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Die Erfindung betrifft eine Durchsatzmessvorrichtung zur Ermittlung des Erntegutmassendurchsatzes eines Erntegutflusses nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die vorliegende Anmeldung ein Verfahren zum Verdichten des Ernteguts mittels der Durchsatzmessvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
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Landwirtschaftliche Erntemaschinen weisen regelmäßig Durchsatzmessvorrichtungen zur Ermittlung des Erntegutmassendurchsatzes auf. Insbesondere Mähdrescher erfassen den Erntegutmassendurchsatz im Bereich des Einzugskanals um unter anderen ihre Maschinenparameter zu optimieren, Maßnahmen zur Erhöhung oder Reduzierung des Erntegutmassendurchsatzes vorzunehmen, die Arbeitsorgane vor Überlast zu schützen und den Erntegutbestand auf dem Feld zu kartieren. Hierfür werden beispielsweise die infolge des Erntegutdurchsatzes resultierenden Auslenkbewegungen der Förderorgane mittels Tastorganen erfasst. Im speziellen bedeutet dies beispielsweise, dass eine Walze in Wirkverbindung mit der Förderkette des Schrägförderers steht und die Auslenkung der Walze gemessen und ausgewertet wird. Solche Walzen werden beweglich entlang der Förderkette geführt. An den Wellenenden der Walze werden diese häufig mit Kugellagern gelagert und Federanordnungen vorgesehen, beispielsweise in Form einer Spiralfeder, die die Walze gegen das Förderband verspannen.
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Aus der
DE4311054 ist eine Vorrichtung bekannt, die im Schrägförderkanal einer landwirtschaftlichen Erntemaschine eine Messvorrichtung zur Ermittlung des Erntegutmassendurchsatzes aufweist. Den antreibbaren Förderketten des Schrägförderkanals werden zur Ermittlung des Erntegutmassendurchsatzes federnden Taster zugeordnet, welche die Auslenkbewegungen der Förderketten erfassen.
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Eine ähnliche Messvorrichtung offenbart die
EP1023826 . Hier wird der Erntegutmassendurchsatz eines Feldhäckslers mittels einer auslenkbaren Vorpresswalze ermittelt, die mit einer ortsfesten Vorpresswalze zusammenwirkt, wobei der Abstand zwischen den Vorpresswalzen aufgrund des jeweiligen Erntegutdurchsatzes zwischen einer minimalen und maximalen Grenzlage variiert. Die Vorpresswalze wird hierbei mittels einer Federanordnung gegen eine ortsfest gelagerte untere Vorpresswalze gedrückt, wobei die Federanordnung bei größer werdendem Abstand der Vorpresswalzen den Druck auf das Durchsatzmaterial erhöht. Dieser Abstand wird mit einer Abstandsmessvorrichtung erfasst und das Messergebnis für die Ermittlung des Erntegutmassendurchsatzes verwendet.
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Derartigen Messvorrichtungen liegt das Problem zugrunde, dass Tastorgane, die mit einer Federanordnung gelagert sind, zu starken Schwingungen neigen. Dies kann zu einem ungenauen Messergebnis und im schlimmsten Fall zu einem Ausfall der Sensoren führen, welche als Potentiometer ausgeführt sein können, die nicht für die aus den starken Schwingungen resultierenden hohen Drehraten ausgelegt sind.
Weiterhin werden für die Federanordnung viele Komponenten benötigt, die mit hohen Kosten verbunden sind sowie einen erhöhten Bauraumbedarf benötigen. Zusätzlich kommt es an den Drehpunkten der mechanischen Anordnung zur Lagerung der Tastorgane zu erhöhten Verschleißerscheinungen.
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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden, indem eine schwingungsreduzierte, kostengünstigere sowie platzsparende Lagerung des Tastorgans bereitgestellt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen 2 bis 11, der Beschreibung und den Figurendarstellungen zu entnehmen.
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Gemäß dem Anspruch 1 wird eine Durchsatzmessvorrichtung zur Ermittlung des Erntegutmassendurchsatzes eines Erntegutflusses in einer landwirtschaftlichen Erntemaschine, insbesondere einem Mähdrescher vorgeschlagen, wobei die Erntemaschine wenigstens ein Tastorgan aufweist, das mit einem Förderorgan zusammenwirkt, wobei das Förderorgan in Abhängigkeit von dem jeweiligen Erntegutdurchsatz eine Auslenkbewegung durchführt, wobei das zumindest eine Tastorgan durch eine Auslenkbewegung des Förderorgans ebenfalls ausgelenkt wird, wobei die Auslenkung des zumindest einen Tastorgans sensorisch erfasst wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das zumindest eine Tastorgan an zumindest einem Tragarm gelagert ist, wobei der zumindest eine Tragarm mittels zumindest einem drehelastischen Torsionselement verschwenkbar gelagert ist. Die Lagerung des Tastorgans mit dem Tragarm der wiederum mit einem drehelastischen Torsionselement verschwenkbar gelagert ist, ermöglicht eine platzsparende sowie kostengünstigere Auslegung der Durchsatzmessvorrichtung. In besonders vorteilhafter Weise kann das Torsionselement als ein Verbundelement aus Metall und Gummi oder Metall und Polyurethan-Elastomer ausgeführt sein. Der Vorteil derartiger Torsionselemente besteht in ihren dämpfenden Eigenschaften, die zu einer Reduktion der Schwingungen des Tastorgans führen und somit die genannten Messungenauigkeiten reduzieren oder ein Ausfallen der Sensoren vermeiden.
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In einer vorteilhaften Ausführung umfasst die landwirtschaftliche Erntemaschine einen Schrägförderer, wobei das Förderorgan im Schrägförderer angeordnet ist und dem Transport des von der Erntemaschine aufgenommenen Ernteguts dient. In einem Schrägförderer bietet sich die Anordnung der Durchsatzmessvorrichtung an, da dieser ausreichend Platz für die Durchsatzmessvorrichtung aufweist und ein Bestimmen des Erntegutmassendurchsatzes möglich ist, bevor das Erntegut den Arbeitsorganen der Erntemaschine zugeführt wird.
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Bevorzugt kann das Förderorgan zumindest eine antreibbare Förderkette sein, da die vom Erntegut hervorgerufenen Auslenkungen an einer Förderkette mittels der vorgeschlagenen Durchsatzmessvorrichtung besonders gut ermittelbar sind.
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Vorteilhafterweise kann das Tastorgan als eine Schichthöhenwalze ausgestaltet sein, sodass ein abtasten eines größeren Bereiches des Förderorgans mit einem Tastorgan möglich ist.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass der Tragarm mittels des drehelastischen Torsionselements direkt oder indirekt am Schrägförderer befestigt ist, damit bei einer Relativbewegung der mit dem Schrägförderer verbundenen Elemente das Tastorgan in seiner vorgesehenen Position verbleibt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Tastorgan dem unteren, fördernden Lasttrum der Förderkette zugeordnet, um eine direkte Messung der vom Erntegutfluss verursachten Auslenkungen der Förderkette zu ermöglichen. Es wäre jedoch auch möglich das Tastorgan dem Leertrum zuzuordnen und mit diesem die Spannung der Förderkette zu messen und den Messwert für die Ermittlung des Erntegutmassendurchsatzes zu verwenden.
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Dabei kann sich der zumindest eine Tragarm ausgehend von dem Tastorgan in Richtung des Erntegutflusses oder entgegen der Richtung des Erntegutflusses erstrecken, sodass dass Tastorgan entweder gezogen oder geschoben wird.
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Insbesondere kann das drehelastische Torsionselement als Gummifederelement ausgebildet sein, dieses hat den Vorteil, dass es nahezu verschleißfrei das Verschwenken des Tragarmes im vorgesehenen Messbereich ermöglicht sowie ein Vorspannen durch ein verdrehen des inneren Lagerkäfigs relativ zum äußeren Lagerkäfig ermöglicht. Weitere besondere Vorteile eines Gummifederelements sind, dass diese eine steile Kraft-Wegkennlinie aufweisen können, welches kleine Bauräume ermöglicht. Weiterhin kann je nach Ausführungsform die Federkennlinie linear, progressiv oder degressiv oder eine Mischform dessen sein. Ein degressiver Verlauf ermöglicht beispielsweise aus der Nullpunktslage heraus eine steile Federkennlinie, die bei geringen Verformungen bereits eine große Rückstellkraft bewirkt und bei größeren Verdrehwinkel abflacht, welches sich günstig auf die Betriebsbedingungen auswirken kann. Vorteilhaft ist ebenfalls, dass Gummifederelemente dämpfende Eigenschaften besitzen, welche höherfrequente sowie kurzwellige Höhenbewegungen der Schichthöhenwalze dämpfen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Gummifederelement einen eckigen, insbesondere viereckigen, äußeren Lagerkäfig auf, der einen eckigen, insbesondere viereckigen, inneren Lagerkäfig umfasst, wobei sich im Innenraum im Bereich der Ecken des äußeren Lagerkäfigs ein elastisch verformbares Material als federndes Element, insbesondere Gummi, befindet, welches zugleich Verbindung und Abstützung zwischen dem äußeren Lagerkäfig und dem inneren Lagerkäfig ist. Hierdurch kann beim Verdrehen des äußeren Lagerkäfigs relativ zum inneren Lagerkäfigs eine Rückstellkraft erzeugt werden.
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Vorteilhafterweise weist der äußere Lagerkäfig des Gummifederelements eine äußere untere Lagerkäfigstruktur und eine äußere obere Lagerkäfigstruktur auf, welche mit Verbindungselementen miteinander verbunden sind, sodass eine vereinfachte Montage des Gummifederelements mit dem dazugehörigen inneren Lagerkäfig sowie dem elastisch verformbaren Material gewährleistet ist.
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Die Durchsatzmessvorrichtung kann zumindest ein Führungselement aufweisen, welches das Tastorgan entlang des vorgesehenen Auslenkbereichs führt. Dies dient der Vermeidung von Bewegungen quer zur vorgesehenen Verschwenkrichtung des Tragarmes und dem Führen des Tastorgans entlang des vorgesehenen Messbereichs. Das Führungselement kann weiterhin einen unteren Anschlag aufweisen, durch den das Verschwenken des Tastorgans in Richtung des Förderorgans eingeschränkt wird. Ein weiterer oberer Anschlag am Führungselement, der das Verschwenken des Tastorgans in entgegengesetzter Richtung zum Förderorgan begrenzt, kann ebenfalls vorgesehen sein.
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Gemäß dem Anspruch 12 wird ein Verfahren zum Verdichten des Ernteguts der aus dem Anspruch 1 bekannten Durchsatzmessvorrichtung vorgeschlagen, bei dem zumindest ein drehelastisches Torsionselement manuell oder automatisch vorgespannt wird, sodass ein Drehmoment über den zumindest einen Tragarm, das Tastorgan und das Förderorgan auf den Erntegutfluss übertragen wird. Hierdurch kann durch einfache sowie kostengünstige Mittel das Tastorgan zusätzlich zum verdichten des Ernteguts verwendet werden. Das Ausmaß der Vorspannung sowie die Länge des Hebelarms bestimmt bei diesem Verfahren das auf das Erntegut übertragene Moment.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand weiterer Unteransprüche und werden nachfolgend an Hand eines in mehreren Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine Seitenansicht des vorderen Aufbaus einer erfindungsgemäßen Erntemaschine mit einem Vorsatzgerät,
- 2 eine Seitenansicht der im Schrägförderer befindlichen Förderkette mit der vorschlagsgemäßen Durchsatzmessvorrichtung,
- 3 eine Schnittansicht des in 2 dargestellten Ausschnittes A der Durchsatzmessvorrichtung,
- 4 eine Seitenansicht des Gummifederelements mit der in 3 gezeigten Blickrichtung A,
- 5 eine Seitenansicht der Vorspanneinrichtung,
- 6 ein Schnittbild der Schichthöhenwalze sowie des Deckels.
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1 zeigt den prinzipiellen vorderen Aufbau einer als Mähdrescher 1 ausgeführten Erntemaschine 2. Eine vorschlagsgemäße Erntemaschine 2 weist ein als Erntevorsatz 3 ausgebildetes Schneidwerk 4 zum Schneiden und Aufnehmen von Erntegut auf. Das Schneidwerk 4 ist vorzugsweise austauschbar gegen ein anderes Schneidwerk 4, so dass die Erntemaschine 2 auf das Ernten unterschiedlicher Fruchtarten wie Weizen, Roggen, Hafer, Raps etc. angepasst werden kann. Unter dem Erntegut ist dabei das gesamte, vom Feldbestand 5 aufgenommene Material zu verstehen. Wie in 1 zu erkennen ist, wird ein Feldbestand 5 durch das Schneidwerk 4 gemäht und das somit gewonnene Erntegut, das unter anderem einen Kornanteil und einen Strohanteil umfasst, einem Schrägförderer 6 zugeführt.
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Der Schrägförderer 6 umfasst ein Gehäuse 7 mit einer sich darin befindlichen und als mindestens zwei umlaufend antreibbaren Förderketten 8 ausgebildetes Förderorgan 9. Die Förderketten 8 stehen in Wirkverbindung mit einem erntemaschinenseitigen Antriebsritzel 10 und einer erntevorsatzseitigen Trommel 11, welche am Gehäuse 7 des Schrägförderers 6 angeordnet sind.
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Wie in 2 dargestellt ist, befinden sich zwischen den Förderketten 8 sich quer zu diesen erstreckende Mitnehmerleisten 12. Weiterhin zeigt 2 eine Durchsatzmessvorrichtung 13 zur Bestimmung eines Erntegutmassendurchsatzes. Diese umfasst ein als Schichthöhenwalze 14 ausgeführtes Tastorgan 15, welches sich quer zu den Förderketten 8 erstreckt. Auf der Schichthöhenwalze 14 sind Kontaktelemente 16 angeordnet, mittels derer die Schichthöhenwalze 14 in Wirkverbindung mit einem unteren Erntegut fördernden Bereich 17 der Förderketten 8 steht, welcher auch als förderndes Lasttrum 18 bezeichnet wird.
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Die Schichthöhenwalze 14 ist an ihren äußeren Enden um eine sich quer zu den Förderketten 8 erstreckende Achse 19 drehbar an zwei Tragarmen 20 gelagert.
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Wie in 3 dargestellt, erstrecken sich die Tragarme 20 ausgehend von der Schichthöhenwalze 14 längs entlang der Förderketten 8 in Richtung des erntemaschinenseitigen Antriebsritzels 10 und sind in ihren äußeren Bereich mit einem drehelastischen Torsionselement 21, welches als Gummifederelement 22 ausgebildet ist, um eine sich parallel zur Schichthöhenwalze 14 erstreckende Achse 23 verschwenkbar gelagert.
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Wie 4 zeigt, weißt das Gummifederelement 22 eine äußere untere Lagerkäfigstruktur 24 sowie eine äußere obere Lagerkäfigstruktur 25 auf, die jeweils aus einer rechtwinkligen Struktur mit einer im Bereich des rechten Winkels abgerundeten Kante 26 sowie an ihren äußeren Enden der Längsseite jeweils einen Flansch 27 aufweisen. Am jeweiligen Flansch 27 sind die äußere untere Lagerkäfigstruktur 24 und die äußere obere Lagerkäfigstruktur 25 miteinander verschraubt und bilden zusammen den äußeren Lagerkäfig 28 des Gummifederelements 22.
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Die Tragarme 20 sind an der äußeren unteren Lagerkäfigstruktur 24 des Gummifederelements 22 verschweißt.
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Der äußere Lagerkäfig 28 des Gummifederelements 22 nimmt in seinem Innenraum das elastisch verformbare Material als federndes Element 29 auf, welches zugleich Verbindung und Abstützung zwischen dem äußeren Lagerkäfig 28 und einem inneren Lagerkäfig 30 ist.
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Der innere Lagerkäfig 30 geht in seiner Längserstreckung über das Ende des äußeren Lagerkäfigs 28 hinaus und ist in diesem Bereich mit einem Vorspannhebel 31 drehfest verbunden, beispielsweise verschweißt.
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Der Vorspannhebel 31 ist an seinem äußeren Bereich mit einer in 5 gezeigten Verstellschraube 32 drehbeweglich mit einer Schraube 42 verschraubt, wobei die Verstellschraube 32 mittels zweier Schraubenmuttern mit einem Flansch 33 verbunden ist, welcher sich an einem seitlichen Element 34 des Schrägförderers 6 befindet. Der Vorspannhebel 31 sowie die mit dem Flansch 33 verbundene Verstellschraube 32 bilden eine Vorspanneinrichtung 35. Ein verdrehen der beiden Schraubenmuttern mittels derer der Flansch 33 sowie die Verstellschraube 32 verbunden sind, resultiert über den Vorspannhebel 31 in einer Drehbewegung des inneren Lagerkäfigs 30.
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Weiterhin ist der innere Lagerkäfig 30 am äußeren Ende mit einer von 3 gezeigten Buchse 36 verschraubt. Die Buchse 36 ist an einem seitlichen Element 34 des Schrägförderers 6 festgelegt, beispielsweise verschweißt.
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Wie 6 zeigt, umfasst die Durchsatzmessvorrichtung 13 einen Deckel 37, der am seitlichen Schrägfördererelement 34 in Verlängerung zur Schichthöhenwalze 14 festgelegt, beispielsweise verschraubt ist. Der Deckel 37 weist ein Führungselement 38 auf, welches den Tragarm 20 bei einem Verschwenken um die Achse 23 des Gummifederelements 22 seitlich führt. Weiterhin ist ein unterer Anschlag 39 vorgesehen, der die Bewegungsfreiheit der Schichthöhenwalze 14 in Richtung seiner Wirkverbindung mit den Förderketten 8 einschränkt, sodass die Schichthöhenwalze 14 mittels der Tragarme 20 und der Vorspanneinrichtung 35 gegen den unteren Anschlag 39 vorgespannt werden kann. Die sich ergebene Vorspannung dient dem Verdichten des Ernteguts sowie dem verspannen des Tastorgans 15 mit dem Förderorgan 9.
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Weiterhin ist am Deckel 37 ein Sensor 40 angeordnet, welcher als Potentiometer ausgeführt ist. Dieser ist über einen Messtaster 41 mit dem Tragarm 20 verbunden und erfasst die Auslenkung des Tragarmes 20 und somit die Auslenkung der Schichthöhenwalze 14, welche für die Ermittlung des Erntegutmassendurchsatzes verwendet werden.
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Analog zu dem in 6 dargestellten Deckel 37 befindet sich ein in den Zeichnungen nicht dargestellter baugleicher Deckel 37 auf der gegenüberliegenden Seite des Schrägförderers 6.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mähdrescher
- 2
- Erntemaschine
- 3
- Erntevorsatz
- 4
- Schneidwerk
- 5
- Feldbestand
- 6
- Schrägförderer
- 7
- Gehäuse Schrägförderer
- 8
- Förderkette
- 9
- Förderorgan
- 10
- Antriebsritzel
- 11
- Trommel
- 12
- Mitnehmerleisten
- 13
- Durchsatzmessvorrichtung
- 14
- Schichthöhenwalze
- 15
- Tastorgan
- 16
- Kontaktelement
- 17
- Erntegut fördernder Bereich der Förderkette
- 18
- Förderndes Lasttrum
- 19
- Achse Schichthöhenwalze
- 20
- Tragarm
- 21
- Drehelastisches Torsionselement
- 22
- Gummifederelement
- 23
- Achse Gummifederelement
- 24
- Äußere untere Lagerkäfigstruktur
- 25
- Äußere obere Lagerkäfigstruktur
- 26
- Abgerundete Kante
- 27
- Flansch Lagerkäfigstruktur
- 28
- Äußerer Lagerkäfig
- 29
- Federndes Element
- 30
- Innerer Lagerkäfig
- 31
- Vorspannhebel
- 32
- Verstellschraube
- 33
- Flansch Schrägförderelement
- 34
- Seitliches Element Schrägförderer
- 35
- Vorspanneinrichtung
- 36
- Buchse
- 37
- Deckel
- 38
- Führungselement
- 39
- Anschlag
- 40
- Sensor
- 41
- Messtaster
- 42
- Schraube
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4311054 [0003]
- EP 1023826 [0004]
