BE1027492B1

BE1027492B1 - Antriebssystem für eine Erntemaschine

Info

Publication number: BE1027492B1
Application number: BE20200076A
Authority: BE
Inventors: Rolf Koch; Martin Bouska; Prafulla Vadnere; Hrishikesh Raste
Original assignee: Deere & Co
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2020-07-01
Publication date: 2021-06-22
Also published as: DE102019213353A1; BE1027492A1

Abstract

Ein Antriebssystem für eine Erntemaschine (10) umfasst einen Verbrennungsmotor (38), eine Erntegutbearbeitungseinrichtung, die über einen Antriebsstrang mit einer durch einen Aktor (122) betätigbaren, trennbaren Kupplung (78) mechanisch mit dem Verbrennungsmotor (38) antriebsverbindbar ist, eine Hydropumpe (110), die auf der Eingangsseite der Kupplung (78) mit dem Antriebsstrang verbunden ist, ein als Hydromotor verwendbares hydraulisches Element (102), das auf der Ausgangsseite der Kupplung (78) mit dem Antriebsstrang verbunden ist, und eine Steuerung (94), mit der ein Erntebetriebsmodus auswählbar ist, in dem die Kupplung (78) geschlossen ist, so dass die Erntegutbearbeitungseinrichtung in einer ersten Richtung angetrieben wird.

Description

Antriebssystem für eine Erntemaschine Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für eine Erntemaschine sowie eine damit ausgestattete Erntemaschine.

Technologischer Hintergrund Bei landwirtschaftlichen Erntemaschinen ist es gebräuchlich, dass ein Antriebsmotor, der in der Regel als Verbrennungsmotor ausgeführt ist, ein oder mehrere Erntegutbearbeitungselemente antreibt. Derartige Erntegutbearbeitungselemente sind im Falle eines Feldhäckslers beispielsweise die Häckseltrommel und im Falle eines Mähdreschers eine (Tangential- oder Axial-) Drescheinrichtung. Diese Erntegutbearbeitungselemente haben einen relativ hohen Leistungsbedarf.

Die Erntegutbearbeitungselemente sind nicht permanent anzutreiben, sondern nur während des Erntebetriebs, wobei der Antriebsmotor beispielsweise auch bei Transportfahrten der Erntemaschine im Betrieb ist. Die Antriebsverbindung zwischen dem Antriebsmotor und dem Erntegutbearbeitungselement ist daher in der Regel abschaltbar.

Hierzu verwendet man im Stand der Technik fremdkraftbetätigt (hydraulisch oder elektrisch) schaltbare Kupplungen, um das Erntegutbearbeitungselement wahlweise mit dem Antriebsmotor zu verbinden. Eine derartige Anordnung wird z.B. in der als gattungsbildend angesehenen DE 10 2014 219 205 A1 an einem Feldhäcksler beschrieben. Eine eingangsseitig der Kupplung mit dem Antriebsmotor verbundene, erste Pumpe dient zur hydraulischen Versorgung eines Hydromotors zum Antrieb der Vorpresswalzen,

während eine zweite Pumpe mit der Ausgangsseite der Kupplung antriebsverbunden ist und zum Antrieb eines Hydromotors eines Erntevorsatzes dient. Die beiden hydraulischen Schaltkreise sind verbindbar, um bei geöffneter Kupplung die zweite Pumpe zum hydraulisch-dissipativen Abbremsen und als Motor zum Reversieren der Häckseltrommel zu verwenden und den Erntevorsatz zu reversieren. Die Kupplung wird auf Bedienereingabe hin für den Erntebetrieb geschlossen bzw. anderenfalls geöffnet. Hierbei entstehen beim Einschalten der Kupplung relativ hohe Drehmomente, die einerseits eine für den Bediener unerfreuliche Erschütterung der Erntemaschine bewirken und andererseits anfangs zu Schlupf der Kupplung führen, was zu deren Erwärmung und Verschleiß führt. Falls das Erntegutbearbeitungselement beim Einschalten durch Erntegut verstopft sein sollte und das Drehmoment der Kupplung nicht zur Auflösung des Staus hinreicht, kann die Kupplung nach längerem Schlupfen durch Überhitzen beschädigt oder gar zerstört werden.

Die EP 1 072 817 A2 zeigt eine andere Antriebsanordnung für die Axialtrenneinrichtung eines Mähdreschers oder einer Häckseltrommel eines Feldhäckslers, bei welcher der Antriebsmotor über eine schaltbare Kupplung das Ringrad eines Planetengetriebes antreibt, dessen Sonnenrad über einen verstellbaren hydrostatischen Antriebsstrang angetrieben wird und dessen Planetenradträger mit den Rotoren der Axialtrenneinrichtung in Antriebsverbindung steht. Der hydrostatische Antriebsstrang und das Überlagerungsgetriebe dienen während des Erntebetriebs zur Einstellung einer gewünschten Drehzahl der Rotoren und ermöglichen bei getrennter Kupplung und durch eine Bremse arretierter Ausgangsseite der Kupplung ein Reversieren der Rotoren. Beim Einschalten der Axialtrenneinrichtung werden die Drehzahlen am Ein- und Ausgang der Kupplung überwacht und im Fall, dass nach einer bestimmten Zeit keine Synchronisierung festgestellt werden sollte, was z.B. durch einen verstopften Rotor bedingt sein kann, wird die Kupplung schneller geschlossen als ansonsten, um die in der Kupplung in Wärme umgewandelte Energie zu vermindern und somit die Kupplung zu schonen. Hier ergeben sich letztlich dieselben Nachteile wie bei der DE 10 2014 219 205 Al.

Die EP 1 382 885 Al beschreibt eine Vorgehensweise zum Einschalten des in EP 1 072 817 A1 beschriebenen Antriebs, bei welchem der hydrostatische Antriebsstrang dazu verwendet wird, den Rotor beim Hochfahren der Axialtrenneinrichtung anzutreiben.

Hierzu wird zunächst die Kupplung getrennt und danach der hydrostatische Antriebsstrang so eingestellt, dass das Ringrad steht, woraufhin die Bremse des Ringrads aktiviert wird.

Anschließend wird durch den hydrostatischen Antriebsstrang der Rotor mit einer gewünschten Geschwindigkeit angetrieben, die Bremse gelöst und die Kupplung zunächst in schleifender Weise geschlossen, um das Ringrad auf die gewünschte Geschwindigkeit zu bringen und schließlich ganz geschlossen.

Die hier gezeigte und beschriebene Anordnung vermindert den Nachteil des beim Einschalten der Kupplung entstehenden Rucks, benötigt jedoch immer noch einen schleifenden Betrieb der Kupplung, um Drehzahlgleichheit an deren Ein- und Ausgang herzustellen.

Zudem sind ein Überlagerungsgetriebe und ein permanent in den Antriebsstrang geschalteter hydrostatischer Antriebszweig vonnöten, sodass dieser Antrieb somit ebenfalls unter Wirkungsgradproblemen leidet.

Weiterhin sind rein hydraulische Antriebe für Häckseltrommeln (DE 196 32 977 A1) und Axialtrenneinrichtungen (EP 0 914 765 A) vorgeschlagen worden.

Diese rein hydraulischen Antriebe weisen einen relativ schlechten Wirkungsgrad auf.

Schließlich beschreibt die DE 33 47 256 Al einen Fahrantrieb eines Ackerschleppers mit einem Drehmomentwandler, der abhängig vom Drehzahlunterschied zwischen den Drehzahlen am Ein- und Ausgang des Drehmomentwandlers durch eine Überbrückungskupplung überbrückt wird.

Aufgabe Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes

Antriebssystem für eine Erntemaschine und eine entsprechende Erntemaschine bereitzustellen. Erfindung Die vorliegende Erfindung wird durch die Patentansprüche definiert.

Ein Antriebssystem für eine Erntemaschine umfasst einen Verbrennungsmotor, eine Erntegutbearbeitungseinrichtung, die über einen Antriebsstrang mechanisch mit dem Verbrennungsmotor antriebsverbindbar ist, wobei der Antriebsstrang eine durch einen Aktor betätigbare, trennbare Kupplung enthält, eine Hydropumpe, die auf der Eingangsseite der Kupplung mit dem Antriebsstrang verbunden ist, ein als Hydromotor verwendbares hydraulisches Element, das auf der Ausgangsseite der Kupplung mit dem Antriebsstrang verbunden ist und eine Steuerung, mit der ein Erntebetriebsmodus auswählbar ist, in dem die Kupplung geschlossen ist, so dass die Erntegutbearbeitungseinrichtung in einer ersten Richtung angetrieben wird. Die Steuerung ist betreibbar, beim Einleiten des Erntebetriebsmodus zum Hochfahren der Drehzahl der Erntegutbearbeitungseinrichtung vor einem Anweisen des Aktors zum Schließen der Kupplung zunächst die Hydropumpe hydraulikfluidleitend mit dem hydraulischen Element zu verbinden, das nunmehr temporär zum Antrieb der Erntegutbearbeitungseinrichtung in der ersten Richtung dient, bis die Drehzahlen der Kupplung ein- und ausgangsseitig zumindest näherungsweise übereinstimmen und anschließend das hydraulische Element hydraulisch von der Hydropumpe zu trennen und den Aktor zu kommandieren, die Kupplung zu schließen.

Mit anderen Worten wird zum Einleiten des Erntebetriebsmodus die Erntegutbearbeitungseinrichtung zunächst durch den hydraulischen Antriebsstrang beschleunigt, bis die Drehzahlen an der Ein- und Ausgangsseite der Kupplung zumindest näherungsweise übereinstimmen und erst dann die Kupplung zwischen dem Verbrennungsmotor und der Erntegutbearbeitungseinrichtung geschlossen wird.

Auf diese Weise wird ein ruckarmes oder sogar ruckfreies 5 Hochlaufen der Erntegutbearbeitungseinrichtung erzielt und die Kupplung muss beim Schließen keine oder zumindest nur wenig mechanische Energie in Wärme umsetzen, was die Lebensdauer der Kupplung verlängert. Man kann zudem auf ein Schleifen der Kupplung zum Hochfahren der Drehzahl der Erntegutbearbeitungseinrichtung verzichten, sondern die Kupplung direkt schließen, was es ermöglicht, eine hydraulisch betätigte Kupplung durch ein einfaches Ein-/Aus- Ventil anzusteuern, anstelle des bisher verwendeten Proportionalventils, das ein kontrolliertes Schleifen der Kupplung ermöglichte. Auch kann eine trockene Kupplung anstelle einer bisher bei bisherigen Feldhäckslern verwendeten, flüssigkeitsgekühlten Kupplung verwendet werden. Weiterhin wird der Verbrennungsmotor nicht mehr beim Schließen der Kupplung plötzlich belastet, was eine kraftstofffressende Nachregelung der Drehzahl des Verbrennungsmotors vermeidet. Zudem kann der Verbrennungsmotor beim Schließen der Kupplung auch nicht mehr abgewürgt werden, was im Stand der Technik gelegentlich vorgekommen ist. Schließlich ermöglicht der beim Hochfahren der Drehzahl der Erntegutbearbeitungseinrichtung genutzte, hydraulische Antrieb aufgrund des zur Verfügung stehenden, großen Drehmoments auch ein Anfahren der Erntegutbearbeitungseinrichtung, wenn diese durch Erntegut verstopft sein sollte, oder falls das Drehmoment nicht ausreichen sollte, die Verstopfung zu entfernen, kann der Beschleunigungsprozess selbsttätig abgebrochen und der Bediener informiert werden, die Verstopfung von Hand zu entfernen. Die Kupplung wird in derartigen Fällen nicht geschlossen und kann somit nicht beschädigt werden. Die Steuerung kann somit konfiguriert sein, den Beschleunigungsvorgang selbsttätig zu unterbinden und einen Bediener über dein Bedienerschnittstelle zu alarmieren und die Kupplung nicht zu schließen, falls das vom hydraulischen Element bereitgestellte Drehmoment nicht hinreicht, dass die Geschwindigkeiten an der Eingangs- und Ausgangsseite der Kupplung beispielsweise aufgrund einer Verstopfung des Erntegutbearbeitungselements nicht zumindest näherungsweise übereinstimmen.

Vorzugsweise ist die Hydropumpe in einem ersten Kreislauf hydraulikfluidleitend mit einem ersten Hydraulikmotor verbindbar, welcher mit einer ersten Einrichtung zur Förderung und/oder Bearbeitung von Erntegut in Antriebsverbindung steht.

In einer möglichen Ausführungsform ist das hydraulische Element als Hydropumpe betreibbar und in einem zweiten Kreislauf hydraulikfluidleitend mit einem zweiten Hydraulikmotor verbindbar, welcher mit einer zweiten Einrichtung zur Förderung und/oder Bearbeitung von Erntegut in Antriebsverbindung steht.

Im Erntebetriebsmodus kann der erste Hydraulikmotor mit der Hydropumpe verbunden sein und die erste Einrichtung zur Förderung und/oder Bearbeitung von Erntegut in einer ersten Richtung antreiben und der zweite Hydraulikmotor mit dem als Hydropumpe betriebenen hydraulischen Element verbunden sein und die zweite Einrichtung zur Förderung und/oder Bearbeitung von Erntegut in einer ersten Richtung antreiben.

Die beiden Kreisläufe können geschlossen und hochdruck- und niederdruckseitig durch eine von der Steuerung kontrollierte Ventileinrichtung koppel- und trennbar sein, die im Erntebetriebsmodus in einem ersten Zustand ist und dann einen getrennten Betrieb beider Kreisläufe erlaubt und beim Hochfahren der Drehzahl der Erntegutbearbeitungseinrichtung während des Einschaltvorgangs des Erntebetriebsmodus in einem zweiten Zustand ist und dann der hydraulischen Pumpe des ersten Kreislaufes ermöglicht, das hydraulische Element anzutreiben, das dann als hydraulischer Motor dient.

Die Hydropumpe und das hydraulische Element können ein durch die Steuerung verstellbares Fördervolumen haben und die

Steuerung eingerichtet sein, das Fördervolumen des hydraulischen Elements zwecks Erzielen eines geeigneten Drehmoments und oder einer geeigneten Geschwindigkeit beim Einleiten des Erntebetriebsmodus zum Hochfahren der Drehzahl der Erntegutbearbeitungseinrichtung vor einem Anweisen des Aktors zum Schließen der Kupplung auf einen Maximalwert einzustellen. Das Fördervolumen der Hydropumpe wird hierbei von der Steuerung derart eingestellt, dass letztendlich die gewünschte Drehzahl auf der Ausgangsseite der Kupplung erzielt wird.

Die Erntegutbearbeitungseinrichtung kann eine Häckseltrommel sein, während die erste Einrichtung zur Förderung und/oder Bearbeitung von Erntegut ein Einzugsförderer ist und/oder die zweite Einrichtung zur Förderung und/oder Bearbeitung von Erntegut ein Erntevorsatz ist. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, dass die erste Einrichtung zur Förderung und/oder Bearbeitung von Erntegut ein Erntevorsatz ist, während die zweite Einrichtung zur Förderung und/oder Bearbeitung von Erntegut ein Einzugsförderer ist.

Ausführungsbeispiel Anhand der Abbildungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen: Fig. 1: eine schematische seitliche Ansicht einer selbstfahrenden Erntemaschine in Form eines Feldhäckslers, Fig. 2: eine schematische Draufsicht auf das Antriebssystem der Erntemaschine, Fig. 3: ein schematisches Diagramm der hydraulischen Verschaltung der Hydropumpen und Hydraulikmotoren zum Antrieb des Einzugsförderers und des Erntevorsatzes während des Erntens mit einer in einem ersten Zustand befindlichen Ventileinheit, und

Fig. 4: das Diagramm der Figur 3 während der Beschleunigung der Häckseltrommel mit einer in einem zweiten Zustand befindlichen Ventileinheit.

In der Figur 1 ist eine Erntemaschine 10 in der Art eines selbstfahrenden Feldhäckslers in schematischer Seitenansicht dargestellt. Die Erntemaschine 10 baut sich auf einem Rahmen 12 auf, der von vorderen angetriebenen Rädern 14 und lenkbaren rückwärtigen Rädern 16 getragen wird. Die Bedienung der Erntemaschine 10 erfolgt von einer Fahrerkabine 18 aus, von der aus ein Erntevorsatz 20 in Form eines Aufnehmers einsehbar ist. Mittels des Erntevorsatzes 20 vom Boden aufgenommenes Erntegut, z. B. Gras oder dergleichen wird über einen Einzugsförderer 22 mit Vorpresswalzen, die innerhalb eines Einzugsgehäuses 24 an der Frontseite des Feldhäckslers 10 angeordnet sind, einer unterhalb der Fahrerkabine 18 angeordneten, als Erntegutbearbeitungseinrichtung vorgesehenen Häckseltrommel 26 zugeführt, die es in kleine Stücke häckselt und es einer Fördervorrichtung 28 aufgibt. Das Gut verlässt die Erntemaschine 10 zu einem nebenher fahrenden Transportfahrzeug über einen um eine etwa vertikale Achse drehbaren und in der Neigung verstellbaren Auswurfkrümmer 30. Im Folgenden beziehen sich Richtungsangaben, wie seitlich, unten und oben, auf die Vorwärtsbewegungsrichtung V der Erntemaschine 10, die in der Figur 1 nach rechts verläuft. Anstelle als Feldhäcksler könnte die Erntemaschine auch als Mähdrescher ausgeführt sein, bei welchem die Erntegutbearbeitungseinrichtung eine Drescheinrichtung ist.

Die Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf die Antriebsanordnung der Erntemaschine 10. Im rückwärtigen Bereich der Erntemaschine 10 befindet sich ein Verbrennungsmotor 38 insbesondere in Form eines Dieselmotors. Der Verbrennungsmotor 38 erstreckt sich in der Vorwärtsrichtung der Erntemaschine 10 und umfasst eine Kurbelwelle 42, die sich nach vorn aus dem Gehäuse des Verbrennungsmotors 38 heraus erstreckt. Der Verbrennungsmotor 38 treibt im Betrieb mit seiner Kurbelwelle 42 eine erste Längswelle 46 an, die mit dem ersten Kegelzahnrad 66 eines Winkelgetriebes 64 verbunden ist. Die erste Längswelle 46 treibt auch über Zahnräder 70, 72 und eine zweite Längswelle 76 ein Pumpenaggregat 74 an, das eine Hydropumpe zum Antrieb von Hydraulikmotoren für den Vortrieb der Erntemaschine, eine Lenkpumpe und eine Hydropumpe zur Ölversorgung der Steuerung des hydrostatischen Antriebs für den Vortrieb der Erntemaschine 10 umfasst, und eine Hydropumpe 110, die zum Antrieb eines ersten Hydraulikmotors 112 zum Antrieb des Einzugsförderers 22 über ein Getriebe 114 dient. Es wäre auch denkbar, über eines der Zahnräder 70, 72 oder ein dazwischen angeordnetes Zahnrad (nicht gezeigt) weitere permanent angetriebene Elemente, wie einen elektrischen Generator und/oder einen Gebläseantrieb für die Kühlluftzufuhr für den Verbrennungsmotor 38 anzutreiben.

Das zweite Kegelzahnrad 68 des ersten Winkelgetriebes 64 ist mit einer Querwelle 80 verbunden, welche sich durch eine mit der Riemenscheibe 82 verbundene Hohlwelle 106 hindurch auf die von dem Winkelgetriebe 64 abgewandte Seite der Riemenscheibe 82 erstreckt und dort mit einer Kupplung 78 verbunden ist. Die Kupplung 78 ist ausgangsseitig mit der Hohlwelle 106 verbunden, die außerdem auf der dem Winkelgetriebe 64 zugewandten Seite der Riemenscheibe 82 über Zahnräder 96, 108 und 100 ein hydraulisches Element 102 antreibt, das (wahlweise) als Pumpe und Motor verwendbar ist, das (in der Betriebsart Pumpe) zur Versorgung eines zweiten Hydraulikmotors 116 dient, der den Erntevorsatz 20 antreibt. Die Kupplung 78 ermöglicht es, den Treibriemen 84 und mit ihm die Häckseltrommel 26 und die Fördervorrichtung 28 ein- und auszuschalten, d.h. mechanisch mit dem Verbrennungsmotor 38 zu verbinden und davon zu trennen.

Eine geeignete Steuerung 94 (s. Figur 1) ist mit einem Aktor 122 zum Schalten der Kupplung 78 verbunden. In der Figur 3 ist ein Hydraulikschema der Hydropumpe 110, des hydraulischen Elements 102 und des ersten und zweiten Hydraulikmotors 112, 116 dargestellt. Die beiden Anschlüsse der verstellbaren Hydropumpe 110 sind mit den beiden Anschlüssen des ersten Hydraulikmotors 112 verbunden, dessen Schluckvolumen durch die Steuerung 94 verstellbar ist. Die Hydropumpe 110 und der erste Hydraulikmotor 112 bilden demnach einen (ersten) geschlossenen Kreis, und die (die Schnittlänge bestimmende) Geschwindigkeit, mit welcher der Einzugsförderer 22 angetrieben wird, ist durch Verstellung einer Taumelscheibe der Hydropumpe 110 und einer Taumelscheibe des ersten Hydraulikmotors 112 veränderbar. Die Aktoren zur Verstellung der Taumelscheiben der Hydropumpe 110 und des ersten Hydraulikmotors 112 sind weiterhin mit einer Nachweiseinrichtung zur Erkennung von Fremdkörpern verbunden, die im Fall des Nachweises einer Aufnahme eines unerwünschten Fremdkörpers ein hinreichend schnelles Anhalten des Einzugsförderers 22 veranlasst (vgl. DE 10 2009 002 849 A1).

Das hydraulische Element 102 und der zweite Hydraulikmotor 116 bilden ebenfalls einen (zweiten) geschlossenen Kreis, in dem der Auslass des (als Pumpe dienenden) hydraulischen Elements 102 direkt mit dem Einlass des zweiten Hydraulikmotors 116 verbunden ist und der Auslass des zweiten Hydraulikmotors 116 direkt mit dem Einlass der zweiten Hydropumpe 102 verbunden ist. Das hydraulische Element 102 hat eine verstellbare Taumelscheibe, was es der Steuerung 94 ermöglicht, die Geschwindigkeit beweglicher Komponenten des Erntevorsatzes 20 zum Abschneiden und/oder Fördern des Ernteguts einzustellen. Der zweite Hydraulikmotor 116 könnte, anders als in der Figur 3 gezeigt, ebenfalls ein verstellbares Schluckvolumen haben.

Eine durch die Steuerung 94 elektromagnetisch kontrollierte Ventileinrichtung 118 verbindet oder trennt wahlweise die beiden geschlossenen Kreise. Die Niederdruckleitung 122 der Pumpe 110 ist dauerhaft mit der Niederdruckleitung 126 des ersten Hydraulikmotors 112 und mit der Ventileinheit 118 verbunden, während die Hochdruckleitung 127 der Pumpe 110 permanent mit der Hochdruckleitung 123 des Hydraulikmotors 112 und mit der Ventileinrichtung 118 verbunden ist. Die Niederdruckleitung 104 des hydraulischen Elements 102 ist mit der Ventileinrichtung 118 verbunden, die (während des normalen Erntebetriebs) die Niederdruckleitung 104 mit einer Niederdruckleitung 105 des zweiten Hydraulikmotors 116 verbindet, während die Hochdruckleitung 125 des hydraulischen Elements 102 mit der Ventileinrichtung 118 verbunden ist, die (während des normalen Erntebetriebs) die Leitung 125 mit der Hochdruckleitung 124 des zweiten Hydraulikmotors 116 verbindet,

Die Steuerung 94 und die Ventileinrichtung 118 ermöglichen zumindest drei Betriebsarten, die mittels der Schnittstelle 98 durch den Bediener ausgewählt werden können:

(a) Ein Erntebetriebsmodus, in dem die Kupplung 78 geschlossen ist und der Verbrennungsmotor 38 die Häckseltrommel 26 antreibt, während die Hydropumpe 110 den ersten Hydraulikmotor 112 antreibt und das hydraulische Element 102 als Pumpe dient und den zweiten Hydraulikmotor 116 mit hydraulischem Fluid versorgt.

Die Ventileinrichtung 118 befindet sich im in der Figur 3 dargestellten ersten Zustand, d.h. die beiden geschlossenen Kreise der Figur 3 sind voneinander getrennt.

Dieser Betriebsmodus entspricht dem normalen Erntebetrieb, in dem Erntegut durch den Erntevorsatz 20 aufgenommen, durch den Einzugsförderer 22 zur Häckseltrommel 26 gefördert und durch diese gehäckselt und schließlich durch den

Auswurfkrümmer 30 auf ein Transportfahrzeug überladen wird.

Durch Verstellung der Taumelscheiben der Hydropumpe 110 und des hydraulischen Elements 102 (und/oder der Hydraulikmotore 112, 116) besteht in an sich bekannter Weise die Möglichkeit, die Geschwindigkeiten des Einzugsförderers 22 und/oder des

Erntevorsatzes 20 (gemeinsam oder getrennt) zu verstellen und/oder den Einzugsförderer 22 und/oder den Erntevorsatz 20 zu reversieren, um Verstopfungen oder eingedrungene Fremdkörper auszuwerfen.

Beim Einleiten des Erntebetriebsmodus wird nicht, wie im Stand der

Technik nach DE 10 2014 219 205 Al, einfach die Kupplung 78 geschlossen, sondern es erfolgt nach Auswahl des Erntebetriebsmodus durch den Bediener zunächst ein hydraulisches Beschleunigen der Häckseltrommel 26 und der Fördervorrichtung 28:

Hierzu wird zunächst, nach der Auswahl des Erntebetriebsmodus durch den Bediener, die Ventileinrichtung 118 in den zweiten Zustand (wie in der Figur 4 gezeigt) bewegt, um die beiden hydraulischen Kreise der Figur 3 miteinander zu verbinden.

Die vom Verbrennungsmotor 38 angetriebene Hydropumpe 110 beaufschlagt somit das nunmehr als Motor dienende hydraulische Element 102 mit hydraulischem Fluid,

sodass letzteres sich in der Richtung dreht, in der es sich auch im folgenden Erntebetrieb dient.

Das hydraulische Element 102 treibt über die Zahnräder 100, 108, 96, die Hohlwelle 106, die Riemenscheibe 82, den Riemen 84 und die Riemenscheiben 88, 86 die Häckseltrommel 26 und die Fördervorrichtung 28 in deren

Drehrichtung an, die diese auch im Erntebetrieb haben.

Hierzu wird das Schluckvolumen des hydraulischen Elements 102 auf einen geeigneten Wert gestellt, um die erforderliche Geschwindigkeit der Häckseltrommel 26 am Ende des Beschleunigungsvorgangs zu erreichen, aber trotzdem ein geeignetes Drehmoment zu erzielen (es wäre auch möglich, den Beschleunigungsvorgang mit einem maximalen Schluckvolumen des hydraulischen Elements 102 zur Erreichung eines maximalen Drehmoments zu beginnen und anschlieBend während des Beschleunigens das Schluckvolumen zu vermindern, um die gewünschte Geschwindigkeit der Häckseltrommel 10 zu erreichen). Das Fördervolumen der Pumpe 110 wird sukzessive vergrößert, um die Häckseltrommel 26 langsam zu beschleunigen.

Die Drehzahl der Häckseltrommel 26 (oder in einer anderen Ausführungsform, des hydraulischen Elements 102 oder irgendeines vom hydraulischen Element 102 angetriebenen Elements) kann mittels eines Drehzahlsensors 128 erfasst werden, dessen Ausgangssignal der Steuerung 94 zugeführt wird.

Die Steuerung 94 erhält auch ein Drehzahlsignal von einem Drehzahlsensor 130 (der Bestandteil einer Steuereinheit des Motors 38 sein kann) zur Erfassung der Drehzahl des

Motors 38 (oder bei einer anderen Ausführungsform, an der Eingangsseite der Kupplung 78 oder irgendeines Elements, das in

Antriebsverbindung mit dem Motor 38 oder der Pumpe 110 steht). Die Steuerung 94 weiß somit (unter Nutzung bekannter Übersetzungsverhältnisse) die Geschwindigkeiten an der Eingangs- und Ausgangsseite der Kupplung 78 und kommandiert die Taumelscheibe der Pumpe 110 derart, dass sich am Ende des Beschleunigungsvorgangs auf der Eingangs- und Ausgangsseite der Kupplung 78 (zumindest näherungsweise) dieselbe Drehzahl einstellt. Sobald anhand der Drehzahlsensoren 128, 130 eine hinreichend nahe (innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts) übereinstimmende Drehzahl festgestellt wird, kommandiert die Steuerung 94 zunächst die Ventileinrichtung 118 in den ersten (in der Figur 3 gezeigten) Zustand zu gehen, um die beiden hydraulischen Kreise zu trennen und kommandiert dann den Aktor 122, die Kupplung 78 zu schließen. Nunmehr wird der oben beschriebene Erntebetrieb bei geschlossener Kupplung 78 durchgeführt.

Falls während des Beschleunigens das vom hydraulischen Element 102 bereitgestellte Drehmoment nicht ausreichen sollte, dass die Geschwindigkeiten an der Eingangs- und Ausgangsseite der Kupplung 78 innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums nicht zumindest näherungsweise übereinstimmen, beispielsweise aufgrund einer Verstopfung des Erntegutbearbeitungselements (Häckseltrommel 26) oder wenn sogar überhaupt keine Drehung des hydraulischen Elements 102 erreicht werden sollte, ist die Steuerung 94 konfiguriert, den Beschleunigungsvorgang selbsttätig abzubrechen und einen Bediener mittels der Bedienerschnittstelle 98 (durch optische und/oder akustische Information) zu alarmieren und die Kupplung 78 nicht zu schließen.

Während des beschriebenen Hochlaufens der Häckseltrommel 26 steht der Erntevorsatz 20 (da der zweite Hydraulikmotor 116 im zweiten Zustand der Ventileinrichtung 118 von der Pumpe 110 getrennt ist, wie in der Figur 4 gezeigt) still, was aus Sicherheitsgründen vorteilhaft ist. Das Schluckvolumen des Hydraulikmotors 112 wird auf null gestellt, um die maximale Energie aus dem hydraulischen System zur Beschleunigung der Häckseltrommel 26 bereitzustellen.

(b) Ein Rückwärtsdrehmodus der Erntegutbearbeitungseinrichtung, in dem die Kupplung 78 geöffnet ist und der Verbrennungsmotor 38 die Hydropumpe 110 antreibt. Die Steuerung 94 verbringt dann die Ventileinrichtung 118 in den zweiten Zustand (in der Figur 4 gezeigt), sodass die Hydropumpe 110 das als Motor betriebene, hydraulische Element 102 mit hydraulischem Fluid versorgt, was über die Zahnräder 100, 108, 96, die Hohlwelle 106, die Riemenscheibe 82, den Riemen 84 und die Riemenscheibe 88 zu einer gegenüber dem Erntebetrieb entgegen gerichteten Bewegung der Häckseltrommel 26 führt. Dieser reversierende Antrieb der Häckseltrommel 26 ermöglicht ein besseres Schleifen der Messer der Häckseltrommel mittels einer Schleifeinrichtung 120 als ein Schleifen in der beim Erntebetrieb verwendeten Drehrichtung. Im Rückwärtsdrehmodus der Erntegutbearbeitungseinrichtung kann die Taumelscheibe des Hydraulikmotors 112 durch die Steuerung 94 auf ein maximales Schluckvolumen gestellt werden, um die Drehzahl des Einzugsförderers 22 klein (oder auf null) zu halten.

(c) Ein Reversiermodus, in welchem die Kupplung 78 geöffnet oder geschlossen ist während die Hydropumpe 110 hydraulikfluidleitend (mit der Ventileinrichtung 118 im Zustand gemäß Figur 3 oder 4) mit dem ersten Hydraulikmotor 11s verbunden ist, der dann zum Antrieb der Vorpresswalzen 22 in der zweiten, der beim Erntebetrieb entgegen gesetzten Richtung dient. Ein Reversierbetrieb des Erntevorsatzes 20 ist auch möglich, bei geschlossener Kupplung, wobei das hydraulische Elements 102 als Pumpe zum Antreiben des zweiten Hydraulikmotors 116 arbeitet (mit in den Zustand nach Figur 3 verbrachter Ventileinheit 118).

Das hydraulische Element 102 ist demnach für zwei Drehrichtungen ausgelegt. Es kann als Hydraulikmotor ausgeführt sein, der im Erntebetriebsmodus als Pumpe verwendet wird, oder es handelt sich bei ihm um eine bidirektional funktionsfähige Hydropumpe, die über einen geeigneten, in zwei Richtungen betriebsfähigen Antriebsstrang verfügt und keine eigene Speisepumpe aufweist.

Beim Öffnen der Kupplung 78 kann durch eine geeignete Ansteuerung der Taumelscheiben des zweiten Hydraulikmotors 116 (insofern vorgesehen) und/oder des hydraulischen Elements 102 ein Abbremsen der Häckseltrommel 26 bewirkt werden, indem der dann entstehende Überdruck durch Ventile abgebaut und in Wärme umgewandelt wird (vgl.

DE 10 2008 002 428 A1).

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Antriebssystem für eine Erntemaschine (10), umfassend: einen Verbrennungsmotor (38), eine Erntegutbearbeitungseinrichtung, die über einen Antriebsstrang mechanisch mit dem Verbrennungsmotor (38) antriebsverbindbar ist, wobei der Antriebsstrang eine durch einen Aktor (122) betätigbare, trennbare Kupplung (78) enthält, eine Hydropumpe (110), die auf der Eingangsseite der Kupplung (78) mit dem Antriebsstrang verbunden ist, ein als Hydromotor verwendbares hydraulisches Element (102), das auf der Ausgangsseite der Kupplung (78) mit dem Antriebsstrang verbunden ist, und eine Steuerung (94), mit der ein Erntebetriebsmodus auswählbar ist, in dem die Kupplung (78) geschlossen ist, so dass die Erntegutbearbeitungseinrichtung in einer ersten Richtung angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (94) betreibbar ist, beim Einleiten des Erntebetriebsmodus zum Hochfahren der Drehzahl der Erntegutbearbeitungseinrichtung vor einem Anweisen des Aktors (122) zum Schließen der Kupplung (78) zunächst die Hydropumpe (110) hydraulikfluidleitend mit dem hydraulischen Element (102) zu verbinden, das nunmehr temporär zum Antrieb der Erntegutbearbeitungseinrichtung in der ersten Richtung dient, bis die Drehzahlen der Kupplung (78) ein- und ausgangsseitig zumindest näherungsweise übereinstimmen und anschließend das hydraulische Element (102) hydraulisch von der Hydropumpe (110) zu trennen und den Aktor (122) zu kommandieren, die Kupplung (78) zu schließen.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1, wobei die Hydropumpe (110) in einem ersten Kreislauf hydraulikfluidleitend mit einem ersten Hydraulikmotor (112) verbindbar ist, welcher mit einer ersten Einrichtung zur Förderung und/oder Bearbeitung von Erntegut in Antriebsverbindung steht.

3. Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das hydraulische Element (102) als Hydropumpe betreibbar und in einem zweiten Kreislauf hydraulikfluidleitend mit einem zweiten Hydraulikmotor (116) verbindbar ist, welcher mit einer zweiten Einrichtung zur Förderung und/oder Bearbeitung von Erntegut in Antriebsverbindung steht.

4. Antriebssystem nach Anspruch 3, wenn rückbezogen auf Anspruch 2, wobei im Erntebetriebsmodus der erste Hydraulikmotor (112) mit der Hydropumpe (110) verbunden ist und die erste Einrichtung zur Förderung und/oder Bearbeitung von Erntegut in einer ersten Richtung antreibt und der zweite Hydraulikmotor (116) mit dem als Hydropumpe betriebenen hydraulischen Element (102) verbunden ist und die zweite Einrichtung zur Förderung und/oder Bearbeitung von Erntegut in einer ersten Richtung antreibt.

5. Antriebssystem nach Anspruch 4, wobei die beiden Kreisläufe geschlossen und hochdruck- und niederdruckseitig durch eine von der Steuerung (94) kontrollierte Ventileinrichtung (118) koppel- und trennbar sind, die sich im Erntebetriebsmodus in einem ersten Zustand und während des Einschaltvorgangs des Erntebetriebsmodus beim Hochfahren der Drehzahl der Erntegutbearbeitungseinrichtung in einem zweiten Zustand befindet.

6. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Hydropumpe (110) und das hydraulische Element (102) ein durch die Steuerung (94) verstellbares Fördervolumen haben und die Steuerung (94) eingerichtet ist, das Fördervolumen des hydraulischen Elements (102) während des Einschaltvorgangs des Erntebetriebsmodus beim Hochfahren der Drehzahl der Erntegutbearbeitungseinrichtung vor einem Anweisen des Aktors (122) zum Schließen der Kupplung (78) auf einen geeigneten Wert zum Erreichen eines geeigneten Drehmoments und/oder einer geeigneten Geschwindigkeit einzustellen.

7. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Erntegutbearbeitungseinrichtung eine Häckseltrommel (26) ist und/oder die erste Einrichtung zur Förderung und/oder Bearbeitung von Erntegut ein Einzugsförderer (22) ist und/oder die zweite Einrichtung zur Förderung und/oder Bearbeitung von Erntegut ein Erntevorsatz (20) ist.

8. Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerung (94) konfiguriert ist , falls das vom hydraulischen Element 8102) bereitgestellte Drehmoment nicht hinreicht, um zu erzielen, dass die Geschwindigkeiten an der Eingangs- und Ausgangsseite der Kupplung (78) nicht zumindest näherungsweise übereinstimmen, beispielsweise aufgrund einer Verstopfung des Erntegutbearbeitungselements, selbsttätig den Beschleunigungsvorgang abzubrechen und einen Bediener zu informieren und nicht die Kupplung (78) zu schließen.

9. Erntemaschine (10) mit einem Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

10. Erntemaschine (10) nach Anspruch 9 in Form eines Feldhäckslers.