DE19903153C1

DE19903153C1 - Verfahren zum Feststellen der Schärfe von Häckselmessern

Info

Publication number: DE19903153C1
Application number: DE19903153A
Authority: DE
Inventors: Christoph Oliva
Original assignee: Case Harvesting Systems GmbH
Current assignee: Case Harvesting Systems GmbH
Priority date: 1999-01-27
Filing date: 1999-01-27
Publication date: 2000-03-16
Anticipated expiration: 2019-01-28
Also published as: DE50001586D1; EP1023827A1; EP1023827B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen der Schärfe von Häckselmessern in Feldhäckslern während des betriebsgemäßen Einsatzes zur Ernte landwirtschaftlicher Erzeugnisse, fortwirtschaftlicher Kulturen und sogenannter nachwachsender Rohstoffe. DOLLAR A Dabei geht es um den Erhalt aussagefähiger Meßwerte unabhängig von der Art und der Menge des gerade zu häckselnden Erntegutes, um eine dafür in der Herstellung billige und weitestgehend störunanfällige Lösung. DOLLAR A Das wird erreicht, indem bei scharfen Häckselmessern (2) und bei Vorliegen des empfohlenen Schneidspaltes die Belastung auf die Gegenschneide (5) in x- und z-Richtung gemessen und der aus beiden Meßwerten (Fx; Fz) gebildete Quotient (Qxz) gespeichert wird. Dieser sich während des betriebsgemäßen Einsatzes verändernde Quotient (Qxz') wird mit dem gespeicherten (Qxz) verglichen und das Erreichen eines Schwellwertes wird von einer Anzeigeeinheit signalisiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen der Schärfe von Häcksel messern eines Feldhäckslers, die im Zusammenwirken mit einer feststehenden Gegenschneide zum Zerkleinern eines Erntegutstromes aus landwirtschaftlichen Erntegütern, wie Mais, Welkgut, Gras, Luzerne, Stroh, Sonderkulturen und der gleichen, forstwirtschaftlichen Kulturen und sogenannten nachwachsenden Roh stoffen eingesetzt werden, mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Pa tentanspruches 1.

Die Schärfe der Häckselmesser ist bei Feldhäckslern neben der Einhaltung des empfohlenen Schneidspaltes zwischen den Häckselmessern und der Gegen schneide ausschlaggebend für die Qualität des Häckselgutes und den Energie bedarf des Feldhäckslers. Besonders wichtig ist dieser Zusammenhang bei den leistungsstarken selbstfahrenden Feldhäckslern.

Obwohl es inzwischen automatische Schleifeinrichtungen und automatische Verstelleinrichtungen für die Gegenschneide gibt, ist es bis heute noch Praxis, die Schärfe der Häckselmesser durch eine Sichtkontrolle zu beurteilen bzw. nach vom Hersteller der Feldhäcksler empfohlenen Zeitintervallen die Häcksel messer nachzuschleifen und die Gegenschneide danach auf den empfohlenen Schneidspalt heranzustellen.

Bei der Sichtkontrolle ist von Nachteil, daß das entsprechende Erfahrungen der Bedienperson voraussetzt. Sind diese nicht vorhanden, führen Fehleinschätzun gen zu einer sehr hohen Leistungsaufnahme und schlechter Häckselqualität beim verspäteten Nachschleifen und im umgekehrten Fall zu hohen Ausfallzeiten des Feldhäckslers, weil Sichtkontrollen nur bei Stillstand des Feldhäckslers ausge führt werden können. Außerdem sind Sichtkontrollen zeitaufwendig, da die Häckselmesser schlecht zugänglich sind.

Durch diese schlechte Zugänglichkeit erhöht sich als weiterer Nachteil noch das Unfallrisiko für die Bedienperson.

Auch das Nachschleifen der Häckselmesser nach einem bestimmten Zeitinter vall ist nachteilig, weil sich der Schärfezustand der Häckselmesser bei der Ernte unterschiedlicher Erntegüter und bei wechselndem Bestand ganz anders verän dert, so daß entweder zu früh oder zu spät nachgeschliffen wird.

Mit den Druckschriften DD 286 735 A5, DD 286 736 A5 und DD 286 737 B5 sind Verfahren zum Feststellen der Schärfe von Häckselmessern während des betriebsgemäßen Einsatzes des Feldhäckslers bekannt geworden, die sogenannte schnelle Geber nach dem induktiven oder magnetischen Prinzip verwenden. Mit diesen Gebern sollte einmal die Länge der Schneidkante, der Zeitpunkt des Signalbeginns durch die Schneidkante der Häckselmesser bzw. die Signalkurve jedes Häck selmessers der Form nach für jedes Häckselmesser während des betriebsgemä ßen Einsatzes erfaßt und mit einem abgespeicherten Wert für scharfe Häcksel messer verglichen werden. Bei Erreichen eines festgelegten Grenzwertes sollte dann die Bedienperson vom stumpfen Zustand der Häckselmesser durch ein ent sprechendes Signal informiert werden bzw. wird die Schleifeinrichtung in Be triebsbereitschaft versetzt. Da allen drei Verfahren im Prinzip die gleichen Nachteile anhaften, ist bis heute auch keine praxisreife Lösung auf dem Markt erschienen. Diese Nachteile lagen einmal in der Ungenauigkeit der Meßwerte und zum anderen im hohen Kostenaufwand für die an der Meßwerterzeugung beteiligten Bauteile. Darüber hinaus war noch die Störanfälligkeit durch die komplizierten Einsatzbedingungen entschieden zu hoch.

Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Feststel len der Schärfe von Häckselmessern an einem Feldhäcksler zu schaffen, das während des betriebsgemäßen Einsatzes des Feldhäckslers aussagefähige Meß werte für den Schärfezustand der Häckselmesser unabhängig von der Art und der Menge des gerade gehäckselten Erntegutes liefert, dessen an der Meßwerter zeugung beteiligten Bauteile kostengünstig in der Herstellung sind und die unter den komplizierten Einsatzbedingungen in der Landwirtschaft nur eine geringe Störanfälligkeit aufweisen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des 1. Patentan spruches gelöst, wobei in den Unteransprüchen Merkmale aufgeführt sind, die diese Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.

Durch das Erfassen der Meßwerte Fx; Fz für die Belastung der Gegenschneide bei scharfen Häckselmessern und bei Vorliegen des vorgeschriebenen Schneid spaltes wird die von der Schneidkante des Häckselmessers über das zu häck selnde Erntegut auf die Gegenschneide ausgeübte resultierende Kraft Fs ermit telt. Da der Schneidspalt sehr klein ist, befindet sie sich annähernd in einer Richtung einer an den Rotationskreis des gerade schneidenden Häckselmessers gelegten Tangente. Das bedeutet, Fx ist sehr klein und Fz relativ groß. Bildet man aus diesen Meßwerten Fx; Fz einen Quotienten Qxz, bleibt dieser für alle Erntegutarten und für jede beliebige augenblicklich gehäckselte Erntegutmenge in der Größenordnung gleich. Dieser Quotient Qxz wird von einer Auswerteein heit als Vergleichswert gespeichert.

Beim betriebsgemäßen Einsatz der Häckselmesser werden diese zunehmend stumpf, wobei sich ihre Schneidkanten immer mehr abrunden. Das hat zur Fol ge, daß sich die resultierende Kraft Fs' immer mehr von der Tangente entfernt, weil der Meßwert Fx' im Vergleich zum Meßwert Fz' zunehmend größer wird. Dadurch ändert sich natürlich auch der aus beiden Meßwerten gebildete Quoti ent Qxz', der ebenso wie Qxz unabhängig von der Erntegutart und der gehäck selten Erntegutmenge in der Größenordnung im Augenblick der Messung gleich ist.

Damit ist es durch einen kontinuierlich oder in Intervallen mittels einer Aus werteeinheit durchgeführten Vergleich zwischen Qxz und Qxz' möglich, einen Schwellwert vorzugeben, bei dessen Erreichen die Häckselmesser nachzuschlei fen und die Gegenschneide danach auf den vorgeschriebenen Schneidspalt her anzustellen ist.

Dafür hat es sich in einer einfachen Ausführungsvariante als zweckmäßig erwie sen, daß der Bedienperson von der Auswerteeinheit ein akustisches oder ein op tisches Signal vermittelt wird.

In einer anderen Ausführungsvariante hat es sich bewährt, mit Erreichen des Schwellwertes zwangsläufig die Erntegutzufuhr zur Häckseltrommel zu stoppen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante werden nach dem Stoppen der Erntegutzufuhr automatisch die Schleifeinrichtung für die Häckselmesser und die Verstelleinrichtung für die Gegenschneide in Gang gesetzt.

Zur Ermittlung der Meßwerte Fx; Fx'; Fz und Fz' bietet sich der Einsatz von Dehnungssensoren, Wegesensoren oder Schwingungssensoren an.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es einmal möglich, die Werte Qxz' über ein bestimmtes Zeitintervall zu integrieren, wobei der so gebildete Mittel wert Qxz' ein Maß für den Verschleißzustand aller Häckselmesser darstellt. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren aber auch zum Feststel len des Verschleißzustandes einzelner Häckselmesser benutzt werden, wenn der aktuelle Qxz'-Wert jedes Häckselmessers mit dem Quotienten Qxz verglichen wird.

Vorsorglich wird noch darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße Verfah ren bei Feldhäckslern mit einer Häckseltrommel und bei den sogenannten Scheibenradhäckslern mit dem gleichen Erfolg angewendet werden kann, so daß sich der beanspruchte Schutz auf beide Feldhäckslertypen richtet.

Damit sind die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß während des betriebsgemäßen Einsatzes des Feldhäckslers aussagefähige Meßwerte für die Schärfe einzelner oder aller Häckselmesser, unabhängig von der Art und der Menge des gerade gehäckselten Erntegutes, erzielt werden können. Damit sind subjektive Fehlerquellen einer Bedienperson durch Sichtkontrollen der Häck selmesser ausgeschlossen. Da das erfindungsgemäße Verfahren während des be triebsgemäßen Einsatzes arbeitet, gibt es auch keine unnötigen Stillstandszeiten für Sichtkontrollen.

Ein sehr wichtiger Vorteil ist, daß durch optimal scharfe Häckselmesser die Lei stungsaufnahme zum Häckseln in Grenzen bleibt und die Häckselgutqualität überdurchschnittlich gut ist. Mit diesem Verfahren ist es vorteilhafterweise möglich, den Schärfezustand der Häckselmesser über deren gesamte Breite ohne zusätzliche Meßeinrichtungen festzustellen, wodurch unter anderem eine nach diesem Verfahren arbeitende Meßvorrichtung kostengünstig in der Herstellung ist. Schließlich haben sich die zum Aufbau einer derartigen Meßvorrichtung notwendigen Bauteile unter den rauhen Einsatzbedingungen der Land- und Forstwirtschaft bereits bewährt, so daß die notwendige Störunanfälligkeit gege ben ist.

Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert wer den, das das erfindungsgemäße Verfahren verwirklicht und in dem die einzelnen Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht auf die linke Seite der Häckseltrommel mit Gegenschneide und Verstelleinrichtung

Fig. 2 eine Ansicht A nach Fig. 1

Fig. 3 einen Schnitt B-B nach Fig. 2

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Bereiches zwischen der Gegenschneide und einem scharfen Häckselmesser

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des Bereiches zwischen der Gegen schneide und einem stumpfen Häckselmesser

In Fig. 1 ist die Häckseltrommel 1 als strichpunktierter Kreis dargestellt, die mit einer Vielzahl von Häckselmessern 2 ausgerüstet ist, von denen dort nur ei nes schematisch dargestellt ist. Dem von allen Schneidkanten 3 der Häckselmes ser 2 gebildeten Rotationskreis 4 steht eine Gegenschneide 5 gegenüber, deren minimalster Abstand zu den Schneidkanten 3 der vorbeirotierenden Häcksel messer 2 allgemein als Schneidspalt bezeichnet wird. Die Gegenschneide 5 ist mittels Schrauben auf dem Gegenschneidenträger 6 befestigt, dessen unteres Ende mit Lagerungen 7 ausgestattet ist, die an einem im Häckselkasten 8 einge schweißten Querträger 9 schwenkbeweglich aufgenommen sind. An den beiden Außenseiten des Gegenschneidenträgers 6 sind Schwenkhebel 10 angebracht, deren obere Enden mit Stellspindeln 11 von Stellmotoren 12 gelenkig verbunden sind und zusammen die Verstelleinrichtung 13 zur Veränderung des Schneid spaltes bilden.

In den Fig. 1 bis 3 ist in Fahrtrichtung des Feldhäckslers gesehen an der Vorderseite des Gegenschneidenträgers 6 eine Meßeinrichtung 14 zum Messen der auf die Gegenschneide 5 einwirkenden Kräfte Fx; Fx' in x-Richtung vorge sehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Meßeinrichtung 14 als Dehnungs sensor 15 ausgebildet. Eine weitere Meßeinrichtung 16 ist an der Unterseite des Gegenschneidenträgers 6 befestigt, der zum Messen der auf die Gegenschneide 5 einwirkenden Kräfte Fz; Fz' in z-Richtung dient. Auch für diese Meßeinrich tung 16 kommt ein Dehnungssensor 17 zum Einsatz.

In den Fig. 4 und 5 ist die Krafteinwirkung eines Häckselmessers 2 auf die Gegenschneide 5 in der gleichen Ausgangsposition mit einer scharfen und einer stumpfen Schneidkante 3 dargestellt.

Bezugszeichenliste

1

Häckseltrommel

2

Häckselmesser

3

Schneidkante

4

Rotationskreis

5

Gegenschneide

6

Gegenschneidenträger

7

Lagerung

8

Häckselkasten

9

Querträger

10

Schwenkhebel

11

Stellspindel

12

Stellmotor

13

Verstelleinrichtung

14

Meßeinrichtung

15

Dehnungssensor

16

Meßeinrichtung

17

Dehnungsensor
FxMeßwert für scharfe Häckselmesser in x-Richtung
FzMeßwert für scharfe Häckselmesser in z-Richtung
Fsvom Häckselmesser auf die Gegenschneide ausgeübte Kraft bei scharfen Häckselmessern

Fx'Meßwert für stumpf werdende Häckselmesser in x-Richtung
Fz'Meßwert für stumpf werdende Häckselmesser in z-Richtung
Fs'vom Häckselmesser auf die Gegenschneide ausgeübte Kraft bei stumpf werdenden Häckselmessern

Claims

1. Verfahren zum Feststellen der Schärfe der Häckselmesser eines Feldhäcks lers während des betriebsgemäßen Einsatzes, wobei die Häckselmesser den zwischen ihnen und der feststehenden Gegenschneide hindurchgleiten den Erntegutstrom in Stücke vorwählbarer Länge zerkleinern, gekennzeich net durch folgende Verfahrensschritte:

a) bei scharfen Häckselmessern (2) und bei Vorliegen des empfohlenen Schneidspaltes zwischen der Gegenschneide (5) und den Häckselmes sern (2) wird von einer geeigneten Meßeinrichtung (14) ein Meßwert (Fx) erfaßt, der ein Maß für die Belastung der Gegenschneide (5) entgegen der Flußrichtung des Erntegutstromes ist,
b) bei scharfen Häckselmessern (2) und bei Vorliegen des empfohlenen Schneidspaltes zwischen der Gegenschneide (5) und den Häckselmessern (2) wird von einer geeigneten Meßeinrichtung (16) ein Meßwert (Fz) er faßt, der ein Maß für die Belastung der Gegenschneide (5) quer zur Fluß richtung des Erntegutstromes ist,
c) eine Auswerteeinheit bildet aus den Meßwerten (Fx; Fz) einen Quotienten (Qxz) und speichert diesen als Vergleichswert,
d) kontinuierlich oder in Intervallen wird der sich betriebsgemäß ändernde Quotient (Qxz') ermittelt und mit dem als Vergleichswert dienenden Quotienten (Qxz) verglichen,
e) die Auswerteeinheit signalisiert das Erreichen bzw. das Überschreiten eines Schwellwertes aus dem Vergleich zwischen den Quotienten (Qxz) und (Qxz').

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Meßwerte (Fx; Fx') und (Fz; Fz') Dehnungssensoren (15; 17) zur Mes sung der Belastung der Gegenschneide (5) und/oder des Gegenschneidenträ gers (6) verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Meßwerte (Fx; Fx') und Fz; Fz') Wegesensoren zur Messung der Belastung der Gegenschneide (5) und/oder des Gegenschneidenträgers (6) verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Meßwerte (Fx; Fx') und (Fz; Fz') Schwingungssensoren eingesetzt werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß kontinuierlich oder in Intervallen der Quotient (Qxz') für jedes Häckselmes ser (2) ermittelt und mit dem als Vergleichswert dienenden Quotienten (Qxz) einzeln verglichen wird, wobei die Auswerteeinheit das Erreichen bzw. das Überschreiten eines Schwellwertes aus dem Vergleich zwischen den Quotienten (Qxz) und (Qxz') signalisiert.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte des Quotienten (Qxz') über ein bestimmtes Zeitintervall integriert werden.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen bzw. Überschreiten eines Schwellwertes aus dem Vergleich zwi schen den Quotienten (Qxz) und (Qxz') der Bedienperson ein optisches oder akustisches Signal vermittelt wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen bzw. Überschreiten eines Schwellwertes aus dem Vergleich zwi schen den Quotienten (Qxz) und (Qxz') die weitere Erntegutzufuhr zur Häckseltrommel (1) gestoppt wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bzw. 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen bzw. Überschreiten eines Schwellwertes aus dem Ver gleich zwischen den Quotienten (Qxz) und (Qxz') automatisch die Schleif einrichtung für die Häckselmesser (2) und/oder die Verstelleinrichtung (13) für die Gegenschneide (5) in Betrieb gesetzt werden.