DE2340983A1

DE2340983A1 - Selbsttaetige landwirtschaftliche erntemaschinenlenkung fuer gras, getreide und andere halmgewaechse

Info

Publication number: DE2340983A1
Application number: DE19732340983
Authority: DE
Inventors: Josef Gail
Original assignee: Maschinenfabrik Fahr AG
Current assignee: Maschinenfabrik Fahr AG
Priority date: 1973-08-14
Filing date: 1973-08-14
Publication date: 1975-03-20
Also published as: FR2240678A1; GB1474276A; FR2240678B1; BE818571A; DE2340983B2; DD112880A5; US3946825A

Description

Maschinenfabrik Fahr Aktiengesellschaft 6ottnta<Hngeit 7702 Gottmadingen

Sei bsttäti <ja 1 andwi rtschaf tliche Erntemaschinen! e.ikung für Gras, Getreide und andere Halmgewä'cfise

Die Erfindung betrifft eine Steuer- und Regeleinrichtung fUr eine mobile landwirtschaftliche Erntemaschine, insbesondere selbstfahrender Mähdrescher zum selbsttätigen Führen entlang einer Leitlinie, die durch eine Pflanzenreihe oder durch die Grenze zwischen gemähten und ungemähtem Gut bestimmt ist, mit einer Tastvorrichtung, deren Tastsignal über den Steuerten als Stellgröße auf das Stellglied Übertragen wird und eine Rückführung aufweist.

Bei derartigen landwirtschaftlichen Maschinen ist eine psychische und physische Entlastung der Bedienungsperson Im Ernteeinsatz erforderlich. Dabei soll eine optimale Pflück- bzw. Schnittbreitenausnutzung bei betriebswirtschaftlich rentabler Fahrgeschwindigkeit und Rüstzelt vorhanden sein. Die Bedienungsperson ist hierbei weitgehend von der Beobachtung des Lenkvor-

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ganges zu befreien. Außerdem muß ohne große zeitliche Verzögerung durch das Abschalten der Regeleinrichtung mit geringer Handlenkkraft vor allem beim Wenden der Erntemaschine am Feldende und bei Hindernissen auch in schwierigen Bodenverhältnissen eine nach links oder rechts gerichtete Fahrtrichtungsänderung möglich sein.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse einen Zweistellungsschalter für das wechselseitige Ein- bzw. Ausschalten der Hand- und Automatiklenkung einzubauen. ~^% Automobilbau ist die automatische Kupplung (Saxomat) bereits cn geringfügiges Verschieben des Schalthebels aus der feder.:: .er i er ten Nullage mittels eines schließenden Kontaktes elektromechanisch betätigbar. Nachteilig ist hierbei, daß, wenn der Kupplungsschalthebel durch unkontrollierte äußere Einwirkung, wie beispielsweise durch Eigenschwingungen und Vlbration vor allem im rauhen Ernteeinsatz verschoben wird, die Funktionstüchtigkeit der Regeleinrichtung beeinträchtigt ist.

Des weiteren 1st im Nähdrescherbau eine Selbststeuereinrichtung mittels Handpumpe (DBGK 6 750 251) bekannt, die hydr mechanisch betätigbar ist. Nachteilig ist die hydromechanische Schalterausführung, da ein großer technischer und damit kostenungUnstiger Aufwand sowohl von der Anlage selbst als auch bei der

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Anpassung dieser Anlage an die wechselnden Bedingungen von Erntegut her erforderlich wird. Hierzu soll beispielsweise auf die optimale Einstellung der Schaltzelten zwischen den beiden Signalen EIN und AUS für die Regeleir. ichtung und auf die Lenkradsperre wegen Verletzungsgefahr bei sich mitdrehendem Steuerrad hingewiesen werden. Außerdem 1st es unmöglich, diesen Mähdrescher über eine Erntegutlücke hinweg geradeaus zu steuern, da die Handlenkung erst auf eine bereits ausgeführte Lenkbewegung anspricht.

Weiterhin 1st eine Tastvorrichtung für die Abtastung einer Halmwand an einer landwirtschaftlichen Maschine bekannt, die zwei relativ zur Fahrtrichtung hintereinanderliegende und 1m Abstand zueinander seitlich versetzt angeordnete Tastbereiche aufweist. Hierbei 1st die Verbindungslinie der beiden Drehachsen-Mittelpunkte des elektromechanischen Sensors (P 15 82 237) 1n einem spitzen Winkel von Unksaußen schrSg nach rechtsinnen zur Längsachse der landwirtschaftlichen Maschine verlaufend angeordnet. Nachteilig 1st dabei, daß die Anordnung dieser Taster nur sehr grobe Werte flir die Stellgröße an die Fahrzeuglenkung liefert, da eine Lenkkorrektur lediglich In den beiden Vußeren 6rtnzbereichen der Meßstrecke stattfindet. Außerdem 1st eine Tastvorrichtung mit einem einzigen Tastbereich bekannt, der einen zangen-

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förmig ausgebildeten, um eine vertikale Drehachse schwenkbaren und nach dem stetigregelbaren elektromechanischen Prinzip aufgebauten Sensor aufweist (Deutsche Agrartechnik 1965;Heft 12; Seite 578; Abb. 4). Gleichfalls besteht hier ein Nachteil in der speziellen Ausflihrungsform des Tasters fUr Reihengewächse und der zu kleinen Meßstrecke, was die universellen Einsatzmöglichkeiten einengt.

Auch eine rein mechanische Ausführung einer RUckkoppelung mittels Bowdenzug 1st bereits bekannt (Deutsche Agrartechnik 1965; Heft 12; Seite 577/578; Abb. 3 - CS-PS 98 604), wobei sich jedoch Massenträgheitsmomente, Reibkräfte; präzise Einstellbarkeit bei der Eichung und Wartung nachteilig gegenüber der elektromechanisch funktionierenden RUckkoppelung auswirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die selbsttätige FUhrung des Mähdreschers entlang einer Halmwand o.dgl. zu Übernehmen und diese Funktion der Bedienungsperson bis auf Extrem· fälle abzunehmen. Auch soll die Seitenführung fUr den gesamten Fahrgeschwindigkeitsbereich während des Erntevorganges funktionsfähig bleiben und von der Bedienungsperson leicht zu handhaben sein.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geläst, daß im Lenkknopf ein Sensor angeordnet ist, der in einer elektrokapazitiven-, elektrooptischen- oder elektroakustischen Schaltung ausgeführt ist..Zwischen einer bereits bekannten Lenkpumpe an den Hydraulikleitungen einerseits und dem Hydraulikzylinder an den Hydraulikleitungen andererseits 1st ein druckentsperrbares Zwillingsrückschlagventil angeordnet, wobei die hydraulische Verbindung zwischen dem elektromagnetischen Hydraulikventil und den Hydraulikzylinder mittels hydraulischer Anschlußleitungen zu den Hydraulikleitungen hergestellt wird. Und eine elektrische Brückenschaltung mit einem Im diagonal abgegriffenen Strompfad angeordneten Nullspannungssensor weist in dem einen parallelgeschalteten Strompfad einen Tastkopf, einen stufenlos einstellbaren elektrischen Widerstand für einen Hangneigungsausgleich und einen stufenlos einstellbaren elektrischen Widerstand für einen RUckfUhrungsdurchgriff und In dem anderen parallelgeschalteten Strompfad eine Parallelschaltung mit einem stetig regelbaren elektrischen Widerstand für eint Rückführung und einen stufenlos einstellbaren elektrischen Widerstand für den RUckfUhrungsdurchgriff am elektrischen Ausgang

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der Parallelschaltung auf, wobei die miteinander gekoppelten Betätigungsglieder der beiden elektrischen Widerstände für den RUckfUhrungsdurchgriff mit einem mechanischen Verbindungsglied zur Fahrgeschwindigkeitseingabe·verounden sind.

Zweckmäßigerweise ist der Tastkopf relativ zur normalen Fahrtrichtung eines Mähdreschers vor der Nesserlinie und seitlich neben dem Schneidwerk angeordnet, um die Wirksamkeit auf den ,Regelkreis des verzögert auf die Lenkräder als Lenkeinschlag wirkenden Tastsignals auch bei höheren Fahrgeschwindigkeiten zu gewährleisten. Dabei ist der Tastkopf sowohl in einem das Erntegut seitlich berührenden und federzentrierten Taststab, als auch in mehreren sich am Erntegut berührungslos ausrichtenden Reflexlichtschranken ausführbar. Hiermit ist neben der Bearbeitung von Erntegut mit hoher Eigenstabilität auch solches mit geringer Eigenstabilität möglich. Besonders vorteilhaft 1st, daß der Taststab aus hochelastischem und sehr leichtem Werkstoff, wie beispielsweise Glasfiber, besteht, damit die Lebensdauer von ersterem erhöht und eine hohe Sensibilität in der mechanischen Abtastung des Erntegutes erreicht

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wird. Ein anderer Vorteil 1st, daß neun Reflexlichtschranken mit ihren Seltenflächen aneinander gereiht und nach einer Frontlinie zur Leitlinie hin ausgerichtet,fest miteinander verbunden sind, wobei die Frontlinie etwa einen Winkel von 45° zur Leitlinie einnimmt. Aufgrund der Feststellung der Belegungsgröße und des Belegungsortes der einzelnen Reflexlichtschranken wird der optisch festgelegte Abstand zur Leitlinie eingehalten.

Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal 1st eine elektrische Spule am Gehäuse und eine elektrische Spule an der Lenksäule in unmittelbarer Nähe und ohne mechanische Verbindung zueinander durch einen Luftspalt voneinander getrennt angeordnet. Vorteilhafterweise ist diese lagerungsfreie induktive Signal-Übertragung ohne mechanischen Verschleiß und Wartung.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind in einer elektrischen Leitung zwischen einer elektrischen Stromquelle und dem elektromagnetischen Hydraulikventil zwei Rastschalter, ein Tastschalter und ein elektrokapaz1t1ver Sensor angeordnet. Dadurch wird ein hohes Maß an Sicherheit gegenüber Bedienungs-

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fehlern an der Lenkung vor allem bei der Straßenfahrt erreicht

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, ein einfaches und unkompliziertes Ein- und Ausschalten der Hand- bzw. Automatiklenkung zu realisieren, sowie beim elektrischen Stromausfall eine Handlenkung, jedoch ohne Servo-Unterstützung, zu ermöglichen. Außerdem ist es vorteilhaft, das Driften des Mähdreschers an Hang durch einen geringen hangaufwSrtsgerichteten Lenkeinschlag und eine hangabwärtsgerichtete Lenkeinschlagbegrenzung auszugleichen. Zweckmäßigerweise 1st auch eine die Fahrtrichtungen "Links" und "Rechts" steuernde Lenkeinschlagbegrenzung in Abhängigkeit zur Fahrgeschwindigkeit vorhanden, damit eine Obersteuerung des Regelkreises bei hohen Geschwindigkeiten vermieden wird.

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EIn AusfUhrungsbeispiei der Erfindung 1st In der Zeichnung dargestellt und wird 1m folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Funktionsolockschaltbild,

Fig. 2 eine Gesamtdarstellung der Steuer- und Regeleinrichtung für eine Mähdrescherlenkung und -antrieb,

Flg. 3 den Schaltplan der Regeleinrichtung für die Mähdrescherlenkung,

Flg. 4 eine elektromechanische Tastvorrichtung der Regeleinrichtung fUr die Mähdrescherlenkung,

Flg. 5 das Funktionsschema des Tasters der elektromechanischen Tastvorrichtung (Flg. 4/V),

Fig. 6 eine optische Tastvorrichtung der Regeleinrichtung für die Mähdrescherlenkung»

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Fig. 7 das Funktionsschema des Tasters der

optischen Tastvorrichtung (Fig. 6/VII),

Flg. 8 den Schaltplan der Steuereinrichtung für die Mähdrescherlenkung und

Fig. 9 den Schaltplan der Steuereinrichtung fUr den Mähdrescherantrieb.

Entsprechend der beispielsweisen Darstellung besteht die Seitenführung der mobilen landwirtschaftlichen Erntemaschine im wesentlichen aus einem Tastkopf 1, einem Nullspannungssensor 2 In der Zentraleinheit 3, einem elektromagnetischen Hydraulikventil 4, einem Hydraulikzylinder 5 der Mähdrescherlenkung, zwei Lenkrädern 6 am Mähdrescherfahrgestell, einem Motor-Fahrgestell 7 eines Mähdreschers 8, einer Rückführung 9, einer manuellen Lenkradeinstellung 10, einem Hangneigungsausgleich 11 in der Zentraleinheit 3, einer Fahrgeschwindigkeitseingabe 12 In der Zentraleinheit 3 und einem Erntegutbestand 13.

Außerdem 1st eine induktive Signalübertragung bestehend aus zwei elektrischen Spulen 14 und 15, einem elektrokapazitiven

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Sensor 16 am Lenkknopf 17 und eine Lenkpumpe 18 für die Steuerung der Mahdrescherlenkung bedeutsam.

Neben einem Handhebel zur Fahrgeschwindigkeitseingabe 12 sind zwei hydraulische Steuerkolben 19 und 20 und ein Verbindungsglied am RUckführungsdurchgriff 21 für eine Steuereinrichtung des Mähdrescherantriebes wesentlich.

FUr die Regeleinrichtung der Mahdrescherlenkung wird in der Zentraleinheit 3 eine elektrische Brückenschaltung 22 mit Nullabgleich bestehend aus elektrischen Widerstünden 23, 24, 25 und 26, einstellbaren elektrischen Drehwidersta'nden (Potentiometer) 27 Im elektromechanischen Tastkopf 1, sowie 28, 29, 30, 31 und 32, einem Nullspannungssensor 2 und einem Leistungsverstärker 33 notwendig.

FUr die sichere Funktion 1st ein Rastschalter 34 als Hauptschalter, ein Rastschalter 35 des Mähwerksantriebes und ein Tastschalter 36 an der Höheneinstellung der Mähdrescherplattform erforderlich.

Ist die Mähdrescherlenkung alternativ mit dem optischen

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Tastkopf 1 bestückt, so werden anstelle des elektrischen Drehwiderstandes neun Reflexlichtschranken mit zweimalneun Sendedioden 37' bzw. 37", neun Abdeckgläser 38', neun Infrarotfilter 39', neun Fototransistoren 40' und eine Auswertelektronik 41 benötigt.

Die Anordnung ist wie folgt:

Am Lenkrad des Mähdreschers 8 ist ein Lenkknopf 17 befestigt (Fig. 8). Eine Lenksäule 42 und ein Gehäuse 43 weisen je eine der elektrischen Spulen 14 und 15 auf und sind konzentrisch zur Lenksäule 42 und zueinander in der selben Ebene angeordnet. Die Spule 14 1st dabei fest mit der Lenksäule 42 und die Spule 15 mit dem Gehäuse 43 verbunden. Beide Spulen sind durch einen kleinen ringförmigen Luftspalt voneinander getrennt. Am unteren Ende der Lenksäule 42 1st der Konstant-Pumpe-Motor der Lenkpumpe 18 angeordnet. Die Lenkpumpe 18 ist mittels zwei Hydraulikleitungen 44 und 45 an einem druckentsperrbaren Zwillingsrückschlagventil 46 und letzteres wiederum mittels zwei Hydraulikleitungen 47 und 48 am Hydraulikzylinder 5 angeschlossen.

Auf dem Bedienungspult der Zentraleinheit 3 sind ein Drehknopf des elektrischen Drehwiderstandes 32 für den Hangneigungsausgleich 11, der Handhebel zur Fahrgeschwindigkeitseingabe 12

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und der als Hauptschalter ausgeführte Rastschalter 34 angeordnet (FTg. 2).

Innerhalb der Zentraleinheit 3 befindet sich der größte Teil der elektrischen Brückenschaltung 22, die als sogenannte "Wheatstonesche Brücke" aufgebaut ist (Fig. 3). Im oberen parallelgeschalteten Strompfad sind die elektrischen Widerstände 25 und 26 und die elektrischen Drehwiderstände 27, 31 und 32; im unteren parallelgeschalteten Strompfad sind die elektrischen Widerstände 23 und 24 und die elektrischen Drehwiderstände 28, 29 und 30 angeordnet. Im diagonal abgegriffenen Strompfad zwischen den beiden parallelgeschalteten Strompfaden und den elektrischen Widerständen 26 und 32 einerseits und 23 und 24 bzw. 29 andererseits ist der Nullspannungssensor 2 eingebaut. Dabei sind die beiden elektromechanischen Abgreifer der beiden elektrischen Drehwiderstände 30 und 31 mechanisch miteinander gekoppelt. Der untere parallelgeschaltete Strompfad weist hierbei eine weitere elektrische Parallelschaltung innerhalb der elektrischen Brückenschaltung 22 auf. In einem elektrischen Parallelzweig dieser elektrischen Parallelschaltung ist der elektrische Widerstand 24 und im anderen der elektrische Drehwiderstand 29 angeordnet. Am elektrischen Ausgang der elektrischen Parallelschaltung ist der elek-

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trische Drehwiderstand 30 derart eingebaut, daß letzterer den Knotenpunkt der beiden elektrischen ParalIeI zweige darstellt. Außerdem ist der elektrische Drehwiderstand 27 und 29 zweckmHßigerweise außerhalb der Zentraleinheit 3 angeordnet. So 1st der elektromechanische Abgreifer dts elektrischen Drehwiderstandes 1b Tastkopf 1 einerseits alt eine* Taststab 49 und andererseits mittels eines Hebels SO «1t zwei Schraubenfedern 51 und 52 starr verbunden (Fig. 5). Öle Schraubenfedern 51 und 52 sind dabei mit jeweils eine« Ende »■ Hebel 50 und «1t de« anderen Ende in entgegengesetzter Richtung wirkend as Gehäuse des Tastkopfes 1 eingehängt. 0er Tastkopf 1 befindet sich etwa zwei bis drei Meter vor der Messerlinie 53 des Ha'hdrescher-Schneidwerks links außen am Mähtisch 54 relativ zur normalen Fahrtrichtung des Mühdreschers 8 (F1g. 2). Der elektromechanisehe Abgreifer des elektrischen Drehwiderstandes 29 1st an Lenkhebel 55 starr befestigt, wahrend sich der andere Teil des Drehwiderstandes 29 an Motor-Fahrgestell 7 abstutzt.

In der Zentraleinheit 3 1st ftrntr der hydraulische Steuerkolben 19 angeordnet, dessen Kolbenstange einerseits mittels eines Zwischengelenkstückes 56 a« Handhebel zur Fahrgeschwindig-

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keitseingabe 12 angelenkt und andererseits Über ein nur angedeutet dargestelltes Mechanisches Verbindungsglied (RUckführungsdurchgriff 21) mit den gekoppelten elektromechanischen Abgreifern der elektrischen Drehwiderstande 30 und 31 verbunden 1st (Flg. und 9). 0er hydraulische Steuerkolben 19 1st alt zwei Hydraulikleitungen 57 und 58 «■ hydraulischen Steuerkolben 20 angeschlossen. Zwischen den beiden hydraulischen Steuerkolben 19 und 20 ist eine hydraulische Einspeisung Mit einer Hydraul1kle1tung 59 und zwei Rückschlagventilen 60 und 61 vorhanden. Die Kolbenstange des hydraulischen Steuerkolbens 20 ist hierbei Mit einen Ende an der Förderstroeeinstellung der hydraulischen Verstellpumpe angelenkt, wobei letztere alt de« Antriebsmotor 63 des Mähdreschers 8 Mechanisch gekuppelt 1st.

Die Wirkungsweise ist wie folgt:

Die automatische Seltenführung der Mobilen landwirtschaftlichen Erntemaschine 1st schaltungstechnisch als ein Regelkreis mit RUckkoppelung aufgebaut. Dabei stellt der Nullspannungssensor 2 den Regler und das HydraulIkventi1 4, der Hydraulikzylinder 5, die Lenkrader 6, das Motor-Fahrgestell 7 und der Tastkopf 1 die Regelstrecke dar. Die Rückkoppelung enspHcht der Rückführung 9, die zwischen dea Hydraulikzylinder 5 und den Lenkrädern 6 abge-

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griffen wird. Außerdem 1st der Regelkreis durch die Lenkradeinsteliung 10 (Sollwert), den Hangneigungsausgleich 11, die Fahrgeschwindigkeitseingabe 12 und den Erntegutbestand 13 (Störgröße) beeinflußbar (Fig. 1).

Ausgehend von der Automatiklenkung müssen zum Einschalten des Regelkreises folgende vier Bedingungen erfüllt sein (Fig. 3 und 8). FUr das Ausschalten des Regelkreises muß nur eine der vier Bedingungen nicht erfüllt sein (Reihenschaltung). Erstens 1st die Hand der Bedienungsperson vom Lenkknopf 17 zu entfernen. Dadurch schließt der elektrokapaziti ve Sensor 16 einen elektrischen Stromkreis. Hierbei wird der elektrische Strom mittels elektromagnetischer Induktion berührungslos von der elektrischen Spule 14 an der drehbar gelagerten Lenksäule 42 auf die elektrische Spule 15 1m feststehend angeordneten Gehäuse 43 transformiert und umgekehrt. Dieser elektrische Strom fließt danach als Steuersignal in eine Sensorelektronik 64 ein und löscht dadurch an deren elektrischen Ausgang ein Sperrsignal flir den elektrischen Leistungsverstärker 33. Zweitens 1st der im Einzelnen nicht dargestellte und in Transportstellung gedruckte Tastschalter 36 freizugeben, was nur durch Absenken des Ma'htisches 54 in die Arbeitsstellung durchfuhrbar ist. Drittens 1st der ebenfalls 1m

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Einzelnen nicht näher dargestellte Rastschalter 35 zu betätigen. Dies geschieht über die elektrische und mechanische Verknüpfung Mit dem Einschalten des Mähdrescher-Schneidwerks, Indem der Rastschalter 35 In den elektrischen Steuerstromkreis für das Schneidwerk geschaltet 1st. Und viertens 1st mit dem handbetätigbaren Rastschalter 34 die letzte elektrische Unterbrechung zwischen der elektrischen Stromquelle 65 und dem elektromagnetischen Hydraulik ventil 4 durch die Bedienungsperson zu schließen.

Die elektrische BrUckenschaitung 22 mit dem Nullspannungssensor 2 als Regler wird Über eine elektrische Leitung 66 mit elektrischer Energie versorgt (Fig. 3). Ist nun die abgeglichene "Wheatstonesche Brücke" durch eine Stellungsänderung des Taststabes 4g - was einer elektrischen Widerstandsänderung des elektrischen Drehwiderstandes 27 gleichkommt - elektrisch verstimmt worden, dann wird in ersterer ein sogenannter elektrischer Ausgleichsstrom 1m diagonal abgegriffenen Strompfad erzeugt. Dieser elektrische Ausgleichsstrom betätigt den elektrischen Nullspannungssensor 2, wobei letzterer einen Steuerstrom mittels elektrischer Leitungen 67 und 68 an den elektrischen Leistungsverstärker 33 unter Berücksichtigung der Fließrichtung des Ausgleichsstromes abgibt. Mit dem verstärkten Steuerstrom wird Über

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die beiden elektrischen Leitungen 69 und 70 das elektromagnetische Hydraulikventil 4 geschaltet. Dadurch wird es möglich, Hydraulikflüssigkeit 1n den Hydraulikzylinder 5 für die automatische Lenkung nach "Links" oder "Rechts" entsprechend der Schaltstellung des Hydraulikventils 4 mittels einer hydraulischen Speisepumpe 71 zu drücken. Dieser Vorgang dauert so lange an, bis der elektrische Drehwiderstand 29 zwangläufig durch eine Lenkkorrektur der Lenkruder 6 mittels Kolbenstange 72 und Lenkhebel 55 das vom Taststab 49 hervorgerufene elektrische Signal kompensiert hat. Wird der Taststab 49 nicht durch äußere Horizontalkräfte beaufschlagt« dann pendelt er sich 1n eine federzentrierte Ruhelage ein. Dadurch schwenken auch die Lenkruder 6 in Fahrtrichtung "Geradeaus", sofern der Hangne1gungsausgle1ch 11 neutralisiert 1st.

Bein automatischen Ernten am Hang 1st aufgrund der hangabwUrtsgeHchteten Driftung des Mähdreschers 8 anstelle der Fahrtrichtung "Geradeaus"-wie 1n der Ebene bei abgeglichenem Zustand der elektrischen BrUckenschaltung 22—eine Fahrtrichtung mit geringem Lenkeinschlag hangaufwa'rtsgerichtet erforderlich. Außerdem soll der Lenkeinschlagbereich fUr die hangabwa>tsger1chtete

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Fahrtrichtung gegenüber der hangaufwärtsgerichteten stärker begrenzt werden, um den Regelvorgang der automatischen Lenkung optimal zu unterstützen. Damit jedoch bei gleicher Fahrgeschwindigkeit die optimale Lenkeinscnlaggröße wie 1n der Ebene bei der Fahrtrichtung "Geradeaus" auch am Hang erhalten bleibt, bietet sich das Verschieben der Mittellage des Lenkeinschlagbereiches gegenüber der hiermit kongruenten Längsachse des Fahrzeuges an. Dieser Hangne1gungsausgle1ch 11 wird entsprechend sinngemäß anhand des Drehknopfes auf der Zentraleinheit 3 vorgenommen, wobei letzterer mit dem elektrischen Drehwiderstand 32 mechanisch verbunden 1st. Die nunmehr durchfuhrbare und stufenlos einstellbare elektrische Widerstandsänderung 1m oberen parallelgeschalteten Strompfad 1st somit bei gleicher Stellung des Taststabes 49 nur durch eine elektrische Widerstandsänderung Im unteren parallelgeschalteten Strompfad zu kompensieren. Da ausschließlich der elektrische Drehwiderstand 29 der Rückführung 9 ein aktives Glied des Regelkreises 1m unteren parallelgeschalteten Strompfad darstellt, wirkt sich die elektrische Widerstandsänderung im unteren parallelgeschalteten Strompfad in einem Lenkeinschlag bei abgeglichenem Zustand der elektrischen Brückenschaltung 22 aus.

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Oas Rtgelsystem bringt es mit sich, daß mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit kleinere Lenkeinschläge zur Korrektur der Fahrtrichtung verwendet werden müssen und umgekehrt. Dies wird dadurch erreicht, daß der Handhebel zur Fahrgeschwindigkeitseingibi 12 aus seiner Neutralstellung heraus bewegt wird. Dabei wird der hydraulische Steuerkolben 19 und die elektromechanischen Abgreifer der beiden elektrischen Drehwiderstände 30 und 31 Über das ZwischengelenkstUck 56 verschoben. Diese mechanische Verschiebung bewirkt einerseits das Verdrängen bzw. Ansaugen einer bestimmten Menge Hydraulikflüssigkeit In den Hydraulikleitungen 57 und 58 und andererseits Über den RUckfUhrungsdurchgriff 21 eine elektrische Widerstandsänderung 1n den beiden elektrischen Drehwiderständen 30 und 31. Die besagte Hydraulikflüssigkeit wiederum verschiebt den hydraulischen Steuerkolben gleichlaufend entsprechend dem hydraulischen Steuerkolben 19, wobei der fUr die Fahrgeschwindigkeit repräsentative Schwenkwinkel an der hydraulischen Verstellpumpe 72 verändert wird. Die beiden synchronbetätigten elektrischen Drehwiderstände 30 und sind elektrisch derart geschaltet, daß eine elektrische Widerstandsänderung durch Verschieben der beiden elektromechanischen Abgreifer ohne Einfluß auf den elektrischen Brlickenabgleich selbst 1st. Es tritt jedoch dann eine Beeinflußung auf den Regelkreis

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ein, wenn ein Lenkeinschlag ausgeführt werden soll, was sich auf die GrUSe von letztere« auswirkt. Dazu muß erläuternd gesagt werden, daß die elektrische Brückenschaltung 22 1m abgeglichenen Zustand gleichgroße elektrische Widerstandswerte in beiden parallel geschalteten St ro»pfaden aufweise.n nuß, um den elektrischen Ausgleichsstro» zu unterdrücken. Diese elektrischen Widerstandswerte können beispielsweise durch die elektrischen Drehwiderstände 30 und 31 verändert werden. Oa diese Änderung jedoch in beiden parallelgeschalteten Strompfaden gleichzeitig, gleichgroß und «1t gleiche« Vorzeichen durchgeführt wird, ändert sich am elektrischen Widerstandsverhältnis der beiden parallel geschalteten Stronpfade nichts. Was hierbei jedoch bedeutsam 1st, bezieht sich auf die Xnderung des elektrischen Gesa«twiderstandes der elektrischen Parallelschaltung durch den elektrischen Drehwiderstand 30. So befindet sich der eiektromechanische Abgreifer beispielsweise in seiner Mittelstellung und die beiden elektrischen Parallelzweige weisen dabei zusätzlich jeweils die Hälfte des elektrischen Widerstandswertes des elektrischen Drehwiderstandes 30 auf. Wird der elektromechanisch« Abgreifer nun aus seiner Mittelstellung herausbewegt, dann ergibt sich in eine« elektrischen Parallelzweig eine elektrische Widerstandsziinahae und in de« anderen eine elektrische Widerstandsabnahme. Bedeutsa« ist

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hierbei wiederu«, wie groß bzw. wie klein ist der elektrische Hiderstandswert, der sich In de« elektrischen Parallelzweig einstellt, der den elektrischen Drehwiderstand 29 aufweist. Wird nun vorzugsweise durch eine Änderung des elektrischen Widerstandswertes la elektrischen Drehwiderstand 27 aufgrund einer Stellungslinderung des Taststabes 49 ein Lenkeinschlag vom Tastkopf 1 signalisiert, tritt der Nullspannungssensor 2 durch den jetzt im diagonal abgegriffenen Stronpfad vorhandenen und durch die unterschiedlichen elektrischen Widerstandswerte der beiden parallelgeschalteten Stroapfade erzeugten, elektrischen Ausgleichsstrom In Tätigkeit. Dabei wird Über die daraus resultierende Lenkbewegung der elektrische Hiderstandswert des elektrischen Drehwiderstandes 29 verändert. Dieser elektrische Widerstandswert verändert sich so langt, bis die elektrische Widerstandsänderung - hervorgerufen durch den elektrischen Drehwiderstand 27 - kompensiert 1st. Folglich wirkt sich eine elektrische Widerstandsänderung In elektrischen Drehwiderstand 30, die einer elektrischen Widerstandsabnahi· 1« elektrischen Parallel zweig «it de« elektrischen Drehwiderstand 29 entspricht, stärker auf den ko«pensierenden Drehwiderstand 29 aus, als bei einer elektrischen Widerstandszunahne. Dies bedeutet, daß der konpensierende Drehwiderstand 29 bei dieser elektrischen Widerstandsabnahne einen größeren Anteil an der elek-

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trischen widerstandsänderung für den BrUckenabgleich übernehmen nuß und ungekehrt, wobei sich die Anteilsgrttße direkt proportional zur Lenkeinschiaggruße verhalt.

Für das UirksaMwerden der Handlenkung des Mähdreschers 8 nuß die Autonatiklenkung unwirksan genacht werden. Zunächst unterbricht der eiektrokapazitive Sensor 16 die beiden elektrischen Stromkreise für die Steuerung des elektromagnetischen Hydraul 1kventils 4. Dies geschieht mittels Berühren des Lenkknopfes 17 durch die Hand der Bedienungsperson. Hierbei wird die In der Sensorelektronik 64 erzeugte hochfrequente Wechselspannung über den eiektrokapazitiven Sensor 16 geleitet und durch MasseannSherung (Hand der Bedienungsperson) an den elektrokapazitiven Sensor eine Kapazitätsänderung In elektrokapazitiven Sensor 16 erreicht. Diese Kapazitätsänderung beeinflußt das hochfrequente Signal, das die Sensorelektronik 64 wieder erreicht, wobei ein Sperrsignal für den elektrischen Leistungsverstärker 33 ausgelost wird. Damit sind die beiden elektrischen Leitungen 67 und 69, sowie 68 und 70 voneinander getrennt und das elektromagnetische HydraulIkventi1 4 nimmt die Neutralstellung ein. Wird nun das Lenkrad des MIhdreschers 8 mittels Lenkknopf 17 gedreht, dann genügt bereits die Oberwindung des geringen federzentrierten Drehwinkeispieits nach

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"Links" oder "Rechts" zwischen dem Inneren und dem äußeren Rotationsschieber im Steuerteil 73 der Lenkpumpe 18, um die Hydraulikleitung 74 mit der Hydraulikleitung 45 oder mit der Hydraulikleitung 44 zu verbinden. Somit ist eine durch die Lenkpumpe 18 mit der Hand Über die beiden Rotationsschieber betätigbare Servolenkung vorhanden. Dabei 1st das druckentsperrbare Zwillingsrückschlagventil 46 derart eingebaut, daß bei primärer, lenkpumpenseitiger Druckbeaufschlagung die Entsperrung wirksam wird, jedoch bei einen hydraulikzylinderseitigen Primärdruck die Sperrung eintritt, so daß bevorzugt unerwünschte Nebenerscheinungen wahrend der Automatiklenkung vom Lenkrad ferngehalten werden, wie z.B. das Mitdrehen des Lenkrades.

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Claims

Patentansprüche

l.ySeitenführung für eine mobile landwirtschaftliche Erntemaschine, insbesondere selbstfahrender Mähdrescher zum selbsttätigen FUhren entlang einer Leitlinie* die durch eine Pflanzenreihe oder eine durch die Grenze zwischen dem gemähten und ungemä'hten Gut gebildet Halmwand bestimmt ist, bestehend aus einer Tastvorrichtung, deren Tastsignal über einen Steuerteil als Stellgröße auf ein Stellglied Übertragers wird, und einer Rückführung, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:

a) daß im Lenkknopf (17) ein Sensor angeordnet ist, der In einer elektrokapazitiven-, elektrooptischen- oder elektroakustischen Schaltung ausgeführt 1st,

b) daß zwischen einer bereits bekannten Lenkpumpe (18) an den Hydraul 1kleltungen (44) und (45) einerseits und de« Hydraulikzylinder (5) an den Hydraulikleitungen (47) und (48) andererseits ein druckentsperrbares ZwilUngsrückschlagventil (46) angeordnet ist, wobei die hydraulische Verbindung zwischen den elektromagnetischen Hydraulik-

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ventil (4) und dem Hydraulikzylinder (5) mittels hydraulischer AnschluÖleitungen zu den Hydraulikleitungen (47) und (48) hergestellt wird und

c) daß eine elektrische Brückenschaltung (22) mit einem im diagonal abgegriffenen Strompfad angeordneten Nullspannungs· sensor (2) in dem einen parallelgeschalteten Strompfad einen Tastkopf (1), einen stufenlos einstellbaren elektrischen Widerstand für einen Hangneigungsausgleich (11) und einen stufenlos einstellbaren elektrischen Widerstand fUr einen RUckflihrungsdurchgriff (21) und in dem anderen parallelgeschalteten Strompfad eine Parallelschaltung mit einem stetig regelbaren elektrischen Widerstand für eine Rückführung (9) und einen stufenlos einstellbaren elektrischen Widerstand für den RUckflihrungsdurchgriff (21) am elektrischen Ausgang der Parallelschaltung aufweist, wobei die miteinander gekoppelten Betätigungsglieder der beiden elektrischen Widerstände für den RUckfUhrungsdurchgriff (21) mit einem mechanischen Verbindungsglied zur Fahrgeschwindigkeitseingabe (12) verbunden sind.

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2. Seitenführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastkopf (1) relativ zur normalen Fahrtrichtung eines Mähdreschers (8) vor der Messerlinie (53) und seitlich neben dem Schneidwerk (54) angeordnet 1st.
3. Seitenführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastkopf (1) sowohl 1n einem das Erntegut seitlich berührenden und federzentrierten Taststab (49), als auch In mehreren sich am Erntegut berührungslos ausrichtenden Reflexlichtschranken ausführbar 1st.
4. Seitenführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Taststab (49) aus hochelastischem und sehr leichten Werkstoff, wie beispielsweise Glasfiber, besteht.
5. Seitenführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß neun Reflexlichtschranken 1m Tastkopf (1) mit Ihren Seltenflachen aneinander gereiht und nach einer FrontHnie zur LeIt* linie ausgerichtet fest miteinander verbunden sind, wobei die Frontlinie etwa einen Winkel von 45° zur Leitlinie einnimmt.

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6. Seitenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Spule (15) am Gehäuse (43) und eine elektrische Spule (14) an der Lenksäule in unmittelbarer Nähe und ohne mechanische Verbindung zueinander durch einen Luftspalt voneinander getrennt angeordnet ist.
7. Seitenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einer elektrischen Leitung zwischen einer elektrischen Stromquelle (65) und dem elektromagnetischen Hydraulikventil (4) zwei Rastschalter (34) und (35), ein Tastschalter (36) und ein eiektrokapazitiver Sensor (16) angeordnet sind.

Rin/Pu
8. August 1973

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