DE102014218408A1

DE102014218408A1 - Arrangement for detecting the sharpness of chopping knives

Info

Publication number: DE102014218408A1
Application number: DE201410218408
Authority: DE
Inventors: Linna Alexandra Henry; James E. Lenz
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2014-09-15
Publication date: 2015-04-30
Also published as: BE1022370B1

Abstract

Ein System zur Erfassung der Schärfe einer Vielzahl von Messern (48), die um den Umfang einer Häckseltrommel (22) verteilt sind, umfasst: einen Abstandssensor, der eingerichtet ist, die Breite (d) eines Spalts zwischen einer Gegenschneide (38) und den Schneidkanten der Messer (48) zu erfassen; einen magnetischen Sensor (54) mit einem Magneten (58), der einen magnetischen Fluss im Spalt zwischen der Gegenschneide (38) und den Schneidkanten der Messer (48) erzeugt, und einem Flusssensor (60), der ein elektrisches Signal v bereitstellt, das einen Einfluss der vorbeistreichenden Schneidkanten auf den magnetischen Fluss im Spalt repräsentiert; und eine Auswertungseinheit, die mit dem Spaltsensor und dem magnetischen Sensor (54) verbunden und eingerichtet ist, einen die Schärfe der Schneidkanten (48) repräsentierenden Radius (r) nach der folgenden Gleichung zu berechnen: r = exp((v + c1·d + c2)·c3),wobei c1, c2 and c3 Konstanten sind und exp die Exponentialfunktion ist.A system for detecting the sharpness of a plurality of knives (48) distributed around the circumference of a cutterhead (22) comprises: a distance sensor arranged to set the width (d) of a gap between a counterknife (38) and the cutter To detect cutting edges of the knives (48); a magnetic sensor (54) having a magnet (58) which generates a magnetic flux in the gap between the counter - blade (38) and the cutting edges of the blades (48) and a flow sensor (60) providing an electrical signal v represents an influence of the passing cutting edges on the magnetic flux in the nip; and an evaluation unit connected to the gap sensor and the magnetic sensor (54) and configured to calculate a radius (r) representing the sharpness of the cutting edges (48) according to the following equation: r = exp ((v + c1 * d + c2) · c3), where c1, c2 and c3 are constants and exp is the exponential function.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Erfassung der Schärfe von Häckselmessern.The invention relates to an arrangement for detecting the sharpness of chopping knives.

Stand der TechnikState of the art

Feldhäcksler werden in der Landwirtschaft zum Abschneiden oder Aufsammeln von Erntegut, zum Zerkleinern des Ernteguts in kleine Teile und zum Überladen des zerkleinerten Ernteguts auf einen Anhänger verwendet. Das gehäckselte Erntegut wird als Viehfutter oder zur Biogasherstellung verwendet. Die Schneidoperation wird mittels eines Messertrommel in Form einer rotierenden Trommel durchgeführt, um deren Umfang eine Anzahl von Messern verteilt ist, die mit einer Gegenschneide zusammenwirken.Forage harvesters are used in agriculture to cut or pick up crops, shred the crop into small pieces and overload the shredded crop onto a trailer. The chopped crop is used as animal feed or biogas production. The cutting operation is carried out by means of a knife drum in the form of a rotating drum around the circumference of which a number of knives are distributed, which cooperate with a counter-blade.

Die Entfernung (d.h. der Abstand) zwischen dem von den rotierenden Häckselmessern beschriebenem Hüllkreis und der Gegenschneide einerseits und die Schärfe (d.h. der Radius der Schneidkante) der Messer andererseits sind die wichtigsten Parameter für die Schnittqualität und der zum Häckseln erforderlichen Leistung. Es ist daher wünschenswert, einen geeigneten Sensor zur Erfassung des Abstands zwischen der Gegenschneide und den Messern bereitzustellen, um eine selbsttätige oder manuelle Verstellung des Abstands zu ermöglichen. Dieser oder ein anderer Sensor sollte zudem geeignet sein, die Schärfe der Messer zu erfassen, um sie gegebenenfalls, d.h. wenn sie stumpf oder abgenutzt sind, zu schärfen oder zu ersetzen.The distance (i.e., the distance) between the enveloping circle described by the rotary chopping knives and the counterknife, on the one hand, and the sharpness (i.e., the radius of the cutting edge) of the knives, on the other hand, are the most important parameters for the cut quality and power required for shredding. It is therefore desirable to provide a suitable sensor for detecting the distance between the bedknife and the knives to allow for automatic or manual adjustment of the distance. This or another sensor should also be capable of detecting the sharpness of the knives so as to be able to detect them, i. if they are dull or worn, sharpen or replace.

Der Abstand zwischen dem von den rotierenden Messern beschriebenen Hüllkreis und der Gegenschneide ist üblicherweise durch Elektromotoren verstellbar, welche die Gegenschneide gegenüber der Häckseltrommel bewegen. Zur Messung des Abstands zwischen der Gegenschneide und den Häckselmessern wurden induktive Sensoren beschrieben, die einen mit der Gegenschneide verbundenen Permanentmagneten und eine Induktionsspule umfassen, in welcher eine elektromotorische Kraft (EMK) induziert wird, wenn das Häckselmesser daran vorbeistreift. Diese elektromotorische Kraft wird verstärkt und dann nachgewiesen. Bei einer derartigen Anordnung, die in der EP 0 943 888 A2 beschrieben wird, werden die induzierten Spannungen einer Frequenzanalyse unterzogen. The distance between the enveloping circle described by the rotating blades and the counter-blade is usually adjustable by electric motors which move the counter-blade relative to the cutterhead. To measure the distance between the bedknife and the chopper knives, inductive sensors have been described which include a permanent magnet connected to the bedknife and an induction coil in which an electromotive force (EMF) is induced when the chopping knife passes by. This electromotive force is amplified and then detected. In such an arrangement, in the EP 0 943 888 A2 is described, the induced voltages are subjected to a frequency analysis.

Das Verhältnis der hochfrequenten Anteile des Signalspektrums zu den niederfrequenten Anteilen wird abgeleitet. Der auf diese Weise bestimmte Quotient stellt eine Information über den Abstand zwischen der Gegenschneide und den Häckselmessern bereit. Diese Information kann verwendet werden, um die Gegenschneide selbsttätig in eine geeignete Position zu verbringen mit einem hinreichend kleinen Spalt zwischen der Gegenschneide und den Messern.The ratio of the high-frequency components of the signal spectrum to the low-frequency components is derived. The quotient determined in this way provides information about the distance between the counterknife and the chopping knives. This information can be used to automatically place the bedknife in an appropriate position with a sufficiently small gap between the bedknife and the knives.

Andererseits wurden Schärfesensoren vorgeschlagen, die ebenfalls induktive Sensoren verwenden und auf der Annahme beruhen, dass das Messer umso schärfer ist, je kürzer der durch das vorbeilaufende Messer in der Sensorspule induzierte Impuls ist. Es wird auf die Offenbarungen der DD 286 735 A5 , DD 286 737 A5 und DE 10 2011 005 317 A1 verwiesen. Es wurde bei Experimenten jedoch herausgefunden, dass die Amplitude und Länge der induzierten Impulse auch vom Abstand zwischen dem von den rotierenden Messern beschriebenen Hüllkreis und der Gegenschneide abhängt, da dieser Abstand den Ort beeinflusst, an dem die Messer in den sensitiven Bereich des Sensors eintreten und wieder verlassen. Somit war es nicht möglich, einen verlässlichen Zusammenhang zwischen dem Impuls des Sensors und der Schärfe des Häckselmessers zu definieren, der es erlauben würde, einen Schärfewert mit hinreichender Genauigkeit abzuleiten.On the other hand, sharpness sensors have been proposed which also use inductive sensors and are based on the assumption that the shorter the momentum induced by the passing knife in the sensor coil, the sharper the knife. It is based on the revelations of DD 286 735 A5 . DD 286 737 A5 and DE 10 2011 005 317 A1 directed. It has been found in experiments, however, that the amplitude and length of the induced pulses also depends on the distance between the enveloping circle described by the rotating knives and the counterknife, since this distance affects the location at which the knives enter the sensitive area of the sensor leave again. Thus, it was not possible to define a reliable relationship between the momentum of the sensor and the sharpness of the chopper blade, which would allow a sharpness value to be deduced with sufficient accuracy.

Aufgabetask

Die vorliegende Erfindung beabsichtigt das Problem zu lösen, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Anordnung zur Feststellung der Schärfe von Häckselmessern bereitzustellen.The present invention intends to solve the problem of providing a prior art arrangement for determining the sharpness of chopping knives.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Gemäß der vorliegenden, in den Ansprüchen definierten Erfindung wird eine verbesserte Anordnung zur Erfassung der Schärfe von Messern einer Häckseltrommel bereitgestellt. According to the present invention as defined in the claims, an improved arrangement for detecting the sharpness of knives of a chopper drum is provided.

Das System zur Erfassung der Schärfe einer Vielzahl von Messern, die um den Umfang einer zur Versetzung der Messer auf einer einer Gegenschneide benachbarten Bahn drehbaren Häckseltrommel verteilt sind, umfasst:
einen Abstandssensor, der eingerichtet ist, die Breite eines Spalts zwischen der Gegenschneide und einem von den Schneidkanten der rotierenden Messer beschriebenen Umfang zu erfassen;
einen magnetischen Sensor mit einem Magneten, der angeordnet ist, einen magnetischen Fluss im Spalt zwischen der Gegenschneide und den Schneidkanten der Messer zu erzeugen, und einem Flusssensor, der eingerichtet ist, ein elektrisches Signal v bereitzustellen, das einen Einfluss der vorbeistreichenden Schneidkanten auf den magnetischen Fluss im Spalt repräsentiert;
und eine Auswertungseinheit, die mit dem Spaltsensor und dem magnetischen Sensor verbunden und eingerichtet ist, einen die Schärfe der Schneidkanten repräsentierenden Radius r nach der folgenden Gleichung zu berechnen: r = exp((v + c₁·d + c₂)·c₃), wobei c₁, c₂ and c₃ Konstanten sind und exp die Exponentialfunktion ist.The system for detecting the sharpness of a plurality of knives distributed around the circumference of a cutterhead rotatable to displace the knives on a web adjacent a knife edge comprises:
a distance sensor configured to detect the width of a gap between the counterknife and a circumference described by the cutting edges of the rotating knives;
a magnetic sensor having a magnet arranged to generate a magnetic flux in the gap between the counterknife and the cutting edges of the knives, and a flow sensor arranged to provide an electrical signal v which influences the passing cutting edges on the magnetic Flow in the gap represents;
and an evaluation unit connected to the gap sensor and the magnetic sensor and configured to calculate a radius r representing the sharpness of the cutting edges according to the following equation: r = exp ((v + c ₁ * d + c ₂ ) * c ₃ ), where c ₁ , c ₂ and c _{3 are} constants and exp is the exponential function.

Das elektrische Signal v, das einen Einfluss der vorbeistreichenden Schneidkanten auf den magnetischen Fluss im Spalt repräsentiert, kann die Spitzenspannung oder die Länge eines im Flusssensor durch eine vorbeistreichende Schneidkante induzierten Impulses sein.The electrical signal v, which represents an influence of the passing cutting edges on the magnetic flux in the gap, may be the peak voltage or the length of a pulse induced in the flow sensor by a passing cutting edge.

Der Flusssensor ist vorzugsweise eine Spule. Der magnetische Sensor kann in einer Bohrung der Gegenschneide oder auf der Gegenschneide befestigt sein. Der Spaltsensor kann ein Magnetowiderstandssensor, der Flusssensor oder ein optischer Sensor sein.The flow sensor is preferably a coil. The magnetic sensor may be mounted in a bore of the counter-blade or on the counter-blade. The gap sensor may be a magnetoresistive sensor, the flow sensor or an optical sensor.

Die Auswertungseinheit ist vorzugsweise mit einer Anzeigeeinheit verbunden, um den erfassten Radius anzuzeigen und/oder einem Bediener ein Schleifsignal zu geben, sobald der erfasste Radius einen vorbestimmten Wert überschreitet. Die Auswertungseinheit kann auch mit einer Schleifeinrichtung verbunden werden, um einen Schleifvorgang zu starten, sobald der erfasste Radius einen vorbestimmten Wert überschreitet.The evaluation unit is preferably connected to a display unit to indicate the detected radius and / or to give an operator a grinding signal as soon as the detected radius exceeds a predetermined value. The evaluation unit may also be connected to a grinding device to start a grinding process as soon as the detected radius exceeds a predetermined value.

Ausführungsformembodiment

Die Zeichnungen stellen eine Ausführungsform der Erfindung dar, die im Folgenden detaillierter beschrieben wird.The drawings illustrate an embodiment of the invention which will be described in more detail below.

1 ist eine schematische linke Ansicht eines Feldhäckslers, an dem das erfindungsgemäße System benutzt werden kann. 1 is a schematic left view of a forage harvester on which the system according to the invention can be used.

2 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zur Erfassung der Schärfe einer Vielzahl an Messern. 2 is a schematic representation of a system according to the invention for detecting the sharpness of a plurality of knives.

3 ist ein Diagramm, in dem eine Anzahl an Spannungskurven dargestellt sind, wie sie der Flusssensor bei unterschiedlichen Radien der Schneidkanten erfasst. 3 is a diagram showing a number of voltage curves as the flow sensor detects at different radii of the cutting edges.

4 ist ein Diagramm, in dem eine Anzahl an Spannungskurven dargestellt sind, wie sie der Flusssensor bei unterschiedlichen Schneidspalten erfasst. 4 is a diagram showing a number of voltage curves as detected by the flow sensor at different cutting gaps.

5 ist ein Flussdiagramm, nach dem ein Mikroprozessor bei der Ermittlung des Radius der Schneidkanten vorgeht. 5 FIG. 11 is a flow chart after which a microprocessor proceeds to determine the radius of the cutting edges.

Eine in der 1 in Form eines selbstfahrenden Feldhäckslers 10 gezeigte Erntemaschine baut sich auf einem Rahmen 12 auf, der durch vordere und rückwärtige Räder 14 und 16 abgestützt wird. Der Betrieb der Erntemaschine 10 erfolgt aus einer Kabine 18, von der aus ein Aufnehmer 20 einsehbar ist. Durch den Aufnehmer 20 vom Boden aufgenommenes Material, wie beispielsweise Gras oder dergleichen, wird einer drehbaren Häckseltrommel 22 zugeführt, die mit um ihren Umfang verteilten Häckselmessern 48 ausgestattet ist und das Erntegut in kleine Teile häckselt und es einem Förderer 24 zuführt. Das Material verlässt die Erntemaschine 10 durch einen verstellbaren Auswurfkrümmer 26 auf einen nebenher fahrenden Anhänger. Ein Körnerprozessor 28, durch den das Erntegut dem Förderer 24 tangential zugeführt wird, erstreckt sich zwischen der Häckseltrommel 22 und dem Förderer 24. Der Körnerprozessor wird jedoch während der Grasernte üblicherweise aus dem Feldhäcksler 10 ausgebaut und nur zur Maisernte verwendet.One in the 1 in the form of a self-propelled forage harvester 10 shown harvester is building on a frame 12 on, by front and rear wheels 14 and 16 is supported. The operation of the harvester 10 takes place from a cabin 18 , from which a pickup 20 is visible. Through the transducer 20 Material taken up from the ground, such as grass or the like, becomes a rotatable cutterhead 22 fed, with distributed around its circumference chopping knives 48 is equipped and chops the crop into small pieces and it a conveyor 24 supplies. The material leaves the harvester 10 through an adjustable chute 26 on a trailer driving alongside. A grain processor 28 through which the crop is the conveyor 24 is supplied tangentially extends between the cutterhead 22 and the sponsor 24 , However, the grain processor usually gets out of the forage harvester during harvesting 10 expanded and used only for maize harvest.

Zwischen dem Aufnehmer 20 und der Häckseltrommel 22 wird das Material durch unter Vorpresswalzen 30, 32 und obere Vorpresswalzen 34, 36 gefördert. Die um den Umfang der Häckseltrommel 22 verteilten Messer 48 wirken mit einer Gegenschneide 38 zusammen, um das Material zu häckseln. Die Gegenschneide 38 ist an beiden Enden mit Verstelleinrichtungen 40 ausgestattet, die ausgelegt sind, die Gegenschneide 38 horizontal in Richtung auf die Häckseltrommel 22 und davon fort zu bewegen, um die Breite des Schneidspaltes einzustellen. Ein geeignetes Kontrollverfahren für die Verstelleinrichtungen 40 wird in der US 7 222 804 A beschrieben, deren Inhalt durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen wird. Eine Schleifeinrichtung 50 mit einem Schleifstein ist bereitgestellt, um die Messer 48 bei Bedarf zu schärfen.Between the picker 20 and the chopper drum 22 the material passes through under nip rolls 30 . 32 and upper pre-press rollers 34 . 36 promoted. The around the circumference of the chopper drum 22 distributed knives 48 act with a counterknife 38 together to chop the material. The counter-blade 38 is at both ends with adjusting devices 40 equipped, which are designed, the counterknife 38 horizontally in the direction of the chopper drum 22 and to move away from it to adjust the width of the cutting gap. A suitable control method for the adjustment devices 40 will be in the US 7 222 804 A whose contents are incorporated by reference into the present documentation. A grinding device 50 with a grindstone is provided to the knives 48 to sharpen if necessary.

Es wird nun auf die 2 verwiesen, welche die Gegenschneide 38, die Verstelleinrichtung 40 und ein Messer 48 detaillierter zeigt. Die Verstelleinrichtung 40 umfasst einen Elektromotor, der angeordnet ist, eine Verbindungsstange 52 und somit die Gegenschneide 38 in Richtung auf den von den rotierenden Messern 48 der Häckseltrommel 22 beschriebenen Hüllkreis und davon fort zu verstellen. Die Schneidkanten der Messer 48 weisen einen Radius r auf, der durch Verschleiß mit der Betriebszeit ansteigt und durch Schleifen mit der Schleifeinrichtung 50 vermindert werden kann. Die Schneidkanten der Messer 48 passieren die Gegenschneide 38 in einem Abstand (Spaltbreite), die durch die Verstelleinrichtung 40 veränderbar ist.It will now be on the 2 referenced, which the counterknife 38 , the adjusting device 40 and a knife 48 shows in more detail. The adjusting device 40 includes an electric motor arranged, a connecting rod 52 and thus the counter-blade 38 towards the one of the rotating knives 48 the chopper drum 22 described enveloping circle and to move away from it. The cutting edges of the knives 48 have a radius r, which increases by wear with the operating time and by grinding with the grinder 50 can be reduced. The cutting edges of the knives 48 pass the counterknife 38 at a distance (gap width) by the adjusting device 40 is changeable.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Erfassung des Abstands d und des Radius r. Zu diesem Zweck ist ein magnetischer Sensor 54 in einer Bohrung 56 in der Gegenschneide 38 angeordnet. Die Bohrung 56 kann sich in der den Messern 48 zugewandten Oberfläche der Gegenschneide 38 befinden, wie in der 2 gezeigt, oder in deren zweiter Seitenfläche (in der 2 links eingezeichnet) oder an der Ober- oder Unterseite der Gegenschneide 38 oder getrennt von der Gegenschneide 38 angebracht, aber magnetisch leitend damit verbunden werden. Der magnetische Sensor 54 umfasst einen Permanentmagneten 58 und einen magnetischen Flusssensor 60 in der Form einer um den Permanentmagneten 58 gewickelten Spulte. Der Permanentmagnet 58 könnte durch einen Elektromagneten ersetzt werden. Der magnetische Flusssensor 60 könnte vom Permanentmagneten beabstandet und beispielsweise an der Unterseite der Gegenschneide 38 angebracht werden. Anstelle einer Spule könnte auch ein Hallsensor verwendet werden. The present invention relates to the detection of the distance d and the radius r. For this purpose, a magnetic sensor 54 in a hole 56 in the counter-knife 38 arranged. The hole 56 can be in the knives 48 facing surface of the counter-blade 38 as in the 2 shown, or in whose second side surface (in the 2 on the left) or on the top or bottom of the counter-blade 38 or separated from the counter-blade 38 attached but magnetically connected to it. The magnetic sensor 54 includes a permanent magnet 58 and a magnetic flux sensor 60 in the form of a around the permanent magnet 58 wrapped coils. The permanent magnet 58 could be replaced by an electromagnet. The magnetic flow sensor 60 could be spaced from the permanent magnet and, for example, at the bottom of the bedknife 38 be attached. Instead of a coil and a Hall sensor could be used.

Der Permanentmagnet 58 erzeugt einen magnetischen Fluss innerhalb der Gegenschneide 38, die aus magnetisch leitendem Material, wie Stahl, hergestellt ist. Der magnetische Fluss erstreckt sich auch in den Spalt zwischen der Gegenschneide 38 und den Messern 48 und wird durch den magnetischen Flusssensor 60 erfasst. Die Messer 48 sind ebenfalls aus magnetisch leitendem Material hergestellt und somit ändert ein durch den Spalt hindurchlaufendes Messer 48 den magnetischen Fluss innerhalb des Spalts und auch den magnetischen Fluss innerhalb des Flusssensors 60. Diese Änderung des magnetischen Flusses induziert eine Spannung im magnetischen Flusssensor 60.The permanent magnet 58 generates a magnetic flux within the counterknife 38 which is made of magnetically conductive material, such as steel. The magnetic flux also extends into the gap between the counterknife 38 and the knives 48 and is by the magnetic flow sensor 60 detected. The knife 48 are also made of magnetically conductive material and thus changes a passing through the gap knife 48 the magnetic flux within the gap and also the magnetic flux within the flow sensor 60 , This change in magnetic flux induces a voltage in the magnetic flux sensor 60 ,

Die 3 zeigt die vom magnetischen Sensor 60 bereitgestellte, zeitabhängige Spannung v wenn ein Messer 48 vorbeistreicht, für Messer 48 mit unterschiedlichen Radien r der Schneidkanten, jedoch bei gleichem Spaltabstand d von der Gegenschneide 38. Der Radius r beeinflusst somit eindeutig die Spitzenspannung v_SS und die Breite Δt des Impulses, mit ansteigender Breite und Spitzenspannung bei ansteigendem Radius. Die Spitzenspannung v_SS und die Breite Δt des Impulses sind durch die folgende Formel miteinander verknüpft: v_SS = a·Δt + b (1) wobei a und b Konstante sind.The 3 shows the magnetic sensor 60 provided, time-dependent voltage v when a knife 48 comes by, for knives 48 with different radii r of the cutting edges, but at the same gap distance d of the counter-blade 38 , The radius r thus uniquely influences the peak voltage v _SS and the width Δt of the pulse, with increasing width and peak voltage as the radius increases. The peak voltage v _SS and the width Δt of the pulse are linked by the following formula: v _SS = a · Δt + b (1) where a and b are constants.

Andererseits hängt die vom magnetischen Flusssensor 60 bereitgestellte Spannung v auch vom Abstand d ab, wie für eine Anzahl unterschiedlicher Abstände jedoch konstanter Radien r in der 4 gezeigt. Die Spitzenspannung v_SS und die Breite Δt des Impulses wachsen mit steigendem Abstand d an. Die Gleichung (1) gilt auch hier.On the other hand, depends on the magnetic flow sensor 60 provided voltage v from the distance d, as for a number of different distances, however, constant radii r in the 4 shown. The peak voltage v _SS and the width Δt of the pulse increase with increasing distance d. Equation (1) also applies here.

Der magnetische Flusssensor 60 ist mit einem Eingang eines Verstärkers 62 verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 64 verbunden ist, dessen Ausgang wiederum mit einem Mikroprozessor 68 verbunden ist, auf dem ein Programm zur Auswertung der Ausgangsspannung des magnetischen Flusssensors 60 läuft. Der Zweck des Mikroprozessors 68 liegt darin, die digitalisierten Signale des magnetischen Flusssensors 60 auszuwerten und den Radius r der Schneidkanten der Messer 48 zu bestimmen, unter Lösung des Problems der Abhängigkeit der Signale sowohl vom Radius r als auch vom Abstand d, wobei letzterer sogar den größeren Einfluss auf die Spannung v hat. Der Verstärker 62, der Analog-Digital-Wandler 64 und der Mikroprozessor 60 bilden eine Auswertungseinheit zur Bestimmung des Spaltes d und des Radius r.The magnetic flow sensor 60 is with an input of an amplifier 62 whose output is connected to the input of an analog-to-digital converter 64 whose output is in turn connected to a microprocessor 68 connected on which a program for evaluating the output voltage of the magnetic flux sensor 60 running. The purpose of the microprocessor 68 lies in it, the digitized signals of the magnetic flux sensor 60 evaluate and the radius r of the cutting edges of the knife 48 by solving the problem of the dependence of the signals on both the radius r and the distance d, the latter even having the greater influence on the voltage v. The amplifier 62 , the analog-to-digital converter 64 and the microprocessor 60 form an evaluation unit for determining the gap d and the radius r.

Die Auswertungseinheit einschließlich des Mikroprozessors 66 arbeitet nach dem in der 5 gezeigten Diagramm. Nach dem Start im Schritt 100 wird im Schritt 102 der Abstand 102 evaluiert. Das kann nach dem in EP 0 943 888 A2 , deren Offenbarung durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen wird, beschriebenen Verfahren erfolgen, d.h. indem die hochfrequenten Anteile der Spannung v des magnetischen Flusssensors 60 durch deren niederfrequenten Anteile geteilt werden (oder umgekehrt) und daraus der Abstand d abgeleitet wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Abstand d durch einen anderen Sensor erfasst werden (nicht gezeigt), z.B. einen an der Gegenschneide 38 befestigten Magnetowiderstandssensor, der den vom Magneten 58 erzeugten Fluss erfasst, oder durch einen optischen Sensor ( DE 103 46 412 A1 , deren Offenbarung durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen wird).The evaluation unit including the microprocessor 66 works after in the 5 shown diagram. After the start in the step 100 is in the step 102 the distance 102 evaluated. That can after the in EP 0 943 888 A2 , the disclosure of which is incorporated by reference in the present documents, described method, ie by the high-frequency components of the voltage v of the magnetic flux sensor 60 divided by their low-frequency components (or vice versa) and from this the distance d is derived. Alternatively or additionally, the distance d can be detected by another sensor (not shown), for example one on the counter-blade 38 attached magnetoresistive sensor, which is the magnet 58 detected flow, or by an optical sensor ( DE 103 46 412 A1 the disclosure of which is incorporated by reference into the present documentation).

Eine andere Möglichkeit zur Bestimmung des Abstands d liegt darin, die Abstandsmessung mit dem Zeitpunkt des Vorbeilaufens der Messer 48 am magnetischen Sensor 54 zu verknüpfen. Es handelt sich typischerweise um eine Vorgehensweise eines Lock-In-Verstärkers und stellt die beste Option zur Verbesserung des Geräusch-Signal-Verhältnisses des Sensors 54 bereit. Der zeitliche Verlauf und somit der Abstand können lediglich aus dem Signal des magnetischen Sensors 54 (wie in der 4 gezeigt) oder im Vergleich mit einem Signal von einem Sensor zur Erfassung des jeweiligen Drehwinkels der Häckseltrommel 22 abgeleitet werden, um den Zeitpunkt, an dem das Messer 48 in das Magnetfeld eintritt und somit den Abstand zu bestimmen.Another possibility for determining the distance d lies therein, the distance measurement with the time of passing the knife 48 at the magnetic sensor 54 to link. It is typically a lock-in amplifier approach and is the best option for improving the sensor's signal-to-noise ratio 54 ready. The time course and thus the distance can only from the signal of the magnetic sensor 54 (like in the 4 shown) or in comparison with a signal from a sensor for detecting the respective rotation angle of the cutterhead 22 be deduced to the date on which the knife 48 enters the magnetic field and thus determine the distance.

Im folgenden Schritt 104 wird die Spitzenspannung v_SS aus dem Ausgangssignal des Konverters 64 abgeleitet. Alternative oder zusätzlich kann die Impulsbreite Δt anhand des Ausgangssignals des Konverters 64 abgeleitet und basierend auf der Gleichung (1) in die Spitzenspannung v_SS umgerechnet werden oder umgekehrt.In the following step 104 is the peak voltage v _SS from the output of the converter 64 derived. Alternatively or additionally, the pulse width .DELTA.t based on the output signal of the converter 64 derived and converted based on the equation (1) in the peak voltage v _SS or vice versa.

Dann wird im Schritt 106 der Radius r nach der folgenden Formel berechnet: r = exp((v_SS + c₁·d + c₂)·c₃), (2) wobei c₁, c₂ and c₃ Konstanten sind und exp die Exponentialfunktion ist. Die Werte der Konstanten c₁, c₂ and c₃ werden durch Testmessungen bestimmt. Wenn im Schritt 104 Δt anstelle von v_SS bestimmt wird, kann die Gleichung (1) in die Gleichung (2) eingesetzt werden.Then in step 106 the radius r is calculated according to the following formula: r = exp ((v _SS + c ₁ * d + c ₂ ) * c ₃ ), (2) where c ₁ , c ₂ and c _{3 are} constants and exp is the exponential function. The values of the constants c ₁ , c ₂ and c ₃ are determined by test measurements. When in step 104 Δt is determined instead of v _SS , the equation (1) can be substituted into the equation (2).

Die Gleichung (2) und der Schritt 106 erlauben somit eine Bestimmung des Radius r der Schneidkante der Messer 48 sobald v_SS oder Δt einerseits und die Spaltbreite d des Schneidspalts andererseits bekannt sind. Der Einfluss des Schneidspalts d wird somit berücksichtigt und kann die Genauigkeit der Messung nicht nachteilig beeinflussen. The equation (2) and the step 106 thus allow a determination of the radius r of the cutting edge of the knife 48 as soon as v _SS or Δt on the one hand and the gap width d of the cutting gap on the other hand are known. The influence of the cutting gap d is thus taken into account and can not adversely affect the accuracy of the measurement.

Es ist anzumerken, dass die Schritte 102 und 104 üblicherweise für eine hinreichend lange Erfassungszeit durchgeführt und Durchschnittswerte für d und v_SS bestimmt und schließlich im Schritt 106 verwendet werden. Während dieser Erfassungszeit sollte die Drehgeschwindigkeit der Häckseltrommel 22 konstant sein und einem vorbestimmten Wert entsprechen. Wenn sich die Drehgeschwindigkeit ändern sollte, wird das vorzugsweise bei der Auswertung berücksichtigt.It should be noted that the steps 102 and 104 Usually performed for a sufficiently long acquisition time and averages for d and v _SS determined and finally in step 106 be used. During this detection time, the rotational speed of the chopper drum should be 22 be constant and correspond to a predetermined value. If the rotational speed should change, this is preferably taken into account in the evaluation.

Nach dem Schritt 106 werden der Abstand d und der Radius r auf einer Anzeigeeinheit 68 in der Kabine 18 angezeigt, sodass der Bediener einen Schleifvorgang der Schleifeinrichtung 50 veranlassen kann, sobald der Radius r einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, oder dies wird automatisch veranlasst (Schritte 108 und 112 in 5). After the step 106 the distance d and the radius r are on a display unit 68 in the cabin 18 indicating that the operator is grinding the grinder 50 as soon as the radius r exceeds a predetermined threshold, or this is automatically initiated (steps 108 and 112 in 5 ).

Nachdem die bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass verschiedene Veränderungen möglich sind. Beispielsweise könnten der Analog-Digital-Wandler 64 und der Mikroprozessor 66 durch einen rein analogen Schaltkreis ersetzt werden. Das Ergebnis des Schritts 102 kann zur automatischen Veranlassung einer Spalteinstellungsprozedur verwendet werden, wenn der Abstand d einen vorbestimmten Grenzwert übersteigt. Schließlich ist noch anzumerken, dass zwei oder mehr magnetische Sensoren 54 über die Länge der Gegenschneide 38 verteilt werden können, wobei alle davon mit der Auswertungseinheit verbunden werden.Having described the preferred embodiment, it will be apparent that various changes are possible. For example, the analog-to-digital converter could 64 and the microprocessor 66 be replaced by a purely analog circuit. The result of the step 102 may be used to automatically initiate a gap adjustment procedure when the distance d exceeds a predetermined threshold. Finally, it should be noted that two or more magnetic sensors 54 over the length of the counterknife 38 can be distributed, all of which are connected to the evaluation unit.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

Fig. 5

100: Start
102: Abstand d
104: Vss
106: Radius r
108: r > Schwelle?
110: Ende
112: Warnung auf Anzeige und/oder Schärfen

Fig. 5

100: begin
102: Distance d
104: Vpp
106: Radius r
108: r> threshold?
110: The End
112: Warning on display and / or sharpening

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0943888 A2 [0004, 0027]
DD 286735 A5 [0006]
DD 286737 A5 [0006]
DE 102011005317 A1 [0006]
US 7222804 A [0020]
DE 10346412 A1 [0027]

Claims

System for detecting the sharpness of a large number of knives ( 48 ), which are around the circumference of a knife for displacement ( 48 ) on a counter-blade ( 38 ) adjacent web rotatable chopper drum ( 22 ), comprising: a distance sensor arranged to set the width (d) of a gap between the counter-blade ( 38 ) and one of the cutting edges of the rotating blades ( 48 ); a magnetic sensor ( 54 ) with a magnet ( 58 ), which is arranged, a magnetic flux in the gap between the counter blade ( 38 ) and the cutting edges of the knives ( 48 ) and a flow sensor ( 60 ) arranged to provide an electrical signal v representing an influence of the passing cutting edges on the magnetic flux in the gap; and an evaluation unit connected to the gap sensor and the magnetic sensor ( 54 ) and is set, the sharpness of the cutting edges ( 48 ) radius (r) according to the following equation:

r = exp ((v + c ₁ * d + c ₂ ) * c ₃ ),

where c ₁ , c ₂ and c _{3 are} constants and exp is the exponential function.

A system according to claim 1, wherein v is the peak voltage v _SS or the length Δt of a pulse of the flow sensor induced by a passing knife edge ( 60 ).

System according to claim 1 or 2, wherein the flow sensor ( 60 ) is a coil.

System according to one of claims 1 to 3, wherein the magnetic sensor ( 54 ) on the counter-blade ( 38 ) or in a bore ( 56 ) is arranged.

A system according to any one of claims 1 to 4, wherein the distance sensor is a magnetoresistive sensor, the flow sensor ( 60 ) or an optical sensor.

System according to one of claims 1 to 5, wherein the evaluation unit with a grinding device ( 50 ) connected is.

System according to one of claims 1 to 6, wherein the evaluation unit with a display device ( 68 ) is connected to indicate the detected radius and / or a grinding signal.

Forage harvester ( 10 ) with a rotatable cutterhead ( 22 ) with a plurality of knives distributed around its circumference ( 48 ), which move into one on a counter-blade ( 38 ) are displaceable adjacent track and a system according to any one of the preceding claims.