DE3638134A1 - Ruebenvollerntemaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rübenvollerntemaschine, insbesondere für Zuckerrüben, mit einem Fahrzeugrahmen, an dem ein den Kopf der noch im Boden befindlichen Rüben abschneidendes Köpfmesser und ein nachlaufendes, die Rüben aus dem Boden hebendes Schar angebracht sind, mit einer die Rüben erfassenden Tasteinrichtung, die bei einer seitlichen Abweichung der Rübenvollerntemaschine in bezug auf die Rübenreihe in einer Steuereinrichtung einen Steuerbefehl für eine Lenkreinrichtung auslöst.

Derartige Rübenvollerntemaschinen werden von einem Schlepper gezogen und über dessen Zapfwelle angetrieben. Nachdem zunächst das Rübenkraut bis auf kurze Krautstengel durch einen angetriebenen Messerkopf entfernt wurde, werden die Köpfe der Rüben durch ein Köpfmesser glatt abgeschnitten. Sodann erfaßt das nachlaufende Schar die Rüben und hebt sie aus dem Boden, so daß sie von einer Fördereinrichtung aufgenommen und in einen auf dem Fahrzeugrahmen kippbar angeordneten Bunker gefördert werden können.

Eine zuverlässige Arbeitsweise des die Rüben aus dem Boden hebenden Schars ist nur gewährleistet, wenn die Rüben zentrisch zwischen die beiden Flügel des Schars einlaufen, wenn die Rübenvollerntemaschine entlang der Rübenreihe bewegt wird. Wenn nur einer der beiden Scharflügel die Rübe erfaßt, wird sie umgedrückt und bleibt liegen, ohne vom Schar in den Zugriffsbereich der Fördereinrichtung gehoben zu werden.

Auch wenn der Fahrer den Schlepper sorgfältig in gleichbleibendem Abstand zur Rübenreihe fährt, ist nicht ausreichend sichergestellt, daß die Rüben zentrisch in das Schar eintreten.

Deshalb ist bei einer bekannten Rübenvollerntemaschine der eingangs genannten Gattung eine Lenkeinrichtung vorgesehen, die Lenkbewegungen des Fahrzeugrahmens ausführen kann. Hierzu ist die mit dem Schlepper verbundene Deichsel seitlich schwenkbar am Fahrzeugrahmen gelagert. An der Deichsel bzw. an ihrer Verlängerung greift ein Hydraulikzylinder an, der Lenkbewegungen ausführt, sobald eine seitliche Abweichung der Rübenvollerntemaschine gegenüber der Rübenreihe festgestellt wird.

Hierzu ist bei der bekannten Maschine eine mechanische Tasteinrichtung vorgesehen, die zwei beiderseits der Rübenreihe angeordnete mechanische Taster aufweist, die am vorderen Ende des Fahrzeugrahmens angebracht sind und die Rüben erfassen, solange diese noch ihre Krautstümpfe aufweisen. Wenn einer der beiden mechanischen Taster von den Krautstümpfen der Rüben ausgelenkt wird, betätigt er einen elektrischen Schalter, der über die Steuereinrichtung einen Steuerbefehl für die Lenkeinrichtung auslöst. Der von der Lenkeinrichtung ausgeführte Lenkausschlag bewirkt, daß die Rübenreihe wieder zentrisch in das Schar einläuft.

Die mechanischen Taster und insbesondere die damit verbundenen elektrischen Schalter der bekannten Rübenvollerntemaschine sind sehr störanfällig, da sie unmittelbar mit den Rüben bzw. dem Rübenkraut und dem daran befindlichen Schmutz in Berührung kommen. Außerdem liegt bei der bekannten Rübenvollerntemaschine die Taststelle, an der die Rüben erfaßt werden, in verhältnismäßig großem Abstand zu dem Schar. Dadurch kann der Fall eintreten, daß die Rüben zwar zentrisch die Tasteinrichtung passieren, dann aber seitlich versetzt in das Schar einlaufen. Dieser Fall tritt vor allem beim Fahren am Hang ein, weil die Rübenvollerntemaschine dabei gegenüber dem Schlepper zur Talseite hin mehr oder minder ausschert.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Rübenvollerntemaschine der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß mit einfachen und wenig störanfälligen Maßnahmen eine genaue Ausrichtung des Schars zu der aufzunehmenden Rübenreihe auch bei am Hang auftretenden Seitenkräften erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Köpfmesser und dem Schar eine die Schnittflächen der Rüben anstrahlende Lichtquelle angeordnet ist daß die Tasteinrichtung zwei optische Taster aufweist, die auf Tastpunkte beiderseits der Sollposition der Rüben gerichtet sind und die beim Erfassen einer Schnittfläche der Rüben ein elektrisches Steuersignal liefern.

Die berührungslose optische Abtastung der Rüben ermöglicht es, die Taster in größerem Abstand über dem Boden anzuordnen, so daß die Gefahr einer Verschmutzung wesentlich verringert wird. Da die Taster keine bewegten Teile aufweisen, sind sie gegen eine Verschmutzung wesentlich weniger anfällig als mechanisch-elektrische Taster. Wenn eine den Strahlengang störende Verschmutzung eingetreten ist, genügt es, diese Verschmutzung zu beseitigen, um die vollständige Funktionsfähigkeit der Taster wieder herzustellen.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß zwischen dem Köpfmesser und dem Schar eine die Schnittflächen der Rüben anstrahlende Lichtquelle angeordnet ist.

Es wurde erkannt, daß die nach dem Köpfen der Rüben entstandene helle Schnittfläche sich optisch so deutlich von dem umgebenden Boden abhebt, daß eine einfache und sichere Erfassung der durch die Lichtquelle angestrahlten Schnittfläche möglich ist. Da die Tasteinrichtung erst hinter dem Köpfmesser angeordnet ist, befindet sie sich unmittelbar vor dem Schar und erfaßt deshalb die seitlichen Abweichungen der Rüben dort, wo es für die Funktionsfähigkeit des Schars wichtig ist, nämlich unmittelbar am Einlauf in das Schar. Auch wenn die Rübenvollerntemaschine beispielsweise durch Seitenkräfte am Hang gegenüber dem Schlepper seitlich versetzt wird, erfolgen die Lenkeingriffe so, daß die Rüben zentrisch in das Schar einlaufen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Wenn die erfindungsgemäße Maschine hier der Einfachheit halber als "Rübenvollerntemaschine" bezeichnet wird, so sind darunter auch Maschinen zu verstehen, die zum Ernten anderer, ähnlicher Feldfrüchte dienen, die in vergleichbarer Weise geerntet werden, beispielsweise Sellerie. Die Maschine ist bei allen Feldfrüchten einsetzbar, bei denen eine helle Schnittfläche erzeugt wird, die optisch abgetastet werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt:

Fig. 1 eine Rübenvollerntemaschine in einer stark vereinfachten Seitenansicht,

Fig. 2 eine vergrößerte Teil-Seitenansicht der Rübenvollerntemaschine nach Fig. 1,

Fig. 3 eine stark vereinfachte Draufsicht auf Teile der Rübenvollerntemaschine und

Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung der Tasteinrichtung und der damit verbundenen Steuereinrichtung.

Die in Fig. 1 gezeigte Rübenvollerntemaschine ist dazu bestimmt, von einem (nicht dargestellten), in Fig. 1 rechts von der Rübenvollerntemaschine befindlichen Schlepper über ein Feld gezogen zu werden. Die Rübenvollerntemaschine wird durch die Zapfwelle des Schleppers angetrieben. Sie weist einen Fahrzeugrahmen 1 auf, der mit Rädern versehen ist. Das in Fig. 1 sichtbare eine hintere Rad 2 ist so angeordnet, daß es der Furche folgt, aus der die Rüben 3, beispielsweise Zuckerrüben, herausgehoben wurden.

Die in einer Reihe angeordneten Rüben 3 werden zunächst an einem vorderen Messerkopf (in Fig. 1 verdeckt durch das Rad 4) größtenteils vom Rübenkraut befreit, so daß nur noch kurze Krautstümpfe stehen bleiben. Ein mit dem Fahrzeugrahmen 1 verbundenes, flach über dem Boden bewegtes Köpfmesser 5 köpft die Rüben 3 und erzeugt eine horizontale glatte Schnittfläche 6.

Durch eine nachfolgende angetriebene Reinigungseinrichtung 7, die an ihrem Umfang bewegliche Gummifinger aufweist, werden Krautreste und sonstige Verunreinigungen von der Schnittfläche 6 entfernt. Die Rüben 3 laufen in ein zweiflügliges Schar 8, das die Rüben 3 aus dem Boden anhebt und zu einer Fördereinrichtung 9 fördert. Die Rüben 3 werden über eine Reinigungsstation 10 und eine weitere Fördereinrichtung 11 in einen Bunker 12 gefördert, der auf dem Fahrzeugrahmen 1 abgestützt ist und zum Entleeren gekippt werden kann.

Wie in den Fig. 2, 3 und 4 in Einzelheiten dargestellt ist, ist unmittelbar vor dem Schar 8 eine Tasteinrichtung 13 angeordnet. Die Tasteinrichtung 13 weist zwei optische Taster 14 auf, die an einem mit dem Fahrzeugrahmen 1 verbundenen Träger 15 abnehmbar angebracht sind. Jeder optische Taster 14 weist ein an seinem unteren Ende offenes, im wesentlichen senkrecht angeordnetes Rohr 16 auf, an dessen oberem Ende eine lichtempfindliche optische Zelle 17 angebracht ist.

In der Nähe der optischen Taster 14 ist als Lichtquelle 18 ein nach unten gerichteter Scheinwerfer angeordnet, der den Boden und die Schnittfläche 6 der Rüben 3 anstrahlt. Wie in Fig. 4 gezeigt, sind die optischen Taster 14 auf Tastpunkte beiderseits der mit ausgezogenen Linien dargestellten Sollposition der Rüben 3 gerichtet. Die Tastpunkte liegen somit auf der dunkleren Bodenoberfläche, die nur so wenig Licht reflektiert, daß die optischen Zellen 17 nicht ansprechen.

Auf eine gesonderte künstliche Lichtquelle 18 kann auch verzichtet werden, wenn die Empfindlichkeit der optischen Zellen 17, insbesondere Fotozellen, ausreicht, so daß die optischen Zellen 17 auf das von den Schnittflächen 6 zurückgestrahlte Licht ansprechen.

Die optischen Taster 14 sind verstellbar angebracht, so daß sie auch nach der einen oder der anderen Seite versetzt ausgerichtet werden können. Diese versetzte seitliche Anordnung kann beim Betrieb am Hang zweckmäßig sein, wenn es wegen der auftretenden, hangabwärts gerichteten Drift der Maschine erforderlich ist, daß die Rüben die optischen Taster seitlich versetzt passieren, damit die Rüben anschließend zentrisch in das Schar 8 einlaufen können. Zu dem gleichen Zweck kann auch vorgesehen sein, auf jeder Seite mehrere optische Taster 14 anzuordnen, die wahlweise einschaltbar sind. Hierbei wird der unter manchen Betriebsbedingungen erwünschte seitliche Versatz der optischen Taster 14 gegenüber der Mittellinie nicht durch eine Verstellung der optischen Taster 14, sondern durch die Auswahl der entsprechend versetzten seitlichen Taster erreicht. Beispielsweise kann es zweckmäßig sein, auf beiden Seiten jeweils zwei fest angeordnete Taster vorzusehen, die wahlweise eingeschaltet werden.

Wenn die Rüben 3 gegenüber ihrer Sollposition jedoch seitlich versetzt sind, wie in Fig. 4 mit strichpunktierten Linien angedeutet, dann liegt der Tastpunkt eines der beiden optischen Taster 14 auf der angestrahlten hellen Schnittfläche 6. Das dort reflektierte Licht des Scheinwerfers 18 wird von der einen optischen Zelle 17 erfaßt und liefert ein elektrisches Signal an eine Steuereinrichtung 19. Hierdurch wird in der Steuereinrichtung 19 ein elektrisches Steuersignal an ein Relais 20 gegeben, das wiederum ein Steuersignal für ein elektrohydraulisches Ventil 21 liefert. Durch die den beiden Tastern 14 zugeordneten Relais 20 und Steuerventilen 21 wird ein hydraulischer Lenkzylinder 22 gesteuert.

Wie in Fig. 3 dargestellt, greift der Lenkzylinder 22 an der nach hinten ragenden Verlängerung einer Deichsel 23 an, die um eine senkrechte Achse schwenkbar am vorderen Fahrzeugrahmen 1 gelagert ist und an ihrem vorderen Ende mit dem Schlepper verbunden ist.

Bei einem Lenkausschlag wird die Deichsel 23 verschwenkt, wie dies in Fig. 3 beispielsweise mit strichpunktierten Linien angedeutet ist. Dadurch wird auch der Fahrzeugrahmen 1 der Rübenvollerntemaschine wie angedeutet seitlich in solcher Richtung verschwenkt, daß die seitliche Abweichung der Rüben 3 gegenüber dem Schar 8 ausgeglichen bzw. vermindert wird.

Anstelle der beschriebenen, am vorderen Ende der Rübenvollerntemaschine angreifenden Lenkeinrichtung kann auch eine Lenkeinrichtung für eine lenkbare Hinterachse der Maschine vorgesehen werden.

Durch ein mit der Steuereinrichtung 19 verbundenes Zeitstellglied 24 kann die zeitliche Länge der Steuersignale verändert werden. Dadurch wird die Größe jedes Lenkausschlags bei einem Ansprechen der optischen Taster 14 verändert. Diese Veränderung des Lenkausschlags kann auch durch andere Maßnahmen erreicht werden, beispielsweise durch eine Veränderung der bei jedem Lenkimpuls durch die Ventile 21 fließenden Hydraulikölmenge. Die Länge der Steuersignale kann auch von der Dauer der Lichtaufnahme an den optischen Tastern 14 abhängig gemacht werden.

Die Steuereinrichtung 19 weist außerdem mindestens ein die Ansprechempfindlichkeit der optischen Taster 14 veränderndes Stellglied 25 auf, das es ermöglicht, die Ansprechschwelle der optischen Taster 14 in Anpassung an die jeweils herrschenden Lichtverhältnisse so zu wählen, daß diese zwar mit Sicherheit beim Erfassen einer Schnittfläche 6 ansprechen, jedoch nicht durch die Bodenoberfläche ausgelöst werden.

Claims (8)

1. Rübenvollerntemaschine, insbesondere für Zuckerrüben, mit einem Fahrzeugrahmen, an dem ein den Kopf der noch im Boden befindlichen Rüben abschneidendes Köpfmesser und ein nachlaufendes, die Rüben aus dem Boden hebendes Schar angebracht sind, mit einer die Rüben erfassenden Tasteinrichtung, die bei einer seitlichen Abweichung der Rübenvollerntemaschine in bezug auf die Rübenreihe in einer Steuereinrichtung einen Steuerbefehl für eine Lenkeinrichtung auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasteinrichtung (13) mindestens zwei optische Taster (14) aufweist, die auf Tastpunkte beiderseits der Sollposition der Rüben (3) gerichtet sind und die beim Erfassen einer Schnittfläche (6) der Rüben (3) ein elektrisches Steuersignal liefern.

2. Rübenvollerntemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Köpfmesser (5) und dem Schar (8) eine die Schnittfläche (6) der Rüben (3) anstrahlende Lichtquelle (18) angeordnet ist.

3. Rübenvollerntemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Taster (14) jeweils ein unten offenes, auf den jeweiligen Tastpunkt gerichtetes Rohr (16) aufweisen, an dessen oberem Ende eine lichtempfindliche optische Zelle (17) angeordnet ist.

4. Rübenvollerntemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Taster (14) seitlich verstellbar sind.

5. Rübenvollerntemaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits der Rübenreihe mehrere, wahlweise einschaltbare optische Taster (14) angeordnet sind.

6. Rübenvollerntemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (19) ein die Länge des Steuersignals veränderndes Zeitstellglied (24) aufweist.

7. Rübenvollerntemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (19) mindestens ein die Ansprechempfindlichkeit der optischen Taster (14) veränderndes Stellglied (25) aufweist.

8. Rübenvollerntemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Tasteinrichtung (13) kurz vor dem Schar (8) angeordnete ist.