DE2252595C2

DE2252595C2 - Vorrichtung zur Überwachung von losem Fördergut auf metallische Fremdkörper

Info

Publication number: DE2252595C2
Application number: DE2252595A
Authority: DE
Inventors: Clarence Leonard Groton Mass. Bennett jun.; Joseph David Sudbury Mass. Delorenzo; Hubert Raymond Lancaster Mass. Durling jun.
Original assignee: Sperry Corp New York NY; Sperry Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1971-10-29
Filing date: 1972-10-26
Publication date: 1986-02-20
Also published as: US3757501A; FR2158004B1; DE2265770C2; GB1343556A; FR2158004A1; IT966496B; DE2265809C2; CA1001256A; DE2252595A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung von nichtmetallischem, losem Fördergut entlang eines Förderweges auf metallische Fremdkörper, insbesondere von Verarbeitungseinrichtungen einer fahrbaren landwirtschaftlichen Erntemaschine zuzuführendem schwadförmigem Erntegut, mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines über die Breite des Förderweges wirksamen Magnetfeldes, ferner mit einer Einrichtung, die bei Beeinflussung des Magnetfeldes durch einen metallisehen Fremdkörper ein elektrisches Signal erzeugt, sowie mit Einrichtungen zur Auswertung des Signals zum Zweck der Unterbrechung des Maschinenbetriebes.

Aus dem DE-GM 71 04 999 ist eine Erntemaschine in Form eines Feldhäckslers mit einem daran angebauten, sich nach vorn erstreckenden Erkennungsgerät bekannt, mit dem ein aus geschnittenem Erntegut bestehender, auf dem Feld abgelegter Schwad nach darin möglicherweise vorhandenen metallischen Fremdkörpern untersucht wird. Bei Ermittlung sines Fremdkörpers soll dann ein Erkennungssignal erzeugt und mit diesem ein Warngerät betätigt werden, um den Maschinenführer zum sofortigen Anhalten der Maschine zu veranlassen, oder um über Betätigung einer Kupplung den Maschin enan trieb zu unterbrechen. Das bekannte Erkennungsgerät umfaßt induktive Fühler sowie bei Ermittlung eine« Fremdmetallkörpers in Tätigkeit tretende Signalerzeugereinrichtungen. Bei Erzeugung eines Erkennungssignals wird ein Relais betätigt und über dieses eine mit einer mechanischen Bremsvorrichtung zusammenwirkende elektromagnetische Kupplung ausgerückt, um die Maschine selbst oder deren Verarbeitungseinrichtungen anzuhalten und damit Beschädigungen innerhalb der Maschine durch den Fremdmetallkörper zu verhindern. Diese aus Erntemaschine und induktiv arbeitenden Fühlern bestehende Anordnung ist nachteilig, weil ihre Bodennähe sie durch sich entlang ihrem Weg findende Änderungen in der Bodenfeuchte und -zusammensetzung beeinflußbar macht. Indem die Fühler des Erkennungsgerätes von der Maschine weit nach vorn ragen, ändert sich deren Bodenabstand ständig aufgrund überfahrener Bodenunebenheiten und den dadurch hervorgerufenen Neigungsbewegungen der Maschine, die in verstärktem Maß an den im Abstand

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vor der Maschine angeordneten Fühlern wirksam sind. einfachen Aufbau, die sich bevorzugt zur Anwendung Fehlerhafte Erkennungssignale werden auch dadurch unter rauhen Arbeitsbedingungen eignet, wie sie beierzeugt, daß beim Wenden der Maschine am jeweiligen spielsweise bei unter extremen Witterungs- und Um-Feldende die metallische Zugdeithsel sich den Fühlern welteinflüssen (Feuchtigkeit, Lehm, Steine usw.) arbeides Erkennungsgerätes annähert Ähnliche Fehlerquel- 5 tenden landwirtschaftlichen Erntemaschinen anzutreflen bestehen beim Fahren der Maschine entlang von fen sind. Das angewendete gleichmäßige, einseitig geEinzäunungen. Außerdem ist zu befürchten, daß die von richtete Magnetfeld mit den beiden darin zueinander der Maschine nach vorn vorstehenden in Bodennähe versetzten symmetrischen Aufnahmespulen bietet die arbeitenden induktiven Fühler auch eingegrabene me- Voraussetzung dafür, daß die Oberwachungsvorrichtallische Fremdkörper erkennen und einen Maschinen- 10 tung in der Nähe von bewegten Maschinenteilen angestillstand verursachen, obwohl das Erntegut selbst kei- ordnet werden kann und dennoch in ihrer Wirkungsweinen Fremdkörper enthält se nicht durch Störsignale beeinträchtigt wird, die von Andererseits besteht dann die Gefahr, daß metalli- den sich bewegenden Maschinenteilen in der Nähe des sehe Fremdkörper im Erntegut unerkannt bleiben, wenn zu überwachenden Bereiches erzeugt werden. Bei der die Fühler sich aus dem Untersuchungsbereich nach 15 Überwachung werden Differenzsignale verwertet, die oben hinausbewegen, weil die Räder der Maschine in beiden Aufnahmespulen induziert werden und auf durch eine Bodenwelle oder eine Furche fahren. Des eine Verzerrung des Magnetfeldes durch den festzustelweiteren vergeht nach jedem Wendemanöver am FeJd- Jenden Fremdkörper zurückzuführen sind. Die zweckende eine gewisse Zeit, bis die Fühler des Erkennungs- mäßige Anordnung der beiden Aufnahmespuien zueingerätes wieder auf den Schwad ausgerichtet sind. Die 20 ander stellt außerdem sicher, daß der Untersuchungsbebis dahin überfahrene Schwadlänge bleibt folglich ohne reich über seinen gesamten Querschnitt mit gleicher Untersuchung. Die Zuverlässigkeit des bekannten Er- Ansprechempfindlichkeit überwacht wird, so daß eisenkcnnungsgerätes ist auch beeinträchtigt, wenn der haltige Fremdkörper auch dann ein Erkennungssignal Schwad unterschiedliche Breiten, Höhen und/oder erzeugen, wenn ihr Förderweg unmittelbar über den Dichten aufweist Für größere Schwadbreiten müßten 25 Kreuzungspunkt einer Aufnahmespule führt die Fühler weiter auseinandergelegt werden, was das Die Erfindung weiterhin ausgestaltende vorteilhafte magnetische Untersuchungsfeld schwächt und die An- Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis Sprechempfindlichkeit verringert Daraus folgt, daß 8.

starke magnetische Felder und zu deren Erzeugung sehr Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend

aufwendige Magnetfelderzeugungseinrichtungen ein- 30 anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert Es

gesetzt werden müssen. zeigt

Schließlich ist bei der bekannten aus Feldhäcksler und Fig. 1 eine Seitenansicht eines teilweise geschnitten Erkennungsgerät bestehenden Anordnung die Gefahr dargestellten Feldhäckslers, der mit einem Überwagegeben, daß die Fühler auf unebenem Gelände schnell chungsgerät nach der Erfindung ausgerüstet ist, unbeabsichtigt gegen den Boden schlagen, an Begren- 35 F i g. 2 perspektivisch eine Bodenplatte unterhalb des zungen und anderen Hindernissen streifen oder sich in Förderweges innerhalb der Maschine mit schematisch den Boden eingraben, unter Umständen auch selbst gezeigten Aufnahmespulen sowie elektrischen Verbindurch den abgelegten Emtegutschwad Beschädigungen düngen zwischen den Spulen und Einrichtungen zur erfahren, falls der Traktorführer nicht dauernd über Verarbeitung und Auswertung von Erkennungssignagrößte Aufmerksamkeit und außergewöhnliches Fahr- 40 len,

können verfügt F i g. 3 perspektivisch, ähnlich wie in Fi g. 2, eine Ma-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Über- gnetfeld-Erzeugerwicklung im Bereich der Bodenplatte, wachungsvorrichtung der eingangs angegebenen Art so F i g. 4 in einer F i g. 3 ähnlichen perspektivischen auszubilden, daß bei weitgehender Ausschaltung der Darstellung eine abgeänderte Einrichtung zur Magnet-Beeinflussung durch Störsignale aufgrund bewegter 45 felderzeugung,

Maschinenteile, die nicht erfaßt werden sollen, ein über Fig.5 die Schaltung der Aufnahmespulen und der

die gesamte Breite des zu überwachenden Förderweges Magnetfelderzeugerwicklung nach F i g. 2 und 3,

gleichbleibend empfindliches Ansprechverhalten ge- Fig.6 die Schaltung der Aufnahmespulen und Ma-

währleistet ist, ohne dazu einen besonderen baulichen gnetfelderzeugereinrichtung nach F i g. 2 und 4,

Aufwand betreiben zu müssen. 50 F i g. 7 eine schematische Darstellung der Wirkungs-

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgäbe dadurch weise der Aufnahmespulen,

gelöst, daß die Signalerzeugereinrichtung eine erste und F i g. 8 ein Schaltbild für die elektrischen Verbindun-

eine zweite im Magnetfeld liegende Aufnahmespule gen zwischen den Aufnahmespulen und den Bauelemen-

aufweist, die jeweils aus zwei zu einer gedachten Mittel- ten einer Signalverarbeitungseinrichtung der Ausfüh-

ebene symmetrischen Spulenabschnitten bestehen, wel- 55 rungsform nach F i g. 2 und

ehe durch sich an einem ersten bzw. zweiten Kreu- F i g. 9 ein Blockschaltbild einer abgeänderten Anord-

zungspunkt kreuzende Leiter verbunden sind, und daß nung zur Benutzung in Verbindung mit der Schaltung

beide Aufnahmespuien zueinander so versetzt angeord- nach F i g. 8.

net sind, daß sich der erste Kreuzungspunkt im Bereich Als Anwendungsbeispiel für den Einsatz einer auf meeines Spulenabschnittes der zweiten Aufnahmespule 60 tallische Fremdkörper ansprechende Überwachungsund der zweite Kreuzungspunkt im Bereich eines Spu- voirichtung ist in Fig. 1 ein Feldhäcksler gezeigt, der lenabschnittes der ersten Aufnahmespule befindet und eine auf Bodenrädern 25 abgestützte Maschinenbasissomit ein an beliebiger Stelle über die Breite des For- einheit 10, einen darin gelagerten rotierenden Messerderweges in den Uberwachungsbereich gelangender kopf 18 sowie ein mit einer Aufnahmeeinrichtung versemetallischer Fremdkörper am Ausgang mindestens ei- 65 henes Vorbaugerät 11 aufweist, das um eine Achse 12 ner Aufnahmespule ein Nachweissignal erzeugt. schwenkbar gelagert und gewichtsmäßig teilweise Mit der vorgeschlagenen Baufonn entsteht eine durch den Fahrrahmen 13 der Maschine unterstützt ist. Überwachungsvorrichtung mit einem verhältnismäßig Der Feldhäcksler umfaßt außerdem minHoctonc ™»;

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Einzugswalzen 14, 15, die auf zueinander parallelen Schrauben verbunden ist, die sich z. B. durch öffnungen Achsen 14a, 15a drehbar gelagert sind. Hinter den Ein- 61 und 62 erstrecken. Gemäß F i g. 2 sind zwei Aufnahzugswalzen ist der Messerkopf 18 auf einer Welle 18a mespulen 40 und 41 vorgesehen, die jeweils eine Mehrdrehbar gelagert, von dem aus das gehäckselte Gut über zahl von Windungen aufweisen und in einem umseitig einen Abwurfbogen 20 abgegeben wird. 5 gerichteten Magnetfeld angeordnet sind. Der erwünsch-

Im Vorbaugerät 11 ist als Aufnahmeeinrichtung eine te Verlauf einer Kraftlinie des Magnetfeldes ist durch auf einer Welle 21a drehbar gelagerte Trommel 21 mit die in einer senkrechten Ebene liegende Schleife 42 anradial abstehenden und in Querabständen verteilten gedeutet Folglich erstreckt sich das Magnetfeld, von Aufnahmezinken 22 versehen. Die Zinken 22 arbeiten dem die Schleife 42 nur eine Kraftlinie wiedergibt, über mit nicht gezeigten Abstreifern zusammen, um vom Bo- 10 die gesamte Länge der Aufnahmespulen 40 und 41 und den aufgenommenes Erntegut einer Förderschnecke 24 besteht aus einer Vielzahl nebeneinanderliegender zuzuführen, die auf einer Welle 24a gelagert ist und zwei Kraftlinien ähnlich der Kraftlinie 42.
Abschnitte mit darauf angeordneten wendeiförmigen Bei Gegenwart eines solchen einseitig gerichteten

Schneckenflügeln entgegengesetzter Steigung aufweist, Magnetfeldes wird in einer oder beiden Aufnahmespuum das Erntegut von beiden Seiten her zur Maschinen- 15 len 40, 41 eine Ausgangsspannung erzeugt, sobald ein mitte zu fördern und von dort an die Einzugswalzen 14, metallischer eisenhaltiger Gegenstand, z. B. ein in F i g. 2 15 abzugeben. Das Vorbaugerät 11 kann anstelle der angedeuteter Bolzen 60 einen Bereich des Magnetfeldes Aufnehmereinrichtung 21, 22 auch mit einem Reihen- durchquert Die Aufnahmespulen 40, 41 sind räumlich schneidgerät ausgestattet sein, von dem aus das Ernte- im gleichen Bereich wie die Magnetfelderzeugereinrichgut der Förderschnecke zugeführt wird. 20 tung angeordnet, um schon dadurch Störsignale be-

Die vorbeschriebenen Arbeitselemente werden über trächtlich zu verringern, die aus der Einwirkung der nicht gezeigte Getriebeeinrichtungen in den durch die Drehbewegung von Maschinenteilen, z. B. der Einzugs-Pfeile A, B, C, D und E angedeuteten Drehrichtungen walzen 14,15, der Förderschnecke usw. auf das Magnetangetrieben. Im Betrieb wird das Erntegut folglich über feld zurückzuführen sind.

die Aufnehmereinrichtung 21 hinweg und unter der For- 25 Der sich <uif dem Förderweg M—N—O—Pbewederschnecke 24 hindurch in Richtung der Pfeile M und gende Bolzen 60 erzeugt ein Erkennungssignal in der N und anschließend in Richtung des Pfeils O zu den Aufnahmespule 40 oder in der Aufnahmespule 41 oder Einzugswalzen 14 und 15 gefördert. Von den Einzugs- in beiden Spulen, das über Ausgangsleitungen 43 bzw. walzen aus gelangt das Erntegut in Richtung des Pfeiles 44 einer Signalverarbeitungseinrichtung 45 zugeführt P zum Messerkopf 18, worauf das Erntegut in Richtung 30 wird. Die am Ausgang 53 der Signalverarbeitungseinder Pfeile Q und R zwischen dem rotierenden Messer- richtung 45 erscheinenden Signale können mittels eines kopf 18 und einer Führung 26 hindurchbewegt wird, um Wählschalters 46 einem Warngerät 48 zugeführt werschließlich in Richtung des Pfeiles S durch einen Rohr- den, das z. B. als akustische Warneinrichtung ausgebilstutzen 27 aufwärts und dann entsprechend dem Pfeil T det und mit einem Rückstellknopf 49 zum Abschalten aus dem Abwurfbogen 20 heraus gefördert zu werden. 35 versehen ist Wahlweise oder zusätzlich kann der Ma-Auf dem Förderweg längs der Pfeile N und O zu den schinenführer einen Wählschalter 47 betätigen, um das Einzugswalzen 14, 15 bewegt sich das Erntegut über Erkennungssignal einem Stellgerät 50 zuzuführen, von eine in F i g. 1 mit unterbrochenen Linien angedeutete dem aus beliebige andere Einrichtungen betätigt wer-Bodenplatte 30 hinweg. den. Weiterhin kann der Maschinenführer einen Wähl-

Die in den Figuren dargestellten Größenverhältnisse 40 schalter 51 schließen, damit über das Stellglied 50 eine dienen in erster Linie dem besseren Verständnis der zwischen Antriebsmotor der Maschine und der in F i g. 2 allgemeinen Wirkungsweise, ohne unbedingt tatsächii- angedeuteten Welle 18a angeordnete Kupplung ausgechen Abmessungen zu entsprechen. Bei anderen Ernte- rückt wird. Zusätzlich kann der Maschinenführer einen maschinen kann die Überwachungsvorrichtung auch an Schalter 52 schließen, so daß das Stellgerät 50 eine anderen geeigneten Stellen z. B. auf dem vorderen Teil 45 schnell ansprechende Bremse 54 betätigt, um nach Under Maschine oder auf einer Zugmaschine angeordnet terbrechung der Leistungszufuhr zur Welle 18a diese sein. schnell zum Stillstand zu bringen.

Um bei der Erntemaschine nach F i g. 1 Beschädigun- F i g. 3 veranschaulicht eine Möglichkeit zum Erzeuger, insbesondere des Messerkopfes IS durch metaiii- gen des in Fig.2 durch die Schleife 42 angedeuteten sehe Fremdkörper längs des Förderweges M—N— 50 einseitig gerichteten Magnetfeldes, wobei der Übersicht O—P zu vermeiden, ist die Überwachungsvorrichtung halber die Aufnahmespulen 40 und 41 nicht gezeigt sind, innerhalb der Maschine und längs des Förderweges an Zur Magnetfelderzeugung dient eine langgestreckte, in solcher Stelle angeordnet, daß eine ausreichende Zeit Fig.3 quer zum Förderweg verlaufende Wicklung 72 zur Verfugung steht, um wenigstens die Einzugswalzen mit einer Mehrzahl von Windungen, die die Aufnahme-14,15 von Hand oder automatisch anhalten zu können, 55 spulen 40 und 41 im wesentlichen umschließen oder mit bevor ein metallischer Fremdkörper an den Messerkopf diesen verdrillt sein können. Vorzugsweise sind die Auf-18 gelangt Selbstverständlich können auch andere Ar- nahmespulen 40, 41 zusammen mit der Magnetfelderbeitselemente der Erntemaschine gemäß F i g. 1 oder zeugerwicldung 72 in einer Vergußmasse eingeschloseiner anderen überwachten Erntemaschine automatisch sen, die in einem langgestreckten Kasten 76 aus Stahl stillgesetzt werden, gegebenenfalls sogar sämtliche ro- eo untergebracht ist Der Kasten dient zur Aufnahme und tierenden Bauteile einer Maschine. Es ist ferner möglich. Positionierung der verschiedenen Wicklungen nahe eidie Zugmaschine automatisch oder über den Fahrer nem Schlitz 71 in der Grundplatte und nahe deren Unnach Betätigung einer Warnvorrichtung anzuhalten. terseite. Der gegebenenfalls mit Kunststoffmasse ver-

Gemäß Fig. 2 sind Aufnahmespulen der Überwa- schlossene Schlitz 71 in der Grundplatte 30 hat die Aufchungsvorrichtung in der Nähe der Bodenplatte 30 an- 65 gäbe, das Magnetfeld der Wicklung 72 durch die Bodengeordnet, die funktionsmäßig mit zur Basiseinheit 10 platte 10 hindurch zu lassen, um sich unmittelbar über gehört und mit dem Vorbaugerät 11 vor der zu den der Grundplatte 30 auszubreiten, so daß die mit dem Einzugswalzen 14, 15 führenden öffnung mittels Magnetfeld aufgenommenen Störungen den Aufnahme-

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spulen 40 und 41 angekoppelt werden können. Die ähnlichen Polen des Magneten 82 hindurchzuführen.

Wicklung 72 ist über Zuleitungen 73 und einen Schalter Hierbei wird der Kreuzungspunkt 90 gebildet, worauf

74 an eine Gleichstromquelle 75 angeschlossen. sich die Windungen der Spule 40 in entgegengesetzter

F i g. 4 veranschaulicht eine bevorzugte zweite Aus- Richtung zwischen den Polen der Magnete 83 und 82

führungsform zur Erzeugung des in F i g. 2 an der Stelle 5 hindurch bis zurück zum Kreuzungspunkt 90 erslrek-

42 angedeuteten, im wesentlichen gleichmäßigen, einsei- ken. Entsprechend sind die Windungen der Spule 41

tig gerichteten Magnetfeldes, wobei wiederum die Auf- zwischen den Polen der Magnete 81 und 82 angeordnet,

nahmespulen 40 und 41 der Übersicht halber fortgelas- worauf sich der Kreuzungspunkt 91 anschließt, zu dem

sen bzw. nicht eingezeichnet sind. Die Magnetfelderzeu- die Windungen zwischen den Polen der Magnete 84 und

gereinrichtung umfaßt mehrere im allgemeinen U-för- 10 83 zum Kreuzungspunkt 91 zurückgeführt werden. Die

mige Magnete 80,81,82,83 und 84, die von den Aufnah- Spulen 40 und 41 können zusammen mit den gleichge-

mespulen 40 und 41 umschlossen sein können. Die Ma- polten Magneten 80 bis 84 im Kasten 85 entsprechend

gnete 80 bis 84 und die Spulen 40, 41 können in einer F i g, 4 eingeschlossen sein.

Vergußmasse eingeschlossen und in einem langge- F i g. 7 zeigt perspektivisch und schematisch eine Aufstreckten Kasten 85 aus Aluminium untergebracht sein, 15 nahmespule 40 zur Erläuterung der Wirkungsweise der der die Magnetbaugruppe nahe der Unterseite der Bo- Überwachungsvorrichtung, wobei auch die senkrechte denplatte 30 unterstützt, die in diesem Fall aus Alumini- Mittel- oder Symmetrieebene 100 dargestellt ist, in der um oder einem anderen nicht magnetischen Werkstoff der Kreuzungspunkt 90 liegt. Der Kreuzungspunkt bestehen kann. grenzt die Spulenabschnitte 40a und 40b gegeneinander

Die Magnete 80,82 und 84 haben gemäß F i g. 4 und 6 20 ab, die den Überwachungszonen A und B zugeordnet im wesentlichen die gleiche Länge während die dazwi- sind. Die Aufnahmespule 40 besitzt zahlreiche Windunschenliegenden Magnete 81 und 83 kürzer, aber unter- gen, damit das vom Fremdkörper z. B. in Form des BoI-einander gleich sind. Die Bodenplatte 30 ist in F i g. 4 am zens 60 erzeugte Signal einen ausreichenden Pegel errechten Ende weggebrochen gezeigt, wobei in diesem reicht Bei einer Ausführungsform kann die Spule 40 Bereich auch der Kasten 85 und die Vergußmasse fort- 25 z. B. 1000 Windungen aufweisen und in Verbindung mit gelassen sind, so daß der Magnet 84 vollständig zu er- ener 12-V-Batterie angewendet werden, die eine Errekennen ist. Die Magnete 80 bis 84 entsprechend Fig.4 gerwicklung mit 100 Windungen speist, um an der Bokönnen auch in Verbindung mit einer aus Stahl beste- denplatte ein Magnetfeld in der Größenordnung von henden Bodenplatte 30 gemäß F i g. 3 benutzt werden, 100 Gauß zu erzeugen.

die einen Schlitz 71 enthält Entsprechend läßt sich die 30 Das die Aufnahmespule 40 durchdringende statische

Magnetfelderzeugerwicklung 32 nach F i g. 3 auch in Magnetfeld erzeugt einen die Zone A durchdringenden

Verbindung mit einer Bodenplatte 30 aus Aluminium Gesamtfluß Φα und einen die Zone B durchdringenden

verwenden. Gesamtfluß Φβ- Indem man die Spule 40 mit ausreichen-

Die lagemäßige Beziehung zwischen der Magnetfeld- der Genauigkeit herstellt, erreichen beide Magnetflußwicklung 72 und den Aufnahmespulen 40 und 41 ergibt 35 werte die gleiche Größe. Wenn ein Magnetfeld mit einer sich aus F i g. 2 in Verbindung mit F i g. 5. Gemäß F i g. 5 im wesentlichen gleichbleibenden Stärke über die gehat die Spule 40 eine im allgemeinen rechteckige Form, samte Länge der Abschnitte Qi bis Qa vorhanden ist, doch ist sie in ihrer Mittelebene zu einer Achterform haben die Magnetflußgrößen Φα und Φβ gleiche Größe verdreht so daß ein Kreuzungspunkt 90 entsteht und und gleiche Vorzeichen.

diese Spule zwei Spulenabschnitte 40a und 406 von glei- 40 Eine Spannung Verscheint in den Ausgangsleitungen

chem Grundriß aufweist Entsprechend ist auch die Spu- 43 der Spule 40 nur dann, wenn sich der die Spule 40

Ie 41 ausgebildet so daß ein Kreuzungspunkt 91 zwi- durchdringende Magnetfluß ändert:

sehen zwei Spulenabschnitten 40a und 406 von gleicher . _. _ .. .

Grundrißfläche entsteht _ ίάΦ_Α _ άΦ_Β \

Obwohl die Spulen 40 und 41 gemäß F i g. 5 nach 45 ~ \dT~ d / / '
oben und unten zueinander versetzt dargestellt sind,

haben sie in der Praxis vorzugsweise eine symmetrische worin N die Anzahl der Windungen der Spule 40 bedeu-

Anordnung und können zu einer einzigen Spulenanord- tet Wenn sich der Bolzen 60 über die Spule 40 unsym-

nung vereinigt oder sogar auf einen gemeinsamen Spu- metrisch zum Kreuzungspunkt 90 und zur Mittelebene

lenträger aufgewickelt sein. 50 100 gemäß F i g. 7 bewegt, entsteht ein Differenzimpuls,

Die räumlichen Abschnitte Qi bis Qa gemäß F i g. 5 der als nutzbares Warnsignal der Verarbeitungseinrich-

erstrecken sich über die gesamte Öffnungsbreite, durch tung 45 zugeführt wird, Wird der Bolzen 60 längs der

die hindurch die Förderschnecke 24 das Erntegut den Symmetrieebene 100 über die Spule 40 bewegt so wer-

Einzugswalzen 14, 15 zuführt Der Spulenabschnit 40a den die Magnetfelder im Bereich der Spulenabschnitte

liegt innerhalb der Abschnitte Qt und Qi, der Spulenab- 55 40a und 406 im wesentlichen in der gleichen Weise ge-

schnitt 41 in den Abschniten Qz und Qi, der Spulenab- stört so daß in den Ausgangsleitungen 43a kein Signal

schnitt 406 ebenfalls in den Abschnitten Q2 und Q₃ und erscheint

der Spulenabschnitt 41 b in den Abschnitten Qi und Qa. Dieser Vorgang erweist sich insofern als vorteilhaft Die Kreuzungspunkte 90 und 91 befinden sich jeweils in als zahlreiche Bauteile der Erntemaschine in einem erder Mitte zwischen den Enden der beiden mittleren Ab- 60 heblichen Umfang symmetrisch zu einer Mittelebene schnitte Q₂ und Q3. angeordnet sind, die den Kreuzungspunkt 90 enthält

F i g. 6 zeigt eine ähnliche Anordnung von Aufnahme- Dies gilt z. B. für die Zähne auf den Einzugswalzen 14,

spulen wie in Fig.5 in Verbindung mit den schon in 15, die Einzugswalzen selbst die Förderschnecke 24,

F i g. 4 angedeμteten Dauermagneten 80 bis 84. Die un- weitere umlaufende Bauteile der Maschine und schließ-

tcrschiedüche Länge der gleichgepolten Magnete 80 bis 65 lieh auch für den Maschinenrahmen, der weitgehend

84 und deren Abstände ermöglichen, die aus mehreren symmetrisch zum Kreuzungspunkt 90 angeordnet ist

Windungen bestehende Spule 40 zwischen den nach Daher rufen die Drehbewegungen der umlaufenden

oben ragenden Polen 95 und 96 des Magneten 81 und Bauteile der Maschine sowie Schwingungen des Ma-

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schinengestells und des Gehäuses Magnetflußänderun- das einer Oder-Schaltung 115 üblicher Art zugeführt

gen in der Spule 40 hervor, die sich weitgehend gegen- wird, die bei Ankunft eines Signals oder beider Signale

seitig auslöschen. einen Ausgang abgibt, der in der oben beschriebenen

Um zu vermeiden, daß die Überwachungsvorrichtung Weise nach Bedarf benutzt werden kann,

bei einem entlang der Mittelebene 100 über die Aufnah- 5 F i g. 9 zeigt eine automatische oder anpassungsfähi-

mespule 40 gemäß F i g. 7 bewegten Bolzen 60 nicht ge Schwellwertregeleinrichtung, die die Aufgabe der

anspricht, sind gemäß Fig.2, 5, 6 und 8 zwei einander von Hand verstellbaren Dämpfungsglieder 111 und 121

gleiche Aufnahmespulen 40 und 41 vorgesehen. Folglich erfüllt, in Verbindung mit einer abgeänderten Ausfüh-

spricht die zweite Aufnahmespule 41 an, falls sich der rungsform eines der Kanäle CHi oder CH 2 nach

Bolzen 60 längs der Mittelebene 100 über den Kreu- io Fig.8. Die Schaltung nach Fig.9 ersetzt z. B. den Ka-

zungspunkt 90 der Spule 40 bewegt. Ebenso ist die Auf- nal CH1 und liegt zu diesem Zweck einerseits an den

nahmespule 40 gegenüber einem Fremdkörper emp- Ausgangsleitungen 43 und anderenends an der zur

findlich, der sich längs der Mittelebene der Spule 4! Oder-Schaltung führenden Klemme 150.

über den Kreuzungspunkt 91 bewegt. Somit erscheint Mit Bezugnahme auf F i g. 9 wird das Erkennungssi-

entweder an den Ausgangsleitungen 43 oder 44 ein Er- 15 gnal einem Bandpaßverstärker 151 zugeführt, der den

kennungssignal, wenn sich der Bolzen 40 innerhalb eines Verstärkern 110 bzw. 120 nach Fig. 8 ähnlich ist. Das

beliebigen der Abschnitte Q\ bis Q^ bewegt. gefilterte und verstärkte Ausgangssignal aus dem Ver-

Entsprechend F i g. 8 werden alle Erkennungssignale stärker 151 gelangt in einen Vollweggleichrichter 152, durch die Ausgangsleitungen 43 bzw. 44 einem Kanal dessen Ausgangssignal über eine Zweigleitung 153 ei-CWl bzw. einem Kanal CH 2 der Signalverarbeitungs- 20 nem Schwellwertdetektor 155 und einem Tiefpaßvereinrichtung 45 zugeführt. Beide Kanäle können jeweils stärker 154 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des den gleichen Aufbau haben. Zum Kanal CH1 gehören Tiefpaßverstärkers 154 gelangt über eine Leitung 156 z. B. Bandpaßfilter oder Bandpaßverstärker 120, eine zum Steuerpunkt des Schwellwertdetektors 155. Das dazu in Reihe liegende verstellbare Dämpfungseinrich- Ausgangssignal des Detektors 155 wird der Oder-Schaltung 121 und ein zweipoliger Schwellwertdetektor 124. 25 tung 1:15 zugeführt Eine zweite entsprechend Fig.9 Entsprechend setzt sich der Kanal CH 2 aus einem aufgebaute Schaltung dient als Ersatz für den zweiten Bandpaßfilter oder Bandpaßverstärker 110, einer ver- KanalCH2nachFig.8.

stellbaren Dämpfungseinrichtung 111 und einem zwei- Im Betrieb dienen die Bandpaßverstärker dazu, einen

poligen Schwellwertdetektor 114 zusammen. großen Anteil des vorhandenen Rauschspektrums zu

Beispielsweise wird das in den Ausgangsleitungen 43 30 beseitigen, das durch dem Magnetfeld benachbarte umerscheinende Erkennungssignal in dem im Kanal CH1 laufende Maschinenelemente hervorgerufen wird, soliegenden Verstärker 120 zugeführt, dessen Bandbreite wie zur Vergrößerung der Amplitude des die nutzbare z. B. etwa 10 Hz beträgt und dessen untere Grenzfre- Information enthaltenden Signals. Durch Anwendung quenz bei etwa 0,5 Hz liegt Ein so ausgebildeter Band- des Vollweggleichrichters 152 erübrigen sich die bipolapaßverstärker läßt ein Frequenzspektrum durch, wie es 35 ren Schwellwertdetektoren 114 und 124 nach F i g. 8. für metallische Fremdkörper typist; ist Bei einer be- Zur weitgehend selbsttätigen Regelung des Schwellstimmten Ausführungsform bewirkt die Bandpaßein- wertes wird das Ausgangssignal des Vollweggleichrichrichtung an der Untergrenze des Durchlaßbereiches ei- ters 152 über die Leitung 153 dem Tiefpaßverstärker ne Dämpfung von etwa 12 db je Oktave und am oberen 154 zugeführt, der ein im wesentlichen einseitig gerich-Ende des Durchlaßbereiches eine Dämpfung von 18 db 40 tetes Ausgangssignal erzeugt, dessen Amplitude etwa je Oktave. Der Verstärker 120 bewirkt somit eine zu- proportional zu der in den Störsignalen ständig vorhansätzliche Abschwächung der vergleichsweise höherfre- denen Energie ist Somit wird der Betriebspunkt des quenten Störsignale, die auf die Bewegung der verschie- Schwellwertdetektors 155 durch ein Bezugssignal autodenen Teile der zu schützenden Maschine, z. B. die Zäh- matisch auf einen Pegel eingestellt der gerade noch ne der beiden Einzugswalzen 14, 15 zurückzuführen 45 über dem mittleren Pegel der Störsignale liegt Nur Ersind. Außerdem bewirkt der Verstärker 120 eine Dämp- kennungssignale, die diesen Pegel überschreiten, gelanfung von etwa 60 db bei Signalen von 60 Hz, die von in gen von der Klemme 150 aus zur Oder-Schaltung 115. der Nähe befindlichen Kraftstromleitungen herrühren Diese Anpassung des Schwellwertes ermöglicht eine aukönnten. Im Verstärker 120 kann das zugeführte Erken- tornstischc Verstellung in Abhängigkeit von den jeweils nungssignal, desse". Spannung beispielsweise bei 10 Mi- 50 vorhandenen Störsignalen, so daß der Schwellpegel aukron-Volt oder einem Mehrfachen davon entspricht auf tomatisch verstellt wird und die Wahrscheinlichkeit der mehrere hundert Millivolt verstärkt werden. Erkennung eines Fremdkörpers auf einen Maximalwert

Der Ausgang des Verstärkers 120 wird dem Dämp- erhöht und gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit der Er-

fungsglied 121 zugeführt, das sich mit Hilfe des Dreh- zeugung eines unzutreffenden Warnsignals auf einen

knopfes 123 und einer mechanischen Verbindung 122 55 Minimalwert verringert

verstellen läßt Vom Dämpfungsglied 121 gelangt das Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung

Signal zu einem zweipoligen Schwellwertdetektor 124. liegt zwischen der Leitung 153 und dem Tiefpaßverstär- Über- oder unterschreitet das dem Detektor 124 züge- ker 154 gemäß F i g. 9 ein .Spitzendetektor 170. Solange

führte Signal einen bestimmten positiven bzw. negati- der Spitzendetektor fehlt ist der abgeleitete Schwellpe-

ven Schwellwert, so gibt der Detektor ein Ausgangssi- 60 gel dem Mittelwert des der Vollweggleichrichtung un-

gnal ab, dessen Polarität von der Polarität des Eingangs- terzogenen Störsignals proportional. Ist dagegen der

signals unabhängig ist Spitzendetektor 70 vorhanden, so ist der Schwellwert

Die Schaltungsbauteile 110, 111 und 114 des Kanals dem maximalen Spitzenwert des gleichgerichteten Stör- CH2 in der Signalverarbeitungseinrichtung nach Fig. 8 signals proportional. Die Schaltung des Spitzendetek-

arbeiten gleich den Bauteilen des Kanals CH1. Ohne 65 tors ist vorzugsweise so eingestellt daß sie mit einer

Rücksicht darauf, ob ein Signal in den Leitungen 43 oder vernachlässigbar kurzen Einschwing- und Abklingzeit

44 erscheint, gibt somit entweder der Detektor 114 oder arbeitet die sich so einstellen läßt daß sie etwa dem

der Detektor 124 ein entsprechendes Befehlssignal ab, lOfachen der Periode der Grundfrequenz der Vorhände-

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nen Störsignale entspricht. Das Ausgangssignal des _t\ Spitzendetektors 107 wird, wie beschrieben, gefiltert

'.' und verstärkt, so daß man einen Schwellpegel erhält, der

dem Spitzenwert des periodisch auftretenden Störsignals proportional ist. ■ ¹; Es versteht sich, daß die Magnetfelderzeugereinrichtung und die Aufnahmespulen bezüglich ihrer Form und f,; Anordnung den verschiedenen Anwendungsbedingunj gen angepaßt werden können. Zwei Aufnahmespulen ^ ähnlich den Spulen 40 und 41, kann man beispielsweise I zu einer langgestreckten Baugruppe vereinigen. Die |i Spulen 40,41 brauchen auch nicht in einer ebenen Flail ehe zu liegen, sondern können um eine Querlinie, etwa W in rückwärtiger Verlängerung des in F i g. 2 die Förder-I richtung angedeuteten Pfeiles so gebogen sein, daß sich ^ eine weit geöffnete V-Form ergibt Somit wird die I Überwachungsvorrichtung genau dem Querschnitt eiii nes V- oder U-förmigen Förderbandes oder anderer Ά symmetrischer Bauteile angepaßt.

fe Wenn das Erkennungsgerät im Übergangsbereich

Iy zwischen dem Vorbaugerät und der Basiseinheit 10 an-•ß geordnet wird, lassen sich Aufnahmespulen oder ähnli-

£■; ehe Fühler schmal und somit leicht und billig bauen, da

[:" das Erntegut an dieser Untersuchungsstelle bereits in

^; Querrichtung verdichtet ist und der Breite der Einzugs-

walzen vor der Verarbeitungseinrichtung entspricht An dieser Stelle hat das Erntegut bereits eine gewisse gleichmäßige Dicke erreicht bei der der Erkennungsvorgang für Fremdkörper vereinfacht und mit größter K Sicherheit durchgeführt werden kann. Nachdem bereits

J: eine gewisse Verdichtung in der Höhe stattgefunden

I hat, braucht das Erkennungsfeld auch nur eine entspre-

' chende reduzierte Eindringtiefe zu besitzen.

V Je weiter die Aufnahmespulen der Überwachungs

vorrichtung auf der Maschine nach vorn verlegt werden, desto einfacher werden die zum Anhalten des Förderflusses notwendigen Maßnahmen. Folglich läßt sich für eine billigere Maschinenbauart ein Anhaltemechanis-■ mus einfachster Art vorsehen, wenn die Überwachungs-

jl vorrichtung im Bereich der Bodenplatte 30 soweit wie

; möglich nach vorn untergebracht wird, etwa im Bereich

der von der Förderschnecke 24 aus seitwärts verdichteten Erntegutmatte. Bei dieser Anordnung ist die Überwachungsvorrichtung zu Wartungszwecken leichter zugänglich, als wenn sie tief in der Basiseinheit 10 unterge- ί· bracht wäre.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Überwachung von nichtmetallischem, losem Fördergut entlang eines Förderweges auf metallische Fremdkörper, insbesondere von Verarbeitungseinrichtungen einer fahrbaren landwirtschaftlichen Erntemaschine zuzuführendem schwadförmigen Erntegut, mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines über die Breite des Förderweges wirksamen Magnetfeldes, ferner mit einer Einrichtung, die bei Beeinflussung des Magnetfeldes durch einen metallischen Fremdkörper ein elektrisches Signal erzeugt, sowie mit Einrichtungen zur Auswertung des Signals zum Zweck der Unterbrechung des Maschinenbetriebes, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtung eine erste und eine zweite im Magnetfeld (42) liegende Aufnahmespule (40 bzw. 41) aufweist, die jeweils aus zwei zu einer gedachten Mittelebene (100) symmetrischen Spulenabschnitten (40a, 40i> bzw. 41a, 4ib) bestehen, welche durch sich an einem ersten bzw. zweiten Kreuzungspunkt (90 bzw. 91) kreuzende Leiter verbunden sind, und daß beide Aufnahmespulen (40,41) zueinander so versetzt angeordnet sind, daß sich der erste Kreuzungspunkt (90) im Bereich eines Spulenabschnittes (41a,} der zweiten Aufnahmespule (41) und der zweite Kreuzungspunkt (91) im Bereich eines Spulenabschnittes (4Ob) der ersten Aufnahmespule (40) befindet und somit ein an beliebiger Stelle über die Breite des Förderweges in den Überwachungsbereich gelangender metallischer Fremdkörper (60) am Ausgang mindestens einer Aufnahmespule (40 oder 41) ein Nachweissignal erzeugt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Aufnahmespuien (40,41) in unmittelbarer Nähe des Förderweges und in symmetrischer Beziehung zu den bewegten Förder- und/ oder Verarbeitungseinrichtungen (14,15,18,24) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Aufnahmespulen (40, 41) quer zum Förderweg derart symmetrisch angeordnet sind, daß in zwei in der Längsmitte des Förderweges aneinandergrenzenden Bereichen (Qi, Qi) sich jeweils ein Spulenabschnitt (z. B. 40b) einer Aufnahmespule (z. B. 40) mit dem Kreuzungsbereich der anderen Spule (41) überlappt, während in daran anschließenden Randbereichen (Qu Q*) des Förderweges jeweils nur ein Spulenabschnitt einer Aufnahmespule angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, bei der die Erntemaschine weitgehend symmetrisch zu einer senkrechten Ebene ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden Aufnahmespuien (40, 41) im Bereich der senkrechten Ebene überlappen und zu rotierenden Förder- und/oder Verarbeitungseinrichtungen (14, 15,18,24) der Maschine in solcher Beziehung stehen, daß die in ihnen aufgrund von Magnetfeldänderungen hervorgerufenen Störsignale sich gegenseitig im wesentlichen aufheben.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die Aufnahmespulen (40, 41) jeweils eine Bandpaß-Schaltung (HO bzw. 120) und ein dazu in Reihe geschalteter Schwellwertdetektor (114 bzw. 124) angeschlossen sind, die mit der Auswerteeinrichtung (46—50) in Verbindung stehen und zum Durchlaß von Signalen mit einem Frequenz-Spektrum eingestellt sind, das unterhalb eines durch Bewegungen der Förder- und/oder Verarbeitungseinrichtungen entstehende zyklische Änderungen des Magnetfelds erzeugten Frequenzspektrums liegt

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Magnetfelderzeugereinrichtung Dauermagnete (80 bis 84) vorgesehen sind, durch die sich in Kopplung zum Magnetfeld befindliche Teile der Aufnahmespulen (40, 41) hindurchgeführt sind.

7. Vonrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeimrichtung ein Warngerät (48) umfaßt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung ein Steuergerät (50) zur Betäti-

gung einer an eine Kupplung oder eine Bremse angeschlossenen Stelleinrichtung aufweist