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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Mähdrescher mit einem
Dreschwerk, einer Reinigungseinheit zum Reinigen eines aus dem Dreschwerk
hervorgehenden Erntegutstroms und einem Kanal zum Rückführen
einer in der Reinigungseinheit erhaltenen Fraktion des Erntegutstroms,
des so genannten Überkehrgutstroms, zum Dreschwerk.
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Stärke
und Zusammensetzung des Überkehrgutstroms ermöglichen
einem erfahrenen Mähdrescherfahrer eine Beurteilung der
Qualität der am Dreschwerk und anderen Aggregaten des Mähdreschers
vorgenommenen Einstellungen und ihre Optimierung im laufenden Betrieb.
Um die Begutachtung des Überkehrgutstroms zu erleichtern,
wurde bereits in
DE
10 2007 007 385 A1 vorgeschlagen, die Fahrerkabine eines
Mähdreschers mit einem Fenster zu versehen, durch das der
Kanal des Überkehrgutstroms einsehbar ist, und an diesem
Kanal eine Lichtquelle anzubringen.
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Eine
stark vom Normalen abweichende Stärke des Überkehrgutstroms,
d. h. eine Über- oder Unterfüllung des Kanals
ist in einem solchen herkömmlichen Mähdrescher
sicher beurteilbar. Kleinere Abweichungen sind jedoch nur schwer
zu erkennen, und eine Beurteilung der Zusammensetzung des Überkehrgutstroms
ist nicht möglich, da dieser in dem Kanal ständig
in Bewegung ist und es für das menschliche Auge schwierig
ist, einzelne Teilchen in einem solchen bewegten Gutstrom zu fixieren.
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Der
wichtigste Parameter bei der Zusammensetzung des Überkehrgutstroms
ist sein Kornanteil. Idealerweise sollte der Überkehrgutstrom
im Wesentlichen nur Ähren oder Ährenbruchstücke
und unvollständig entgrannte Körner enthalten.
Ein zu hoher Anteil an korrekt ausgedroschenem Korn im Überkehrgutstrom
weist auf eine suboptimale Einstellung der das Erntegut verarbeitenden
Aggregate des Mähdreschers hin. Um den Kornanteil im Überkehrgutstrom
zu erfassen, sind Körner zählende Sensoren gebräuchlich,
die in verschiedenen Varianten in
DE 199 123 72 C1 beschrieben sind. Alle diese
Sensoren erfordern eine aufwändige Signalverarbeitung, um
die von Körnern herrührenden Messsignale von denen
anderer Bestandteile des Überkehrgutstroms zu unterscheiden,
und sind empfindlich gegen Änderungen der Konsistenz des Überkehrgutstroms.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist, einen Mähdrescher mit einsehbarem
Kanal für den Überkehrgutstrom so weiterzubilden,
dass dem Fahrer mit einfachen und preiswerten Mitteln eine Beurteilung
der Zusammensetzung des Überkehrgutstroms ermöglicht
oder wenigstens erleichtert wird.
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Ausgerechnet
die Trägheit des menschlichen Auges, die die Beurteilung
der Zusammensetzung des fließenden Gutstroms in dem eingangs
erwähnten herkömmlichen Mähdrescher erschwert, macht
sich die vorliegende Erfindung zunutze, um eben diese Beurteilung
zu ermöglichen. Wenn nämlich die Lichtquelle,
die den einsehbaren Teil des Kanals beleuchtet, als Stroboskop betreibbar
ist, bekommt das Auge im Wesentlichen lediglich Momentbilder des
Erntegutstroms zu sehen, in denen die Bewegung des Stroms gleichsam
eingefroren ist. Infolge der Trägheit des Auges wird dieses
Bild jedoch für eine deutlich längere Zeitspanne
wahrgenommen, als der Dauer des Lichtblitzes entspricht, so dass
der Fahrer in der Lage ist, Partikel im Überkehrgutstrom einzeln
wahrzunehmen. Es ist dann leicht zu erkennen, ob der Kornanteil
im Überkehrgutstrom überhöht ist oder
nicht.
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In
einem zweiten Betriebsmodus kann die Lichtquelle zweckmäßigerweise
kontinuierlich betreibbar sein, um eine Beurteilung der Stärke
des Überkehrgutstroms in an sich bekannter Weise zu ermöglichen.
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Als
Leuchtmittel sind in der Lichtquelle vorzugsweise LEDs vorgesehen.
Diese sind mit einer geeigneten elektronischen Ansteuerung in der
Lage, hinreichend kurze, intensive Lichtblitze mit einer im für
die Zwecke der Erfindung interessierenden Frequenzbereich willkürlich
wählbaren Frequenz mit hohem Wirkungsgrad zu liefern, und
sind durch ihre lange Lebensdauer praktisch wartungsfrei.
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Vorzugsweise
ist der Lichtquelle ein Regler zum Regeln der Lichtleistung in Abhängigkeit
von der Umgebungshelligkeit zugeordnet. So kann der Fahrer den Überkehrgutstrom
mit gleich bleibender Sicherheit und Schnelligkeit beurteilen, ohne
die Augen übermäßig akkomodieren zu müssen,
egal ob der Mähdrescher mittags und bei Sonnenschein oder abends
und bei bedecktem Himmel im Einsatz ist.
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Zweckmäßigerweise
ist die Blitzdauer der Lichtquelle im Stroboskopbetrieb einstellbar.
Die Veränderbarkeit der Blitzdauer kann zum einen genutzt werden,
um bei gleichbleibender Spitzenleistung der Lichtquelle die vom
menschlichen Auge wahrgenommene Helligkeit wie oben beschrieben
an die Umgebungshelligkeit anzupassen. Es kann aber auch zweckmäßig
sein, diese Blitzdauer unabhängig von der Umgebungshelligkeit
willkürlich variieren zu können, um diejenige
Blitzdauer einzustellen, bei der die Eigenschaften des Überkehrgutstroms
am besten beurteilbar sind.
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Wie
groß diese optimale Blitzdauer ist, kann von der Art des
Ernteguts abhängen. So ist z. B. denkbar, dass ein feinkörniges
Erntegut wie etwa Weizen eine kürzere Blitzdauer erfordert
als ein grobkörniges wie etwa Soja, um die Bewegung der
Körner „einzufrieren”. Andererseits kann
zum ausreichenden Beleuchten von dunklem Erntegut wie etwa Raps eine
längere Blitzdauer erforderlich sein als für helles Getreide.
Wie der ideale Zusammenhang zwischen Erntegut und optimaler Blitzdauer
ist, hängt im Einzelfall von der Spitzenleistung der Lichtquelle
ab.
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Damit
der Fahrer die eingefrorene Bewegung des Erntegutstroms möglichst
untergrundfrei sehen kann, ist der einsehbare Bereich des Kanals zweckmäßigerweise
gegen Außenlicht abgeschirmt, so dass er im Dunkeln liegt,
wenn die Lichtquelle aus ist.
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Eine
solche Abschirmung kann insbesondere durch einen Schacht realisiert
sein, der zwischen der Fahrerkabine und dem einsehbaren Bereich
verläuft.
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Dieser
Schacht kann durch ein Rohr im Innern der Fahrerkabine verlängert
sein. Ein solches Rohr ist vorzugsweise in der Fahrerkabine bewegbar, so
dass es der Fahrer bei Bedarf in einer Position platzieren kann,
in der er bequem hineinblicken kann und es bei Nichtbedarf so platzieren
kann, dass es ihn nicht behindert. An dem Rohr kann ein Fenster oder
ein Okular vorgesehen sein.
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Ein
periodisch, insbesondere rotierend angetriebenes Förderorgan,
vorzugsweise eine Förderschnecke zum Fördern des Überkehrgutstroms
sollte sich durch den einsehbaren Bereich des Kanals erstrecken.
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Die
Lichtquelle sollte zweckmäßigerweise phasensynchron
mit dem Förderorgan betreibbar sein, so dass die Bewegung
des Förderorgans durch die intermittierende Beleuchtung
maskiert wird.
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Die
Blitzfrequenz der Lichtquelle sollte unter 25 Hz liegen, da das
Auge nicht in der Lage ist, Lichtblitze mit einer höheren
Frequenz einzeln wahrzunehmen. Andererseits sollte sie wenigstens
einige Hz betragen, um dem Fahrer in kurzer Zeit ausreichend viele
Bilder für eine Beurteilung der Qualität des Überkehrgutstroms
zu liefern.
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Je
nach Bewegungsfrequenz des Förderorgans kann es zweckmäßig
sein, diese Bewegungsfrequenz und die Blitzfrequenz der Lichtquelle
gleich zu wählen; dann erscheint im Lichte eines jeden
Blitzes das Förderorgan in der gleichen Stellung, was dem
Fahrer die Beurteilung besonders vereinfacht.
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Wenn
die Blitzfrequenz ein kleines ganzzahliges Vielfaches der Bewegungsfrequenz
ist, wird das Förderorgan im Lichte der Blitze in einer
entsprechenden kleinen Zahl verschiedener möglicher Stellungen
sichtbar; an den Stellen des Sichtfeldes, an denen das Förderorgan
nicht sichtbar wird, kann die Qualität des Überkehrgutstroms
beurteilt werden. Im Falle eines sehr schnell laufenden Förderorgans kann
es auch zweckmäßig sein, die Blitzfrequenz als einen
ganzzahligen Bruchteil der Bewegungsfrequenz zu wählen;
dann ist wie im zuerst betrachteten Fall das Förderorgan
bei jedem Lichtblitz in der gleichen Stellung sichtbar.
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Die
Phasenlage der Lichtquelle kann relativ zum Förderorgan
einstellbar gemacht sein, um die Stellung, in der das Förderorgan
sichtbar wird, so zu steuern, dass der Überkehrgutstrom
optimal zu sehen ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen
Mähdreschers;
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2 eine
Vorderansicht des Mähdreschers;
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3 eine
schematische Darstellung des Überkehrkanals des Mähdreschers
und seines Beleuchtungssystems; und
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4 einen
Blick von oben in die Fahrerkanzel des Mähdreschers.
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Der
in 1 schematisch dargestellte Mähdrescher 1 umfasst
in an sich bekannter Weise auf einem Fahrgestell 2 ein
Maschinengehäuse 3 und eine an einer Vorderseite
des Maschinengehäuses 3 angeordnete Fahrerkanzel 4.
Unterhalb der Fahrerkanzel 4 ist an einer Vorderseite des
Maschinengehäuses 3 ein hier nicht dargestelltes
Schneidwerk austauschbar montiert. In dem Maschinengehäuse 3 untergebrachte
Verarbeitungsaggregate umfassen ein Dreschwerk, das einen von dem
Schneidwerk zugeführten Erntegutstrom in einen im Wesentlichen
aus Körnern, Kurzstroh und Spreu bestehenden ersten Teilstrom
und einen im Wesentlichen aus Stroh und einem Restkornanteil bestehenden
zweiten Teilstrom zerlegt, ein Abscheideorgan wie etwa einen Hordenschüttler
zum Abscheiden des Kornanteils aus dem zweiten Teilstrom, und eine
Reinigungsstufe, in der dieser Kornanteil mit dem ersten Teilstrom
vereinigt und der dadurch erhaltene Gutstrom auf angeblasenen Sieben
von Nicht-Kornanteilen gereinigt wird.
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Die
in der Reinigungseinheit abgeschiedenen Nicht-Kornanteile umfassen
einerseits eine Fraktion von leichten, vom Anblasstrom fortgetragenen Partikeln, die
im Wesentlichen aus Spreu, ausgedroschenen Ährenbruchstücken
etc. besteht und aus dem Maschinengehäuse 3 ausgeworfen
wird, und eine Fraktion von Teilchen, die zu schwer sind, um vom
Anblasstrom fortgetragen zu werden, und zu groß, um die
Siebe der Reinigungseinheit zu passieren. Diese als Überkehrgutstrom
bezeichnete Fraktion fällt nach Überqueren der
Siebe an deren rückwärtiger Kante herunter und
sammelt sich in Bodennähe des Maschinengehäuses 3 an
einer Querförderschnecke 5. Die Querförderschnecke 5 führt
das Material einem Überkehrelevator 6 zu, der
zum besseren Verständnis der Erfindung in 1 dargestellt ist,
obwohl er an sich wie die Querförderschnecke 5 im
Innern des Maschinengehäuses 3 verborgen ist. Der Überkehrelevator 6 fördert
den Überkehrgutstrom bis zu einer Stelle unmittelbar hinter
der Rückwand der Fahrerkanzel 4, wo er an eine
zweite Querförderschnecke 7 übergeben
wird.
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Die
Querförderschnecke 7 speist den Überkehrgutstrom
zurück in den vom Schneidwerk zum Dreschwerk geförderten
Erntegutstrom. Da die Querförderschnecke 5 und
der Überkehrelevator 6 selbst eine Dreschwirkung
auf den Überkehrgutstrom ausüben, kann es einer
alternativen Ausgestaltung zufolge auch genügen, den Überkehrgutstrom
auf einen Vorbereitungsboden am Eingang der Reinigungseinheit zurückzuführen.
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In
der Ansicht der Fahrerkanzel 4 ist eine dem Betrachter
zugewandte äußere Verkleidung weggelassen, um
einen Schacht 8 zeigen zu können, der von einem
die Querförderschnecke 7 rohrförmig umgebenden
Kanal 11 ausgeht und sich bis zu einem Innenverkleidungselement 9 der
Fahrerkanzel 4 erstreckt. Wie in der Vorderansicht der 2 zu
erkennen, endet der Schacht 8 an diesem Innenverkleidungselement 9 an
einem Fenster 10, durch das der Fahrer auf die rotierende
Querförderschnecke 7 und den von ihr geförderten Überkehrgutstrom
blicken kann.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung der Querförderschnecke 7 und
des Kanals 11. Der Schacht 8 schließt
dicht an die Wände des Kanals 11 an, so dass ein
durch den Schacht 8 hindurch einsehbarer Bereich 12 des
Kanals 11 Umgebungslicht allenfalls durch das Fenster 10 empfangen
kann. Da diese geringe Lichtmenge nicht ausreicht, um dem Fahrer
die Beurteilung des Überkehrgutstroms zu ermöglichen,
ist eine interne Lichtquelle 13 am Kanal 11 vorgesehen.
Die Lichtquelle 13 umfasst vorzugsweise ein oder mehrere
Weißlicht-LEDs. Die Lichtquelle 13 ist hier am
Ende eines zweiten Schachts 14 angeordnet, um den Überkehrgutstrom
unter einem nicht verschwindenden Winkel in Bezug zur Blickrichtung
des Fahrers durch den Schacht 8 anzustrahlen. So sind durch
den Schacht 8 nicht nur die Partikel des Überkehrgutstroms
sichtbar, sondern auch von diesem geworfene Schatten, was die Beurteilung
der Zusammensetzung des Überkehrgutstroms erleichtert.
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Um
von dem Überkehrgutstrom emittierte Staubteilchen von der
Lichtquelle 13 und einer Scheibe des Fensters 10 fern
zu halten, sind an den Wänden der Schächte 8, 14 Druckluftdüsen 15 verteilt, um
einen von der Lichtquelle bzw. der Scheibe fort gerichteten Luftstrom
zu erzeugen, der den Staub daran hindert, bis zur Lichtquelle 13 bzw.
der Scheibe vorzudringen.
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An
einem Antriebszahnrad 16 der Querförderschnecke 7 ist
ein Drehwinkelsensor 17 angeordnet, zum Beispiel ein Hall-Sensor,
der ihn passierende Zähne des Antriebszahnrades 16 registriert.
Eine Auswerteelektronik 18 des Sensors 17, hier
zum Beispiel ein digitaler Zähler, liefert jedes Mal, wenn
die Schnecke 7 sich in einer vorgegebenen Winkelstellung
befindet, zum Beispiel wenn sämtliche Zähne des
Antriebszahnrades 16 vom Sensor 17 registriert worden
sind, einen Triggerimpuls an eine Verzögerungsstufe 19.
Die Verzögerungsstufe 19 kann zum Beispiel als
ein an sich bekanntes Monoflop ausgeführt sein, dessen
Verweilzeit im instabilen Zustand durch einen daran angeschlossenen
externen Kondensator 20 und ein Potentiometer 21 festgelegt
ist. Der Widerstandswert des Potentiometers 21 und damit
die Verzögerung der Verzögerungsstufe 19 ist
am Armaturenbrett 22 der Fahrerkanzel 4 einstellbar.
Die Verzögerungsstufe 19 triggert ihrerseits eine
Leistungs-Endstufe 23, die die Lichtquelle 13 mit
Strom versorgt.
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Die
Endstufe 23 ist über einen ebenfalls am Armaturenbrett 22 angebrachten
Wählschalter 24 umschaltbar zwischen zwei Betriebsmodi,
einem kontinuierlichen, in welchem die Lichtquelle 13 mit
einer Gleichspannung beaufschlagt ist, und einem intermittierenden,
in welchem die Lichtquelle 13 mit jeweils von der Verzögerungsstufe 19 getriggerten Spannungsimpulsen
versorgt wird.
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Die
mittlere Stromstärke, mit der die Endstufe 23 die
Lichtquelle 13 in beiden Betriebsmodi beaufschlagt, ist
proportional zur Lichtintensität, die von einem Fotodetektor,
zum Beispiel einer Fotodiode 25, in der Fahrerkanzel 4 registriert
wird. Die Helligkeit, mit der der einsehbare Bereich 12 ausgeleuchtet wird,
ist dadurch proportional zur von der Fotodiode 25 empfangenen
Umgebungshelligkeit. Indem der Proportionalitätsfaktor
passend eingestellt wird, kann sichergestellt werden, dass der Fahrer
den Überkehrgutstrom im Bereich 12 sofort gut
erkennen kann, wenn er seinen Blick vom vor der Fahrerkanzel 4 liegenden
Feld auf das Fenster 10 wendet.
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Der
Proportionalitätsfaktor kann durch den Fahrer einstellbar
sein. Einer Weiterentwicklung zufolge ist er für verschiedene
Arten von Erntegut in einer Steuereinheit des Mähdreschers
gespeichert und wird von dieser automatisch gesetzt, wenn die Steuereinheit
die Art des Ernteguts am Typ des montierten Schneidwerks erkennt
oder wenn der Fahrer diese durch eine Tastenbetätigung
spezifiziert. So kann sichergestellt werden, dass unabhängig
von der Farbe des Ernteguts und seiner Körnung der einsehbare Bereich 12 sowohl
hell genug als auch mit zum Einfrieren der Bewegung ausreichend
kurzen Blitzen beleuchtet wird.
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In
der in 3 gezeigten Konfiguration füllt die Schnecke 7 einen
großen Teil des einsehbaren Bereichs 12 aus. Wenn
die Verzögerungsstufe 19 so eingestellt ist, dass
die Lichtquelle 13 jeweils in dieser Konfiguration einen
Blitz emittiert, ist vom Überkehrgutstrom relativ wenig
zu sehen, und es liegt auf der Hand, dass eine Beurteilung seiner
Zusammensetzung schwierig ist. Indem der Fahrer den Potentiometer 21 verstellt,
kann er die Phasenlage der Schnecke 7, bei der die Lichtblitze
imitiert werden, variieren und sie zweckmäßigerweise
so einstellen, dass im einsehbaren Bereich 12 im Wesentlichen
nur der Überkehrgutstrom zwischen zwei Windungen der Schnecke 7 beleuchtet
wird und sichtbar ist.
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4 zeigt
anhand eines horizontalen Schnitts durch die Fahrerkanzel 4 eine
abgewandelte Ausgestaltung der Erfindung, bei der der Schacht 8 im
Innern der Fahrerkanzel 4 durch ein verstellbares Rohr 26 verlängert
ist. Am Übergang zwischen dem Schacht 8 und dem
Rohr 26 in Höhe des Innenverkleidungselements 9 ist
ein justierbarer Spiegel 27 vorgesehen, den der Fahrer
sich in ähnlicher Weise wie den Rückspiegel eines
Kraftfahrzeugs passend zu seiner Körpergröße
und Sitzhaltung einstellen kann, um, ohne den Kopf weit nach hinten
drehen zu müssen, den Bereich 12 einsehen zu können.
Das Rohr 26 ist, beispielsweise über einen den
Spiegel 27 umfangenden Balgen, gelenkig mit dem Innenverkleidungselement 9 verbunden
und zwischen einer Platz sparenden, am Innenverkleidungselement 9 anliegenden,
gestrichelt gezeichneten Nichtgebrauchsstellung und einer von dem
Innenverkleidungselement 9 abgespreizten, in der Figur
mit durchgezogenen Linien dargestellten Gebrauchsstellung schwenkbar,
in der eine geringe Kopfbewegung des Fahrers ausreicht, damit er
in das Rohr 26 hineinblicken kann.
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Das
Rohr 26 kann zum Abschirmen von Fremdlicht in seinem Innern
mit einer Augenmuschel 28 versehen sein und ist vorzugsweise
zumindest an seinem freien Ende in sich flexibel.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mähdrescher
- 2
- Fahrgestell
- 3
- Maschinengehäuse
- 4
- Fahrerkanzel
- 5
- Querförderschnecke
- 6
- Überkehrelevator
- 7
- Querförderschnecke
- 8
- Schacht
- 9
- Innenverkleidungselement
- 10
- Fenster
- 11
- Kanal
- 12
- einsehbarer
Bereich
- 13
- Lichtquelle
- 14
- Schacht
- 15
- Druckluftdüse
- 16
- Antriebszahnrad
- 17
- Drehwinkelsensor
- 18
- Auswerteelektronik
- 19
- Verzögerungsstufe
- 20
- Kondensator
- 21
- Potentiometer
- 22
- Armaturenbrett
- 23
- Leistungs-Endstufe
- 24
- Wählschalter
- 25
- Fotodiode
- 26
- Rohr
- 27
- Spiegel
- 28
- Augenmuschel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102007007385
A1 [0002]
- - DE 19912372 C1 [0004]
