DE2340983C3 - Selbsttätige Seitenführung einer landwirtschaftlichen Erntemaschine für Gras, Getreide und andere Halmgewächse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Seitenführung für eine landwirtschaftliche Erntemaschine, insbesondere selbstfahrenden Mähdrescher zum Führen entlang einer Leitlinie, die durch eine Pflanzenreihe oder eine durch die Grenze zwischen dem gemähtem und ungemähtem Gut gebildete Halmwand bestimmt ist, bestehend aus einer Tastvorrichtung, deren Tastsignal übei einen Steuerteil als Stellgröße auf ein Stellglied übertragen wird, und einer Rückführung.

Bei derartigen landwirtschaftlichen Erntemaschiner ist eine psychische und physische Entlastung der Bedienungsperson im Ernteeinsatz erforderlich. Dabei soll eine optimale Pflück- bzw. Schnittbreitenausnutzunj bei betriebswirtschaftlich rentabler Fahrgeschwindigkeit und Rüstzeit vorhanden sein. Die Bedienungsperson ist hierbei weitgehend von der Beobachtung des Lenkvorganges zu befreien. Außerdem muß ohne große zeitliche Verzögerung durch des Abschalten der Regeleinrichtung mit geringer Handlenkkraft vor allenbeim Wenden der Erntemaschine am Feldende und be Hindernissen auch in schwierigen Bodenverhältnisser eine nach links oder rechts gerichtete Fahrtrichtungsänderung möglich sein.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse einen Zweistellungsschalter für das wechselseitige Ein bzw. Ausschalten der Hand- und Automatiklenkunj einzubauen. Im Automobilbau ist eine automatische Kupplung bekannt, die durch geringfügiges Verschie ben des Schalthebels aus der federzentrierten Nullag« mittels eines schließenden Kontaktes elektromechanisch betätigbar ist. Nachteilig ist hierbei, daß, wenr der Kupplungsschalthebel durch unkontrollierte äußere Einwirkung, wie beispielsweise durch Eigenschwingungen und Vibration vor allem im rauhen Ernteeinsat: verschoben wird, die Funktionstüchtigkeit der Vorrich tung beeinträchtigt ist.

Des weiteren ist im Mähdrescherbau eine Selbst steuereinrichtung (DT-Gbm 67 50 251) bekannt, die hy dromechanisch betätigbar ist. Nachteilig ist die; hydro mechanische Schalterausführung, da ein großer techni scher und damit kostenungünstiger Aufwand :>owoh von der Anlage selbst als auch bei der Anpassung die ser Anlage an die wechselnden Bedingungen vom Em tegut her erforderlich wird. Hierzu soll beispielsweise auf die optimale Einstellung der Schaltzeiten zwischer den beiden Signalen EIN und AUS für die Regelein

richtung und auf die Lenkradsperre wegen Verletzungsgefahr bei sich mitdrehendem Steuerrad hingewiesen werden. Außerdem ist es unmöglich, diesen Mähdrescher über eine Erntegutlücke hinweg geradeaus zu steuern, da die Handlenkung erst auf eine bereits ausgeführte Lenkbewegung ansprich*.

Weiterhin ist eine Tastvorrichtung an einer landwirtschaftlichen Maschine für die Abtastung einer Halmwand bekannt, die zwei relativ zur Fahrtrichtung hintereinanderliegende und im Abstand zueinander seitlieh versetz» angeordnete Tastbereiche aufweist. Hierbei ist die Verbindungslinie der beiden Drehachsen-Mittelpunkte des elektromechanischen Sensors (DT-OS 15 82 237) in einem spitzen Winkel von linkslußen schräg nach rechtsinnen zur Längsachse der ;< landwirtschaftlichen Maschine verlaufend angeordnet. Nachteilig ist dabei, daß die Anordnung dieser Taster nur sehr grobe Werte für die Stellgröße an die Fahrzeuglenkung liefert, da eine Lenkkorrektur lediglich in den beiden äußeren Grenzbereichen der Meßstrecke stattfindet

Außerdem ist eine Tastvorrichtung mit einem einzigen Tastbereich bekannt, der einen zangenförmig ausgebildeten, um eine vertikale Drehachse schwenkbaren und nach dem stetigregelbaren elektromechanischen Prinzip aufgebauten Sensor aufweist (Deutsche Agrartechnik 1965, Heft 12, S. 578, Abb. 4). Gleichfalls besteht hier ein Nachteil in der speziellen Ausführungsform des Tasters für Reihengewächse und der zu kleinen Meßstrecke, was die universellen Einsatzmöglichkeiten einengt.

Auch eine rein mechanische Ausführung einer Rückkoppelung mittels Bowdenzug ist bereits bekannt (Deutsche Agrartechnik 1965, Heft 12, S. 577/578, Abb. 3; CS-PS 98 604), wobei sich jedoch Massenträgheitsmomente und Reibkräfte nachteilig gegenüber der elektromechanisch funktionierenden Rückkoppelung auswirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige Seitenführung zu schaffen, die die selbsttätige Führung des Mähdreschers entlang einer Halmwand od. dgl. übernimmt und diese Funktion der Bedienungsperson bis auf Extremfälle abnimmt. Auch soll die Seitenführung für den gesamten Fahrgeschwindigkeitsbereich während des Erntevorganges funktionsfähig bleiben und von der Bedienungsperson leicht zu handhaben sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vereinigung folgender Merkmale gelöst: Im Lenkkopf ist ein Sensor angeordnet, der in einer elektrokapazitiven-, elektrooptischen- oder elektroakustischen Schaltung ausgeführt ist, zwischen einer bereits bekannten Lenkpumpe an den Hydraulikleitungen einerseits und dem Hydraulikzylinder an den Hydraulikleitungen andererseits ist ein druckentsperrbares Zwillingsrückschlagventil angeordnet, wobei die hydraulische Verbindung zwischen dem elektromagnetischen Hydraulikventil und dem Hydraulikzylinder mittels hydraulischer AnschluOleitungen zu den Hydraulikleitungen hergestellt wird und eine elektrische Brückenschaltung mit einem im diagonal abgegriffenen Strompfad angeordneten Nullspannungssensor weist in dem einen parallelgeschaltsten Strompfad einen Tastkopf, einen stufenlos einstellbaren elektrischen Widerstand für einen Hangneigungsausgleich und einen stufenlos einstellbaren (15 elektrischen Widerstand für einen Rückführungsdurchgriff und in dem anderen parallelgeschalteten Strompfad eine Parallelschaltung mit einem stetig regelbaren elektrischen Widerstand für eine Rückführung und einen stufenlos einstellbaren elektrischen Widerstand für den Rückführungsdurchgriff am elektrischen Ausgang der Parallelschaltung auf, wobei die miteinander gekoppelten Betätigungsgliedcr der beiden elektrischen Widerstände für den RückfQhrungsdurchgriff mit einem mechanischen Verbindungsglied zur Fahrgeschwindigkeitseingabe verbunden sind.

Zweckmäßigerweise ist der Tastkopf relativ zur Fahrtrichtung eines Mähdreschers vor der Messerlinie und seitlich neben dem Schneidwerk angeordnet, um die Wirksamkeit auf den Regelkreis des verzögert auf die Lenkräder als Lenkeinschlag wirkenden Tastsignals auch bei höheren Fahrgeschwindigkeiten zu gewährleisten. Dabei ist der Tastkopf sowohl in einem das Erntegut seitlich berührenden und federzentrierten Taststab, als auch in mehreren sich am Erntegut berührungslos ausrichtenden Reflexlichtschranken ausführbar. Hiermit ist neben der Bearbeitung von Erntegut mit hoher Eigenstabilität auch solches mit geringer Eigenstabilität möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß der Taststab aus hochelastischem und sehr leichtem Werkstoff, wie beispielsweise Glasfiber, besteht, damit die Lebensdauer von ersterem erhöht und eine hohe Sensibilität in der mechanischen Abtastung des Erntegutes erreicht wird. Ein anderer Vorteil ist, daß neun Reflexlichtschranken mit ihren Seitenflächen aneinander gereiht und nach einer Frontlinie zur Leitlinie hin ausgerichtet, fest miteinander verbunden sind, wobei die Frontlinie etwa einen Winkel von 45° zur Leitlinie einnimmt. Auf Grund der Feststellung der Belegungsgröße und des Belegungsortes der einzelnen Reflexlichtschranken wird der optisch festgelegte Abstand zur Leitlinie eingehalten.

Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal ist eine elektrische Spule am Gehäuse und eine elektrische Spule an der Lenksäule in unmittelbarer Nähe und ohne mechanische Verbindung zueinander durch einen Luftspalt voneinander getrennt angeordnet. Vorteilhafterweise ist diese lagerungsfreie induktive Signalübertragung ohne mechanischen Verschleiß und Wartung.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind in einer elektrischen Leitung zwischen einer elektrischen Stromquelle und dem elektromagnetischen Hydraulikventil zwei Rastschalter, ein Tastschalter und ein elektrokapazitiver Sensor angeordnet. Dadurch wird ein hohes Maß an Sicherheit gegenüber Bedienungsfehlern an der Lenkung vor allem bei der Straßenfahrt erreicht.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, ein einfaches und unkompliziertes Ein- und Ausschalten der Hand- bzw. Automatiklenkung zu realisieren, sowie beim elektrischen Stromausfall eine Handlenkung, jedoch ohne Servo-Unterstützung, zu ermöglichen. Außerdem ist es vorteilhaft, das Driften des Mähdreschers am Hang durch einen geringen hangaufwärtsgerichteten Lenkeinsciilag und eine hangabwärtsgerichtete Lenkeinschlagbegrenzung auszugleichen. Zweckmäßigerweise ist auch eine die Fahrtrichtungen »Links« und »Rechts« steuernde Lenkeinschlagbegrenzung in Abhängigkeit zur Fahrgeschwindigkeit vorhanden, damit eine Übersteuerung des Regelkreises bei hohen Geschwindigkeiten vermieden wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in dei Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Funktionsblockschaltbild,

F i g. 2 eine Gesamtdarstellung der Steuer- und Re

geleinrichtung für eine Mähdrescherlenkung und -antrieb,

F i g. 3 den Schaltplan der Regeleinrichtung für die Mähdrescherlenkung,

F i g. 4 eine elektromechanische Tastvorrichtung der Regeleinrichtung für die Mähdrescherlenkung,

F i g. 5 das Funktionsschema des Tasters der elektromechanischen Tastvorrichtung (F i g. 4/V),

F i g. 6 eine optische Tastvorrichtung der Regeleinrichtung für die Mähdrescherlenkung, |₀

F i g. 7 das Funktionsschema des Tasters der optischen Tastvorrichtung (F i g. 6/VII),

F i g. 8 den Schaltplan der Steuereinrichtung für die Mähdrescherlenkung und

F i g. 9 den Schaltplan der Steuereinrichtung für den ,₅ Mähdrescherantrieb.

Entsprechend der beispielsweisen Darstellung besteht die Seitenführung der mobilen landwirtschaftlichen Erntemaschine im wesentlichen aus einem Tastkopf 1, einem Nullspannungssensor 2 in der Zentraleinheit 3, einem elektromagnetischen Hydraulikventil 4, einem Hydraulikzylinder 5 der Mähdrescherlenkung, zwei Lenkrädern 6 am Mähdrescherfahrgestell, einem Motor-Fahrgestell 7 eines Mähdreschers 8, einer Rückführung 9, einer manuellen Lenkradeinstellung 10, _2S einem Hangneigungsausgleich 11 in der Zentraleinheit 3, einer Fahrtgeschwindigkeitseingabe 12 in der Zentraleinheit 3 und einem Erntegutbestand 13.

Außerdem ist eine induktive Signalübertragung bestehend aus zwei elektrischen Spulen 14 und 15, einem elektrokapazitiven Sensor 16 am Lenkknopf 17 und eine Lenkpumpe 18 für die Steuerung der Mähdrescherlenkung bedeutsam.

Neben einem Handhebel zur Fahrgeschwindigkeitseingabe 12 sind zwei hydraulische Steuerkolben 19 und 20 und ein Verbindungsglied am Rückführungsdurchgriff 21 für eine Steuereinrichtung des Mähdrescherantriebes wesentlich.

Für die Regeleinrichtung der Mähdrescherlenkung wird in der Zentraleinheit 3 eine elektrische Brückenschaltung 22 mit Nullabgleich bestehend aus elektrischen Widerständen 23, 24, 25 und 26, einstellbaren elektrischen Drehwiderständen (Potentiometer) 27 im elektromechanischen Tastkopf 1, sowie 28, 29, 30, 31 und 32, einem Nullspannungssensor 2 und einem Leistungsverstärker 33 notwendig.

Für die sichere Funktion ist ein Rastschalter 34 als Hauptschalter, ein Rastschalter 35 des Mähwerksantriebes und ein Tastschalter 36 an der Höheneinstellung der Mähdrescherplattform erforderlich.

Ist die Mähdrescherlenkung alternativ mit dem optischen Tastkopf 1 bestückt, so werden an Stelle des elektrischen Drehwiderstandes neun Reflexlichtschranken mit zweimal neun Sendedioden 37' bzw. 37", neun Abdeckgläser 38', neun Infrarotfilter 39', neun Fototransistoren 40' und eine Auswertelektronik 41 benötigt.

Die Anordnung ist wie folgt:

Am Lenkrad 10 des Mähdreschers 8 ist ein Lenkknopf 17 befestigt (F i g. 8). Eine Lenksäule 42 und ein Gehäuse 43 weisen je eine der elektrischen Spulen 14 und 15 auf und sind konzentrisch zur Lenksäule 42 und zueinander in der selben Ebene angeordnet Die Spule 14 ist dabei fest mit der Lenksäule 42 und die Spule 15 mit dem Gehäuse 43 verbunden. Beide Spulen sind .durch einen kleinen ringförmigen Luftspalt voneinander getrennt Am unteren Ende der Lenksäule 42 ist der Konstant-Pumpe-Motor der Lenkpumpe 18 angeordnet. Die Lenkpumpe 18 ist mittels zwei Hydraulikleitungen 44 und 45 an einem druckentsperrbaren Zwillingsrückschlagventil 46 und letzteres wiederum mittels zwei Hydraulikleitungen 47 und 48 am Hydraulikzylinder 5 angeschlossen.

Auf dem Bedienungspult der Zentraleinheit 3 sind ein Drehknopf des elektrischen Drehwiderstandes 32 für den Hangncigungsausgleich 11, der Handhebel zur Fahrgeschwindigkeitseingabe 12 und der als Hauptschalter ausgeführte Rastschalter 34 angeordnet (F i g. 2).

Innerhalb der Zentraleinheit 3 befindet sich der größte Teil der elektrischen Brückenschaltung 22, die als sogenannte »Wheatstonesche Brücke« aufgebaut ist (F i g. 3). Im oberen parallelgeschaltelen Strompfad sind die elektrischen Widerstände 25 und 26 und die elektrischen Drehwiderstände 27,31 und 32; im unteren parallelgeschalteten Strompfad sind die elektrischen Widerstände 23 und 24 und die elektrischen Drehwiderstände 28, 29 und 30 angeordnet Im diagonal abgegriffenen Strompfad zwischen den beiden parallelgeschalteten Strompfaden und den elektrischen Widerständen 26 und 32 einerseits und 23 und 24 bzw. 29 andererseits ist der Nullspannungssensor 2 eingebaut. Dabei sind die beiden elektromechanischen Abgreifer der beiden elektrischen Dreh widerstände 30 und 31 mechanisch miteinander gekoppelt Der untere parallelgeschaltete Strompfad weist hierbei eine weitere elektrische Parallelschaltung innerhalb der elektrischen Brückenschaltung 22 auf. In einem elektrischen Parallelzweig dieser elektrischen Parallelschaltung ist der elektrische Widerstand 24 und im anderen der elektrische Drehwiderstand 29 angeordnet Am elektrischen Ausgang der elektrischen Parallelschaltung ist der elektrische Drehwiderstand 30 derart eingebaut, daß letzterer den Knotenpunkt der beiden elektrischen Parallelzweige darstellt. Außerdem ist der elektrische Drehwiderstand 27 und 29 zweckmäßigerweise außerhalb der Zentraleinheit 3 angeordnet So ist der elektromechanische Abgreifer des elektrischen Drehwiderstandes 27 im Tastkopf 1 einerseits mit einem Taststab 49 und andererseits mittels eines Hebels 50 mit zwei Schraubenfedern 51 und 52 starr verbunden (F i g. 5). Die Schraubenfedern 51 und 52 sind dabei mit jeweils einem Ende am Hebel 50 und mit dem anderen Ende in entgegengesetzter Richtung wirkend am Gehäuse des Tastkopfes 1 eingehängt. Der Tastkopf 1 befindet sich etwa zwei bis drei Meter vor der Messerlinie 53 des Mähdrescher-Schneidwerks links außen am Mähtisch 54 relativ zur Fahrtrichtung des Mähdreschers 8 (F i g. 2). Der elektromechanische Abgreifer des elektrischen Drehwiderstandes 29 ist am Lenkhebel 55 stan befestigt während sich der andere Teil des Drehwiderstandes 29 am Motor-Fahrgestell 7 abstützt

In der Zentraleinheit 3 ist ferner der hydraulische Steuerkolben 19 angeordnet, dessen Kolbenstange einerseits mittels eines Zwischengelenkstückes 56 anHandhebel zur Fahrgeschwindigkeitseingabe 12 ange lenkt und andererseits über ein nur angedeutet darge stelltes mechanisches Verbindungsglied (Rückführungs durchgriff 21) mit den gekoppelten elektromechani sehen Abgreifern der elektrischen Drehwiderstände 3( und 31 verbunden ist (F i g. 3 und 9). Der hydraulische Steuerkolben 19 ist mit zwei Hydraulikleitungen 57 um 58 am hydraulischen Steuerkolben 20 angeschlossen Zwischen den beiden hydraulischen Steuerkolben Ii und 20 ist eine hydraulische Einspeisung mit einer Hy draulikleitung 59 und zwei Rückschlagventilen 60 unc

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61 vorhanden. Die Kolbenstange des hydraulischen Steuerkolbens 20 ist hierbei mit einem Ende an der Förderstromeinstellung der hydraulischen Verstellpumpe 62 angelenkt, wobei letztere mit dem Antriebsmotor 63 des Mähdreschers 8 mechanisch gekuppelt ist. s

Die Wirkungsweise ist wie folgt:

Die automatische Seitenführung der landwirtschaftlichen Erntemaschine ist schaltungstechnisch als ein Regelkreis mit Rückkoppelung aufgebaut. Dabei stellt der Nullspannungssensor 2 den Regler und das Hydraulikventil 4, der Hydraulikzylinder 5, die Lenkräder 6, das Motor-Fahrgestell 7 und der Tastkopf 1 die Regelstrekke dar. Die Rückkoppelung entspricht der Rückführung 9, die zwischen dem Hydraulikzylinder 5 und den Lenkrädern 6 abgegriffen wird. Außerdem ist der Regelkreis durch die Lenkradeinstellung 10 (Sollwert), den Hangneigungsausgleich 11, die Fahrgeschwindigkeitseingabe 12 und den Erntegutbestand 13 (Störgröße) beeinflußbar (F ig. 1).

Ausgehend von der Automatiklenkung müssen zum Einschalten des Regelkreises folgende vier Bedingungen erfüllt sein (F i g. 3 und 8). Für das Ausschalten des Regelkreises muß nur eine der vier Bedingungen nicht erfüllt sein (Reihenschaltung). Erstens ist die Hand de ι Bedienungsperson vom Lenkknopf 17 zu entfernen. Dadurch schließt der elektrokapazitive Sensor 16 einen elektrischen Stromkreis. Hierbei wird der elektrische Strom mittels elektromagnetischer Induktion berührungslos von der elektrischen Spule 14 an der drehbar gelagerten Lenksäule 42 auf die elektrische Spule 15 im feststehend angeordneten Gehäuse 43 transformiert und umgekehrt. Dieser elektrische Strom fließt danach als Steuersignal in eine Sensorelektronik 64 ein und löscht dadurch an deren elektrischen Ausgang ein Sperrsignal für den elektrischen Leistungsverstärker 33. Zweitens ist der im Einzelnen nicht dargestellte und in Transportstellung gedrückte Tastschalter 36 freizugeben, was nur durch Absenken des Mähtisches 54 in die Arbeitsstellung durchführbar ist. Drittens ist der ebenfalls im Einzelnen nicht näher dargestellte Rastschalter 35 zu betätigen. Dies geschieht über die elektrische und mechanische Verknüpfung mit dem Einschalten des Mähdrescher-Schneidwerks, indem der Rastschalter 35 in den elektrischen Steuerstromkreis für das Schneidwerk geschaltet ist. Und viertens ist mit dem handbetätigbaren Rastschalter 34 die letzte elektrische Unterbrechung zwischen der elektrischen Stromquelle 65 und dem elektromagnetischen Hydraulikventil 4 durch die Bedienungsperson zu schließen.

Die elektrische Brückenschaltung 22 mit dem Nullspannungssensor 2 als Regler wird über eine elektrische Leitung 66 mit elektrischer Energie versorgt (F i g. 3). Ist nun die abgeglichene »Wheatstonesche Brücke« durch eine Stellungsänderung des Taststabes 49 _ was einer elektrischen Widerstandsänderung des elektrischen Drehwiderstandes 27 gleichkommt — elektrisch verstimmt worden, dann wird in ersterer ein sogenannter elektrischer Ausgleichsstrom im diagonal abgegriffenen Strompfad erzeugt. Dieser elektrische Ausgleichsstrom betätigt den elektrischen Nullspannungssensor 2, wobei letzterer einen Steuerstrom mittels elektrischer Leitungen 67 und 68 an den elektrischen Leistungsverstärker 33 unter Berücksichtigung der Fließrichtung des Ausgleichsstromes abgibt Mit dem verstärkten Steuerstrom wird über die beiden elektrischen Leitungen 69 und 70 das elektromagnetische Hydraulikventil 4 geschaltet. Dadurch wird es möglich, Hydraulikflüssigkeit in den Hydraulikzylinder 5 für die automatische Lenkung nach »Links<i oder »Rechts« entsprechend der Schaltstellung des Hydraulikventils 4 mittels einer hydraulischen Speisepumpe 71 zu drücken. Dieser Vorgang dauert so lange an, bis der elektrische Drehwiderstand 29 zwangläufig durch eine Lenkkorrektur der Lenkräder 6 mittels Kolbenstange 72 und Lenkhebel 55 das vom Taststab 49 hervorgerufene elektrische Signal kompensiert hat Wird der Taststab 49 nicht durch äußere Horizonlalkräfte beaufschlagt, dann pendelt er sich in eine federzentriei te Ruhelage ein Dadurch schwenken auch die Lenkräder 6 in Fahrtrichtung »Geradeaus«, sofern der Hangneigrngsausglcich 11 neutralisiert ist.

Beim automatischen Ernten am Hang ist auf Grund der hangabwärtsgerichteten Driftung des Mähdreschers 8 an Stelle der Fahrtrichtung »Geradeaus« — wie in der Ebene bei abgeglichenem Zustand der elektrischen Brückenschaltung 22 — eine Fahrtrichtung mit geringem Lenkeinschlag hangaufwärtsgerichtet erforderlich. Außerdem soll der Lenkeinschlagbereich tür die hangabwärtsgerichtete Fahrtrichtung gegenüber der hangaufwärtsgerichteten stärker begrenzt werden, um den Regelvorgang der automatischen Lenkung optimal zu unterstützen. Damit jedoch bei gleicher Fahrgeschwindigkeit die optimale Lenkeinschlaggröße wie in der Ebene bei der Fahrtrichtung »Geradeaus« auch am Hang erhalten bleibt, bietet sich das Verschieben der Mittellage des Lenkeinschlagbereiches gegenüber der hiermit kongruenten Längsachse des Fahrzeuges an. Dieser Hangneigungsausgleich 11 wird entsprechend sinngemäß an Hand des Drehknopfes auf der Zentraleinheit 3 vorgenommen, wobei letzterer mit dem elektrischen Drehwiderstand 32 mechanisch verbunden ist. Die nunmehr durchführbare und stufenlos einstellbare elektrische Widerstandsänderung im oberen parallelgeschalteten Strompfad ist somit bei gleicher Stellung des Taststabes 49 nur durch eine elektrische Widerstandsänderung im unteren parallelgeschalteten Strompfad zu kompensieren. Da ausschließlich der elektrische Drehwiderstand 29 der Rückführung S ein aktives Glied des Regelkreises im unteren parallel geschalteten Strompfad darstellt, wirkt sich die elektrische Widerstandsänderung im unteren parallelgeschalteten Strompfad in einem Lenkeinschlag bei abgeglichenem Zustand der elektrischen Brückenschaltung 22 aus.

Das Regelsystem bringt es mit sich, daß mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit kleinere Lenkeinschläge zur Korrektur der Fahrtrichtung verwendet werder müssen und umgekehrt Dies wird dadurch erreicht daß der Handhebel zur Fahrgescbwindigkeitseingabe 12 aus seiner Neutralstellung heraus bewegt wird Dabei wird der hydraulische Steuerkolben 19 und die elek tromechanischen Abgreifer der beiden elektrischer Drehwiderstände 30 und 31 über das Zwischengelenk stück 56 verschoben. Diese mechanische Verschiebunj bewirkt einerseits das Verdrängen bzw. Ansauget einer bestimmten Menge Hydraulikflüssigkeit in dei Hydraulikleitungen 57 und 58 und andererseits übe den Rückführungsdurchgriff 21 eine elektrische Wider Standsänderung in den beiden elektrischen Drehwider ständen 30 und 31. Die besagte Hydraulikflüssigkei wiederum verschiebt den hydraulischen Steuerkolbei 20 gleichlaufend entsprechend dem hydraulische! Steuerkolben 19, wobei der für die Fahrgeschwindig keit repräsentative Schwenkwinkel an der hydrauli sehen Verstellpumpe 72 verändert wird. Die beidei synchronbetätigten elektrischen Drehwiderstände 31

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und 31 sind elektrisch derart geschaltet, daß eine elektrische Widerstandsänderung durch Verschieben der beiden elektromechanischen Abgreifer ohne Einfluß auf den elektrischen Brückenabgleich selbst ist. Es tritt jedoch dann eine Beeinflußung auf den Regelkreis ein, wenn ein Lenkeinschlag ausgeführt werden soll, was sich auf die Größe von letzterem auswirkt. Dazu muß erläuternd gesagt werden, daß die elektrische Briickenschaltung 22 im abgeglichenen Zustand gleichgroße elektrische Widerstandswerte in beiden parallelgeschalteten Strompfaden aufweisen muß, um den elektrischen Ausgleichsstrom zu unterdrücken. Diese elektrischen Widerstandswerte können beispielsweise durch die elektrischen Drehwiderstände 30 und 31 verändert werden. Da diese Änderung jedoch in beiden parallelgeschalteten Strompfaden gleichzeitig, gleichgroß und mit gleichem Vorzeichen durchgeführt wird, ändert sich am elektrischen Widerstandsverhältnis der beiden parallelgeschalteten Strompfade nichts. Was hierbei jedoch bedeutsam ist, bezieht sich auf die Änderung des elektrischen Gesamtwiderstandes der elektrischen Parallelschaltung durch den elektrischen Drehwiderstand 30. So befindet sich der elektromechanische Abgreifer beispielsweise in seiner Mittelstellung und die beiden elektrischen Parallelzweige weisen dabei zusätzlich jeweils die Hälfte des elektrischen Widerstandswertes des elektrischen Drehwiderstandes 30 auf. Wird der elektromechanische Abgreifer nun aus seiner Mittelstellung herausbewegt, dann ergibt sich in einem elektrischen Parallelzweig eine elektrische Widerstandszunähme und in dem anderen eine elektrische Widerstandsabnahme. Bedeutsam ist hierbei wiederum, wie groß bzw. wie klein ist der elektrische Widerstandswert, der sich in dem elektrischen Parallelzweig einstellt, der den elektrischen Drehwiderstand 29 aufweist. Wird nun vorzugsweise durch eine Änderung des elektrischer Widerstandswertes im elektrischen Drehwiderstand 27 auf Grund einer Stellungsänderung des Taststabes 49 ein Lenkeinschlag vom Tastkopf I signalisiert, tritt der Nullspannungssensor 2 durch den jetzt im diagonal abgegriffenen Strompfad vorhandenen und durch die unterschiedlichen elektrischen Widerstands werte der beiden parallelgeschalteten Strompfade e
zeugten, elektrischen Ausgleichsstrom in Tätigkeit Dabei wird über die daraus resultierende Lenkbewegung der elektrische Widerstandswert des elektrischen Drehwidersundes 29 verändert. Dieser elektrische Widerstandswert verändert sich so lange, bis die elektrische Widerstandsänderung — hervorgerufen durch den elektrischen Drehwiderstand 27 — kompensiert ist Folglich wirkt sich eine elektrische Widerstandsänderung im elektrischen Drehwiderstand 30, die einer elektrischen Widerstandsabnahme im elektrischen Parallelzweig mit dem elektrischen Drehwiderstand 29 entspricht, stärker auf den kompensierenden Drehwiderstand 29 aus, als bei einer elektrischen Widerstandszunahme. Dies bedeutet, daß der kompensierende Drehwiderstand 29 bei dieser elektrischen Widerstandsabnahme einen größeren Anteil an der elektrischen Widerstandsänderung für den Brückenabgleich übernehmen muß und umgekehrt, wobei sich die Anteilsgröße direkt proportional zur Lenkeinschlaggröße verhält.

Für das Wirksamwerden der Handlenkung des Mähdreschers 8 muß die Automatiklenkung unwirksam gemacht werden. Zunächst unterbricht der elektrokapazitive Sensor 16 die beiden elektrischen Stromkreise für die Steuerung des elektromagnetischen Hydraulikventils 4. Dies geschieht mittels Berühren des Lenkknopfes 17 durch die Hand der Bedienungsperson. Hierbei wird die in der Sensorelektronik 64 erzeugte hochfrequente Wechselspannung über den elektrokapazitiven Sensor 16 geleitet und durch Masseannäherung (Hand der Bedienungsperson) an den elektrokapazitiven Sensor eine Kapazitätsänderung im elektrokapazitiven Sensor 16 erreicht. Diese Kapazitätsänderung beeinflußt das hochfrequente Signal, das die Sensorelektronik 64 wieder erreicht, wobei ein Sperrsignal für den elektrischen Leistungsverstärker 33 ausgelöst wird. Damit sind die beiden elektrischen Leitungen 67 und 69, sowie 6t! und 70 voneinander getrennt und das elektromagnetische Hydraulikventil 4 nimmt die Neutralstellung ein. Wird nun das Lenkrad des Mähdreschers 8 mittels Lenkknopf 17 gedreht, dann genügt bereits die Überwindung des geringen federzentrierten Drehwinkelspieles nach »Links« oder »Rechts« zwischen dem inneren und dem äußeren Rotationsschieber im Steuerteil 73: der Lenkpumpe 18, um die Hydraulikleitung 74 mit der Hydraulikleitung 45 oder mit der Hydraulikleitung 114 zu verbinden. Somit ist eine durch die Lenkpumpe 11) mit der Hand über die beiden Rotationsschieber betätigbare Servolenkung vorhanden. Dabei ist das druclcentsperrbare Zwillingsrückschlagventil 46 derart eingebaut, daß bei primärer, lenkpumpenseitiger Druckbeaufschlagung die Entsperrung wirksam wird, jedoch bei einem hydraulikzylinderseitigen Primärdruck die Sperrung eintritt so daß bevorzugt unerwünschte Nebenerscheinungen während der Automatiklenkung vom Lenkrad ferngehalten werden, wie z. B. das Mitdrehen des Lenkrades.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Selbsttätige Seitenführung für eine landwirtschaftliche Erntemaschine, insbesondere selbstfahrenden Mähdrescher zum Führen entlang einer Leitlinie, die durch eine Pflanzenreihe oder eine durch die Grenze zwischen dem gemähten und ungemähten Gut gebildete Halmwand bestimmt ist, bestehend aus einer Tastvorrichtung, deren Tastsignal über einen Steuerteil als Stellgröße auf ein Stellglied übertragen wird, und einer Rückführung, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:

a) Im Lenkknopf (17) ist ein Sensor angeordnet, der in einer elektrokapar.itiven-, elektrooptischen- oder elektroakustischer! Schaltung ausgeführt ist,

b) zwischen einer bereits bekannten Lenkpumpe (18) an den Hydraulikleitungen (44) und (45) einerseits und dem Hydraulikzylinder (5) an den Hydraulikleitungen (47) und (48) andererseits ist ein druckentsperrbares Zwillingsrückschlagventil (46) angeordnet, wobei die hydraulische Verbindung zwischen dem elektromagnetischen Hydraulikventil (4) und dem Hydraulikzylinder (5) mittels hydraulischer Anschlußleitungen zu den Hydraulikleitungen (47) und (48) hergestellt wird und

c) eine elektrische Brückenschaltung (22) mit einem im diagonal abgegriffenen Strompfad angeordneten Nullspannungssensor (2) weist in dem einen parallelgeschaUeten Strompfad einen Tastkopf (1), einen stufenlos einstellbaren elektrischen Widerstand für einen Hangneigungsausgleich (11) und einen stufenlos einstellbaren elektrischen Widerstand für einen Rückführungsdurchgriff (21) und in dem anderen parallelgeschalteten Strompfad eine Parallelschaltung mit einem stetig regelbaren elektrischen Widerstand für eine Rückführung (9) und einen stufenlos einstellbaren elektrischen Widerstand für den Rückführungsdurchgriff (21) am elektrischen Ausgang der Parallelschaltung auf, wobei die miteinander gekoppelten Betätigungsglieder der beiden elektrischen Widerstände für den Rückführungsdurchgriff (21) mit einem mechanischen Verbindungsglied zur Fahrgeschwindigkeitseingabe (12) verbunden sind.

2. Seitenführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastkopf (1) relativ zur Fahrtrichtung eines Mähdreschers (8) vor der Messerlinie (53) und seitlich neben dem Schneidwerk (54) angeordnet ist.

3. Seitenführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastkopf (1) sowohl in einem das Erntegut seitlich berührenden und federzentrierten Taststab (49), als auch in mehreren sich am Erntegut berührungslos ausrichtenden Reflex- ·■<> lichtschranken ausführbar ist.

4. Seitenführung nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Taststab (49) aus hochelastischem und sehr leichtem Werkstoff, wie beispielsweise Glasfiber, besteht.

5. Seitenführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß neun Reflexlichtschranken im Tastkopf (1) mit ihren Seitenflächen aneinander gereiht und nach einer Frontlinie zur Leitlinie ausgerichtet fest miteinander verbunden sind, wobei die Frontlinie etwa einen Winkel von 45° zur Leitlinie einnimmt

6. Seitenführung nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Spule (15) am Gehäuse (43) und eine elektrische Spule (14) an der Lenksäule in unmittelbarer Nähe und ohne mechanische Verbindung zueinander durch einen Luftspalt voneinander getrennt angeordnet ist

7. Seitenführung nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß in einer elektrischen Leitung zwischen einer elektrischen Stromquelle (65) und dem elektromagnetischen Hydraulikventil (4) zwei Rastschalter (34) und (35), ein Tastschaltei (36) und ein elektrokapazitiver Sensor (16) angeordnet sind.