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Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung zur
Erfassung der von einem landwirtschaftlichen Fahrzeug bearbeiteten
Wegstrecke und/oder Fläche und/oder
der mit dem Fahrzeug geleisteten Bearbeitungszeit, mit einem Sensor
zur Erfassung der Position eines relativ zum Fahrzeug verstellbaren
Geräts, wobei
die Meßeinrichtung
aktiviert wird, wenn der Sensor ein Ausgangssignal abgibt, das einer
betriebsstellungsseitigen Position des Geräts relativ zu einem Einschaltpunkt
entspricht.
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An fast allen selbstfahrenden landwirtschaftlichen
(Ernte- oder Bearbeitungs-) Maschinen können sogenannte Hektarzähler eingebaut
werden. Außerdem
verfügen
viele dieser Fahrzeuge über
eine selbsttätige
Höhenführung ihrer
Erntevorsätze
bzw. Arbeitsgeräte. Üblicherweise
wird der Hektarzähler über einen
zugeordneten Schalter eingeschaltet, wenn sich der Erntevorsatz
bzw. das Arbeitsgerät
in einer Betriebsstellung befindet und anderenfalls ausgeschaltet.
Außer
der bearbeiteten bzw. abgeernteten Fläche kann mittels dieser Meßeinrichtungen auch
eine zurückgelegte
Strecke und eine Bearbeitungs- bzw. Erntezeit gemessen werden.
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In der
DE 37 20 429 A1 wird eine Vorrichtung zur
Ernteflächen-
und Erntezeitmessung vorgeschlagen, die nur dann weiterzählt, wenn
ein in den Förderschacht
ragender Taster durch das Erntegut anzeigt, daß ein Erntevorgang stattfindet.
Es wird auch erwähnt,
daß ein
Abfragen der Position des Schneidwerks erfolgen kann, um den Hektarzähler ein-
bzw. auszuschalten.
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Derartige Meßeinrichtungen verwenden einen
Sensor in Form eines Schalters, dessen Schaltpunkt mechanisch verstellbar
ist. Auch den Schwenkwinkel des Schneidwerks relativ zur Erntemaschine
erfassende Potentiometer finden als Sensor Verwendung, wobei der
Schaltpunkt des Hektarzählers
bei einer vorbestimmten Position des Potentiometers liegt und eine
mechanische Verstellung des Antriebs des Potentiometers zur Einstellung
des Einschaltpunktes dient.
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Im Stand der Technik ist daher immer
eine mechanische Verstellung des Sensors notwendig, falls die Lage
des Schaltpunkts geändert
werden soll. Bei jeder Änderung
muß der
Bediener aus seiner Kabine heruntersteigen und den Schaltpunkt einstellen. Nach
häufigem
Verstellen sind die Verstelleinrichtungen entsprechend abgenutzt.
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Das der Erfindung zugrunde liegende
Problem wird darin gesehen, daß die
mechanische Einstellung des Schaltpunkts zeitlich aufwendig und
umständlich
ist.
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Dieses Problem 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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Die Erfindung schlägt eine
Meßeinrichtung vor,
die mit einer Eingabeeinrichtung ausgestattet ist, mit der die Lage
des Einschaltpunktes stufenlos oder in Stufen eingegeben werden
kann. Es findet also keine mechanische Verstellung des Sensors mehr statt,
sondern das Ausgangssignal des Sensors wird mit einem eingegebenen
Wert verglichen und abhängig
davon, ob dieser Wert darauf hinweist, daß das Gerät in seiner Betriebsstellung
ist, wird die Meßeinrichtung
aktiviert; eine zurückgelegte
Wegstrecke und/oder eine bearbeitete Fläche und/oder die Bearbeitungszeit
werden weitergezählt.
Das Ausgangssignal des Sensors entspricht in diesem Fall einer betriebsstellungsseitigen
Position des Geräts
in bezug auf den Einschaltpunkt. Anderenfalls zählt die Meßeinrichtung nicht weiter,
da das Ausgangssignal des Sensors darauf hinweist, daß sich das
Gerät in
seiner Außerbetriebsstellung
befindet. Die Lage des Einschaltpunktes kann erfindungsgemäß durch
die Eingabeeinrichtung eingegeben werden.
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Auf diese Weise wird eine wesentliche
Vereinfachung der Bedienung des Fahrzeugs erreicht, da die Einstellung
einfach, schnell und fehlersicher in der Kabine erfolgt. Der frei
wählbare
Einschaltpunkt der Meßeinrichtung
bietet die Möglichkeit,
das Fahrzeug an die Bedienungsgewohnheiten des Fahrers und an die
jeweilige Erntesituation anzupassen. So kann der Einschaltpunkt
beim Ernten kurzen Getreides niedriger eingestellt werden als bei
hohem Getreide, so daß der
Erntevorsatz beim Wenden nur noch geringfügig anzuheben ist, um das Weiterzählen der
Meßeinrichtung
zu unterbinden.
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Anzumerken ist, daß im Rahmen
der vorliegenden Erfindung unter Bearbeitungszeit nicht nur die
Zeit verstanden wird, in der eine Bodenbearbeitung im engeren Sinne
erfolgt, wie Pflügen
und Eggen, sondern jede landwirtschaftliche Tätigkeit, wie Ernten, Düngen, Sprühen, Säen. Analog
kann die Wegstrecke und Fläche
bei jeder beliebigen landwirtschaftlichen Tätigkeit erfaßt werden.
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Weiterhin ist vorgeschlagen, mit
der Eingabeeinrichtung auch die Lage eines Ausschaltpunktes stufenlos
oder in Stufen eingebbar zu gestalten. Es kann somit zusätzlich ein
Ausschaltpunkt definiert werden, der sich vom Einschaltpunkt unterscheidet. Die
Meßeinrichtung
kann dann so eingerichtet sein, daß die Bearbeitungszeit des
Fahrzeugs nur erfaßt wird,
wenn sich das Gerät
in einer betriebsstellungsseitigen Lage relativ zum Ausschaltpunkt
befindet. Der Ausschaltpunkt ist in der Regel näher an der Außerbetriebsstellung
als der Einschaltpunkt, so daß während des
Arbeitsvorganges ein relativ großer Bewegungsbereich des Geräts zur Verfügung steht,
der ohne Deaktivierung der Meßeinrichtung
ausgenutzt werden kann. Nach dem Erreichen des Ausschaltpunktes
ist das Gerät
zum Aktivieren der Meßeinrichtung
in eine dem Einschaltpunkt entsprechende Stellung zu bringen, die
näher an
der Betriebsstellung liegt als der Ausschaltpunkt. Da ein Ausschaltpunkt, der
näher an
der Betriebsstellung des Geräts
liegt als der Einschaltpunkt die ordnungsgemäße Funktion der Meßeinrichtung
verhindern würde
(es ergibt sich ein Widerspruch, falls das Gerät zwischen Einschaltpunkt und
Ausschaltpunkt ist), kann bei einer entsprechenden Fehleingabe ein
optisches oder akustisches Warnsignal oder eine Fehlermeldung auf
einer Anzeigeeinrichtung abgegeben werden.
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Der Sensor muß ein Signal abgeben, das eine
Information über
die Position des Geräts
relativ zum Fahrzeug enthält.
Es kann sich um ein analoges Signal handeln, das zur Position proportional
ist oder über
einen beliebigen anderen, eindeutigen Zusammenhang von ihr abhängt. Auch
ein digitales Signal ist denkbar. Als Beispiel dafür wäre eine
Anzahl von über
der Bewegungsbahn des Geräts
verteilten Lichtschranken oder Schaltern denkbar, die durch das
Gerät betätigt werden
und digitale Signale abgeben, aus deren Gesamtheit die Position
des Geräts ableitbar
ist. Es muß sich
aber um mehr als eine Lichtschranke bzw. einen Schalter handeln.
Als analoger Sensor kommt insbesondere ein Potentiometer in Frage.
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Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform,
bei der das Ausgangssignal des Sensors auch zur Einstellung und/oder
Regelung der Position des Geräts
verwendet wird. Man erspart sich damit einen der zwei im Stand der
Technik verwendeten Sensoren, von denen einer für die Meßeinrichtung und einer für die Positionierung
des Geräts
benötigt
wird. Neben einer Reduzierung der Bauteileanzahl wird der Verkabelungsaufwand
geringer; die Fehlerwahrscheinlichkeit ist reduziert.
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Als Eingabeeinrichtung für den Ein-
und/oder Ausschaltpunkt findet insbesondere eine Tastatur oder ein
berührungsempfindlicher
Bildschirm (Touch-Screen) Verwendung. Der Ein- und/oder Ausschaltpunkt kann in beliebigen
Einheiten eingegeben werden, wie Höhenzentimeter über dem
Erdboden oder Winkelgrade relativ zum Fahrzeug. Alternativ dazu
ist denkbar, daß der
Bediener das Gerät
in die Stellung bringt, die dem Einschaltpunkt oder dem Ausschaltpunkt
entspricht. In dieser Stellung wird das jeweilige Ausgangssignal
des Sensors als Ein- bzw.
Ausschaltpunkt übernommen.
Diese Ausführungsform
zeichnet sich besonders durch Bedienungsfreundlichkeit und Fehlersicherheit
aus.
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Die Erfindung eignet sich für beliebige
landwirtschaftliche Fahrzeuge und Geräte. Als Gerät kommen beispielsweise Erntegutbergungsvorsätze, wie
Schneidwerke und Pick-ups, Mähgeräte, Bodenbearbeitungsgeräte, Sägeräte und dergleichen
in Betracht. Entsprechende Fahrzeuge sind Mähdrescher, Feldhäcksler,
Rübenroder,
Baumwollpflücker,
Mähfahrzeuge
oder Traktoren.
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In den Zeichnungen ist ein nachfolgend
näher beschriebenes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Es zeigt:
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1 eine
halbschematische Seitenansicht eines landwirtschaftlichen Axialmähdreschers,
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2 einen
Positionssensor der Erntebergungsvorrichtung,
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3 ein
Blockschaltdiagramm der Meßeinrichtung
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4 ein
Flußdiagramm
der Meßeinrichtung.
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1 zeigt
einen landwirtschaftlichen Mähdrescher 10 mit
einem Fahrgestell 12 und sich von diesem erstreckenden
Bodenlaufrädern 14,
an dessen Beispiel die Erfindung erläutert wird. Eine Erntegutbergungseinrichtung 16 wird
verwendet, Erntegut aufzunehmen und es einem Schrägförderer 18 zuzuführen. Das
Erntegut wird vom Schrägförderer 18 einer
Leittrommel 20 zugeführt.
Die Leittrommel 20 leitet das Erntegut nach oben durch
einen Einlaßübergangsbereich 22 an
eine Axialtrenneinrichtung 24 weiter.
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Die Axialtrenneinrichtung 24 drischt
und trennt das geerntete Gut. Korn und Spreu fallen durch Roste
am Boden der Axialtrenneinrichtung 24 in ein Reinigungssystem 26.
Das Reinigungssytem 26 entfernt die Spreu und führt das
saubere Korn einem (nicht gezeigten) Kornelevator zu. Der Kornelevator
legt das saubere Korn in einem Korntank 28 ab. Das saubere
Korn im Korntank 28 kann durch eine Entladeschnecke 30 in
einen Anhänger
oder Lastwagen entladen werden. Gedroschenes, vom Korn befreites
Stroh wird aus der Axialtrenneinrichtung 24 durch einen
Auslaß 32 heraus
zu einer Abgabetrommel 34 geführt. Die Axialtrenneinrichtung 24 umfaßt ein zylindrisches
Rotorgehäuse 38 und
einen im Rotorgehäuse 38 angeordneten
Rotor 39. Die Abgabetrommel 34 wirft das Stroh
am rückwärtigen Ende
des Mähdreschers 10 aus.
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Die Bedienung des Mähdreschers 10 erfolgt von
einer Fahrerkabine 36 aus.
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Der Schrägförderer 18 und die
daran befestigte Erntegutbergungseinrichtung 16 sind um
eine horizontal und quer zur Vorwärtsfahrtrichtung verlaufende
Achse 42 schwenkbar am Fahrgestell 12 angelenkt.
Der Schwenkwinkel des Schrägförderers 18 und
der Erntegutbergungseinrichtung 16 relativ zum Fahrgestell 12 wird
durch einen (einfach oder doppelt wirkenden) Hydraulikzylinder 40 festgelegt,
der einen Endes an der Erntegutbergungseinrichtung 16,
anderen Endes (in einer in 1 nicht
dargestellten Weise) am Fahrgestell 12 angelenkt ist. Durch
Bedienungseinrichtungen in der Fahrerkabine 36 kann der Hydraulikzylinder 40 mit Öl unterschiedlichen
Drucks beaufschlagt werden, um den Winkel des Schrägförderers 18 und
der Erntegutbergungseinrichtung 16 relativ zum Fahrgestell 12 einzustellen.
Dadurch können
an der Vorderseite der Erntegutbergungseinrichtung 16 angebrachte
Schneidmesser 41 in eine zum Erntebetrieb geeignete Höhe über dem
Erdboden gebracht werden. Außerdem
kann die Erntegutbergungseinrichtung 16 durch den Hydraulikzylinder 40 beim
Wenden am. Rande eines Feldes oder beim Transport angehoben werden.
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In 2 ist
ein Sensor 44 in Form eines Drehpotentiometers zur Erfassung
des Schwenkwinkels des Schrägförderers 18 relativ
zum Fahrgestell dargestellt. Ein Abschnitt des Fahrgestells 12 ist durch
einen Bolzen, der die Schwenkachse 42 definiert, mit dem
Schrägförderer 18 verbunden.
Der Bolzen ist am Schrägförderer 18 befestigt
und drehbar am Fahrgestell 12 gelagert. Der Sensor 44 umfaßt ein Gehäuse 45,
das am Fahrgestell 12 befestigt ist, und eine Welle 43,
die mit dem Bolzen verbunden ist. Die Welle 43 dreht sich
gemeinsam mit dem Bolzen, und somit mit dem Schrägförderer 18, während das Gehäuse 45 relativ
zum Fahrgestell 12 fest steht. Der Sensor 44 ist
daher eingerichtet, den Schwenkwinkel des Schrägförderers und somit auch des
daran befestigten Erntevorsatzes 16 relativ zum Fahrgestell 12 zu
erfassen.
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In 3 ist
das Blockschaltbild einer Meßeinrichtung
zur Erfassung der Erntefläche
und/oder Erntezeit wiedergegeben. Die Meßeinrichtung umfaßt den Sensor 44,
der ein als Spannungsteiler geschaltetes Potentiometer ist. Der
erste Endpunkt des Potentiometers ist auf Massepotential und der
zweite Endpunkt auf einem konstanten Spannungspotential. Der Schleifkontakt
des Potentiometers ist mit dem Analogeingang eines Analog-Digitalwandlers 46 verbunden,
dessen Digitalausgang an einem Eingang einer Steuerschaltung 48 (insbesondere
ein Mikroprozessor oder Mikrocontroller) angeschlossen ist. An der
Steuerschaltung 48 ist außerdem eine Eingabeeinrichtung 50,
die in der Fahrerkabine 36 positioniert ist, und eine Tastatur
oder einen Touch-Screen umfassen kann, angeschlossen. Weiterhin
ist ein Wegstreckensensor 54 an der Steuerung 48 angeschlossen,
der die vom Mähdrescher 10 zurückgelegte
Wegstrecke erfaßt.
Der Wegstreckensensor 54 ist beispielsweise ein mit einem
der Räder 14 verbundener
Rotationssensor. Schließlich
ist die Steuerschaltung 48 mit einer Anzeigeeinrichtung 52 verbunden,
die ebenfalls innerhalb der Fahrerkabine 36 angeordnet
ist.
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Die Meßeinrichtung dient zur Erfassung
der vom Mähdrescher
bearbeiteten Erntefläche
und/oder der Erntezeit. Zur Erfassung der Erntefläche wird
die vom Wegstreckensensor 54 erfaßte zurückgelegte Wegstrecke mit der
(bekannten) Breite der Erntegutbergungseinrichtung 16 multipliziert.
Die Erntezeit wird mittels einer nicht gezeigten, in die Steuerung 48 integrierten
oder einer externen Zeituhr erfaßt. Die Erntefläche und/oder
Erntezeit wird dem Fahrer mittels der Anzeigeeinrichtung 52 angezeigt,
kann aber auch anderweitig beispielsweise zu Statistikzwecken (insbesondere
georeferenziert) abgespeichert oder per Datenübertragung zur Information
an eine Einsatzleitung oder zu einem landwirtschaftlichen Betrieb übertragen
werden. Zu diesem Zweck ist die Steuerschaltung 48 mit
geeigneten Steuerprogrammen, die in der Regel in einem RAM abgelegt
sind, versehen.
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Ein Weiterzählen der Erntefläche und/oder Erntezeit
soll in der Regel nur dann erfolgen, wenn tatsächlich geerntet wird, nicht
aber wenn der Mähdrescher 10 auf
einer Straße
fährt oder
am Rand eines Feldes wendet. Der Sensor 44 dient dazu,
die Steuerschaltung 48 mit einer entsprechenden Information
zu beaufschlagen. Falls die Erntebergungseinrichtung 16 oberhalb
einer ersten, bestimmten Höhe
(die einem bestimmten Schwenkwinkel des Schrägförderers 18 entspricht,
der mittels des Sensors 44 erfaßt wird) über dem Erdboden ist, kann
davon ausgegangen werden, daß kein
Erntevorgang erfolgt. Dann werden die Informationen des Wegstreckensensors 54 ignoriert
und die Uhr für
die Erntezeit wird angehalten. Anderenfalls, wenn die Erntegutbergungseinrichtung 16 unterhalb
einer zweiten, bestimmten Höhe
ist, die sich erfindungsgemäß von der ersten
Höhe unterscheiden
kann, werden die Signale des Wegstreckensensors von der Steuerung 48 erfaßt und auch
die Uhr für
die Erntezeit läuft.
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Die Feststellung, ob gezählt wird,
wird daher mit Hilfe des Sensors 44 durchgeführt, dessen
Ausgangssignal in mittels des Analog-Digitalwandlers 46 digitalisierter
Form an einem Eingang der Steuerschaltung 48 anliegt. Es
ist ein erster Schwellenwert für
den Schwenkwinkel des Schrägförderers 18 und somit
die Höhe der
Erntegutbergungseinrichtung 16 über dem Erdboden festgelegt.
Falls der Schwenkwinkel unter dem ersten Schwellenwert liegt, so
daß die
Höhe der
Erntegutbergungsvorrichtung 16 unter einer ersten Höhe liegt,
erfolgt eine Zählung
der Erntefläche
bzw. -zeit. Das Abschalten der Ernteflächenerfassung, also Anhalten
der Ernteflächen-
und Erntezeitmessung erfolgt, wenn der Schwenkwinkel über einem
zweiten Schwellenwert liegt, d. h. die Erntegutbergungseinrichtung 16 oberhalb
einer zweiten Höhe über dem
Erdboden liegt. Im konkreten kann der erste und der zweite Schwellenwert übereinstimmen. Wie
bereits dargelegt, stellt die Steuerschaltung 48 anhand
der Ausgangssignale des Sensors 44 fest, ob die genannten
Schwellenwerte über-
bzw. unterschritten sind.
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Ein entsprechendes Flußdiagramm,
nach dem die Steuerschaltung 48 arbeitet, ist in 4 wiedergegeben. Nach dem
Start in Schritt S1, beispielsweise nach dem Anlassen des Mähdreschers 10, wird
in Schritt S2 abgefragt, ob der Bediener eine Änderung der Schaltpunkte wünscht. Diese
Abfrage kann durch Wiedergabe einer entsprechenden Botschaft auf
der Anzeigeeinrichtung 52 in der Fahrerkabine 36 erfolgen,
die durch den Bediener durch eine entsprechende Eingabe in die Eingabeeinrichtung 50 beantwortet
wird.
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Falls Schritt S2 ergibt, daß die Schaltpunkte geändert werden
sollen, folgt Schritt S3, in dem der Einschaltpunkt festgelegt wird.
Der Einschaltpunkt legt fest, ab wann die Erfassung der Erntefläche und/oder
-zeit erfolgt; sobald der Schwenkwinkel des Schrägförderers 18 unter dem
Winkel liegt (und der Erntegutbergungsvorsatz 16 in einer
Höhe über dem Erdboden
ist), der dem Einschaltpunkt entspricht, wird die Fläche und/oder
Zeit erfaßt.
Die Eingabe des Einschaltpunktes in Schritt S3 erfolgt mittels der
Eingabeeinrichtung 50, in der die gewünschte Höhe des Erntegutbergungsvorsatzes 16 oder
der Schwenkwinkel des Schrägförderers 18 in
beliebigen Einheiten (z.B. cm bzw. Grad) eingegeben wird. Diese
Werte entsprechen dem Einschaltpunkt. Außerdem ist denkbar, daß der Bediener
den Erntegutbergungsvorsatz 16 mittels des Hydraulikzylinders 40 in
die gewünschte
Position bringt. Der Ausgangswert des Sensors 44 wird dann
nach Betätigen
einer Bestätigungstaste
der Eingabevorrichtung 50 von der Steuerschaltung 48 als
Einschaltpunkt übernommen
und abgespeichert. Analog erfolgt danach in Schritt S4 die Eingabe
des Ausschaltpunktes. In speziellen Ausführungsformen kann der Einschaltpunkt
mit dem Ausschaltpunkt übereinstimmen;
dann erübrigt
sich einer der Schritte S3, S4.
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Falls in Schritt S2 keine Änderung
der Schaltpunkte gewünscht
wird, folgt Schritt S5, in dem der Einschaltpunkt und der Ausschaltpunkt
auf einen abgespeicherten Wert gesetzt werden. Diese Werte können die
zuletzt eingegebenen sein, oder – insbesondere, falls bei einem
neuen Mähdrescher
noch keine Werte eingegeben waren – voreingestellte Werte.
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Auf die Schritte S4 und S5 folgt
der Schritt S6, in dem abgefragt wird, ob sich der Erntegutbergungsvorsatz 16 unter
dem Einschaltpunkt befindet. Dabei wird von der Steuerschaltung
der durch den Analog-Digitalwandler 46 digitalisierte Ausgangswert des
Sensors 44 mit dem gesetzten Einschaltpunkt verglichen.
Falls die Antwort ja ist, folgt Schritt S7, in dem die Steuerschaltung 48 die
Erntefläche
anhand der Ausgangssignale des Sensors 57 weiterzählt und/oder
die Erntezeituhr weiterläuft.
Auf Schritt S7 folgt Schritt S8, in dem abgefragt wird, ob sich
der Erntegutbergungsvorsatz 16 über dem Ausschaltpunkt befindet.
Der Ausschaltpunkt wird in der Regel oberhalb des Einschaltpunktes
liegen, so daß der Höhenspielraum
für den
Erntegutbergungsvorsatz 16 beim Erntevorgang hinreichend
groß ist,
ohne daß ein
Abschalten der Meßeinrichtung
erfolgt. Im Schritt S8 wird ebenfalls das digitalisierte Ausgangssignal des
Sensors 44 mit dem gesetzten Ausschaltpunkt verglichen.
Ergibt Schritt S8, daß sich
der Erntegutbergungsvorsatz 16 nicht über dem Ausschaltpunkt befindet,
folgt wieder Schritt S7. Anderenfalls, wie auch dann, wenn Schritt
S6 ergeben hat, daß sich der
Erntegutbergungsvorsatz 16 nicht unter dem Einschaltpunkt
befindet, folgt Schritt S9. Da davon auszugehen ist, daß kein Erntevorgang
erfolgt, weil sich der Erntegutbergungsvorsatz 16 über dem
Ausschaltpunkt und nicht unter dem Einschaltpunkt befindet, zählt die
Steuerschaltung 48 die Erntefläche und Erntezeit nicht weiter;
die Signale des Sensors 54 werden ignoriert und die Erntezeituhr
angehalten. Auf Schritt S9 folgt wieder Schritt S6.
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In einer Ausführungsform, in der nur ein
Einschaltpunkt verwendet wird, entfällt Schritt S4 und S8 und auf
Schritt S7 folgt Schritt S6.