DE102013214561A1

DE102013214561A1 - Anordnung zur Höhensteuerung eines Vordruckbügels eines Erntevorsatzes

Info

Publication number: DE102013214561A1
Application number: DE102013214561.6A
Authority: DE
Inventors: Gerit Steege; Martin Hüning; Clemens Weitenberg; Leo Schulze Hockenbeck; Jan-Dirk Schild; Daniel Gevers
Original assignee: Maschinenfabrik Kemper GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Kemper GmbH and Co KG
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2015-01-29
Anticipated expiration: 2033-07-26
Also published as: DE102013214561B4; BE1021977B1

Abstract

Eine Anordnung zur Höhensteuerung eines Vordruckbügels (38) eines Erntevorsatzes (20) umfasst eine Steuereinheit (48) und einen von der Steuereinheit (48) kontrollierten Aktor (42) zur Höhenverstellung des Vordruckbügels (38). Die Steuereinheit (48) steuert den Aktor (42) abhängig von der Vorwärtsgeschwindigkeit und/oder von einem Ausgangswert eines Sensors (50) an, welcher den durch die gegen den Vordruckbügel (38) anströmenden Pflanzen bewirkten Druck erfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Höhensteuerung eines Vordruckbügels eines Erntevorsatzes.
Stand der Technik
Feldhäcksler werden zur Ernte landwirtschaftlich angebauter Pflanzen verwendet, die in der Regel als Futter für Tiere oder zur Biogaserzeugung verwendet werden. Die Pflanzen werden mittels eines so genannten Mähvorsatzes abgeschnitten, zusammengeführt und an den Einzugskanal des Feldhäckslers übergeben. Der Einzugskanal führt die Pflanzen einer Häckseltrommel zu, die sie in kleine Stücke häckselt, woraufhin sie über einen Nachbeschleuniger und einen Auswurfkrümmer auf ein nebenher fahrendes Transportfahrzeug überladen werden.
Die Mähvorsätze umfassen Mäh- und Einzugseinrichtungen, die üblicherweise als rotierende Trommeln oder Kettenförderer ausgeführt sind und zum Abschneiden und Abtransportieren der Pflanzen dienen. Oberhalb der Mäh- und Einzugseinrichtungen sind Vordruckbügel angebracht, die dazu dienen, die auf dem Feld stehenden Pflanzen nach vorn und unten zu drücken, damit sie von den Mäh- und Einzugseinrichtungen erfasst werden (vgl. DE 100 26 500 A1 ). Die Vordruckbügel bewirken, dass die Pflanzen in einer etwa senkrechten Position stehend abgeschnitten werden und sich nicht etwa flach auf den Mähvorsatz legen.
Die Höhe des Vordruckbügels ist an die Höhe des Pflanzenbestandes auf einem Feld anzupassen. Ist der Vordruckbügel zu hoch angebracht, können Pflanzen unter ihm hindurchlaufen und in Positionen gelangen, in denen sie schlecht abgeschnitten werden können. Ist er zu niedrig angebracht, legen sich die Pflanzen über ihn und fallen, nachdem sie durch die Mäh- und Einzugseinrichtung von ihren Wurzeln getrennt wurden, nach hinten vom Mähvorsatz herunter und gehen dem Ernteprozess verloren. Die Höheneinstellung des Vordruckbügels erfolgt im Stand der Technik manuell zu Beginn eines Erntevorgangs. Stellt sich später heraus, dass sie nicht optimal ist, muss der Bediener des Feldhäckslers von seinem Arbeitsplatz heruntersteigen und die Einstellung korrigieren oder mit der nicht optimalen Höheneinstellung weiterarbeiten.
Die DE 10 2006 027 343 A1 beschreibt einen Mähvorsatz mit einem Vordruckbügel, der gemeinsam mit einer darunter angeordneten Teilerspitze in seitlicher Richtung fernbedient verstellbar ist.
Weiterhin beschreibt die DE 24 11 153 A1 eine Höhensteuerung für die Haspel eines Mähdreschers, welche durch Lichtschranken die Höhe des Erntegutbestandes erfasst und die Haspel höhenverstellt.
Aufgabe
Ausgehend vom Stand der Technik wird das der Erfindung zu Grunde liegende Problem darin gesehen, eine Anordnung zur Höhensteuerung für den Vordruckbügel eines Erntevorsatzes für eine Erntemaschine bereitzustellen, welche die erwähnten Nachteile nicht oder in vermindertem Maße aufweist.
Lösung
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst, wobei in den weiteren Ansprüchen Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.
Eine Anordnung zur Höhensteuerung eines Vordruckbügels eines Erntevorsatzes umfasst eine Steuereinheit und einen von der Steuereinheit kontrollierten Aktor zur Höhenverstellung des Vordruckbügels. Die Steuereinheit steuert im Erntebetrieb den Aktor abhängig von der Vorwärtsgeschwindigkeit und/oder von einem Ausgangswert eines Sensors an, welcher den durch die gegen den Vordruckbügel anströmenden Pflanzen bewirkten Druck erfasst.
Auf diese Weise wird die Höhe des Vordruckbügels selbsttätig durch die Steuereinheit kontrolliert, sodass der Bediener der Erntemaschine von der Aufgabe der Höhenverstellung des Vordruckbügels entlastet wird. Die Steuereinheit steuert den Vordruckbügel abhängig von der Vorwärtsgeschwindigkeit an und/oder berücksichtigt den Druck, der durch die anströmenden Pflanzen auf den Vordruckbügel ausgeübt wird. Wenn der Druck größer als ein vorgegebener, zu erwartender Wert ist, deutet das darauf hin, dass sich sehr viele Pflanzen auf dem Vordruckbügel abstützen, sodass er dann anzuheben ist. Analog deutet ein Druck, der kleiner als ein vorgegebener, zu erwartender Wert ist, darauf hin, dass die Pflanzen unter dem Vordruckbügel durchlaufen, sodass er dann abzusenken ist. Bei höheren Vorwärtsgeschwindigkeiten ist der Vordruckbügel höher einzustellen als bei niedrigeren Vorwärtsgeschwindigkeiten, da die Pflanzen sich bei der größeren Geschwindigkeit beim Anprall an den Vordruckbügel weiter nach hinten biegen und daher in größerer Höhe abzustützen sind.
Vorzugsweise nimmt die Steuereinheit insbesondere vor Beginn eines Erntevorgangs und/oder während der Ernte eine Grundeinstellung des Aktors vor, die auf einer Bedienervorgabe und/oder einer optischen Erfassung der Bestandsdichte und/oder Pflanzenhalmstärke und/oder der Pflanzenhöhe basiert. Es wird somit eine Grundeinstellung vorgenommen, die den Vordruckbügel in eine zweckmäßige Höhe verbringt. Während des Erntebetriebs verstellt die Steuereinheit den Aktor ausgehend von der Grundeinstellung abhängig von der Vortriebsgeschwindigkeit und/oder dem Sensorwert, d.h. sie senkt den Vordruckbügel ab oder hebt ihn gegenüber der Grundeinstellung an, wenn der Sensorwert bzw. die Vortriebsgeschwindigkeit darauf hindeuten, dass eine Höhenverstellung sinnvoll erscheint.
Ausführungsbeispiel
In den Zeichnungen ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:
1 eine schematische seitliche Ansicht eines Feldhäckslers mit einem Erntevorsatz, an dem ein in erfindungsgemäßer Weise höhenverstellbarer Vordruckbügel angebracht ist, und
2 ein Flussdiagramm, nach dem die Steuereinrichtung zur selbsttätigen Einstellung der Höhe des Vordruckbügels arbeitet.
Ein in der 1 gezeigter, selbstfahrender Feldhäcksler 10 baut sich auf einem Rahmen 12 auf, der von angetriebenen vorderen Rädern 14 und lenkbaren rückwärtigen Rädern 16 getragen wird. Die Bedienung des Feldhäckslers 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 mit um die Hochachse rotierenden Mäh- und Einzugstrommeln (vgl. EP 0 760 200 A1 ) oder mit Kettenförderern (s. DE 10 2005 004 004 A1 ) ist, vom Boden aufgenommenes Gut, z. B. Mais, Sonnenblumen oder dergleichen, wird durch obere Vorpresswalzen 30 und untere Vorpresswalzen 32 einer Häckseltrommel 22 zugeführt, die es in kleine Stücke häckselt und es einer Nachbeschleunigungseinrichtung 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 Konditioniereinrichtung mit zwei Konditionierwalzen 28, 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.
Zwischen der Erntegutaufnahmevorrichtung 20 und der Häckseltrommel 22 wird das Gut durch einen Einzugsförderer mit unteren Förderwalzen 32 und oberen Förderwalzen 30 transportiert, die innerhalb eines Einzugsgehäuses 36 angebracht sind. Die Förderwalzen 30, 32 werden auch als Vorpresswalzen bezeichnet, da die oberen Förderwalzen 30 durch Federkraft gegen die unteren Förderwalzen 32 vorgespannt sind, damit das Erntegut zwischen den Förderwalzen 30, 32 vorverdichtet wird und besser geschnitten werden kann. Die um den Umfang der Häckseltrommel 22 verteilten Häckselmesser wirken mit einer Gegenschneide zusammen, um das Gut zu häckseln.
Oberhalb des Erntevorsatzes 20 sind mehrere, seitlich nebeneinander angebrachte Vordruckbügel 38 angebracht, die sich über die Arbeitsbreite des Erntevorsatzes 20 erstrecken und dazu dienen, die Pflanzen in einer zum Abschneiden optimalen, in etwa vertikalen Ausrichtung abzustützen (vgl. DE 100 26 500 A1 ). Der Vordruckbügel 38 ist über eine Halterung 40 mit einem Aktor 42 in Form eines Hydraulikzylinders verbunden, der über einen Ventilzusammenbau 44 kontrolliert wird. Der Aktor 42 ist angeordnet, die Höhe des Vordruckbügels 38 über dem Erdboden zu verstellen. Der Ventilzusammenbau 44 wird von einer an Bord des Feldhäckslers 10 befindlichen Pumpe 46 mit Hydraulikfluid versorgt, die jedoch auch am Erntevorsatz 20 montiert und über dessen mechanischen Antriebsstrang vom Feldhäcksler 10 her angetrieben werden könnte.
Eine Steuereinrichtung 48 ist elektrisch mit dem Ventilzusammenbau 44 und einem Sensor 50 verbunden, der in die Halterung 40 eingefügt ist und die horizontalen, von den anströmenden Pflanzen auf den Vordruckbügel 38 übertragenen Kräfte erfasst. Die Steuereinrichtung 48 ist außerdem mit einer in der Kabine 18 am Bedienerarbeitsplatz angebrachten Bedienereingabeeinrichtung 52 und optional mit einer optischen Erfassungseinrichtung 54 in Form einer Kamera oder eines Laserscanners verbunden.
Die Steuereinrichtung 48 arbeitet nach dem in der 2 dargestellten Flussdiagramm. Nach dem Start im Schritt 100 wird im Schritt 102 (vor Erntebeginn) eine Grundeinstellung der Höhe des Vordruckbügels 38 vorgenommen. Diese Grundeinstellung kann derart erfolgen, dass der Bediener über die Bedienereingabeeinrichtung 52 eine gewünschte Höhe des Vordruckbügels 38 eingibt, z.B. in cm oder in Stufen. Es wäre auch denkbar, dass der Bediener die Dichte des Pflanzenbestandes (z.B. durch Auswahl einer Stufe aus „niedrig“, „mittel“ oder „hoch“) und/oder der Halmstärke (z.B. durch Auswahl einer Stufe aus „niedrig“, „mittel“ oder „hoch“) und die Höhe des Pflanzenbestandes (z.B. durch Auswahl einer Stufe aus „niedrig“, „mittel“ oder „hoch“ oder Eingabe eines Wertes in cm) eingibt und die Steuereinrichtung 48 die Einstellung des Aktors 42 daraus ableitet. Die Dichte des Pflanzenbestandes und/oder die Pflanzenhalmstärke und/oder die Höhe des Pflanzenbestandes kann alternativ zu einer Bedienereingabe aus Signalen der optischen Erfassungseinrichtung 54 abgeleitet werden, die mit einer Kamera und einem Bildverarbeitungssystem oder einem Laserscanner (vgl. DE 101 30 665 A1 ) arbeitet.
Im Schritt 104 veranlasst die Steuereinrichtung 48 den Aktor 42 über den Ventilzusammenbau 44, den Vordruckbügel 38 in die im Schritt 102 bestimmte Höhe zu verbringen. Dabei kann auf Rückkopplungssignale von einem Sensor (nicht gezeigt) zur Erfassung der aktuellen Position des Aktors 42 oder des Vordruckbügels 38 oder der Halterung 40 gegenüber dem Rahmen des Erntevorsatzes 20 zurückgegriffen werden.
Es folgt der Schritt 106, in dem die Vorwärtsgeschwindigkeit des Feldhäckslers 20 und der Wert des Sensors 50 erfasst werden. Im Schritt 108 wird abgefragt, ob der vom Sensor 50 erfasste Druck größer als ein erster Druckschwellenwert und/oder die (über einen Fahrzeugbus an die Steuereinrichtung 48 übermittelte) Vorwärtsgeschwindigkeit größer als ein erster Geschwindigkeitsschwellenwert ist. Ist das der Fall, folgt der Schritt 110, in dem die Steuereinrichtung den Aktor 42 veranlasst, den Vordruckbügel 38 anzuheben. Anderenfalls folgt der Schritt 112, in dem abgefragt wird, ob der vom Sensor 50 erfasste Druck kleiner als ein zweiter Druckschwellenwert und/oder die Vorwärtsgeschwindigkeit kleiner als ein zweiter Geschwindigkeitsschwellenwert ist. Ist das der Fall, folgt der Schritt 114, in dem die Steuereinrichtung den Aktor 42 veranlasst, den Vordruckbügel 38 abzusenken. Anderenfalls folgt wieder der Schritt 106.
Auf diese Weise wird der Vordruckbügel 38 zunächst in eine Grundstellung verbracht, die erwartungsgemäß zu brauchbaren Arbeitsergebnissen führt. Sollte der Druck auf den Vordruckbügel größer oder kleiner als erwartet (d.h. wie durch den ersten und zweiten Druckschwellenwert vorgegeben) sein, wird der Vordruckbügel angehoben oder abgesenkt, um die Arbeitsweise zu verbessern. Analog wird der Vordruckbügel bei kleineren Geschwindigkeiten abgesenkt und bei höheren Geschwindigkeiten angehoben.
Die Grundeinstellung kann, anders als in der 2 dargestellt, auch während des Erntebetriebs erfolgen, d.h. die Schritte 110, 112 und 114 wieder auf den Schritt 102 zurückspringen. Auch können die Schwellenwerte der Schritte 108 und 112 fest vorgegeben oder durch den Bediener über die Bedienerschnittstelle modifizierbar sein. Selbstverständlich kann die beschriebene Automatik auch abschaltbar sein, sodass der Bediener dann die Höhe des Vordruckbügels über die Bedienereingabeeinrichtung 52 vorgeben kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10026500 A1 [0003, 0017]
DE 102006027343 A1 [0005]
DE 2411153 A1 [0006]
EP 0760200 A1 [0015]
DE 102005004004 A1 [0015]
DE 10130665 A1 [0019]

Claims

Anordnung zur Höhensteuerung eines Vordruckbügels (38) eines Erntevorsatzes (20), umfassend eine Steuereinheit (48) und einen von der Steuereinheit (48) kontrollierten Aktor (42) zur Höhenverstellung des Vordruckbügels (38), wobei die Steuereinheit (48) konfiguriert ist, den Aktor (42) abhängig von der Vorwärtsgeschwindigkeit und/oder von einem Ausgangswert eines Sensors (50) anzusteuern, welcher eingerichtet ist, den durch die gegen den Vordruckbügel (38) anströmenden Pflanzen bewirkten Druck zu erfassen.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (48) konfiguriert ist, vor Beginn eines Erntevorgangs und/oder während der Ernte eine Grundeinstellung des Aktors (42) vorzunehmen, die auf einer Bedienervorgabe und/oder einer optischen Erfassung der Bestandsdichte und/oder Pflanzenhalmstärke und/oder der Pflanzenhöhe basiert und während des Erntebetriebs den Aktor (42) ausgehend von der Grundeinstellung abhängig von der Vortriebsgeschwindigkeit und/oder dem Sensorwert zu verstellen.
Selbstfahrender Feldhäcksler (10) mit einem Erntevorsatz (20) und einer Anordnung nach Anspruch 1 oder 2.