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Die Erfindung betrifft einen Emtevorsatz zur Ernte stängelartiger Pflanzen, umfassend:
- einen Trägerrahmen mit einer oder mehreren Emteeinheiten zum Ernten der stängelartigen Pflanzen, der in einer Vorwärtsrichtung über ein Feld bewegbar ist,
- wenigstens ein am Trägerrahmen um eine sich quer zur Vorwärtsrichtung erstreckende Achse schwenkbar angelenktes, an seiner Rückseite bodenkopierend auf einer Kufe abgestütztes Mulchgerät mit einer durch einen Antrieb rotativ antreibbaren Welle, an welcher ein oder mehrere Werkzeuge zur Bearbeitung der nach dem Abernten der Pflanzen durch die Ernteeinheit(en) im Feld verbleibenden Pflanzenstümpfe angebracht sind, wobei sich die Neigung des Mulchgeräts und somit der Welle gegenüber der Vertikalen ändert, wenn das Mulchgerät der Bodenkontur folgt und/oder die Höhe des Trägerrahmens gegenüber dem Boden und/oder Neigung des Rahmens in Querrichtung gegenüber dem Boden verstellt wird.
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Stand der Technik
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Zur Ernte von stängelartigem Erntegut werden üblicherweise für die Getreideernte Schneidwerke und für die Maisernte Pflücker oder Maismähvorsätze verwendet. Diese Erntevorsätze werden an selbstfahrenden Erntemaschinen, wie Mähdreschern oder Feldhäckslern montiert und fördern im Erntebetrieb das abgeschnittene Erntegut in einen Einzugsförderer der Erntemaschine.
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Während der Antrieb der angetriebenen Elemente der Pflücker und Maismähvorsätze in der Vergangenheit und auch derzeit üblicherweise über mechanische Antriebsstränge erfolgt (s. beispielsweise
EP 0 099 527 A2 ), wurde auch schon vorgeschlagen, antreibbare Elemente der zur Maisernte vorgesehenen Erntevorsätze hydrostatisch oder durch Elektromotore anzutreiben. Hierzu wird bei Maispflückern auf die
DE 100 26 495 A1 mit elektrischem oder hydraulischem Antrieb von Pflückwalzen und bei Maismähvorsätzen auf die
DE 20 2011 002 195 U1 und die
DE 10 2010 031 363 A1 verwiesen, gemäß welcher die Schneidscheiben und Förderrotoren von Mäh- und Einzugseinrichtungen getrennt oder gemeinsam durch zugeordnete Elektromotore angetrieben werden. Durch elektrische oder hydrostatische Antriebe der Annahme- und Abgabeförderer von Maismähvorsätzen kann auch eine drehzahlveränderliche Antriebsgeschwindigkeit bereitgestellt werden, zwecks Anpassung an die Vortriebsgeschwindigkeit und Schnittlänge (
DE 10 2004 029 953 A1 ) und/oder die von den einzelnen Mäh- und Einzugseinrichtungen jeweils aufgenommene Erntegutmenge (
DE 10 2013 212 174 A1 ). Die
EP 1 862 057 A1 beschreibt einen Erntevorsatz mit separaten, hydrostatischen Antrieben aller Mäh- und Einzugseinrichtungen, die es ermöglichen, die die einzelnen Mäh- und Einzugseinrichtungen im Überlastfall getrennt voneinander oder gruppenweise anzuhalten oder zu reversieren.
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Unterhalb von Erntevorsätzen zur Maisernte werden in vielen Fällen Mulchgeräte zur Zerkleinerung und/oder Zerfaserung der nach der Ernte auf dem Feld verbleibenden Pflanzenstümpfe angebracht, sei es zur Schonung der Reifen der auf dem Feld fahrenden Fahrzeuge, zur Verbesserung der Verrottung der Pflanzenreste oder zur Vernichtung des Überwinterungsraumes des Maiszünslers (Ostrinia nubilalis). Ein Maismähvorsatz mit einem derartigen Mulchgerät wird beispielsweise in der
EP 3 269 223 A1 gezeigt. Das um die Querachse frei schwenkbar am Emtevorsatz angebrachte, über einen mechanischen Antriebsstrang von der Erntemaschine her angetriebene Mulchgerät wird durch eine Feder oder einen Aktor nach unten vorgespannt und folgt mit einer Kufe der Bodenkontur. In anderen Vorveröffentlichungen offenbarte Mulchgeräte können auch elektrisch oder hydraulisch angetrieben werden, wie in der
DE 10 2016 218 857 A1 beschrieben, in welcher um die Querachse rotierende Werkzeuge verwendet werden, während in der
DE 10 2016 214 323 A1 ein Mulchgerät mit zusammenwirkenden, um die Hochachse rotierenden Quetschwalzen beschrieben wird, die elektrisch oder hydraulisch antreibbar sind und mit einer von der Vortriebsgeschwindigkeit abhängigen Drehzahl angetrieben werden, um eine minimale Relativgeschwindigkeit zwischen dem Umfang der Quetschwalzen und dem Stängel zu erreichen, was auch eine Anpassung der Drehgeschwindigkeit in Kurven beinhaltet.
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Aufgabe
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In der Praxis hat sich ein Mulchgerät nach
EP 3 269 223 A1 mit um die Hochachse rotierenden Werkzeugen zur Bearbeitung der Pflanzenstümpfe bewährt, welches durch eine rückwärtige Kufe auf dem Boden geführt wird. Allerdings ergibt sich eine weniger gute Bearbeitung der Pflanzenstümpfe in Fällen, in denen der Erntevorsatz und somit auch das Mulchgerät in relativ großer Höhe über den Boden geführt werden, da die Drehachse, um welche die Werkzeug rotieren, dann nicht senkrecht, sondern schräg nach hinten geneigt steht, sodass die Werkzeuge mit aufgrund der höheren Position des Erntevorsatzes längeren Pflanzenstümpfen zusammenwirken, hierfür aber nur dieselbe Zeit zur Verfügung steht, was insbesondere bei höheren Vortriebsgeschwindigkeiten möglicherweise zu nicht hinreichend bearbeiteten Pflanzenstümpfen führen kann, in denen der Maiszünsler überleben kann.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Emtevorsatz mit einem Mulchgerät bereitzustellen.
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Lösung
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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.
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Ein Emtevorsatz zur Ernte stängelartiger Pflanzen umfasst:
- einen Trägerrahmen mit einer oder mehreren Emteeinheiten zum Ernten der stängelartigen Pflanzen, der in einer Vorwärtsrichtung über ein Feld bewegbar ist,
- wenigstens ein am Trägerrahmen um eine sich quer zur Vorwärtsrichtung erstreckende Achse schwenkbar angelenktes, an seiner Rückseite bodenkopierend auf einer Kufe abgestütztes Mulchgerät mit einer durch einen Antrieb rotativ antreibbaren Welle, an welcher ein oder mehrere Werkzeuge zur Bearbeitung der nach dem Abernten der Pflanzen durch die Ernteeinheit(en) im Feld verbleibenden Pflanzenstümpfe angebracht sind, wobei sich die Neigung des Mulchgeräts und somit der Welle gegenüber der Vertikalen ändert, wenn das Mulchgerät der Bodenkontur folgt und/oder die Höhe des Trägerrahmens gegenüber dem Boden und/oder Neigung des Rahmens in Querrichtung gegenüber dem Boden verstellt wird,
- wobei die Drehzahl des Antriebs durch eine Steuereinrichtung verstellbar ist, welche konfiguriert ist, anhand der Steuereinrichtung zugeführter Signale hinsichtlich der Vortriebsgeschwindigkeit des Erntevorsatzes und/oder der Neigung der Welle gegenüber der Vertikalen die Drehzahl des Antriebs zu verändern.
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Mit anderen Worten wird die Drehzahl des Antriebs der etwa vertikal orientierten Welle des bodenkopierend angebrachten Mulchgeräts abhängig von der Neigung der Welle gegenüber der Hochachse und/oder der aktuellen Vortriebsgeschwindigkeit durch die Steuereinrichtung selbsttätig verstellt, um die eingangs geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen.
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Die Welle kann zumindest näherungsweise quer zu einer gedachten Verbindungslinie zwischen der Achse und der Kufe orientiert sein, analog zur in der
EP 3 269 223 A1 gezeigten Ausführungsform, deren Offenbarung durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen wird.
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Der Antrieb der Welle des Mulchgeräts kann einen elektrischen oder hydraulischen Antriebsmotor umfassen, obwohl auch ein mechanischer Antrieb mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis (z.B. ein Riemenvariator) verwendbar wäre.
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Insbesondere sind mehrere Mulchgeräte über die Breite des Erntevorsatzes verteilt, die durch ihnen einzeln zugeordnete Antriebe antreibbar sind, oder von denen mehrere oder sämtliche durch einen gemeinsamen Antrieb antreibbar sind. Diese Antriebe können einzeln oder gruppenweise oder sämtlich durch die Steuereinrichtung drehzahlveränderlich ansteuerbar sind, und in den ersten beiden Fällen mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden, abhängig von der jeweiligen Höhe und/oder Vortriebsgeschwindigkeit. Bei mit gleicher Drehzahl betriebenen Antrieben wird ein minimaler oder maximaler oder mittlerer Wert der geeigneten Drehzahlen der betroffenen Mulchgeräten durch die Steuereinrichtung ermittelt und eingestellt.
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Die Steuereinrichtung kann bei einzeln oder gruppenweise veränderbarer Drehzahl der Antriebe konfiguriert sein, die Drehzahlen der Antriebe bei einer Kurvenfahrt abhängig von der Position des jeweils angetriebenen Mulchgeräts und dem Kurvenradius und der Kurvenrichtung separat zu verändern, um die Drehzahl an die Kurvengeschwindigkeit anzupassen.
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Die Steuereinrichtung kann konfiguriert sein, die Neigung der Welle anhand einer mittels eines Sensors erfassten Höhe des Trägerrahmens über dem Boden und bekannter Abmessungen des Mulchgeräts zu ermitteln. Es muss im Übrigen nicht der Umweg über eine explizite Berechnung des Winkels gegangen werden, sondern anhand der Höhe und eines geeigneten Algorithmus (Tabelle, Formel etc.) kann anhand der Höhe direkt die Drehzahl ermittelt werden, wobei der Winkel im Algorithmus direkt oder indirekt mit berücksichtigt wird, was analog für die Abmessungen des Mulchgeräts gilt.
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Die Steuereinrichtung kann konfiguriert sein, die Drehzahl des Antriebs derart einzustellen, dass jeder Teil der Länge der Pflanzenstümpfe eine etwa gleiche Anzahl an Zusammenstößen mit einem Werkzeug erfährt, unabhängig vom Winkel der Welle gegenüber der Hochachse und von der Vortriebsgeschwindigkeit.
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Schließlich kann die die Steuereinrichtung konfiguriert sein, den Antrieb abzuschalten, falls die Höhe des Trägerrahmens einen Grenzwert überschreitet.
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Figurenliste
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Anhand der Abbildungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische seitliche Ansicht einer selbstfahrenden Erntemaschine in Form eines Feldhäckslers,
- 2 eine Draufsicht auf den Erntevorsatz der Erntemaschine,
- 3 eine schematische Draufsicht auf das Antriebssystem der Erntemaschine,
- 4 eine seitliche Ansicht eines Mulchgeräts, wenn sich der Erntevorsatz in einer üblichen, relativ niedrigen Betriebsstellung befindet,
- 5 eine seitliche Ansicht des Mulchgeräts bei gegenüber der Stellung der 4 angehobenem Erntevorsatz, und
- 6 ein Schema zur Verschaltung der elektronischen Steuereinheit der Erntemaschine.
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Eine in der 1 gezeigte landwirtschaftliche Erntemaschine 10 in der Art eines selbstfahrenden Feldhäckslers baut sich auf einem Rahmen 12 auf, der von vorderen und rückwärtigen Rädem 14 und 16 getragen wird. Die vorderen Räder 14 dienen als Hauptantriebsräder, während die rückwärtigen Räder 16 lenkbar sind. Die Bedienung der Erntemaschine 10 erfolgt von einer Fahrerkabine 18 aus, von der aus ein Erntevorsatz 20 einsehbar ist. Mittels des Emtevorsatzes 20 vom Boden aufgenommenes Gut, z. B. Mais, wird über einen Einzugsförderer 30 einer Häckseltrommel 84 (s. 3) im Innern der Erntemaschine 10 zugeführt, die es in kleine Stücke häckselt und es einer Fördervorrichtung 132 aufgibt. Das Gut verlässt die Erntemaschine 10 zu einem nebenher fahrenden Anhänger über einen um die Hochachse drehbaren und höhenverstellbaren Auswurfkrümmer 28. Zwischen der Häckseltrommel 84 und der Fördervorrichtung 132 kann eine nicht eingezeichnete Nachzerkleinerungsvorrichtung angeordnet sein. Obwohl die Erfindung hier an einem Feldhäcksler dargestellt wird, kann sie auch an Mähdreschern mit zugehörigen Erntevorsätzen in Form von Maispflückern Verwendung finden. Im Folgenden beziehen sich Richtungsangaben, wie vor, hinter, seitlich und oberhalb auf die Vorwärtsrichtung der Erntemaschine 10 und des Erntevorsatzes 20, die in der 1 nach links verläuft.
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Zum Aufnehmen des Ernteguts dient der Emtevorsatz 20, der in Vorwärtsrichtung an der Frontseite der Erntemaschine 10 befestigt ist. Der Erntevorsatz 20 ist in der der dargestellten Ausführungsform ein an sich bekannter Maismähvorsatz, der einen Mittelteil und zwei (bezüglich der Vorwärtsrichtung der Erntemaschine 10) seitlich links und rechts neben dem Mittelteil angeordneten Seitenteile umfasst. Die Seitenteile sind zum Straßentransport nach oben schwenkbar am Mittelteil befestigt und können zum Ernteeinsatz hydraulisch heruntergeschwenkt werden, so dass sie beim Emtebetrieb parallel zum Mittelteil verlaufen.
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Der in der 2 gezeigte Emtevorsatz 20 ist in an sich bekannter Weise mit aus unteren Schneidscheiben und darüber angeordneten Förderscheiben mit um den Umfang verteilten Aussparungen zur Aufnahme von Pflanzenstängeln aufgebauten Emteeinheiten 32, Teilerspitzen 34, Abdeckplatten und Querfördertrommeln 78 und Abgabefördertrommeln 80 ausgestattet, um das geerntete Gut der Häckseltrommel der Erntemaschine 10 zuzuführen. Der Erntevorsatz 20 zieht im Betrieb die Stängel des Mähguts in aufrechter Stellung ein, schneidet sie ab und führt sie über die Querfördertrommeln 78 und die Abgabefördertrommeln 80 dem mit Einzugswalzen 80 ausgestatteten Einzugsgehäuse 30 und anschließend der Häckseltrommel 84 (s. 3) der Erntemaschine 10 zu.
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Der Erntevorsatz 20 umfasst einen Trägerrahmen, der einen unteren Querträger 42 und einen oberen Querträger 44 aufweist. Der untere Querträger 42 erstreckt sich unten an der Rückseite des Emtevorsatzes 20 und umfasst drei Segmente, von denen jeweils eines dem Mittelteil und eines jedem Seitenteil zugeordnet ist. An der Vorderseite des unteren Querträgers 42 sind Getriebegehäuse 46 angeschraubt, die zum Antrieb jeweils einer Ernteeinheit 32 dienen. Eine Antriebswelle 48 zum Antrieb der Emteeinheiten 32 über in den Getriebegehäusen 46 angeordnete Getriebe, die auch zum Antrieb der weiteren Fördermittel des Erntevorsatzes 20 dient und von einer Abtriebswelle der Erntemaschine 10 angetrieben wird, erstreckt sich in seitlicher Richtung innerhalb des hohlen unteren Querträgers 42.
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Der obere Querträger 44 erstreckt sich in seitlicher Richtung oberhalb des Einlasses des Einzugsgehäuses 30 über dessen Breite. Er ist durch einen (optionalen) ersten Aktor 49 mit einer rückwärtigen Rahmenanordnung 50 verbunden, die sich durch hakenförmige Tragelemente 52 an komplementären Tragelementen 54 des Gehäuses des Einzugsförderers 30 abstützt. Der obere Querträger 44 ist durch sich vertikal erstreckende Träger und Verbindungsbleche mit dem unteren Querträger 42 verbunden. Die Rahmenanordnung 50 ist durch eine untere Schwenkachse 56 mit dem unteren Querträger 42 verbunden. Im Ergebnis ermöglicht es der erste Aktor 49, den Emtevorsatz 20 mit den Querträgem 42, 44 gegenüber der Rahmenanordnung 50 um die Schwenkachse 56, die sich horizontal und quer zur Vorwärtsrichtung erstreckt, zu drehen. Die Rahmenanordnung 50 ist durch die Tragelemente 52 lösbar am Einzugsförderer 30 angebracht. Zur Verstellung des Erntevorsatzes 20 um die Schwenkachse 56 könnte auch eine beliebige andere Verstellanordnung dienen, die eine Schwenkachse an der Oberseite oder bezüglich der Vertikalen in der Mitte des Einzugsförderers 30 oder an beliebiger anderer Stelle vorsieht.
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Die Neigung des Einzugsförderers 30 um eine horizontal und quer zur Vorwärtsrichtung orientierte Drehachse 58, die beispielsweise mit der Drehachse der Häckseltrommel zusammen fallen kann, und (gemeinsam mit dem ersten Aktor 49) die Höhe und Neigung des Emtevorsatzes 20 über dem Erdboden bestimmt, wird durch einen zweiten Aktor 60 bestimmt, der von einer elektronischen Steuereinrichtung 62 kontrolliert wird.
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Rückwärtig jeder Emteeinheit 32 ist jeweils ein Mulchgerät 64 angebracht. Das Mulchgerät 64 ist in seitlicher Richtung rückwärtig von der Drehachse der zugehörigen Emteeinheit 32 angeordnet. Dort laufen im normalen Emtebetrieb die Pflanzen ein. Falle eine Emteeinheit 32 mehrere Pflanzenreihen aberntet, können ihr mehrere Mulchgeräte 64 zugeordnet werden, deren Drehachsen rückwärtig der zu erwartenden Einlaufstellen der Pflanzenreihen angeordnet sind. Es wäre auch denkbar, die Mulchgeräte 64 lückenlos oder mit kleinen Lücken über die ganze Arbeitsbreite des Erntevorsatzes 20 zu verteilen.
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Das Mulchgerät 64 umfasst zwei sich diametral gegenüber liegende Bearbeitungswerkzeuge 66, die über radiale Arme 86 starr mit einer mittigen Welle 68 verbunden sind. Anstelle starrer Arme könnten die Bearbeitungswerkzeuge 66 auch durch Ketten oder andere, flexible Elemente mit der Welle 68 verbunden sein. Die Bearbeitungswerkzeuge 66 sind als stumpfe Schlagkörper ausgeführt, d.h. kugel- oder zigarrenförmig geformt. Als Bearbeitungswerkzeuge 66 könnten alternativ oder zusätzlich schneidende Messer verwendet werden, wie sie üblicherweise unter Maispflückem eingebaut werden. Diese Messer können starr oder pendelnd mit der Welle 68 verbunden werden.
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Die Welle
68 ist an ihrem unteren Ende mit den Armen
86 verbunden und an ihrem oberen Ende mit der Ausgangswelle eines Antriebsmotors
88 verbunden. Der Antriebsmotor
88 ist an der Oberseite eines Abdeckblechs
70 positioniert und daran befestigt, während sich die Welle
68 durch eine Öffnung im Abdeckblech
70 erstreckt, da die Arme
86 und die Bearbeitungswerkzeuge
66 unterhalb des Abdeckblechs
70 und der Antriebsmotor
88 oberhalb des Abdeckblechs
70 angeordnet ist. Das Abdeckblech
70 ist mit seinem vorderen Ende an der Unterseite des unteren Querträgers
42 um eine sich horizontal und quer zur Vorwärtsrichtung V und somit axial zum unteren Querträger
42 erstreckende Achse
90 verbunden, das sich nach hinten und unten erstreckt und an seinem rückwärtigen und unteren Ende in eine Kufe
92 ausläuft oder damit verbunden ist, die sich auf dem Boden abstützt. Eine Feder oder ein Aktor (nicht gezeigt, s. aber
EP 3 269 223 A1 ) können das das Abdeckblech
70 und somit die Welle
68 nach unten (in den
4 und
5 im Uhrzeigersinn) vorspannen, um einen bestimmten Bodendruck zu erzeugen und sicherzustellen, dass das Mulchgerät
64 in einer gewünschten Orientierung gegenüber dem Boden bleibt.
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Je nach Höheneinstellung des Erntevorsatzes 20, die durch den Aktor 60 und ggf. den Aktor 49, sowie einen in den Figuren nicht gezeigten Aktor zur Verschwenkung des Erntevorsatzes 20 um eine sich in Vorwärtsrichtung V erstreckende Achse zur Anpassung an die seitliche Neigung des abgeernteten Feldes erfolgt, nimmt der untere Querträger 42 eine mehr oder weniger hohe Position gegenüber dem Boden ein, wie in den 4 und 5 gezeigt. Das führt zu einer sich ändernden Neigung der Welle 68 des Mulchgeräts 64 gegenüber der Vertikalen, wie in den 4 und 5 gezeigt, wobei die Stellung der 4 mit fast vertikaler Welle 68 die bevorzugte Stellung ist, da die Bearbeitungswerkzeuge 66 dann kürzere Pflanzenstümpfe 156 zu bearbeiten haben (weil die Schneidscheiben der Ernteeinheiten 32 in relativ geringer Höhe über den Boden geführt werden) und jeder Pflanzenstumpf 156 mehrmals von einem Werkzeug 66 bearbeitet wird, während die Stellung der 5 problematischer ist, da die Bearbeitungswerkzeuge 66 dann längere Pflanzenstümpfe 156 zu bearbeiten haben (weil die Schneidscheiben der Ernteeinheiten 32 in relativ großer Höhe über den Boden geführt werden) und jeder Teil der Länge des Pflanzenstumpfes 156 weniger oft als in der Stellung der 4 von einem Werkzeug 66 bearbeitet wird und es möglich ist, dass die Bearbeitungsqualität der Mulchgeräte 64 nicht zur Zerstörung aller Pflanzenstümpfe 156 ausreicht. Ähnliche Probleme können entstehen, wenn der Emtevorsatz 20 bei geringer Bestandsdichte mit relativ hoher Vortriebsgeschwindigkeit der Erntemaschine 10 über das Feld bewegt wird. Zur Lösung dieses Problems dienen die gemeinsam oder einzeln drehzahlveränderlichen Antriebsmotore 88, wie unten ausgeführt.
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Eine mögliche Ausführungsform des Mulchgeräts
64 und dessen Anbringung wird in der
EP 3 269 223 A1 , deren Offenbarung durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen wird, noch detaillierter beschrieben. Im Unterschied zur
EP 3 269 223 A1 erfolgt der Antrieb der Welle
68 des Mulchgeräts
64 jedoch nicht mechanisch und mit fest vorgegebener Drehzahl, sondern durch den Antriebsmotor
88, der eine während des Betriebs veränderbare Drehzahl ermöglicht.
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Ein Sensor 72 ist am Erntevorsatz 20 abgestützt und erfasst die Drehstellung des Abdeckbleches 70 und somit des Mulchgeräts 64 um die Achse 90. Ein weiterer Sensor 74 erfasst die Stellung eines Höhenfühlers 76, der dem Mulchgerät 64 vorgelagert am Erntevorsatz 20 angebracht ist, in der dargestellten Ausführungsform an einer Teilerspitze 34.
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Es wird nun auf die 3 verwiesen, welche eine Draufsicht auf die Antriebsanordnung der Erntemaschine 10 zeigt. Im rückwärtigen Bereich der Erntemaschine 10 befindet sich ein Verbrennungsmotor 94 insbesondere in Form eines Dieselmotors. Die Kurbelwelle 96 des Verbrennungsmotors 94 erstreckt sich in der Vorwärtsrichtung der Erntemaschine 10. Der Verbrennungsmotor 94 treibt im Betrieb mit seiner Kurbelwelle 96 eine Längswelle 98 an, die mit dem ersten Kegelzahnrad 100 eines Winkelgetriebes 102 verbunden ist. Die Längswelle 98 treibt auch über Zahnräder 104, 106 und eine zweite Längswelle 108 ein Pumpenaggregat 110 an, das eine Hydropumpe zum Antrieb von Hydromotoren für den Vortrieb der Erntemaschine, eine Lenkpumpe und eine Hydropumpe zur Ölversorgung der Steuerung des hydrostatischen Antriebs für den Vortrieb der Erntemaschine 10 umfasst. Es wäre auch denkbar, über eines der Zahnräder 104, 106 oder ein dazwischen angeordnetes Zahnrad (nicht gezeigt) weitere permanent angetriebene Elemente, wie einen elektrischen Generator zur Versorgung des Bordnetzes der Erntemaschine 10 und/oder einen Gebläseantrieb für die Kühlluftzufuhr für den Verbrennungsmotor 94 anzutreiben.
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Das zweite Kegelzahnrad 112 des Winkelgetriebes 102 ist mit einer Querwelle 114 verbunden, die sich durch eine mit einer Riemenscheibe 116 verbundene Hohlwelle 118 hindurch auf die von dem Winkelgetriebe 102 abgewandte Seite einer Riemenscheibe 116 erstreckt und dort mit einer Kupplung 120 verbunden ist. Die Kupplung 120 ist ausgangsseitig mit der Hohlwelle 118 verbunden, die außerdem auf der dem Winkelgetriebe 102 zugewandten Seite der Riemenscheibe 116 über Zahnräder 122, 124, 126 einen Generator 128 antreibt. Die Riemenscheibe 116 treibt bei (durch einen mit der Steuereinrichtung 62 verbundenen Aktor 148) geschlossener Kupplung 120 einen Riemen 130 an, der über eine Riemenscheibe 134 die Fördereinrichtung 132 und über eine weitere Riemenscheibe 136 die Häckseltrommel 84 antreibt.
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Der Antrieb der Ernteeinrichtungen
32 und der Quer- und Abgabefördertrommeln des Erntevorsatzes
20 erfolgt über einen Hydromotor
140, der mittels einer Pumpe
142 versorgt wird, die durch das Zahnrad
100 (oder ein beliebiges anderes, vom Verbrennungsmotor
94 mechanisch angetriebenes Element) angetrieben wird. Die Pumpe
142 oder eine beliebige andere Pumpe (z.B. im Pumpenaggregat
110) versorgt auch einen Hydromotor
144 mit unter Druck stehendem Hydraulikfluid, welcher die Einzugswalzen
82 antreibt. Bei einer anderen, möglichen Ausführungsform können die Ernteeinrichtungen
32 und der Quer- und Abgabefördertrommeln des Erntevorsatzes
20 durch einen mechanischen Antriebsstrang mit festem oder stufenweise oder kontinuierlich änderbarem Übersetzungsverhältnis vom Verbrennungsmotor
94 her angetrieben werden, oder sie werden elektrisch angetrieben, sei es durch zugeordnete Elektromotore oder einen gemeinsam genutzten Elektromotor. Wenn die Drehzahl der Emteeinrichtungen
32 (für die Schneidscheiben und die Förderrotoren gemeinsam oder getrennt voneinander) und ggf. auch der Querfördertrommeln
78 und Abgabefördertrommeln
80 veränderbar ist, kann sie an die Vortriebsgeschwindigkeit und/oder an den aktuellen Durchsatz angepasst werden, wie in der
DE 10 2004 029 953 A1 (ggf. mit Anpassung an die Geschwindigkeit in Kurven mit schnelleren, kurvenäußeren Ernteeinheiten, wie weiter unten anhand der Mulchgeräte
64 diskutiert) und
DE 10 2013 212 174 A1 beschrieben, und sie können einzeln reversiert werden, z.B. beim Rückwärtsfahren oder bei Verstopfungen.
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Der Generator
128 ist als Drehstrom- oder Gleichstromgenerator ausgeführt und über eine dreiphasige Leitung
138 mit einem Wechselrichter
146 verbunden. Der Wechselrichter
146 ist über eine ebenfalls dreiphasige Leitung
150 mit den Antriebsmotoren
88 der Mulchgeräte
64 der linken Hälfte des Erntevorsatzes
20 verbunden, und über eine dreiphasige Leitung
152 mit den Antriebsmotoren
88 der Mulchgeräte
64 der rechten Hälfte des Emtevorsatzes
20 verbunden. Den Leitungen
150,
152 könnte auch jeweils ein eigener Wechselrichter
146 und ein eigener Generator
128 zugeordnet werden, was den Vorteil hat, dass bei Ausfall eines Generators
128 und/oder Wechselrichters
146 auf den jeweils anderen Generator
128 und/oder Wechselrichter
146 zurückgegriffen werden kann, wenn auch mit verminderter Maximalleistung. Zudem könnte für Spitzenlasten eine Stützbatterie vorgesehen werden, s.
DE 10 2018 211 863 A1 und den dort diskutierten Stand der Technik. Der Wechselrichter
146, die Antriebsmotoren
88 und die Leitungen
150,
152 können insbesondere als Niederspannungsmaschinenarchitektur mit einem 48V/58V-Bus ausgeführt sein. Die Antriebsmotoren
88 sind somit als Drehstrom-Elektromotoren ausgeführt, obwohl sie auch als Gleichstrommotoren ausgeführt sein könnten. Der Wechselrichter
146 würde dann als Gleichspannungswandler oder Transformator mit Gleichrichter ausgeführt sein. Bei einer noch anderen Ausführungsform können die Antriebsmotoren
88 als Hydraulikmotoren mit verstellbaren Taumelscheiben ausgeführt sein und durch eine der erwähnten Pumpen
110 oder
142 versorgt werden.
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Ein Vorteil der Verwendung des elektrischen Antriebsmotors 88 zum Antrieb der Welle 68 liegt darin, dass sich eine mechanische Überlastkupplung erübrigt, da man anhand des Antriebsstroms auf eine Blockage zurückschließen und ggf. den Antriebsmotor 88 elektrisch abschalten kann.
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Die elektronische Steuereinrichtung 94 ist mit einer Bedienerschnittstelle 98, dem Wechselrichter 146 und dem Aktor 148 der Kupplung 120, den Aktoren 49 und 60, den Sensoren 72 und 74 sowie einer Motorsteuerung 154 des Verbrennungsmotors 94 verbunden. Die Steuereinrichtung 94 ermöglicht in an sich bekannter Weise, auf eine Eingabe des Bedieners über die Bedienerschnittstelle 98 hin, einen Fahrmodus, in welchem die Kupplung 120 geöffnet ist und die Erntemaschine 10 mit vom Bediener vorgegebener Geschwindigkeit über eine Straße oder ein Feld bewegt wird, und einen Emtemodus, in welchem die Kupplung 120 geschlossen ist und die Erntemaschine 10 mit vom Bediener vorgegebener oder selbsttätig (insbesondere anhand der Bestandsdichte der auf dem Feld stehenden Pflanzen, die sensorisch ermittelt oder in einer Karte eingetragen sein kann) festgelegter Geschwindigkeit über ein Feld bewegt wird, mit vom Bediener vorgegebener oder selbsttätig festgelegter Drehzahl und Leistung des Verbrennungsmotors 94.
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Der Aktor
60 wird im Erntemodus in an sich bekannter Weise, basierend auf den Sensoren
72 und/oder
74 derart angesteuert, dass sich der Erntevorsatz
20 in einer durch den Bediener oder selbsttätig (z.B. anhand eines Inhaltsstoff- oder Verunreinigungsanteils des Ernteguts, der mit einem Nahinfrarotsensor gemessen wird) vorgegebenen Höhe über dem Boden geführt wird. Der optionale Aktor
49 kann optional anhand der beiden Sensoren
72,
74 angesteuert werden, um den Emtevorsatz
20 und somit die Schneidscheiben der Ernteeinrichtungen
32 möglichst horizontal zu führen (s.
EP 3 622 798 A1 ). Ein weiterer Aktor, der zur Verstellung der Neigung des Emtevorsatzes
20 gegenüber der Erntemaschine
10 um eine in Vorwärtsrichtung V verlaufende Achse dient, kann ebenfalls in an sich bekannter Weise basierend auf über die Breite des Emtevorsatzes
20 verteilten Sensoren
72,
74 angesteuert werden, um zu erreichen, dass der Emtevorsatz
20 über seine Breite in möglichst gleicher Höhe über dem Erdboden geführt wird. Die besagten Aktoren
49 und
60 können, anstelle oder zusätzlich zur auf den Signalen der Sensoren
72 und
74 basierenden Ansteuerung, auch auf vorausschauenden Sensoren (Kamera, Laserscanner) und/oder anhand der Position und einer topographischen (dreidimensionalen) Karte und/oder basierend auf einem Auflagedruck des Erntevorsatzes angesteuert werden, wie im Stand der Technik hinlänglich beschrieben.
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Anhand der Sensoren 72 und/oder 74 (und ggf. der anderen, im vorhergehenden Absatz beschriebenen Eingangsgrößen) liegt der Steuereinrichtung 94 eine Information vor, wie hoch der untere Querträger 42 des Emtevorsatzes 20 sich über dem Boden befindet, und zwar vorzugsweise unterschiedlich für jede (linke und rechte) Hälfte des Emtevorsatzes 20 oder sogar abhängig von der jeweiligen Ernteeinrichtung 32. Diese Höhe über dem Boden beinhaltet, angesichts bekannter Abmessungen des Abdeckblechs 70 und der Kufe 92, auch eine Information hinsichtlich des Winkels der Welle 68 gegenüber der Vertikalen. Anhand dieses Winkels und/oder der aktuellen Vortriebsgeschwindigkeit der Erntemaschine 10, die anhand eines Vorgabewertes für den Vortrieb und/oder eines geeigneten Sensors erfasst und der Steuereinrichtung 94 zugeführt werden kann, werden die Geschwindigkeiten der Antriebsmotoren 88 durch die Steuereinrichtung 94 vorgegeben, indem die Wechselrichter 146 entsprechend durch die Steuereinrichtung 94 instruiert werden. Das kann für den gesamten Emtevorsatz 20 einheitlich, oder spezifisch für die beiden (linke und rechte) Hälfte des Emtevorsatzes 20 oder für jeden Antriebsmotor 88 einzeln erfolgen. Hierbei kann eine übliche Regelung verwendet werden, die auf (nicht gezeigte) Sensoren zur Erfassung der tatsächlichen Drehzahl der Antriebsmotoren 88 zurückgreift.
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Die Ansteuerung der Antriebsmotore 88 durch die Steuereinrichtung 94 erfolgt derart, dass sie umso schneller drehen, je größer die Vortriebsgeschwindigkeit ist, und umso schneller, je mehr die Drehachse der Welle 68 nach hinten geneigt ist. Dadurch lässt sich erreichen, dass die durch das Mulchgerät 64 bewerkstelligte Bearbeitungsqualität der Pflanzenstümpfe 156 auch dann hinreichend gut ist, den Überwinterungsraum des Maiszünslers zu zerstören, wenn der Emtevorsatz 20 und somit die Mulchgeräte 64 mit hoher Vortriebsgeschwindigkeit und/oder hin relativ großer Höhe und somit mit relativ weit nach hinten geneigter Achse der Welle 68 (s. 5) über das Feld bewegt werden. Insbesondere kann man erreichen, dass jeder (in cm gemessene) Teil der Länge der Pflanzenstümpfe 156 eine etwa gleicher Anzahl an Zusammenstößen mit einem Werkzeug 66 erfährt, unabhängig vom Winkel der Welle 68 gegenüber der Hochachse und von der Vortriebsgeschwindigkeit.
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Hierbei kann, wenn die Antriebsmotore 88 gruppenweise oder einzeln durch die Steuereinrichtung 94 drehzahlveränderbar sind, auch berücksichtigt werden, wenn die Erntemaschine 10 eine Kurve befährt. Die kurvenäußeren Antriebsmotore 88 werden entsprechend schneller und die kurveninneren Antriebsmotore 88 entsprechend langsamer betrieben, z.B. basierend auf einem Lenkwinkel der lenkbaren Räder 16 um die Hochachse und der bekannten Geometrie der Erntemaschine 10 und des Erntevorsatzes 20.
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Zudem kann die Steuereinrichtung 94 aus Sicherheitsgründen ein Abschalten der Antriebsmotore 88 veranlassen, wenn eine vorbestimmte Höhe des unteren Querträgers 42 überschritten wird. Die Leistungsaufnahme der Antriebsmotore 88 kann gemessen und in einer Anzeige dem Bediener angezeigt werden. Zudem kann sie zur Ertragskartierung ortsspezifisch aufgezeichnet und für die Zwecke der Präzisionslandwirtschaft genutzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0099527 A2 [0003]
- DE 10026495 A1 [0003]
- DE 202011002195 U1 [0003]
- DE 102010031363 A1 [0003]
- DE 102004029953 A1 [0003, 0032]
- DE 102013212174 A1 [0003, 0032]
- EP 1862057 A1 [0003]
- EP 3269223 A1 [0004, 0005, 0010, 0026, 0028]
- DE 102016218857 A1 [0004]
- DE 102016214323 A1 [0004]
- DE 102018211863 A1 [0033]
- EP 3622798 A1 [0036]
