DE3807492C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Erntegutmeßeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Das Problem der Ermittlung der geernteten Gutmenge stellt sich heute insbesondere bei Lohnunternehmern, die mit dem Mähdrescher für mehrere Auftraggeber mähdreschen, sowie für diejenigen Landwirte, die anhand des Ertrages einzelner Felder Dünge- und Spritzmittel besonders gezielt einsetzen wollen.

Bei einer bekannten Erntegutmeßeinrichtung der als bekannt vorausgesetzten Art (DE-OS 26 58 820) ist ein Speicher für das Erntegut vorgesehen. Dieser Speicher wird zunächst mit Erntegut gefüllt und anschließend wieder entleert. Der Speicher wird im befüllten und entleerten Zustand gewogen und es werden die Meßwerte registriert. Dieses bekannte Verfahren zur Ermittlung der Erntegutmenge ist relativ aufwendig. Der Korntank der bekannten Lösung kann nicht in üblicher Weise starr mit den übrigen Bereichen des Mäh­ dreschers verbunden werden, sondern muß frei auf Meßein­ richtungen, beispielsweise Wägepatronen aufgehängt sein. Eine solche Vorrichtung ist empfindlich und im rauhen Erntebetrieb nicht ausreichend zuverlässig.

Bei einer weiteren bekannten Methode wird die Erntegutmenge über die Füllung von Behältern und die spezifische Dichte ermittelt. Durch die auftretenden Dichteschwankungen er­ reicht dieses Verfahren jedoch nicht die erforderliche Genauigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Erntegutmeß­ einrichtung für Mähdrescher zu schaffen, welche einfach aufgebaut ist und eine siche­ re und genaue Ermittlung der in den Aufnahmebehälter ge­ langten Gutmenge erlaubt. Die Ermittlung soll über eine direkt mit dem Gewicht korrelierende Meßgröße erfolgen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Erntegutmeßeinrichtung mindestens einen, mit Erntegut be­ füllbaren, drehbaren Meßbehälter aufweist, der mittels eines Antriebs gemeinsam mit seiner Füllung zur Ermittlung des Massenträgheitsmoments und des daraus abzuleitenden Füllgewichts beschleunigbar und nach dem Beschleunigungs­ vorgang entleerbar ist.

Für einen kontinuierlichen Betrieb ist es nach einem weite­ ren Merkmal der Erfindung zweckmäßig, daß zwei abwechselnd beschickbare Meßbehälter vorgesehen sind.

Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist einem einfach vorgesehenen Meßbehälter ein absperrbarer, in den Meßbehälter entleerbarer Sammelbehälter vorgeschaltet.

Bei beiden zuletzt beschriebenen Ausführungsformen ist ein kontinuierlicher Meßbetrieb möglich. Es kann mit beiden Ausführungsformen erreicht werden, daß das gesamte, letzt­ endlich in den Korntank gelangende Erntegut lückenlos ge­ wogen wird. Die erfindungsgemäße Erntegutmeßeinrichtung ist für eine genaue und lückenlose Ermittlung des Erntegutge­ wichts besonders gut geeignet. Die mit einer solchen Meß­ einrichtung auftretenden Fehler sind sehr gering. Die er­ findungsgemäße Erntegutmeßeinrichtung hat den weiteren Vorteil, daß sie den Belastungen des Mähdrescherbetriebs besonders gut gewachsen ist und von diesen in ihrer Meßge­ nauigkeit nicht beeinflußt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine vorspannbare Feder zum Beschleunigen des Meßbehälters vorgesehen.

Der Meßbehälter ist vorzugsweise um eine vertikale Achse drehbar.

Es hat sich ferner als besonders zweckmäßig erwiesen, daß die Erntegutmeßeinrichtung einem Elevator nachgeschaltet ist und daß der Meßbehälter gegebenenfalls über eine Korn­ tankbefüllschnecke in den Korntank entleerbar ist.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind aus den weiteren Unteransprüchen entnehmbar.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfin­ dung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Mäh­ dreschers mit der Erntegutmeßeinrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Anordnung von zwei Meßbehältern der Erntegutmeßein­ richtung im Bereich des Elevatorkopfes,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Verstell­ gestänges für eine Klappe, welche das geför­ derte Erntegut wahlweise zu einem ersten und zu einem zweiten Meßbehälter leitet,

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf einen Meßbe­ hälter mit einer Anordnung zum Spannen und Freigeben des Drehantriebs für diesen Meßbe­ hälter,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Schemas der Meß- und Steuereinrichtung,

Fig. 6 ein Schaltbild der Zeitmeßeinrichtung und der Ablaufsteuerung für den Motorantrieb.

In Fig. 1 ist ein Mähdrescher schematisch angedeutet. Der Mähdrescher besitzt einen Elevator 1, dem durch eine hori­ zontale Förderschnecke 4 das gedroschene Erntegut zugeführt wird. Das gedroschene Erntegut wird mittels des Elevators 1 bis zum Elevatorkopf 2 gefördert und von dort in eine Erntegutmeßvorrichtung abgeworfen. Die Erntegutmeßvorrich­ tung, die später genauer beschrieben wird, besitzt zwei um vertikale Achsen drehbar gelagerte Meßbehälter 7 und 8. Mit einer Schwenkklappe 6 wird der Zustrom des geförderten Ernteguts entweder in den Meßbehälter 7 oder in den Meßbe­ hälter 8 eingeleitet.

Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine Seitenan­ sicht auf den Betätigungsmechanismus für die Schwenkklappe und die beiden Meßbehälter, während Fig. 4 einen Teil der Antriebseinrichtung für den Meßbehälter 7 in der Draufsicht zeigt. Die Schwenkklappe 6 ist um die Schwenkachse 13 ver­ schwenkbar zwischen zwei Endpositionen gelagert, von denen eine in Fig. 2 dargestellt ist. Der Verschwenkhebel 19 ist an seinem hinteren Ende mit einer Zugfeder 20 verbunden, die an dem Arm eines Winkelhebels 21 sitzt. Am Verschwenk­ hebel 19 ist eine Laufrolle 22 vorgesehen, die mit einem auf einem Kurbelzapfen 23 angeordneten Stützsegment 24 zu­ sammenwirkt. Auf dem Kurbelzapfen 23 ist eine Verbindungs­ stange 25 gelagert, die mit einem Arm des Winkelhebels 21 gelenkig verbunden ist.

Der Kurbelzapfen 23 sitzt auf einer von einem nicht dar­ gestellten Motor angetriebenen Antriebswelle 26, die dreh­ bar gelagert ist. Diese Antriebswelle trägt zwei mit Ab­ stand untereinander angeordnete Kurvenscheiben 9 und 10. Die Wirkung beider Kurvenscheiben wird anhand lediglich der Kurvenscheibe 9 erläutert, welche mit dem Meßbehälter 7 zu­ sammenwirkt. In gleicher Weise wirkt die Kurvenscheibe 10 mit dem in Fig. 3 nicht sichtbaren Meßbehälter 8 zusammen.

Ein Verdrehen der Antriebswelle führt zu einem Verschwenken der Kurvenscheibe 9 in Richtung des Pfeils 27 gemäß Fig. 4. Dabei läuft die Laufrolle 15 eines mit dem Behälter 7 fest verbundenen Stellhebels 14 an der Außenfläche der Kur­ venscheibe ab, mit der Folge, daß der Stellhebel 14 aus seiner Anlageposition bei 9 a bis in seine Endposition bei 9 b verschwenkt wird, und zwar gegen die Kraft der dabei ge­ spannten Feder 11. Die Feder 11 ist einerseits an einem Festpunkt angelenkt und andererseits an dem Meßbehälter 7. In der äußersten Spannstellung gemäß Fig. 4 wird der Meß­ behälter 7 beim weiteren Verdrehen der Kurvenscheibe 9 festgehalten. Nach Auslösen des Halters wird der befüllte, auf der senkrechten Achse 12 reibungsarm gelagerte Meßbe­ hälter 7 über die vorgespannte Feder 11 in Beschleunigung versetzt, und zwar so, daß keine Relativbewegung zwischen der Innenwand des Behälters und dem Füllgut stattfindet. Die unter dem Einfluß der Feder 11 erfolgende Drehung des Meßbehälters 7 beschränkt sich auf einen relativ geringen Winkel von ca. 20 bis 40°. Gleichzeitig mit dem Auslösen des Haltemechanismus wird eine Zeitmessung in Gang gesetzt, die den Zeitbedarf für die Beschleunigung des Meßbehälters an einem Punkt kurz nach Beginn der Beschleunigung bis kurz vor dem Abbremsen ermittelt. Die für die Beschleunigung benötigte Zeit ist dem Inhalt des Behälters direkt propor­ tional. Es sind zwei Optokoppler 17 und 18 vorgesehen, die die Drehlage des Meßbehälters an den beiden unterschiedli­ chen Meßpunkten zur Ermittlung der Verschwenkzeit zwischen den beiden Meßpunkten erfassen.

Der im Zusammenhang mit dem Meßbehälter 7 beschriebene Vor­ gang erfolgt in gleicher Weise auch bei dem Meßbehälter 8. Dessen entsprechender Stellhebel wird durch die in Fig. 3 dargestellte Kurvenscheibe 10 verschwenkt.

Die von einem nicht dargestellten Antriebsmotor gedrehte Antriebswelle 26 dient jedoch nicht lediglich zur Betäti­ gung der Kurvenscheiben 9 und 10, sondern darüber hinaus auch zum Verstellen der Schwenkklappe 6 in eine der beiden Schwenkpositionen. Das Stützsegment 24 wirkt mit der Lauf­ rolle 22 zusammen. Die Verbindungsstange 25 verschwenkt den Winkelhebel 21. In Abhängigkeit von der Schwenklage des Kurbelzapfens 23 wird unter dem Einfluß der Feder der Ver­ schwenkhebel 19 jeweils in die eine oder andere Endposition verschoben, mit der Folge, daß die Schwenkklappe in einer der beiden Endlagen liegt. In jeder der beiden Endlagen gibt die Schwenkklappe 6 den Fördergutstrom zu einem der beiden Meßbehälter.

In Fig. 5 ist das Schema der Meß- und Steuereinrichtung für die Durchsatzerfassung dargestellt. Die Durchsatzer­ fassung besteht aus zwei miteinander verknüpften Blöcken, nämlich dem Meß- und dem Antriebssteuerungsblock. Die Energieversorgung beider Blöcke erfolgt aus dem Bordnetz des Fahrzeugs.

Der Meßblock besteht aus den beiden Meßbehältern 7 und 8, zwei kapazitiven Niveau-Gebern 16 und 27, den paarweise vorgesehenen Optokopplern 17 und 18 für den Meßbehälter 7 sowie 28 und 29 für den Meßbehälter 8, welche beide eine Richtungserkennung zulassen, ferner aus der Elektronik 30 für Meßzeiterfassung, Auswertung, Speicherung und Anzeigen­ treiber. Zu dieser Elektronik gehören zwei unabhängige Zäh­ ler 31 und 32. Der Zähler 31 gibt den momentanen Durchsatz an, während der Zähler 32 den aufsummierten Durchsatz, also den bis zum Ablesezeitpunkt erfolgten Durchsatz, anzeigt.

Der Antriebssteuerungsblock setzt sich zusammen aus einer Start-/Stopp-Steuerung 33 für den Elektromotor M sowie die hierfür notwendige Signalaufbereitung und Ablaufsteuerung in der mit 34 bezeichneten Einheit.

Die Durchsatzerfassung erfolgt in der Weise, daß Getreide so lange in einen leeren Meßbehälter gefüllt wird, bis der zugehörige kapazitive Niveau-Geber 16 oder 27 ein Signal an die Einheit 34 zum Anlaufen des Elektromotors M gibt. Nach dem Anlaufen des Elektromotors M wird die Gutzufuhr zum ge­ rade befüllten Meßbehälter 7 oder 8 sofort unterbrochen und danach in den anderen unbefüllten Meßbehälter geleitet.

Der Start des Elektromotors M bewirkt gleichzeitig, daß der befüllte Meßbehälter entriegelt und unter dem Einfluß der gespannten Zugfeder gedreht wird. Der befüllte Meßbehälter löst daraufhin an den Optokopplern 17 und 18 bzw. 28 und 29 zwei zeitlich versetzte Impulse aus. Die zweikanalige Meß­ zeiterfassung in der Elektronik 30 rechnet mit Hilfe vorher einprogrammierter Eichkurven der Behälter den mit der Füll­ menge korrespondierenden momentanen Durchsatz aus und stellt diesen auf dem Zähler 31 dar.

Die Elektronik speichert und addiert die Durchsatzwerte gleichzeitig, so daß auf dem Zähler 32 auch die Gesamt­ durchsatzmengen angezeigt werden können.

Die Motorsteuerung, welche aus den Einrichtungen 33 und 34 besteht, basiert im wesentlichen darauf, daß der kapazitive Niveau-Geber 16 oder 27 nach der Signalaufbereitung in der Einheit 34 einen Startbefehl an die Start-/Stopp-Steuerung 33 für den Elektromotor M gibt. Ein Schalter, der in die Ablaufsteuerungseinheit 34 integriert ist, stoppt zu einem vorgegebenen Zeitpunkt über die Steuerung 33 den Elektro­ motor M.

Die Energieversorgung aller Elektronikverbraucher erfolgt über das Bordnetz des Fahrzeuges. Hierzu wird für alle Elektronikverbraucher eine Betriebsspannung von 5 V über das Konstantspannungsnetzteil 35 erzeugt. Der Motor M erhält seine Betriebsspannung direkt vom Bordnetz und nicht über das Konstantspannungsteil 35.

In Fig. 6 ist ein elektrisches Schaltbild der Zeitmessung und der Ablaufsteuerung für den Motorantrieb dargestellt:

Die Energieversorgung der Zeitmeßschaltung erfolgt über das Festspannungsnetzteil VRI und die Glättkondensatoren C 1 und C 2 sowie über die Hauptschalter S 1 und S 2. Die Widerstände R 1 bis R 4 dienen zur Spannungsbegrenzung für die Operati­ onsverstärker OP 1 und OP 2. Der Widerstand R 5 bildet mit dem Kondensator C 3 eine Rauschunterdrückung am NAND-Schmitt- Trigger IC 1. Das IC 2 bildet mit R 6 die Zeitbasis für die Messung und auch den Ein-/Ausschalter. IC 3 besteht aus einer Zähleinheit mit Zähl- und Reset-Eingängen. Der Aus­ gang des IC 3 ist ein vierstelliger LCD-Anzeigentreiber.

Von OP 1 wird ein Startimpuls a ausgelöst, der zunächst über den Reset-Eingang b den Zähler von IC 3 auf Null setzt. Gleichzeitig werden die Ein- und Ausgänge von IC 1 und das IC 2 derart aktiviert, daß über den Impulsausgang c am IC 1 der Zählereingang d von IC 3 300 ns später gestartet wird. Wird über den Operationsverstärker OP 2 ein Impuls e abge­ geben, durchläuft er das IC 1 und setzt den Ausgang von IC 2 auf Null. Dies wiederum stoppt über den Ausgang c den Zählereingang d von IC 3 mit 300 ns Verzögerung.

Die Anzeigentreiber f von IC 3 geben dann die verstrichene Zeitdauer zwischen den beiden Impulsen von OP 1 und OP 2 in Bruchteilen von Millisekunden an, die üblicherweise kleiner sind als 1/10 Millisekunde.

Die Ablaufsteuerung für den Motorantrieb ist wie folgt auf­ gebaut:

Der Schalter S 1 sorgt für die Energieversorgung der Schal­ tung und die Energieversorgung des angeschlossenen Elektro­ motors M. Die Dioden D 3 und D 4 dienen als Abschaltfreilauf der Relaisspulen REL 1 und REL 2. Der Spannungsbegrenzungswi­ derstand R 7 und die Leuchtdiode D 2 zeigen die Funktionsbe­ reitschaft der Schaltung an. Der Basiswiderstand R 8 steuert bei Anliegen einer Spannung den Transistor T 1 auf leitend, während R 9 als Ableitwiderstand eingesetzt wird. Der Reed­ schalter S 3 arbeitet als Öffner mit der Funktion, die Leit­ fähigkeit von T 1 aufzuheben.

Der Varistor V 1 soll die Induktionsspannungen nach der Stromunterbrechung ableiten. Die Diode D 1 hat zur Folge, daß die Schaltung nach Drücken des Tasters T in Selbsthal­ tung geht.

Nach kurzem Druck auf den Taster T gehen die Relais REL 1 und REL 2 über den Induktivschalter S 3, den Basiswiderstand R 8 und den dadurch leitenden Transistor T 1 in Selbsthal­ tung. Gleichzeitig läuft der Elektromotor M an und es er­ lischt die Leuchtdiode D 2. Wird das Magnetfeld vom Schalter S 3 unterbrochen, so verliert der Transistor T 1 seine Leit­ fähigkeit. Die Relais REL 1 und REL 2 fallen ab, die Leucht­ diode D 2 leuchtet auf. Der Elektromotor bleibt dann sofort wegen Kurzschließens seiner Zuleitung an Relais REL 1 ste­ hen.

Claims (14)

1. Erntegutmeßeinrichtung für Mähdrescher mit einem mit Erntegut befüllbaren Meßbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbehälter (7; 8) drehbar ist und mittels eines Antriebs gemeinsam mit seiner Füllung zur Ermittlung des Massenträgheitsmomentes und des daraus abzuleitenden Füllgewichts beschleunigbar und nach dem Beschleunigungs­ vorgang entleerbar ist.

2. Erntegutmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei abwechselnd beschickbare Meßbehälter (7; 8) vorgesehen sind.

3. Erntegutmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einem einfach vorgesehenen Meßbehälter ein absperr­ barer, in den Meßbehälter entleerbarer Sammelbehälter vorgeschaltet ist.

4. Erntegutmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorspannbare Feder (11) zum Beschleunigen des Meßbehälters (7; 8) vorgesehen ist.

5. Erntegutmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbehälter (7; 8) um eine vertikale Achse (12) drehbar ist.

6. Erntegutmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie einem Elevator (1) nachgeschaltet ist und der Meßbehälter (7; 8), gegebenenfalls über eine Korntank­ befüllschnecke (3), in den Korntank (5) entleerbar ist.

7. Erntegutmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gutstrom mittels einer schwenkbaren Klappe (6) abwechselnd dem ersten (7) und zweiten Meßbehälter (8) zuführbar ist.

8. Erntegutmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbehälter (7; 8) einen fest damit verbundenen, mit dem Meßbehälter verschwenkbaren Stellhebel (14) auf­ weist, dessen freies Ende zum Ablauf an einer angetrie­ ben umlaufenden Kurvenscheibe (9) ausgebildet ist, deren Radius von einem Anfangsradius bis zu einem Endradius kontinuierlich zunimmt, wobei beim Ablauf an der Kurven­ scheibe (9) die Feder (11) vorgespannt wird.

9. Erntegutmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbehälter (7; 8) eine verschließbare Boden­ öffnung aufweist.

10. Erntegutmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbehälter (7; 8) eine ver- und entriegelbare Bodenklappe aufweist.

11. Erntegutmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbehälter (7; 8) mittels einer lösbaren Sper­ re in einer Drehstellung gehalten wird, in der die Fe­ der (11) vollständig gespannt ist.

12. Erntegutmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebsmotor (M) für einen gemeinsamen Antrieb der Kurvenscheibe (9) und der zwischen zwei jeweils einem Meßbehälter (7; 8) zugeordneten Endstellungen verschwenkbaren Klappe (6) vorgesehen ist.

13. Erntegutmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbehälter (7; 8) einen Niveauschalter (16) aufweist.

14. Erntegutmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Optokoppler (17; 18) vorgesehen sind, die die Drehlage des Meßbehälters (7; 8) an zwei unterschiedli­ chen Meßpunkten zur Ermittlung der Verschwenkzeit zwi­ schen den beiden Meßpunkten erfassen.