DE2361921B2 - Elektrischer Steuerkreis zur Betätigung einer Antriebsvorrichtung für Erntemaschinen, insbesondere Feldhäcksler - Google Patents
Elektrischer Steuerkreis zur Betätigung einer Antriebsvorrichtung für Erntemaschinen, insbesondere FeldhäckslerInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Steuerkreis zur Betätigung einer Antriebsvorrichtung
zum Verschwenken eines Austragförderers einer Erntemaschine, insbesondere eines Feldhäckslers in
Abhängigkeit von der Bewegung eines an die Ernte-
f* maschine angehängten Anhängers.
Es ist ein Feldhäcksler aus der USA.-Patentschrift 905 343 bekannt, der mit einem schwenkbaren Austragförderer
ausgerüstet ist, der in einen an den Feld-
23 61 92!
häcksler angehängten Anhänger reicht. Die am rückwärtigen Ende des Feldhäckslers vorgesehene Kupplungsvorrichtung zum Anschluß des Anhängers weist
ein Stellorgan auf, das an den Austragförderer geführt ist und bei dem Kurvenausschlag des Anhängers den
seitlichen Ausschlag auf den Austragföi derer üoerträgt,
so daß dieser ständig der horizontalen Bewegung des Anhängers folgt.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Betätigungsorgane der Antriebsvorrichtung
zum Verschwenken des Austragsförderers so auszubilden, daß mit einem Minimum an mechanischen
Elementen zur Betätigung der Antriebsvorrichtung ausgekommen werden kann, um die Wirkungsgradverlusle
bei Übertragung von Stellkräften bzw. Impulsgrößen kleinzuhalten. Diese Aufgabe wird gemäß der
Erfindung durch folgende Merkmale gelöst:
a* ein Erregersignalschaltkreis zur Erzeugung eines
Erregersignals C bzw. C",
b) eine Übertragungs- bzw. Sendevorrichtung, die am ao
Anhänger vorgesehen ist und die in Abhängigkeit des Erregersignals C ein magnetisches Feld aufbaut,
c) eine magnetisch abhängige Erregerspule, die an der Erntemaschine vorgesehen ist und zur gemeinsamen
Bewegung mit dem Austragförderer dient, *5
wobei die Erregerspule eine durch das magnetische Feld erregte Erregerspannung aufweist, die eine
Funktion des zwischen der Achse der Erregerspule und des Kraftflußvektors der Erregerspule gebildeten
Winkels θ ist,
d) eine elektrische Vorrichtung zur Erzeugung einer Bezugsspannung E unter der Erfassung des Zustands
bzw. der Phasenlage des Erregersignals C",
e) ein Phasendetektor bzw. Phasengleichrichter zur Erfassung bzw. Erkennung der Phasenverschiebung
zwischen der Erregerspannung D und der Bezugsspannung E, wobei der Phasendetektor ein
Ausgangssignal G aufweist und
f) eine elektrische Betätigungsvorrichtung zur Beaufschlagung der Antriebsvorrichtung in Abhängigkeit
des Ausgangssignals G des Phasendetektors.
Auf diese Weise erhält man eine Zwangsführung des Austragförderers mit Bezug auf den Anhänger bzw.
ein Nachfolgegerät, ohne daß hierzu mechanische Elemente zur Übertragung der Stellkräfte notwendig
sind, da diese über einen elektrischen Steuerkreis vom Anhänger auf den Austragförderer übertragen werden.
Lediglich der Austragförderer kann über ein mechanisches Element, das durch den elektrischen Steuerkreis
beeinflußt wird, entsprechend verstellt werden. Dabei folgt der Austragförderer den horizontalen
Bewegungen des Anhängers bzw. des Nachfolgegeräts. Durch die besondere Ausgestaltung des elektrischen
Steuerkreises spricht der elektrische Steuerkreis nur in einem bestimmten Bereich an und auch nur nach einer
bestimmten horizontalen seitlichen Verstellung des Anhängers, so daß das Erntegut nicht immer auf
dieselbe Stelle im Anhänger auflrifft. Hierdurch wird fio
auf einfache Weise eine gute Verteilung des Ernteguts im Anhänger erzielt. Dabei ist die elektrische Betätigungseinrichtung
so ausgerüstet, daß ein Aufschwingen bzw. eine oszillierende Bewegung des Austragförderers
vermieden wird. Durch die Verwendung des Stromver- S5
verstärker-RückkoppIungssystems können die unterschiedlichen Abstände zwischen dem Sender bzw. der
Übertragungsvorrichtung und der Bezugsspule kornpensiert werden. Da zwischen der Erregerspule und
dem Verstärkerschaltkreis keine mechanische Verbindung besteht und die Stellkräite durch ein magnetisches
Feld erfaßt werden, erhält man eine wartungsfreie Betätigung der Antriebsvorrichtung zum Verschwenken
des Austragförderers. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 10.
An Hand der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele
eines elektrischen Steuerkreises nach der Erfindung erläutert. Es zeigt
Fig. ! eine Draufsicht eines Schleppers mit einem an diesem angehängten Feldhäcksler, an dem ein
Anhängefahrzeug angeschlossen ist, wobei die in gestrichelten Linien dargestellten Stellungen verschiedene
Stellungen des Anhängefahrzeugs andeuten,
Fig. 1 A einen Ausschnitt aus dem unteren Teil des Austragförderers mit einer elektro-hydraulischen Antriebsvorrichtung
zum Verschwenken des Austragförderers,
Fig. IB die Winkel Θ, die durch die Achse der Erregerspule und des Kraftflußvektors gebildet werden,
Fig. 2 einen Stromkreislauf der erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig. 3 ein Blockschaltbild des elektrischen Stromkreises
eines zweiten Ausführungsbeispiels zur Steuerung bzw. Verstellung des Austragförderers,
Fig. 3A die Anordnung der Spulen,
Fig. 4 eine graphische Darstellung des Spannungsverlaufs, der an verschiedenen Stellen im Steuerkreis
abgenommen ist.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 ein Schlepper mit 10 gekennzeichnet, der unter anderem zum Antrieb der
einzelnen Antriebsorgane eines Feldhäckslers 12 dient, der Erntegut in einen nachfolgenden Anhänger 14
abgibt. Der Feldhäcksler 12 ist an eine am Schlepper 10 vorgesehene Ackerschiene angeschlossen, während der
Anhänger 14 über eine Anhängerkupplung 16, mit der der Anhänger 14 ausgerüstet ist, an eine am hinteren
Ende des Feldhäckslers 12 vorgesehene Kupplung 18 angeschlossen ist. Eine Zapfwelle 20 treibt über eine
Antriebswelle 22 Schneidwerksorgane, Förderschnecke und Gebläsevorrichtung des Feldhäckslers 12 an.
Während des Arbeitseinsatzes zieht der Schlepper den Feldhäcksler 12 und den Anhänger 14 an den zu
erntenden Reihen des Ernteguts auf einem Feld entlang und führt dabei entsprechende Kurvenfahrten aus. Für
den Frntevorgang weist der Feldhäcksler 12 eine Erntebergungsvorrichtung 24 auf, die das Erntegut
erfaßt, es in das Innere führt, in der das Erntegut zerkleinert bzw. gehäckselt wird und dann einem
Gebläse 30 zugeführt wird, von dem das Erntegut nach oben und hinten durch einen Austragförderer 26 und
eine Ernteguteinlaßöffnung 28 des Anhängers 14 in den Anhänger abgegeben wird. Wird der Anhänger 14
um eine Kurve geführt, so schwenkt er mit Bezug auf den Austragförderer 26 seitlich aus, und zwar innerhalb
eines Winkelbereichs von 45", der in gestrichelten Linien in Fig. 1 angedeutet ist.
Wie aus der Fig. 1 zu entnehmen ist, würde, falls der Austragförderer 26 des Feldhäckslers 12 starr am
Feldhäcksler angeordnet wäre, dieser bei Kurvenfahrt
des Schleppers das Erntegut am Anhänger 14 vorbei auf den Boden abgeben. Um diesen Nachteil zu beseitigen,
ist der Austragförderer 26 am Feldhäcksler 12 derart verschwenkbar angeordnet, daß er bei Kurvenfahrt
des Schleppers und somit des Anhängers 14 immer auf die Erntegut-Einlaßöffnung 28 ausgerichtet
ist.
Fig. 1 A zeigt eine der Möglichkeiten der gelenkigen
Verbindung des Austragförderers 26 mit der Auslaßöffnung des Gebläses 30 des Feldhäckslers 12. Die
Auslaßöffnung des Gebläses 30 endet in einem kreisförmigen Flansch 32, der den äußeren Umfang der
Außenwand des Gebläses 30 überragt. Das untere Ende des Austragförderers 26 weist einen zweiten
kreisförmigen Flansch 34 auf, dessen Durchmesser ein wenig größer ist als der Außendurchmesscr des Flansches
32. Eine L-förmig ausgebildete Lippe 36 erstreckt sich von dem Flansch 34 nach unten und umgibt den
Flansch 32 und stellt somit eine Gelenkverbindung zwischen dem Austragförderer 26 und dem Gebläse 30
dar. Eine eleklro-hydraulische, in zwei Richtungen betätigbare Antriebsvorrichtung 38 dient zur Verschwenkung
des Austragförderers 26. Die elektrischhydraulische Antriebsvorrichtung 38 ist mit einem
Elektromotor zur Betätigung eines Hydromotors ausgerüstet, der Druckmittel zu einem Zylinder führt, um
einen Kolben 39, der mit dem Austragförderer 26 verbunden ist, zu beaufschlagen.
Wie eingangs beschrieben ist, umfaßt die vorliegende Erfindung einen neuen elektrischen Steuerkreis zur
Betätigung der Antriebsvorrichtung. Hierzu gehört eine magnetische Einrichtung zur Erzeugung entsprechender
Impulse, die zur elektro-hydraulischen Antriebsvorrichtung 38 gesendet werden, so daß die
Steuerung des Austragförderers 26 in beide Richtungen erfolgt und somit gewährleistet ist, daß der Austragförderer
26 immer in die Einlaßöffnung 28 des Anhängers
14 fördert. In Fig. 2 sind die einzelnen Teile des einen Ausführungsbeispiels für einen magnetischen
Steuerkreis schematisch dargestellt. Zum Steuerkreis der vorliegenden Erfindung gehört ein Erregcrsignal
bzw. ein Errcgcrschaltkreis 42, der ein Hochfrequcnz-Wcehselslromsignai
einer magnetischen Sendevorrichtung bzw. einer Übertragungsvorrichtung 44 zuführt.
Die Übertragungsvorrichtung 44 ist auf dem Anhänger 14 angeordnet und erzeugt ein magnetisches Feld,
das mit Bezug auf die Fahrtrichtung des Anhängers 14 in Pfeilrichtung 46 verläuft, die somit auch den Kraftlinienfluß
des magnetischen Feldes angeben. In der nachfolgenden Beschreibung wird daher der Kraftflußvcktor
mit 46 gekennzeichnet. Das magnetische Feld, das durch die Sendevorrichtung 44 auf dem Anhänger
14 erzeugt wird, ruft eine Spannung in der Erregerspule 48 hervor, die auf dem Austragförderer 26 des
Feldhäckslers 12 angeordnet ist. Die in der Frregerspule
48 erzeugte Spannung hat eine Größe, die proportional dem Cosinus des Winkels 0 ist.
Der Winkel 0 /wischen der Achse der Erregerspule 48 und dem Kraftflußvektor 46 ist in Fig. I B dargestellt.
Die in der Erregerspule 48 erzeugte Spannung wird durch einen Verstärker bzw. Verslärkerschaltkreis
50 verstärkt und dann einem Phasendetektor (bzw. Gleichrichter 52) zugeführt. Innerhalb des Phasendetektors
wird die Spannung mit einer in einem Rcchteckschaltkreis 54 erzeugten Rechteckspannung multipliziert.
Die Multiplikation der in der Frrcgerspulc 48 und in dem Rechteckschallkreis 54 erzeugten Spannung
bestimmt die Phase der induzierten Spannung. Das hieraus resultierende Spannungssignal wird dann zu
einer elektrischen Betätigungseinrichtung 56 geleitet, die einen variablen Verstärkerstromkreis aufweist, in
dem eine variable Ansprcchwcllc oder variable I ncmpfindlii/hkeit
erzeugt wird, hevor das I rrcgcrsignal
oder der Impuls durch entsprechende Verstärker 58 und 60 verstärkt wird, um die cleklro-Indraulisihc
Antriebsvorrichtung 38 entsprechend anzutreiben und den Auslragfördcrer 26 zur Einlaßöffnung 28 des
Anhängers 14 auszurichten.
Das Frregersignal bzw. der Erregerschalt kreis 42 weist einen elektrischen Oszillator auf, der mit einem
Verstärker 62 ausgerüstet ist, der ein Wechselslromausgangssignal an Leitungen 64 und 66 erzeugt. Obwohl
die Erfindung nicht auf eine bestimmte Frequenz bezogen ist, hat sie jedoch eine Frequenz zwischen
ίο 8 und 10 kHz, was sehr vorteilhaft ist.
Der elektrische Oszillator sowie der verbleibende Stromkreis, der nachfolgend beschrieben wird, erhält
Energie von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Stromquelle.
Die Leitung 64 überträgt ein Wechselstromsignal der
magnetischen Sendevorrichlung bzw. Übertragungsvorrichtung
44 zu, von der aus das Erregersigna! einem zweiten Verstärker 68 zugeleitet wird, so daß über
Dioden 74 und 76 an den beiden Transistoren 70 und 72 eine Spannung liegt. Die Emitter der beiden Transistoren
70 und 72 sind an die Primärseite eines Transformators 78 angeschlossen, der ein Uinformungsvcrhällnis
von 10 zu 1 aufweist. Eine Lcitungsschleifc mit mindestens einer Windung 80 umgibt die
Seiten des Ober- und Unterteils des Anhängers und ist dann an die Sekundärscitc des Transformators 78
angeschlossen. Mittels der Windung 80 und des 8 kHz-Wechselstroms, der durch den Erregcrschaltkreis 42
erzeugt wird, erhält man ein magnetisches Kraftfeld mit der Feldstärke 465'.
Das Magnetfeld, das durch den Erregerstrom in der Windung 80 erzeugt wird und nachfolgend als Errciicrspannung
gekennzeichnet ist, induziert in der Spule 48 eine Spannung, die auf dem Austragförderer 26 vorgcsehen
und mit diesem gemeinsam verstellbar ist. Die Frrcgerspulc 48 weist eine Spule 81 auf, die um einen
Magnetkern 82 gelegt ist. Die Achse des Magnetkernes
82 ist so angeordnet, daß sie eine Spannun« in der Spule erzeugt, die eine Größe aufweist, die proportional
dem Cosinus 0 ist. Wie eingangs beschrieben, wird der Winkel 0 durch die Achse der Spule und des
Kraftflußvektors 46 an der Spule gebildet. Infolgedessen hat die induzierte Spannung eine Größe Null,
wenn der Austragl'ördercr 26 /um Anhänger 14 ausgerichtet
ist. Diese Stellung wird in der nachfolgenden Beschreibung als Nullstellung gekennzeichnet.
Die Phase der induzierten Spannung ändert sich mit Bezug auf die Frregerspannung über etwa IKO .
wenn die Erregerrpule 48 durch die Nullstellung
gedreht wird.
Die induzierte Spannung der Erregerspule 48 wird über eine Leitung 84 durch einen Vcrstärkcrschaltkreis
50 gelei'et und dann zu dem Phasendetektor 52 über die Leitung 86 geführt. Der Phasendetcktor 52
multipliziert die Frregerspannung mit dem Signal bzw. Impuls aus dem Frrcgerschaltkreis 42, um die Phase
der induzierten Spannung zu bestimmen. Die Phase des Spannungssignals mit Bezug auf das Erregersignal
hängt von der Stellung des Austragsfördercrs ab bzw.
auf welcher Seite der Austragsfördcrer 26 sich mit Bezug auf den Anhänger 14 befindet. Somit kann die
Phase auf elektrische Weise angeben, in welche Richtung der Austragförderer 26 verschwenkt werden muß.
um in seine Nullstellung zu gelangen. Die Multiphkation
innerhalb des Schaltkreises wird durch einen 1 nmMMorschaltcr 88 bewerkstelligt, dessen I ingang
an die elektrische 1 eilung 86 angeschlossen ist, und die Auslastung erfolgt durch eine Rechteck welle bezogen
auf die Phase des Lrregersignals. das \.iii dem Rechteekscha
,ikreis 54 über cine Leitung 90 geleiicl wird.
Der Reehieckschallkreis 54 erhält das 8 kl I/ starke
Errc-gersignal von dem Frregerschallkreis 42 i'iber die
Leitung 66. Die hieraus resultierende Rechteckwelle weist eine Phase auf. die auf die Originalphase des
Erregers! ro ms hinweist. Der Rechtcekschaitkreis 54
enthält Transistoren 92.1. 1HIt. 92
<" und 92 P sowie Dioden 94 I und 94/?. die entsprechend miteinander
verbunden sind.
Die multiplizierte Erregerspannung wird \om Transistorschalter 8S über eine Filter- und Verstärkerschaltung
96 geleitet, so daIi man ein integriertes bzw.
lineares Ausgangssignal erhält, das die Größe und die Phase der F.rregcrspannung erfaßt.
Das lineare Ausgangssignal aus dem Phasendeieklor
52 wird über eine elektrische Leitung 98 der Betätigungsvorrichtung
56 zugeführt. Die Betätigungsvorrichtung
56 enthält einen variablen Versiärkersiromkreis
mit parallel angeordneten Ycrsiärkern 100 und jo
102. die Transistoren 104 und 106 beaufschlagen und
somit in einem bestimmten Bereich einen variablen IJnemplindlichkeilsbereich bzw. eine variable Ansprechschwelle
erzeugen. Mit dieser Ansprechschwelle ist ein System gemeint, das auf Änderung in der
induzierten Spannung in einem bestimmten Bereich nicht anspricht. Durch diesen Schaltkreis erhält man
ein stabiles System, so daß Schwankungen bzw. oszillierende Bewegungen des Austragföraerers 26 vermieden
werden, wenn der Feldhäcksler 12 und der Anhänger 14 geradeaus fahren und dabei nur ganz
geringe Ausschläge verursachen. Die Beaufschlagung der VeiMärker 58 oder 60 durch die Beiätigtmgseinrichuing
56 hängt von der Drehrichtung des Austragförderers 26 all. Durch die Betätigung des Verstärkers
58 oder 60 wird die elektro-hydrostaiisehe Antriebsvorrichtung
38 über ti ic elektrischen Leitungen 40 1 oder 40 Si betätigt, so daß der Austragförderer 26 in
seine Normalstellung gelangt. Ist der Ausiragförderer
26 mit Hezug auf die Linlaßöffnung 28 des Anhängers
14 ausgerichtet, so durchfährt die induzierte Spannung der Frregerspulc 48 die Gioße Null und die Antriebsvorrichtung
38 wird abgeschaltet.
Die Arbeitsweise des Steuerkreiscs der vorliegenden Frfindung kann am besten verstanden werden, wenn
man die entsprechenden Spannungsverläufc an verschiedenen
Punkten des Stromkreises gemäß der grafischen Darstellung in 1 ig. 4 veranschaulich!. Die
grafische Darstellung gemäß lic. 4 is! in drei Abschnitte
unierveilt. wobei die drei Abschnitte die drei verschiedencn
Stellungen des \nhängers 14 mit Bezug auf
den Ausiragförderer 26 angeben. Die Nullstellung gibt
die Normalsiellung des Ausiragförderers 26 mit Bezug
auf die Einlaßöffnung 28 des Anhängers 14 an. d. h.
die Stellung, in der der Austragförderer 26 das \ riUegu!
einwandfrei in die Γ inlaßöffnung 28 des Anhänger-·
14 abgibt. In der Stellung A ist der Anhänger 14
mit Bezug auf den Austragförderer 26 nach rechts verschwenkt, während in der Stellung B der Austragförderer
26 mit Bezug auf den Anhanger nach links verschwenkt ist. Die Angriffspunkte der verschiedenen
Spannungen sind in 1 ig. 2 wicdcrgegciien, und /war
wie folg)
Punkt C und C" der Ausgang aus dem !'neperschaltkreis
42
Punkt
'unkt /
Punkt (Ζ
der Ausgang des
Stromkreises 54
Stromkreises 54
Rechteck-
Jas Signal zwischen dem Transistorschalter 88 und der Filter-
und Verstärkerschaltung 96 des Phasendelektors 52
der Ausgang
dctektors 52
dctektors 52
des Phasen-
Punl.i /)
tier Ausgang der I rrcgcrspule 48
Punkt //und //' die Ausgänge der elektrischen Betätigungsvorrichtung 56.
Aus der L ig. 4 geht hervor, daß bei C und C der
Erregersirom aus dem Erregerschaltkreis 42 eine Sinusschwingung
bzw. Welle darstellt, die eine in etwa konstante Amplitude während des gesamten Schwenkvorgangs
des Austragförderers 26 gegenüber dem Anhänger 14 aufweist, d. h. also die Sinusschwingung hat in
der Stellung .-i. in der Stellung Null und in der Stellung
Ii eine konstante Größe. Am Punkt D. wenn der
Anhänger 14 in die Stellung A gelangt, hat die induzierte
Spannung dieselbe !'hase wie das Erregersignal, jedoch verändert sich die Spannungsamplitude in Abhängigkeit
der Änderung des Winkels 0. Befindet sich der Ausiragförderer 26 zum Anhänger 14 hin ausgerichtet,
so verkleinert sich die Amplitude der induzierten Spannung bei Erreichung der Nullstellung solange,
bis sie auf die Größe 0 angelangt ist. Wird der Anhänger 14 nach rechts durch die Phase B verschwenkt,
so wird im Erregersehaltkreis 42 wiederum eine Spannung
induziert. Doch fincici. in diesem Lalle eine Phasenverschiebung von 1X0 gegenüber dem Erregerstromsignai
statt. In der Stellung .·( verändert sich die Amplitude der induzierten Spannung, wenn sich der
Winkel 0 ändert.
Die Rechteckwelle, die am Punkt E durch den
Rechtecksehaltkreis 54 hervorgerufen wird, hat eine
konstante Amplitude und Phase ohne Rücksicht auf die Stellung des .Anhängers 14 und des Austragförderers
26.
An der Stelle l·. an tier der Anhänger 14 in den Bereich ·! gelangt, befindet sich die multiplizierte
Aiisgangsspannung des Transistorschalters 88 in Phase
mil der 1 rregcrspanniing. dabei findet eine negative
/erhackung stall, d. h. die negativen Spaiinungsspii/en
werden abgeschnitten. Durchfährt der Anhänger 14 und der Austragförderer 26 die Nullstellung, so läuft
die Spannung auf Null zu. Durchfährt der Anhänger 14 den /f-Beicich. so wird der positive Spannungsaussclildg
zerhackt und der negative Spannungsausschiag des Ausgangs befindet sich in Phase mit dem Frregersignal.
<ia die induzierte Spannung um !80 Phasen
verschoben ist
Diiichfährt der Anhänger 14 an der Stelle Π von
der äußeren Begrenzung der Stellung A die Nullstellung,
so stellt die induzierte Spannung eine abnehmende
! unktion dar. Hs der Nuilwcrt oder die NuIigroÜc
an der Nullstellung erreicht wird. Schwenkt der Anhänger 14 von der Nullstellung zur äußeren Begrenzung
der Stellung B. so ist die indu/icrtc Spannung
cmc I unkiion. die an der Nuüsicilung eine Gröüc
NuIi hai und \<m dort aus anwächst und cmcn
negativen Verlauf einnimmt, wenn der Winkel 0
kleiner uird.
Duuhfahrt der Anhänger 14 von der Nullstellung
aus die 'vellum· 4 hinter dem Bereich mn einer
!in: .-76
variablen Ansprechschwelle, die von der Betätigungseinrichtung
56 erzeugt wird, so tritt an der Stelle // eine Spannung auf, die eine Betätigung des elektrisch
gesteuerten Ventils in der Antriebsvorrichtung 38
herbeiführt, so daß die Antriebsvorrichtung eine entsprechende Stellung des Atistragförderers 26 herbeiführt
und diesen in eine ausgerichtete Stellung mit Bezug auf den Anhänger 14 bringt. Nach Erreichung
der Nullstellung fällt die Spannung an der Stelle // auf Null ab und bleibt bis der Anhänger 14 die
Stelle B erreicht hat, auf dem Wert Null. Es wird außerdem darauf hingewiesen, daß in Folge des 1 otpunktbereichs
bzw, des Bereichs der variablen Ansprechschwelle, der durch die Betätigungseinrichtung
56 erfolgt ist, an der Stelle // keine Spannung auftritt, bis der Anhänger 14 um einen ausreichenden Betrag
durch den Bereich A \ ei schwenkt worden ist und
dabei den Totpunktbeieich überschritten hat. Der Totpunktbereich bzw. die Totpunktgrenze ist in gestrichelten
Linien in I ig. 4 angegeben.
An der Stelle //', an der der Anhänger 14 entweder durch den Bereich A oder den Nullbcreich sich bewegt,
entsteht keine Spannung an den Anschlüssen. Es tritt auch keine Spannung an den Anschlüssen auf, wenn
der Anhänger 14 in den ß-Bereich gelangt, solange der unwirksame Bereich, der durch die gestrichelten
Linien in Fig. 4 angegeben ist. nicht überschritten wird. Wird jedoch der Anhänger 14 um einen ausreichenden
Winkelbetrag in den Bereich B verstellt und überschreitet dadurch den unwirksamen Bereich, so
tritt an der Stelle //' eine Spannung auf. die die Antriebsvorrichtung 38 betätigt und somit eine Verstellung
des Austragförderers 26 mit Bezug auf die Einlaßöffnung 28 des Anhängers 14 herbeiführt. Bei Erreichung
der Nullstellung bzw. des Nullbereichs fällt die Spannung an der Stelle H auf Null und bleibt solange
auf dem Wert Null, bis der unwirksame Bereich wieder überschritten wird.
In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des magnetischen Steuerkreises zur Verstellung des Austragförderers
26 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Leitung 66 aus dem ersten Ausführungsbeispiel durch eine Bezugsspule 108 ersetzt, so daß
dadurch die Leitung 66 überflüssig wird.
Ein Erregerschaltkreis 42.4 erregt eine Sendevorriehlung bzw. Übertragungsvorrichtung 44.4. Der Erregerschaltkreis
42,4 und die Übertragungsvorrichtung 44.4 haben dieselbe Fun!· tion wie der Frregcrsehaitkreis 42
und die Übertragungsvorrichtung 44 aus dem ersten Ausführungsbeispiel. Aus diesem Grunde ist im nachfolgenden
Ausführungsbeispiel Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel genommen. Die Übertragungsvorrichtung
44A entspricht in etwa der Übertragungsvorrichtung
44 des ersten Ausführungsbeispiels und die Übertragungsvorrichtung 44.4 weist eine Windung
auf, die ebenfalls die Seite, die Oberseite und die Unterseite des Anhängers 14 umgibt und ein magnetisches
Feld erzeugt.
Eine Erregerspule 48.4 befindet sich auf dem Austragförderer 26 des Feldhäckslers 12 und kann mit
diesem gemeinsam verschwenkt werden, wobei die Spule ebenfalls einen Magnetkern 82,4 aufweist, dessen
Längsachse rechtwinklig zur Längsachse des Kraftflußvektors verläuft, wenn der Anhänger 14 mit Bezug auf
den Austragförderer 26 sich in Nullstellung befindet. Somit ist die Erregerspannung, die in der Erregerspule
48.4 induziert wird, proportional dem Cosinus 0.
Die in der Erregerspule 48 induzierte Spannung wird über einen Verstärker 50.4 einem Phasendetektor
52,4 zugeführt, in der die indur.ierte Spannung multipliziert
wird, um jede Phasenverschiebung zwischen der in der Eiregerspule 48.4 induzierten Spannung und
dem Bezugssignal im Schallkreis 54.4 zu erfassen.
In diesem Aiisführungsbeispicl ist der Ausgang der
Bezugsspule 108, die auf dem Austragförderer 26 angeordnet ist, an den Eingang des Rechteckschaltkreises
54,4 gelegt. Das heißt also, die Sapnnung verläuft nicht mehr über die elektrische Leitung 66 vom
Oszillator des Erregerschaltkreiscs, wie es im ersten Ausführungsbeispiel verwirklicht ist. Die Bezugsspule
108 ist auf dem Austragförderer 26 angeordnet und weist eine durch das magnetische Feld erzeugte induzierte
Spannung auf, die von dem Erregerschalikrcis 44.4 stammt. Die Bezugsspule 108 ist mit einem Magnetkern
110 ausgerüstet, dessen Achse rechtwinklig zur Achse der Spule 82.4 der Erregerspule 48 verläuft.
In der Nullstellung läuft die Achse des Magnetkerns 110 in etwa parallel zum Kraftflul.Uektor der Bezugsspule
108. Infolgedessen ist die in der Bezugsspule 108 induzierte Spannung proportional dem Sinus 0 anstatt
dem Cosinus 0. Da mathematisch sinus 0 keine Änderung der Phase erfährt, wenn die Spulen 48.4 und 108
durch den Nullbeicich gelangen, wird die Spannung,
die in der Spule 108 induziert wird, keine wesentliche
Phasenveränderung mit Bezug auf das Errcgersignal herbeiführen. Infolgedessen kann eine derartige Spannung
an Stelle der Spannung, die man über die Leitung 66 aus dem Errcgerscruillkreis erhält, verwendet
werden.
^ Zur Veranschaulichung ist die Bezugsspule 108 in Fig. 3 mit Abstand zur Erregerspuie 48.4 dargestellt,
jedoch ist die eigentliche Lage der beiden Spulen auf dem Austragförderer in Fig. 3,4 wiedergegeben, in
der die Bezugsspule 108 rochtv\inkli-i und" niittig zur
Erregerspule 48.4 angeordnet ist.
Die in der Bezugsspule 108 induzierte Spannung wird über eine Leitung 112 einem Verstärker 114
zugeführt. Nach der Verstärkung wird die induzierte Spannung über eine Leitung Indern Rechteckstromkreis
54 4 zugeleitet, der eine Rechtcckschwinguni
erzeugt, um einen Schalttransislor im Phascndetektoi
52.4 in derselben Weise abzutasten wie der Rechteckschaltkreis 54 den Transistor 88 des Phascndctcktors 5·ί
des ersten .Ausführungsbeispiels abtastet.
Der Ausgang des Phasendetektors 52.4 wird dci
Betätigungsvorrichtung 56.4 zugeführt, der in dci
Arbeitsweise der Betätigungseinrichtung 56 entspricht Hierbei ist auf die Betätigungsvorrichtung 56 des erster
Ausführungsbeispiels Bezug'genommcn "um die Funk
tion und Arbeitsweise der Betätigunesvornchtuns 56/
besser zu verstehen Die Beaufschlagung der Bctäti gungsvorrichtung 56.4 hängt von der Drehrichtuni
des Austragförderers 26 ab/um diesen mit Bezug au den Anhänger 14 entsprechend auszurichten. Hierzi
wird entweder der Verstärker 58.4 oder 60 4 durch dii
Betätigungsvorrichtung 56 beaufschlagt so daß dii Verstarker die elektro-hydraulische Antricbsvorrich
Hing 38 in Arbeitsbereitschaft versetzen können. Dii
elektro-hydraulische Antriebsvorrichtung 38 richte den Austragförderer 26 des Feldhäckslers entsprechen«
zur Fingangsöffnunp 28 des Anhängers 14 aus.
In den Stromkreis /wischen dem Verstärker 114 um
dem Rechteckschaltkreis 54.4 ist ein Rückkopplungs system, das mit einem Gleichrichter 118 ausgerüste
ist, parallel geschaltet. Der Gleichrichter wandelt da
Il
Wechselstromsigna! in ein (ileichslromsignal um und führt das ülcichslromsignal zu dem Stromverstärker
120. Der Stromverstärker 120 weist einen Ausgang auf. der an die Verstärker 50.1 und 114 angeschlossen ist.
Das Rückkopplungssystem kompensiert die unter- .">
scliiedlichcn Abstände zwischen tier Windung der Sendevorrichtung 44/1, der den Anhänger 14 umgibt,
sowie das Signal der Erregerspulc 48/1 und der Bezugsspule 108, wenn der Austragförderer 26 mit Bezug auf
den Anhänger 14 seitlich verschwenkt wird. Mit andercn Worten: das Rückkopplungssysiem hält die
Amplitude des Singais bei Abstandsänderungen zwischen der Windung und den Spulen konstant. Somit
spricht der Stromkreis lediglich auf Änderungen des Winkel 0 an, um eine Spannung zum Antrieb des
Austragförderers 26 zu erzeugen.
Im Arbeilseinsalz ist die Funktion des zweiten Ausführungsbcispiels
gleich der Funktion des ersten Ausführungsbcispiels.
Das durch die um den Anhänger 14 gelegte Windung hervorgerufene magnetische Feld
induziert in der Spule 48/f und der Bezugsspule 108 eine Spannung.
Die induzierten Spannungen werden verstärkt und dann im Phasendetektor 52 A miteinander verglichen,
um eine jede Phasenverschiebung zwischen der induzierten Spannung in der Erregerspule 48,4 und der in
der Spule 110 induzierten Spannung zu unterscheiden.
Nachdem der Phasenunterschied elektronisch ermittelt wurde, erzeugi der Phasendetektor 52 A ein aus
diesen Werten ermitteltes Spannungssignal, das dann gefiltert und der Betätigungsvorrichtung 56 A zugeführt
wird. Diese erzeugt wieder ein Ausgangssignal an einem der beiden Verstärker, um das elcktro-hydraulische
Ventil in eine entsprechende Stellung zu verstellen, so daß die Antriebsvorrichtung 38 angetrieben und
somit der Austragfördeier 26 zum Anhänger 14 entsprechend ausgerichtet werden kann.
Fährt nun der Feldhäcksler 12 über ein Feld und führt dabei Kurvenfahrten aus. so wird der Austragförderer
26 mit Bezug auf den Anhänger 14 verstellt und eine Spannung in der Spule 110 und der Erregerspule
48,4 entsprechend dem Winkel 0 induziert. Diese Spannung wirkt dann elektronisch auf die eleklrohydraulischc
Antriebsvorrichtung 38, die den Austragförderer 26 zum Anhänger 14 ausrichtet. Sind Austragförderer
und Anhänger 14 zueinander ausgerichtet so weist der Winkel 0 zwischen der Erregerspule und
dem Kraftflußvektor einen Winkel von 90 auf, wöbe
die Erregerspannung, die in der Spule induziert wird einen Wert von Null erreicht hai. Dadurch wird die Betätigungsvorrichtung
56abgeschaltet und somit eine wei tcre Verstellunc des Austracförderers 26 unterbunden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Elektrischer Steuerkreis zur Betätigung einer Antriebsvorrichtung zum Verschwenken eines Austragförderers
einer Erntemaschine, insbesondere eines Feldhäckslers in Abhängigkeit von der Bewegung
eines an die Erntemaschine angehängten Anhängers, gekennzeichnet durch
folgende Merkmale:
a) ein Erregersignalschaltkreis (42) zur Erzeugung eines Erregersignals (C bzw. C),
b) eine Übertragungs- bzw. Sendevorrichtung
(44), die am Anhänger (14) vorgesehen ist und die in Abhängigkeit des Erregersignals (Cl ein
magnetisches Feld aufbaut,
c) eine magnetisch abhängige Erregerspule (48, 4SA), die an der Erntemaschine vorgesehen ist
und zur gemeinsamen Bewegung mit dem Austragförderer (26) dient, wobei die Erregerspule
eine durch das magnetische Feld erregte Erregerspannung aufweist, die eine Funktion
des zwischen der Achse der Erregerspule (48) und des Kraftflußvektors (46) der Erregerspule
gebildeten Winkels θ ist,
d) eine elektrische Vorrichtung (54, 108, 114, 54 A) zur Erzeugung einer Bezugsspannung (E)
unter der Erfassung des Zustands bzw. der Phasenlage des Erregersignals (C),
e) ein Phasendetektor bzw. Phasengleichrichter (52) zur Erfassung bzw. Erkennung der Phasenverschiebung
zwischen der Erregerspannung (D) und der Bezugsspannung (E), wobei der Phasendetektor ein Ausgangssignal (G)
aufweist und
f) eine elektrische Betätigungsvorrichtung (56) zur Beaufschlagung der Antriebsvorrichtung
(38) in Abhängigkeit des Ausgangssignals (C) des Phasendetektors (52).
2. Steuerkre's nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Übertragungs- bzw. Sendevorrichtung (44) zumindest eine Windung (80) aufweist,
die um den Anhänger (14) geführt und an ihm befestigt ist.
3. Steuerkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (82) der Erregerspule
(48) auf dem Austragförderer (26) angeordnet ist und in der Normalstellung rechtwinklig zum
Kraftflußvektor (46) verläuft, so daß die durch das magnetische Feld erregte Erregerspannung eine
Funktion des zwischen der Achse der Erregerspule (48) und des magnetischen Kraftflußvektors
gebildeten Cosinuswinkels ist.
4. Steuerkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Betätigungseinrichtung
(56) einen unwirksamen Stromkreis (100, 102, 104, 106) zur Stabilisierung der Betätigung der
Antriebsvorrichtung (38) aufweist.
5. Steuerkreis nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dai3 die elektrische Vorrichtung (62
oder 108) /ur Erzeugung einer Bezugsspannung, die die Phase des Erregersignals erfaßt, einen Rechteckstromkreis
(54) aufweist, der ein über eine mit dem Erregerschaltkreis (42) verbundene Leitung
(66) geführtes Eingangssignal (C) und ein zum Phasendetektor (52) geführtes Ausgangssigna! (£)
aufweist.
6. Steuerkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Vorrichtung (62)
zur Erzeugung einer Bezugsspannung eine auf dem Austragförderer (26) angeordnete Bezugsspule
(108) aufweist, die gemeinsam mit dem Austiagförderer
(26) verstellbar ist, wobei die Bezugsspule (108) eine Ausgangsspannung aufweist, die in
einem proportionalen Verhältnis zu dem zwischen der Erregerspule (48, 4SA) und dem magnetischen
Krafiriußvektors (46) gebildeten Sinuswinkel steht,
wobei der Rechteckschaltkreis (54Λ) einen Eingang, der mittel- oder unmittelbar an den Ausgang
der Bezugsspule (108) angeschlossen ist, und einen Ausgang aufweist, der an den Phasendelektor
(52A) angeschlossen ist.
7 Steuerkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Erregerspule (48A) und dem Phasendeteklor (52 Λ) ein Verstärker
bzw. Verstärkerschaltkreis (50-4) und ein zweiter Verstärker (114) zwischen der Bezugsspule (108)
und dem Rechteckschaltkreis (54A) geschaltet ist.
8. Sieuerkreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Stromverstärker-Rückkopplungssystem (118, 120) über elektrische Leitungen
an den ersten Verstärker (50Λ) und an den zweiten
Verstärker (114) angeschlossen ist.
9. Steuerkreis nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromverstärker-Rückkopplungssystem
(118, 120) einen Gleichrichter (118) aufweist, dessen Eingang über eine elektrische
Leitung (116) an den Ausgang des zweiten Verstärkers
(114) und dessen Ausgang über eine elektrische Leitung an den Eingang eines Stromverstärkers
(120) angeschlossen ist, dessen Ausgang über eine elektrische Leitung an die Eingänge des ersten und
zweiten Verstärkers (50.4 und 114) angeschlossen ist.
10. SlLjerkreis nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß der Erregerschaltkreis (42) zwei Ausgänge aufweist, wovon der erste Ausgang über
eine Leitung (64) an den Eingang der Sende- bzw. Übertragungsvorrichtung (44) angeschlossen ist,
die die Erregerspule (48) beeinflußt, wobei der Ausgang der Erregerspule über eine elektrische Leitung
(84) an den Verstärkerschaltkreis (50) angeschlossen ist, dessen Ausgang über eine elektrische
Leitung (86) an den ersten Eingang des Phasendetektors (52) angeschlossen ist, der einen Ausgang
aufweist, der über eine Leitung (98) an den Eingang der Betätigungseinrichtung (56) angeschlossen ist,
währeüd der zweite Eingang (E) über eine Leitung (90) an den Ausgang des Rechteckschaltkreises (54)
angeschlossen ist, der mit seinem Eingang über die Leitung (66) mit dem zweiten Ausgang des Erregerschaltkreises
(42) verbunden ist.
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