DE19544057C2 - Verfahren zur Messung einer Erntegutmenge in einem Elevator einer Erntemaschine und Erntemaschine mit einem Elevator zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung einer Erntegutmenge, welche einem Elevator einer Erntemaschine untenseitig zugeführt wird und welche durch den Elevator in einer Transportrichtung nach oben transportiert und obenseitig vom Elevator weggefördert und/oder gespeichert wird.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Erntemaschine mit einem Elevator, welcher untenseitig zugefördertes Erntegut zur obenseitigen Weiterbeförderung oder Speicherung in einer Transportrichtung nach oben befördert, wobei an und/oder in dem Elevator mindestens eine erste Waage angeordnet ist.

Während der Ernte mit Erntemaschinen der eingangs genannten Art, z. B. Mähdreschern, ist eine genaue Kontrolle der jeweils momentan geernteten Erntegutmenge erforderlich, um einen effektiven Einsatz der Erntemaschine zu gewährleisten und Störungen rechtzeitig zu bemerken. Darüber hinaus ist eine Feststellung des jeweils in einem Zeitintervall, sei es ein Tag oder eine Betriebsstunde, eingefahrenen Erntegutes erforderlich, um z. B. bei Lohnarbeit mengenabhängige Abrechnungen erstellen zu können. Weiterhin wird hiermit die Erstellung eines genauen Erntekatasters ermöglicht.

Aus der Offenlegungsschrift DE 26 58 820 ist es bekannt, einen Erntegutspeicher vor und nach der Befüllung bzw. der Entnahme zu wiegen, um aus der Gewichtsdifferenz die Masse der Erntegutmenge zu bestimmen. Bei einer solchen Anordnung ist es für teilflächen­ spezifische Auswertungen nachteilig, den gesamten Erntegutspeicher zu wiegen, weil bei zunehmender Befüllung des Speichers die Ertragsunterschiede, die im Verlauf der Vorfahrt der Erntemaschine ermittelt werden sollen, im Bereich der Meßtoleranzen des Wiegesystems liegen. So kann ein Korntank heute mit 8 t Erntegut befüllt werden, während für Zwecke der Ertragskartierung Gewichtsdifferenzen von wenigen 10 g für einen Ertragsort präzise gemessen werden müssen. Die mit einem solchen System ermittelbaren Werte sind nicht genau genug, um als Ertragskarte für nachgeordnete Auswertungen dienen zu können.

In einer zweiten in der DE 26 58 820 gezeigten Ausführungsform wird vorgeschlagen, ein dem Korntank nachgeordnetes Förderband mit dem darauf befindlichen Erntegut abschnittsweise zu wiegen. Abgesehen davon, daß der Vorgang des abschnittsweisen Wiegens den Vorgang des Abtankens einer Korntankfüllung viel zu sehr verzögert, ist ein dem Korntank nachgeordnetes Förderband ungeeignet, Ertragsdaten für Ertragskarten zu ermitteln, weil das Erntegut zunächst im Korntank über einen längeren Zeitraum angesammelt wurde. Durch die Ansammlung des Ernteguts über eine längere Erntestrecke des Mähdreschers hinweg kann nur noch ein einziger, durchschnittlicher Ertragswert für die gesamte Strecke ermittelt werden, die zur Füllung des Korntanks erforderlich war. Damit ist die Ermittlung von Ertragswerten für Abschnitte von beispielsweise alle 20 oder 50 m nicht mehr möglich.

Aus der DE 31 24 315 A1 ist eine landwirtschaftliche Erntemaschine, insbesondere ein Mähdrescher, bekannt, bei dem das Erntegut aus einem mitgeführten Behälter über einen Elevator bzw. ein Förderband in ein bereitgestelltes Kraftfahrzeug bzw. einen Anhänger umladbar ist, wobei während des Umladevorgangs das Gewicht bzw. die Erntegutmenge mittels einer Durchlaufwaage am Ernteguteintritt oder am Austritt des Elevators gewogen wird. Weiterhin wird alternativ vorgeschlagen, die Umdrehungen einer gefüllten Entleerungschnecke zu zählen und auf diese Weise die umgeladene Erntegutmenge zu bestimmen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird vorgeschlagen, unterhalb von Gummiförderbändern mit Stollen eine elektronische Wiegevorrichtung anzuordnen. Bei einem solchen Meßprinzip würde man sich den relativen, vom Gewicht des geförderten Ernteguts abhängigen Durchhang als Meßfehler in die Messungen integrieren. Außerdem neigen Förderbänder dazu, in mobilen Anwendungen auf und ab zu schlagen, wenn das Fahrzeug Erschütterungen ausgesetzt ist. Da gerade Landmaschinen häufig auf schlechten Wegstrecken bewegt werden, erscheint auch diese Ausbildung ungeeignet.

Zur kontinuierlichen Messung des Erntegutes während des Ernteeinsatzes ist es bisher bekannt, die Erntegutmenge kapazitiv beim Durchlaufen einer Kondensatoranordnung, welche sich z. B. hinter dem Elevatorausgang befindet, zu bestimmen. Der Nachteil dieses Meßverfahrens besteht darin, daß die jeweils unterschiedliche Feuchtigkeit im Meßraum das Meßergebnis verfälscht, so daß eine ständige Eichung nötig ist. Weiterhin werden die Elektroden im Meßraum durch das vorbeiströmende Erntegut geschädigt, so daß diese Meßvorrichtungen sehr wartungsintensiv sind.

Darüber hinaus sind diese Verfahren mit sehr viel Meß-, Kompensations- und Rechenaufwand verbunden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln und eine entsprechende Erntemaschine mit einem Elevator zu schaffen, welche es ermöglicht, das Erntegut, welches in einer bestimmten Zeit durch den Elevator befördert wird, mit möglichst geringem Aufwand und gleichzeitig hoher Sicherheit und Genauigkeit jederzeit während des Ernteeinsatzes zu messen.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß der Elevator gewogen wird. Aus dem Gesamtgewicht der ganzen Elevatorbaueinheit mitsamt dem jeweiligen Inhalt wird bei bekanntem Leergewicht der Elevatorbaueinheit die jeweils im Elevator befindliche Erntegutmenge direkt ermittelt.

Gegenständlich wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die erste Waage an mindestens einem Aufhänge- oder Auflagerpunkt des Elevators an der Erntemaschine angeordnet ist und das Gesamtgewicht des Elevators mitsamt seines Inhalts mißt und daß der Elevator mindestens eine Auswertevorrichtung aufweist, an welche die gemessenen Daten übermittelt werden und in welche weitere Daten eingegeben werden können und welche aus den Daten die beförderte Erntegutmenge ermittelt und diesen Wert speichert und/oder zur weiteren Bearbeitung weiterleitet und/oder anzeigt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen Erntemaschine ist es möglich, jederzeit auf sehr einfache Weise und ohne großen Rechenaufwand die Durchflußmenge des Erntegutes durch den Elevator zu bestimmen.

Vorzugsweise wird das Gesamtgewicht des Elevators kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich, d. h. in sehr kurzen Zeitabständen hintereinander, gemessen. Prinzipiell ist es jedoch auch möglich, nur zu bestimmten Zeiten bzw. in bestimmten zeitlichen Abständen jeweils Messungen durchzuführen.

Zur Ermittlung der in einem vorgegebenen Zeitraum transportierten Erntegutmenge werden die zu den verschiedenen Zeitpunkten innerhalb des vorgegebenen Zeitraumes gemessenen Gesamtgewichtwerte mit der jeweiligen zu den Zeitpunkten gegebenen Fördergeschwindigkeit des Elevators multipliziert und die so ermittelten Daten aufsummiert bzw. über die Zeit integriert.

Entweder werden die Einzelwerte vor der Summation bzw. Integration oder es wird der Gesamtwert nach der Summation bzw. Integration durch den effektiven Transportweg des Erntegutes im Elevator geteilt. Der effektive Transportweg im Elevator entspricht genau dem Weg, den das Erntegut im Elevator zurücklegt, während es noch mit seinem Gewicht im Elevator lastet. Er entspricht in etwa der Länge des Elevators und kann daher prinzipiell am Elevator ausgemessen werden. Es ist aber sinnvoll, diesen Wert auch gleich als Kalibriergröße zu verwenden und beim Kalibrieren des Gerätes, welches üblicherweise nur einmal zur Auslieferung der Erntemaschine, eventuell schon im Werk, oder bei Wartungsarbeiten durchgeführt werden muß, passend einzustellen.

Die Fördergeschwindigkeit des Elevators wird vorzugsweise jeweils gleichzeitig mit dem Wiegevorgang über eine entsprechende Meßvorrichtung in der Erntemaschine oder am Elevator gemessen. Bei Erntemaschinen mit einer konstanten Fördergeschwindigkeit im Elevator wird vorzugsweise ein entsprechend konstanter Wert in die Auswertevorrichtung eingegeben; eine Fördergeschwindigkeitsmeßvorrichtung ist bei solchen Erntemaschinen dann nicht notwendig. In diesem Fall kann im übrigen die Multiplikation mit dem konstanten Fördergeschwindigkeitswert erst nach der Summation bzw. Integration der Einzelwerte erfolgen.

In einer relativ einfachen, üblichen Form besteht der Elevator aus einem Transportschacht, einem Rücklaufschacht, einem Elevatorkopf, einem Elevatorfuß und einem über im Elevatorfuß und im Elevatorkopf angeordnete Umlenkräder gespannten und motorisch angetriebenen Förderband bzw. einer Förderkette. Das Erntegut wird dem Elevator unten seitlich zugeführt und von dem Elevator oben seitlich wieder weg befördert und in einen Speicher gefüllt.

Die Beschleunigungskräfte beim Einfüllen und Auswerfen des Erntegutes und die Umlenkkräfte des Erntegutes an den Umlenkrädern kompensieren sich, da der gesamte Elevator mitsamt seinem Gehäuse gewogen wird.

Eine besonders konstruktiv einfache und kostengünstige Lösung, das Gesamtgewicht des Elevators zu messen, besteht darin, daß der Elevator parallel zur Transportrichtung des Erntegutes im Elevator beweglich gelagert an der Erntemaschine angeordnet ist und sich untenseitig auf mindestens einer ersten Waage abstützt und/oder an einer ersten Waage aufgehängt ist und diese erste Waage die Gewichtskraft des Elevators parallel zur Transportrichtung mißt und daß zur Ermittlung eines Korrekturfaktors zur Umrechnung der von der ersten Waage ermittelten Gewichtskraft parallel zur Transportrichtung in die Gewichtskraft parallel zum Gravitationsvektor an der Erntemaschine und/oder am Elevator ein Neigungssensor angeordnet ist, welcher die Neigung der Elevator-Transportrichtung zum Gravitationsvektor mißt. Dies kann z. B. eine Pendelvorrichtung od. dgl. sein.

Alternativ ist es auch möglich, den Elevator selbst bezüglich der Neigungen frei pendelnd aufzuhängen. Diese Lösung ist jedoch konstruktiv komplizierter. Selbstverständlich ist es bei einer parallel verschiebbaren Anbringung des Elevators an der Erntemaschine nicht unbedingt notwendig, daß die Verschieberichtung, d. h. die Messung in welcher vektoriell die Gesamtgewichtskraft des Elevators jeweils gemessen wird, mit der Transportrichtung des Erntegutes im Elevator übereinstimmt.

Der Neigungssensor muß entweder in der Lage sein, zwei verschiedene Neigungen im Raum gleichzeitig zu messen, oder es müssen zwei senkrecht zueinander liegende Neigungssensoren verwendet werden, um so einmal die Rechts-Links-Neigung der Erntemaschine und die Vorne-Hinten-Neigung der Erntemaschine im Gelände zu erfassen. Zum Ermitteln der Gesamtgewichtskraft wird dann die gemessene Gewichtskraft jeweils durch den Cosinus der beiden Winkel zwischen dem Gravitationsvektor und dem Vektor in Verschieberichtung bzw. Meßrichtung geteilt.

Besonders vorteilhaft und ein eigenständiger Erfindungsgedanke ist es, wenn der Neigungssensor ein auf einer zweiten Waage untenseitig abgestütztes oder an einer zweiten Waage obenseitig angehängtes, definiertes Eichgewicht beinhaltet, welches in paralleler Richtung zur Meßrichtung beweglich gelagert an der Erntemaschine oder am Elevator angeordnet ist, wobei die Wiege- Meßergebnisse der ersten Waage in Beziehung zu den gleichzeitig erhobenen Wiege-Meßergebnissen der zweiten Waage gesetzt werden. Hierzu wird das Eichgewicht in einem parallel zur Meßrichtung angeordneten Schacht verschiebbar gelagert, in welchem untenseitig der gewichtserfassende Druckpunkt der zweiten Waage angeordnet ist. Das Eichgewicht ist vorzugsweise eine Kugel, kann jedoch selbstverständlich auch jede beliebige andere Form, z. B. eine Zylinderform, haben.

Das Verhältnis zwischen der gemessenen Gewichtskraft des Eichgewichts und dem tatsächlichen Eichgewichtswert kann dann direkt genutzt werden, um aus dem gemessenen Gesamtgewicht des Elevators das tatsächliche Gesamtgewicht des Elevators in Richtung des Gravitationsvektors zu ermitteln.

Gleichzeitig wäre es möglich, mit Hilfe des Eichgewichts auch die der Gewichtskraft überlagerten Massekräfte auszugleichen, die durch Fahrbahnstöße auf dem Feld entstehen.

Da während eines Ernteeinsatzes sowohl das Transportband bzw. die Transportkette als auch der Transportschacht verschmutzen, ist es sinnvoll, in bestimmten Abständen des Leergewicht des Elevators neu zu bestimmen. Hierzu wird vorteilhafterweise der ohnehin vorhandene Leerlauf des Elevators während des Ernteeinsatzes, z. B. bei einem Stillstand der Erntemaschine oder beim Wenden od. dgl. genutzt. Der Leerlaufzustand kann z. B. durch Meßvorrichtungen zur Detektion des Erntegutstromes ermittelt werden. Dies können z. B. kapazitive, induktive Meßvorrichtungen oder auch Lichtschranken sein, welche sich z. B. am Eingang und am Ausgang des Elevators befinden. Es kann sich hierbei aber auch um einfache mechanischen Schalter, eine Art Ventilklappe od. dgl., handeln.

Prinzipiell reicht auch eine Meßvorrichtung am Eingang des Elevators. Es muß dann, nach Anzeige des Leerlaufs durch diese Meßvorrichtung, abgewartet werden, bis der Elevator vollständig entleert ist und das Leergewicht gemessen werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Leerlaufzustand des Elevators in Abhängigkeit von der Lage eines Erntewerkzeugs der Erntemaschine erkannt. So kann z. B. die Auswertevorrichtung mit der Steuereinrichtung für den Erntevorsatz, z. B. das Schneidwerk am Mähdrescher, verbunden sein, wobei die Steuervorrichtung beim Verfahren des Schneidwerks aus der Arbeitsstellung ein Signal an die Auswertevorrichtung weitergibt und diese nach einer vorgegebenen Zeit, in welcher der Elevator dann vollständig entleert wird, einen Leerlaufzustand des Elevators annimmt. Die Zeitspanne zwischen Signal der Steuervorrichtung und der Annahme eines Elevatorleerlaufs kann auch in Abhängigkeit von der jeweiligen Transportgeschwindigkeit im Elevator berechnet werden.

Bei Ernteeinsätzen, bei denen mit großen örtlichen oder zeitlichen Feuchtigkeitsschwankungen im Erntegut zu rechnen ist, ist es sinnvoll, wenn in der Erntemaschine eine entsprechende Vorrichtung zur Feuchtigkeitsmessung im Erntegut angeordnet ist. Dies kann eine kapazitive Meßvorrichtung, ein Überlaufbehälter zur Ermittlung des spezifischen Gewichts, od. dgl., sein.

Die übrigen Unteransprüche enthalten weitere vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Erntemaschine.

Das Verfahren und die Erntemaschine werden im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es stellt dar:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Mähdreschers mit einem erfindungsgemäßen Elevator,

Fig. 2 eine Seitenansicht mit Teilschnitt des Elevators der Erntemaschine (schematisch nur zum Teil angedeutet) nach Fig. 1 sowie einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Neigungssensor mit Eichgewicht,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Elevators aus Fig. 2 an einer Erntemaschine (schematisch nur als Teil dargestellt) nach Fig. 1 mit einer schematischen Darstellung der Antriebs- und Abtriebswelle sowie der Zuführschnecke und der Abführschnecke für das Erntegut.

Bei einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Erntemaschine (1) gemäß Fig. 1 handelt es sich um einen Mähdrescher (1). Dieser weist im unteren Bereich hinter dem Schneidwerk ein Erntegut-Verarbeitungswerk auf. Von diesem Erntegut-Verarbeitungswerk wird über eine Förderschnecke (32) das Erntegut in einen Elevator (2) geleitet, welcher das Erntegut entlang einer Transportrichtung (T) senkrecht nach oben transportiert. Hier wird das Erntegut (3) an eine weitere Förderschnecke (31) übergeben, welche das Erntegut (3) in einen oberhalb des Erntegut-Verarbeitungswerks hinter dem Führerstand des Mähdreschers (1) liegenden Speicher (20) schafft.

Der Elevator (2) besteht aus einem Transportschacht (12), einem Rücklaufschacht (13), einem Elevatorkopf (14) und einem Elevatorfuß (15). Im Elevatorfuß (15) und im Elevatorkopf (14) sind Umlenkräder (16, 17) angeordnet, über welche ein motorisch angetriebenes Förderband (18) oder eine Förderkette gespannt ist. Der gesamte Elevator (2) ist mit einem Gehäuse (19) verkleidet.

Das Förderband (18) bzw. die Förderkette weist einzelne Kammern auf, in welche im unteren Bereich von der Seite her über eine Einfüllöffnung (26) das Erntegut (3) von der Förderschnecke (32) aus hineingeleitet wird. In diesen Kammern wird das Erntegut (3) dann nach oben befördert und am Elevatorkopf (14) in eine Auswurföffnung (27) geschleudert, von wo aus das Erntegut (3) dann mit einer weiteren Förderschnecke (31) weitergeleitet wird. Die Achsen der Förderschnecken (31, 32) liegen hierbei jeweils parallel zu den Achsen der Umlenkräder (16, 17).

Der gesamte Elevator (2) ist parallel zur Transportrichtung (T) beweglich gelagert an der Erntemaschine (1) angeordnet und stützt sich untenseitig auf einer Waage (5) ab. Diese erste Waage (5) mißt die Gewichtskraft des Elevators (2) parallel zur Transportrichtung (T).

Die Befestigung des Elevators (2) an der Erntemaschine (1) wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, 2 und 3 mittels Führungsklauen (24) durchgeführt, welche das Elevatorgehäuse (19) an Führungswinkeln oder -schienen (25) parallel verschiebbar formschlüssig umfassen. Diese Halterung des Elevators (2) kann auch kugelgelagert erfolgen. Alternativ kann der Elevator (2) auch mittels Anlenkschwingen (nicht dargestellt) an der Erntemaschine (1) befestigt sein.

Die Gehäuse der beiden Förderschnecken (31, 32) sind entsprechend ebenfalls gegen das Gehäuse des Elevators (2) über Einfüll- bzw. Auswurfschächte (28, 27) verschieblich mit diesem verbunden. Hierzu ist der Auswurfschacht (27) parallel zur Verschieberichtung des Elevators (2) in einen zum Elevatorgehäuse (19) gehörigen Teil und einen zum Gehäuse der Förderschnecke (31) gehörigen Teil getrennt. Der elevatorseitige Teil ragt locker gegen den förderschneckenseitigen Teil parallel zur Verschieberichtung des Elevators (2) verschiebbar in diesen hinein. Eine Abdichtung der Teile gegeneinander erfolgt durch eine endseitige Auskragung des innenliegenden elevatorseitigen Teils radial nach außen und eine entsprechende endseitige Auskragung des anderen Teils radial nach innen.

In ähnlicher Weise ist der Einfüllschacht (28) mit dem Elevatorgehäuse (19) verbunden. Hier ist der Einfüllschacht jedoch vollständig am Gehäuse der Förderschnecke (32) angeordnet und ragt an eine Öffnung des Elevatorgehäuses (19) heran. Die Abdichtung erfolgt auch hier über entsprechend überlappende Auskragungen bzw. Umfalzungen am Einfüllschacht (28) bzw. am Elevatorgehäuse (19).

Selbstverständlich sind hierfür auch beliebige andere konstruktive Lösungen zur Verbindung der Förderschnecken (31, 32) mit dem Elevator (2) möglich.

Vorzugsweise dient das im Elevatorfuß (15) befindliche Umlenkrad (17) gleichzeitig als Antriebsrad für das Transportband (18) bzw. die Transportkette. Hierzu ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel das Rad (17) mittels einer kardanischen Drehmomentkupplung (23) mit einer rechtwinklig zur Verschieberichtung des Elevators (2) liegenden Antriebswelle (21) der Erntemaschine (1) verbunden. Die rechtwinklige Lage der Welle (21) und die Kopplung über eine kardanische Drehmomentkupplung (23) ist notwendig, damit keine Kräfte übertragen werden, die das Wiegeergebnis verfälschen. Diese Antriebswelle (21) kann wiederum z. B. mit der Förderschnecke (32) gekoppelt sein, so daß die Transportgeschwindigkeit der Förderschnecke (32) zwangsläufig mit der Transportgeschwin­ digkeit im Elevator (2) gekoppelt ist. Die Kopplung zwischen Förderschnecke (32) und Antriebswelle (21) muß selbstverständlich erntemaschinenseitig vor der kardanischen Drehmomentkupplung (23) erfolgen. Alternativ ist es auch möglich, das Antriebsrad (17) z. B. direkt mit der Förderschnecke (32), z. B. mittels einer Kette, zu verbinden. Hierbei ist dann entsprechend darauf zu achten, daß die Kette jeweils ebenfalls senkrecht zur Transportrichtung (T) im Elevator (2), d. h. zur Wiegerichtung liegt, damit keine Kräfte übertragen werden, die das Wiegeergebnis verfälschen. An der Antriebswelle (21) befindet sich ein Drehzahlmesser (7) od. dgl., über welchen die Transportgeschwindigkeit im Elevator (2) ermittelt wird.

Bei Erntemaschinen (1) mit einer konstanten Drehzahl kann auf eine solche Meßvorrichtung (7) selbstverständlich auch verzichtet werden. Die Transportgeschwindigkeit im Elevator (2) wird der Auswertevorrichtung dann vorgegeben.

Das im Elevatorkopf (14) befindliche Umlenkrad (16) ist als Antriebsrad (16) mit einer senkrecht zur Transportrichtung (T) verlaufenden Abtriebswelle (20) zum Antreiben weiterer Vorrichtungen der Erntemaschine (1) ebenfalls mittels einer kardanischen Drehmomentkupplung (22) verbunden. Über diese Abtriebswelle (20) kann beispielsweise die obere Förderschnecke (31) angetrieben werden. Auch hier ist selbstverständlich, eine andere technische Antriebsmöglichkeit, z. B. über einen separaten Antrieb von einer anderen Stelle, möglich, wobei auch hier zu beachten ist, daß keine Kräfte in Richtung Transportrichtung übertragen werden.

Die Waage (5) ist vorteilhafterweise eine geregelte Kompensationswaage, welche entgegen der jeweiligen Gewichtskraft des Elevators (2) den Auflagepunkt (5d) in einer konstanten Lage bezüglich der Verschieberichtung des Elevators (2), d. h. der Elevator-Transportrichtung (T) hält. Die dafür benötigte Kraft wird von der Kompensationswaage (5) als Maß für die Gewichtskraft ermittelt und an eine Auswertevorrichtung (8) weitergeleitet. Die Verwendung einer solchen Kompensationswaage hat den Vorteil, daß es nur zu geringfügigen Verschiebungen des Elevators (2) entlang der Transportrichtung (T) kommt, so daß Einfüll- und Ausfüllöffnungen (27, 28) nahezu immer in der gleichen Lage zur jeweiligen Transportschnecke (31, 32) liegen und auch die Antriebswellen (21, 20) in den kardanischen Drehmomentkupplungen (22, 23) nur unwesentlich abgeknickt werden.

Parallel neben dem Elevator (2) befindet sich an der Erntemaschine (1) ein Schacht (11) in Form eines Rohres, einer Hülse, od. dgl., in welchem eine Kugel (4) als Eichgewicht (4) verschiebbar gelagert ist. Diese Kugel (4) stützt sich ebenfalls untenseitig auf einer zweiten Waage (10) ab.

Die beiden Waagen (5, 10) sowie der Drehzahlmesser (7) sind mit einer Auswertevorrichtung (8), im vorliegenden Fall dem Bordcomputer des Mähdreschers, verbunden.

Diese Eichwiegevorrichtung (6) kann selbstverständlich auch an jeder anderen beliebigen Stelle der Erntemaschine (1), z. B. im Führerstand oder auch am Elevator (2) selbst angebracht sein. Wesentlich ist nur, daß der Schacht (11) parallel zur Verschieberichtung des Elevators (2) liegt.

Die Ermittlung der Erntegutmenge erfolgt dann auf folgende Weise:
Es wird kontinuierlich das Gesamtgewicht des Elevators (2) mittels der Waage (5) gemessen. Gleichzeitig wird bei Erntemaschinen (1) mit nicht konstanter Motorendrehzahl kontinuierlich über die Meßvorrichtung (7) die Fördergeschwindigkeit im Elevator (2) bestimmt. Zur Korrektur des Elevator-Gesamtgewichts bei einer Schräglage der Erntemaschine (1) wird die gemessene vektorielle Gesamtgewichtskraft des Elevators (2) in Beziehung gesetzt zu einer jeweils gleichzeitig in paralleler Richtung vektoriell gemessenen Gewichtskraft des an der Erntemaschine (1) angeordneten Eichgewichts (4) auf die Waage (10).

Sämtliche Daten werden an eine Auswertevorrichtung (8), z. B. an den Bordcomputer des Mähdreschers (1), übermittelt. Diese Auswertevorrichtung (8) multipliziert dann das gemessene und korrigierte Gesamtgewicht des Elevators (2) mit der jeweiligen Fördergeschwindigkeit im Elevator (2). Die so ermittelten Daten werden dann in einem vorgegebenen Zeitraum, für welchen die durchgelaufene Erntegutmenge bestimmt werden soll, aufsummiert bzw. über den Zeitraum integriert und der Gesamtwert dann durch den effektiven Transportweg des Erntegutes (3) im Elevator (2) geteilt. Bei einer (bereits um die Neigung korrigierten) Gesamtgewichtskraft G(t), einem Leergewicht G_L des Elevators (2) (ebenfalls um die Neigung korrigiert), einer Transportgeschwindigkeit V(t) und einem effektiven Transportweg X erhält man so die im Zeitraum T vom Zeitpunkt t₁ bis zum Zeitpunkt t₂ durch den Elevator (2) laufende Erntegutmenge M als:

Bei konstanter Fördergeschwindigkeit im Elevator (2) wird vorzugsweise der in die Auswertevorrichtung (8) eingegebene konstante Geschwindigkeitswert V_k erst nach der Integration mit dem aufintegrierten Gesamtwert multipliziert. Die entsprechede Formel lautet dann:

Bei Leerlaufzeiten des Elevators (2) wird das gemessene Gewicht des Elevators (2) automatisch als neues, aktuelles Leergewicht des Elevators (2) übernommen. Hierzu weist der Elevator (2) in seinem Einfüllschacht (26) und seinem Auwurfschacht (27) jeweils eine Meßvorrichtung (28) zur Detektion des Erntegutstroms auf.

Sobald kein Erntegut mehr durch die Öffnungen transportiert wird, wird ein Signal an die Auswertevorrichtung (8) weitergegeben, welche dann den Leerlaufzustand des Elevators (2) registriert und die Leergewichteichung durchführt.

Alternativ ist vorgesehen, den Leerlaufzustand des Elevators (2) in Abhängigkeit von der Lage eines Erntewerkzeugs (30), z. B. des Schneidwerks des Mähdreschers (1), zu bestimmen. Hierzu ist die Auswertevorrichtung (8) mit der Steuervorrichtung (31) für das Schneidwerk verbunden. Die Steuervorrichtung (31) gibt dann beim Anheben des Schneidwerks aus der Arbeitsstellung ein Signal an die Auswertevorrichtung (8). Nach einer gegebenen Zeit, in welcher das zuletzt geschnittene Material den Elevator (2) wider verlassen haben müßte, wird dann bis zum Wiederabsenken des Schneidwerks (30) ein Leerlauf des Elevators (2) von der Auswertevorrichtung (8) angenommen und entsprechend die Leergewichtseichung durchgeführt.

Die Auswertevorrichtung (8) kann z. B. an den Bordcomputer der Erntemaschine (1) angeschlossen sein bzw. die Auswertung direkt durch den Bordcomputer erfolgen. Die Auswertevorrichtung (8) kann selbstverständlich auch eine einfache analoge Schaltung sein, welche die kontinuierlich gemessenen Werte multipliziert, dividiert und segmentiert integriert.

Die Transportstrecke (X) im Elevator (2) ist prinzipiell meßbar und entspricht in etwa der Höhe des Elevators (2). Es ist jedoch sinnvoll, diesen Wert als Kalibriergröße zu verwenden und entsprechend zu variieren und ggf. werkseitig bzw. bei Wartungsarbeiten entsprechend einzustellen.

Selbstverständlich ist es auch möglich, den ermittelten Gewichtswert oder die ermittelte Erntegutmenge der Auswertevorrichtung (8) durch an sich bekannte Korrekturverfahren von Fehlergrößen zu bereinigen. So könnten z. B. Eichmessungen bei unterschiedlichem Füllgrad des Elevators (2) durchgeführt werden und die so gewonnenen Eichfunktionen bei der Auswertung mit berücksichtigt werden.

Claims (31)

1. Verfahren zur Messung einer Erntegutmenge, welche einem Elevator (2) einer Erntemaschine (1) untenseitig zugeführt wird und durch den Elevator (2) in einer Transportrichtung (T) nach oben transportiert wird und obenseitig vom Elevator weggefördert und/oder gespeichert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Elevator (2) gewogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elevator (2) in bestimmten zeitlichen Abständen gewogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elevator (2) kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich gewogen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zum gleichen Zeitpunkt die Fördergeschwindigkeit des Elevators (2) und das Gesamtgewicht des Elevators (2) mitsamt seinem jeweiligen Inhalt gemessen wird und aus dem Gesamtgewicht und der Fördergeschwindigkeit als Funktion der Zeit, aus dem zurückzulegenden effektiven Transportweg des Erntegutes (3) im Elevators (2) und aus dem Elevatorleergewicht, die in einer vorgegebenen Zeit transportierte Erntegutmenge ermittelt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei konstanter Fördergeschwindigkeit des Elevators aus dem Gesamtgewicht des Elevators (2) mitsamt seinem jeweiligen Inhalt als Funktion der Zeit, aus einem konstanten Wert für die Fördergeschwindigkeit des Elevators (2) aus dem zurückzulegenden effektiven Transportweg des Erntegutes (3) im Elevator (2) und aus dem Elevatorleergewicht die in einer vorgegebenen Zeit transportierte Erntegutmenge ermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der in einem vorgegebenen Zeitraum transportierten Erntegutmenge die zu den verschiedenen Zeitpunkten innerhalb des vorgegebenen Zeitraums gemessenen Gesamtgewichtswerte abzüglich des Leergewichts mit der jeweiligen zu den Zeitpunkten gegebenen Transportgeschwindigkeit bzw. dem konstanten Wert für die Transportgeschwindigkeit multipliziert werden und die so ermittelten Daten aufsummiert bzw. über den Zeitraum integriert werden und entweder vor der Summation bzw. Integration oder als Gesamtwert nach der Summation bzw. Integration durch den effektiven Transportweg des Erntegutes (3) im Elevator (2) geteilt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei konstanter Transportgeschwindigkeit des Elevators (2) die Multiplikation mit dem konstanten Transportgeschwindigkeitswert erst nach der Summation bzw. Integration der Einzelwerte erfolgt.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der ermittelte Gewichtswert durch an sich bekannte Korrekturverfahren von Fehlergrößen bereinigt wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtgewichtskraft des Elevators (2) vektoriell in einer vorgegebenen, bezüglich der Erntemaschine (1) und/oder des Elevators (2) feststehenden Meßrichtung gemessen wird und jeweils hinsichtlich der Neigung der vorgegebenen Meßrichtung zum Gravitationsvektor korrigiert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Neigungskorrektur die gemessene vektorielle Gesamtgewichtskraft des Elevators (2) in Beziehung zu einer jeweils gleichzeitig in paralleler Richtung vektoriell gemessenen Gewichtskraft eines am Elevator (2) oder an der Erntemaschine (1) angeordneten Eichgewichts (4) gesetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vektorielle Gesamtgewichtskraft des Elevators (2) parallel zur Transportrichtung (T) gemessen wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leerlauf des Elevators (2) registriert wird und daß die jeweils während des Leerlaufs des Elevators (2) gemessenen Gewichtsdaten zur Festlegung des Elevatorleergewichts genutzt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leerlaufzustand des Elevators (2) durch eine Meßvorrichtung (28) zur Detektion des Erntegutstromes ermittelt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leerlaufzustand des Elevators (2) in Abhängigkeit von der Lage eines Erntewerkzeugs (30) der Erntemaschine (1) erkannt wird.

15. Erntemaschine (1) mit einem Elevator (2), welcher untenseitig zugefördertes Erntegut (3) zur obenseitigen Weiterbeförderung oder Speicherung in einer Transportrichtung (T) nach oben befördert, wobei an und/oder in dem Elevator (2) mindestens eine erste Waage (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Waage (5) an mindestens einem Aufhänge- oder Auflagerpunkt (6) des Elevators (2) an der Erntemaschine (1) angeordnet ist und das Gesamtgewicht des Elevators (2) mitsamt seines Inhalts mißt, und daß der Elevator (2) mindestens eine Auswertevorrichtung (8) aufweist, an welche die gemessenen Daten übermittelt werden und in welche weitere Daten eingegeben werden können und welche aus den Daten die beförderte Erntegutmenge ermittelt und diesen Wert speichert und/oder zur weiteren Bearbeitung weiterleitet und/oder anzeigt.

16. Erntemaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Elevator (2) und/oder die Erntemaschine (1) mindestens ein Mittel (7) zur Messung der Transportgeschwindigkeit des Elevators (2) aufweist.

17. Erntemaschine nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Elevator (2) einen Transportschacht (12), einen Rücklaufschacht (13), einen Elevatorkopf (14), einen Elevatorfuß (15) und ein über im Elevatorfuß (15) und im Elevatorkopf (14) angeordnete Umlenkräder (16, 17) gespanntes und motorisch angetriebenes Förderband (18) oder eine Förderkette aufweist und mit einem Gehäuse (19) verkleidet ist und daß das Erntegut (3) dem Elevator (2) unten seitlich zugeführt wird und von dem Elevator (2) oben seitlich wegbefördert und/oder in einen Speicher (20) gefüllt wird.

18. Erntemaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Elevator (2) parallel zur Transportrichtung (T) beweglich gelagert an der Erntemaschine (1) angeordnet ist und sich untenseitig auf mindestens einer ersten Waage (5) abstützt und/oder an einer ersten Waage (5) aufgehängt ist und diese erste Waage (5) die Gewichtskraft des Elevators (2) parallel zur Transportrichtung (T) mißt und daß zur Ermittlung eines Korrekturfaktors zur Umrechnung der von der ersten Waage (5) ermittelten Gewichtskraft parallel zur Transportrichtung (T) in die Gewichtskraft parallel zum Gravitationsvektor an der Erntemaschine (1) und/oder am Elevator (2) mindestens ein Neigungssensor (6) angeordnet ist, welcher die Neigung der Elevatortransportrichtung (T) zum Gravitationsvektor mißt.

19. Erntemaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungssensor (6) ein auf/an einer zweiten Waage (10) untenseitig abgestütztes oder obenseitig angehängtes definiertes Eichgewicht (4) beinhaltet, welches ebenfalls parallel zur Transportrichtung (T) des Elevators (2) beweglich gelagert an der Erntemaschine (1) oder am Elevator (2) angeordnet ist, wobei Wiegemeßergebnisse der ersten Waage (5) in Beziehung zu gleichzeitig erhobenen Wiegemeßergebnissen der zweiten Waage (10) gesetzt werden.

20. Erntemaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Eichgewicht (4) in einem parallel zur Transportrichtung (T) des Elevators (2) angeordneten Schacht (11) verschiebbar gelagert ist, in welchem untenseitig der gewichtserfassende Druckpunkt (10d) der zweiten Waage (10) angeordnet ist.

21. Erntemaschine nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Eichgewicht (4) eine Kugel (4) ist.

22. Erntemaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Elevator (2) mindestens einen Elektromotor und/oder Druckmittelmotor zum Antreiben des Förderbandes (18) oder der Förderkette aufweist.

23. Erntemaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb von einer rotierenden Welle der Erntemaschine abgenommen wird.

24. Erntemaschine nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß eines der im Elevatorkopf (14) und/oder Elevatorfuß (15) befindlichen Umlenkräder (16, 17) als Antriebsrad (17) über eine senkrecht zur Transportrichtung (T) verlaufende Antriebswelle (21) mit einem motorischen Antrieb der Erntemaschine (1) verbunden ist.

25. Erntemaschine nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß eines der im Elevatorkopf (14) und Elevatorfuß (15) befindlichen Umlenkräder (16, 17) als Abtriebsrad (16) mit einer senkrecht zur Transportrichtung (T) verlaufenden Abtriebswelle (20) zum Antreiben weiterer Vorrichtungen der Erntemaschine (1) verbunden ist.

26. Erntemaschine nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebs- und/oder Abtriebsrad (17, 16) mittels einer kardanischen Drehmomentkupplung (23, 22) mit der jeweiligen Antriebs- bzw. Abtriebswelle (21, 20) gekoppelt ist.

27. Erntemaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Elevator (2) unten auf einer geregelten Kompensationswaage (5) abstützt, welche entgegen der jeweiligen Gewichtskraft des Elevators (2) den Auflagepunkt (5d) in einer konstanten Lage bezüglich der Verschieberichtung des Elevators (2) hält und welche die dafür benötigte Kraft als Maß für die Gewichtskraft ermittelt und an eine Auswertevorrichtung (8) weiterleitet.

28. Erntemaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Elevator (2) mittels Anlenkschwingen an der Erntemaschine (1) befestigt ist.

29. Erntemaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Elevator (2) mittels an der Erntemaschine (1) befestigten Führungsklauen (24), welche das Elevatorgehäuse (19) und/oder Teile (25) des Gehäuses (19) formschlüssig umfassen, an der Erntemaschine (1) parallel verschiebbar gehalten und geführt wird.

30. Erntemaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Eingangs- und/oder Ausgangsöffnung (26, 27) des Elevators (2) eine Vorrichtung (28) zur Detektion des Erntegutstromes angeordnet ist, welche der Auswerteeinrichtung (8) einen Leerlauf des Elevators (2) anzeigt.

31. Erntemaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (8) mit der Steuervorrichtung (31) für ein Erntewerkzeug (30) verbunden ist, wobei ein Verfahren des Erntewerkzeugs (30) aus der Arbeitsstellung von der Auswertevorrichtung (8) registriert wird und nach einer, ggf. in Abhängigkeit von der jeweiligen Transportgeschwindigkeit vorgegebenen Zeit, ein Leerlaufzustand des Elevators (2) von der Auswertevorrichtung (8) erkannt wird.