DE102006051618A1

DE102006051618A1 - Reihensensoranordnung

Info

Publication number: DE102006051618A1
Application number: DE200610051618
Authority: DE
Inventors: Clemens Rickert; Jens Grobmeier; Martin Hüning; Leo Schulze Hockenbeck; Klemens Weitenberg
Original assignee: Maschinenfabrik Kemper GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Kemper GmbH and Co KG
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2008-05-29

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reihensensoranordnung für eine selbsttätige Lenkeinrichtung einer selbstfahrenden Erntemaschine (10), umfassend einen sich an einem Erntevorsatz (20) der Erntemaschine (10) in Vorwärtsrichtung (V) erstreckenden Arm ein sich nach außen erstreckender, bewegbarer Tastbügel (86) zur Erfassung einer neben dem Arm einlaufenden Pflanzenreihe (88) angebracht ist, dessen Stellung durch einen Sensor (90) erfassbar ist, dessen Signal einer selbsttätigen Lenksteuereinheit (94) einer selbstfahrenden Erntemaschine zuführbar ist. Es wird vorgeschlagen, dass der Arm eine im rückwärtigen Bereich des Erntevorsatzes (20) befestigte und oberhalb von Erntegutaufnahmeeinrichtungen (48-54) des Erntevorsatzes (20) angeordnete Teilerstange (68) ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reihensensoranordnung für eine selbsttätige Lenkeinrichtung einer selbstfahrenden Erntemaschine, umfassend einen sich an einem Erntevorsatz der Erntemaschine in Vorwärtsrichtung erstreckenden Arm, an dessen vorderem Ende an beiden Seiten jeweils ein sich nach außen erstreckender, bewegbarer Tastbügel zur Erfassung einer neben dem Arm einlaufenden Pflanzenreihe angebracht ist, dessen Stellung durch einen Sensor erfassbar ist, dessen Signal einer selbsttätigen Lenksteuereinheit einer selbstfahrenden Erntemaschine zuführbar ist.
Stand der Technik
Üblicherweise werden Mais und andere stängelartige Pflanzen in Reihen angebaut, so dass eine selbstfahrende Erntemaschine beim Erntevorgang zweckmäßigerweise entlang dieser Reihen gelenkt wird, da dann auch bei reihenunabhängig arbeitenden Erntevorsätzen eine unproblematische und vollständige Aufnahme des Ernteguts möglich wird. Zu selbsttätigen Lenkung entlang derartiger Reihen sind so genannte Lenkautomaten gebräuchlich, die an benachbarten Teilerspitzen angebrachte Tastbügel umfassen, welche unabhängig voneinander um die Hochachse schwenkbar und zur Pflanzenreihe hin vorgespannt sind und mit einer zwischen den Teilerspitzen einlaufenden Pflanzenreihe zusammenwirken. Anhand der Stellung der Tastbügel wird selbsttätig die Lenkung der Erntemaschine kontrolliert. Eine derartige Anordnung wird in der EP 0 136 557 A beschrieben.
Die als gattungsbildend angesehene US 3 991 618 A schlägt vor, an der Vorderseite eines Maispflückers zwischen zwei Reiheneinheiten einen sich nach vorn erstreckenden Arm anzubringen, der an seiner Vorderseite einen Sensorkopf mit zwei an jeweils einer Seite angeordneten Tastbügeln trägt, welche unabhängig voneinander um die Hochachse schwenkbar und nach außen vorgespannt sind und jeweils mit einer anderen einlaufenden Pflanzenreihe zusammenwirken. Die Stellung der Tastbügel wird erfasst und dient zur selbsttätigen Lenkung der Erntemaschine.
Eine andere selbsttätige Lenkeinrichtung beschreibt die US 5 307 611 A . An der Oberseite einer Reiheneinheit eines Baumwollpflückers ist eine Gestängekonstruktion um eine horizontal und in Vorwärtsrichtung verlaufende Achse pendelnd aufgehängt. Die Gestängekonstruktion umfasst zwei Arme, die sich von der Achse nach unten und vorn erstrecken und jeweils mit Platten verbunden sind, die von gegenüber liegenden Seiten her an den aufzunehmenden Pflanzenstängeln anliegen. Der Schwenkwinkel der Gestängekonstruktion um die Achse wird erfasst und dient zur selbsttätigen Lenkung der Erntemaschine.
Bei den an Teilerspitzen angebrachten Tastbügeln ( EP 0 136 557 A ) ist als nachteilig anzusehen, dass sie durch Sand und Pflanzenteile relativ schnell verunreinigen, so dass sie nach kurzer Betriebszeit nicht mehr ordnungsgemäß arbeiten. Dieser Nachteil ergibt sich auch bei den Tastbügeln nach US 3 991 618 A und US 5 307 611 A , da auch dort die mit den Pflanzen zusammenwirkenden Elemente relativ nahe am Erdboden angebracht sind.
Die DE 100 26 500 A beschreibt einen Erntevorsatz zur Maisernte für einen Feldhäcksler, an dessen Oberseite eine mittige, sich in Vorwärtsrichtung erstreckende Teilerstange mit einem frontseitigen Bügel befestigt ist. Derartige Teilerstangen dienen dem Fahrer des Feldhäckslers beim manuellen Lenken als Orientierungshilfe.
Aufgabe der Erfindung
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, einen mit Pflanzenreihen zusammenwirkenden Reihensensor für eine automatische Lenkeinrichtung einer selbstfahrenden Erntemaschine bereitzustellen, der sich durch verbesserte Betriebssicherheit auszeichnet.
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.
Es wird vorgeschlagen, die Tastbügel einer Reihensensoranordnung an der Vorderseite einer an sich bekannten und als Arm zur Halterung der Tastbügel dienenden Teilerstange anzubringen, die sich von der Rückseite eines Rahmens des Erntevorsatzes und oberhalb von Erntegutaufnahmeeinrichtungen nach vorn erstreckt. An der Vorderseite der Teilerstange erstrecken sich zwei Tastbügel beidseits nach außen und wirken mit den benachbart einlaufenden Pflanzenreihen zusammen. Die Stellung der Tastbügel wird durch einen Sensor erfasst, dessen Signal einer selbsttätigen Lenksteuereinheit der den Erntevorsatz tragenden, selbstfahrenden Erntemaschine zugeführt wird.
Auf diese Weise erreicht man, dass die Tastbügel relativ weit vom Erdboden entfernt sind und demnach nicht durch Sand verunreinigt oder gar blockiert werden.
Die Tastbügel sind in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung starr miteinander verbunden und um eine sich horizontal und in Vorwärtsrichtung erstreckende Schwenkachse schwenkbar gelagert. Da sich die Tastbügel von der Achse seitlich nach außen, nach unten und nach hinten erstrecken, befindet sich ihr Schwerpunkt unterhalb der Achse, so dass sie wie ein Pendel durch die Schwerkraft nach unten in ihre Ruheposition vorgespannt werden. Dadurch erübrigen sich Federn o. ä. zur Vorspannung der Tastbügel und es wird auch möglich, eine einzelne Reihe abzutasten, falls die Tastbügel hinreichend gedämpft aufgehängt werden.
Zur Anpassung an die jeweilige Erntesituation kann die Teilerstange seitlich verschiebbar und/oder höhenverstellbar am Rahmen des Erntevorsatzes befestigt werden. Die Höhenverstellung, die linear oder durch Verschwenken um eine horizontal und quer zur Vorwärtsrichtung verlaufende Achse erfolgen kann, erlaubt eine Anpassung an die Höhe des Pflanzenbestandes, während die seitliche Verstellung eine Anpassung an den Reihenabstand bzw. ein Einlaufen der Pflanzenreihen an einer geeigneten Position ermöglicht. Bei der Ernte von Lagermais kann die Teilerstange vollständig aus dem Arbeitsbereich bewegt, insbesondere nach oben und hinten verschwenkt werden. Zur Anpassung an unterschiedliche Reihenabstände können die Tastbügel auch gegen andere, entsprechend dem jeweiligen Reihenabstand dimensionierte Tastbügel ausgetauscht werden. Es wäre auch denkbar, die Abmessungen und/oder Position der Tastbügel verstellbar zu gestalten, z.B. durch Teleskopierbarkeit oder Verstellung des Befestigungswinkels der Tastbügel an einer mittigen Halterung oder verbiegbare Tastbügel etc.
Die Erfindung eignet sich für beliebige Arten selbstfahrender Erntemaschinen und zugehöriger Erntevorsätze, wie Feldhäcksler mit reihenunabhängigen oder reihenabhängigen Mähvorsätzen, Baumwollernter oder Mähdrescher mit Maispflückern.
Ausführungsbeispiel
In den Zeichnungen ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:
1 eine seitliche Ansicht einer Erntemaschine mit einem Erntevorsatz,
2 eine Draufsicht auf den Erntevorsatz und die Reihensensoranordnung, und
3 eine Ansicht der Reihensensoranordnung von vorn.
Eine in der 1 gezeigte Erntemaschine 10 in der Art eines selbst fahrenden Feldhäckslers baut sich auf einem Rahmen 12 auf, der von angetriebenen vorderen Rädern 14 und lenkbaren rückwärtigen Rädern 16 getragen wird. Die Bedienung der Erntemaschine 10 erfolgt von einer Fahrerkabine 18 aus, von der aus ein zur Ernte stängelartiger Pflanzen geeigneter Erntevorsatz 20 einsehbar ist. Mittels des Erntevorsatzes 20, der in der dargestellten Ausführungsform ein reihenunabhängig arbeitendes Maisgebiss ist, vom Boden aufgenommenes Gut, z.B. Mais, Getreide oder dergleichen, wird durch einen Einzugskanal 36 mit darin angeordneten oberen Vorpresswalzen 30 und unteren Vorpresswalzen 32 einer Häckseltrommel 22 zugeführt, die es in kleine Stücke häckselt und es einer Fördervorrichtung 24 aufgibt. Das Gut verlässt die Erntemaschine 10 zu einem nebenher fahrenden Anhänger über eine in ihrer Position verstellbare Austrageinrichtung 26. Zwischen der Häckseltrommel 22 und der Fördervorrichtung 24 erstreckt sich eine Nachzerkleinerungsvorrichtung 28, durch die das zu fördernde Gut der Fördervorrichtung 24 tangential zugeführt wird. Im Folgenden beziehen sich Richtungsangaben – wenn nicht anders erwähnt -, wie vorn, hinten, links und rechts auf die Vorwärtsrichtung V der Erntemaschine 10, die in der 1 von rechts nach links verläuft.
Der Erntevorsatz 20 ist am Einzugskanal 36 der Erntemaschine 10 lösbar befestigt. Ein Rahmen 38 des Erntevorsatzes weist an seiner Oberseite Haken 40 auf, die an der Oberseite des vorderen Endes des Einzugskanals 36 nach oben überstehende Elemente 42 hinter- und übergreifen. Zusätzlich kann der Rahmen 38 auch an der Unterseite des Einzugskanals 36 verriegelt sein.
Am Rahmen 38 des in der 2 in einer Draufsicht dargestellten Erntevorsatzes 20 sind seitlich nebeneinander vier Erntegutaufnahmeeinrichtungen 48, 50, 52, 54 befestigt. Die Erntegutaufnahmeeinrichtungen 48 bis 54 setzen sich jeweils aus einer unteren, in Drehung versetzbaren Schneidscheibe und koaxial darüber angeordneten Förderscheiben 56 zusammen. Beim Erntebetrieb drehen sich die Förderscheiben 56 der Erntegutaufnahmeeinrichtungen 48 bis 54 in den durch die Pfeile angedeuteten Richtungen. Die Schneidscheiben sind am Rand mit scharfen Zähnen ausgestattet oder anderweitig geschärft, um die Pflanzenstängel von dem im Boden verbleibenden Stumpf abzutrennen. Die Stängel finden in Ausbuchtungen 58 der Förderscheiben 56 Aufnahme und werden an der Rückseite der inneren Erntegutaufnahmeeinrichtungen 50, 52 an Abgabefördertrommeln 76 übergeben, die sie in den Einzugskanal 36 der Erntemaschine 10 fördern. An den beiden äußeren Seiten der Maschine 10 befinden sich antreibbare Stängelheberschnecken 62 (s. 1).
Am Rahmen 38 sind oberhalb der Erntegutaufnahmeeinrichtungen 48 bis 54 Vordruckbügel 60 angebracht, die sich von der Vorderseite der Abgabefördertrommeln 76 nach vorn und außen erstrecken und oberhalb äußerer Teilerspitzen 64 enden. Weitere Teilerspitzen 44, 46 befinden sich zwischen den einzelnen Erntegutaufnahmeeinrichtungen 48 bis 54. Unmittelbar vor den Abgabefördertrommeln 76 ist weiterhin ein sich quer erstreckender Querträger 66 mit dem Rahmen 38 verbunden, der oberhalb des rückwärtigen Bereichs der inneren Erntegutaufnahmeeinrichtungen 50, 52 befestigt ist. Am Querträger 66 ist eine sich in Vorwärtsrichtung V erstreckende Teilerstange 68 befestigt, die einen rückwärtigen Abschnitt 70 und einen vorderen Abschnitt 72 aufweist, die untereinander durch ein Schwenklager 74 mit einer horizontalen und quer zur Vorwärtsrichtung V verlaufenden Schwenkachse schwenkbar miteinander verbunden sind. Der rückwärtige Abschnitt 70 ist durch einen U-förmigen Bolzen 78 oder eine andere geeignete Befestigung mit dem Querträger 68 verbunden, so dass der rückwärtige Abschnitt 70 nach Lösen der Muttern des Bolzens 78 in seitlicher Richtung gegenüber dem Querträger 68 verschoben und in einer gewünschten Stellung befestigt werden kann, um ein Einlaufen der Pflanzenreihen an einer geeigneten seitlichen Position zu ermöglichen.
An seinem vorderen Ende trägt der vordere Abschnitt 72 der Teilerstange 68 einen nach hinten gebogenen Bügel 80. Außerdem ist an der Unterseite des vorderen Abschnitts 72 der Teilerstange 72 eine Schwenklagerung 82 (s. 3) mit einer horizontal und in Vorwärtsrichtung V verlaufenden Schwenkachse 84 angeordnet, an der zwei Tastbügel 86 gelagert sind. Die Tastbügel 86 erstrecken sich von der Schwenkachse jeweils schräg nach hinten und unten und seitlich nach außen. Sie sind an ihren rückwärtigen Enden wieder nach innen abgebogen. Sie liegen, wenn der Erntevorsatz 20 mittig zwischen zwei Reihen aufzunehmender Pflanzen 88 hindurchbewegt wird, mit ihren Außenseiten jeweils an den Stängeln der Pflanzen 88 an, wie in der 3 dargestellt wird. Die Teilerstange 86 ist demnach als Arm zur Halterung der Tastbügel 86 vorgesehen.
Die Tastbügel 86 sind untereinander starr verbunden. Jeder Tastbügel 86 ist über eine längenveränderliche Verbindung 92 mit einem Sensor 90 zur Erfassung der Position des Tastbügels 86 um die Schwenkachse 84 gekoppelt, der über ein im inneren der hohlen Teilerstange 68 verlegtes Kabel mit einer Lenksteuereinheit 94 der Erntemaschine 10 verbunden ist. Durch die Verwendung zweier Sensoren 90 wird es möglich, an sich bekannte und im Markt verfügbare Sensoren zu verwenden, wie sie bisher für paarweise an Teilerspitzen angebrachte, einzeln verschwenkbare Tastbügel verwendet wurden. Es wäre aber auch denkbar, nur einen einzelnen Sensor 90 zur Erfassung des Schwenkwinkels der Tastbügel 86 zu verwenden. Die pendelnde Aufhängung der Tastbügel 86 an der Schwenkachse 84 bringt diese selbsttätig in ihre Ruhestellung, aus der sie durch nicht in der Sollposition einlaufende Pflanzen 88 abgelenkt werden.
Die Lenksteuereinheit 94 lenkt in an sich bekannter Weise die lenkbaren rückwärtigen Räder 14 der Erntemaschine 10 basierend auf den Signalen der Sensoren 90 derart, dass die Teilerstange 68 stets mittig zwischen zwei Reihen von Pflanzen 88 hindurch geführt wird. Diese Sollposition entspricht einer horizontalen Orientierung der Tastbügel 86. Laufen die Pflanzenreihen 88 jedoch weiter links oder rechts ein, was durch in Kurven angebaute Pflanzen 88 oder durch äußere Einflüsse bedingte Lenkfehler (z.B. am Hang) bedingt sein kann, schwenken die Tastbügel 86 um die Schwenkachse 84, so dass die Fehlstellung durch die Sensoren 90 erfasst und an die Lenksteuereinheit 94 weiter gegeben werden kann, die sie im Sinne einer Regelung wieder korrigiert.
Durch Verschwenken des vorderen Abschnitts 72 der Teilerstange 68 kann die Höhe der Tastbügel 86 an das Erntegut angepasst werden. Bei Lagermaisbeständen kann die Teilerstange 86 auch nach oben und hinten verschwenkt werden. Dann kann der Bediener die Erntemaschine 10 manuell lenken und hat eine durch die Teilerstange 86 uneingeschränkte Sicht auf den Pflanzenbestand.

Claims

Reihensensoranordnung für eine selbsttätige Lenkeinrichtung einer selbstfahrenden Erntemaschine (10), umfassend einen sich an einem Erntevorsatz (20) der Erntemaschine (10) in Vorwärtsrichtung M erstreckenden Arm, an dessen vorderem Ende an beiden Seiten jeweils ein sich nach außen erstreckender, bewegbarer Tastbügel (86) zur Erfassung einer neben dem Arm einlaufenden Pflanzenreihe (88) angebracht ist, dessen Stellung durch einen Sensor (90) erfassbar ist, dessen Signal einer selbsttätigen Lenksteuereinheit (94) einer selbstfahrenden Erntemaschine zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm eine im rückwärtigen Bereich des Erntevorsatzes (20) befestigte und oberhalb von Erntegutaufnahmeeinrichtungen (48–54) des Erntevorsatzes (20) angeordnete Teilerstange (68) ist.
Reihensensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastbügel (86) starr miteinander verbunden, um eine horizontal und in Vorwärtsrichtung verlaufende Schwenkachse (84) schwenkbar gelagert sind und sich von der Schwenkachse (84) nach außen, hinten und unten erstrecken.
Reihensensoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilerstange (68) seitlich verschiebbar und/oder höhenverstellbar an einem Rahmen (38) des Erntevorsatzes (20) befestigt ist.
Maschine (10) zur Ernte stängelartiger Pflanzen, die eine oder mehrere Erntegutaufnahmeeinrichtungen (48–54) und eine Reihensensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.