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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Erntevorsatzgerät mit einer mechanischen Bodentastvorrichtung, die einen mit dem Erntevorsatzgerät verbundenen und um eine quer zur Arbeitsrichtung des Erntevorsatzgerätes ausgerichtete Schwenkachse beweglichen Tastkörper aufweist, dessen Auslenkbewegungen in vertikaler Richtung zur Lageregelung des Erntevorsatzgerätes auswertbar sind.
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Aus der Schrift
DE 102 27 484 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Lagesteuerung eines Erntevorsatzgeräts, im konkreten Beispiel eines Schneidwerks für einen Mähdrescher, bekannt. An der Unterseite des Schneidwerks befinden sich Tastbügel als mechanische Tastkörper, mit denen der Höhenabstand des Schneidwerks zum Boden abgetastet wird, und zwar auf beiden Seiten des Schneidwerks. Die Tastbügel sind an ihrem vorderen Ende um eine quer zur Arbeitsrichtung des Erntevorsatzgerätes ausgerichtete Schwenkachse beweglich. Die Schwenkbewegungen des Tastbügels um die Schwenkachse herum werden über ein Drehpotentiometer in elektrische Stellsignale umgewandelt, die zur Lageregelung des Schneidwerks auswertbar sind.
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Die Tastkufen sind üblicherweise als massive Metallgussteile ausgeführt, um den auf sie einwirkenden Längs- und Querkräften einen ausreichenden Widerstand entgegen setzen zu können. Die einwirkenden Kräfte resultieren aus dem Bodenkontakt der Tastkufe. Beim Betrieb schleift die Tastkufe funktionsnotwendig über den Boden und ist dabei erheblichen Reibkräften ausgesetzt. Sie kollidiert dabei mit Hindernissen oder wird in Spalten eingeklemmt. Die Tastkufen müssen beim Betrieb auch Querkräfte aufnehmen können, beispielsweise bei Kurven- und Rückwärtsfahrt, und entsprechend stabil dimensioniert sein. Auch die Aufhängungsteile müssen sehr stabil ausgeführt werden, um die Tastkufen tragen und die einwirkenden Kräfte aufnehmen zu können.
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Die Tastkufen können sich zwar in vertikaler Richtung bewegen und dadurch Hindernissen ausweichen, gleichwohl kommt es aber immer wieder zu Schäden an den Tastkufen, durch die die Erntemaschine insgesamt ausfällt, weil sie ohne eine funktionierende Höhenregelung des Erntevorsatzgeräts nicht einsetzbar sind.
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Um die Schadenanfälligkeit der Tastkörper zu verringern, ist es bekannt, die Aufhängung der Tastkufen mit Federn zu versehen. Auch sind Tastbügel bekannt, die ganz oder teilweise aus Kunststoff hergestellt sind. Auch bei diesen Lösungen kommt es jedoch zu Schäden wie plastischen Verformungen und Materialbrüchen, und die Signalqualität des Tastkörpers wird schlechter, weil er durch die größere Flexibilität in der eigenen Form oder der Aufhängung mit seinen Bewegungen nicht mehr genau den Abstand zum Boden signalisiert.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Störanfälligkeit des Tastkörpers zu verringern.
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Die Aufgabe wird für einen gattungsgemäßen Tastkörper gelöst, indem der Tastkörper eine Teilung aufweist und die Teile des Tastkörpers durch ein Gelenk miteinander verbunden sind, wobei das Gelenk eine Schwenkachse aufweist, die eine Bewegung des Tastkörpers in eine Richtung quer zur Arbeitsrichtung zulässt.
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Indem der Tastkörper nicht nur in vertikaler Richtung, sondern auch in einer Richtung quer zur Arbeitsrichtung beweglich ist, verringern sich die auf den Tastkörper einwirkenden Querkräfte erheblich. Der Tastkörper kann bei einwirkenden Querkräften in seitlicher Richtung ausweichen und dadurch die Querkräfte verringern. Das Risiko, dass der Tastkörper bei Kurven- und Rückwärtsfahrt sowie bei Anstößen an Hindernisse beschädigt werden könnte, ist dadurch erheblich verringert. Die beim Betrieb der Erntemaschine auf den Tastkörper einwirkenden Kraftspitzen verringern sich deutlich, wenn der Tastkörper einwirkenden Kräften auch in einer Richtung quer zur Arbeitsrichtung ausweichen kann. Mit der Arbeitsrichtung der Erntemaschine ist die Richtung gemeint, in der die Arbeitsmaschine auf das aufzunehmende Erntegut zu bewegt wird.
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Durch die geringeren Kräfte, die auf den Tastkörper einwirken, kann sowohl der Tastkörper selbst als auch die zugehörigen Aufhängungsteile weniger stabil ausgeführt werden. Dadurch verringern sich das Gewicht der Komponente zur Messung des Bodenabstands des Schneidwerks sowie die Herstellungskosten für die betreffenden Bauteile erheblich. Durch die geringere Massenträgheit steigt die Reaktionsgeschwindigkeit des Tastkörpers auf Veränderungen des Bodenabstands, und die Signalqualität des Tastkörpers verbessert sich.
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Die Teilung des Tastkörpers hat keinen negativen Einfluss auf dessen Signalqualität, weil die Vertikalbeweglichkeit des Tastkörpers durch die zusätzliche Bewegungsmöglichkeit in einer Richtung quer zur Arbeitsrichtung kaum beeinträchtigt wird. Bei Querbewegungen können sich je nach Bauteilgeometrien und der räumlichen Lage des Gelenks und der zugehörigen Schwenkachse zwar geringfügige Veränderungen in der Höhenerstreckung des Tastkörpers ergeben, diese Höhenänderungen sind jedoch so geringfügig, dass sie vernachlässigt werden können. Sie sind jedenfalls geringer als die Höhendifferenzen, die durch eine Verformung von Kunststoffteilen des Tastkörpers eintreten können und dadurch ein entsprechendes Sensorsignal wegpuffern. Durch die Bewegungsmöglichkeit quer zur Arbeitsrichtung der Erntemaschine kann der Tastkörper nun auch beispielsweise Stoppeln oder sonstigem auf dem Boden liegendem Erntegut ausweichen, die ohne eine solche seitliche Ausweichbewegung das vom Tastkörper abgeleitete Höhensignal verfälschen würden.
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Die Ersatzteilkosten für den Benutzer sinken, weil mit der Teilung des Tastkörpers nun im Verschleiß- oder Reparaturfall häufig nur noch der Teil des Tastkörpers ausgetauscht werden muss, der einen Bodenkontakt hat. Der Austausch des Verschleißteils ist auch vereinfacht, weil der Tastkörper nicht mehr insgesamt von der Elektronik und vom Schneidwerk ab- und angebaut werden muss, sondern die elektronik- und schneidwerknahen Bauteile bei einem Austausch des bodenkontaktierenden Teils in ihrer Einbaulage am Schneidwerk verbleiben können und nur das Gelenk auseinandergebaut werden muss, um das Austauschteil zu montieren.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Teil des Tastkörpers mit der quer zur Arbeitsrichtung des Erntevorsatzgerätes ausgerichteten Schwenkachse verbunden und um diese Schwenkachse in vertikaler Richtung verschwenkbar, und der zweite Teil des Tastkörpers bildet die Kontaktfläche für den Bodenkontakt aus und ist über das Gelenk in eine Richtung quer zur Arbeitsrichtung beweglich. Indem der erste Teil in vertikaler Richtung und der zweite Teil in einer Richtung quer zur Arbeitsrichtung verschwenkbar sind, ergibt sich ein definiertes Schwenkverhalten. Wenn nur der zweite Teil, der den Bodenkontakt hat, in Querrichtung ausweichen kann, bleibt es bei einem eindeutigen Schwenkverhalten des Tastkörpers insgesamt in vertikaler Richtung über den ersten Teil. Gleichzeitig reicht es zur Reduzierung der einwirkenden Kraftspitzen völlig aus, nur den zweiten Teil in Querrichtung ausweichbar auszugestalten, da der erste Teil keinen Bodenkontakt hat.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der mit seinem freien Ende bewegliche zweite Teil des Tastkörpers durch ein zugfestes mit dem Erntevorsatzgerät verbundenes Koppelelement in seiner Beweglichkeit eingeschränkt. Durch die eingeschränkte Beweglichkeit werden Schwenkstellungen des zweiten Teils des Tastkörpers vermieden, die ihrerseits zu Beschädigungen führen können, wie beispielsweise zu starke Winkelstellungen zur Vorfahrtrichtung. Das zugfeste Koppelelement kann beispielsweise aus einem Seil oder einer Kette bestehen.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist im Gelenk ein Gleitlager verbaut. Das Gleitlager erlaubt eine widerstandsarme und leichtgängige Verschwenkbewegung des quer zur Arbeitsrichtung beweglichen Teils des Tastkörpers. Das Gleitlager arbeitet zudem nahezu verschleißfrei.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Tastkörper in vertikaler Richtung biegesteif ausgebildet. Unter dem Begriff „biegesteif“ ist eine Steifigkeit zu verstehen, bei der sich unter Einwirkung der auf den Tastkörper im Rahmen des üblichen Betriebs einwirkenden Kräfte keine Verformungen einstellen, die einen Wert von 5 % der Bauhöhe des Tastkörpers in einer entspannten Stellung überschreiten. Demnach ist der Tastkörper nicht zwingend absolut biegesteif, sondern kann eine gewisse Eigenelastizität aus dem verwendeten Material und/oder seiner Bauform aufweisen. Diese sollte aber den genannten Schwellwert nicht überschreiten, um das aus dem Tastkörper abgeleitete Höhensignal nicht übermäßig zu verfälschen. Eine gewisse Elastizität kann aber vorteilhaft sein, um einwirkende Kraftspitzen reduzieren zu können.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Gelenk im Bereich zwischen der quer zur Arbeitsrichtung des Erntevorsatzgerätes ausgerichteten Schwenkachse und dem Kontaktpunkt des Tastkörpers zum Boden angeordnet. Dadurch wird ein Bodenkontakt des Gelenks vermieden, andererseits aber die Verschwenkbarkeit des Tastkörpers in Querrichtung im Wesentlichen auf den Abschnitt beschränkt, der sehr nah am Boden ist und während des normalen Betriebs einen Bodenkontakt hat. Indem nur ein zweiter Teil des Tastkörpers in Querrichtung verschwenkbar ist, wird auch der daraus resultierende mögliche negative Einfluss auf die Signalqualität des Tastkörpers für die relative Höhenlage des Erntevorsatzgeräts zum Boden niedrig gehalten.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Gelenk etwa mittig zwischen der quer zur Arbeitsrichtung des Erntevorsatzgerätes ausgerichteten Schwenkachse und dem Kontaktpunkt des Tastkörpers zum Boden angeordnet. Die etwa mittige Lage stellt einen guten Kompromiss dar zwischen einer guten Signalqualität, einer guten Verringerung der auf den Tastkörper einwirkenden Kraftspitzen, ausreichend großen Ausweichbewegungsmöglichkeiten des zweiten Teils des Tastkörpers in Querrichtung und einem Schutz des Gelenks vor einem Bodenkontakt.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist im Gelenk und/oder am quer zur Arbeitsrichtung beweglichen zweiten Teil des Tastkörpers ein Kraftspeicher angeordnet, der bei einer Auslenkbewegung des quer zur Arbeitsrichtung beweglichen zweiten Teils des Tastkörpers eine Rückstellkraft ausübt. Durch die Rückstellkraft wird der in Querrichtung bewegliche zweite Teil des Tastkörpers aus der ausgeschwenkten Stellung wieder in die Nulllage zurückgedrückt. Der Kraftspeicher bewirkt, dass der bewegliche zweite Teil des Tastkörpers nach Möglichkeit nur solange in einer Ausweichstellung verbleibt, wie das zur Vermeidung zu hoher Kraftspitzen erforderlich ist. Als Kraftspeicher können beispielsweise Federn verwendet werden, oder es ist eine dreidimensionale Kulisse in das Gelenk integriert, die durch das Eigengewicht und/oder eine Tellerfeder wieder in die Nulllage zurückgedrückt wird.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Schwenkachse, um die der in eine Richtung quer zur Arbeitsrichtung bewegliche zweite Teil des Tastkörpers im Gelenk verschwenkbar ist, in der Arbeitsstellung des Tastkörpers entgegen der Arbeitsrichtung der Erntemaschine geneigt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen beliebigen technisch möglichen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1: eine Seitenansicht auf ein Erntevorsatzgerät mit Tastkörper,
- 2: eine vergrößerte Seitenansicht auf einen Tastkörper, und
- 3: eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Gelenks.
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In 1 ist eine Seitenansicht auf ein Erntevorsatzgerät 2 mit einem Tastkörper 4 gezeigt. Bei dem Erntevorsatzgerät 2 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein Getreideschneidwerk, das vor einen Mähdrescher gehängt werden kann. Der Mähdrescher fährt in Arbeitsrichtung A in den Erntegutbestand ein.
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Der Tastkörper 4 befindet sich an der Unterseite des Erntevorsatzgerätes 2. Der Tastkörper 4 besteht aus einem ersten Teil 6 und einem zweiten Teil 8. Beide Teile 6, 8 sind durch ein Gelenk 10 miteinander verbunden.
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Der Tastkörper 4 ist in 2 in einer vergrößerten Ansicht gezeigt. Der erste Teil 6 des Tastkörpers 4 ist über die Schwenkachse 14 mit dem Erntevorsatzgerät 2 verbunden. Der Tastkörper 4 kann in vertikaler Richtung um die Schwenkachse 14 schwenken. Die Schwenkbewegung wird elektronisch ausgewertet, um über eine entsprechende Stellvorrichtung die Höhenlage des Erntevorsatzgerätes 2 in Relation zum Boden zu regeln. Bei der Ernte liegt der Tastkörper 4 mit einer Kontaktfläche 16 auf dem Boden auf und schleift über den Boden, wenn der Mähdrescher fährt. Je nachdem, in welche Richtung sich der Tastköper 4 um die Schwenkachse 14 dreht, zeigt dies der Regelelektronik an, ob sich der Abstand des Erntevorsatzgerätes 2 zum Boden hin verringert oder vergrößert und ob die Höheneinstellung des Erntevorsatzgerätes 2 gegebenenfalls angepasst werden muss.
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Durch das Gelenk 10 geht eine Schwenkachse 12 hindurch, um die der zweite Teil 8 des Tastkörpers 4 herum quer zur Arbeitsrichtung des Erntevorsatzgerätes 2 schwenkbar ist. Die Schwenkachse 12 steht annähernd vertikal in Arbeitsrichtung gesehen auf dem Boden. Sie ist allerdings entgegen der Arbeitsrichtung A leicht schräg nach hinten hin geneigt.
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In 2 ist außerdem noch das Koppelelement 18 erkennbar, das an einem Ende beispielsweise mit einem Karabinerhaken am Erntevorsatzgerät 2 und mit dem anderen Ende am freien Ende des zweiten Teils 8 des Tastkörpers 4 befestigt sein kann. Das Koppelelement 18 dient dem Zweck, die Schwenkbewegungen des zweiten Teils 8 des Tastkörpers 4 in seitlicher Richtung, aber auch in der Höhe beispielsweise beim Ausheben des Schneidwerks zu begrenzen.
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3 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht durch ein Gelenk 10. In dem Ausführungsbeispiel ist in den Überlappungsbereich des ersten Teils 6 mit dem zweiten Teil 8 ein Gleitlagerteil 20 eingelegt, um das herum die ersten und zweiten Teile 6, 8 herumschwenken können. Das Gleitlagerteil 20 ist mit einer Spannschraube 22 verschraubt, die mit einer Unterlegscheibe gegen die Oberfläche des zweiten Teils 8 abgestützt ist. Das Gelenk kann auch auf andere Weise ausgeführt sein, als es dem beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Dem Fachmann bereitet es keine Schwierigkeiten, die Ausführungsbeispiele auf eine ihm geeignet erscheinende Weise abzuwandeln, um sie an einen konkreten Anwendungsfall anzupassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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