DE102009000351A1 - Vibration pick-up unit, e.g. for a harvester/reaper, especially a field chopper, has a casing with a vibration pick-up and signal-processing circuits - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schwingungsaufnehmereinheit mit einem Gehäuse, in dem ein Schwingungsaufnehmer und eine mit einem Signalausgang des Schwingungsaufnehmers verbundene, digital arbeitende Signalverarbeitungsschaltung angeordnet sind, welche mit einer digitalen Schnittstelle zur Ausgabe von aus den Signalen des Schwingungsaufnehmers abgeleiteten Zustandsinformationen eines beweglichen Maschinenelements verbunden ist.The The invention relates to a vibration pickup unit with a housing, in which a vibration sensor and one with a signal output the vibration sensor connected, digitally operating signal processing circuit arranged with a digital interface for output of state information derived from the signals of the vibration pickup a movable machine element is connected.
Stand der TechnikState of the art
Bei
landwirtschaftlichen Erntemaschinen besteht die Gefahr, dass störende
Fremdkörper aufgenommen werden. Dies gilt insbesondere,
wenn Erntegut direkt vom Boden aufgenommen wird, beispielsweise
wenn ein Schwad mittels einer Pickup aufgenommen wird oder ein Schneidwerk
bei geringer Schnitthöhe über den Boden geführt
wird. Um Schäden an der Erntemaschine zu vermeiden, sind Nachweiseinrichtungen
für derartige Fremdkörper bekannt, die ferromagnetische
Eigenschaften der Fremdkörper erkennen (vgl.
Die
In
der
Aufgabetask
Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem wird darin gesehen, eine gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik verbesserte Schwingungsaufnehmereinheit bereitzustellen, die sich sowohl zur Zustandsüberwachung von rotierenden Komponenten einer Erntemaschine als auch zur Fremdkörpererkennung einsetzen lässt.The The problem underlying the invention is seen therein, a improved over the described prior art To provide vibration sensor unit, which are both for Condition monitoring of rotating components of a harvester as well as for foreign body recognition.
Lösungsolution
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.This Problem is inventively by the teaching of Claim 1, wherein in the further claims Features are listed that provide the solution in more advantageous Evolve way.
Eine Schwingungsaufnehmereinheit umfasst ein Gehäuse, in dem ein Schwingungsaufnehmer und eine mit einem Signalausgang des Schwingungsaufnehmers verbundene, digital arbeitende Signalverarbeitungsschaltung sowie eine ebenfalls mit dem Signalausgang des Schwingungsaufnehmers verbundene, rein analog arbeitende Signalverarbeitungsschaltung angeordnet sind. Der Schwingungsaufnehmer erfasst Schwingungen wenigstens eines Maschinenelements, bei dem es sich um ein aktiv angetriebenes oder passiv mitlaufendes, rotierendes oder sich anderweitig bewegendes, z. B. hin und her schwingendes Element oder um ein Strukturelement handeln kann, z. B. ein Rahmenteil, auf das Schwingungen von anderen, beweglichen Maschinenelementen und/oder ihren Antriebsteilen und/oder einem Antriebsmotor (insbesondere Verbrennungsmotor) übertragen werden. Die digital arbeitende Signalverarbeitungsschaltung ist mit einer digitalen Schnittstelle verbunden, um aus den Signalen des Schwingungsaufnehmers abgeleitete Zustandsinformationen des Maschinenelements auszugeben, insbesondere an eine Auswerteeinheit. Die Zustandsinformationen können sich auf den Bewegungszustand des Maschinenelements, z. B. seine Drehzahl oder eventuelle Unrundheiten seiner Bewegung bzw. seiner Lagerungen oder andere, aus den aufgenommenen Schwingungen abgeleitete Informationen beziehen, beispielsweise auf den Belastungszustand von Schneidmessern einer Häckseleinrichtung, aus dem wiederum durch zeitliches Hochintegrieren eine Schärfeninformation der Schneidmesser abgeleitet werden kann.A vibration pickup unit comprises a housing in which a vibration sensor and a connected to a signal output of the vibration sensor, digitally operating signal processing circuit and also connected to the signal output of the vibration sensor, purely analog signal processing circuit are arranged. The vibration sensor detects vibrations of at least one machine element, which is an actively driven or passively revolving, rotating or otherwise moving, z. B. oscillating element or may be a structural element, for. Example, a frame part, are transmitted to the vibrations of other, moving machine elements and / or their drive parts and / or a drive motor (in particular internal combustion engine). The digitally-operating signal processing circuit is connected to a digital interface to extract from the signals of the Schwin Issue derived condition information of the machine element, in particular to an evaluation unit. The state information may relate to the state of motion of the machine element, e.g. B. its speed or any non-circularity of its movement or its bearings or other, derived from the recorded vibrations information, for example, the load condition of cutting blades a chopper, from which in turn by temporal high integration a sharpening information of the cutting blade can be derived.
Die analog arbeitende Signalverarbeitungsschaltung ist von der digital arbeitenden Signalverarbeitungsschaltung unabhängig aufgebaut und mit einer analogen Schnittstelle verbunden, um ggf. Warnsignale abzugeben, insbesondere an eine Steuereinheit einer Schnellstoppeinrichtung, falls die Signale des Schwingungsaufnehmers darauf hinweisen, dass ein Fremdkörper aufgenommen wurde. Die Warnsignale können alternativ oder zusätzlich über eine geeignete Schnittstelle an einen Bediener gegeben werden, um ihn darauf hinzuweisen, dass ein Fremdkörper nachgewiesen wurde und um ihm ggf. weitere Anweisungen zu geben, beispielsweise den Vortrieb und/oder den Einzugsförderer der Erntemaschine anzuhalten oder eine Klappe zu öffnen, durch die der Fremdkörper ausgeworfen werden kann.The analog signal processing circuit is from the digital working signal processing circuit independently constructed and connected to an analog interface to warn if necessary in particular to a control unit of a quick-stop device, if the signals of the vibration sensor indicate that a foreign object was recorded. The warning signals can alternatively or additionally via a suitable Interface to an operator to alert him that a foreign body has been detected and possibly another To give instructions, such as the propulsion and / or the intake conveyor stop the harvester or open a flap, through which the foreign body can be ejected.
Auf diese Weise kann die Schwingungsaufnehmereinheit für unterschiedliche Zwecke (einschließlich der Zustandüberwachung eines beweglichen Maschinenelements und der Überwachung aufgenommenen Ernteguts auf Fremdkörper) eingesetzt werden, bietet aufgrund der ein analog arbeitenden Signalverarbeitungsschaltung dennoch hinreichend kurze Signallaufzeiten, sodass eine Schnellstoppeinrichtung hinreichend schnell angesteuert werden kann, falls mit dem Erntegut ein Fremdkörper aufgenommen und durch den Schwingungsaufnehmer detektiert wurde.On this way, the vibration pickup unit for different Purposes (including condition monitoring a moving machine element and the monitoring harvested crop for foreign bodies), offers due to the analog operating signal processing circuit nevertheless sufficiently short signal delays, so that a Schnellstoppeinrichtung can be controlled sufficiently fast, if with the crop taken a foreign body and through the vibration sensor was detected.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist oder sind die analoge Signalverarbeitungsschaltung und/oder die digitale Signalverarbeitungsschaltung über die digitale Schnittstelle fernprogrammierbar, um die Schwingungsaufnehmereinheit optimal an den jeweiligen Einsatzort und -zweck anpassen zu können. Dabei können Filterfrequenzen, Schwellenwerte und dergleichen verändert werden. Alternativ oder zusätzlich ist die Steuereinheit mit einem separaten Eingang der analogen Signalverarbeitungsschaltung verbunden, über den Parameter der analogen Signalverarbeitungsschaltung kontinuierlich steuerbar sind, insbesondere abhängig von Ausgangssignalen der analogen Signalverarbeitungsschaltung. Hierbei besteht insbesondere die Möglichkeit, einen Schwellenwert abhängig vom derzeitigen Signalniveau setzen zu können. Es ist aber auch denkbar, die Parameter der analogen Signalverarbeitungsschaltung durch die Steuereinheit unabhängig von den aktuellen Signalen der Signalanalyse zu kontrollieren, sondern sie beispielsweise vom aktuellen Durchsatz, der Drehzahl des Verbrennungsmotors oder anderen Betriebsparametern der Erntemaschine abhängen zu lassen. Es ist auch eine Kombination aus beiden Varianten möglich, d. h. eine Kontrolle der Parameter der analogen Signalverarbeitungsschaltung basierend auf den Signalen der analogen Signalverarbeitungsschaltung und den anderen, erwähnten Parametern. Eine analoge Kontrollmöglichkeit der Parameter der analogen Signalverarbeitungsschaltung besteht auch über die digitale Signalverarbeitungsschaltung, die über eine geeignete Schnittstelle o. ä. mit der analogen Signalverarbeitungsschaltung zusammenwirken kann.at a preferred embodiment of the invention is or are the analog signal processing circuit and / or the digital Signal processing circuit via the digital interface remotely programmable to optimally connect the vibration pickup unit to be able to adapt the respective location and purpose. It can filter frequencies, thresholds and the like to be changed. Alternatively or additionally the control unit with a separate input of the analog signal processing circuit connected via the parameter of the analog signal processing circuit are continuously controllable, in particular dependent on output signals the analog signal processing circuit. This is in particular the possibility of depending on a threshold from the current signal level. It is also conceivable, the parameters of the analog signal processing circuit by the control unit independent of the current signals To control the signal analysis, but for example, from the current Throughput, the speed of the internal combustion engine or other operating parameters to depend on the harvester. It is also a combination possible from both variants, d. H. a control of Parameters of the analog signal processing circuit based on the signals of the analog signal processing circuit and the other, mentioned parameters. An analogue control option the parameter of the analog signal processing circuit is made also via the digital signal processing circuit that over a suitable interface or the like with the analog signal processing circuit can interact.
Es besteht auch die Möglichkeit, mehrere, in unterschiedlichen Richtungen sensitive Schwingungsaufnehmer im Gehäuse anzubringen. Diese können über einen Multiplexer oder Wahlschalter auswählbar mit der digitalen Signalverarbeitungsschaltung und der analogen Signalverarbeitungsschaltung verbunden werden. Der Multiplexer oder Wahlschalter wird vorzugsweise durch die digitale Signalverarbeitungsschaltung kontrolliert.It There is also the possibility of several, in different Sensitive vibration sensor to install in the housing. These can be selected via a multiplexer or selector switch with the digital signal processing circuit and the analogue Signal processing circuit to be connected. The multiplexer or selector switch is preferably by the digital signal processing circuit controlled.
Die vorliegende Erfindung eignet sich für beliebige Erntemaschinen, bei denen aufgenommenes Erntegut mittels eines Einzugsförderers transportiert wird, dem die Schwingungsaufnehmereinheit zugeordnet wird. Beispiele sind Feldhäcksler, Ballenpressen und Mähdrescher. Die analoge Schnittstelle der analogen Signalverarbeitungsschaltung ist vorzugsweise mit einer Steuereinheit einer Schnellstoppeinrichtung zum Anhalten eines Einzugsförderers der Erntemaschine verbunden, so dass im Fall eines nachgewiesenen, eingedrungenen Fremdkörpers Schäden an der Erntemaschine durch rechtzeitiges Anhalten des Einzugsförderers vermieden werden können. Auch wird vermieden, dass das von der Erntemaschine abgegebene Erntegut durch den Fremdkörper verunreinigt wird.The present invention is suitable for any harvesters, in which picked crop by means of a feed conveyor is transported, assigned to the Schwingungsaufnehmereinheit becomes. Examples are forage harvesters, balers and combine harvesters. The analog interface of the analog signal processing circuit is preferably with a control unit of a quick stop device connected to stop a feed conveyor of the harvester, so that in the case of a proven, invaded foreign body damage on the harvester by timely stopping of the intake conveyor can be avoided. It also avoids that Harvested by the harvester crop by the foreign body is contaminated.
Ausführungsbeispielembodiment
In den Zeichnungen ist sind fünf nachfolgend näher beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt:In The drawings are five closer below described embodiments of the invention shown. It shows:
Eine
in
Zwischen
der Erntegutaufnahmevorrichtung
Die
Die
Die
Schwingungsaufnehmereinheit
Die
Die
digitale Signalverarbeitungsschaltung
Die
analoge Signalverarbeitungsschaltung
Falls
ein Stein oder anderer Fremdkörper gegen die Förderwalze
Die
Bei
der analogen Signalverarbeitungsschaltung
Zusätzlich
oder alternativ kann jedoch eine Veränderbarkeit in der
analogen Signalverarbeitungsschaltung
Die
Bei
der Ausführungsform nach
Die
Ausführungsform nach
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20110820 |