DE2361921B2

DE2361921B2 - Elektrischer Steuerkreis zur Betätigung einer Antriebsvorrichtung für Erntemaschinen, insbesondere Feldhäcksler

Info

Publication number: DE2361921B2
Application number: DE2361921A
Authority: DE
Inventors: Dean Homer Davenport Ia. Symonds (V.St.A.)
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1973-01-15
Filing date: 1973-12-13
Publication date: 1975-02-13
Also published as: DE2361921A1; CA992182A; FR2213729B1; GB1428601A; FR2213729A1; IT1023023B; US3786945A; DE2361921C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Steuerkreis zur Betätigung einer Antriebsvorrichtung zum Verschwenken eines Austragförderers einer Erntemaschine, insbesondere eines Feldhäckslers in Abhängigkeit von der Bewegung eines an die Ernte-

^f* maschine angehängten Anhängers.

Es ist ein Feldhäcksler aus der USA.-Patentschrift 905 343 bekannt, der mit einem schwenkbaren Austragförderer ausgerüstet ist, der in einen an den Feld-

23 61 92!

häcksler angehängten Anhänger reicht. Die am rückwärtigen Ende des Feldhäckslers vorgesehene Kupplungsvorrichtung zum Anschluß des Anhängers weist ein Stellorgan auf, das an den Austragförderer geführt ist und bei dem Kurvenausschlag des Anhängers den seitlichen Ausschlag auf den Austragföi derer üoerträgt, so daß dieser ständig der horizontalen Bewegung des Anhängers folgt.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Betätigungsorgane der Antriebsvorrichtung zum Verschwenken des Austragsförderers so auszubilden, daß mit einem Minimum an mechanischen Elementen zur Betätigung der Antriebsvorrichtung ausgekommen werden kann, um die Wirkungsgradverlusle bei Übertragung von Stellkräften bzw. Impulsgrößen kleinzuhalten. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst:

a* ein Erregersignalschaltkreis zur Erzeugung eines Erregersignals C bzw. C",

b) eine Übertragungs- bzw. Sendevorrichtung, die am ^ao Anhänger vorgesehen ist und die in Abhängigkeit des Erregersignals C ein magnetisches Feld aufbaut,

c) eine magnetisch abhängige Erregerspule, die an der Erntemaschine vorgesehen ist und zur gemeinsamen Bewegung mit dem Austragförderer dient, *⁵ wobei die Erregerspule eine durch das magnetische Feld erregte Erregerspannung aufweist, die eine Funktion des zwischen der Achse der Erregerspule und des Kraftflußvektors der Erregerspule gebildeten Winkels θ ist,

d) eine elektrische Vorrichtung zur Erzeugung einer Bezugsspannung E unter der Erfassung des Zustands bzw. der Phasenlage des Erregersignals C",

e) ein Phasendetektor bzw. Phasengleichrichter zur Erfassung bzw. Erkennung der Phasenverschiebung zwischen der Erregerspannung D und der Bezugsspannung E, wobei der Phasendetektor ein Ausgangssignal G aufweist und

f) eine elektrische Betätigungsvorrichtung zur Beaufschlagung der Antriebsvorrichtung in Abhängigkeit des Ausgangssignals G des Phasendetektors.

Auf diese Weise erhält man eine Zwangsführung des Austragförderers mit Bezug auf den Anhänger bzw. ein Nachfolgegerät, ohne daß hierzu mechanische Elemente zur Übertragung der Stellkräfte notwendig sind, da diese über einen elektrischen Steuerkreis vom Anhänger auf den Austragförderer übertragen werden. Lediglich der Austragförderer kann über ein mechanisches Element, das durch den elektrischen Steuerkreis beeinflußt wird, entsprechend verstellt werden. Dabei folgt der Austragförderer den horizontalen Bewegungen des Anhängers bzw. des Nachfolgegeräts. Durch die besondere Ausgestaltung des elektrischen Steuerkreises spricht der elektrische Steuerkreis nur in einem bestimmten Bereich an und auch nur nach einer bestimmten horizontalen seitlichen Verstellung des Anhängers, so daß das Erntegut nicht immer auf dieselbe Stelle im Anhänger auflrifft. Hierdurch wird ^fio auf einfache Weise eine gute Verteilung des Ernteguts im Anhänger erzielt. Dabei ist die elektrische Betätigungseinrichtung so ausgerüstet, daß ein Aufschwingen bzw. eine oszillierende Bewegung des Austragförderers vermieden wird. Durch die Verwendung des Stromver- ^S5 verstärker-RückkoppIungssystems können die unterschiedlichen Abstände zwischen dem Sender bzw. der Übertragungsvorrichtung und der Bezugsspule kornpensiert werden. Da zwischen der Erregerspule und dem Verstärkerschaltkreis keine mechanische Verbindung besteht und die Stellkräite durch ein magnetisches Feld erfaßt werden, erhält man eine wartungsfreie Betätigung der Antriebsvorrichtung zum Verschwenken des Austragförderers. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 10.

An Hand der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele eines elektrischen Steuerkreises nach der Erfindung erläutert. Es zeigt

Fig. ! eine Draufsicht eines Schleppers mit einem an diesem angehängten Feldhäcksler, an dem ein Anhängefahrzeug angeschlossen ist, wobei die in gestrichelten Linien dargestellten Stellungen verschiedene Stellungen des Anhängefahrzeugs andeuten,

Fig. 1 A einen Ausschnitt aus dem unteren Teil des Austragförderers mit einer elektro-hydraulischen Antriebsvorrichtung zum Verschwenken des Austragförderers,

Fig. IB die Winkel Θ, die durch die Achse der Erregerspule und des Kraftflußvektors gebildet werden,

Fig. 2 einen Stromkreislauf der erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild des elektrischen Stromkreises eines zweiten Ausführungsbeispiels zur Steuerung bzw. Verstellung des Austragförderers,

Fig. 3A die Anordnung der Spulen,

Fig. 4 eine graphische Darstellung des Spannungsverlaufs, der an verschiedenen Stellen im Steuerkreis abgenommen ist.

In der Zeichnung ist in Fig. 1 ein Schlepper mit 10 gekennzeichnet, der unter anderem zum Antrieb der einzelnen Antriebsorgane eines Feldhäckslers 12 dient, der Erntegut in einen nachfolgenden Anhänger 14 abgibt. Der Feldhäcksler 12 ist an eine am Schlepper 10 vorgesehene Ackerschiene angeschlossen, während der Anhänger 14 über eine Anhängerkupplung 16, mit der der Anhänger 14 ausgerüstet ist, an eine am hinteren Ende des Feldhäckslers 12 vorgesehene Kupplung 18 angeschlossen ist. Eine Zapfwelle 20 treibt über eine Antriebswelle 22 Schneidwerksorgane, Förderschnecke und Gebläsevorrichtung des Feldhäckslers 12 an.

Während des Arbeitseinsatzes zieht der Schlepper den Feldhäcksler 12 und den Anhänger 14 an den zu erntenden Reihen des Ernteguts auf einem Feld entlang und führt dabei entsprechende Kurvenfahrten aus. Für den Frntevorgang weist der Feldhäcksler 12 eine Erntebergungsvorrichtung 24 auf, die das Erntegut erfaßt, es in das Innere führt, in der das Erntegut zerkleinert bzw. gehäckselt wird und dann einem Gebläse 30 zugeführt wird, von dem das Erntegut nach oben und hinten durch einen Austragförderer 26 und eine Ernteguteinlaßöffnung 28 des Anhängers 14 in den Anhänger abgegeben wird. Wird der Anhänger 14 um eine Kurve geführt, so schwenkt er mit Bezug auf den Austragförderer 26 seitlich aus, und zwar innerhalb eines Winkelbereichs von 45", der in gestrichelten Linien in Fig. 1 angedeutet ist.

Wie aus der Fig. 1 zu entnehmen ist, würde, falls der Austragförderer 26 des Feldhäckslers 12 starr am Feldhäcksler angeordnet wäre, dieser bei Kurvenfahrt des Schleppers das Erntegut am Anhänger 14 vorbei auf den Boden abgeben. Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist der Austragförderer 26 am Feldhäcksler 12 derart verschwenkbar angeordnet, daß er bei Kurvenfahrt des Schleppers und somit des Anhängers 14 immer auf die Erntegut-Einlaßöffnung 28 ausgerichtet ist.

Fig. 1 A zeigt eine der Möglichkeiten der gelenkigen Verbindung des Austragförderers 26 mit der Auslaßöffnung des Gebläses 30 des Feldhäckslers 12. Die Auslaßöffnung des Gebläses 30 endet in einem kreisförmigen Flansch 32, der den äußeren Umfang der Außenwand des Gebläses 30 überragt. Das untere Ende des Austragförderers 26 weist einen zweiten kreisförmigen Flansch 34 auf, dessen Durchmesser ein wenig größer ist als der Außendurchmesscr des Flansches 32. Eine L-förmig ausgebildete Lippe 36 erstreckt sich von dem Flansch 34 nach unten und umgibt den Flansch 32 und stellt somit eine Gelenkverbindung zwischen dem Austragförderer 26 und dem Gebläse 30 dar. Eine eleklro-hydraulische, in zwei Richtungen betätigbare Antriebsvorrichtung 38 dient zur Verschwenkung des Austragförderers 26. Die elektrischhydraulische Antriebsvorrichtung 38 ist mit einem Elektromotor zur Betätigung eines Hydromotors ausgerüstet, der Druckmittel zu einem Zylinder führt, um einen Kolben 39, der mit dem Austragförderer 26 verbunden ist, zu beaufschlagen.

Wie eingangs beschrieben ist, umfaßt die vorliegende Erfindung einen neuen elektrischen Steuerkreis zur Betätigung der Antriebsvorrichtung. Hierzu gehört eine magnetische Einrichtung zur Erzeugung entsprechender Impulse, die zur elektro-hydraulischen Antriebsvorrichtung 38 gesendet werden, so daß die Steuerung des Austragförderers 26 in beide Richtungen erfolgt und somit gewährleistet ist, daß der Austragförderer 26 immer in die Einlaßöffnung 28 des Anhängers 14 fördert. In Fig. 2 sind die einzelnen Teile des einen Ausführungsbeispiels für einen magnetischen Steuerkreis schematisch dargestellt. Zum Steuerkreis der vorliegenden Erfindung gehört ein Erregcrsignal bzw. ein Errcgcrschaltkreis 42, der ein Hochfrequcnz-Wcehselslromsignai einer magnetischen Sendevorrichtung bzw. einer Übertragungsvorrichtung 44 zuführt. Die Übertragungsvorrichtung 44 ist auf dem Anhänger 14 angeordnet und erzeugt ein magnetisches Feld, das mit Bezug auf die Fahrtrichtung des Anhängers 14 in Pfeilrichtung 46 verläuft, die somit auch den Kraftlinienfluß des magnetischen Feldes angeben. In der nachfolgenden Beschreibung wird daher der Kraftflußvcktor mit 46 gekennzeichnet. Das magnetische Feld, das durch die Sendevorrichtung 44 auf dem Anhänger 14 erzeugt wird, ruft eine Spannung in der Erregerspule 48 hervor, die auf dem Austragförderer 26 des Feldhäckslers 12 angeordnet ist. Die in der Frregerspule 48 erzeugte Spannung hat eine Größe, die proportional dem Cosinus des Winkels 0 ist.

Der Winkel 0 /wischen der Achse der Erregerspule 48 und dem Kraftflußvektor 46 ist in Fig. I B dargestellt. Die in der Erregerspule 48 erzeugte Spannung wird durch einen Verstärker bzw. Verslärkerschaltkreis 50 verstärkt und dann einem Phasendetektor (bzw. Gleichrichter 52) zugeführt. Innerhalb des Phasendetektors wird die Spannung mit einer in einem Rcchteckschaltkreis 54 erzeugten Rechteckspannung multipliziert. Die Multiplikation der in der Frrcgerspulc 48 und in dem Rechteckschallkreis 54 erzeugten Spannung bestimmt die Phase der induzierten Spannung. Das hieraus resultierende Spannungssignal wird dann zu einer elektrischen Betätigungseinrichtung 56 geleitet, die einen variablen Verstärkerstromkreis aufweist, in dem eine variable Ansprcchwcllc oder variable I ncmpfindlii/hkeit erzeugt wird, hevor das I rrcgcrsignal oder der Impuls durch entsprechende Verstärker 58 und 60 verstärkt wird, um die cleklro-Indraulisihc Antriebsvorrichtung 38 entsprechend anzutreiben und den Auslragfördcrer 26 zur Einlaßöffnung 28 des Anhängers 14 auszurichten.

Das Frregersignal bzw. der Erregerschalt kreis 42 weist einen elektrischen Oszillator auf, der mit einem Verstärker 62 ausgerüstet ist, der ein Wechselslromausgangssignal an Leitungen 64 und 66 erzeugt. Obwohl die Erfindung nicht auf eine bestimmte Frequenz bezogen ist, hat sie jedoch eine Frequenz zwischen

ίο 8 und 10 kHz, was sehr vorteilhaft ist.

Der elektrische Oszillator sowie der verbleibende Stromkreis, der nachfolgend beschrieben wird, erhält Energie von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Stromquelle.

Die Leitung 64 überträgt ein Wechselstromsignal der magnetischen Sendevorrichlung bzw. Übertragungsvorrichtung 44 zu, von der aus das Erregersigna! einem zweiten Verstärker 68 zugeleitet wird, so daß über Dioden 74 und 76 an den beiden Transistoren 70 und 72 eine Spannung liegt. Die Emitter der beiden Transistoren 70 und 72 sind an die Primärseite eines Transformators 78 angeschlossen, der ein Uinformungsvcrhällnis von 10 zu 1 aufweist. Eine Lcitungsschleifc mit mindestens einer Windung 80 umgibt die Seiten des Ober- und Unterteils des Anhängers und ist dann an die Sekundärscitc des Transformators 78 angeschlossen. Mittels der Windung 80 und des 8 kHz-Wechselstroms, der durch den Erregcrschaltkreis 42 erzeugt wird, erhält man ein magnetisches Kraftfeld mit der Feldstärke 465'.

Das Magnetfeld, das durch den Erregerstrom in der Windung 80 erzeugt wird und nachfolgend als Errciicrspannung gekennzeichnet ist, induziert in der Spule 48 eine Spannung, die auf dem Austragförderer 26 vorgcsehen und mit diesem gemeinsam verstellbar ist. Die Frrcgerspulc 48 weist eine Spule 81 auf, die um einen Magnetkern 82 gelegt ist. Die Achse des Magnetkernes 82 ist so angeordnet, daß sie eine Spannun« in der Spule erzeugt, die eine Größe aufweist, die proportional dem Cosinus 0 ist. Wie eingangs beschrieben, wird der Winkel 0 durch die Achse der Spule und des Kraftflußvektors 46 an der Spule gebildet. Infolgedessen hat die induzierte Spannung eine Größe Null, wenn der Austragl'ördercr 26 /um Anhänger 14 ausgerichtet ist. Diese Stellung wird in der nachfolgenden Beschreibung als Nullstellung gekennzeichnet.

Die Phase der induzierten Spannung ändert sich mit Bezug auf die Frregerspannung über etwa IKO . wenn die Erregerrpule 48 durch die Nullstellung gedreht wird.

Die induzierte Spannung der Erregerspule 48 wird über eine Leitung 84 durch einen Vcrstärkcrschaltkreis 50 gelei'et und dann zu dem Phasendetektor 52 über die Leitung 86 geführt. Der Phasendetcktor 52 multipliziert die Frregerspannung mit dem Signal bzw. Impuls aus dem Frrcgerschaltkreis 42, um die Phase der induzierten Spannung zu bestimmen. Die Phase des Spannungssignals mit Bezug auf das Erregersignal hängt von der Stellung des Austragsfördercrs ab bzw. auf welcher Seite der Austragsfördcrer 26 sich mit Bezug auf den Anhänger 14 befindet. Somit kann die Phase auf elektrische Weise angeben, in welche Richtung der Austragförderer 26 verschwenkt werden muß. um in seine Nullstellung zu gelangen. Die Multiphkation innerhalb des Schaltkreises wird durch einen 1 nmMMorschaltcr 88 bewerkstelligt, dessen I ingang an die elektrische 1 eilung 86 angeschlossen ist, und die Auslastung erfolgt durch eine Rechteck welle bezogen

auf die Phase des Lrregersignals. das \.iii dem Rechteekscha ,ikreis 54 über cine Leitung 90 geleiicl wird.

Der Reehieckschallkreis 54 erhält das 8 kl I/ starke Errc-gersignal von dem Frregerschallkreis 42 i'iber die Leitung 66. Die hieraus resultierende Rechteckwelle weist eine Phase auf. die auf die Originalphase des Erregers! ro ms hinweist. Der Rechtcekschaitkreis 54 enthält Transistoren 92.1. ¹HIt. 92 <" und 92 P sowie Dioden 94 I und 94/?. die entsprechend miteinander verbunden sind.

Die multiplizierte Erregerspannung wird \om Transistorschalter 8S über eine Filter- und Verstärkerschaltung 96 geleitet, so daIi man ein integriertes bzw. lineares Ausgangssignal erhält, das die Größe und die Phase der F.rregcrspannung erfaßt.

Das lineare Ausgangssignal aus dem Phasendeieklor 52 wird über eine elektrische Leitung 98 der Betätigungsvorrichtung 56 zugeführt. Die Betätigungsvorrichtung 56 enthält einen variablen Versiärkersiromkreis mit parallel angeordneten Ycrsiärkern 100 und jo 102. die Transistoren 104 und 106 beaufschlagen und somit in einem bestimmten Bereich einen variablen IJnemplindlichkeilsbereich bzw. eine variable Ansprechschwelle erzeugen. Mit dieser Ansprechschwelle ist ein System gemeint, das auf Änderung in der induzierten Spannung in einem bestimmten Bereich nicht anspricht. Durch diesen Schaltkreis erhält man ein stabiles System, so daß Schwankungen bzw. oszillierende Bewegungen des Austragföraerers 26 vermieden werden, wenn der Feldhäcksler 12 und der Anhänger 14 geradeaus fahren und dabei nur ganz geringe Ausschläge verursachen. Die Beaufschlagung der VeiMärker 58 oder 60 durch die Beiätigtmgseinrichuing 56 hängt von der Drehrichtung des Austragförderers 26 all. Durch die Betätigung des Verstärkers 58 oder 60 wird die elektro-hydrostaiisehe Antriebsvorrichtung 38 über ti ic elektrischen Leitungen 40 1 oder 40 Si betätigt, so daß der Austragförderer 26 in seine Normalstellung gelangt. Ist der Ausiragförderer 26 mit Hezug auf die Linlaßöffnung 28 des Anhängers 14 ausgerichtet, so durchfährt die induzierte Spannung der Frregerspulc 48 die Gioße Null und die Antriebsvorrichtung 38 wird abgeschaltet.

Die Arbeitsweise des Steuerkreiscs der vorliegenden Frfindung kann am besten verstanden werden, wenn man die entsprechenden Spannungsverläufc an verschiedenen Punkten des Stromkreises gemäß der grafischen Darstellung in 1 ig. 4 veranschaulich!. Die grafische Darstellung gemäß lic. 4 is! in drei Abschnitte unierveilt. wobei die drei Abschnitte die drei verschiedencn Stellungen des \nhängers 14 mit Bezug auf den Ausiragförderer 26 angeben. Die Nullstellung gibt die Normalsiellung des Ausiragförderers 26 mit Bezug auf die Einlaßöffnung 28 des Anhängers 14 an. d. h. die Stellung, in der der Austragförderer 26 das \ riUegu! einwandfrei in die Γ inlaßöffnung 28 des Anhänger-· 14 abgibt. In der Stellung A ist der Anhänger 14 mit Bezug auf den Austragförderer 26 nach rechts verschwenkt, während in der Stellung B der Austragförderer 26 mit Bezug auf den Anhanger nach links verschwenkt ist. Die Angriffspunkte der verschiedenen Spannungen sind in 1 ig. 2 wicdcrgegciien, und /war wie folg)

Punkt C und C" der Ausgang aus dem !'neperschaltkreis 42

Punkt

'unkt /

Punkt (Ζ

der Ausgang des
Stromkreises 54

Rechteck-

Jas Signal zwischen dem Transistorschalter 88 und der Filter- und Verstärkerschaltung 96 des Phasendelektors 52

der Ausgang
dctektors 52

des Phasen-

Punl.i /)

tier Ausgang der I rrcgcrspule 48 Punkt //und //' die Ausgänge der elektrischen Betätigungsvorrichtung 56.

Aus der L ig. 4 geht hervor, daß bei C und C der Erregersirom aus dem Erregerschaltkreis 42 eine Sinusschwingung bzw. Welle darstellt, die eine in etwa konstante Amplitude während des gesamten Schwenkvorgangs des Austragförderers 26 gegenüber dem Anhänger 14 aufweist, d. h. also die Sinusschwingung hat in der Stellung .-i. in der Stellung Null und in der Stellung Ii eine konstante Größe. Am Punkt D. wenn der Anhänger 14 in die Stellung A gelangt, hat die induzierte Spannung dieselbe !'hase wie das Erregersignal, jedoch verändert sich die Spannungsamplitude in Abhängigkeit der Änderung des Winkels 0. Befindet sich der Ausiragförderer 26 zum Anhänger 14 hin ausgerichtet, so verkleinert sich die Amplitude der induzierten Spannung bei Erreichung der Nullstellung solange, bis sie auf die Größe 0 angelangt ist. Wird der Anhänger 14 nach rechts durch die Phase B verschwenkt, so wird im Erregersehaltkreis 42 wiederum eine Spannung induziert. Doch fincici. in diesem Lalle eine Phasenverschiebung von 1X0 gegenüber dem Erregerstromsignai statt. In der Stellung .·( verändert sich die Amplitude der induzierten Spannung, wenn sich der Winkel 0 ändert.

Die Rechteckwelle, die am Punkt E durch den Rechtecksehaltkreis 54 hervorgerufen wird, hat eine konstante Amplitude und Phase ohne Rücksicht auf die Stellung des .Anhängers 14 und des Austragförderers 26.

An der Stelle l·. an tier der Anhänger 14 in den Bereich ·! gelangt, befindet sich die multiplizierte Aiisgangsspannung des Transistorschalters 88 in Phase mil der 1 rregcrspanniing. dabei findet eine negative /erhackung stall, d. h. die negativen Spaiinungsspii/en werden abgeschnitten. Durchfährt der Anhänger 14 und der Austragförderer 26 die Nullstellung, so läuft die Spannung auf Null zu. Durchfährt der Anhänger 14 den /f-Beicich. so wird der positive Spannungsaussclildg zerhackt und der negative Spannungsausschiag des Ausgangs befindet sich in Phase mit dem Frregersignal. <ia die induzierte Spannung um !80 Phasen verschoben ist

Diiichfährt der Anhänger 14 an der Stelle Π von der äußeren Begrenzung der Stellung A die Nullstellung, so stellt die induzierte Spannung eine abnehmende ! unktion dar. Hs der Nuilwcrt oder die NuIigroÜc an der Nullstellung erreicht wird. Schwenkt der Anhänger 14 von der Nullstellung zur äußeren Begrenzung der Stellung B. so ist die indu/icrtc Spannung cmc I unkiion. die an der Nuüsicilung eine Gröüc NuIi hai und \<m dort aus anwächst und cmcn negativen Verlauf einnimmt, wenn der Winkel 0 kleiner uird.

Duuhfahrt der Anhänger 14 von der Nullstellung aus die 'vellum· 4 hinter dem Bereich mn einer

!in: .-76

variablen Ansprechschwelle, die von der Betätigungseinrichtung 56 erzeugt wird, so tritt an der Stelle // eine Spannung auf, die eine Betätigung des elektrisch gesteuerten Ventils in der Antriebsvorrichtung 38 herbeiführt, so daß die Antriebsvorrichtung eine entsprechende Stellung des Atistragförderers 26 herbeiführt und diesen in eine ausgerichtete Stellung mit Bezug auf den Anhänger 14 bringt. Nach Erreichung der Nullstellung fällt die Spannung an der Stelle // auf Null ab und bleibt bis der Anhänger 14 die Stelle B erreicht hat, auf dem Wert Null. Es wird außerdem darauf hingewiesen, daß in Folge des 1 otpunktbereichs bzw, des Bereichs der variablen Ansprechschwelle, der durch die Betätigungseinrichtung 56 erfolgt ist, an der Stelle // keine Spannung auftritt, bis der Anhänger 14 um einen ausreichenden Betrag durch den Bereich A \ ei schwenkt worden ist und dabei den Totpunktbeieich überschritten hat. Der Totpunktbereich bzw. die Totpunktgrenze ist in gestrichelten Linien in I ig. 4 angegeben.

An der Stelle //', an der der Anhänger 14 entweder durch den Bereich A oder den Nullbcreich sich bewegt, entsteht keine Spannung an den Anschlüssen. Es tritt auch keine Spannung an den Anschlüssen auf, wenn der Anhänger 14 in den ß-Bereich gelangt, solange der unwirksame Bereich, der durch die gestrichelten Linien in Fig. 4 angegeben ist. nicht überschritten wird. Wird jedoch der Anhänger 14 um einen ausreichenden Winkelbetrag in den Bereich B verstellt und überschreitet dadurch den unwirksamen Bereich, so tritt an der Stelle //' eine Spannung auf. die die Antriebsvorrichtung 38 betätigt und somit eine Verstellung des Austragförderers 26 mit Bezug auf die Einlaßöffnung 28 des Anhängers 14 herbeiführt. Bei Erreichung der Nullstellung bzw. des Nullbereichs fällt die Spannung an der Stelle H auf Null und bleibt solange auf dem Wert Null, bis der unwirksame Bereich wieder überschritten wird.

In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des magnetischen Steuerkreises zur Verstellung des Austragförderers 26 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Leitung 66 aus dem ersten Ausführungsbeispiel durch eine Bezugsspule 108 ersetzt, so daß dadurch die Leitung 66 überflüssig wird.

Ein Erregerschaltkreis 42.4 erregt eine Sendevorriehlung bzw. Übertragungsvorrichtung 44.4. Der Erregerschaltkreis 42,4 und die Übertragungsvorrichtung 44.4 haben dieselbe Fun!· tion wie der Frregcrsehaitkreis 42 und die Übertragungsvorrichtung 44 aus dem ersten Ausführungsbeispiel. Aus diesem Grunde ist im nachfolgenden Ausführungsbeispiel Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel genommen. Die Übertragungsvorrichtung 44A entspricht in etwa der Übertragungsvorrichtung 44 des ersten Ausführungsbeispiels und die Übertragungsvorrichtung 44.4 weist eine Windung auf, die ebenfalls die Seite, die Oberseite und die Unterseite des Anhängers 14 umgibt und ein magnetisches Feld erzeugt.

Eine Erregerspule 48.4 befindet sich auf dem Austragförderer 26 des Feldhäckslers 12 und kann mit diesem gemeinsam verschwenkt werden, wobei die Spule ebenfalls einen Magnetkern 82,4 aufweist, dessen Längsachse rechtwinklig zur Längsachse des Kraftflußvektors verläuft, wenn der Anhänger 14 mit Bezug auf den Austragförderer 26 sich in Nullstellung befindet. Somit ist die Erregerspannung, die in der Erregerspule 48.4 induziert wird, proportional dem Cosinus 0.

Die in der Erregerspule 48 induzierte Spannung wird über einen Verstärker 50.4 einem Phasendetektor 52,4 zugeführt, in der die indur.ierte Spannung multipliziert wird, um jede Phasenverschiebung zwischen der in der Eiregerspule 48.4 induzierten Spannung und dem Bezugssignal im Schallkreis 54.4 zu erfassen.

In diesem Aiisführungsbeispicl ist der Ausgang der Bezugsspule 108, die auf dem Austragförderer 26 angeordnet ist, an den Eingang des Rechteckschaltkreises 54,4 gelegt. Das heißt also, die Sapnnung verläuft nicht mehr über die elektrische Leitung 66 vom Oszillator des Erregerschaltkreiscs, wie es im ersten Ausführungsbeispiel verwirklicht ist. Die Bezugsspule 108 ist auf dem Austragförderer 26 angeordnet und weist eine durch das magnetische Feld erzeugte induzierte Spannung auf, die von dem Erregerschalikrcis 44.4 stammt. Die Bezugsspule 108 ist mit einem Magnetkern 110 ausgerüstet, dessen Achse rechtwinklig zur Achse der Spule 82.4 der Erregerspule 48 verläuft. In der Nullstellung läuft die Achse des Magnetkerns 110 in etwa parallel zum Kraftflul.Uektor der Bezugsspule 108. Infolgedessen ist die in der Bezugsspule 108 induzierte Spannung proportional dem Sinus 0 anstatt dem Cosinus 0. Da mathematisch sinus 0 keine Änderung der Phase erfährt, wenn die Spulen 48.4 und 108 durch den Nullbeicich gelangen, wird die Spannung, die in der Spule 108 induziert wird, keine wesentliche Phasenveränderung mit Bezug auf das Errcgersignal herbeiführen. Infolgedessen kann eine derartige Spannung an Stelle der Spannung, die man über die Leitung 66 aus dem Errcgerscruillkreis erhält, verwendet werden.

^ Zur Veranschaulichung ist die Bezugsspule 108 in Fig. 3 mit Abstand zur Erregerspuie 48.4 dargestellt, jedoch ist die eigentliche Lage der beiden Spulen auf dem Austragförderer in Fig. 3,4 wiedergegeben, in der die Bezugsspule 108 rochtv\inkli-i und" niittig zur Erregerspule 48.4 angeordnet ist.

Die in der Bezugsspule 108 induzierte Spannung wird über eine Leitung 112 einem Verstärker 114 zugeführt. Nach der Verstärkung wird die induzierte Spannung über eine Leitung Indern Rechteckstromkreis 54 4 zugeleitet, der eine Rechtcckschwinguni erzeugt, um einen Schalttransislor im Phascndetektoi 52.4 in derselben Weise abzutasten wie der Rechteckschaltkreis 54 den Transistor 88 des Phascndctcktors 5·ί des ersten .Ausführungsbeispiels abtastet.

Der Ausgang des Phasendetektors 52.4 wird dci Betätigungsvorrichtung 56.4 zugeführt, der in dci Arbeitsweise der Betätigungseinrichtung 56 entspricht Hierbei ist auf die Betätigungsvorrichtung 56 des erster Ausführungsbeispiels Bezug'genommcn "um die Funk tion und Arbeitsweise der Betätigunesvornchtuns 56/ besser zu verstehen Die Beaufschlagung der Bctäti gungsvorrichtung 56.4 hängt von der Drehrichtuni des Austragförderers 26 ab/um diesen mit Bezug au den Anhänger 14 entsprechend auszurichten. Hierzi wird entweder der Verstärker 58.4 oder 60 4 durch dii Betätigungsvorrichtung 56 beaufschlagt so daß dii Verstarker die elektro-hydraulische Antricbsvorrich Hing 38 in Arbeitsbereitschaft versetzen können. Dii elektro-hydraulische Antriebsvorrichtung 38 richte den Austragförderer 26 des Feldhäckslers entsprechen« zur Fingangsöffnunp 28 des Anhängers 14 aus.

In den Stromkreis /wischen dem Verstärker 114 um dem Rechteckschaltkreis 54.4 ist ein Rückkopplungs system, das mit einem Gleichrichter 118 ausgerüste ist, parallel geschaltet. Der Gleichrichter wandelt da

Il

Wechselstromsigna! in ein (ileichslromsignal um und führt das ülcichslromsignal zu dem Stromverstärker 120. Der Stromverstärker 120 weist einen Ausgang auf. der an die Verstärker 50.1 und 114 angeschlossen ist. Das Rückkopplungssystem kompensiert die unter- ."> scliiedlichcn Abstände zwischen tier Windung der Sendevorrichtung 44/1, der den Anhänger 14 umgibt, sowie das Signal der Erregerspulc 48/1 und der Bezugsspule 108, wenn der Austragförderer 26 mit Bezug auf den Anhänger 14 seitlich verschwenkt wird. Mit andercn Worten: das Rückkopplungssysiem hält die Amplitude des Singais bei Abstandsänderungen zwischen der Windung und den Spulen konstant. Somit spricht der Stromkreis lediglich auf Änderungen des Winkel 0 an, um eine Spannung zum Antrieb des Austragförderers 26 zu erzeugen.

Im Arbeilseinsalz ist die Funktion des zweiten Ausführungsbcispiels gleich der Funktion des ersten Ausführungsbcispiels. Das durch die um den Anhänger 14 gelegte Windung hervorgerufene magnetische Feld induziert in der Spule 48/f und der Bezugsspule 108 eine Spannung.

Die induzierten Spannungen werden verstärkt und dann im Phasendetektor 52 A miteinander verglichen, um eine jede Phasenverschiebung zwischen der induzierten Spannung in der Erregerspule 48,4 und der in der Spule 110 induzierten Spannung zu unterscheiden. Nachdem der Phasenunterschied elektronisch ermittelt wurde, erzeugi der Phasendetektor 52 A ein aus diesen Werten ermitteltes Spannungssignal, das dann gefiltert und der Betätigungsvorrichtung 56 A zugeführt wird. Diese erzeugt wieder ein Ausgangssignal an einem der beiden Verstärker, um das elcktro-hydraulische Ventil in eine entsprechende Stellung zu verstellen, so daß die Antriebsvorrichtung 38 angetrieben und somit der Austragfördeier 26 zum Anhänger 14 entsprechend ausgerichtet werden kann.

Fährt nun der Feldhäcksler 12 über ein Feld und führt dabei Kurvenfahrten aus. so wird der Austragförderer 26 mit Bezug auf den Anhänger 14 verstellt und eine Spannung in der Spule 110 und der Erregerspule 48,4 entsprechend dem Winkel 0 induziert. Diese Spannung wirkt dann elektronisch auf die eleklrohydraulischc Antriebsvorrichtung 38, die den Austragförderer 26 zum Anhänger 14 ausrichtet. Sind Austragförderer und Anhänger 14 zueinander ausgerichtet so weist der Winkel 0 zwischen der Erregerspule und dem Kraftflußvektor einen Winkel von 90 auf, wöbe die Erregerspannung, die in der Spule induziert wird einen Wert von Null erreicht hai. Dadurch wird die Betätigungsvorrichtung 56abgeschaltet und somit eine wei tcre Verstellunc des Austracförderers 26 unterbunden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrischer Steuerkreis zur Betätigung einer Antriebsvorrichtung zum Verschwenken eines Austragförderers einer Erntemaschine, insbesondere eines Feldhäckslers in Abhängigkeit von der Bewegung eines an die Erntemaschine angehängten Anhängers, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) ein Erregersignalschaltkreis (42) zur Erzeugung eines Erregersignals (C bzw. C),

b) eine Übertragungs- bzw. Sendevorrichtung (44), die am Anhänger (14) vorgesehen ist und die in Abhängigkeit des Erregersignals (Cl ein magnetisches Feld aufbaut,

c) eine magnetisch abhängige Erregerspule (48, 4SA), die an der Erntemaschine vorgesehen ist und zur gemeinsamen Bewegung mit dem Austragförderer (26) dient, wobei die Erregerspule eine durch das magnetische Feld erregte Erregerspannung aufweist, die eine Funktion des zwischen der Achse der Erregerspule (48) und des Kraftflußvektors (46) der Erregerspule gebildeten Winkels θ ist,

d) eine elektrische Vorrichtung (54, 108, 114, 54 A) zur Erzeugung einer Bezugsspannung (E) unter der Erfassung des Zustands bzw. der Phasenlage des Erregersignals (C),

e) ein Phasendetektor bzw. Phasengleichrichter (52) zur Erfassung bzw. Erkennung der Phasenverschiebung zwischen der Erregerspannung (D) und der Bezugsspannung (E), wobei der Phasendetektor ein Ausgangssignal (G) aufweist und

f) eine elektrische Betätigungsvorrichtung (56) zur Beaufschlagung der Antriebsvorrichtung (38) in Abhängigkeit des Ausgangssignals (C) des Phasendetektors (52).

2. Steuerkre's nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungs- bzw. Sendevorrichtung (44) zumindest eine Windung (80) aufweist, die um den Anhänger (14) geführt und an ihm befestigt ist.

3. Steuerkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (82) der Erregerspule (48) auf dem Austragförderer (26) angeordnet ist und in der Normalstellung rechtwinklig zum Kraftflußvektor (46) verläuft, so daß die durch das magnetische Feld erregte Erregerspannung eine Funktion des zwischen der Achse der Erregerspule (48) und des magnetischen Kraftflußvektors gebildeten Cosinuswinkels ist.

4. Steuerkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Betätigungseinrichtung (56) einen unwirksamen Stromkreis (100, 102, 104, 106) zur Stabilisierung der Betätigung der Antriebsvorrichtung (38) aufweist.

5. Steuerkreis nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dai3 die elektrische Vorrichtung (62 oder 108) /ur Erzeugung einer Bezugsspannung, die die Phase des Erregersignals erfaßt, einen Rechteckstromkreis (54) aufweist, der ein über eine mit dem Erregerschaltkreis (42) verbundene Leitung (66) geführtes Eingangssignal (C) und ein zum Phasendetektor (52) geführtes Ausgangssigna! (£) aufweist.

6. Steuerkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Vorrichtung (62) zur Erzeugung einer Bezugsspannung eine auf dem Austragförderer (26) angeordnete Bezugsspule (108) aufweist, die gemeinsam mit dem Austiagförderer (26) verstellbar ist, wobei die Bezugsspule (108) eine Ausgangsspannung aufweist, die in einem proportionalen Verhältnis zu dem zwischen der Erregerspule (48, 4SA) und dem magnetischen Krafiriußvektors (46) gebildeten Sinuswinkel steht, wobei der Rechteckschaltkreis (54Λ) einen Eingang, der mittel- oder unmittelbar an den Ausgang der Bezugsspule (108) angeschlossen ist, und einen Ausgang aufweist, der an den Phasendelektor (52A) angeschlossen ist.

7 Steuerkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Erregerspule (48A) und dem Phasendeteklor (52 Λ) ein Verstärker bzw. Verstärkerschaltkreis (50-4) und ein zweiter Verstärker (114) zwischen der Bezugsspule (108) und dem Rechteckschaltkreis (54A) geschaltet ist.

8. Sieuerkreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stromverstärker-Rückkopplungssystem (118, 120) über elektrische Leitungen an den ersten Verstärker (50Λ) und an den zweiten Verstärker (114) angeschlossen ist.

9. Steuerkreis nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromverstärker-Rückkopplungssystem (118, 120) einen Gleichrichter (118) aufweist, dessen Eingang über eine elektrische Leitung (116) an den Ausgang des zweiten Verstärkers (114) und dessen Ausgang über eine elektrische Leitung an den Eingang eines Stromverstärkers (120) angeschlossen ist, dessen Ausgang über eine elektrische Leitung an die Eingänge des ersten und zweiten Verstärkers (50.4 und 114) angeschlossen ist.

10. SlLjerkreis nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerschaltkreis (42) zwei Ausgänge aufweist, wovon der erste Ausgang über eine Leitung (64) an den Eingang der Sende- bzw. Übertragungsvorrichtung (44) angeschlossen ist, die die Erregerspule (48) beeinflußt, wobei der Ausgang der Erregerspule über eine elektrische Leitung (84) an den Verstärkerschaltkreis (50) angeschlossen ist, dessen Ausgang über eine elektrische Leitung (86) an den ersten Eingang des Phasendetektors (52) angeschlossen ist, der einen Ausgang aufweist, der über eine Leitung (98) an den Eingang der Betätigungseinrichtung (56) angeschlossen ist, währeüd der zweite Eingang (E) über eine Leitung (90) an den Ausgang des Rechteckschaltkreises (54) angeschlossen ist, der mit seinem Eingang über die Leitung (66) mit dem zweiten Ausgang des Erregerschaltkreises (42) verbunden ist.