BE1026594A1 - Arrangement for adjusting the position of the shearbar of a forage harvester - Google Patents
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Abstract
Eine Anordnung zur Einstellung der Position einer Gegenschneide (102) gegenüber dem Hüllkreis einer mit Häckselmessern (144) bestückten Häckseltrommel (26) eines Feldhäckslers (10) umfasst eine Steuereinrichtung (70), die mit einem ersten Sensor (34) zur Erfassung eines ersten Signals hinsichtlich des Abstands zwischen der Gegenschneide (102) und dem Hüllkreis der Häckseltrommel (26) verbunden ist und einen Verstelltrieb (158) der Gegenschneide 102) basierend auf den ersten Signalen ansteuert. Die Steuereinrichtung (70) kontrolliert den Verstellantrieb (158) zudem anhand eines zweiten Signals hinsichtlich äußerer, die Relativposition der Häckseltrommel (26) gegenüber der Gegenschneide (102) beeinflussender Kräfte.An arrangement for adjusting the position of a shearbar (102) in relation to the enveloping circle of a chopper drum (26) equipped with chopper knives (144) of a forage harvester (10) comprises a control device (70), which has a first sensor (34) for detecting a first signal with respect to the distance between the shear bar (102) and the enveloping circle of the chopper drum (26) and controls an adjustment drive (158) of the shear bar 102) based on the first signals. The control device (70) also controls the adjustment drive (158) with the aid of a second signal with regard to external forces which influence the relative position of the chopper drum (26) with respect to the shear bar (102).
Description
Anordnung zur Einstellung der Position der Gegenschneide eines FeldhäckslersArrangement for adjusting the position of the shearbar of a forage harvester
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Einstellung der Position einer Gegenschneide gegenüber dem Hüllkreis einer mit Häckselmessern bestückten Häckseltrommel eines Feldhäckslers, mit einer Steuereinrichtung, die signalübertragend mit einem ersten Sensor zur Erfassung eines ersten Signals hinsichtlich des Abstands zwischen der Gegenschneide und dem Hüllkreis der Häckseltrommel und wenigstens einem zur Verstellung der Position der Gegenschneide gegenüber der Häckseltrommel eingerichteten Verstelltrieb verbunden und betreibbar ist, den Verstelltrieb basierend auf den ersten Signalen im Sinne eines Einstellens eines gewünschten Abstands zwischen der Gegenschneide und dem Hüllkreis der Häckseltrommel anzusteuern, sowie einen damit ausgestatteten Feldhäcksler.The invention relates to an arrangement for adjusting the position of a shearbar relative to the enveloping circle of a chopper drum of a forage harvester equipped with chopper knives, with a control device which transmits signals with a first sensor for detecting a first signal with regard to the distance between the shearbar and the enveloping circle of the chopper drum and at least an adjustment drive set up to adjust the position of the shearbar relative to the chopper drum is operable to control the adjustment drive based on the first signals in the sense of setting a desired distance between the shearbar and the enveloping circle of the chopper drum, and a forage harvester equipped therewith.
Stand der TechnikState of the art
Feldhäcksler dienen dazu, Pflanzen oder derenForage harvesters are used to plant or their
Fruchtstände von einem Feld aufzunehmen und in kleine Teile zu zerschneiden. Die auf dem Feld stehenden Pflanzen werden üblicherweise mittels eines geeigneten Erntevorsatzes von dem im Boden verbleibenden Wurzeln abgeschnitten und einem Einzugskanal des Feldhäckslers zugeführt. Alternativ können die Pflanzen in vorigen Arbeitsgängen abgeschnitten und geschwadet worden und mittels eines Aufnehmers aufgenommen werden, oder es werden nur die Fruchtstände von den Pflanzen abgetrennt und in den Einzugskanal gefördert. Im Einzugskanal erfolgt eine Vorverdichtung der mittels des Erntevorsatzes aufgenommenen Erntegutmatte durch zusammenwirkende, gegeneinander vorgespannte Vorpresswalzenpaare, welche die Erntegutmatte einer Häckseltrommel zuführen, um deren Umfang (und ggf. über deren Breite) eine Anzahl an Häckselmessern verteilt ist. Die Häckselmesser schneiden dasPick up fruit stands from a field and cut them into small pieces. The plants standing in the field are usually cut off from the roots remaining in the ground by means of a suitable harvesting attachment and fed to a feed channel of the forage harvester. Alternatively, the plants can be cut off and swathed in a previous operation and picked up by means of a pick-up, or only the fruit stands are separated from the plants and conveyed into the feed channel. In the feed channel, the crop mat picked up by means of the header is pre-compacted by interacting pairs of pre-press rollers that feed the crop mat to a chopper drum, around the circumference (and possibly across its width) of which a number of chopper knives are distributed. The chopping knives cut that
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Erntegut im Zusammenwirken mit einer Gegenschneide in kleine Stücke. Das zerkleinerte Erntegut (und insbesondere darin enthaltene Maiskörner) wird optional mittels einer Nachbearbeitungseinrichtung noch weiter zerkleinert, mittels eines Nachbeschleunigers in einen Auswurfkrümmer gefördert und auf ein Transportfahrzeug überladen. Das gehäckselte Erntegut dient insbesondere als Futter für Vieh oder zur Biogaserzeugung.Harvesting material in cooperation with a shear bar into small pieces. The chopped crop (and in particular corn kernels contained therein) is optionally further chopped by means of a post-processing device, conveyed into a discharge chute by means of a post-accelerator and loaded onto a transport vehicle. The chopped crop is used in particular as feed for livestock or for biogas production.
Beim Schneiden des Erntegutes ist neben der Schärfe der Häckselmesser auch der Abstand zwischen der Schneidkante der Häckselmesser und der Gegenschneide von großer Wichtigkeit, um auf energiesparende Weise ein gutes Schnittergebnis zu erzielen. Dazu werden die Häckselmesser nach ihrer Erstmontage und auch später von Zeit zu Zeit einem Schleifvorgang unterzogen, bei dem ein Schleifstein mit der rotierenden Häckseltrommel zusammenwirkt. Anschließend ist gewährleistet, dass alle Schneidkanten scharf sind und für alle Häckselmesser einen zumindest näherungsweise gleichen Abstand von der Drehachse der Häckseltrommel aufweisen. Die Position der Gegenschneide wird üblicherweise selbsttätig eingestellt. Hierzu ist jedem Ende der Gegenschneide üblicherweise ein Verstelltrieb zugeordnet, der die Gegenschneide in etwa radialer Richtung gegenüber der Gegenschneide bidirektional verstellen kann. Ein Sensor erfasst den Abstand zwischen Gegenschneide und den Häckselmessern und kontrolliert die Verstelltriebe.When cutting the crop, in addition to the sharpness of the chopper knives, the distance between the cutting edge of the chopper knives and the shear bar is of great importance in order to achieve a good cutting result in an energy-saving manner. For this purpose, the chopper knives are subjected to a grinding process after they have been installed for the first time and also from time to time, in which a grindstone interacts with the rotating chopper drum. This then ensures that all cutting edges are sharp and are at least approximately the same distance from the axis of rotation of the chopper drum for all chopper knives. The position of the shear bar is usually set automatically. For this purpose, an adjusting drive is usually assigned to each end of the shear bar, which can bidirectionally adjust the shear bar in an approximately radial direction with respect to the shear bar. A sensor records the distance between the shearbar and the chopper knives and controls the adjustment drives.
Als Sensor werden in der Regel Klopfsensoren verwendet, die im Falle eines mechanischen Kontakts zwischen den Häckselmessern und der Gegenschneide entstehende, mechanische Schwingungen in der Gegenschneide erfassen (s. beispielsweise DE 10 2012 205 337 Al). Bei der auf der Erfassung des Kontakts beruhenden Gegenschneideneinstellung wird die Gegenschneide durch eine die Verstelltriebe kontrollierende Steuerung sukzessive in Richtung auf die Häckseltrommel hin bewegt, bis der Kontakt nachgewiesen wurde und anschließend wieder um einen bestimmten Abstand nach außen verstellt, um den gewünschten Schneidspalt herzustellen (hierzu vgl. DE 10 2013 201 633 B3 und den dort erwähnten Stand der Technik).Knock sensors are generally used as sensors, which detect mechanical vibrations in the shear bar that occur in the event of mechanical contact between the chopping knives and the shear bar (see, for example, DE 10 2012 205 337 A1). In the case of the shearbar setting based on the detection of the contact, the shearbar is successively moved in the direction of the chopping drum by a control that controls the adjusting drives, until the contact has been detected and then adjusted outward again by a certain distance in order to produce the desired cutting gap (for this purpose see DE 10 2013 201 633 B3 and the prior art mentioned there).
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Üblicherweise erfolgt der zeitaufwändige Einstellvorgang der Gegenschneide nur relativ selten, insbesondere nach einem Schleifvorgang, der üblicherweise nach einigen Betriebsstunden oder täglich vor Arbeitsbeginn durchgeführt wird. Hier handelt es sich demnach um eine so genannte offene Schleife, denn der Abstand zwischen den Häckselmessern und der Gegenschneide wird indirekt erfasst.Usually, the time-consuming adjustment process of the shear bar takes place relatively rarely, especially after a grinding process, which is usually carried out after a few hours of operation or daily before starting work. This is a so-called open loop, because the distance between the chopping knives and the shear bar is recorded indirectly.
Diese offene Schleife hat jedoch den Nachteil, dass der Abstand zwischen dem Hüllkreis der Häckselmesser und der Gegenschneide (= Schneidspalt) sich ändern kann, wenn sich auf das aus Häckseltrommel und Gegenschneide aufgebaute System einwirkende Kräfte ändern. Derartige Kräfte entstehen beispielsweise durch einen Erntevorsatz, der über ein Einzugsgehäuse mit der Lagerung der Häckseltrommel mechanisch gekoppelt ist, während die Gegenschneide hiervon unabhängig am Fahrgestell des Feldhäckslers angebracht wird (vgl. DE 196 33 290 Al). Beim Anbau, Abbau oder Ablegen oder Anheben des Erntevorsatzes vom Erdboden ändert sich demnach der in der Größenordnung von nur einigen 100 μm liegende Abstand zwischen der Gegenschneide und der Häckseltrommel. Auch hängt der Abstand zwischen der Gegenschneide und der Häckseltrommel vom Gewicht des jeweils montierten Erntevorsatzes ab. Es sind somit Fälle denkbar, bei denen der Abstand zwischen der Gegenschneide und der Häckseltrommel auf einen gewünschten Wert gebracht wurde, während der Erntevorsatz auf dem Erdboden lag, und der Erntevorsatz anschließend angehoben wird, was zu einer unerwünschten Vergrößerung des Schneidspalts führt. Analog ist auch der noch wesentlich problematischere Fall denkbar, bei dem der Schneidspalt nach dem Einstellen verringert wird, was sogar zu einem Kontakt zwischen Abstand zwischen den Häckselmessern der Häckseltrommel und der Gegenschneide und zur Beschädigung beider führen kann.However, this open loop has the disadvantage that the distance between the enveloping circle of the chopper knives and the shear bar (= cutting gap) can change if the forces acting on the system composed of the chopper drum and shear bar change. Such forces arise, for example, from a header which is mechanically coupled to the chopper drum mounting via a feed housing, while the shear bar is attached to the chassis of the forage harvester independently of this (cf. DE 196 33 290 Al). When attaching, detaching or putting down or lifting the header from the ground, the distance between the shear bar and the chopper drum, which is of the order of just a few 100 μm, changes. The distance between the shear bar and the chopper drum also depends on the weight of the header attached. Cases are thus conceivable in which the distance between the shear bar and the chopper drum was brought to a desired value while the header was lying on the ground, and the header was then raised, which leads to an undesirable enlargement of the cutting gap. Analogously, the even more problematic case is conceivable, in which the cutting gap is reduced after adjustment, which can even lead to contact between the distance between the chopper blades of the chopper drum and the shear bar and damage to both.
Es wurde auch vorgeschlagen, den Abstand zwischen den Häckselmessern und der Gegenschneide berührungslos zu messen, insbesondere durch einen Induktionssensor (s. DE 10 201 1 005 317It has also been proposed to measure the distance between the chopping knives and the shear bar without contact, in particular by means of an induction sensor (see DE 10 201 1 005 317
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Al) oder durch eine Kamera (DE 103 46 412 Al), was eine kontinuierliche Verstellung der Gegenschneide zur Einhaltung eines gewünschten Schneidspalts ermöglichen würde. Derartige Sensoren haben sich in der Praxis bisher jedoch noch nicht durchgesetzt.Al) or by a camera (DE 103 46 412 Al), which would enable continuous adjustment of the shear bar to maintain a desired cutting gap. However, such sensors have not yet become established in practice.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, eine Anordnung zur Einstellung der Position der Gegenschneide eines Feldhäckslers und einen damit ausgerüsteten Feldhäcksler bereitzustellen, welche die erwähnten Nachteile nicht oder in einem verminderten Maße aufweisen und in der Lage sind, die Größe des Schneidspalts auch bei sich ändernden Betriebsbedingungen auf einen gewünschten Wert zu halten.The object on which the invention is based is seen in providing an arrangement for adjusting the position of the shear bar of a forage harvester and a forage harvester equipped therewith which do not have the disadvantages mentioned or have them to a reduced extent and are able to adjust the size of the cutting gap to maintain a desired value in the event of changing operating conditions.
Lösungsolution
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre der Patentansprüche 1 und 10 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.According to the invention, this object is achieved by the teaching of patent claims 1 and 10, features being listed in the further patent claims which further develop the solution in an advantageous manner.
Eine Anordnung zur Einstellung der Position einer Gegenschneide gegenüber dem Hüllkreis einer mit Häckselmessern bestückten Häckseltrommel eines Feldhäckslers umfasst eine Steuereinrichtung, die signalübertragend mit einem ersten Sensor zur Erfassung eines ersten Signals hinsichtlich des Abstands zwischen der Gegenschneide und dem Hüllkreis der Häckseltrommel und wenigstens einem zur Verstellung der Position der Gegenschneide gegenüber der Häckseltrommel eingerichteten Verstelltrieb verbunden und betreibbar ist, den Verstelltrieb basierend auf den ersten Signalen im Sinne eines Einstellens eines gewünschten Abstands zwischen der Gegenschneide und dem Hüllkreis der Häckseltrommel anzusteuern. Zudem ist der Steuereinrichtung ein zweites Signal hinsichtlich äußerer, die Relativposition der Häckseltrommel gegenüber der Gegenschneide (oder umgekehrt) beeinflussender Kräfte zuführbar und dieAn arrangement for adjusting the position of a shearbar in relation to the enveloping circle of a chopper drum of a forage harvester equipped with chopper knives comprises a control device which transmits signals with a first sensor for detecting a first signal with regard to the distance between the shearbar and the enveloping circle of the chopper drum and at least one for adjusting the Position of the shearbar relative to the chopper drive is connected and operable to control the shifter based on the first signals in the sense of setting a desired distance between the shearbar and the enveloping circle of the chopper drum. In addition, the control device can be supplied with a second signal with regard to external forces influencing the relative position of the chopper drum with respect to the shear bar (or vice versa)
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Steuereinrichtung betreibbar, den Verstellantrieb beim Einstellen des gewünschten Abstands zwischen der Gegenschneide und dem Hüllkreis der Häckseltrommel bei Bedarf anhand des zweiten Signals im Sinne einer Kompensation der äußeren Kräfte anzusteuern, um den gewünschten Abstand zwischen der Gegenschneide und dem Hüllkreis der Häckseltrommel aufrecht zu erhalten.Control device operable to control the adjustment drive when setting the desired distance between the shear bar and the enveloping circle of the chopper drum, if necessary, using the second signal in order to compensate for the external forces in order to maintain the desired distance between the shear bar and the enveloping circle of the chopper drum.
Mit anderen Worten wird ein Signal, das eine Information über die äußeren Kräfte enthält, die zu einer Verstellung der Position der Häckseltrommel gegenüber der Gegenschneide führen und somit eine unerwünschte Änderung des Schneidspalts zur Folge haben, erfasst und der Steuereinrichtung zugeführt. Letztere kommandiert bei Bedarf, d.h. im Falle einer über einem bestimmten Schwellenwert liegenden Änderung der äußeren Kräfte, den Verstellantrieb derart, dass weiterhin der gewünschte Schneidspalt eingestellt bleibt. Auf diese Weise werden die oben erwähnten Probleme vermieden oder zumindest vermindert.In other words, a signal which contains information about the external forces which lead to an adjustment of the position of the chopper drum in relation to the shear bar and thus result in an undesirable change in the cutting gap is detected and fed to the control device. The latter commands when necessary, i.e. in the event of a change in the external forces that lies above a certain threshold value, adjust the adjustment drive in such a way that the desired cutting gap remains set. In this way the problems mentioned above are avoided or at least reduced.
Der das erste Signal bereitstellende, erste Sensor kann eingerichtet sein, eine Berührung zwischen den Häckselmessern und der Gegenschneide zu erfassen. Es kann sich demnach um einen an sich bekannten Klopfsensor handeln, wie er im Stand der Technik hinreichend dokumentiert wurde, der in einer offenen Schleife arbeitet und zum in bestimmten Zeitabständen erfolgenden Verstellen der Gegenschneide in einer Einstellprozedur dient, wie in DE 10 2013 201 633 B3 und dem dort erwähnten Stand der Technik beschrieben wird, deren Inhalte durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen werden. Das zweite Signal dient hier als übersteuerndes Korrektursignal der (nur von Zeit zu Zeit durchlaufenen) offenen Schleife. Die Steuereinrichtung ist demnach eingerichtet, in zeitlichen Abständen eine Einstellung der Position der Gegenschneide gegenüber der Häckseltrommel basierend auf dem ersten Signal durchzuführen und in Reaktion auf eine Änderung des zweiten Signals und somit nötigenfalls kontinuierlich die Position der Gegenschneide nachzustellen. Bei einer anderen Ausführungsform wäre es jedoch auch denkbar, einen (z.B. optisch oder induktiv) den AbstandThe first sensor providing the first signal can be set up to detect a contact between the chopping knives and the shear bar. It can therefore be a knock sensor known per se, as has been sufficiently documented in the prior art, which works in an open loop and is used for adjusting the shear bar in a setting procedure at certain time intervals, as in DE 10 2013 201 633 B3 and the state of the art mentioned there is described, the contents of which are incorporated by reference into the present documents. The second signal is used here as an overriding correction signal of the open loop (which is only run through from time to time). The control device is accordingly set up to carry out an adjustment of the position of the shearbar relative to the chopper drum at time intervals based on the first signal and to continuously readjust the position of the shearbar in response to a change in the second signal and thus, if necessary. In another embodiment, however, it would also be conceivable to set one (e.g. optically or inductively) the distance
BE2019/0077 zwischen der Gegenschneide und der Häckseltrommel berührungslos erfassenden Sensor zur Erzeugung des ersten Signals zu verwenden, der in einer geschlossenen Schleife den Abstand zwischen der Gegenschneide und dem Hüllkreis der Häckseltrommel kontinuierlich nachstellt, wobei das zweite Signal zur Ergänzung und/oder Korrektur des ersten Signals dienen kann.BE2019 / 0077 contactless sensor between the shear bar and the chopper drum to generate the first signal, which continuously adjusts the distance between the shear bar and the enveloping circle of the chopper drum in a closed loop, the second signal to supplement and / or correct the first Signal can serve.
Insbesondere repräsentiert das zweite Signal die von einem Erntevorsatz auf ein Einzugsgehäuse ausgeübte Stützkraft, die aufgrund der räumlichen Nähe der Lagerungen der Häckseltrommel und des Einzugsgehäuses am Fahrgestell des Feldhäckslers auch die Lage der Häckseltrommel und somit letztendlich die Größe des Schneidspalts beeinflusst. Es wäre zusätzlich oder alternativ möglich, andere Kräfte zu erfassen, die einen Einfluss auf den Schneidspalt haben, wie vertikale Beschleunigungskräfte, die z.B. beim Befahren von Unebenheiten im Boden auf das Fahrgestell des Feldhäckslers wirken und ein geringfügiges, aber dennoch angesichts der kleinen Abmessungen des Schneidspalts merkbares Verformen des Fahrgestells und somit eine Veränderung des Schneidspalts zur Folge haben. Derartige Beschleunigungskräfte können reaktiv durch einen Beschleunigungssensor am Fahrgestell oder vorausschauend durch einen Sensor zur Erfassung der Bodenkontur erfasst werden, wie er im Stand der Technik an sich bekannt ist (s. DE 10 2014 208 070 Al und den dort zitierten Stand der Technik).In particular, the second signal represents the supporting force exerted by a header on a feed housing, which, due to the spatial proximity of the bearings of the chopper drum and the feed housing on the chassis of the forage harvester, also influences the position of the chopper drum and thus ultimately the size of the cutting gap. Additionally or alternatively, it would be possible to detect other forces that have an influence on the cutting gap, such as vertical acceleration forces that e.g. when driving on bumps in the ground act on the chassis of the forage harvester and cause a slight, but nevertheless noticeable deformation of the chassis due to the small dimensions of the cutting gap and thus a change in the cutting gap. Such acceleration forces can be detected reactively by an acceleration sensor on the chassis or in advance by a sensor for detecting the ground contour, as is known per se in the prior art (see DE 10 2014 208 070 A1 and the prior art cited therein).
Bei einer einfachen Ausführungsform ist das zweite Signal durch eine Bedienereingabeeinrichtung eingebbar. Die Bedienereingabeeinrichtung kann es ermöglichen, eine Bauart des Erntevorsatzes (anhand welcher die Steuereinrichtung die Masse und/oder Massenverteilung des Erntevorsatzes aus einer Datenbank auslesen kann) und/oder direkt die Masse und/oder Massenverteilung des Erntevorsatzes und/oder die Position des Erntevorsatzes einzugeben, d.h. ob der Erntevorsatz sich derzeit ganz oder teilweise auf dem Erdboden abstützt oder davon komplett beabstandet ist.In a simple embodiment, the second signal can be input by an operator input device. The operator input device can make it possible to enter a type of header (by means of which the control device can read out the mass and / or mass distribution of the header from a database) and / or to directly enter the mass and / or mass distribution of the header and / or the position of the header, ie whether the header is currently wholly or partially supported on the ground or is at a complete distance from it.
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Bei einer anderen Ausführungsform, die auch mit der im vorhergehenden Absatz beschriebenen Ausführungsform kombiniert werden kann, ist das zweite Signal mittels eines zweiten Sensors erfassbar. Der zweite Sensor kann eingerichtet sein, die Bauart (und somit anhand einer Datenbank auch die Masse) des aktuell mit dem Feldhäcksler verbundenen Erntevorsatzes anhand einer elektronisch von einem Datenspeicher des Erntevorsatzes übertragenen oder einer Steckerverdrahtung erkannten Codierung des Erntevorsatzes und einer Datenbank zu erkennen. Der zweite Sensor kann auch eingerichtet sein, die Masse und/oder Massenverteilung (bzw. Schwerpunktslage) des Erntevorsatzes anhand einer Erfassung des Gesamtgewichts bzw. der Achslastverteilung des Feldhäckslers (das oder die z.B. durch Sensoren zur Erfassung des Reifendrucks oder der Achslasten des Feldhäckslers gemessen werden kann) zu erkennen. Der zweite Sensor kann auch eingerichtet sein, die vom Erntevorsatz auf das Einzugsgehäuse ausgeübte Stützkraft anhand einer Erfassung des Drucks in einem Zylinder zur Höhenverstellung des Erntevorsatzes und/oder anhand der sich abhängig von der Masse des Erntevorsatzes variierenden Fahrdynamik (horizontales Beschleunigungs- und/oder Bremsverhalten) des Feldhäckslers und/oder anhand einer Verformung des Fahrgestells des Feldhäckslers und/oder mittels einer auf den Erntevorsatz blickenden Kamera und eines Bildverarbeitungssystems zu erkennen. Der zweite Sensor kann auch eingerichtet sein, die Position des Erntevorsatzes anhand eines Sensors zur Erfassung der Winkelstellung des Einzugsgehäuses und/oder eines Höhensensors zur Erfassung der Höhe des Erntevorsatzes über dem Erdboden zu erkennen. Anhand des zweiten Signals berechnet die Steuereinrichtung die zu erwartende Veränderung des Schneidspalts und kommandiert den Verstelltrieb im Sinne eines Ausgleichs der zu erwartenden Veränderung des Schneidspalts. Der Zwischenschritt der Berechnung der zu erwartenden Veränderung des Schneidspalts kann auch entfallen und das Verstellsignal an den Verstelltrieb direkt anhand des zweiten Signals bestimmt werden.In another embodiment, which can also be combined with the embodiment described in the previous paragraph, the second signal can be detected by means of a second sensor. The second sensor can be set up to recognize the type (and therefore also the mass based on a database) of the harvesting attachment currently connected to the forage harvester by means of a coding of the harvesting attachment and a database that is transmitted electronically from a data memory of the harvesting attachment or a plug wiring. The second sensor can also be set up to measure the mass and / or mass distribution (or center of gravity) of the header based on a detection of the total weight or the axle load distribution of the forage harvester (which is measured, for example, by sensors for detecting the tire pressure or the axle loads of the forage harvester can) recognize. The second sensor can also be set up to determine the supporting force exerted by the header on the intake housing on the basis of a detection of the pressure in a cylinder for height adjustment of the header and / or on the basis of the driving dynamics which vary depending on the mass of the header (horizontal acceleration and / or braking behavior ) of the forage harvester and / or on the basis of a deformation of the chassis of the forage harvester and / or by means of a camera looking at the header and an image processing system. The second sensor can also be set up to detect the position of the header using a sensor for detecting the angular position of the feed housing and / or a height sensor for detecting the height of the header above the ground. On the basis of the second signal, the control device calculates the expected change in the cutting gap and commands the adjustment drive in order to compensate for the expected change in the cutting gap. The intermediate step of calculating the expected change in the cutting gap can also be omitted and the adjustment signal to the adjustment drive can be determined directly on the basis of the second signal.
AusführungsbeispielEmbodiment
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In den Zeichnungen ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:In the drawings, an embodiment of the invention described in more detail below is shown. It shows:
Fig. 1 eine seitliche Ansicht eines selbstfahrenden Feldhäckslers undFig. 1 is a side view of a self-propelled forage harvester and
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Gegenschneide des Feldhäckslers der Figur 2 mit ihrem Verstelltrieb und einer Steuereinrichtung, die zum Ansteuern des Verstelltriebs dient.Fig. 2 is a schematic representation of the shearbar of the forage harvester of Figure 2 with its adjustment drive and a control device which is used to control the adjustment drive.
In der Figur 1 ist ein selbstfahrender Feldhäcksler 10 in schematischer Seitenansicht dargestellt. Der Feldhäcksler 10 baut sich auf einem Fahrgestell 12 auf, der von vorderen angetriebenen Rädern 14 und lenkbaren rückwärtigen Rädern 16 getragen wird. Die Bedienung des Feldhäckslers 10 erfolgt von einer Fahrerkabine 18 aus, von der aus ein Erntevorsatz 20 in Form eines Aufnehmers einsehbar ist. Mittels des Erntevorsatzes 20 vom Boden aufgenommenes Erntegut, z. B. Gras oder dergleichen wird über einen Einzugsförderer 22 mit Vorpresswalzen, die innerhalb eines Einzugsgehäuses 24 an der Frontseite des Feldhäckslers 10 angeordnet sind, einer unterhalb der Fahrerkabine 18 angeordneten Häckseltrommel 26 zugeführt, die es im Zusammenwirken mit einer Gegenschneide 102 in kleine Stücke häckselt und es einer Fördervorrichtung 28 aufgibt. Eine Schleifeinrichtung 100 dient bei Bedarf zu Schärfen der Häckselmesser 144. Das Gut verlässt die Erntemaschine 10 zu einem nebenher fahrenden Transportfahrzeug über einen um eine etwa vertikale Achse drehbaren und in der Neigung verstellbaren Auswurfkrümmer 30. Im Folgenden beziehen sich Richtungsangaben, wie seitlich, unten und oben, auf die Vorwärtsrichtung V der Erntemaschine 10, die in der Figur 1 nach rechts verläuft. Das Einzugsgehäuse 24 ist um die Drehachse der Häckseltrommel 26 drehbar am Fahrgestell 12 gelagert und wird um diese Drehachse mittels eines als Hydraulikzylinder ausgeführten Aktors 32 verstellt, um die Höhe des Erntevorsatzes 20 über dem Boden oder den Bodendruck des Erntevorsatzes 20 auf einen gewünschten, über eine Bedienerschnittstelle 98 eingebbaren Wert einzustellen und den1 shows a self-propelled forage harvester 10 in a schematic side view. The forage harvester 10 is built on a chassis 12 which is supported by front driven wheels 14 and steerable rear wheels 16. The forage harvester 10 is operated from a driver's cab 18, from which a header 20 in the form of a pickup can be seen. By means of the header 20 harvested crop, z. B. grass or the like is fed via a feed conveyor 22 with pre-press rollers, which are arranged within a feed housing 24 on the front of the forage harvester 10, a chopper drum 26 arranged below the driver's cab 18, which chops it into small pieces in cooperation with a shearbar 102 and it gives up a conveyor 28. A grinding device 100 is used, if necessary, to sharpen the chopper blades 144. The material leaves the harvesting machine 10 to a transport vehicle traveling alongside via an ejection elbow 30 which can be rotated about an approximately vertical axis and adjustable in inclination. In the following, directional information such as the side, bottom and above, on the forward direction V of the harvesting machine 10, which runs to the right in FIG. 1. The feed housing 24 is rotatably mounted on the chassis 12 about the axis of rotation of the chopping drum 26 and is adjusted about this axis of rotation by means of an actuator 32 designed as a hydraulic cylinder in order to raise the height of the header 20 above the ground or the ground pressure of the header 20 to a desired, via a User interface 98 and the value that can be entered
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Erntevorsatz 20 bei Bedarf, z.B. im Vorgewende oder nach Ende oder bei Beginn der Arbeiten auszuheben oder abzusenken.Header 20 if necessary, e.g. to be raised or lowered in the headlands or after the end or at the start of work.
Der Antrieb der Häckseltrommel 26 erfolgt ausgehend von einer Riemenscheibe 48, die über ein Winkelgetriebe mit einem Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) verbunden ist, über einen Treibriemen 50, der eine Riemenscheibe 54 zum Antrieb der Häckseltrommel 26 und eine Riemenscheibe 52 zum Antrieb der Fördervorrichtung 28. Zudem ist ein Metalldetektor 108 in der unteren, vorderen Vorpresswalze vorgesehen, der ggf. zum Schnellstopp des Einzugsförderers 22 dient, und die mit einer Steuerung 70 gekoppelte Bedienereingabeeinrichtung 98 in der Fahrerkabine 18 angeordnet.The chopping drum 26 is driven from a pulley 48, which is connected to an internal combustion engine (not shown) via an angular gear, via a drive belt 50, which has a pulley 54 for driving the chopping drum 26 and a pulley 52 for driving the conveying device 28. In addition, a metal detector 108 is provided in the lower, front pre-press roller, which is used, if necessary, to quickly stop the feed conveyor 22, and the operator input device 98 coupled to a controller 70 is arranged in the driver's cabin 18.
Die Figur 2 zeigt die Häckseltrommel 26 und die Gegenschneide 102 in vergrößerter Darstellung. Die Häckseltrommel 26 umfasst einen Trommelmantel 72, der über Stützscheiben 74 und Stummelachsen mit Drehlagerungen 76 verbunden ist. Anstelle des gezeigten, geschlossenen Trommelmantels 72 könnte auch eine offene Häckseltrommel 26 Verwendung finden. Um den Umfang der Häckseltrommel 26 (und vorzugsweise über ihre Breite) sind Messerhalter 146 verteilt, an denen die einzelnen Häckselmesser 144 jeweils durch mehrere Schrauben 150 befestigt sind. Zwischen den Köpfen der Schrauben 150 und den Häckselmessern 144 sind Druckplatten 148 angeordnet. Die Gewinde der Schrauben 150 wirken mit Gewinden in den Messerhaltern oder darin quer eingeschobenen Gewindeleisten zusammen.FIG. 2 shows the chopper drum 26 and the shear bar 102 in an enlarged view. The chopper drum 26 comprises a drum casing 72 which is connected to rotary bearings 76 via support disks 74 and stub axles. Instead of the closed drum casing 72 shown, an open chopping drum 26 could also be used. Knife holders 146 are distributed around the circumference of the chopper drum 26 (and preferably over its width), to which the individual chopper knives 144 are each fastened by a plurality of screws 150. Pressure plates 148 are arranged between the heads of the screws 150 and the chopper blades 144. The threads of the screws 150 interact with threads in the knife holders or thread strips inserted transversely therein.
Die Gegenschneide 102 ist um eine Drehachse 156 drehbar gelagert, die sich unterhalb der Drehlagerung 76 der Häckseltrommel 26 befindet. An beiden seitlichen Enden der Gegenschneide 102 ist jeweils ein Hebelarm 154 einen Endes an der Drehachse 156 und anderen Endes an der Gegenschneide 102 angebracht. Zwei jeweils einem der Hebelarme 154 oder einem Ende der Gegenschneide 102 zugeordneter Verstelltriebe 158 dienen zum Verstellen der Gegenschneide 102 in zumindest näherungsweiseThe shear bar 102 is rotatably mounted about an axis of rotation 156, which is located below the rotary bearing 76 of the chopper drum 26. At both lateral ends of the shear bar 102, a lever arm 154 is attached at one end to the axis of rotation 156 and at the other end to the shear bar 102. Two adjustment drives 158, each associated with one of the lever arms 154 or one end of the shear bar 102, serve to adjust the shear bar 102 in at least approximately
BE2019/0077 radialer Richtung gegenüber dem von den Häckselmessern 144 beschriebenen Hüllkreis. Die Gegenschneide 102 kann zusätzlich durch ein verbiegbares Blech (nicht gezeigt) am Rahmen 12 abgestützt sein, wie in der DE 196 33 290 Al beschrieben wird, deren Offenbarung durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen wird.BE2019 / 0077 radial direction with respect to the enveloping circle described by the chopping knives 144. The shear bar 102 can additionally be supported on the frame 12 by a bendable sheet (not shown), as is described in DE 196 33 290 Al, the disclosure of which is incorporated into the present documents by reference.
Mit der Gegenscheide 102 ist in einer mechanische Schwingungen übertragenden Weise, direkt oder indirekt, ein erster Sensor 34 verbunden, der die Steuereinrichtung 70 mit einem ersten Signal beaufschlagt, das eine Information hinsichtlich des Abstands zwischen der Gegenschneide 102 und dem Hüllkreis der Häckselmesser 144 enthält. Wenn nämlich kein Kontakt zwischen den äußeren Spitzen der Häckselmesser 144 und der Gegenschneide 102 besteht, besteht das erste Signal lediglich aus einem Grundgeräusch, während das erste Signal im Falle eines Kontakts zwischen den äußeren Spitzen der Häckselmesser 144 und der Gegenschneide 102 signifikant anwächst. Die Steuereinrichtung 70 ist in an sich bekannter Weise dazu eingerichtet (verschaltet und programmiert), auf eine entsprechende Eingabe in die Bedienerschnittstelle 98 hin oder nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit die Verstelltriebe 158 basierend auf dem ersten Signal des ersten Sensors 34 in einer primären Verstellprozedur derart anzusteuern, dass die Gegenschneide 102 eine gewünschte, fest vorgegebene oder über die Bedienerschnittstelle 98 eingebbare Position gegenüber dem Hüllkreis der Häckselmesser 144 einnimmt. Hierzu sei noch einmal auf die DE 10 2013 201 633 B3 und dem dort erwähnten Stand der Technik verwiesen, deren Inhalte durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen werden.A first sensor 34 is connected to the sheath 102 in a mechanical vibration-transmitting manner, directly or indirectly, which acts on the control device 70 with a first signal which contains information regarding the distance between the shear bar 102 and the enveloping circle of the chopper blades 144. Namely, when there is no contact between the outer tips of the chopper blades 144 and the shear bar 102, the first signal consists only of a basic noise, while the first signal increases significantly in the case of contact between the outer tips of the chopper blades 144 and the shear bar 102. In a manner known per se, the control device 70 is set up (connected and programmed) to actuate the adjustment drives 158 in a primary adjustment procedure based on the first signal of the first sensor 34 in response to a corresponding input into the user interface 98 or after a predetermined time that the shearbar 102 assumes a desired, fixedly specified position or that can be entered via the user interface 98 relative to the enveloping circle of the chopper blades 144. For this purpose, reference is once again made to DE 10 2013 201 633 B3 and the prior art mentioned there, the contents of which are incorporated into the present documents by reference.
Die Drehlagerung 76 der Häckseltrommel 26, an der sich auch die Lagerung des Einzugsgehäuses 24 abstützt bzw. ihr nahe benachbart am Fahrgestell 12 positioniert ist, ist räumlich von der Drehachse 156 der die Gegenschneide 102 halternden Hebelarme 154 und den Abstützungspunkten der Verstelltriebe 158 am Fahrgestell 12 getrennt. Das hat zur Folge, dass durch an sich geringfügige Verwindungen bzw. Verformungen des Fahrgestells 12 zwischen denThe rotary bearing 76 of the chopper drum 26, on which the mounting of the feed housing 24 is also supported or is positioned close to it on the chassis 12, is spatially distant from the axis of rotation 156 of the lever arms 154 holding the shear bar 102 and the support points of the adjustment drives 158 on the chassis 12 Cut. The result of this is that slight twisting or deformation of the chassis 12 between the
BE2019/0077 besagten Punkten, die durch sich ändernde äußere Kräfte entstehen, sich auch der Abstand zwischen der Gegenschneide 102 und dem Hüllkreis der Häckselmesser 144 ändert. Diese äußeren Kräfte sind insbesondere durch die Belastung des Einzugsgehäuses 24 durch den Erntevorsatz 20 bedingt. Wenn der Erntevorsatz 20 sich zunächst auf dem Boden abstützt und dann durch den Aktor 32 angehoben wird (oder analog aus einer angehobenen Stellung auf den Boden abgesenkt wird), ändert sich demnach jeweils die Position der Drehlagerung 76 gegenüber der Drehachse 156 und den Abstützungspunkten der Verstelltriebe 158 am Fahrgestell 12, was auch den Abstand zwischen der Gegenschneide 102 und dem Hüllkreis der Häckselmesser 144 (= Schneidspalt) verändert.BE2019 / 0077 said points, which arise from changing external forces, the distance between the shear bar 102 and the enveloping circle of the chopper blades 144 also changes. These external forces are caused in particular by the loading of the feed housing 24 by the header 20. If the header 20 is first supported on the ground and then raised by the actuator 32 (or lowered analogously from a raised position on the ground), the position of the rotary bearing 76 relative to the axis of rotation 156 and the support points of the adjustment drives change accordingly 158 on the chassis 12, which also changes the distance between the shearbar 102 and the enveloping circle of the chopper blades 144 (= cutting gap).
Um diesem unerwünschten Effekt entgegen zu wirken, ist die Steuereinrichtung 70 mit einem zweiten Sensor 36 verbunden, der den Druck in der Kolbenstangenkammer des Aktors 32 erfasst, welcher ein Maß dafür ist, mit welcher Kraft sich der Erntevorsatz 20 am Einzugsgehäuse 24 abstützt. Die Steuereinrichtung 70 kontrolliert die Verstelltriebe 158 demnach auch (zusätzlich zu den Signalen des ersten Sensors 34, die zur der oben beschriebenen, primären Verstellung der Position der Gegenschneide 102 gegenüber der Häckseltrommel 26 dienen) basierend auf den zweiten Signalen des zweiten Sensors 36, die ein Maß für die vom Erntevorsatz 20 auf das Einzugsgehäuse 24 ausgeübte Kraft ist, um in Reaktion auf eine Änderung des zweiten Signals eine sekundäre Verstellung der Gegenschneide 102 durchzuführen und letztlich sicherzustellen, dass der Schneidspalt gleich bleibt. Die Steuereinrichtung 70 kommandiert demnach die Verstelltriebe 156 bei jeder erfassten, signifikanten Änderung des zweiten Signals derart, dass der eingestellte Schneidspalt aufrechterhalten wird. Dazu kann eine geeignete Datenbank, in der ein Zusammenhang zwischen dem zweiten Signal und zugehörigen Verstellbefehlen an die Verstelltriebe abgespeichert ist, verwendet werden. Zudem wird das Umkehrspiel in der Mechanik berücksichtigt, wozu auf die Offenbarung der DE 10 2004 016 089 Al verwiesen sei.In order to counteract this undesirable effect, the control device 70 is connected to a second sensor 36 which detects the pressure in the piston rod chamber of the actuator 32, which is a measure of the force with which the header 20 is supported on the feed housing 24. The control device 70 accordingly also controls the adjustment drives 158 (in addition to the signals from the first sensor 34, which serve for the above-described primary adjustment of the position of the shearbar 102 relative to the chopper drum 26) based on the second signals from the second sensor 36, the one Measure for the force exerted by the header 20 on the feed housing 24 in order to carry out a secondary adjustment of the shear bar 102 in response to a change in the second signal and ultimately to ensure that the cutting gap remains the same. The control device 70 accordingly commands the adjustment drives 156 with each detected, significant change in the second signal in such a way that the set cutting gap is maintained. A suitable database can be used for this purpose, in which a relationship between the second signal and associated adjustment commands to the adjustment drives is stored. In addition, the backlash is taken into account in the mechanics, for which reference is made to the disclosure of DE 10 2004 016 089 A1.
BE2019/0077BE2019 / 0077
Es ist eine Reihe an Verfeinerungen oder Modifikationen möglich, um das zweite Signal zu erzeugen. Das zweite Signal kann insbesondere einen oder mehrere der folgenden Parameter beinhalten oder davon abhängen: Bauart des Erntevorsatzes, dessen Masse und Massenverteilung bzw. Schwerpunktlage, den Betriebsmodus (d.h.. ob der Erntevorsatz sich in einer abgesenkten Betriebsstellung oder einer angehobenen Außerbetriebsstellung befindet) und der Zustand des Feldhäckslers 10 beim primären Einstellvorgang der Gegenschneide 102, d.h. ob ein Erntevorsatz 20 angebaut war, ob er angehoben oder abgesenkt und ggf. in eine Transportstellung eingeklappt war. Diese Parameter können über die Bedienerschnittstelle 98 eingegeben oder durch an sich bekannte Sensoren erfasst werden.A number of refinements or modifications are possible to generate the second signal. The second signal can in particular include or depend on one or more of the following parameters: type of header, its mass and mass distribution or center of gravity, the operating mode (i.e. whether the header is in a lowered operating position or a raised non-operating position) and the condition of the forage harvester 10 during the primary setting process of the shear bar 102, ie whether a header 20 was attached, whether it was raised or lowered and possibly folded into a transport position. These parameters can be entered via the user interface 98 or detected by sensors known per se.
Die Erkennung (der Bauart) des Vorsatzes kann beispielsweise durch eine Vorsatzerkennung über die Kupplerstelle der elektrischen Verbindungsleitungen zum Feldhäcksler 10 erfolgen, d.h. eine Steckercodierung (s. EP 1 685 757 Al) oder eine eindeutige Identifkation des Erntevorsatzes über eine Speichereinheit des Erntevorsatzes 20 und eine Busverbindung zum Feldhäcksler 10 (DE 102 30 474 Al). Anhand der Bauart des Erntevorsatzes 20 lässt sich dessen Masse bestimmen, wozu eine in der Steuereinrichtung 70 abgespeicherte Datenbank verwendet werden kann. Es wäre auch eine manuelle Eingabe der Bauart des Erntevorsatzes 20 und des Betriebsmodus durch den Bediener über die Bedienerschnittstelle 98 möglich, wie auch eine Gewichtserkennung zur Ermittlung des Gesamtgewichts des Feldhäckslers 10 mit oder ohne Erntevorsatz 20 mittels einer Reifendruckerfassung oder einer Achslastmessung des Feldhäckslers 10. Auch kann eine Erkennung des Erntevorsatzes 20 über Schwingungen im Bereich des Erntevorsatzes 20 und des gesamten Feldhäckslers 10, d.h. der Fahrdynamik, erfolgen. Auch wäre eine sensorische Erkennung der durch die Last des Erntevorsatzes 20 bedingten Verformung des Fahrgestells 12 und darauf basierend ein Rückschluss auf die Last des Erntevorsatzes 20 möglich. Weiterhin könnte eine optische Erkennung des Erntevorsatzes 20 und seiner Betriebsart erfolgen. Darüber hinaus lässt sich neben der Bauart des Erntevorsatzes 20 noch zusätzlicher Ballast berücksichtigen, wie z.B.The attachment (of the type) can be identified, for example, by attachment detection via the coupling point of the electrical connecting lines to the forage harvester 10, i.e. a plug code (see EP 1 685 757 A1) or a clear identification of the header via a storage unit of the header 20 and a bus connection to the forage harvester 10 (DE 102 30 474 A1). The mass of the header 20 can be determined on the basis of the type of construction, for which purpose a database stored in the control device 70 can be used. It would also be possible for the operator to manually enter the design of the header 20 and the operating mode via the operator interface 98, as well as a weight detection for determining the total weight of the forage harvester 10 with or without the header 20 by means of tire pressure detection or an axle load measurement of the forage harvester 10. Also can identify the header 20 via vibrations in the area of the header 20 and the entire forage harvester 10, ie the driving dynamics. Sensory detection of the deformation of the chassis 12 caused by the load of the header 20 and, based on this, a conclusion about the load of the header 20 would also be possible. Furthermore, the header 20 and its operating mode could be optically recognized. In addition to the type of header 20, additional ballast can be taken into account, such as
BE2019/0077BE2019 / 0077
Erntegut im Vorsatz oder Ausstattungsvarianten, die Einfluss auf Gewicht und/oder die Lage des Schwerpunkts haben.Crop crop in the header or equipment variants that influence the weight and / or the location of the center of gravity.
Anhand dieser Daten und der gewählten Betriebsart (d.h.Based on this data and the selected operating mode (i.e.
ob der Erntevorsatz angehoben ist oder nicht) erfolgt eine automatische Verstellung des Schneidspalts, um im Betrieb immer den gleichen Schneidspalt zu erhalten.whether the header is raised or not), the cutting gap is automatically adjusted so that the same cutting gap is always obtained during operation.
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