DE1265476B - Selbsttaetige Regeleinrichtung fuer Maehdrescher - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

AOId

Deutsche Kl.: 45 c - 41/02

Nummer: 1265 476

Aktenzeichen: W 38673III/45 c

Anmeldetag: 3. März 1965

Auslegetag: 4. April 1968

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Regeleinrichtung für Mähdrescher zur Veränderung der Fahrgeschwindigkeit des Mähdreschers entsprechend dem Erntegutdurchsatz.

Es ist bereits eine derartige selbsttätige Regeleinrichtung bekannt, bei der die Fahrgeschwindigkeit des Mähdreschers bei steigendem Erntegutdurchsatz vermindert bzw. bei sinkendem Erntegutdurchsatz gesteigert wird. Es handelt sich dabei um eine selbstfahrende landwirtschaftliche Maschine zur Aufnahme und Behandlung von Erntegut, insbesondere Mähdrescher, mit einem Antriebsmotor sowie einer Triebverbindung zwischen dem Motor und den Antriebsrädern und einer zweiten Triebverbindung zwischen dem Motor und Einrichtungen zur Aufnahme und Behandlung des Erntegutes, wobei ein regelbares Getriebe zwischen dem Motor und den Bodenrädern und eine Vorrichtung zur Messung der Belastung vorgesehen sind, wobei ferner diese Meßvorrichtung auf das regelbare Getriebe einwirkt, um bei Laständerungen Geschwindigkeitsänderungen zu bewirken, wobei die Belastungsmeßeinrichtung mit einem gegen das in die Maschine eintretende Erntegut bewegbaren Element versehen ist.

Durch diese Regelung wird bereits der Vorteil erzielt, daß durch den Mähdrescher im wesentlichen immer eine einstellbare konstante Erntegutdurchsatzmenge hindurchgeführt wird. Wenn nun aber Änderungen der Erntegutzuführung auftreten, so daß dabei nach dem Obengesagten die Fahrgeschwindigkeit des Mähdreschers entsprechend geändert wird, so hat die bekannte selbsttätige Regeleinrichtung noch den Nachteil, daß die Fahrgeschwindigkeit des Mähdreschers selbstverständlich nicht momentan auf den neuen Wert ansteigen kann. Mit anderen Worten, von dem Moment an, in dem der Regeleinrichtung ein entsprechender Impuls gegeben wird, braucht der Mähdrescher eine mehr oder weniger große Zeit, um auf seine neue Fahrgeschwindigkeit zu gelangen. Gelangt z. B. plötzlich eine größere Erntemenge in den Mähdrescher, so setzt zwar daraufhin sofort die Herabregelung der Fahrgeschwindigkeit des Mähdreschers ein, bis zum endgültigen Erreichen der neuen Fahrgeschwindigkeit gelangt aber die größere Erntegutmenge zunächst unverändert vor die Dreschtrommel und muß von ihr verarbeitet werden. Obwohl also die Fahrgeschwindigkeit geändert wird, bleibt dies in einem gewissen Zeitabschnitt ohne jede Wirkung auf den Dreschvorgang. Dies führt aber zu einem unvollständigen Ausdrusch, zu einem erhebliehen Drehmomentanstieg in der Dreschtrommel und oftmals zum Verstopfen, insbesondere bei feuch-Selbsttätige Regeleinrichtung für Mähdrescher

Anmelder:

Dr.-Ing. Franz Wienecke,

3300 Braunschweig, Beckinger Str. 5

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Franz Wienecke, 3300 Braunschweig;

Dipl.-Ing. Manfred Eimer, 3301 Völkenrode

tem Getreide oder sogar zu Beschädigung der Dreschorgane.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige Regeleinrichtung für Mähdrescher zu schaffen, bei welcher diese Nachteile vermieden werden.

Die Erfindung besteht darin, daß zusätzlich entsprechend einem geringeren oder höheren Erntegutdurchsatz der vor der Dreschtrommel angeordneten Schneide- und/oder Förderorgane die Drehzahl der Dreschtrommel selbsttätig höher oder tiefer regelbar ist.

Bei der selbsttätigen Regeleinrichtung nach der Erfindung können nun die oben erwähnten Schwierigkeiten nicht mehr auftreten. Denn gelangt nunmehr eine größere Erntegutmenge in die Zuführorgane, wie dies oben beschrieben wurde, so wird daraufhin neben der Herabsetzung der Fahrgeschwindigkeit des Mähdreschers zusätzlich auch noch gleichzeitig die Drehzahl der Dreschtrommel, welche zweckmäßigerweise in sehr leichter Bauart ausführbar ist, erhöht. Infolgedessen kann jetzt auch eine größere Erntegutmenge bei Eintritt in die nunmehr mit höherer Umfangsgeschwindigkeit umlaufende Dreschtrommel ohne Schwierigkeiten verarbeitet werden. Bekanntlich zieht eine schnell umlaufende Dreschtrommel das Erntegut stärker auseinander, so daß auch eine höhere Dreschwirkung erzielt wird und die Ausdruschverluste gesenkt werden. Nach Durchgang der größeren Erntegutmenge, d. h, also, wenn wieder eine normale Erntegutmenge in die Dreschtrommel gelangt, wird die Drehzahl derselben wieder herabgesetzt, da sich die Schneid- und/oder Förderorgane inzwischen wieder auf einen geringeren Erntegutdurchsatz eingestellt haben.

Es ist bereits ein selbst angetriebener Mähdrescher bekannt, bei welchem die Drehzahl der Dreschtrommel mittels einer hydraulischen Steuereinrichtung

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verschieden einstellbar ist. Zu diesem Zweck ist in unteren Grenzwert vorgesehen. Dies hat noch weitere Sichtnähe des Maschinisten ein Drehzahlmesser für Vorteile. Setzt z. B. der Erntegutdurchsatz durch die die Drehzahl der Dreschtrommel angeordnet. Der Schneide- und/oder Förderorgane aus, was beim Maschinist kann unter Beobachtung dieses Drehzahl- Durchfahren einer Fehlstelle im Getreidebestand messers von seinem Sitz aus einen Hebel der hydrau- 5 oder bei Wendemanövern eintreten kann, so behält lischen Steuereinrichtung bedienen. Während nun die Dreschtrommel eine untere Grenzdrehzahl bei, beim Mähdrescher nach der Erfindung eine Regel- die durch die Wirkungsgröße des Mittels zur Begreneinrichtung verwendet wird, bei der also selbsttätig zung der Dreschtrommeldrehzahl je nach Erntebegemäß einem vorgeschriebenen Sollwert Fahrge- dingungen und Fruchtart festlegbar ist.
schwmdigkeit und Drehzahl der Dreschtrommel ge- ίο In weiterer vorteilhafter Weise können auch Mittel regelt werden, erfolgt bei dem zuletzt genannten be- zur Begrenzung der größtmöglichen Fahrgeschwinkannten Mähdrescher lediglich eine Steuerung der digkeit vorgesehen sein. Die Begrenzung erfolgt auch Drehzahl der Dreschtrommel von Hand. Eine solche hier durch die Wirkungsgröße der Mittel. Es besteht Steuerung kann naturgemäß nicht so einwandfrei, dann nicht mehr die Gefahr, daß die Fahrgeschwinaber auch nicht so rasch durchgeführt werden, wie 15 digkeit des Mähdreschers auf einen unzulässig hohen dies mittels einer selbsttätigen Regeleinrichtung mög- Wert gesteigert wird.

lieh ist. Vor allem ist die Steuerung von der Bedie- Ferner kann es vorteilhaft sein, daß Mittel vorge-

nung durch einen Maschinisten abhängig, d. h. aber sehen sind, derart, daß mit steigender oder sinkender auch mehr oder weniger von dem Geschick dessel- Feuchte des Erntegutes die eingestellten Sollwerte für ben, wie er den obengenannten Hebel bedient. Auch 20 die Fahrgeschwindigkeit und Dreschtrommeldrehzahl durch Unaufmerksamkeit des Maschinisten können selbsttätig gesenkt oder angehoben werden, sowie nicht nur insbesondere die Dreschtrommel mit ihren gegebenenfalls noch zusätzlich selbsttätig eine EinOrganen gefährdet werden. Auch die Qualität des stellung des Dreschspaltes vorgenommen wird.
Ausdrusches kann dabei erheblichen Schwankungen Die letztere Maßnahme kann auch bei dem oben

unterliegen. Diese Nachteile fallen infolge der selbst- 25 zuerst genannten bekannten Mähdrescher durchgetätigen Regelung der Fahrgeschwindigkeit und der führt werden.
Drehzahl der Dreschtrommel weg. Damit ist eine weitere Steigerung der Qualität des

Bei dem oben zuerst genannten bekannten Mäh- Ausdrusches je nach Feuchtigkeitsgehalt des Erntedrescher ist wahlweise eine selbsttätige Regeleinrich- gutes möglich.

tung für Mähdrescher zur Veränderung der Fahrge- 30 Schließlich ist es vorteilhaft, daß bei Verwendung schwindigkeit des Mähdreschers entsprechend dem einer an sich bekannten Erntegutförderschnecke mit Antriebsdrehmoment der Dreschtrommel mittels einer mit dieser zusammenwirkenden Schneidwanne einer Drehmomentmeßeinrichtung, die mit einem bei der Abstand der Schnecke vom Wannenboden oder Drehmomentsänderungen nachgiebige Verstellbewe- eine Auslenkung einer Aufhängung der Schnecke als gungen ausführenden Meßglied ausgerüstet ist, vor- 35 Istwert für die Größe des Erntegutdurchsatzes dient, gesehen. Es wird also hier auch wieder nur die Fahr- Erntegutförderschnecken mit einer mit dieser zu-

geschwindigkeit des Mähdreschers geregelt. Auch sammenwirkenden Schneidwanne sind an sich bei diese weitere bekannte Einrichtung hat daher die Mähdreschern bereits allgemein bekannt. Bei dem obengenannten Nachteile der zuletzt genannten be- oben zuerst genannten bekannten Mähdrescher dient kannten Einrichtung. 40 eine Auslenkung einer Förderkettenlagerung als Ist-

Eine weitere Erfindung bezieht sich auf eine der- wert für die Größe des Erntegutdurchsatzes. Durch artige Anordnung, also auf eine selbsttätige Regel- die Ausbildung der selbsttätigen Regeleinrichtung einrichtung für Mähdrescher zur Veränderung der nach der Erfindung wird in einfacher Weise der Ist-Fahrgeschwindigkeit des Mähdreschers entsprechend wert für die Größe des Erntegutdurchsatzes dargedem Antriebsdrehmoment der Dreschtrommel. Die 45 stellt. Unter Istwert versteht man bekanntlich denweitere Erfindung besteht darin, daß zusätzlich ent- jenigen Wert einer an sich konstant zu haltenden sprechend einem geringeren oder höheren Erntegut- Größe, den sie an irgendeinem Moment besitzt und durchsatz der vor der Dreschtrommel angeordneten dieser Istwert wird, wie weiter bekannt, bei einer Schneide- und/oder Förderorgane die Drehzahl der Regeleinrichtung auf diese übertragen. Bei Abwei-Dreschtrommel selbsttätig höher oder tiefer regelbar 5° chungen des Istwertes vom am Sollwertgeber eingeist. stellten Sollwert erfolgt automatisch solange eine

Mit dieser weiteren erfindungsgemäßen selbsttäti- Nachregelung in dem jeweils gewünschten Sinn, bis gen Regeleinrichtung für Mähdrescher werden diesel- der Istwert wieder erreicht ist.
ben Vorteile erzielt, wie bei der oben zuerst genann- Die selbsttätige Regeleinrichtung nach der Erfin-

ten erfindungsgemäßen selbsttätigen Regeleinrichtung 55 dung soll nun beispielsweise an Hand der Figur befür Mähdrescher, weil auch zusätzlich zur Regelung schrieben werden.

der Fahrgeschwindigkeit wieder die Drehzahl der Eine Änderung in der Erntegutbestandsdichte führt

Dreschtrommel selbsttätig geregelt wird. Während dazu, daß bei konstanter Fahrgeschwindigkeit des aber jetzt die Fahrgeschwindigkeit abhängig vom Mähdreschers eine größere oder kleinere Erntegut-Drehmoment der Dreschtrommel und die Drehzahl 60 menge 1 von einem Schneidorgan 2 erfaßt, geschnitder letzteren abhängig vom Durchsatz des Erntegutes ten und einer Förderschnecke 3 zugeführt wird. Um geregelt werden, wird bei der ersten erfindungsgemä- rechtzeitig eine Dreschtrommel 5 durch Einstellen ßen Regeleinrichtung die Drehzahl der Dreschtrom- einer optimalen Drehzahl auf die Schwankungen in mel auch abhängig vom Durchsatz des Erntegutes, der Zuführmenge einstellen zu können, ist es vorteildie Fahrgeschwindigkeit jedoch abhängig vom 65 haft, bereits am Anfang der Zwangsförderorgane, Durchsatz des Erntegutes geregelt. also beispielsweise am Anfang der Förderschnecke 3

In vorteilhafter Weise sind Mittel zur Begrenzung oder am Anfang eines Schrägelevators 4 oder einer der Dreschtrommeldrehzahl auf einen einstellbaren Einlegetrommel für die Dreschtrommel einen Meß-

wertgeber (Istgeber) 7 für den Erntegutdurchsatz anzuordnen. Eine vorteilhafte Meßgröße für den Durchsatz ist durch die Höhenlage der frei pendelnd aufgehängten Förderschnecke 3, die auf dem Erntegut aufliegt, gegeben. Der Abstand der Schneckengänge von einer Schneidwanne 6 kann als Winkeländerung der pendelnd aufgehängten Schnecke oder auch als Höhenveränderung der Schneckenachse leicht abgenommen werden. Um auch den Einfluß von einseitiger, haufenweiser Aufnahme von verfilzten! Erntegut durch das Schneidwerk mit zu berücksichtigen, wird die Auslenkung der Schneckenaufhängung bzw. die Höhenverlagerung der Schneckenachse, die in diesem Falle auf beiden Stirnseiten der Förderschnecke zwei verschieden große Werte aufweist, mit geeigneten Meßmitteln erfaßt. Die erhaltenen Meßwerte werden durch eine logische Schaltung 8 in geeigneter Weise, wie z. B. durch Summierung beider, oder Mittelwertbildung oder Auswahl des größeren der Meßwerte zu einem Signal umgeformt. Dieses Signal wird als Istwert des Erntegutdurchsatzes mit dem für den Mähdrescher geeigneten Sollwert in einer Vergleichseinrichtung 9 verglichen. Der Sollwert des Erntegutdurchsatzes kann durch einen mit der Vergleichseinrichtung 9 verbundenen Sollwerteinsteller 19 verschieden je nach Art des Erntegutes und den Erntebedingungen eingestellt werden. Das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 9, das bei einem Unterschied zwischen Sollwert und Istwert entsteht und das als Regelgröße wirkt, nimmt durch einen Verstärker 10 und ein geeignetes Stellglied 11, wie z. B. Variator, Hydromotor, Drehzahlverstellung bei Antrieb durch besonderen Verbrennungsmotor oder eine geeignete Schaltung für einen elektrischen Antrieb, die Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Dreschtrommel 5 und einem Dreschtrommelantrieb 12 in der Weise vor, daß ein Anheben der pendelnd aufgehängten Förderschnecke, d. h. eine Vergrößerung des Erntegutdurchsatzes eine Drehzahlerhöhung der Dreschtrommelwelle, umgekehrt ein Senken eine Drehzahlverminderung bewirkt. Durch das Einstellen des Sollwertes an dem Sollwerteinsteller 19 wird die für einen normalen Durchgang des Erntegutes erforderliche Drehzahl der DreschtrommelS festgelegt. Zeigt es sich als erforderlich, daß die Drehzahl im Laufe des Dreschens noch nicht gut gewählt war, so ist bloß der Sollwerteinsteller 19 entsprechend nach zu verstellen.

Wird bei fahrendem Mähdrescher der Erntegutdurchsatz immer kleiner, dann kann die Drehzahl der Dreschtrommel 5 nicht unter einem vorgeschriebenen unteren Grenzwert verstellt werden. Nach dem Obengesagten wirkt nämlich die Regelgröße auf das Stellglied 11 für den Dreschtrommelantrieb 12 ein. Es ist nun bei derartigen Regelanlagen allgemein bekannt, daß derartige Stellglieder nur bis zu einem Maximal- bzw. Minimalwert verstellt bzw. in ihrer Wirkungsgröße verändert werden können. Sind diese Extremeinstellungen des Stellgliedes während des Regelvorganges durch Einwirken des Regelimpulses auf das Stellglied erreicht, dann kann bekanntlich eine weitere automatische Veränderung der Drehzahl nicht mehr stattfinden. Auch bei weiterem Sinken des Erntegutdurchsatzes bis auf 0 bleibt die Drehzahl der Dreschtrommel 5 dann konstant auf dem durch den Endwert der Wirkungsgröße des nun nicht mehr weiter verstellbaren Stellgliedes 11. Insbesondere kann die Dreschtrommeldrehzahl auf Meßsignale des Meßwertgebers 7 hin beim Vorliegen kleinster Halmgutmengen oder völligem Ausbleiben derselben, z. B. bedingt durch Fehlstellen im Bestand oder beim Manövrieren des Mähdreschers nicht unterschritten werden.

Die Regelung der Fahrgeschwindigkeit des Mähdreschers abhängig vom Erntegutdurchsatz kann nach einem der bekannten Regelverfahren vorgenommen werden.

In vorliegendem Fall bietet sich als besonders vorteilhaft an, die Regelung der Fahrgeschwindigkeit nach dem Antriebsdrehmoment an der Welle der Dreschtrommel 5 vorzunehmen. Das Drehmoment an der Dreschtrommelwelle wird dann bei konstanter Fahrgeschwindigkeit des Mähdreschers anwachsen, wenn der Erntegutdurchsatz zunimmt und/oder wenn bei haufenweiser Zuführmenge die Dreschtrommeldrehzahl nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhöht wird. Das Drehmoment wird mit einem geeigneten Drehmomentgeber 13 erfaßt und als Signal für den Vergleich mit dem auch mit dem Sollwerteinsteller 19 einstellbaren Sollwert des Drehmomentes einer Vergleichseinrichtung 14 zugeführt. Das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 14, die Regelgröße, bewirkt nach einer Verstärkung in einem Verstärker 15 und durch ein geeignetes Stellglied 16 eine sinngemäße Änderung der Fahrgeschwindigkeit des Mähdreschers, beispielsweise durch entsprechende Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen einem Fahrgetriebe 18 und einem Antriebsmotor 17 oder im Fahrgetriebe selbst. Ein Drehmomentabfall an der Dreschtrommelwelle führt auf diesem Wege zu größeren, ein Drehmomentanstieg zu kleineren Fahrgeschwindigkeiten. Für Mähdrescher mit automatischem Getriebe wird durch die oben beschriebene Wirkungsweise des Stellgliedes 16 eine obere Grenzfahrgeschwindigkeit sichergestellt, die auch beim Ausbleiben von Halmgut in den Schneid- und Förderorganen oder in der Dreschtrommel nicht überschritten werden kann.

Liegen große Unterschiede in der Feuchte des Erntegutes eines Bestandes vor oder ändert sich die Feuchte durch Witterungsbedingungen und/oder mit der Tageszeit, so kann diese mit einem geeigneten Meßwertgeber 21 gemessen werden, der vorzugsweise im Förderkanal des Schrägelevators 4 angeordnet wird. Das Meßsignal wird in einem Verstärker 20 verstärkt und dann der Sollwerteinstellvorrichtung 19 zugeführt, wo es entsprechend der gemessenen Feuchte eine Korrektur der Sollwerte für die Vergleichseinrichtungen 9 und 14 in Richtung auf optimale Dreschbedingungen und über eine Dreschkorbverstelleinrichtung 23 die Einstellung eines optimalen Dreschspaltes (d. h. Abstand zwischen Dreschtrommel 5 und Dreschkorb 22) so vornimmt, daß mit steigender Feuchte des Halmgutes das eingestellte Niveau der Fahrgeschwindigkeit gesenkt und das der Dreschtrommeldrehzahl angehoben sowie die Dreschspaltweite vergrößert wird. Sinngemäß wird mit abnehmender Feuchte umgekehrt geregelt.

Die in der Figur dargestellte Einrichtung bezieht sich auf die oben an zweiter Stelle genannte Einrichtung nach der Erfindung, also auf eine solche, bei der eine Kombination einer Regelung der Drehzahl der Dreschtrommel abhängig vom Erntegutdurchsatz mit einer Regelung der Fahrgeschwindigkeit abhängig vom Antriebsdrehmoment der Dreschtrommel 5 erfolgt.

Bei der oben an erster Stelle angegebenen Einrichtung nach der Erfindung werden die Regelungen mit denselben Mitteln wie in der Figur dargestellt durchgeführt. Es wird dann ebenfalls in Kombination einmal auch die Drehzahl der Dreschtrommel 5 abhängig vom Erntegutdurchsatz geregelt, zum anderen aber die Fahrgeschwindigkeit auch abhängig vom Erntegutdurchsatz geregelt.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Selbsttätige Regeleinrichtung für Mähdrescher zur Veränderung der Fahrgeschwindigkeit des Mähdreschers entsprechend dem Erntegutdurchsatz, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich entsprechend einem geringeren oder höheren Erntegutdurchsatz der vor der Dreschtrommel (5) angeordneten Schneide- und/ oder Förderorgane die Drehzahl der Dreschtrommel (5) selbsttätig höher oder tiefer regelbar ist.

2. Selbsttätige Regeleinrichtung für Mähdrescher zur Veränderung der Fahrgeschwindigkeit des Mähdreschers entsprechend dem Antriebsdrehmoment der Dreschtrommel, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich entsprechend einem geringeren oder höheren Erntegutdurchsatz der vor der Dreschtrommel (5) angeordneten Schneide- und/oder Förderorgane die Drehzahl der Dreschtrommel (5) selbsttätig höher oder tiefer regelbar ist.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Begrenzung der Dreschtrommeldrehzahl auf einen einstellbaren unteren Grenzwert vorgesehen sind.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Begrenzung der größtmöglichen Fahrgeschwindigkeit vorgesehen sind.

5. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, derart, daß mit steigender oder sinkender Feuchte des Erntegutes die eingestellten Sollwerte für die Fahrgeschwindigkeit und Dreschtrommeldrehzahl selbsttätig gesenkt oder angehoben werden.

6. Regeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß noch zusätzlich selbsttätig eine Einstellung des Dreschspaltes vorgenommen wird.

7. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer an sich bekannten Erntegutförderschnecke (3) mit einer mit dieser zusammenwirkenden Schneidwanne der Abstand der Schnecke vom Wannenboden oder eine Auslenkung einer Aufhängung der Schnecke (3) als Istwert für die Größe des Erntegutdurchsatzes dient. _____

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1218 802;
Zeitschrift »Farm Implement & Machinery Review«, Bd. 86, H. 1022 vom 1. Juni 1960, S. 244.
S. 244.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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