DE10206352A1

DE10206352A1 - Vorrichtung zur Ermittlung des momentanen Drehmomentes in einem Antriebsstrang einer landwirtschaftlichen Entemaschine

Info

Publication number: DE10206352A1
Application number: DE2002106352
Authority: DE
Inventors: Gerhard Clostermeyer; Werner Tertilt
Original assignee: Claas Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH
Current assignee: Claas Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2003-08-28

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ballenpresse, die vor Überlastung dadurch geschützt wird, dass ständig eine Drehmomentmessung vorgenommen wird, und zwar am Zwischenrad eines Getriebes. Das Zwischenrad 26 ist dabei vorzugsweise auf einer still stehenden Achse gelagert, wobei die auf die Achse 32 einwirkende Radialkraft durch eine mit einem Dehnungsmessstreifen 40 besetzte Zugstange 36 aufgenommen wird. Je nach Größe des ermittelten Drehmomentes können dann einzelne Aggregate der Ballenpresse oder aber der Gesamtantrieb geschaltet bzw. geregelt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung des momentanen Drehmomentes in einem Antriebsstrang einer landwirtschaftlichen Erntemaschine mit einem Übertragungsgetriebe, wobei das Übertragungsgetriebe mindestens ein, von einer Achse getragenes, Zwischenrad aufnimmt.
Um landwirtschaftliche Maschinen, wie zum Beispiel Ballenpressen vor Überlastung zu schützen, ist es bekannt, Drehmomente an torsionsbeaufschlagten Wellen zu messen und die ermittelten Werte anzuzeigen und/oder beispielsweise zur Betätigung von Schaltkupplungen zu verwenden. Ein derartiges Verfahren ist jedoch hinsichtlich des konstruktiven Aufwandes insbesondere mit Hinblick auf die Übertragung von Messwerten von einer rotierenden Welle auf ein feststehendes Maschinenbauteil sehr groß und zum anderen äußerst störanfällig. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, momentane Drehmomente in Antriebssträngen einwandfrei zu messen, die vorhandenen Nachteile zu vermeiden, und dennoch den rauen Bedingungen, denen landwirtschaftliche Maschinen während ihres Einsatzes ausgesetzt sind, gewachsen zu sein.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art dadurch gelöst, dass die Achse mindestens eines Zwischenrades im Getriebegehäuse so gelagert ist, dass die Auflage- bzw. Radialkräfte an mindestens einem Ende dieser Achse ermittelt werden. Da an einem Zwischenrad die auf die Zahnflanken einwirkenden Normalkräfte der Antriebs- und Abtriebsseite annähernd die gleiche Wirkrichtung haben, ist es zweckmäßig, die auf die Achse des Zwischenrades einwirkende, resultierende Radialkraft zu messen und daraus das momentane Drehmoment zu ermitteln.
Nach dem vorliegenden Ausführungs- und Verwendungsbeispiel ist zu diesem Zweck die Achse einendig über ein Gelenklager im Getriebegehäuse gehalten.
Für die Aufnahme des anderen Achsenendes weist das Getriebegehäuse eine einfache Durchtrittsöffnung auf, in der das Achsenende einerseits formschlüssig anliegt und andererseits in entgegengesetzter Richtung um ein geringes Maß ausweichen kann. Mittels einer Zugstange wird dieses Achsenende jedoch in unbelastetem Zustand des Getriebes in der formschlüssigen Auflage der Durchtrittsöffnung gehalten.
Auf konstruktiv einfache Art und Weise ist dabei die Zugstange einendig an dem aus dem Getriebegehäuse vorkragende Teil der Achse des Zwischenrades und mit seinem anderen Ende an einer Konsole des Getriebegehäuses festgelegt. Die Zugstange selbst ist beispielsweise in an sich bekannter Weise mit einem Dehnungsmessstreifen ausgestattet. Die von dem Zugmessstab ermittelten, bei höheren Getriebeauslastungen auftretenden, erhöhten Zugkräfte stellen eine Bezugsgröße für das Drehmoment dar, wodurch beispielsweise eine optische und /oder akustische Anzeige aktiviert werden kann. Es ist ebenfalls möglich, in Abhängigkeit des festgestellten Momentandrehmomentes den Antrieb der gesamten landwirtschaftlichen Erntemaschine und/oder den Antrieb einzelner Aggregate zu schalten bzw. zu regeln.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden.
Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Teil einer Ballenpresse in der Seitenansicht,
Fig. 2 den mit strichpunktierten Linien eingekreisten Bereich der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung
Fig. 3 die Lagerung der Achse des Zwischenrades des in Fig. 2 vergrößert dargestellten Getriebes.
Mit 1 ist der gutaufnahmeseitige Bereich einer landwirtschaftlichen Ballenpresse bezeichnet, bei der mit einer mit Zinken besetzten Gutaufnahmetrommel 2 das Erntegut vom Boden aufgenommen wird. Durch einen dieser Gutaufnahmetrommel 2 nachgeordneten Schneidrotor 3 wird das Erntegut im Zusammenwirken mit Gegenmessern 4 zerkleinert und in einen Zuführkanal 5 transportiert. Aus diesem Zuführkanal 5 heraus wird das Erntegut mittels eines Zuführrechens 6 portionsweise vor die Stirnseite 7 des Presskolbens 8 transportiert, der im Presskanal 9 hin und her bewegbar angetrieben wird. Der Antrieb erfolgt über Kolbenstangen 10 und Kurbeln 11, die fest mit der Achse 12 des Hauptgetriebes 13 verbunden sind. Der Antrieb der Achse 12 erfolgt über ein Antriebszahnrad 14, das mit einem weiteren Zahnrad 15 kämmt, welches getrieblich mit dem eigentlichen Zapfwellenanschluss 16 verbunden ist. Das Zahnrad 15 kämmt mit dem Zahnrad 22, von dessen Achse 18 aus der Antrieb über zwei Winkelgetriebe 17 und 19 sowie eine, diese Getriebe verbindende Kardanwelle 20 auf die Guteinzugsorgane 2, 3, 4 übertragen wird.
Das Zahnrad 22 steht des weiteren mit dem Eingangszahnrad 23 eines Stirnradgetriebes 24 in Verbindung. Das Getriebe 24 wird durch ein Getriebegehäuse 25 gebildet, in welchem neben dem Eingangszahnrad 23 ein Zwischenzahnrad 26 und ein Ausgangszahnrad 27 gelagert sind, die miteinander kämmen. Auf die vom Ausgangszahnrad 27 angetriebene Achse 28 ist eine Kurbel 29 fest aufgesetzt. Mit der Kurbel 29 ist ein Hebel 30 etwa in seiner Mitte gelenkig verbunden. Ein Ende des Hebels 30 trägt den Zuführrechen 6 während das andere Ende des Hebels 30 mit einer Steuerstange 31 gelenkig verbunden ist. Durch Verstellen der Steuerstange 31 kann die Lage der Bewegungsbahn, des Zuführrechens 6 verändert werden.
Auch insbesondere aus der Fig. 3 ist zu erkennen, dass die Achse 32 des Zwischenrades 26 einendig über ein Gelenklager 34 im Gehäuse 25 des Stirnradgetriebes 24 gelagert ist. Das andere Ende der Achse 32 ragt aus dem Getriebegehäuse 25 durch eine Öffnung 35 hervor. Durch eine in diesem Bereich vorgesehene Durchgangsbohrung ist eine Zugstange 36 geführt, die mit ihrem anderen Ende in einer Befestigungskonsole 37 am Getriebegehäuse 25 gehalten ist. Über die Gewindemuttern 38 wird das aus dem Stirnradgetriebe 24 herausragende Ende der Achse 32 gegen die Auflage 39 gezogen, die durch den unteren Teil der Öffnung 35 gebildet ist. Die Öffnung 35 ist in einer Richtung unrund ausgebildet, sodass sie eine geringfügige Bewegung der Achse 32 weg von der Auflage 39 zulässt. Der Zugstange 36 selbst ist in an sich bekannter Weise ein Messsensor zugeordnet, der beispielsweise als Dehnungsmessstreifen 40 ausgebildet ist.
Die Anordnung der Zugstange 36 gemäß Fig. 2 an der Achse 32 des Zwischenrades 26 ist deshalb zweckmäßig, weil die auf die Zahnflanken des Zwischenrades 26 einwirkenden Normalkräfte N sich zu einer resultierenden Radialkraft RK aufsummieren, die auf die Achse 32 des Zwischenrades 26 einwirkt, wodurch ein verstärktes Messsignal abgeleitet und in der beschriebenen Weise verwertet werden kann.
Bei der Verwendung von Zwischenrädern auf drehenden Wellen sind die endseitigen Wellenlager zumindest einendig über ihre zugehörigen Lagerträger mit dem Getriebegehäuse (25) ausweichbar verbunden, wobei die Sensor-Zugstange (36) anstatt mit der Radwelle, mit dem zugehörigen Lagerträger verbunden ist.
Die Anwendung dieser Erfindung ist nicht auf Ballenpressen beschränkt, sie kann vielmehr in der Landtechnik immer dort eingesetzt werden, wo Getriebeausführungen mit Zwischenrädern Verwendung finden. Bezugszeichenliste 1 Bereich
2 Gutaufnahmetrommel
3 Schneidrotor
4 Gegenmesser
5 Zuführkanal
6 Zuführrechen
7 Stirnseite
8 Presskolben
9 Presskanal
10 Kolbenstange
11 Kurbel
12 Achse
13 Hauptgetriebe
14 Antriebszahnrad
15 Zahnrad
16 Zapfwellenanschluss
17 Winkelgetriebe
18 Achse
19 Winkelgetriebe
20 Kardanwelle
22 Zahnrad
23 Eingangszahnrad
24 Stirnradgetriebe
25 Getriebegehäuse
26 Zwischenrad
27 Ausgangszahnrad
28 Achse
29 Kurbel
30 Hebel
31 Steuerstange
32 Achse
34 Gelenklager
35 Öffnung
36 Zugstange
37 Befestigungskonsole
38 Gewindemutter
39 Auflage
40 Dehnungsmessstreifen
N Zahnflanken-Normalkräfte
RK Resultierende Radialkraft

Claims

1. Vorrichtung zur Ermittlung des momentanen Drehmomentes in einem Antriebsstrang einer landwirtschaftlichen Erntemaschine mit zumindest einem Übertragungsgetriebe, wobei das Übertragungsgetriebe mindestens ein, von einer Achse getragenes, Zwischenrad aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ermittlung eines Drehmomentes, die auf die mindestens eine Achse (32) des mindestens einen in einem Gehäuse (25) gelagerten Zwischenrades (26) einwirkende Radialkraft (RK) verwertet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Achse (32) des mindestens einen Zwischenrades (26) undrehbar im Getriebegehäuse (25) gelagert ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Achse (32) des mindestens einen Zwischenrades (26) drehbar im Getriebegehäuse (25) gelagert ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (32) einendig über ein Gelenklager (34) im Getriebegehäuse (25) gelagert und anderenends vermittels einer Zugstange (36) gegen eine Auflage (39) gezogen wird.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstange (36) einendig an dem aus dem Getriebegehäuse (25) vorkragenden Teil der Achse (32) des mindestens einen Zwischenrades (26) und mit seinem anderen Ende an einer Konsole (37) des Getriebegehäuses (25) festgelegt ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (39) durch einen Wandungsbereich einer Öffnung (35) in der Seitenwand des Getriebegehäuses (25) gebildet ist, welche ein geringes Spiel der Achse (32) in die der Auflage (39) abgewandten Richtung zulässt.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugstange (36) ein Dehnungsmessstreifen (40) zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit vom ermittelten Drehmoment eine optische und/oder akustische Anzeige aktiviert wird.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit vom ermittelten Drehmoment der Antrieb der landwirtschaftlichen Erntemaschine und/oder der Antrieb einzelner Aggregate der Erntemaschine geschaltet und/oder geregelt werden.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsgetriebe als Stirnradgetriebe (24) ausgeführt ist und vorzugsweise zum Antrieb eines Zuführrechen (6) einer Ballenpresse (1) dient.