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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung gemäß Oberbegriff
Patentanspruch 1 sowie auf ein Erntefahrzeug gemäß Oberbegriff Patentanspruch
17.
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Bekannt sind Erntemaschinen oder
-fahrzeuge, insbesondere auch solche zum Ernten von Wurzelfrüchten oder
Zuckerrüben,
wobei speziell diese bekannten Fahrzeuge an der Vorderseite ein
Ernte- oder Rodeaggregat aufweisen und die geernteten Wurzelfrüchte über wenigsten
eine Transportstrecke, die in Fahrzeuglängsrichtung unter dem Fahrzeugrahmen
verläuft,
an einem Aufwärtsförderer oder Elevator
gefördert
werden, über
den die Wurzelfrüchte
dann in einem am Fahrzeugrahmen vorgesehenen Bunker eingebracht
werden.
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Bekannt ist eine Vorrichtung zum
Aufnehmen von Wurzelfrüchten
mit einem Förderelement (
DE 196 06 601 A1 ),
welches beispielsweise als Aufwärtsförderer an
einem Bunker für
die Wurzelfrüchte an
einem Erntefahrzeug vorgesehen ist. Zur Bestimmung des Ernteertrages
stützt
sich der Aufwärtsförderer bzw.
dessen Hilfsrahmen über
mehrere Kraftmeßzellen
an dem Rahmen des Erntefahrzeugs ab, so daß die Kraftmeßzellen
ein Meßsignal
erzeugen, welches dem Gewicht des Aufwärtsförderers zuzüglich des Gewichtes der auf
diesem sich befindlichen Wurzelfrüchten entspricht. Nachteilig
ist hierbei u.a. daß gerade
bei dem rauhen Einsatz beim Ernten oder Roden von Wurzelfrüchten u.a.
in hohem Maße die
Gefahr einer Anlagerung von Bodenbestandteilen oder -Klumpen oder
anderen Fremdstoffen insbesondere auch am Hilfsrahmen des Aufsatzförderers
besteht und durch diese Anlagerungen das Meßergebnis grob verfälscht wird.
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In der nicht vorveröffentlichten, älteren
EP 0 958 729 A1 wird
weiterhin vorgeschlagen, bei einer Erntemaschine zum Ernten von
Getreide oder ähnlichem
Erntegut über
dem Boden die Menge an geerntetem Erntegut durch Messen des Antriebsdrehmomentes einer
umlaufenden Förderschnecke
zu bestimmen, und zwar dadurch, daß eine im Antriebsstrang vorgesehene
Kette über
ein Kettenrad geführt ist
und die auf dieses Kettenrad ausgeübten Kräfte von einem Sensor erfaßt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine
Vorrichtung aufzuzeigen, die in besonders einfacher und sehr zuverlässiger Weise
eine Ertragsmessung während
des Erntens auch kontinuierlich ermöglicht. Zur Lösung dieser
Aufgabe ist eine Vorrichtung entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
Eine Erntemaschine ist entsprechend dem Patentanspruch 17 ausgebildet.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besteht u.a. darin, daß auch
kontinuierlich eine Ertragsmessung oder -erfassung während des
Erntens durchgeführt
werden kann, und zwar beispielsweise als Datensatz für aneinander
anschließende Ernteabschnitte
vorgegebener Größe.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird das von den Sensor-Mitteln gelieferte wenigstens
eine Meß-
oder Sensorsignal in einer Elektronik zusammen mit von einer GPS-Einheit
gelieferten Daten verarbeitet, die dem jeweiligen Ort der Vorrichtung
bzw. der Erntemaschine entsprechen oder definieren.
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Weiterbildungen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 in
Seitendarstellung ein Ernte- oder Rodefahrzeug zum Roden bzw. Ernten
von Wurzelfrüchten,
insbesondere Zuckerrüben;
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2 in
vereinfachter Darstellung und in einem Schnitt entsprechend der
Linie I-I der 1 einen
Aufwärtsförderer des
Fahrzeugs der 1;
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3 eine
Darstellung ähnlich 2, jedoch zusammen mit dem
schematisch angedeuteten hydraulischen Antrieb für den Aufwärtsförderer und mit einer Bunker-
oder Verteilerschnecke.
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Das in den Figuren allgemein mit
1 bezeichnete Ernte- oder Rodefahrzeug dient zum Ernten oder Roden
von Zuckerrüben 2 oder
dergleichen Wurzelfrüchten
und besteht in an sich bekannter Weise aus einem Rahmen 3,
an welchem drei Fahrzeugachsen 4–6 mit entsprechenden
Rädern 4'–6' vorgesehen
sind. Die Achsen sind lenkbar und zumindest die vordere Achse 4 und
die hintere Achse 6 sind durch den Antrieb 7 des
Fahrzeugs 1 angetrieben. Die mittlere Achse 5 ist
anhebbar und absenkbar, so daß das
Ernten oder Roden am Feld bei angehobener und das Fahren auf Wegen
oder Straßen bei
abgesenkter Achse 5 erfolgen kann.
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An der Vorderseite des Rahmens 3 ist
das eigentliche Rodeaggregat 8 vorgesehen, und zwar über Stellelemente,
die bei der dargestellten Ausführungsform
Hydraulikzylinder 9 und 10 sind, heb- und senkbar,
so daß das
Rodeaggregat 8 in bekannter Weise zum Fahren auf Straßen und
Wegen sowie auch beim Wenden während
des Rodens angehoben und für
das Roden bzw. Ernten abgesenkt werden kann. An der Vorderseite
des Rahmens 2 ist das Fahrerhaus 12 vorgesehen,
auf welches dann zur Rückseite
des Rahmens 3 hin der an seiner Oberseite offene Bunker 13 zur
Aufnahme der geernteten Zuckerrüben 2 folgt.
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Das Roden der Zuckerrüben 2 erfolgt
mit dem Rodeaggregat 8 in bekannter Weise gleichzeitig in
mehreren Reihen. Die geernteten Zuckerrüben 2 gelangen dabei
von dem Rodeaggregat 8 über
eine Transportstrecke 14, die in der 1 mit unterbrochenen Linien nur schematisch
dargestellt ist und an der Unterseite des Rahmens 3 unterhalb
des Fahrerhauses 12 in Rahmenlängsrichtung verläuft, sowie über eine
weitere, anschließende
Transportstrecke 15, die bei der dargestellten Ausführungsform
von mehreren aufeinander folgenden und jeweils rotierend angetriebenen
Siebsternen gebildet ist, an die Aufgabeposition 16 eines
Elevators bzw. Aufwärtsförderers 17.
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Der Aufwärtsförderer 17 besteht
im wesentlichen aus zwei endlos umlaufend antreibbaren Gurten 18,
die über
mehrere Umlenkrollen oder Räder 19–23 derart
geführt
sind, daß jeder
Gurt 18 jeweils eine in sich geschlossene Schlaufe bildet,
die in einer vertikalen Ebene senkrecht zur Fahrzeuglängsachse angeordnet
ist, wobei die beiden von den Gurten 18 gebildeten Schlaufen
parallel zueinander und in Richtung der Fahrzeuglängsachse
gegeneinander versetzt sind und beide Schlaufen von der Aufgabeposition 16 unterhalb
des Rahmens 3 in Umlaufrichtung A folgenden Verlauf aufweisen:
- – Zunächst von
der Aufgabepostition 16 unterhalb des Rahmens 3 zu
einer Fahrzeuglängsseite,
- – dann über die
Umlenkrollen 19 an dieser Fahrzeuglängsseite und außerhalb
des Bunkers 13 nach oben an das Umlenkrad 20,
- – dann über die
offene Oberseite des Bunkers 13 schräg ansteigend bis zu den Umlenkrollen 21 etwa
in der Mitte des Bunkers 13,
- – dann über weitere
Umlenkrollen 21 schräg
nach unten, aber immer noch oberhalb des Bunkers an das Umlenk-
oder Riemenrad 22,
- – dann
an der anderen Fahrzeuglängsseite
in vertikaler Richtung nach unten, und zwar wiederum außerhalb
des Bunkers 13, und
- – schließlich nach
der Umlenkrolle 23 unterhalb des Rahmens 2 im
wesentlichen in horizontaler Richtung zurück an die Aufgabeposition 16.
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Allenfalls mit Ausnahme der als Spannrollen für den jeweiligen
Gurt 18 dienenden Rollen 21 sind sämtliche
Rollen bzw. Räder 19–23 für beide
Gurte 18 jeweils achsgleich angeordnet. Über die
Räder 22 sind
beide Gurte 18 von einem Antrieb, der bei der in der 3 wiedergegebenen Ausführungsform
ein Hydraulikmotor 24 ist, synchron angetrieben. Zwischen
den Gurten sind in gleichmäßigen Abständen Mitnehmen 25 vorgesehen,
die über
die der Schlaufenmitte zugewandte Innenseite der Gurte 18 wegstehen
und Auflagen für
die Zuckerrüben 2 bilden.
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Zwischen der Aufgabeposition 16 und
dem oberen Ende eines in den 2 und 3 mit 26 bezeichneten vertikalen
Förderabschnittes,
der zwischen der bezogen auf die Umlaufrichtung A letzten Umlenkrolle 19 und
dem jeweiligen Umlenkrad 20 gebildet ist, bewegen sich
die Mitnehmen innerhalb eines vertikalen Förden- oder Rübenkanals 27,
der von wenigstens drei vertikalen Wandabschnitten begrenzt ist,
und zwar jeweils von zwei seitlichen, in Ebenen senkrecht zur Fahrzeuglängsachse
angeordneten Wandabschnitten und von einem innenliegenden, den freien
Enden der Mitnehmen 25 benachbarten und parallel zur Fahrzeug-
bzw. Bunkerlängsseite
angeordneten Wandabschnitt. Diese Ausbildung des Aufwärtsförderers 17 ist
dem Fachmann an sich bekannt, und zwar ebenso auch die Ausbildung der
beiden Transportstrecken 14 und 15.
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Eine Besonderheit des Aufwärtsförderers 17 besteht
u.a. darin, daß der
Rübenkanal 27 über die beiden
Räder 20 verlängert ist,
wie dies mit der Verlängerung 27' angedeutet
ist, so daß sich
an den Förderabschnitt 26 ein
weiterer Förderabschnitt 26' anschließt und der
Auswurf 26'' für
die Zuckerrüben 2 in den
Bunker 13 sich oberhalb des Bunkerinnenraumes etwa in der
Bunker- oder Fahrzeugmitte und auch oberhalb der Bunkerschnecke 28 befindet.
Die Bunkerschnecke 28, die mit ihrer Achse in horizontaler
Richtung und parallel zur Fahrzeuglängsachse oben im Bunker 13 vorgesehen
ist, dient zum Verteilen der über
den Auswurf 26''' in dem Bunker 13 eingebrachten
Zuckerrüben 2 und
wird hierfür
durch einen eigenen Antrieb, nämlich
den Hydraulikantrieb 29 angetrieben. Die Verlängerung 26' des
Förderabschnittes 26 hat
auch den Vorteil, daß die
Zuckerrüben 2 an
dem Auswurf 26" gefördert
werden, ohne daß die
Mitnehmen 25 mit im Bunker 13 vorhandenen Zuckerrüben 2 in
Berührung
kommen, was das Meßergebnis
verfälschen
würde.
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In der 3 ist
mit 30 sehr schematisch das Hydraulik-Aggregat bezeichnet,
welches u.a. die vom Fahrzeugantrieb 7 angetriebene Hydraulik-Pumpe sowie
auch die notwendigen Steuerventile enthält. Weiterhin ist in der 3 mit 31 der Tank
für die
hydraulische Flüssigkeit
(Hydrauliköl)
bezeichnet.
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Angestrebt ist eine kontinuierliche
Gewichtserfassung der geernteten Zuckerrüben 2 während des
Erntevorgangs. Hierfür
ist am Fahrzeug 1 eine Meß- und Auswertelektronik 32 mit
einem Rechner vorgesehen. Dieser Elektronik sind bei der dargestellten
Ausführungsform
u.a. folgende Funktionselemente zugeordnet:
- – Erster
Drucksensor 33 am Einlaß des Hydraulikmotors 24 zum
Antrieb des Aufwärtsförderers 17;
- – Zweiter
Drucksensor 34 am Hydraulik-Ausgang des Hydraulik-Motors 24;
- – Sensor 35 zur
Messung der Drehzahl der Antriebsräder 22 bzw. der zugehörigen Welle;
- – GPS-Einrichtung 36 mit
zugehöriger
Antenne, Empfänger
und Auswertelektronik zur satellitengenauen Bestimmung der jeweiligen
Position des Fahrzeugs 1;
- – Anzeigeeinrichtung
oder Bildschirm 37;
- – Tastatur 38 zur
manuellen Eingabe insbesondere von Befehlen;
- – Schnittstelle 39,
insbesondere auch zum Auslesen von in einem Speicher 40 der
Elektronik 32 gespeicherten Daten oder Datensätze.
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Die Elektronik 32 berücksichtigt
weiterhin auch, ob das Rodeaggregat 8 arbeitet oder aber
beim Wenden des Fahrzeugs 1 oder beim Entleeren des Bunkers 13 abgeschaltet
ist. Hierfür
ist der Elektronik 32 in der 3 schematisch
ein weiterer Sensor 41 zugeordnet.
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Die Ertragsmessung bzw. Gewichtserfassung
erfolgt mittels der Elektronik 32 und den vorstehend genannten,
der Elektronik zugeordneten Funktionselementen durch Ermittlung
des Antriebs-Drehmomentes für
den Aufwärtsförderer 17 und
der Drehzahl, wobei diese Meßmethode
davon ausgeht, daß das
Antriebsdrehmoment eine Funktion des Gesamtgewichts der Zuckerrüben 2 ist,
die sich jeweils in dem vertikalen Förderabschnitt 26 sowie
auch in dem daran anschließenden,
schräg
nach oben verlaufenden Förderabschnitt 26' befinden.
Die Elektronik 32 ermittelt aus der durch das Gewicht der
Zuckerrüben 2 bedingten
Komponente des Antriebsdrehmomentes und der Antriebsdrehzahl die
geerntete bzw. in den Bunker 13 jeweils eingebrachte Zuckerrübenmenge.
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Um diejenige Komponente des Antriebsdrehmomentes
genau zu bestimmen, die tatsächlich von
dem Gesamtgewicht der jeweils in den Förderabschnitten 26 und 26' befindlichen
Zuckerrüben 2 bestimmt
wird, wird am Beginn jeder Ertragsmessung, d.h. am Beginn jedes
Erntevorgangs bei abgeschaltetem Rodeaggregat 8, aber auch
während
jeder Stillstandsszeit dieses Rodeaggregates 8, d.h. beim Wenden
des Fahrzeugs 1 sowie beim Entleeren des Bunkers 13 bei
weiterhin angetriebenem Aufwärtsförderer 17 das
Antriebsdrehmoment im Leerlauf gemessen, so daß dann die durch das geförderte Gewicht
der Zuckerrüben 2 bedingte
Komponente des Antriebsdrehmomentes aus dem Gesamtdrehmoment sehr
genau bestimmt werden kann. Durch häufige Messung des Leerlaufdrehmomentes
bei jedem Abschalten oder Anheben des Rodeaggregates 8 können auch Änderungen
des Leerlaufdrehmomentes, die durch äußere Einflüsse bedingt sind, beispielsweise
durch eine von der Feldbeschaffenheit abhängige unterschiedliche Verschmutzung
des Aufwärtsförderers 17,
bei der Gewichtserfassung berücksichtigt
werden.
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Mit Hilfe des Sensors 41 wird
der nicht aktive Zustand bzw. die jeweilige Stillstandszeit des
Rodeaggregates 8, beispielsweise der Zustand „Rodeaggregat 8 angehoben
bzw. ausgehoben" erfaßt
und der Elektronik 32 mitgeteilt, die dann automatisch
die Bestimmung des Leerlaufdrehmomentes und damit den Nullabgleich
vornimmt. Dieser automatische Nullabgleich während der Stillstandszeit erfolgt
somit ohne Zutun des Fahrers des Erntefahrzeugs 1, d.h. dieser
wird nicht zusätzlich
belastet. Da der Nullabgleich automatisch an den ohnehin nicht vermeidbaren
Stillstandszeiten erfolgt, ergeben sich keine zusätzlichen
Stillstandszeiten.
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Die aus dem Antriebsdrehmoment und
der Antriebsdrehzahl des Aufwärtsförderers 17 unter
Berücksichtigung
des jeweiligen Leerlaufdrehmomentes ermittelten Meßwerte oder
Daten werden mit den von der GPS-Einheit 36 gelieferten
Daten beispielsweise derart verarbeitet, daß die Meßwerte der Ertragsmessung jeweils
für einen
Ernte- oder Rodeabschnitt einer bestimmten Länge aufsummiert und zusammen
mit der genauen Position dieses Abschnittes im Speicher 40 abgespeichert
werden, so daß dann
beispielsweise anhand der an der Schnittstelle 39 ausgelesenen
Daten nicht nur die Gesamtmenge an geernteten Zuckerrüben 2 mit
einem PC oder Rechner bestimmt werden kann, sondern auch eine Auswertung
der Verteilung der Ernteerträge
bezogen auf die jeweilige Lage in einem Feld möglich ist, um so zukünftig den
Einsatz von Düngemitteln
und/oder Mitteln zur Bodenverbesserung und/oder Pflanzenschutzmitteln
zu optimieren.
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Bei der in der 3 dargestellten Ausführungsform erfolgt die Messung
des Antriebsdrehmomentes durch die beiden Drucksensoren 33 und 34. Die
Druckdifferenz des hydraulischen Mediums am Hydraulikeingang und
Hydraulikausgang des Hydraulikmotors 24 ist proportional
zum Antriebsdrehmoment. Die Messung der Drehzahl erfolgt über den Drehzahlmesser 35.
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Selbstverständlich können auch andere, dem Fachmann
bekannte Mittel oder Meßmethoden zur
Messung des Antriebsdrehmomentes und/oder der Drehgeschwindigkeit
verwendet werden, so beispielsweise zur Messung des Antriebsdrehmomentes
eine Drehmoment-Meßsonde
im Antriebsstrang zwischen den Antrieb des Aufwärtsförderers 17 und den
beiden Antriebsrädern 22,
oder aber bei einem elektrischen Antrieb für den Aufwärtsförderer 17 beispielsweise
die Erfassung des Stromes oder der Leistung des Antriebsmotors.
Weiterhin ist es beispielsweise auch möglich, zur Gewichtserfassung bzw.
zur Bestimmung des Ernteertrages die beispielsweise auf die Umlenkrolle 20 oder
auf eine andere Umlenkrolle durch das Gewicht der Zuckerrüben 2 in
dem Förderabschnitt 26 oder
auch im Förderabschnitt 26' ausgeübte Kraft
(Pfeil B der 3) zu erfassen,
beispielsweise durch einen Dehnmeßstreifen.
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Wie vorstehend ausgeführt, werden
die geernteten Zuckerrüben 2 der
Aufgabeposition 16 des Aufwärtsförderers 17 über die
von dem Siebsternen gebildete Transportstrecke 15 zugeführt, an
der an den Zuckerrüben 2 anhaftende
Erdreste weitestgehend entfernt werden. Da die Gewichts- oder Ertragsmessung
erst in dem anschließenden
Aufwärtsförderer 17 erfolgt,
ist gewährleistet,
daß das
Meßergebnis nicht
durch Erdreste verfälscht
wird. Wie aus den 2 und 3 ersichtlich ist, erfolgt
weiterhin die Übergabe
der Zuckerrüben 2 von
der Transportstrecke 15 an den Aufwärtsförderer 17 an der Aufgabeposition 16,
die sich noch in einem den Förderabschnitt 26 vorausgehenden
im wesentlichen horizontalen Förderabschnitt 26'''' befindet,
wodurch nicht nur eine zuverlässige Übergabe
der Zuckerrüben 2 gewährleistet
ist, sondern auch gewährleistet
ist, daß Impulse oder
Kräfte,
die beim Auftreffen der Zuckerrüben 2 auf
den Aufwärtsförderer 17 unvermeidlich
sind, das Meßergebnis
nicht verfälschen
können.
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Die Erfindung wurde voranstehend
an einem Ausführungsbeispiel
beschrieben. Es versteht sich, daß weitere Änderungen sowie Abwandlungen
möglich
sind, ohne daß dadurch
der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Zuckerrübe
- 3
- Fahrzeugrahmen
- 4,
5, 6
- Fahrzeugachse
- 4',
5', 6'
- Fahrzeugrad
- 7
- Fahrzeugantrieb
- 8
- Rodeaggregat
- 9,
10
- Hydraulikzylinder
- 11
- Untergrund
- 12
- Fahrerhaus
- 13
- Bunker
- 14,
15
- Transportstrecke
- 16
- Aufgabeposition
- 17
- Aufwärtsförderer
- 18
- Gurt
- 19–23
- Umlenkrolle-
oder rad
- 24
- Hydraulikmotor
- 25
- Mitnehmen
- 26,
26'
- Förderabschnitt
- 27,
27'
- Förder- oder
Rübenkanal
- 28
- Bunkerschnecke
- 29
- Hydraulikmotor
- 30
- Hydraulikaggregat
- 31
- Tank
- 32
- Elektronik
- 33,
34, 35
- Sensor
- 36
- GPS-Einheit
- 37
- Bildschirm
- 38
- Tastatur
- 39
- Schnittstelle
- 40
- Speicher
- 41
- Sensor