DE69510711T2

DE69510711T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen eines Scherbalkens in Relation zum Schneidkopf

Info

Publication number: DE69510711T2
Application number: DE69510711T
Authority: DE
Inventors: Robert L. Fackler
Original assignee: Ford New Holland NV
Current assignee: CNH Industrial Belgium NV
Priority date: 1994-04-04
Filing date: 1995-04-01
Publication date: 1999-12-02
Anticipated expiration: 2015-04-02
Also published as: DE69510711D1; EP0676130B1; US5443215A; EP0676130A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Erntegutverarbeitungsgeräte, wie z. B. Feldhäcksler, und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Einstellung der Position eines Scherbalkens, so daß er parallel zu einem rotierenden Schneidkopf steht, wobei kein Eingriff einer Bedienungsperson erforderlich ist, mit Ausnahme der Betätigung einer Schalters zur Einleitung des Einstellvorganges.
In der US-A-4 799 625 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, bei dem bzw. bei der die Einstellung zwischen einem rotierenden Schneidkopf und einem Scherbalken in einem Feldhäcksler automatisch unter der Steuerung eines Mikroprozessors erreicht wird. Bei diesem Patent nach dem Stand der Technik wird, soweit es diese Erfindung betrifft, der Einstellvorgang teilweise durch Sensoren und Verfahren gesteuert, die sicherstellen, daß ein Einstellvorgang nicht fortgesetzt werden kann, sofern nicht die Sensoren festgestellt haben, daß sich der Schneidkopf mindestens mit einer vorgegebenen Drehzahl dreht. Wie dies in diesem US-Patent angegeben ist, kann der Einstellmechanismus entweder selbst beschädigt werden oder eine Beschädigung des Schneidkopfes hervorrufen, wenn sich der Schneidkopf nicht dreht.
In der US-A-799 625 wird die Drehung des Schneidkopfes durch einen Drehzahlmesser bestimmt, der eine Impulsfolge zur Anzeige der Drehung des Schneidkopfes erzeugt. Elektrische Signale, die derartige Impulsfolgen darstellen, enthalten selbst bei relativ niedrigen Wiederholfrequenzen beträchtliche Hochfrequenzkomponenten, und diese Hochfrequenzsignalkomponenten neigen selbst bei relativ niedrigen Leistungspegeln dazu, von ihren zugeordneten Signapfaden auf benachbarte Signalpfade und Bauteile übergekoppelt zu werden. Eine derartige Überkopplung kann die Betriebsweise benachbarter Bauteile beeinflussen und eine un erwartete Funktionsweise bestimmter Schaltungselemente hervorrufen.
Im Fall von landwirtschaftlichen Geräten, wie z. B. Feldhäckslern, die unter schwierigen Umgebungsbedingungen bezüglich Schwingungen, Temperatur und Schmutz arbeiten, vergrößern sich die Probleme weiter.
Entsprechend ist es ein Ziel dieser Erfindung, das Verfahren und die Vorrichtung zur Einstellung eines Scherbalken gegenüber einem Schneidkopf zu verbessern, wobei dieses Verfahren bzw. die Vorrichtung nicht auf elektrischen Impulssignalen zur Bestimmung der Drehung des Schneidkopfes beruht, wodurch Fehlfunktionen aufgrund einer Signalüberkopplung beseitigt werden.
Bei dem in der US-A-4 799 625 beschriebenen Feldhäcksler wird der Schneidkopf (über eine selektriv einkuppelbare Kupplung) von dem Hauptantrieb des Feldhäckslers angetrieben. Um sicherzustellen, daß sich der Schneidkopf dreht, besteht daher ein erforderliches Element darin, daß sich der Hauptantrieb dreht. Die Drehung dese Hauptantriebs kann von einer Anzahl von Sensoren abgeleitet werden, von denen einige Impulsfolgen erzeugen (beispielsweise ein Drehstromgenerator), während andere ein mehr oder weniger stationäres Signal ohne wahrnehmbare Schwingungsübergänge erzeugen (beispielsweise Öldrucksensoren).
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Erntematerial-Verarbeitungsgerät geschaffen, das einen Hauptantrieb aufweist, der über eine Kupplungseinrichtung mit einem drehbaren Bauteil gekoppelt ist, und das weiterhin eine Einrichtung zur Feststellung einer Drehung des drehbaren Teils vor der Einleitung eines Steuervorganges aufweist.
Dieses Gerät ist dadurch gekennzeichnet, daß die die Drehung feststellende Einrichtung folgendes umfaßt:
- eine erste Signaleinrichtung zur Erzeugung eines ersten stationären elektrischen Signals, das im wesentlichen frei von Einschwingvorgängen ist, um eine Bewegung des Haupt antriebs anzuzeigen,
- eine zweite Signaleinrichtung zur Erzeugung eines zweiten stationären Signals, das im wesentlichen frei von Einschwingvorgängen ist, um das Einkuppeln der Kupplungseinrichtung zum Drehantrieb des drehbaren Bauteils anzuzeigen, und
- Einrichtungen zur Kombination der stationären Signale von der ersten Signaleinrichtung und der zweiten Signaleinrichtung, so daß die Drehung des drehbaren Bauteils bestimmt wird, wenn beide stationäre Signale vorhanden sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die erste Signaleinrichtung einen Öldrucksensor in einem Ölzufuhrsystem des Hauptantriebs, um eine der zwei notwendigen Bedingungen zur Anzeige einer Drehung des drehbaren Bauteils festzulegen, das ein Schneidkopf sein kann. Die andere notwendige Bedingung zur Bestimmung der Drehung besteht darin, daß die Kupplungseinrichtung, die in dem Leistungsstrang zwischen dem Hauptantrieb und dem drehbaren Bauteil eingefügt ist, betätigt wurde, wobei diese Kupplungseinrichtung einen Schalter betätigen kann, der ein zweites stationäres Signal liefert. Die beiden stationären Signale werden miteinander kombiniert, so daß, wenn beide vorhanden sind, eine Drehung des Schneidkopfes festgetellt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Kombination der beiden stationären Signale entweder in Form von Software durch eine Folge von Programmschritten erzielt werden, oder sie kann in fest verdrahteter Form über eine UND-Schaltung erzielt werden.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Feststellung der Drehung eines drehbaren Bauteils in einem Erntematerial-Verarbeitungsgerät geschaffen, das einen Hauptantrieb aufweist, der über eine Kupplungseinrichtung mit dem drehbaren Baauteil gekoppelt ist. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:
- Erzeugen eines ersten stationären Signals, das im wesentlichen frei von Einschwingvorgängen ist, zur Anzeige der Drehung des Hauptantriebs,
- Erzeugen eines zweiten stationären Signals, das im wesentlichen frei von Einschwingvorgängen ist, um anzuzeigen, daß die Kupplungseinrichtung eingekuppelt ist, um das drehbare Bauteil in Drehung anzutreiben, und
- Kombination der ersten und zweiten stationären Signale derart, daß die Drehung des drehbaren Bauteils festgestellt wird, wenn beide stationären Signale vorhanden sind.
In einem weiteren Schritt kann ein Steuervorgang gesperrt werden, wenn keine Drehung des drehbaren Bauteils festgestellt wird.
Eine Vorrichtung zur Einstellung eines Scherbalkens gegenüber einem Schneidkopf gemäß der vorliegenden Erfindung wird nunmehr ausführlicher in Form eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 ein Teilschaltbild der elektrischen Steuerungen umfaßt, die in der US-A-4 799 625 zur Steuerung der Scherbalkeneinstellung verwendet werden,
Fig. 2 ein teilweises Ablaufdiagramm ist, das einen Teil der Routine gemäß der US-A-4 799 625 zeigt, bei der die Erfindung verwendet wird, und
Fig. 3 das Schaltbild zeigt, wie die bekannten Messungen und Logikroutinen gemäß der Erfindung modifiziert werden.
Gemäß Fig. 1 schließt die in der US-A-4 799 625, Spalte 3, Zeile 28 bis Spalte 17, Zeile 42 beschriebene Scherbalken- Einstellvorrichtung eine (nicht gezeigte) Vielzweck-Schnittstellen-Anpaßeinrichtung (VIA) ein, die die beiden Anschlüsse der VIA über zwei BUS-Leitungen verbindet, die zusammen als 231 bezeichnet sind. Die BUS-Leitung 231 ist unter anderem zum Empfang der Ausgänge einer Vielzahl von Verstärkern 241 bis 244 angeschaltet. Der Verstärker 241 weist einen mit der 5 V-Logik- Versorgungsspannung verbundenen Eingang und einen zweiten über zwei Widerstände 248 und 250 mit der 12V-Leistungsversorgung verbundenen Eingang auf. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 248 und 250 ist über einen Schalter 252 mit Erde verbunden. Solange wie der Schalter 252 geschlossen ist, legt der Verstärker ein logisches Null-Signal auf die BUS-Leitung an, während, wenn der Schalter 252 offen ist, der Verstärker ein logisches Eins-Signal auf die BUS-Leitung legt. Der Schalter 252 ist einem (nicht gezeigten) Kupplungshebel zugeordnet, der so betätigt wird, daß ein (nicht gezeigter) Kettenantrieb eine Drehung des Schneidkopfes hervorruft. Der Schalter 252 wird damit geschlossen, wenn die Antriebsleistung an den Schneidkopf angelegt wird.
Die Verstärker 242 bis 244 sind in der gleichen Weise wie der Verstärker 241 angeordnet, wobei Schalter 254 und 256 den Verstärkern 242 bzw. 243 zugeordnet sind und Schalter 258 und 260 dem Verstärker 244 zugeordnet sind. Diese Schalter sind Grenzschalter, um festzustellen, wann die Enden des Scherbalkens das Ende ihrer Bewegung in Richtung auf den Schneidkopf und von diesem fort erreicht haben. Die Schalter 254 und 256 werden betätigt, wenn jeweilige Enden des Scherbalkens das Ende ihrer Bewegung von dem Schneidkopf fort erreicht haben. Die Schalter 258 und 260 sind in Serie miteinander geschaltet, so daß der Verstärker 244 ein logisches Eins-Ausgangssignal erzeugt, wenn einer der Schalter offen ist, d. h. wenn sich eines der beiden Enden des Scherbalkens am Ende seiner Bewegung in Richtung auf den Schneidkopf befindet. Die Grenzschalter 254, 256, 258, 260 sind in das Gehäuse von (nicht gezeigten) Motoren eingefügt, und sie werden durch mechanische Zweirichtungs-Zählmechanismen betätigt, die die Drehungen von Leitspindeln zählen, die die jeweiligen Enden des Scherbalkens antreiben.
Gemäß US-A-4 799 625, Spalte 6, Zeilen 23 bis 34 erzeugt ein (nicht gezeigter) Drehzahlmesser eine Folge von Ausgangsimpulssen mit einer Rate, die proportional zur Drehzahl des Schneidkopfes ist. Diese Impulse werden über eine Leitung 262 einem Eingang eines Vergleicherverstärkers 264 zugeführt. Ein Spannungsteiler mit zwei Widerständen 266 und 268 ist zwischen Volt und Erde angeschaltet, und diese Bezugsspannung wird von dem Verbindungspunkt der Widerstände einem zweiten Eingang des Verstärkers 264 zugeführt. Wenn der Drehzahlmesser einen die Größe der Bezugsspannung übersteigenden Ausgangsimpuls erzeugt, legt der Verstärker 264 ein logisches Eins-Signal an eine Bitposition der VIA-BUS-Leitung 231 an. Diese Impulse werden dann nachfolgend von einem (nicht gezeigten) Zähler gezählt.
Im Betrieb stellt dieser Teil der bekannten Schaltung eine Schneidkopf-Drehung fest, wenn der Schalter 252 betätigt ist, und wenn der Vergleicherverstärker 264 ein logisches Eins- Signal an die VIA-BUS-Leitung 231 anlegt. Das Vorhandensein von Impulsen an der Leitung 262 kann zu einer Überkopplung auf benachbarte Schaltungsbauteile führen und damit eine fehlerhafte Betätigung des Scherbalkens hervorrufen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist ein Teil-Ablaufdiagramm zu erkennen, das zeigt, wie die Vorrichtung nach der US-A-4 799 625 die Schaltungen verwendet, die teilweise in Fig. 1 gezeigt sind, um eine Steuerroutine zur Einstellung der jeweiligen Enden eines Scherbalkens in Richtung auf den Schneidkopf oder von diesem fort auszuführen. Kurz gesagt steuert die Einstellroutine zumindest einen, jedoch vorzugsweise zwei (nicht gezeigte) Motoren und beginnt im Schritt 1200, in dem die Belegt-Flagge gesetzt und die Bereitschaftslampenflagge zurückgesetzt wird, so daß (nicht gezeigte) Anzeigen in richtiger Weise den Status des Systems anzeigen. Der Speicherplatz TIMS wird auf 2 eingestellt. Wenn der Antrieb der verschiedenen Motoren zu einem Aufprall auf einen rotierenden Schneidkopf führt, wird der Scherbalken-TIMS-Wert um 1 verkleinert, und wenn TIMS gleich 0 ist, so ist die Einstellung abgeschlossen. Weiterhin werden bestimmte Flaggen im Schritt 1200 gelöscht.
Im Schritt 1201 wird eine Routine EOTIN geprüft, um festzustellen, ob einer der Schalter 258 oder 260 betätigt wurde, weil ein Ende des Scherbalkens das Ende seiner Bewegung in Richtung auf den Schneidkopf erreicht hat. Wenn keiner der Schalter betätigt ist, prüft der Schritt 1202 die RPMOK-Flagge, um sicherzustellen, daß sich der Schneidkopf schneller als mit einer vorgegebenen minimalen Drehzahl dreht, wie dies weiter oben beschrieben wurde. Unter der Annahme, daß die Drehzahl befriedigend ist, löscht das Programm die Flagge zur Einstellung der (nicht gezeigten) Drehzahlanzeige und geht auf weitere Routinen 1203, 1204, 1205, 1206, 1207, 1208, 1209 und 1210 über, wie diese alle ausführlicher in Spalte 14, Zeilen 14 bis 32 des obenerwähnten Patentes beschrieben sind. Aus einer Betrachtung des teilweisen Ablaufdiagramms der Routine nach Fig. 2 ist es vereständlich, daß die Einstellroutine nicht fortgesetzt werden kann, ohne daß ein befriedigender RPMOK- Test im Schritt 102 durchgeführt wird. Wie dies weiter oben erwähnt wurde, verwendet die RPOMK-Routine des Standes der Technik die gleichzeitige Bedingung eines geschlossenen Zustandes des Schalters 252 und des Vorhandenseins einer ausreichenden Anzahl von Drehzahlmesser-Impulsen an der Leitung 262 (Fig. 1).
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist zu erkennen, daß die RPMOK- Routine hier nicht durch das Vorhandensein von Impulsen mit ihren unerwünschten Auswirkungen festgestellt wird, sondern über einen Sensor 114', der nicht ein Drehzahl-Impulsgenerator, sondern der Generator eines stationären Signals ist, das das Vorhandensein von Öldruck in dem Hauptantrieb wiedergibt. Das Signal von dem Sensor 114' wird über eine Leitung 262' einem der Eingänge eines Vergleicher-Verstärkers 264' zugeführt, an dessen anderem Eingang ein Bezugssignal REF. anliegt. Immer dann, wenn das stationäre Signal des Öldrucksensors 114' das dem Verestärkervergleicher 264' zugeführte Bezugssignal übersteigt, erzeugt der Verstärkervergleicher 264' ein stationäres Spannungssignal in der dargestellten Weise an seiner Ausgangsleitung. Das Vorhandensein eines derartigen stationären Spannungspegels an dem Ausgangsanschluß des Vergleicherverstärkers 264' bildet eine der notwendigen Bedingungen zur Anzeige einer Schneidkopf-Drehung. Es sei bemerkt, daß obwohl ein Öldrucksensor ein in gewisser Weise schwankendes Signal in Abhängigkeit von der Drehzahl des Hauptantriebs und der Öltemperatur ergibt, das erzeugte Signal ein im wesentlichen stationäres Signal ist, das frei von irgendwelchen wesentlichen Einschwingkomponenten ist.
Die andere notwendige Bedingung zur Feststellung, daß die RPMOK- Routine für den Schneidkopf erfüllt ist, ergibt sich über einen Schalter 252', dessen Schließen das Einkuppeln der Kupplung anzeigt, die in den Leistungsstrang zwischen dem Hauptantrieb und dem Schneidkopf eingefügt ist. Der geschlossene Schalter speist einen der beiden Eingänge eines Verstärkers 241' derart, daß wenn der Schalter 252' geschlossen ist, der Verstärker 241' ein zweites logisches Eins-Signal an die UND-Verknüpfung A liefert, die entweder durch eine Software-Programmierung oder durch eine logische UND-Verknüpfungsschaltung erreicht werden kann. Wenn beide Eingänge an die UND-Verknüpfungsschaltung/- Operation A logische Eins-Pegel aufweisen, so ergibt die Operation A ein RPMOK-Signal an ihrem Ausgangsanschluß B zur Lieferung eines Signals derart, daß dieses im Schritt 1202 verwendet werden kann, der anhand der Fig. 23 bechrieben wurde, um den weiteren Steuervorgang einzuleiten.
Das Fehlen von Impulssignalen mit den diese begleitenden Hochfrequenzkomponenten beseitigt somit eine mögliche Ursache für eine fehlerhafte Scherbalken-Einstellung.
Wie dies weiter oben erwähnt wurde, wird der Ersatz eines Impulssignals durch ein stationäres Signal vorzugsweise gemäß der Erfindung durch die Verwendung eines Öldrucksensors 114' durchgeführt. Es ist jedoch weiterhin möglich und innerhalb des Rahmens des Erfindung, ein stationäres Signal, das die Hauptantriebs-Drehung anzeigt, durch die Verwendung anderer Überwachungsvorrichtungen abzuleiten, wie z. B. durch eine Stromüberwachung, um den Stromfluß von einem Drehstromgenerator anzuzeigen, der üblicherweise einen Teil des Hauptantriebs des Feldhäckslers bildet.
Die Erfindung kann weiterhin zur Feststellung der Drehung des Messerkopfes vor anderen automatischen Steuerungen verwendet werden, wie z. B. vor dem Betrieb eines Bauteils zum Schärfen der Schneidkopf-Messer.

Claims

1. Erntegut-Verarbeitungsgerät mit einem Hauptantrieb, der über eine Kupplungseinrichtung mit einem drehbaren Bauteil verbunden ist, und mit Einrichtungen zur Feststellung einer Drehung des drehbaren Bauelementes vor der Einleitung eines Steuervorganges,

dadurch gekennzeichnet, daß die die Drehung feststellenden Einrichtungen folgendes umfassen:

- eine erste Signaleinrichtung (114', 264') zur Erzeugung eines ersten stationären elektrischen Signals, das im wesentlichen frei von Einschwingvorgängen ist, um die Bewegung des Hauptantriebs anzuzeigen,

- eine zweite Signaleinrichtung (252', 241' zur Erzeugung eines zweiten stationären Signals, das im wesentlichen frei von Einschwingvorgängen ist, um das Einkuppeln der Kupplungseinrichtung zum Drehantrieb des drehbaren Bauteils anzuzeigen, und

- eine Einrichtung (A) zur Kombination der stationären Signale von der ersten Signaleinrichtung (114',264') und der zweiten Signaleinrichtung (252',241') derart, daß eine Drehung des drehbaren Bauteils festgestellt wird, wenn beide stationären Signale vorliegen.

2. Erntegut-Verarbeitungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Signaleinrichtung (114', 264') einen Öldrucksensor (114') zur Anzeige des Vorhandenseins von Öldruck in einem Ölversorgungssystems des Hauptantriebs umfaßt.

3. Erntegut-Verarbeitungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Signaleinrichtung (252', 241') einen Schalter (252') zur Anzeige des Einkuppelns der Kupplungseinrichtung umfaßt.

4. Erntegut-Verarbeitungsgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinationseinrichtung eine UND-Verknüpfungsschaltung (A) umfaßt.

5. Erntegut-Verarbeitungsgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinationseinrichtung ein Softwareprogramm umfaßt.

6. Erntegut-Verarbeitungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuervorgang die Bewegung eines weiteren Bauteils gegenüber dem drehbaren Bauteil umfaßt.

7. Erntegut-Verarbeitungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Bauteil ein Schneidkopf ist, und daß das andere Bauteil ein Scherbalken oder eine Schervorrichtung ist.

8. Verfahren zur Feststellung der Drehung eines drehbaren Bauteils in einem Erntegut-Verarbeitungsgerät, das einen Hauptantrieb aufweist, der über eine Kupplungseinrichtung mit dem drehbaren Bauteil gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:

- Erzeugen eines ersten stationären Signals, das im

- wesentlichen frei von Einschwingvorgängen ist, um die Drehung des Hauptantriebs anzuzeigen, Erzeugen eines zweiten stationären Signals, das im wesentlichen frei von Einschwingvorgängen ist, um anzuzeigen, daß die Kupplungseinrichtung eingekuppelt ist, um den Drehantrieb des drehbaren Bauteils zu bewirken, und

- Kombinieren der ersten und zweiten stationären Signale derart, daß die Drehung des drehbaren Bauteilsfestgestellt wird, wenn beide stationäre Signal vorhanden sind.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung des ersten stationären Signals die Messung des Öldruckes in einem Ölversorgungssystem des Hauptantriebs einschließt.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung des zweiten stationären Signals die Betätigung eines Schalters 252' zur Anzeige des Einkuppelns der Kupplungseinrichtung einschließt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten stationären Signale einer UND-Verknüpfungsschaltung (A) zugeführt werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt der

- Sperrung des Steuervorganges, wenn keine Drehung des drehbaren Hauteils festgestellt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Bauteil ein Schneidkopf ist, und daß der Steuervorgang die Bewegung eines weiteren Bauteils gegenüber dem drehbaren Bauteil umfaßt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Bauteil ein Schneidkopf ist, und daß das andere Bauteil ein Scherbalken oder eine Schärfvorrichtung ist.