Drescheinrichtung bestimmt werden. Es wäre auch denkbar, den Zeitverlauf der Signale zweier hintereinander liegender Schichthöhensensoren auszuwerten. Durch Autokorrelation beider Signale lässt sich die Zeit direkt bestimmen.A second option for measuring the throughput time of the crop over the straw shaker in it, the layer thickness of the crop on the straw shaker too measure what by feeler, which interact mechanically with the crop mat on the straw shaker, or electromagnetic sensors (radar) or optical sensors can take place, for example, by a plurality of superimposed light barriers or one with a digital or analog image processing system cooperating camera aimed at the top of the straw shaker. The Cycle time can be calculated from the measured thickness and a known target or actual value of the throughput of the threshing device can be determined. It would be also conceivable, the time course of the signals of two consecutively lying layer height sensors evaluate. By autocorrelation of both signals can be determine the time directly.
Eine dritte Möglichkeit zur Messung der Durchlaufzeit des Ernteguts über den Strohschüttler besteht darin, die Körnerverluste am Ende des Strohschüttlers beispielsweise durch an sich bekannte Verlustkornsensoren, die beim Aufprall von Körnern Erschütterungen registrieren, zu erfassen. Die Verlustkörner können auch optisch mit einer Kamera und einem Bildverarbeitungssystem erfasst werden. Die Durchlaufzeit kann anhand der gemessenen Verluste und eines bekannten Durchsatzes der Drescheinrichtung bestimmt werden, wobei man den Zwischenschritt einer Berechnung der Belastung des Strohschüttlers gehen oder weglassen kann, da der Zusammenhang zwischen den Körnerverlusten und dem Durchsatz bzw. der Belastung der Strohschüttler bekannt ist oder messtechnisch erfasst und abgespeichert werden kann. Durch die Erfassung der Kornverluste und der Schichthöhe lässt sich demnach eine direkte Beziehung zwischen Durchlaufzeit, Schichthöhe und Verlust ermitteln und die Durchlaufzeit nach maximal zulässiger Schichthöhe und minimalen Verlusten optimieren. Auf diese Weise kann ein Sollwert für die Durchlaufzeit ermittelt werden.A third way to measure the throughput time of the crop over the straw shaker is to detect the grain losses at the end of the straw shaker, for example, by known per se grain sensors that register vibrations in the impact of grains. The loss grains can also be detected optically with a camera and an image processing system. The cycle time can be determined on the basis of the measured losses and a known throughput of the threshing device, wherein the intermediate step of calculating the load of the straw walker can be omitted or omitted, since the relationship between the grain losses and the throughput or the load of the straw walkers is known or metrologically can be captured and stored. By recording the grain losses and the layer height, therefore, a direct relationship between cycle time, Determine layer height and loss and optimize the cycle time according to the maximum permissible layer height and minimum losses. In this way, a setpoint for the cycle time can be determined.
Ist die Durchlaufzeit des Ernteguts über den Strohschüttler größer als der Sollwert, wird die Amplitude und/oder Frequenz der Schwingung des Strohschüttlers zweckmäßigerweise vergrößert, um das Erntegut möglichst schnell abzufördern und auf diese Weise die Durchlaufzeit zu verringern. Analog wird die Amplitude und/oder Frequenz der Schwingung des Strohschüttlers vorzugsweise vermindert, wenn die Durchlaufzeit des Ernteguts über den Strohschüttler kleiner als der Sollwert ist. Auf diese Weise wird die Amplitude und/oder Frequenz der Schwingung des Strohschüttlers im Sinne einer Annäherung der gemessenen Durchlaufzeit des Ernteguts über den Schüttler an die gewünschte Durchlaufzeit des Ernteguts über den Schüttler verstellt.is the throughput time of the crop over the straw shaker greater than the setpoint, is the amplitude and / or frequency of the oscillation the straw shaker expediently enlarged to the crop as possible to dissipate quickly and in this way to reduce the turnaround time. Analog is the Amplitude and / or frequency of the vibration of the straw walker preferably decreased when the throughput time of the crop over the beater is less than the setpoint. In this way the amplitude becomes and / or frequency of the vibration of the straw walker in the sense of an approximation of measured cycle time of the crop over the shaker to the desired cycle time of the crop over the shaker adjusted.
Der Antrieb kann zur Änderung der Frequenz der Schwingbewegung des Strohschüttlers einen Riemenvariator umfassen, der in den Antriebsstrang zwischen einem Antriebsmotor und einer Kurbelwelle zum Antrieb des Strohschüttlers eingefügt ist. Bei einer anderen denkbaren Ausführungsform umfasst er einen drehzahlveränderlichen Hydraulikmotor und/oder einen drehzahlveränderlichen Elektromotor. Heute übliche Schüttler laufen auf zwei Kurbelwellen. Durch die Kröpfung ist die Amplitude festgelegt. Eine Änderung des Kurbelhubs wäre nur über ein konstruktiv sehr aufwändiges System möglich. Es gab aber früher auch Schüttler, die ähnlich wie die Reinigung nur an Schwingen aufgehängt waren. Dort wäre eine Amplitudenänderung einfacher möglich. Es wäre auch denkbar, den Strohschüttler mittels eines linear beweglichen Hydraulikzylinders in eine lineare Schwingbewegung zu versetzen und durch geeignete Ansteuerung der Beaufschlagung des Hydraulikzylinders mit Hydraulikfluid die Amplitude und/oder Frequenz der Schwingbewegung des Strohschüttlers variieren.Of the Drive can change the frequency of the oscillating motion of the straw walker a Riemenvariator include, in the drive train between a drive motor and a crankshaft is inserted to drive the straw walker. In another conceivable embodiment it includes a variable speed Hydraulic motor and / or a variable speed electric motor. Today usual shakers run on two crankshafts. By the bend the amplitude is fixed. A change the crank stroke would be only about one structurally very complex System possible. But there was earlier also shakers, the similar how the cleaning was hung only on wings. There would be one amplitude change easier possible. It would be too conceivable, the straw shaker by means of a linearly movable hydraulic cylinder in a linear To put swinging motion and by suitable control of the Actuation of the hydraulic cylinder with hydraulic fluid, the amplitude and / or Frequency of the swinging motion of the straw walker vary.
Ausführungsbeispielembodiment
In den Zeichnungen ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:In The drawings is an exemplary embodiment described in more detail below represented the invention. It shows:
Die
An
den vorderen Endbereich des Mähdreschers
Unterhalb
des Mehrtrommeldreschwerks befindet sich ein vorderer Förderboden
Durch
die Reinigungseinrichtung
Die
genannten Systeme werden mittels eines Verbrennungsmotors
Es bleibt anzumerken, dass das hier dargestellte Mehrtrommeldreschwerk nur ein Ausführungsbeispiel ist. Es könnte auch durch eine einzige quer angeordnete Dreschtrommel und eine nachgeordnete Trenneinrichtung mit einem Strohschüttler ersetzt werden.It It should be noted that the Mehrtrommeldreschwerk shown here only one embodiment is. It could also by a single transverse threshing drum and a subordinate separating device can be replaced with a straw shaker.
Die
Ein
erster Sensor
Stromab
des ersten Sensors
Ein
dritter Sensor
Ein
vierter Sensor
Ein
fünfter
Sensor
Ein
sechster Sensor
Die
Steuerung
Die
Steuerung
Außerdem ist
die Steuerung
Die
Im
folgenden Schritt
Im
nachfolgenden Schritt
Aus den mittels der Sensoren
From the means of the sensors
Die
Sensoren
Die
Sensoren
Aus
allen auf die drei unterschiedlichen Arten ermittelten Durchlaufzeiten
wird ein Mittelwert errechnet und mit einem Sollwert verglichen.
Dadurch kann man Situationen erfassen, in denen das Erntegut schneller
(z. B. beim Bergauffahren oder bei feuchtem Erntegut) oder langsamer
(z. B. beim Bergabfahren oder bei sehr trockenem, brüchigem und rauem
Erntegut) über
den Strohschüttler
Der
Sollwert für
die Durchlaufzeit kann fest vorgegeben sein. Es wäre auch
denkbar, ihn durch den Bediener mittels der Bedienereingabeeinrichtung
Anders
als dargestellt könnten
auch zwei oder mehr gleichartige Sensoren seitlich nebeneinander
angeordnet sein, um die Geschwindigkeit des Ernteguts auf dem Strohschüttler
Im
nachfolgenden Schritt
Ist
die Durchlaufzeit nicht wesentlich geringer als der Sollwert, folgt
der Schritt
Ist
die Durchlaufzeit innerhalb des Toleranzbereichs, folgt wieder der
Schritt
Claims (9)
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