DE19922436A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Optimierung des Ernteprozesses im Besonderen an Mähdreschern - Google Patents

Abstract

Die Mähdreschereinstellung entscheidet einerseits über Leistung, Qualität, Verluste und Kosten, andererseits liegen keine Werte und Hilfsmittel vor, solche teuren Maschinen zu steuern. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, ein Instrumentarium an Einstellwerten für alle Mähdrescherfabrikate und -typen zu entwickeln und diese Einstellwerte in ein schnell, sicher und einfach zu handhabendes Hilfsmittel zu integrieren. DOLLAR A Dazu wurde ein Einstellschieber entwickelt (beiliegende Zeichnung). DOLLAR A Ein zweiter Einstellschieber dient der betriebswirtschaftlichen Errechnung des notwendigen Erntetempos, das wieder eine Einflußgröße für die Mähdreschereinstellung bildet. DOLLAR A So entsteht ein komplexes Handwerkszeug, um Mähdrescher besser auszulasten.

Description

Das Verfahren und die Vorrichtung sind dadurch gekennzeichnet, daß durch zwei aufeinander speziell abgestimmte Tabellenschieber (Schiebetabellen), die man sowohl manuell nutzen kann, als auch in die Maschinenbedienung integrieren könnte, den gesamten Prozeß des Mähdrusches optimal gestalten kann.

Stand der Technik

Für die Optimierung des Mähdrusches sind die vielfältigsten Einrichtungen geschaffen worden und existieren am Markt. Es gibt Drehscheiben, bei denen die Verluste des Mähdreschers und eine Angabe von Einstellwerten nach Frucht und Feuchte ablesbar sind. Es sind weiterhin Tabellenschieber bekannt geworden, bei denen nach dem gleichen System frucht- und reifebezogen die Mähdrescher­ einstellung ablesbar ist. Es sind Tabellenschieber entwickelt geworden, bei denen die zulässige Körnerzahl für die einzelnen Früchte und Verlustarten definiert ist. Weiterhin sind Tabellenschieber bekannt, die es gestatten die Verluste nach Verlustquellen relativ genau zu ermitteln. Dies alles geschieht in Verbindung mit einer Mähdrescherprüfschale, die in einem engen Wechselverhältnis zu diesen Schiebetabellen steht. Weiterhin ist eine Schiebetabelle bekannt geworden, bei der die Mähdreschereinstellung nach der jeweiligen Belastung des Mähdreschers erfolgt. Es existieren weiterhin Computerprogramme bzw. ein Handrechner, mit dem es möglich ist die Verbindung zwischen Verlusten und Mähdreschereinstellung herzustellen. Alle diese Einrichtungen haben den Nachteil, daß sie getrennt voneinander und nicht ineinander übergreifend an der Maschine genutzt werden können. Ihnen ist der Nachteil gemein, daß sie raumfordernd sind, daß z. B. der Handrechner Mähdrusch staubempfindlich ist bzw. erschütterungsempfindlich, daß Batterien benutzt werden müssen, daß das System ausfallen kann, daß Reparaturen auftreten u. v. a. m.

Die hier beschriebene Erfindung will diese Nachteile vermeiden und schafft erstmalig ein ineinandergreifendes System, daß mit zwei Schiebetabellen und der Verbindung zur Prüfschale, sowie der damit herzustellenden Verbindung zu den verschiedenen Bordsystemen des Mähdreschers es erstmalig ermöglicht, den Komplex der Getreideernte mit diesen Hilfsmitteln komplex und durchgängig zu optimieren.

Der erste Tabellenschieber beinhaltet als Grundangabe die sogenannte "Dringlichkeit des Drusches". Der Landwirt entscheidet, ob der Drusch einer bestimmten Partie aus den unterschiedlichsten Gründen wie Vorernteverlustgefahr, Folgearbeiten u. v. a. m., sehr dringlich ist. Diese Dringlichkeitsstufe, die auch im Handrechner "Mähdrusch" enthalten ist, legt er fest. Diese Dringlichkeitsstufe stellt er in der Schiebetabelle ein. Aus dieser Dringlichkeitsstufe ergibt sich dann die sogenannte "Verlustvorgabe". Es ist logisch, daß um so dringlicher geerntet werden muß, um so schneller gefahren wird. Wird schneller gefahren, so erhöhen sich die fahrgeschwindigkeits­ abhängigen Schüttler- und Reinigungsverluste. Das wiederum sind die Körner, die in der Prüfschale auftreten und gegenkontrolliert werden. Je schneller man fahren muß, desto höher muß man die Verlustvorgabe halten. Dabei muß sehr darauf geachtet werden, daß man nicht an die Grenze der Verlustkennlinie kommt. Es muß sichergestellt werden, daß auch bei sehr stark wechselnden Beständen die Verluste nicht "ausreißen". Das bedeutet, daß nicht in bestimmten dichteren und feuchteren Bestandesabschnitten Verlustspitzen von plötzlich 5 bis 10% kurzzeitig entstehen. Die Verlustvorgabe muß also immer so für die Frucht, die Reife und den Bestandeszustand festgelegt werden, daß die jeweilige, höchstmögliche Fahrgeschwindigkeit erreicht wird, jedoch eine Gefahr des starken Überschreitens dieser Verlustgrenze nicht gegeben sein soll. Der Tabellenschieber berücksichtigt diese Dinge und gibt dann für die jeweilige Frucht und Feuchte den jeweils zulässigen Höchstwert der Verluste an. Natürlich kombiniert dieser Tabellenschieber auch das Verlustverhalten der einzelnen 16 Verlust- und Schadensquellen im Mähdrusch insgesamt. Es ist bekannt, daß eine steigende Geschwindigkeit beispielsweise den Anteil des Bruchkorns mindert. Bruchkorn bedeutet jedoch immer, daß auf etwa 3% Bruchkorn 1% zermahlener und zerriebener Körner kommt. Das ist gewissermaßen Mehlstaub, der unmeßbar verloren geht. Es gibt also in den 16 Verlust- und Schadensquellen solche Quellen, die man nur schwer oder nicht messen kann. Dazu gehören auch beim Drusch feuchten Getreides die sogenannten "Atmungsverluste". Getreide ist ein lebender Organismus. Sobald das Getreide eine bestimmte Feuchte überschreitet und nicht schnell genug zurückgetrocknet oder trockengelüftet wird, dann treten Atmungsverluste auf, die man ebenfalls nicht messen kann. Es treten ferner auf die durchaus meßbaren Vorernteverluste wie z. B. Knickähren oder auch Ausfall. Immer gilt die Regel: Je höher die Schüttler- und Reinigungsverluste sind, desto schneller kann der Mähdrescher fahren. Je schneller der Mähdrescher fährt desto mehr erntet er im trockenem, günstigen Zeitraum, desto geringer sind die Verluste an Spalt- und Splitterkorn, die Atmungsverluste und die gesamten Vorernteverluste. Eine hohe Verlustvorgabe, d. h. das Erreichen der maximal zulässigen Schüttler- und Reinigungsverluste, bedeutet deshalb in der Regel immer, daß diese Verlustvorgabe durch geringere Verluste anderer Verlustquellen völlig ausgeglichen werden. Ja in der Regel ergibt sich insgesamt immer ein Gewinn, d. h. die Gesamtverluste sind bei einer sehr hohen Verlustvorgabe immer am geringsten. Diese Verlustvorgabe muß jedoch auf den Bestand und seiner jeweiligen Eignung und von der Technologie her auch der Dringlichkeitsstufe angepaßt werden. Diesen Belangen wird der Tabellenschieber in gleicher Weise wie der Handrechner "Mähdrusch" oder das Computerprogramm gerecht, in dem die jeweiligen Bedingungen so aufeinander abgestimmt dargestellt werden, daß es dem Landwirt möglich ist für die konkrete Situation auf dem Feld die jeweils bestmögliche Verlustvorgabe zu wählen, die der jeweiligen Dringlichkeit des Drusches entspricht. Der Tabellenschieber für die technologische Gestaltung enthält deswegen auch auf seiner Rückseite Zusammenhänge, die zur Verlustermittlung und zum Verlustvergleich der verschiedenen Verlustquellen notwendig sind. Damit gleicht dieser Tabellenschieber im bestimmten Umfang den in Jahrzehnten vertriebenen Tabellenschieber, die die einzelnen Verlustquellen und ihre Höhen angegeben haben. Dem Landwirt ist es nunmehr möglich, die Schüttler- und Reinigungsverluste als fahrgeschindigkeitsabhängige Verluste in einer Höhe vorzugeben, die positiv auf alle anderen Verlustquellen wirkt. Dazu ist ihm auf der Rückseite dieses Tabellenschiebers die Möglichkeit gegeben, auch die anderen Verlustquellen zu prüfen, zu summieren und der Verlustquelle Schüttler- und Reinigungsverluste gegenüberzustellen. Es wird deutlich welchen Einfluß die Schüttler- und Reinigungsverluste auf die anderen Verlustquellen haben. Dadurch bietet letztlich dieser Tabellenschieber eine Entscheidungshilfe, mit welchen Schüttler- und Reinigungsverlusten man im konkreten Fall arbeiten muß, um die höchstmögliche Mähdrescherleistung zu erzielen.

Das Ziel dieses Tabellenschiebers besteht darin, die jeweils konkrete biologische, technologische Situation auf dem Feld so einzuschätzen, daß durch eine daraus resultierende Verlustvorgabe praktisch der Hauptansatzpunkt für die Maschinenleistung, Einstellung und anderen gegeben ist.

Auf diesem Tabellenschieber baut sich der zweite Tabellenschieber auf Es ist der Tabellenschieber für die leistungsabhängige oder die laststufenabhängige Einstellung der Mähdrescher. Dieser Tabellenschieber, der auch zu DDR-Zeiten für die einzelnen Fortschritt-Mähdrescher gefertigt wurde, entstand aus einer fast 20jährigen Zusammenarbeit in der Automatisierungsforschung mit dem renommierten Forschungsinstitut Manfred von Ardenne, Dresden. Hier wurde (auch in Vorbereitung des ersten, mit dem Institut von Ardenne geschaffenen Handrechner "Mähdrusch") die Möglichkeiten geschaffen, eine wesentliche Steigerung der Ausschöpfung des konstruktiv in die Maschine gegebenen Leistungspotentials zu erreichen. Die beiliegende Broschüre die beim erstmaligen Erscheinen dieses Tabellenschiebers im Jahre 1979 mitgeliefert wurde, zeigt die einzelnen Bedingungen. Hier werden auch die einzelnen Zusammenhänge zwischen den Verlustquellen, die Grundlagen einer leistungsabhängigen Einstellung dargelegt. Es ist ganz wichtig, daß in diesem Zusammenhang auch die gesamte von uns "Prozeßoptimierung" genannte Technologie erläutert wird, zu deren Umsetzung die Tabellenschieber dienen. Der unter 1. genannte Tabellenschieber zur Festlegung der Verlustvorgabe existierte in der DDR als sogenannter "Tabellenschieber für den Qualitätsprüfer". Er gab eine hohe, mittlere und geringer Verlustvorgabe schon damals an. Der gemeinsam mit Ardenne im Jahre 1979 geschaffene Tabellenschieber ist auf Seite 20 dieser Broschüre abgebildet. Es wird ersichtlich, daß es insgesamt 7 verschiedenen Stufen mit zunehmender Leistung der Maschine, d. h. mit zunehmender Verlustvorgabe von 0,1% Körnerverlust = 20 Körner in der Prüfschale mit 1% Körnerverlust = 200 Körner in der Prüfschale, die jeweils sich ergebende Fahrgeschwindigkeit und danach die leistungsbezogene Einstellung differiert. Auf dem neuen Tabellenschieber ist keine 7-Teilung vorgesehen, sondern eine 3 bis 4- Teilung. Unabhängig von der Teilung gilt das Prinzip, daß mit zunehmender Leistung die Aktivität der Arbeitsorgane verstärkt wird. In dieser Weise wird analog zum Handrechner und zum Rechenprogramm verfahren. Die guten Ergebnisse, die weit über 100 Modellbetriebe mit diesen Instrumentarien erzielt haben, wollen wir auf den Tabellenschieber übertragen. In Tabelle 1 auf Seite 23 der genannten Broschüre sind die grundsätzlichen Zusammenhänge der Optimierung noch einmal dargestellt. In Tabelle 2 auf Seite 24 wird nachgewiesen, wie stark die Leistung durch die Aktivität der Arbeitsorgane steigt. Der Algorithmus und das Denkschema des Handrechners, der Computerprogramme oder auch der schon früher mit großem Erfolg eingesetzten Tabellenschieber für die leistungsabhängige Einstellung der Mähdrescher ist einfach. Je höher die Verlustvorgabe ist, desto schneller fährt der Mähdrescher. Je schneller der Mähdrescher fahren kann, desto mehr Erntegut verarbeitet er. Je mehr Erntegut er verarbeitet, desto aktiver können und müssen auch die Arbeitsorgane des Mähdreschers arbeiten, also daraufhin eingestellt werden. Jede Erhöhung der Arbeitsorgane des Mähdreschers bei sehr hoher Leistung führt wiederum zu einer noch größeren Leistungssteigerung bzw. noch größeren Ausschöpfung des in die Maschine konstruktiv installierten Leistungspotentials. Auf diese Weise wird das System der Leistungsoptimierung in der täglichen Druscharbeit vollzogen und bringt die Ergebnisse, die schon früher mit dem braunen Tabellenschieber für die leistungsabhängige Einstellung und heute mit dem Handrechner und den Computerprogrammen realisiert wird. Beide Tabellenschieber zusammen bieten also auf dem Feld operativ gemeinsam mit der Prüfschale die Möglichkeit, die Maschine sozusagen "hochzuoptimieren", um danach die elektronischen Verlustmeßgeräte der einzelnen Hersteller zu kalibrieren und um danach über einen bestimmten Zeitraum von etwa 2 bis 3 Stunden über das elektronische Verlustmeßgerät ständig die Maschine an der Leistungsgrenze zu halten, ohne eine Überlastung befürchten zu müssen.

Ausgehend von der Verlustvorgabe des ersten Tabellenschiebers stehen diese in untrennbarer Wechselbeziehung zu allen anderen Verlustquellen, eine optimale Einstellung des Mähdreschers erfolgt, dieses durch eine laststufenabhängige Einstellung der Arbeitsorgane des Mähdreschers untersetzt wird, und diese sich stets aktivierende Einstellung des Mähdreschers mit steigender Leistungsfähigkeit die Verlustkennlinie praktisch abflacht und ein höheres Ausschöpfen des konstruktiv in die Maschine installierten Leistungspotentials ermöglicht. In Verbindung mit der bekannten Mähdrescherprüfschale wird dann der sich endgültig ergebende, höchstmögliche Verlustwert festgestellt, der die Fahrgeschwindigkeit bestimmt. Dieser höchstmögliche Verlustwert muß in einem Bereich liegen, der kein "Ausreißen" der Verluste zuläßt. Der Verlustwert muß sozusagen an der Kante liegen, aus der die Maschine die Höchsteleistung bei dieser optimalen Einstellung schöpft. Mit diesem Verlustwert werden die elektronischen Meß- und Kontrollgeräte kalibriert, und es besteht die Gewähr, daß der mit dem Tabellenschieber festgelegte Verlustwert, der in Kombination der Biologie, Meteorologie, Technologie, Technik und Ökonomie der zweckmäßigte ist, dann auf die Bordsysteme übertragen wird und für die Zeit gleichbleibender Witterung dem Fahrer eindeutig sagt, daß er an der richtigen Leistungsgrenze fährt, bzw. ihm die Möglichkeit gibt, bei zunehmender Wetterbesserung und Abtrocknung immer dann die Fahrgeschwindigkeit bis an diesen, vom Tabellenschieber festgelegten Grenzwert, zu erhöhen.

Stichworte

• - Meß- und Hilfsmittel zur Getreideernte
• - Tabellenschieber
• - Mähdruschtechnik
• - Einstellschieber
• - Einstellhilfen
• - Kalibrierung
• - elektronische Verlustmeßgeräte
• - Mähdreschereinstellung

Funktionsbeschreibung

Um die optimale Mähdreschereinstellung zu ermitteln, wählt man die zu erntende Frucht (1) aus. Darunter schiebt man die vorliegende Erntefeuchte (2) und kann nun die Einstellungen (3) der Arbeitsorgane (4) für den entsprechenden Mähdrescher (5) bei einem vorgegebenen Verlust- (6) bzw. Leistungsniveau (7) ablesen.

Claims (3)

1. Miteinander kombinierte Tabellenschieber (Schiebetabellen), die sowohl manuell am Mähdrescher genutzt werden können, als auch in die Maschinentechnik integriert werden können, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Komplex der Meteorologie und Biologie des Bestandes zu einer Festlegung der "Dringlichkeitsstufe" führt, die wiederum die jeweils notwendige Verlustvorgabe notwendig macht. Daraus wiederum abgeleitet die entsprechende Fahrgeschwindigkeit aus der fahrgeschwindigkeitsabhängigen Einstellung der Arbeitsorgane und diese wiederum geprüft durch die Verlustprüfschale als Kalibriergerät übertragen auf die jeweilige Meßtechnik der Maschine, die mit elektronischen Verlustmeßgeräten ausgerüstet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie an geeigneter Stelle in die Mähdrescherprüfschale integriert werden, um damit ein Instrumentarium zu schaffen, daß der gesamten Leistungsoptimierung des Mähdreschers dient.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in oder auf die Bordsysteme integriert werden, so daß der Mähdrescherfahrer den technologischen Algorithmus des gesamten Betriebsprozesses aus diesem Instrumentarium entnehmen und auf die Maschine überleiten kann.