DE4425453C1 - Mähdrescher mit Gebläseregelung - Google Patents
Mähdrescher mit GebläseregelungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Mähdreschers um einen Mähdrescher gemäß dem jeweiligen Oberbegriff der
Patentansprüche 1 und 7.
Ein solcher Mähdrescher mit einer Schneid- und Zufuhranordnung für das
Erntegut, mit einer Dreschanordnung mit Kornabscheidevorrichtung, mit
einer insbesondere in Längsrichtung des Mähdreschers liegenden Sieb
anordnung und mit einer Gebläseanordnung, die in Fahrtrichtung des
Mähdreschers gesehen vor bzw. unter der Siebanordnung vorgesehen ist,
wobei ein Parameter der Gebläseanordnung veränderbar ist, ist aus der
EP 03 85 107 A1 bekannt. Dabei ist eine Steuervorrichtung vorgesehen,
die in Abhängigkeit der Körnerverluste (Verlustanzeige am Siebkasten)
oder der Neigung (mittels Inklinometer) des Mähdreschers den Parameter
der Gebläseanordnung, insbesondere die Gebläsedrehzahl, steuert. Dies
hat sich zwar in der Praxis bewährt, jedoch ist die Steuerung in Abhängig
keit der Körnerverlust träge und ungenau, die Steuerung in Abhängigkeit
der Neigung nicht für jeden Einsatzfall (beispielsweise auf durchgehend
ebener Fläche) brauchbar.
Weiterhin sind die DE 38 10 723 A1 sowie die US 4,466,230 bekannt, bei deren Ge
genständen, die in den beiden genannten Dokumenten beschrieben sind, die
Drehzahl des Gebläses erfaßt wird (siehe Drehzahlsensor 15 und Impulsgeber 38
gemäß Fig. 3 der US 4 466 230 bzw. Meßstelle 5 gemäß Fig. 1 der
DE 38 10 723 A1), wobei die Ausgangssignale der Sensoren einer Steuereinheit zuge
führt werden. Diese Werte werden in dieser verarbeitet (mit vorgebbaren Werten
verglichen) und dann die Drehzahl des Gebläses auf einen vorgegebenen Wert
eingestellt.
Darüber hinaus sind Einrichtungen (Windleitprofile) bekannt, die den vom
Gebläse erzeugten Wind weitestgehend gleichmäßig über die Fläche der
Siebanordnung aufteilen bzw. verteilen sollen. Bei einer solchen Einrich
tung wird die Drehzahl des Gebläses konstant gehalten. Diese Einrichtun
gen sind jedoch konstruktiv aufwendig und arbeiten nicht unbedingt zu
friedenstellend.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Betreiben eines Mähdreschers bereitzustellen, mit dem
die Körnerreinigung optimiert und der Durchsatz verbessert wird sowie die
Einstellung des Mähdreschers insbesondere unabhängig von der zu ern
tenden Fruchtart vereinfacht wird.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale in dem jeweiligen kennzeichnen
den Teil der Patentansprüche 1 und 7 gelöst und durch die Merk
male der Unteransprüche weitergebildet.
Bei dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 wird jedoch in bezug auf den Stand
der Technik umgekehrt vorgegangen, denn es wird zur Beeinflussung der eigentlich
interessierenden Größe, nämlich der Reinigungsgrad, der von dem Gebläse er
zeugte Druck auf einen weitestgehend konstanten Wert geregelt. Somit wird zur
Erzielung einer optimalen Körnerreinigung und zur Erhöhung des Durchsatzes die
die Körnerreinigung und den Durchsatz direkt beeinflussende Größe, nämlich der
von dem Gebläse erzeugte Druck, direkt gemessen und auf einen weitestgehend
konstanten Wert geregelt. Im Gegensatz hierzu werden beim Stand der Technik zur
Erzielung einer guten Körnerreinigung lediglich indirekt von der Körnerreinigung ab
hängige Größen erfaßt (wie beispielsweise bei der DE 38 10 723 A1 ein Sensor zur
Ermittlung des Korndurchsatzes, der an der Bunkerfüllschnecke angebracht ist)
bzw. der Vergleich mit vorgebbaren Drehzahlen (siehe Fig. 3 der US 4 466 230)
durchgeführt, wobei dies träge und ungenau und nicht für jeden Einsatzfall
brauchbar ist. Die bisherigen und sich auf das Verfahren zum Betreiben eines
Mähdreschers beziehenden Erläuterungen gelten gleichermaßen für einen gemäß
Patentanspruch 7 ausgestalteten Mähdrescher.
Die Beschreibung des Verfahrens, eines Mähdreschers
sowie weitere Ausgestaltungen sind im folgenden angegeben und anhand der Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1,5 schematisch einen Längsschnitt durch einen Teil eines
ausgestatteten Mähdreschers,
Fig. 2 eine Kennlinie des Gebläses, das nach dem
Verfahren arbeitet,
Fig. 3 eine Kennlinie des Gebläses, das nach dem Stand der
Technik arbeitet,
Fig. 4 eine Steuereinrichtung zur Durchführung des
Verfahrens.
In Fig. 1 ist schematisch ein Längsschnitt durch einen Teil eines Mäh
dreschers dargestellt, wobei der Mähdrescher eine nicht dargestellte
Schneideinrichtung aufweist, von der das Erntegut über eine ebenfalls
nicht dargestellte Zufuhranordnung einer Dreschanordnung mit Kornab
scheidevorrichtung zugeführt wird. Nach dem Ausdreschen des Erntegu
tes gelangen die Körner zusammen mit der Spreu und dem Kurzstrohan
teil auf einen Vorbereitungsboden 1, von dem sie einer Siebanordnung 2
zugeführt werden, wobei der Vorbereitungsboden 1 mit einer Anzahl von
parallel zueinander angeordneten, sich in Längsrichtung erstreckenden
Leitblechen 31 versehen sein kann. Vom Ende des Vorbereitungsbodens
1 fällt das Körner-Spreu- und Kurzstrohgemisch auf die Siebanordnung 2,
die im gewählten Beispiel aus einem Obersieb 3 und einem Untersieb 4
besteht. Das Obersieb 3 und das Untersieb 4 können in einem Rahmen
23 über zwei Lagerstellen 21, 22 derart gelagert sein, daß die Siebanord
nung 2 um eine in Längsrichtung des Mähdreschers gelegene Achse 17
pendelnde Bewegungen ausführen kann. Der Rahmen 23 mit der Sieban
ordnung 2 wird durch einen Exzenterantrieb 5 in schwingende Bewegun
gen versetzt, so daß durch die dabei erfolgende Schüttelbewegung der
Siebanordnung 2 die Körner durch die Maschen vom Obersieb 3 und Un
tersieb 4 auf ein Führungsblech 10 gelangen, von wo aus sie in den Kör
nerelevator 8 abgegeben werden. Die Spreu- und die Kurzstrohanteile
werden unter der Wirkung der oszillierenden Bewegung und unter der
Einwirkung eines Gebläses 12 über die Siebe nach hinten ausgetragen.
Vom Körnerelevator 8 aus gelangen die Körner zu einem nicht dargestell
ten Korntank. Nicht ausgedroschene Ähren, die sogenannte Überkehr,
fällt vom Ende der Siebanordnung 2 auf ein weiteres Führungsblech 11
und von da in das mit 9 bezeichnete Überkehrsystem, das mit Wurfeleva
toren versehen sein kann, um so diese Ähren erneut auf den Vorberei
tungsboden 1 zu befördern. Unterhalb des Vorbereitungsbodens 1 und vor
der Siebanordnung 2 ist das Gebläse 12 vorgesehen, das als Querstrom
gebläse ausgestaltet ist, wobei auch die Ausgestaltung als Trommelge
bläse oder andersartiges Gebläse denkbar ist. Die Längsachse 14 des
Gebläses 12 erstreckt sich dabei quer zur Fahrtrichtung des Mähdre
schers, und zwar im wesentlichen über die gesamte Breite der Sieban
ordnung 2. Das Gebläse 12 kann dabei um eine in der Längsrichtung des
Mähdreschers angeordnete Längsachse 32 pendelnde Bewegungen
ausführen, um so der Neigungsverstellung der Siebanordnung zu folgen.
Zu diesem Zweck ist das Gebläse 12 an einer in der Längsachse 32 lie
genden Welle befestigt, die in zwei Lagern 19, 20 drehbar gehalten ist.
Der Antrieb des Gebläses 12 kann dabei in herkömmlicher Art und Weise
über einen Keilriementrieb 25 erfolgen, der mit einem Elektromotor,
einem Hydraulikmotor, einem Keilriemenvariator oder dem Kraftanschluß
des Mähdreschers verbunden ist.
Es ist nun vorgesehen, daß in einem Bereich, der von
einem von dem Gebläse 12 erzeugten Größe (Förderdruck, der durch den
Wind erzeugt wird) beaufschlagt ist, zumindest ein Sensor 40 angeordnet
ist, wobei der Sensor 40 mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, die in
Abhängigkeit eines Signales des Sensors 40 den Parameter
(insbesondere die Drehzahl) des Gebläses 12 verändert. Die Verände
rung des Parameters des Gebläses erfolgt beispielsweise in Form einer
Drehzahlveränderung, in dem der Keilriementrieb 25 entsprechend ange
steuert wird. Dazu ist es denkbar, den Keilriemenvariator heranzuziehen.
Darüber hinaus ist es vorgesehen, daß der Sensor 40 in
einem Bereich hinter einem Luftaustritt des Gebläses 12 angeordnet ist,
daß der Sensor 40 im Bereich der Siebanordnung 2, insbesondere zwi
schen dem Obersieb 3 und dem Untersieb 4 angeordnet ist, oder daß der
Sensor 40 in der Siebanordnung 2, beispielsweise in Form eines platten
förmigen Sensors, integriert ist. Darüber hinaus sind weitere Bereiche zur
Anordnung des Sensors 40, von dem auch mehr als einer vorhanden sein
kann, in Bereichen, die von dem Luftdruck des Gebläses 12 beaufschlagt
werden, denkbar.
Fig. 2 zeigt eine Kennlinie des Gebläses, das nach dem noch zu be
schreibenden Verfahren arbeitet. Dem
Verfahren liegt eine Kennlinie eines Gebläses zugrunde, das
nach dem Stand der Technik arbeitet und in Fig. 3, die hier zunächst er
läutert wird, beschrieben ist. In der Kennlinie gemäß Fig. 3 ist über der
Fördermenge V der Förderdruck P dargestellt, wobei unter der Förder
menge insbesondere die Menge der Körner verstanden wird, die von der
Dreschanordnung mit Kornabscheidevorrichtung in den Bereich der Sieb
anordnung gefördert wird. Unter dem Förderdruck P ist ein solcher Druck
zu verstehen, der von dem Gebläse 12 erzeugt wird. Bei konstanter Dreh
zahl des Gebläses 12 weist dieses eine Kennlinie A auf, wobei bei einem
maximalen Förderdruck PM eine optimale Fördermenge VO gefördert
wird. Weiterhin ist in Fig. 3 gezeigt, daß die Kennlinie bei abnehmender
Fördermenge V zunächst einen Anstieg des Förderdruckes P (rechter
Kennlinienbereich neben der optimalen Fördermenge VO) zeigt, während
bei weiterer Verringerung der Fördermenge V (z. B. durch zunehmende
Versperrung der Siebanordnung bei steigender Leistung der Dreschan
ordnung und einer Belastung der Siebanordnung) der Förderdruck P wie
der abfällt (linker Kennlinienbereich neben der optimalen Fördermenge
VO). Eine solche Arbeitsweise ist daher von Nachteil, da das Gebläse
vom optimalen Arbeitspunkt abweicht. Es ist daher vor
geschlagen, daß der Parameter des Gebläses 12, insbesondere die
Drehzahl, in Abhängigkeit von einer von dem Gebläse 12 erzeugten
Größe, bei der es sich um die Windgeschwindigkeit oder einem von dem
Gebläse 12 erzeugten Druck handelt, verändert wird. Wird als Gebläse
ein Trommelgebläse verwendet, ist es beispielsweise denkbar, daß der
Parameter des Gebläses die Flügelstellung ist und diese verändert wird.
Die Anwendung des Verfahrens ist nicht auf die be
schriebenen Parameter und Gebläsearten beschränkt.
D. h., daß allgemein vorgesehen ist, daß der Parameter des Gebläses,
der den Luftdruck unter der Siebanordnung erzeugt, verändert wird. So
kann dann beispielsweise die Kennlinie des Gebläses 12 gemäß Fig. 2
in dem linken Kennlinienbereich (links neben der optimalen Fördermenge
VO) verändert werden, während der rechte Kennlinienbereich (in Fig. 2
mit der Bezugsziffer B versehen) unverändert bleibt, da dieser Bereich B
beispielsweise in einem Bereich liegen kann, in welchem zumindest teil
weise die übrigen Anordnungen des Mähdreschers ungünstig arbeiten,
d. h., in einem nicht optimalen Bereich liegen. So ist es
vorgesehen, daß die Veränderung derart durchgeführt wird, daß eine von
der erzeugten Größe abhängige Größe (Fördermenge V) auf einen wei
testgehend konstanten Wert geregelt wird. Dies ist in Fig. 2 in einem
Kennlinienbereich C gezeigt, wobei durch Veränderung der Drehzahl des
Gebläses 12 (angedeutet durch die Drehzahlschar N oberhalb des Kenn
linienbereiches C, wobei die Kennlinienschar N nicht größen- und maß
stabsgerecht eingezeichnet ist) verändert wird. So wird erreicht, daß
durch eine, insbesondere automatische, Erhöhung des Förderdruckes P
die Fördermenge V bei steigender Siebbelastung weitestgehend konstant
gehalten, d. h. auf einen weitestgehend konstanten Wert geregelt wird.
Der weitestgehend konstante Wert kann auch in einem gewissen zulässi
gen Differenzbereich PD schwanken. Durch diese Regelung kann das
Förderdruck-Fördermengen-Verhältnis optimal dem Bedarf der Mähdre
scherbelastung an der Siebanordnung angepaßt werden. Dabei ist es, wie
mit der Kennlinienschar N angedeutet ist, denkbar, in einem Regelbereich
RB die Drehzahl des Gebläses 12 entlang einer einzigen Drehzahl-Kenn
linie stetig zu erhöhen (bzw. zu senken), um zu dem Kennlinienbereich G
zu gelangen oder aber für den Fall, daß der Förderdruck P bzw. die För
dermenge V zu stark oder abrupt abnimmt, die Drehzahl des Gebläses
stufenweise zu erhöhen bzw. abzusenken und dann nach Erhöhung bzw.
Absenkung auf einer höheren oder niedrigeren Kennlinie zu verändern.
Darüber hinaus ist es vorgesehen, daß die abhängige Größe auf einen
weitestgehend optimalen, vorgebbaren Wert geregelt wird. Unter optima
lem Wert ist einerseits zu verstehen, daß bei größtmöglichem Förder
druck P die größtmögliche Fördermenge V bei optimaler Drehzahl des
Gebläses erreicht wird. Darüber hinaus ist aber auch unter optimalem
Wert zu verstehen, daß die Kennlinie durch Veränderung der Drehzahl
des Gebläses derart verändert wird, daß mit Verringerung der Förder
menge V der Förderdruck P ansteigt, wie dies im gestrichelten Teilbereich
D der Kennlinie des Gebläses 12 in Figur gezeigt ist.
Das bedeutet also, daß der von dem Gebläse 12 erzeugte Druck mittels
des Sensors 40 im Bereich der Siebanordnung 2 erfaßt wird, wobei im
Falle einer Abnahme des erfaßten Druckes durch erhöhte Siebbelastung
die Drehzahl des Gebläses 12 derart gesteigert wird, bis ein vorgebbarer,
insbesondere optimaler Wert für den Druck am Sensor 40 erreicht ist.
Umgekehrt funktioniert das Verfahren derart, wenn an
dem Sensor ein über einen optimalen Wert liegender Wert festgestellt
wird, die Drehzahl des Gebläses 12 verringert wird, und zwar so lange,
bis wieder der optimale Wert von dem Sensor 40 gemessen wird.
Fig. 4 zeigt eine Steuereinrichtung zur Durchführung des
Verfahrens, wobei mit der Steuereinrichtung gemäß Fig. 4 eine
vollautomatische Regelung des Förderdruckes realisiert ist. Mit dem Sen
sor 40, wobei es zusätzlich denkbar ist, mehrere Sensoren in der Sieban
ordnung oder im Bereich der Siebanordnung anzuordnen und ein Sum
mensignal zu bilden, wird der Förderdruck P gemessen und ein Aus
gangssignal an eine Steuereinrichtung 41 abgegeben. In dieser Steuer
einrichtung 41 wird der erfaßte Förderdruck anhand einer oder mehrerer
in der Steuereinrichtung 41 abgespeicherten Kennlinien für Gebläse, ins
besondere für den im speziellen Fall eingesetzten Gebläsetyp, verglichen
und eine Abweichung von dem weitestgehend konstant bzw. weitestge
hend optimal einzuregelnden Wert über ein Anzeigeeinrichtung 42 ange
zeigt. In Abhängigkeit der Anzeige der Anzeigeeinrichtung 42 ist es nun
einer Bedienperson des Mähdreschers möglich, beispielsweise durch
Einflußnahme auf den Keilriemenvariator die Drehzahl des Gebläses zu
verändern. Dabei erfolgt die Veränderung so lange und in eine solche
Richtung (Erhöhung bzw. Verringerung der Drehzahl), bis keine Abwei
chung mehr oder nur noch eine geringfügige Abweichung vorhanden und
angezeigt ist. Bei einer vollautomatischen Regelung weist die Steuerein
richtung 41 eine Einrichtung 43 zur Veränderung allgemein des Parame
ters des Gebläses 12 (insbesondere eine Einrichtung zur Veränderung der
Drehzahl), auf. Dabei ist es denkbar, bei der vollautomatischen Regelung
sowohl die Anzeigeeinrichtung 42 zur Information der Bedienperson und
die Einrichtung 43 vorzusehen, wobei die vollständige Regelung auch
ohne die Anzeigeeinrichtung 42 funktioniert.
Weiterhin ist vorgesehen, daß die Regelung in Abhän
gigkeit der Art des Erntegutes durchgeführt wird. Zu diesem Zweck weist
die Steuereinrichtung 41 eine Eingabeeinrichtung 44 auf oder ist mit der
Eingabeeinrichtung 44 verbunden. Damit ist es denkbar, die Sollwerte für
den optimalen Förderdruck bzw. die in der Steuereinrichtung 41 abgeleg
ten Kennlinien eines bestimmten Gebläsetyps oder bestimmter Sieban
ordnungen (zum Beispiel Maschenweite der Siebe) in Abhängigkeit von
der Art des Erntegutes zu ändern. Dabei ist es denkbar, daß diese Ände
rung (Modifikation) linear über den gesamten Druckbereich der Förder
menge oder auf andere Art und Weise (beispielsweise durch Stützpunkte)
erfolgt. Ergänzend ist in Fig. 4 noch eine Einrichtung 45 gezeigt, bei es
sich beispielsweise um eine Erfassungseinrichtung für weitere Größen
(wie beispielsweise Fahrgeschwindigkeit des Mähdreschers oder Feuch
tigkeit des Erntegutes) erfaßt werden, wobei diese oder die erfaßten Grö
ßen mit in die Regelung einfließen können.
Als weitere Größen, die mit der Einrichtung 45 (Sensor bzw. Sensoren)
erfaßt werden können, handelt es sich um Betriebsgrößen des Mähdre
schers wie z. B. Hangneigung (d. h. die Neigung des Mähdreschers in
Längsachse bzw. Querachse, die bei Bergauffahrt, Bergabwärtsfahrt so
wie seitlicher Hangfahrt links und rechts geneigt auftritt). Dabei fließen
diese erfaßten Größen ganz oder zumindest teilweise bei der Regelung
der abhängigen Größe auf den weitestgehend konstanten Wert ein.
In Fig. 5 ist noch ergänzend gezeigt, daß das Gebläse 12 als Querstrom
gebläse ausgebildet ist.
Claims (13)
1. Verfahren zum Betreiben eines Mähdreschers mit einer Schneid-
und Zufuhranordnung für das Erntegut, mit einer Dreschanordnung mit
Kornabscheidevorrichtung, mit einer insbesondere in Längsrichtung des
Mähdreschers liegenden Siebanordnung und mit einer Gebläseanord
nung, die in Fahrtrichtung des Mähdreschers gesehen vor bzw. unter der
Siebanordnung vorgesehen ist, wobei ein Parameter der Gebläseanord
nung veränderbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Gebläses
in Abhängigkeit von einer von dem Gebläse erzeugten
Größe (wie Windgeschwindigkeit oder Druck) verändert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung derart durchgeführt wird,
daß eine von der erzeugten Größe abhängige Größe (Fördermenge) auf
einen weitestgehend konstanten Wert geregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die abhängige Größe auf einen weitestge
hend optimalen, vorgebbaren Wert geregelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung in Abhängigkeit der Art des
Erntegutes durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Abweichung von dem weitestgehend
konstant bzw. weitestgehend optimal einzuregelnden Wert angezeigt und
eine Veränderung der Drehzahl des Gebläses von einer Bedienperson
des Mähdreschers durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Abweichung von dem weitestgehend
konstant bzw. weitestgehend optimal einzuregelnden Wert erfaßt und eine
Veränderung der Drehzahl des Gebläses derart bzw. so lange durchge
führt wird, bis die Abweichung einen vorgebbaren Wert unterschreitet.
7. Mähdrescher mit einer Schneid- und Zufuhranordnung für das Ern
tegut, mit einer Dreschanordnung mit Kornabscheidevorrichtung, mit einer
insbesondere in Längsrichtung des Mähdreschers liegenden Siebanord
nung und mit einer Gebläseanordnung, die in Fahrtrichtung des Mähdre
schers gesehen vor bzw. unter der Siebanordnung vorgesehen ist, wobei
ein Parameter der Gebläseanordnung veränderbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem Bereich, der von einer von dem
Gebläse erzeugten Größe beaufschlagt ist, zumindest ein Sensor ange
ordnet ist, wobei der Sensor mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, die
in Abhängigkeit eines Signales des Sensors den Parameter des Gebläses
verändert.
8. Mähdrescher nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Eingabeeinrich
tung aufweist und/oder mit einer Eingabeeinrichtung verbunden ist sowie
eine Einrichtung aufweist und/oder mit einer Einrichtung verbunden ist zur
Veränderung des Parameters.
9. Mähdrescher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mähdrescher, insbesondere die Steu
ereinrichtung, eine Anzeigeeinrichtung für die von dem Gebläse erzeugten
Größe aufweist.
10. Mähdrescher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor in einem Bereich hinter einem
Luftaustritt des Gebläses angeordnet ist.
11. Mähdrescher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor im Bereich der Siebanordnung,
insbesondere zwischen dem Ober- und dem Untersieb, angeordnet ist.
12. Mähdrescher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor in der Siebanordnung integriert
ist.
13. Mähdrescher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Einrichtung auf
weist, mit der weitere Größen (wie beispielsweise Einsatzgrößen des
Mähdreschers) erfaßt werden.
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