DE3420800A1 - Einrichtung zur ermittlung der erntegutverluste - Google Patents

Abstract

1 Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ermitteln der Erntegutverluste, insbesondere der Schüttler- und Reinigungsverluste bei Mähdreschern. Ziel ist es, den Vorbereitungsaufwand auf dem Feld zu verringern und die Verlustwerte in sofort auswertbare Form bereitzustellen, Hierzu soll die Einrichtung ohne Eichung auf dem Feld auskommen und unter Einbeziehung von spezifischen Faktoren die Verluste ertrags- und/oder flächenbezogen anzeigen. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Rechner (15) mit Speichern (18 bzw. 28) gekoppelt ist, die Konstanten über Fruchtart, Arbeitsbreite, Tausendkornmasse und Flächenertrag enthalten. Die Konstanten sind für den Rechenvorgang über Eingabe (10; 11; 12, 13) oder Bedienelemente (32) aktivierbar. Die notwendigen Messwerte werden dem Rechner (15) von Messgebern (1; 2; 9) über Zählkanäle (3; 4) zugeleitet. In einem Ausführungsbeispiel ist eine Blockschaltung mittels eines Taschenrechnerschaltkreises (21) dargestellt, im anderen Ausführungsbeispiel eine Blockschaltung mittels eines Mikroprozessorbausteins (27).

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ermitteln der Erntegutverluste bei Mähdreschern, insbesondere der Schüttler- und Reinigungsverluste an Körnern.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Getreide- und Körnermaisernte wird in der modernen Landwirtschaft fast ausschließlich durch Mähdrescher eingebracht. Dabei werden vielfältige Bemühungen unternommen, das Erntegut möglichst verlustlos zu bergen. Diese Anstrengungen sind vorwiegend auf die Kontrolle des Verlustanteils gerichtet, der allgemein als Schüttler- und als Reinigungsverluste bezeichnet wird. Die anderen Verluste am Schneidwerk und am Dreschwerk sind heute bereits durch geeignete Bedienmaßnahmen in der Höhe begrenzbar. Beim Mähdrescher tritt bei Annäherung an die Leistungsgrenze ein progressiver Anstieg der Schüttler- und Reinigungsverluste auf. Bei Nichtauslastung des Mähdreschers sinkt dessen Arbeitsleistung und der spezifische Kraftstoffverbrauch steigt an. Aus diesen Gründen sind bereits Einrichtungen zur Kontrolle der Schüttler- und Reinigungsverluste an Mähdreschern geschaffen worden.

In der US-PS 3 515 144 ist z.B. eine derartige Einrichtung beschrieben. Die Messgeber dieser Einrichtungen befinden sich in der Regel im Durchlaufweg des Erntegutstromes des

Mähdreschers, insbesondere im Strohauslauf und im Bereich des Spreuauswurfes. In der Regel wird von den Messgebern die Aufprallenergie der Körner in lektrische Impulse umgewandelt. Diese Impulse pro Zeiteinheit stehen in einem bestimmten Verhältnis zur Zahl der Körner, die als Schüttler- und Reinigungsverluste den Mähdrescher verlassen und den Ertrag verringern. Die Impulse werden verstärkt und digital oder analog zur Anzeige gebraucht. Diese Verlustkontrolleinrichtung informiert den Mähdrescherfahrer zunächst nur über den Verlustverlauf. Zur Ermittlung der auf die Erntefläche bzw. der auf den Ertrag bezogenen Verluste ist eine Eichung der Verlustkontrolleinrichtung auf dem jeweiligen Feld erforderlich. Dazu werden Prüfschalen oder Messrahmen unter den Strohauslauf und den Spreuauswurf gebracht, um die mit dem Stroh und Spreu ausgeworfenen Körner aufzufangen und auszuzählen. Danach kann der flächenbezogene Verlust errechnet werden. Der Nachteil dieser Verlustkontrolleinrichtungen besteht darin, dass dieser Eichvorgang sehr aufwendig ist und zahlreiche Stichproben erfordert, um sichere Vergleichswerte zu erhalten. Besonders bei hohen Fahrgeschwindigkeiten des Mähdreschers ist das Ausbringen der Prüfschalen sehr anstrengend. Bei großen Feldern ist das Gewinnen von Vergleichswerten durch die großen Fahrstrecken problematisch und es treten größere Informationslücken auf. Zusätzlich ist unter Umständen, wenn der ermittelte Vergleichswert stark von dem vorgegebenen Verlustwert abweicht, eine mehrmalige Eichung notwendig. Ein weiterer Mangel besteht darin, dass die unterschiedliche Masse und Größe der Körner bei der Eichung nur teilweise berücksichtigt wird.

Weiter sind Verlustkontrolleinrichtungen, zum Beispiel nach der US-PS 3 935 866 und US-PS 4 000 398 bekannt, die durch Messung der Fahrstrecke des Mähdreschers, bei Annahme einer konstanten Arbeitsbreite, die abgeerntete Fläche einbeziehen. Die Verluste werden hier in einer auf die Fläche bezogenen

Größe angezeigt. Auch bei dieser Einrichtung bleibt der Hauptnachteil der erstgenannten Lösungen bestehen. Der angezeigte Verlust stellt keine konkrete Zahlengröße dar, sondern zeigt nur den relativen Verlustverlauf an und muss mit den tatsächlichen Verlusten durch Eichung in einen quantitativen Zusammenhang gebracht werden. Dazu ist ebenfalls ein Probedrusch auf dem Feld und eine anschließende Berechnung erforderlich, die die bereits beschriebenen erheblichen Aufwendungen mit sich bringen.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, eine Einrichtung zum Ermitteln der Erntegutverluste zu schaffen, bei der die Aufwendungen für den Einsatz der Einrichtung auf dem Feld gesenkt werden und den Mähdrescherfahrer die Verlustwerte in sofort auswertbarer Form bereitgestellt werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Ermitteln der Erntegutverluste zu schaffen, die ohne Eichung auf dem Feld unter Einbeziehung von mähdrescherspezifischen und fruchtartspezifischen Faktoren die Schüttler- und Reinigungsverluste in einer auf die Erntefläche bezogenen oder auf den Ertrag bezogenen Größe zur Anzeige bringt. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Rechner mit Speichern gekoppelt ist, die Konstanten für Fruchtart, Arbeitsbreite, Tausendkornmasse und Flächenertrag enthalten und die über Bedienelemente aktivierbar sind.

Der Rechner ist ferner in bekannter Weise eingangsseitig über Zühlkanäle mit einem Schüttlermessgeber, einem Reinigungsmessgeber und einem Fahrwegmessgeber verbunden und ausgangsseitig mit einer Anzeige gekoppelt. Die beim Mähdrusch am Schüttler und an der Reinigung auftretenden Körnerverluste werden in bekannter Weise durch die Messgeber aufgenommen. Gleichfalls wird der vom Mähdrescher zurückgelegte Fahrweg beispielsweise durch induktive Näherungsinitiatioren in der Antriebsgruppe gemessen. Die von den Messgebern erzeugten Impulse werden über die Zählkanäle oder direkt dem Rechner zugeführt. In den Rechner werden weiterhin die Konstanten eingegeben, die in den Speichern abgelegt sind. Sie werden über die Bedienelemente für den Rechner aktiviert. Die in die Speicher abgelegten Konstanten betreffen die Tausendkornmassen der Fruchtarten, den auf der Erntefläche vorhandenen und auf diese Erntefläche bezogenen Ertrag, die durch die Breite des Schneidwerkes bzw. die Reihenanzahl und den Reihenabstand gegebene Arbeitsbreite des Mähdreschers sowie die zu erntende Fruchtart. Mit diesen Eingangswerten berechnet der Rechner nach einer festen Berechnungsvorschrift einen flächenbezogenen oder einen ertragsbezogenen Verlustwert, der dann auf der Anzeige digital oder analog-sichtbar gemacht wird.

Nach der Erfindung ist es zweckmäßig, die Einrichtung so auszuführen, dass einem Schiebekettenspeicher eingangsseitig der Schüttler-, der Reinigungs- und der Fahrwegmessgeber über ihre Zählkanäle, über Speicher eine Fruchtarteingabe und eine Arbeitsbreiteneingabe, eine Tausendkornmasseeingabe und eine Flächenertragseingabe parallel zugeordnet sind. Ausgangsseitig sind am Schiebekettenspeicher seriell ein Dekoder, Freigabegatter, ein Rechnerschaltkreis und eine Anzeige angeschlossen, Eine Ablaufsteuerung übernimmt die Organisation des Funktionsablaufes und dem Rechner ist ferner eine Rechenzieleingabe zugeordnet.

Ferner ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die den Eingaben nachgeschalteten Speicher die spezifischen Konstanten fest verdrahtet enthalten.

In der so aufgebauten Einrichtung werden die Impulse der Messgeber in den Zählkanälen so umgeformt, dass sie am Schiebekettenspeicher in BCD-Code vorliegen. In den Speichern für die Konstanten liegen diese ebenfalls im BCD-Code vor und werden durch die Eingaben für den Schiebekettenspeicher aktiviert, wenn die Einrichtung für den Einsatz vorbereitet wird. So kann zum Beispiel durch eine bestimmte Taste die

Konstante für eine bestimmte Fruchtart aktiviert werden. Die fruchtartspezifischen Konstanten werden dabei vom Gerätehersteller ermittelt und in die Speicher eingegeben. Über die Arbeitsbreiteneingabe können die im zughörigen Speicher im BCD-Code gespeicherten Konstanten mittels zum Beispiel Tastenbetätigung aufgerufen und für die Verrechnung aktiviert werden. Die Konstanten können dadurch realisiert werden, dass eine Speichermatrix mit Dioden bestückt ist. Die Tausendkornmasseeingabe und die Flächenertragseingabe an den Schiebekettenspeicher erfolgt ebenfalls im BCD-Code. Zur Abarbeitung der Berechnung werden die Operanden und die Operatoren in geordneter Reihenfolge in den Schiebekettenspeicher eingeschrieben. Mit einem speziellen Schiebetaktimpuls werden die Schiebeketten gleichzeitig um eine Stelle in Richtung Ausgang des Schiebekettenspeichers weitergeschoben. Anschließend dekodiert der Dekoder das Endwort und steuert Freigabegatter an. Diese vollziehen die Eingabe in den Rechnerschaltkreis. Vom Ausgang des Rechnerschaltkreises wird die Anzeige über geeignete Zwischenglieder angesteuert. Die für den Messzyklus und den Rechenablauf erforderlichen Steuertakte werden durch die Ablaufsteuerung bereitgestellt. Über die Rechenzielvorgabe werden verschiedene Auswertbereiche vorgegeben, wie Auswertung der Schüttlerverluste, Auswertung der Reinigungsverluste oder Auswertung beider Verlustarten. Der zeitliche Ablauf der Auswertung gliedert sich dabei in eine Rechenvorbereitungsphase, eine Rechenphase und eine Anzeigephase. Der Messzyklus umfasst die Dauer der Rechen- und der Anzeigephase. Die Messungen werden nur für die Dauer der Rechenvorbereitungsphase unterbrochen, in der die Speicher belegt werden und sämtliche Operanden und Operatoren in den Schiebekettenspeicher übernommen werden. Die beschriebene Einrichtung kann auch mit geringem Aufwand durch interne Testabläufe erweitert werden, um eine Funktionsüberprüfung bei Arbeitsbeginn oder bei Störungen durchführen zu können. Hierzu werden in der Einrichtung erzeugte Impulse genutzt. Es ist so möglich, die Zählkanäle und die Messgeber zu überprüfen.

Nach der Erfindung ist es letztlich ebenfalls zweckmäßig, wenn der Rechner im wesentlichen eine Zähler-Zeitgeber-Einheit, eine Parallel-Ein-/Ausgabeinheit, einen Schreib-Lese-Speicher, einen Nur-Lese-Speicher und einen Mikroprozessorbaustein umfasst, wobei an die Parallel-Ein-/Ausgabeeinheit die Anzeige und die Bedienelemente und an die Zähler-Zeitgeber-Einheit die Zählkanäle des Schüttlermessgebers und des Reinigungsmessgebers sowie der Fahrwegmessgeber angekoppelt sind.

Der Mikroprozessorhaustein, dessen Arbeitsweise durch das Rechenprogramm im Nur-Lese-Speicher festgelegt ist, übernimmt die Ausführung der arithmetischen, logischen und Steueroperationen. Über die Bedienelemente und die Parallel-Ein-/Ausgabeeinheit erfolgt die Vorgabe für Ertrag, Tausendkornmasse, Arbeitsbreite, Fruchtart und Rechenziel. Die zugehörige Konstanten sind in Nur-Lese-Speicher aufgelistet. Vom Mikrorechner werden je nach eingegebener Arbeitsbreite und Fruchtart die entsprechenden Konstanten herausgesucht. Die Zähler-Zeitgeber-Einheit zählt die Impulse und gibt das Zeitraster für den zyklischen Programmablauf vor. Während des Messvorganges werden die gewählten Impulse aus der Zähler-Zeitgeber-Einheit übernommen, addiert und in den Schreib-Lese-Speicher hinterlegt. Danach erfolgt die Verlustberechnung und über die Parallel-Ein-/Ausgabeeinheit wird die Anzeige angesteuert. Sollten im Schreib-Lese-Speicher zusätzliche Wertefolgen oder Durchschnittswerte zum Beispiel für die Verlustauswertung gespeichert werden, muss der Schreib-Lese-Speicher zusätzlich gepuffert werden.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass bei der Verlustermittlung durch die Berücksichtigung der Masse und der spezifischen Eigenschaften des Erntegutes und durch die Berücksichtigung der fruchtart- und mähdrescherspezifischen Abscheidungscharakteristik eine hohe Messgenauigkeit erzielt wird. Die Anzeige der Verluste erfolgt als flächen- oder ertragsbezogene Größe. Damit steht der Bedienperson eine sofort umsetzbare Information zur Verfügung. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann durch einmalige Bestimmung der Konstanten universell für alle Mähdreschertypen und Messgeberanordnungen eingesetzt werden. Ein weiterer Vorteil ist die Senkung der Vorbereitungsaufwendungen auf dem Feld, da die Eichung mittels Prüfschalen und ähnlichen Hilfsmitteln entfällt.

Ausführungsbeispiel

Nachstehend soll die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt:

Fig. 1: das Blockschaltbild einer Einrichtung auf der Grundlage eines Taschenrechnerschaltkreises,

Fig. 2. den zeitlichen Ablauf des Arbeitszyklusses der Einrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 das Blockschaltbild einer Einrichtung auf der Grundlage eines Mikrorechners.

Im ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erfolgt die Ermittlung der Erntegutverluste in einer elektronischen Schaltung. Ein Schüttlermessgeber 1 und ein Reinigungsmessgeber 2 sind mit Zählkanälen 3; 4 verbunden. Die Zählkanäle 3; 4 bestehen aus einem selektiven Verstärker 5, einen Komparator 6, einem Monoflop 7 und einem Zähler mit nachgeschaltetem Speicher 8. Weiter ist ein Fahrwegmessgeber 9, beispielsweise ein induktiver Näherungsinitiator, eine Fruchtarteingabe 10, eine Arbeitsbreiteneingabe 11, eine Tausendkornmasseeingabe 12, eine Flächenertragseingabe 13 und eine Rechenzieleingabe 14 vorhanden, die zusammen mit den Zählkanälen 3; 4 an einem Rechner 15 angeschlossen sind. Hierbei sind die Zählkanäle 3; 4 direkt mit einem Schiebekettenspeicher 16, der aus vier parallel angeordneten Schieberegistern mit je 30 bit Länge, auf deren genauere Darstellung verzichtet wurde, besteht, verbunden.

Der Fahrwegemessgeber 9 ist über einen Zähler mit nachgeschaltetem Speicher 17, die Fruchtarteingabe 10 und die Arbeitsbreiteneingabe 11 über je einen Speicher 18 sowie die Tausendkornmasseeingabe 12 und die Flächenertragseingabe 13 direkt an den Schiebekettenspeichers 16 angekoppelt. Die Tausendkornmesseingage 12 und die Flächenertragseingabe 13 können dabei als Ziffernschalter ausgeführt sein. An den Ausgang des Schiebekettenspeichers 16 ist ein Dekoder 19, im speziellen Fall ein 1-aus-16-Dekoder, angeordnet. Es folgen seriell ein Freigabegatter 20 und ein Rechnerschaltkreis 21, der hier ein bekannter Taschenrechnerschaltkreis ist. Vom Ausgang des Rechnerschaltkreises 21 wird über eine nicht dargestellte Treiberstufe eine Anzeige 22, die im Ausführungsbeispiel als Siebensegmentanzeige ausgebildet sein kann, angesteuert. Die für den Messzyklus und den Rechenzyklus erforderlichen Steuertakte werden durch eine Ablaufsteuerung 23 bereitgestellt. An diese Ablaufsteuerung 23 ist die Rechenzieleingabe 14 angeschlossen.

Der zeitliche Ablauf von Mess- und Rechenzyklus der Einrichtung nach Fig. 1 ist in Fig. 2 dargestellt. Der Rechenzyklus, der sich periodisch wiederholt, unterteilt sich in eine Rechenvorbereitungsphase 24, die im Ausführungsbeispiel etwa ein Hundertstel der Periode T dauert, eine Rechenphase 25 und eine Anzeigephase 26. Für die Dauer der Rechenvorbereitungsphase 24 ist der Messzyklus unterbrochen.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Messung der Schüttler- und der Reinigungsverluste und des Fahrweges erfolgt hier analog dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1. Der Rechner 15 besteht aus einem Mikroprozessorbaustein 27, dessen Arbeitsprogramm im Nur-Lose-Speicher 28 festgelegt ist, einer Zähler-Zeitgeber-Einheit 29, einen Schreib-Lese-Speicher 30 und einer Parallel-Ein-/Ausgabeeinheit 31. Die Zählkanäle 3; 4 und der

Fahrwegmessgeber 9 sind hierbei mit der Zähler-Zeitgeber-Einheit 29 gekoppelt. Über die Parallel-Ein-/Ausgabeeinheit 31 erfolgt die Steuerung einer Anzeige 22. Über die Bedienelemente 32, die hier nicht näher erläutert werden sollen, und über die Parallel-Ein-/Ausgabeeinheit 31 erfolgt die Aktivierung der Konstanten, die im Nur-Lese-Speicher 28 eingelesen sind.

Vorteilhaft an dieser Ausführung ist, dass die spezifischen Konstanten beliebig genau abgespeichert werden können. Außerdem können weitere Funktionen, wie die Ausfilterung von sogenannten "Ausreißern", d.h. Messwerten, die von den üblichen weit abweichen, die Ermittlung von Durchschnittswerten über größere Zeiträume u.a. realisiert werden.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 - Schüttlermessgeber

2 - Reinigungsmessgeber

3 - Zählkanal

4 - Zählkanal

5 - Selektiver Verstärker

6 - Komparator

7 - Monoflop

8 - Zähler mit nachgeschaltetem Speicher

9 - Fahrwegmessgeber

10 - Fruchtarteingabe

11 - Arbeitsbreiteneingabe

12 - Tausendkornmasseeingabe

13 - Flächenertragseingabe

14 - Rechenzieleingabe

15 - Rechner

16 - Schiebekettenspeicher

17 - Zähler mit nachgeschaltetem Speicher

18 - Speicher

19 - Dekoder

20 - Freigabegatter

21 - Rechnerschaltkreis

22 - Anzeige

23 - Ablaufsteuerung

24 - Rechenvorbereitungsphase

25 - Rechenphase

26 - Anzeigephase

27 - Mikroprozessorbaustein

28 - Nur-Lese-Speicher

29 - Zähler-Zeitgeber-Einheit

30 - Schreib-Lese-Speicher

31 - Parallel-Ein-/Ausgabeeinheit

32 - Bedienelemente

T - Periode

Claims (4)

Erfindungsanspruch

1. Einrichtung zum Ermitteln der Erntegutverluste bei Mähdreschern, insbesondere der Schüttler- und Reinigungsverluste, bei der ein Rechner über Zählkanäle mit einem Schüttlermessgeber, einem Reinigungsmessgeber und einem Fahrwegmessgeber verbunden ist und ausgangsseitig mit einer Anzeige gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (15) mit Speichern (18; 28) gekoppelt ist, die Konstanten über Fruchtart, Arbeitsbreite, Tausendkornmasse, Flächenertrag enthalten und über Bedienelemente (10; 11; 12; 13; 32) aktivierbar sind.

2. Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, dass einem Schiebekettenspeicher (16) eingangsseitig über ihre Zählkanäle (3; 4) ein Schüttlermessgeber (1), ein Reinigungsmessgeber (2) und ein Fahrwegmessgeber (9), ferner über einen Speicher (18) eine Fruchtarteingabe (10), über einen Speicher (18) eine Arbeitsbreiteneingabe (11), eine Tausendkornmesseingabe (12) und eine Flächenertragseingabe (13) parallel zugeordnet sind, ausgangsseitig am Schiebekettenspeicher (16) seriell ein Dekoder (19), Freigabegatter (20), ein Rechnerschaltkreis (21) und eine Anzeige (22) angeschlossen sind, dem Rechner (15) eine Rechenzieleingabe (14) zugeordnet ist und eine Ablaufsteuerung (23) die Organisation des Funktionsablaufes übernimmt.

3. Einrichtung nach den Punkte 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den Eingaben (10; 11) nachgeschalteten Speicher (18) die spezifischen Konstanten fest verdrahtet enthalten.

4. Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (15) im wesentlichen eine Zähler-Zeitgeber-Einheit (29), eine Parallel-Ein-/Ausgabeeinheit (31), einen Schreib-Lese-Speicher (30), einen Nur-Lese-Speicher (28) und einen Mikroprozessorbaustein (27) umfasst, wobei an die Parallel-Ein-/Ausgabeeinheit (31) eine Anzeige (22) und Bedienelemente (32) und an die Zähler-Zeitgeber-Einheit (29) die Zählkanäle (3; 4) des Schüttlermessgebers (1) und des Reinigungsmessgebers (2) sowie der Fahrwegmessgeber (9) angekoppelt sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen