DE19523026A1

DE19523026A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung eines Massestromes

Info

Publication number: DE19523026A1
Application number: DE1995123026
Authority: DE
Inventors: Heiko Gropp; Juergen Dalmer
Original assignee: Same SpA
Current assignee: Same Deutz Fahr SpA
Priority date: 1995-06-24
Filing date: 1995-06-24
Publication date: 1997-01-02

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung eines Massestromes, insbesondere von Körnergut, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche.

Eine solche Vorrichtung zur Messung eines Massestromes ist aus der DE 41 05 857 bekannt, bei der der Massestrom durch einen Meßkondensator so hindurchgeleitet wird, daß er ein geschichtetes Dielektrikum mit einer über seinen Querschnitt annähernd homogenen Geschwindigkeitsverteilung bildet, wobei ein zweiter Meßkondensator vorgesehen ist, der von einem Teil des Ma ssestromes beaufschlagt wird und dann die Kapazitätsverhältnisse ermittelt werden, die angezeigt oder der Weiterverarbeitung zugeleitet werden.

Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß sie bei trockenem Massestrom, insbe sondere bei trockenem Getreide bei Mähdreschern und mittleren Durchsätzen relativ genau ist, jedoch bei einem Massestrom, der eine normale oder hohe Feuchtigkeit aufweist, oder bei hohen Durchsätzen nicht mehr zuverlässig ar beitet. Darüber hinaus treten bei diesen Zuständen hohe Meßungenauigkeiten auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vor richtung zur Messung eines Massestromes bereitzustellen, mit der sämtliche anfallenden Mengen eines Massestromes meßbar sind, die unabhängig vom Zustand (insbesondere Feuchtigkeit) des Massestromes arbeitet und die wei terhin einfach kalibrierbar ist.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des jeweiligen kenn zeichnenden Teiles der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Das Verfahren schlägt vor, daß zur Messung des Massestromes ein Parameter zumindest einer Fördereinrichtung heranzogen und aus diesem Parameter eine Größe für den Massestrom abgeleitet wird. Dies hat den Vorteil, daß die Größe, beispielsweise ein Volumen oder ein Gewicht, des Massestromes indi rekt ermittelt wird, so daß das Verfahren auch zuverlässig unabhängig von dem Zustand des Massestromes arbeitet. Darüberhinaus ist es in einfacher Weise kalibrierbar, da im unbelasteten Zustand der Fördereinrichtung, also ohne Be aufschlagung mit dem Massestrom, der Parameter ermittelt und eine Grund größe ermittelt werden kann, die sich dann mit Beaufschlagung des Masse stromes verändert, so daß aus dieser Veränderung eine Aussage hinsichtlich der Größe des Massestromes gewonnen werden kann.

Bei dem Parameter der Fördereinrichtung kommt in vorteilhafter Weise die Drehzahl bzw. das Drehmoment eines Antriebes der Fördereinrichtung in Frage, da sich diese Größen wesentlich ändern, wenn sich auch der Masse strom selbst ändert. In diesem Fall ist davon auszugehen, daß die Förderein richtung einen rotatorischen Antrieb aufweist. Darüberhinaus sind auch andere Antriebsarten (beispielsweise elektrisch, hydraulisch und weitere) denkbar, wobei aus Parametern dieser Arten des Antriebes die jeweiligen Parameter (wie beispielsweise Hydraulikdruck und dessen Änderung, Stromaufnahme ei nes Elektromotors und dessen Änderung) zum Ableiten der Größe für den Ma ssestrom herangezogen werden können.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine Bewertung der Größe derart denkbar, daß die aus dem Parameter abgeleitete Größe absolut oder relativ betrachtet (bewertet) wird. Hierbei ist es bei der absoluten Betrachtungsweise denkbar, daß das insgesamt geförderte Volumen des Massestromes (Gewicht) ermittelt und dann beispielsweise angezeigt wird. Weiterhin ist es bei der relativen Be trachtungsweise denkbar, daß das absolut ermittelte Volumen mit einer weite ren Größe, beispielsweise der Zeit bewertet, wird, um somit das zeitlich geför derte Volumen anzuzeigen. Anstelle der zeitlichen Bewertung ist beispiels weise auch eine andersartige Bewertung denkbar, so daß - bezogen auf das Beispiel eines Mähdreschers - das pro Fläche ausgedroschene Korn (Massestrom) ermittelt wird. So sind beispielsweise Aussagen über den Ertrag pro Zeit oder auch den Ertrag pro Fläche möglich.

In Weiterbildung der Erfindung wird zur Ableitung der Größe aus dem Parame ter eine Änderungsgeschwindigkeit, insbesondere eine zeitliche Änderung, des Parameters herangezogen. Dies ist insbesondere hinsichtlich der Genauigkeit von Vorteil und es lassen sich daraus Tendenzen hinsichtlich des geförderten Massestromes ableiten.

In Weiterbildung der Erfindung wird vor der Messung des Massestromes eine Kalibrierung durchgeführt. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, daß vor der Beaufschlagung der Fördereinrichtung mit dem Massestrom die Förderein richtung im Leerlauf betrieben, der Parameter erfaßt und daraus eine Grund größe für den Massestrom (nämlich kein geförderter Massestrom) abgeleitet wird. Ändert sich nun der Parameter nach Beaufschlagung der Fördereinrich tung mit dem Massestrom, so ist diese Änderung ein Maß für den geförderten Massestrom. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, daß mit einer jeweiligen Fördereinrichtung ein Versuchsdurchlauf durchgeführt wird, bei dem die För dereinrichtung mit einer bestimmten Art von Massestrom zu 100% beaufschlagt wird (maximale Förderwirkung), und dann zwischen der Grundgröße und der maximalen Förderwirkung die jeweilige Beaufschlagung extrapoliert wird. Sollte der Parameter einen licht-linearen Verlauf haben, können zwischen 0% und 100% Beaufschlagung auch weitere Stützpunkte ermittelt werden. Diese Stütz werte können dann in einer Speichereinrichtung abgelegt und abgerufen wer den, woraus aus diesen Stützwerten (Eck-Stützwerte bei 0% und 100% und weitere dazwischen liegende Stützwerte) die jeweilige Beaufschlagung des Massestromes errechnet wird. Dabei kann auch berücksichtigt werden, welche Art von Massestrom, der abhängig von dem spezifischen Gewicht ist, gefördert wird.

In den weiteren Unteransprüchen ist in vorteilhafter Weise eine erfindungsge mäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ange geben, wobei im folgenden das Verfahren und die Vorrichtung anhand eines konkreten Ausführungsbeispieles erläutert und in drei Figuren gezeigt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt einen Getreideelevator eines Mähdreschers,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Antrieb des Getreideelevators und

Fig. 3 eine elektronische Auswerteeinrichtung.

Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen an sich bekannten Getreidee levator 1, der eine Röhre 2 (Förderrohr) aufweist, in dem eine Schnecke 3 an geordnet ist, die von einem Antrieb 4 in eine Drehbewegung versetzt wird, so daß der aus dem Aufgabebereich A kommende Massestrom in Förderrichtung D durch die Schnecke 3 in Richtung eines Endbereiches E am Ende der Röhre 2 gefördert wird. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die nicht näher bezeichnete Ausgangswelle des Antriebes 4 über ein Kardangelenk 5 mit der ebenfalls nicht bezeichneten Welle der Schnecke 3 verbunden, um somit beispielsweise auch ein Verschwenken der Röhre 2 zu ermöglichen. Mit "C" ist ein Ausschnitt des Antriebes 4 bezeichnet, der in Fig. 2 in vergrößerter Form dargestellt ist.

Fig. 2 zeigt somit einen Querschnitt durch den Antrieb 4, wobei dieser Antrieb allgemein als rotatorischer Antrieb ausgebildet ist. Dies erfolgt dadurch, daß ein Riemen 6, der von Antriebskomponenten, die nicht näher dargestellt sind, des Mähdreschers kommt und auf eine Riemenscheibe 7 wirkt, wodurch der Antrieb der Schnecke 3 erfolgt. Im Bereich der Riemenscheibe 7 ist eine Meßnabe 8 zur Erfassung des Drehmomentes angeordnet, wobei das Drehmoment von einem Schleifring 9 abgenommen wird, der ausgangsseitig ein elektrisches Ausgangssignal S zur Weiterverarbeitung liefert. Dies stellt ein konkretes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar. Es ist darüberhinaus selbstverständlich, im Antriebsbereich des Getreideelevators 1 andersartig aufgebaute Mittel zum Erfassen eines Drehmomentes oder einer Drehzahl anzuordnen, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht allein auf das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Es ist darüber hinaus auch denkbar, beispielsweise einen Drehzahlsensor im Endbereich E der Röhre 2 anzuordnen, um die Drehzahl der Welle der Schnecke 3 zu erfas sen.

Fig. 3 zeigt eine elektronische Auswerteeinrichtung 10, der das von dem Schleifring 9 gelieferte Ausgangssignal S (allgemein das von einer Drehzahl- oder Drehmomentserfassungseinrichtung gelieferte Ausgangssignal) zugeführt wird. Dieses Ausgangssignal S wird in erfindungsgemäßer Weise einem Ein gangsfilter 11 zugeleitet, um dem Ausgangssignal S anhaftende Störanteile herauszufiltern. Nach Passieren des Eingangsfilters 11 wird das Signal mittels eines Verstärkers 12 verstärkt, um anschließend einem weiteren Filter, insbe sondere einem Tiefpaßfilter 13, zugeführt zu werden. Dieses Tiefpaßfilter 13 hat den Vorteil, daß damit insbesondere Antriebsschwingungen des Antriebes 4 herausgefiltert werden. Danach durchläuft das Signal eine Kalibriereinrich tung 14, die mittels einer Taste 15 aktiviert werden kann, wobei die weiter oben beschriebenen Vorgänge durchgeführt werden können. An dieser Stelle ist es denkbar, zusätzlich zu der Drehmomenterfassung als ein weiteres Zusatzsignal das Drehmoment mit der Drehzahl des Antriebes 4 des Getreideelevators 1 zu kombinieren und bei einer in Betrieb befindlichen Drescheinrichtung des Mäh dreschers und nach dem Erreichen der Betriebsdrehzahl des Getreideelevators 1 zur automatischen Kalibierung heranzuziehen. Das erfaßte Drehmoment wird während des Betriebes der Drescheinrichtung des Mähdreschers mit vorher ermittelten Multiplikatoren, die beispielsweise auf das Litergewicht der jeweili gen Fruchtart und die aktuell eingegebene oder automatisch gemessene Feuchtigkeit des Massestromes bezogen sind, verarbeitet und werden von der elektronischen Auswerteeinrichtung, die von einer Stromversorgung 16 gespei chert wird, über eine Anzeigeeinrichtung 17 ausgegeben. Damit sind verschie dene Ausgabeformen, wie beispielsweise momentaner Durchsatz (Kilogramm pro Sekunde), Stundenleistung des Mähdreschers (Tonnen pro Hektar), Ertrag pro Hektar (Tonnen pro Hektar), Ertrag pro Feld oder Kunde (Tonnen pro Feld) oder gesamte Erntemenge pro Saison oder mehrere Jahre (Tonnen insgesamt) und auch weitere Anzeigeformen möglich.

In vorteilhafter Weise wird die Kalibrierung beispielsweise nach dem Einschal ten der Drescheinrichtung und nach Erreichen der Betriebsdrehzahl automa tisch kalibriert, insbesondere auf 0 kalibriert. Darüberhinaus kann mittels der Taste 15 eine manuelle Kalibrierung durchgeführt werden. In Ergänzung dazu ist es denkbar, daß die elektronische Auswerteeinrichtung 10 eine weitere Ein richtung aufweist, die Hinweise, beispielsweise bei einer Antriebsüberlastung oder einer Verstopfungsgefahr des Getreideelevators 1 gibt.

Es ist als besonders vorteilhaftes Einsatzgebiet des erfindungsgemäßen Ver fahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Mähdrescher zu sehen, der unter anderem Dresch- und Reinigungseinrichtungen aufweist, mit denen das ausgedroschene Korn von weiteren Bestandteilen, wie beispielsweise Stroh und Spreu, getrennt und das ausgedroschene Korn den Massestrom darstellt. Das Einsatzgebiet ist nicht nur auf den in den Figuren gezeigten Ge treideelevator 1 beschränkt sondern kann auch an Wurfelevatoren oder Über kehrelevatoren eingegesetzt werden, um die optimale Einstellung von Unter wind und die Siebeinstellung zu kontrollieren.

Bezugszeichenliste

1 Getreideelevator
2 Röhre
3 Schnecke
4 Antrieb
5 Kardangelenk
6 Riemen
7 Riemenscheibe
8 Meßnabe
9 Schleifring
10 elektronische Auswerteeinrichtung
11 Eingangsfilter
12 Verstärker
13 Tiefpaßfilter
14 Kalibriereinrichtung
15 Taste
16 Stromversorgung
17 Anzeigeeinrichtung
A Aufgabebereich
E Endbereich
D Förderrichtung
S Ausgangssignal

Claims

1. Verfahren zur Messung eines Massestromes, insbesondere von Körner gut, wobei der Massestrom von Fördereinrichtungen bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Massestromes ein Parameter (S) zumindest einer Fördereinrichtung herangezogen und aus diesem Parame ter (S) eine Größe für den Massestrom abgeleitet wird.

2. Verfahren zur Messung eines Massestromes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter (S) die Drehzahl eines Antriebes der Fördereinrichtung ist.

3. Verfahren zur Messung eines Massestromes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter (S) das Drehmoment eines Antrie bes der Fördereinrichtung ist.

4. Verfahren zur Messung eines Massestromes nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe das absolute oder relative geförderte Volumen des Massestromes ist.

5. Verfahren zur Messung eines Massestromes nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung der Größe aus dem Parameter (S) eine Änderungsgeschwindigkeit, insbesondere eine zeitliche Änderung, des Parameters (S) herangezogen wird.

6. Verfahren zur Messung eines Massestromes nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vor der Messung des Massestromes eine Kalibrierung durchgeführt wird.

7. Vorrichtung zur Messung eines Massestromes, insbesondere von Kör nergut, die Fördereinrichtungen zur Bewegung des Massestromes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Mittel zum Erfassen eines Para meters (S) der Fördereinrichtung und zum Ableiten einer Größe für den Ma ssestrom aus dem erfaßten Parameter (S) aufweist.

8. Vorrichtung zur Messung eines Massestromes nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erfassen des Parameters (S) eine Drehzahl- oder Drehmomenterfassungseinrichtung (8, 9) sind.

9. Vorrichtung zur Messung eines Massestromes nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl- oder Drehmomenterfassungsein richtung (8, 9) mit einer elektrischen Auswerteeinrichtung (10) verbunden ist, die mit einer Anzeigeeinrichtung (17) für die Anzeige der Größe des Masse stromes verschaltet ist.

10. Vorrichtung zur Messung eines Massestromes nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronischen Auswerteeinrichtung (10) eine Kalibriereinrichtung (14, 15) zugeordnet ist.

11. Anwendung des Verfahrens und/oder der Vorrichtung bei einem Mäh drescher, wobei der Massestrom ein Körnergutstrom ist, die Fördereinrichtung eine Überkehr oder ein Getreideelevator (1) ist und der Antrieb der Förderein richtung ein Riemenantrieb (6, 7) ist.