DE19903153C1 - Verfahren zum Feststellen der Schärfe von Häckselmessern - Google Patents
Verfahren zum Feststellen der Schärfe von HäckselmessernInfo
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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.
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
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
Fz'Meßwert für stumpf werdende Häckselmesser in z-Richtung
Fs'vom Häckselmesser auf die Gegenschneide ausgeübte Kraft bei stumpf werdenden Häckselmessern
Claims (9)
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.
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