DE2145717B2

DE2145717B2 - Selbsttaetige lenkvorrichtung zur seitenfuehrung von landmaschinen, insbesondere fuer selbstfahrende maehdrescher

Info

Publication number: DE2145717B2
Application number: DE19712145717
Authority: DE
Inventors: Dirk 7702 Gottmadingen; Gail Josef 8891 Unterwitteisbach Bruer
Original assignee: Ausscheidung in: 21 66 978 Maschinenfabrik Fahr AG Gottmadingen, 7702 Gottmadingen
Priority date: 1971-09-13
Filing date: 1971-09-13
Publication date: 1977-07-28
Also published as: FR2152913A1; DE2145717C3; GB1371276A; DE2145717A1; DD99079A5; FR2152913B1; BE788742A; AT322253B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige Lenkvorrichtung zur Seitenführung von Landmaschinen, insbesondere für selbstfahrende Mähdrescher, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Selbsttätige Lenkvorrichtungen dieser Art sind bekannt (DL-PS 55 167). Bei dieser bekannten Lenkvorrichtung sind zwei Taster in einer zur Fahrtrichtung parallelen Linie ausgefluchtet hintereinander angelenkt. Bei den Tastern handelt es sich um mechanisch bewegte Teile. Die Umsetzung einer mechanischen Auslenkung der als Taster dienenden Meßfühler durch die Halmwand in eine Steuergröße, beispielsweise eine elektrische Größe, erfolgt eben aufgrund der Größe der mechanischen Auslenkung. Jeder der Meßfühler nimmt unter Umständen eine zur Fahrtrichtung schräge Lage ein. Die aus den zwei in Fahrtrichtung hintereinander angeordneten Tasten bestehende Tastvorrichtung liegt jedoch selbst parallel zur Fahrtrichtung.

Es sind auch andere selbsttätige Lenkvorrichtungen bekannt (DT-OS 18 00 473), die mechanisch arbeiten. Diese bekannten Lenkvorrichtung benützt zwei drehbare, gegeneinander versetzte Scheiben, die zum Abtasten der Halmwand dienen und dann, wenn sie mit der Halmwand in Berührung kommen, in eine Drehbewegung versetzt werden. Je nachdem, ob sich die Scheiben drehen oder stillstehen, wird die Lenkung des ^(l° Mähdreschers über einen Hydraulikzylinder beeinflußt. Auch hier erfolgt also die Ableitung einer Steuergröße für die automatische Lenkvorrichtung aus der Bewegung eines mechanisch bewegbaren Teiles.

Mechanische Taster dieser Art sind jedoch vielerlei ^h> Störungsquellen ausgesetzt und erfordern ein hohes Maß an Überwachung und Wartung. Kommt es beispielsweise durch Einziehung von Mähgut in die Anlenkung der Meßfühler bzw. die Scheibenlagerung zu einer Verklemmung der Taster, so wird die Tastvorrichtung unwirksam, Solche Einflüsse sind aber im harten Arbeitseinsatz auf dem Feld kaum auszuschließen. Mechanisch bewegte Tastvorrichtungen werden deshalb den Bedürfnissen der Automation der Lenkung selbstfahrender Mähdrescher nur wenig gerecht. Mechanisch bewegte Teile sind überdies einer Abnützung unterworfenjwas insbesondere im vorliegenden Fall, wo es sich um Steuerungsvorgänge handelt, nachteilig sein

kann.

Bekannt ist auch schon eine selbsttätige Lenkvorrichtung zur Seitenführung von selbstfahrenden Landmaschinen (DT-OS 19 28 065), die zum Ernten von in Reihe stehenden Pflanzen dient. Beidseits einer Pflanzenreihe sind Taster angeordnet, von denen bei Verlassen der richtigen Fahrtrichtung jeweils einer ansprechen und einen entsprechenden Steuerbefehl an die Lenkung geben wird. Die richtige Stellung der Lenkung ist gegeben, wenn keiner der beiden Taster beruht wird. Eine solche Vorrichtung ist nur zum Ernten in Reihe stehender Pflanzen geeignet, nicht aber zum Abtasten von Halmwänden. Hier würde ständig ein Steuerbefehl erzeugt, bis beide Taster aus dem stehenden Erntegut herausgeführt und eine Steuerung durch die Einrichtung damit unmöglich gemacht wäre. Wesentlich ist bei der bekannten Vorrichtung ferner, daß die Taster eine quer zur Fahrtrichtung, also senkrecht zu dieser liegende Tastvorrichtung bilden, wobei nur die Taster selbst ansprechen. Eine Meßlinie liegt nicht vor. Das ist für die Ableitung von Steuergrößen und die feine Steuerung ungünstig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige Lenkvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie trotz Abtastung der natürlichen Erntegutgrenze von mechanisch bewegten Teilen weitestgehond freigehalten ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen derselben ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die von mechanisch bewegten Teilen frei gehaltenen Taster sind für den rauhen Feldbetrieb gut geeignet. Sie unterliegen keinerlei Abnutzung und können als völlig wartungsfrei bezeichnet werden. Die schräge Anordnung der von den Tastern gebildeten Meßlinie führt dazu, daß für die Taster ein relativ langer Einflußbereich zur Verfügung steht, dem jedoch in Fahrtrichtung gesehen nur eine schmale Meßstreckenbreite entspricht. Auf diese Weise ist einerseits eine sehr feine Lenkung ohne große Schwierigkeiten erreichbar und zum anderen die Möglichkeit dazu geschaffen, das nicht bereits durch wenige Halme oder kleine Bestandeslükken an und für sich unnötige Lenkkorrekturen ausgelöst werden. Für die Schrägstellung läßt man die von den Tastern gebildete Meßlinie mit der Fahrtrichtung vorzugsweise einen spitzen Winkel bilden, der beispielsweise zwischen 20° und 40° liegen kann. Die trennende abtastungsfreie Strecke führt dazu, daß bei gewünschter optimaler Anordnung der Landmaschine für den durchzuführenden Arbeitsvorgang Stellgrößen nicht erzeugt werden und Lenkkorrekturen nicht erforderlich sind. Erst dann, wenn durch eine gewisse seitliche Versetzung der Landmaschine die abzutasiende Halmwand von der abtastungsfreien Strecke in den Bereich eines der Taster gerät, wird eine Stellgröße erzeugt, die eine Rückführung der Landmaschinen in die optimale Stellung und damit der Halmwand in die abtastungsfreie

Strecke durch entsprechende Lenkkorrekturen zur Folge hat. Die Vorrichtung ist auf einfache Weise ·.Entsprechend den Wünschen des Benutzers oder entsprechend den Arbeitsgegebenheiten einzustellen, da dafür eine Verstellung der Taster relativ zueinander s oder zur Landmaschine und damit der Meßwiie bzw. der abtastungsfreien Strecke genügt. Dennoch ist eine überaus wirksame automatische Lenkvorrichtung mit Seitenführung erzielt, die sich den natürlichen Gegebenheiten anpaßt, so daß unter Umständen ein völlig überwachsungsfreier, selbsttätiger Erntevorgang möglich ist, der der Bedienungsperson freie Hand für das Durchführen anderer Arbeiten läßt.

Zweckmäßig werden die Taster bzw. ihre Elemente von die Meßlinie unter einem Winkel schneidenden Schutzgläsern abgedeckt. Dadurch wird erreicht, daß die unter Umständen empfindlichen Fühler nicht im Kontakt mit dem abzutastenden Gut, und überdies zuverlässig sauber gehalten werden, weil die ständig oder gelegentlich an den Schutzgläsern vorbeistreifenden Halme für eine entsprechende selbsttätige Reinigung der Schutzgläser sorgen werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 schematisch eine Draufsicht auf einen mit der eriindungsgemäßen Lenkvorrichtung ausgerüsteten Mähdrescher bei der Arbeit,

F i g. 2 eine kapazitive Ausbildung der Taster, und

Fig.3 eine optische oder akustische Ausbildung der Taster.

Fig. 1 zeigt einen Mähdrescher 10 bei der Ernte in einem Getreidebestand 11. Der Mähdrescher weist dem Mähwerk vorgeschaltet und beispielsweise an einem Halmabweiser nichtmechaniche Sensoren auf, die beispielsweise aus kapazitiven Tastern 12 und 13 bestehen. Die Taster können wahlweise auf der einen oder anderen Seite, gegebenenfalls auch auf beiden Seiten des Mähwerks vorgesehen werden. Die Taster bilden Meßstrecken a und b, die hinsichtlich der Fahrtrichtung des Mähdreschers 10 gegeneinander versetzt sind, Die Taster 12 und 13 sind dabei so ausgelegt, daß der dem Mähwerk näherltegende Taster 12 keine Stellgröße abgibt, wenn er ständig von Halmen des Getreidebestandes 11 überstrichen wird, jedoch eine Stellgröße abgibt, wenn er aus dem Getreidebestand 11 über die Halmwand nach außen ins Freie gelangt. Andererseits gibt der Taster 13 keine Stellgröße ab, wenn er vor der Halmwand im Freien liegt. Er liefert jedoch eine Stellgröße, wenn er über die Halmwand hinaus in den Getreidebestand 11 hineingelangt.

Die Regelung der Lenkung des Mähdreschers 10 mit Hilfe der von den Tastern 12 und 13 gelieferten Stellgrößen wird beispielsweise noch durch eine Geradeausfahrtrückstellung 14 ergänzt, die gegebenenfalls so verstellbar ausgelegt sein kann, daß auch die selbsttätige Rückstellung der Lenkung auf das Fahren mit einem bestimmten Kurvenradius, der überdies wählbar sein kann, möglich ist. Die Taster 12 und 13 und <»> die Geradeausfahrtrückstellung 14 geben Stellgrößen an eine elektronische Schaltzentrale 15 bekannter Bauart, durch die die verschiedenen Steuersignale koordiniert und verstärkt werden und dann beispielsweise zur Betätigung von Magnetventilen dienen, mit <'-> deren Hilfe eine ihrem Aufbau nach bekannte hydraulische Lenkanlage auch selbsttätig steuerbar ist. Dafür dient beisDielsweise ein Lenkarbeitszylinder 16 der in bekannter Weise mit der m den Figuren nur angedeuteten Lenkhydraulik gekoppelt ist und auf die Betätigung der Magnetventile zur Lenksteuerung oder die mittels Lenkern angetriebene Handölpumpe anspricht 'ind durch eine Kolben- und Kolbenstangenverschiebung den Lenkvorgang bewerkstelligt. Dabei hat die Handlenkung den Vorrang und setzt bei Drucklieferung durch die Handölpumpe die selbsttätige Lenkung auRer Betrieb.

Fig. 2 zeigt mehr ins einzelne gehend den Aufbau und die Anordnung der kapazitiven Taster 12 und 13. Diese sind am Innenhalmabweiser vor dem Mähwerk des Mähdreschers schräg zur Fahrtrichtung angeordnet und bilden auf diese Weise zwei, in Fahrtrichtung gesehen nebeneinanderliegende und durch eine schmale abtastungsfreie Strecke getrennte Meßstrecken a und b. Die Taster 12 und 13 weisen Fühler 17 und 18 auf, die vorzugsweise selbst Teil eines Kondensators sind, dessen Kapazität sich durch die Änderung des Dielektrikums in der Umgebung der Fühler 17 bzw. 18 je nach dem Vorhandensein oder dem Fehlen von Getreidehalmen ändert. Die Taster 12 und 13 sind dazu außer mit den Fühlern 17 und 18 mit Schwingkreisen ausgerüstet, die auf die Kapazitätsänderung ansprechen und ein durch die Kapazitätsänderung bewirktes Signal an die elektronische Schaltzentrale 15 geben. Gegebenenfalls gelangt auch nur die geänderte Schwingfrequenz an die elektronische Schaltzentrale, wo sodann aufgrund der Frequenzänderung ein entsprechendes Signal als Stellgröße erzeugt wird.

Fig.3 zeigt eine andere Möglichkeit der Ausbildung der Taster, wobei die Anordnung derjenigen von F i g. 2 weitgehend entspricht. Hier werden optische oder akustische Taster verwendet, wobei jeweils ein Sender 19 und ein Empfänger 20 zwischen sich die Meßstrecken a und b begrenzen. Die Sender 19 senden beispielsweise Licht oder Schall aus. Die ihnen gegenüberstehenden Empfänger 20 sind dann beispielsweise als Fotodiode oder Schallaufnehmer ausgebildet. Bei der Verwendung optischer Taster kann man durch das Arbeiten mit Infrarotstrahlung, beispielsweise durch Einsetzen von Infrarotfiltern die Unabhängigkeit der Steuerung von den jeweiligen Umgebungslichtbedingungen noch vergrößern.

Gelangt in die Verbindungslinie von Sender 19 und Empfänger 20 jedes Tasters ein hinreichende Anzahl von Getreidehalmen, so stellt das eine Störung am Empfänger dar, wobei je nach dem beim Auftreten oder beim Aufhören der Störung ein Steuersignal an die elektronische Schaltzentrale 15 gegeben oder aufgrund der eingetretenen Empfangsstörung von der elektronischen Schaltzentrale 15 erzeugt wird. Auch hier ist wieder die Verbindungslinie 21 von Sender und Empfänger jedes Tasters zur Fahrtrichtung schräg gestellt, so daß an jedem Taster ein reiativ langer Einflußbereich einer in Fahrtrichtung projiziert relativ schmalen Meßstrecke a bzw. b gegenübersteht. Dadurch wird erreicht, daß kleine Lücken im Getreidebestand 1 f keine unnötigen Lenkkorrekturen veranlassen und andererseits bereits kleine Abweichungen Lenkkorrekturen auslösen, so daß eine sehr präzise Lenkung ohne Schnittbreitenverlust möglich ist. Die Arbeitsbreite des Mähwerks läßt sich vielmehr zur Gänze ausnützen. Auch führt diese Anordnung dazu, daß schrägstehende Schutzgläser 22 und 23, die vor Sender 19 und Empfänger 20 angeordnet sind, von den vorbeistreichenden Getreidehalmen ständig neu abgewischt werden, so daß die hinter den Schutzgläsern angeordne-

ten Teile, denen beispielsweise Linsen vorgeschaltet sind, störungsfrei arbeiten können.

Die selbstätige Lenkvorrichtung ist nicht nur für Mähdrescher, sondern für die verschiedensten Landmaschinen geeignet. Sie ist überdies nicht nur für das Arbeiten in Getreide, sondern auch für das Arbeiten in allen anderen landwirtschaftlichen Produkten geeignet, die für den Bearbeitungsvorgang eine Möglichkeit zum Abtasten einer Gutgrenze geben. So kann die selbsttätige Lenkvorrichtung ebenso, wie für in Getreide arbeitende Mähdrescher für Landmaschinen verwendet werden, die beispielsweise in Gras, Luzerne, Raps, Mais usw. arbeiten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Selbsttätige Lenkvorrichtung zur Seitenführung von Landmaschinen, insbesondere für selbstfahrende Mähdrescher mit einer vor dem Mähwerk, beispielsweise am Halmabweiser, angeordneten, die Grenze zwischen gemähtem und ungemähtem Gut (Halmwand) abfühlenden Tastvorrichtung aus zwei in Fahrtrichtung hintereinander angeordneten und bei Berührung mit der Halmwand Stellgroßen an die Lenkung der Landmaschine abgebenden kapazitiven, optischen oder akustischen Tastern, dadurch gekennzeichnet, daß die von mechanisch bewegten Teilen frei gehaltenen Taster (12, 13; 19, 20) auf einer zur Fahrtrichtung schräg liegenden MeßHnie (21) in Fahrtrichtung gesehen nebeneinander und durch eine abtastungsfreie Strecke voneinander getrennt angeordnet sind.

2. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Tastern (12,13; 19, 20) gebildete Meßlinie (21) mit der Fahrtrichtung einen spitzen Winkel bildet.

3. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taster (12, 13) in der Meßlinie(21) liegende Fühler(17,18) haben.

4. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taster (19, 2(1) bzw. ihre Elemente von die Meßlinie (21) unter einem Winkel schneidenden Schutzgläsern (22, 23) abgedeckt sind.