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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Mähdrescher, und sie bezieht
sich insbesondere auf ein Antriebs-Gestänge, das für die Hin- und Herbewegung
der Siebe eines Mähdreschers
verwendet wird, um die Körner
von dem Rest des Erntematerials zu trennen.
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Hintergrund der Erfindung
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In
einem Mähdrescher
wird das Erntematerial nach seinem Mähen durch eine Drescheinrichtung geleitet,
die eine Trennung der Körner
von den Stängeln
oder dem Stroh bewirkt. Das Stroh wird zur Rückseite des Mähdreschers
transportiert, während die
Körner
und andere Erntematerial-Teilchen auf ein Sieb fallen. Anderes Material
(MOG) als Körner
umfasst Spreu, kurzes Stroh und andere Teilchen, die die Drescheinrichtung
von den längeren
Strohhalmen getrennt hat. Das Sieb wird hin und her bewegt, während Luft
von unten durch das Sieb geblasen wird. Das Schütteln des Siebs trägt dazu
bei, dass die Körner
gleichförmig über die
Fläche
des Siebs verteilt werden und befördert die Körner und das MOG in Richtung
auf die Rückseite
der Erntemaschine. Die Körner,
die durch das Sieb hindurchfallen, werden in einem Siebkasten gesammelt,
von dem aus sie zu einem Kömertank
transportiert werden. Üblicherweise
wird ein zweites Sieb unterhalb des ersten Siebes für eine weitere
Reinigung der Körnerprobe
hin- und herbewegt.
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Ein
Problem tritt bei Mähdreschern
auf, wenn diese an der Seite eines Hügels betrieben werden, weil
die Körner
und das MOG dazu neigen, sich auf der hangabwärts gelegenen Seite des Siebes
anzusammeln. Als Ergebnis zeigt die Schicht aus Erntematerial auf
dem Sieb einige Löcher
oder sehr leicht belastete Bereiche, durch die hindurch eine erhebliche
Menge der Luft entweichen kann. Der sich daraus ergebende Druckabfall
beeinflusst auch die mit Erntematerial beladenen Gebiete, so dass
weniger MOG abgehoben und aus dem Mähdrescher herausgeblasen wird.
Weiterhin wird der verfügbare
Bereich des Siebes nicht effektiv genutzt, und mit dem MOG vermischte
Körner
bleiben in der Nähe
der unteren Seite des Siebes konzentriert, und es tritt ein Körnerverlust
auf, weil viele Körner
zusammen mit dem MOG aus dem Mähdrescher
heraus gefördert
werden.
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Die
GB 2 072 050 befasst sich
mit diesem Problem und schlägt
die Änderung
des Schwingungswinkel des gesamten Siebkastens vor. Statt das die
Siebe parallel zur Bewegungsrichtung des Mähdreschers hin und her bewegt
werden, werden sie unter einem Winkel zur Bewegungsrichtung des Mähdreschers
in Schwingungen versetzt. Entsprechend neigen die Körner dazu,
durch die Schwingung der Siebe hangaufwärts gefördert zu werden, wodurch der
Wirkung der Schwerkraft entgegengewirkt wird und die Körner und
das MOG gleichförmiger über die
Oberfläche
der Siebe verteilt werden.
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In
der
GB-A-2 072 050 ist
der Körner-Sammelkasten,
der auch als Siebträger
bezeichnet wird und die Siebe enthält, mit Führungsrollen versehen, die
gleitend in Nockenbahnen aufgenommen werden, die auf dem Rahmen
des Mähdreschers
verschwenkbar sind, um die Richtung der Hin- und Her-Bewegung der
Siebe zu ändern.
Eine derartige Anordnung zum Führen
der Bewegung der Siebe ist jedoch nicht befriedigend, weil sich
eine übermäßige Abnutzung
auf den Nockenbahnen ergibt und weil die Lager der rollenden Elemente,
die in den Führungsrollen
verwendet werden, eine begrenzte Lebensdauer haben.
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Die
GB-A-2 146 218 ,
die als nächstkommender
Stand der Technik für
die vorliegende Erfindung betrachtet wird, sieht ein Antriebsgestänge für eine Hin
und Her-Bewegung des Siebes vor, das in dem Rahmen eines Mähdreschers
für eine
Bewegung in zueinander orthogonalen Richtungen aufgehängt ist. Das
Antriebsgestänge
umfasst einen Kurbel-Mechanismus zum Ausüben einer Hin- und Her-Bewegung auf
das Sieb in der Bewegungsrichtung des Mähdreschers und einen Schwenkarm,
der schwenkbar an einem Ende mit einer Seite des Siebes verbunden
ist, um eine Bewegung des Siebes auf einen Bogen, der auf einem
Schwenkpunkt an dem gegenüberliegenden
Ende des Schwenkarms zentriert ist, hervorzurufen, während das
Sieb hin und her bewegt wird.
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Die
GB 2 146 218 stellt eine
Verbesserung des Vorschlages in der
GB
2 072 050 in zweifacher Weise dar. Zunächst wird anstelle der Hin-
und Her-Bewegung des Körnersammelkastens
lediglich das obere Sieb hin und her bewegt, durch die schwingende
Masse reduziert wird. Zweitens können
die Führungsrollen
und Nockenbahnen durch einen Schwenkarm ersetzt werden, der das
Sieb darauf beschränkt,
einem Bogen zu folgen. Durch Ändern
der Position der Achse, um die der Schwenkarm rotiert, ist es möglich, die
Bewegung des Siebes so anzupassen, dass sie für unterschiedliche Boden-Neigungen
geeignet ist. In diesen Fall können
die Verbindungen an den entgegengesetzten Enden des Schwenkarmes
als Gummibüchsen
ausgebildet werden, die zuverlässig über lange
Zeitperioden arbeiten können.
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Ein
Nachteil der Geometrie des Antriebsgestänges, das in der
GB 2 146 218 beschrieben ist, besteht
darin, dass sich das Sieb nicht mehr auf einer geraden Linie, sondern
auf einem Bogen bewegt. Wenn das Sieb durch einen Schwenkarm gezwungen
wird, entlang eines bogenförmigen
Armes zu schwingen, so ist sein Betrieb asymmetrisch, und es ist
nicht in der Lage, in gleichförmiger
Weise Neigungen in entgegengesetzten Richtungen zu kompensieren.
Diese Abweichung wird besonders deutlich, wenn steilere Hänge kompensiert
werden. Weiterhin wird das Kompensationssystem durch ein Pendelsystem
gesteuert, das keine Einstellung der Bewegungsbahn auf sich ändernde
Erntematerial-Bedingungen ermöglicht,
wie zum Beispiel Erntematerial-Typ, Feuchtigkeit, Verhältnis von
Körnern
zu MOG, und so weiter.
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Ziel der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist daher darauf gerichtet, ein Antriebsgestänge zu schaffen,
das Schwenkarme anstelle von Nocken verwendet, um ein Sieb hin und
her zu bewegen, es jedoch ermöglicht,
dass sich das Sieb entlang eines im Wesentlichen geradlinigen Pfades
bewegt, der unter einem auswählbaren
Winkel gegenüber
der Fahrtrichtung geneigt werden kann.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Antriebsgestänge
zur Hin- und Herbewegung eines Siebes geschaffen, dass in einem
Rahmen eines Mähdreschers
für eine
Bewegung in zueinander orthogonalen Richtungen aufgehängt ist,
mit einem Kurbel-Mechanismus, zum Aufprägen einer Hin- und Herbewegung
auf das Sieb in der Bewegungsrichtung des Mähdreschers, und mit einem Schwenkarm, der
schwenkbar an einem Ende mit einer Seite des Siebes verbunden ist,
um eine Bewegung des Siebes auf einen Bogen hervorzurufen, der auf
einer Schwenkachse an dem gegenüberliegenden
Ende des Schwenkarmes zentriert ist, während das Sieb hin- und herbewegt
wird, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen zum Bewegen der
Schwenkachse des Schwenkarmes gegenüber dem Rahmen synchron zu
der Hin- und Herbewegung des Siebes in einer derartigen Weise vorgesehen
sind, dass bewirkt wird, dass das Sieb einem im Wesentlichen geradlinigen
Pfad gegenüber
dem Rahmen folgt.
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Die
Bewegungseinrichtungen, beispielsweise ein Antriebsgestänge, gemäß der vorliegenden Erfindung
begradigen den Pfad des Siebs dadurch, das die Schwenkachse des
Schwenkarmes so bewegt wird, dass eine Schwingung dem Arm parallel zu
seiner eigenen Länge
und mit einer ausreichenden Amplitude überlagert wird, um der Krümmung der
Bahn entgegenzuwirken, dem das Sieb folgt.
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Bevorzugte Merkmale der Erfindung
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Der
Kurbel-Mechanismus, der eine Hin- und Her-Bewegung auf das Sieb
in der Bewegungsrichtung des Mähdreschers
ausübt,
kann in geeigneter Weise eine Schwenkplatte, die schwenkbar auf
dem Rahmen des Mähdreschers
befestigt ist, einen Kurbelarm oder einen exzentrischen Mechanismus
zum Hin- und Herbewegen der Platte und eine Verbindungsstange umfassen,
die die Schwenkplatte mit dem Sieb verbindet, um eine Hin- und Herbewegung auf
das Sieb auszuüben,
während
die Platte durch den Kurbelarm oder einen exzentrischen Mechanismus
hin und her bewegt wird.
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Obwohl
es möglich
sein würde,
ein zweites Stellglied zur Bewegung der Achse des Schwenkarmes vorzusehen,
würde eine
derartige Lösung
unnötig
kompliziert und aufwendig sein. Der Steuer-Mechanismus eines derartigen
zweiten Stellgliedes müsste
zusätzliche
Sensoren und Synchronisations-Einrichtungen umfassen, um die Synchronisation
zwischen der Längsrichtung,
die durch den Kurbel-Mechanismus hervorzurufen wird, und der Bewegung
des Stellgliedes aufrechtzuerhalten. Weiterhin müsste ein derartiges Stellglied
sehr robust sein, weil es sehr zuverlässig sein muss und mit einer
hohen Frequenz (ungefähr
5 Hz) arbeitet.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird der Schwenkarm von einem Haltearm getragen, der
gegenüber
dem Rahmen durch Einrichtungen verschwenkbar ist, die den Haltearm
und die Schwenkplatte miteinander verbinden. Diese Anordnung stellt
sicher, dass der Haltearm, der die Achse des Schwenkarms einstellt,
synchron mit dem Sieb angetrieben wird.
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In
vorteilhafter Weise können
diese Verbindungseinrichtungen ein eine veränderliche Länge aufweisendes Stellglied
umfassen, das den Haltearm mit dem Kurbel-Mechanismus verbindet.
Die Länge des
Stellgliedes bestimmt die mittlere Position der Schwenkachse des
Schwenkarms und stellt damit die Neigung des Pfades ein, dem das
Sieb folgt. Weiterhin überlagert,
weil das Stellglied seinerseits auf der Schwenkplatte befestigt
ist, dieses automatisch eine Schwingung auf den Haltearm, die in
Phase mit der Bewegung des Siebes ist. Durch eine geeignete Auswahl
der Geometrie des Haltearmes, der Schwenkplatte, des Schwenkarmes
und des Stellgliedes ist es somit möglich, sicherzustellen, dass
der Pfad, dem das Sieb folgt, im Wesentlichen gerade ist.
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Wenn
ein Seitenhang-Kompensations-System der vorstehend beschriebenen
Art in einem Mähdrescher
installiert ist und dieser an einem Hang arbeitet, so wird das Material
auf dem Sieb durch das Kompensations-System in Richtung auf die
hangaufwärts
gelegene Seite des Mähdreschers
beschleunigt, um die Wirkung der Schwerkraft zu kompensieren. Wenn
man sich mit verschiedenen Arten von Samen befasst, so muss man
sich auch mit einer Vielzahl von Samen-Dichten befassen.
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Das
Ergebnis besteht darin, dass dichtere Samen, wie zum Beispiel Soja-Bohnen,
dazu neigen, unter der Wirkung der Schwerkraft wesentlich schneller
herunterzufallen, als weniger dichte Samen, wie zum Beispiel Grassamen.
Als Folge hiervon sind trotz der Seitenhang-Kompensation die Siebe immer
noch nicht immer gleichförmig
belastet.
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Es
würde vorteilhaft
sein, bei der Einstellung des Ausmaßes der seitlichen Bewegung
des Siebes nicht nur die Neigung sondern auch die Dichte der Körner zu
berücksichtigen.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Mähdrescher
mit einem Gebläse
mit veränderlicher
Drehzahl ausgerüstet,
so dass die Gebläse-Drehzahl
geändert
werden kann, um eine Anpassung an die vorherrschenden Betriebs-Bedingungen zu erzielen.
Es wurde festgestellt, dass die optimale Gebläse-Drehzahl in enger Beziehung zu der Dichte
des Erntematerials auf der Sieboberfläche steht.
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Die
Steuerung der Gebläse-Drehzahl
kann durch den Fahrer oder automatisch bewirkt werden. Ein Gebläse-Drehzahl-Signal
wird durch einen Gebläse-Drehzahl-Sensor erzeugt und
von dem Mähdrescher-Steuersystem überwacht.
Die tatsächliche Gebläse-Drehzahl
wird dem Fahrer in der Kabine angezeigt.
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Die
Verwendung der Gebläse-Drehzahl
als einen zusätzlicher
Betriebs-Parameter kann es ermöglichen,
dass der Steuer-Algorithmus des Neigungs-Kompensations-Systems dadurch fein
abgestimmt wird, dass die seitliche Bewegung des Siebes geändert werden
kann, um die Neigung des Bodens und die Gebläse-Drehzahl zu berücksichtigen,
um wohl eine Änderung
der Boden-Neigung als auch der Körner-Dichte zu kompensieren.
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Weil
die Gebläse-Drehzahl
kontinuierlich überwacht
wird und der Fahrer sehr einfach die Drehzahl ändern kann, ist dies eine einfache
Einstellung, mit der der Fahrer bereits vertraut ist, so dass dies keine
zusätzliche
Unannehmlichkeit darstellt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nunmehr weiter in Form eines Beispiels unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
schematische Draufsicht auf ein Sieb ist, das mit einem Neigungs-Kompensations-System
versehen ist, wie es im Stand der Technik beschrieben ist;
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2 ein
Diagramm zum Erläutern
des Betriebsprinzips des Neigungs-Kompensations-Systems nach 1 ist;
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3 eine
der 1 ähnliche
Draufsicht ist, die eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 eine
schematische Seitenansicht des in 3 verwendeten
Schwenkarmes zusammen mit seinem Halte-Hebel ist;
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5 eine
der 3 ähnliche
schematische Ansicht ist, die das Betriebsprinzip der Ausführungsform
der Erfindung nach 4 zeigt;
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6 ein
Schema ist, das die Bewegungen des Halte-Hebels und des Schwenkarms
nach den 3 und 4 zeigt,
wobei auf das Sieb eine geradlinige Bewegung parallel zu der Seite
des Siebes aufgeprägt
wird;
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7 ein
der 6 ähnliches
Schema, das die Bewegungen des Halte-Hebels und des Schwenkarms zeigt, die
auf das Sieb eine geradlinige Bewegung in einer geneigten Richtung
aufprägen,
um einer Hangabwärts-Bewegung
des Erntematerials entgegenzuwirken;
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8 eine
ausführliche
Seitenansicht eines Reinigungssystems ist, auf das das Kompensations-System
nach 3 angewandt werden kann;
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9 eine
ausführliche
Seitenansicht eines Kompensations-Systems gemäß der Erfindung ist, das auf
das Reinigungssystem nach 8 angewandt
wird; und
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10 eine
geschnittene Draufsicht des Kompensations-Systems nach 9 ist.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Vorrichtungen nach den
1 und
2 arbeitet
nach dem gleichen Prinzip, wie die Vorrichtung, die in der
GB 2 146 218 beschrieben
ist. Aus diesem Grund kann die Vorrichtung lediglich schematisch
gezeigt werden, um ein Verständnis
der Erfindung zu ermöglichen,
es wird jedoch auf die
GB 2 146
218 für
eine ausführlichere
Beschreibung einer Konstruktion verwiesen.
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Ein
Sieb
10 ist in dem Mähdrescher
in einer derartigen Weise befestigt, dass es frei sowohl nach vorne
als auch nach hinten und von einer Seite zur anderen bewegt werden
kann. Wie dies in
2 gezeigt ist, ist das Sieb
10 bei
der dargestellten Vorrichtung von unten her durch Pfosten
40 abgestützt, die Gummibüchsen an
beiden Enden haben, um es ihnen zu ermöglichen, in zueinander orthogonalen Ebenen
zu verschwenken. Es ist jedoch alternativ möglich, die Siebe
10 von
oben her aufzuhängen,
wie dies in
1 der
GB 2 146 218 gezeigt ist.
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Um
das Sieb 10 in der Vorwärts-
und Rückwärts-Richtung
zu bewegen, das heißt
parallel zu der Bewegungsrichtung 8 des Mähdreschers,
ist ein Kurbel-Mechanismus
mit einer Kurbel 14 oder ein exzentrischer Mechanismus
mit einer Verbindungsstange 12 verbunden, deren entgegengesetztes
Ende mit einer Schwenkplatte 16 verbunden ist. Die Schwenkplatte 16,
die in einer vertikalen Ebene liegt, ist ihrerseits an dem Rahmen
des Mähdreschers
mit Hilfe eines Schwenkpunktes 18 befestigt, der es ihr
ermöglicht,
sich im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn zu verschwenken,
während
sich die Kurbel 14 dreht. Eine zweite Verbindungsstange 24,
mit Schwenkpunkten 20 und 22 an ihren entgegengesetzten
Enden verbindet die Schwenkplatte 16 mit dem Sieb 10.
Alle Schwenkpunkte sind vorzugsweise als Gummibüchsen ausgebildet, die es dem
Sieb 10 ermöglichen,
sich von einer Seite vor anderen zur gleichen Zeit zu bewegen, wie
es in Vorwärts-
und Rückwärts-Richtung
durch die Kurbel 14 hin- und herbewegt wird. Der Schwenkpunkt 22 und
die Pfosten 40 müssen
nicht direkt mit den Sieben 10 verbunden sein, sie können auch
mit einen Siebträger 26 verbunden
sein, in dem das Sieb befestigt ist.
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Um
die Neigung des Bodens zu kompensieren, ist das Sieb 10 über einen
Schwenkpunkt 32 mit einem Ende eines Schwenkarmes 36 verbunden. Das
entgegengesetzte Ende des Schwenkarmes kann sich um eine Gummibüchse verschwenken,
die eine vertikale Schwenkachse 34 bildet. Die Achse 34 ist
benachbart zu dem äußeren Ende
eines stationären
Halte-Hebels 38 vorgesehen, der schwenkbar an seinem innen
liegenden Ende mit dem Rahmen des Mähdreschers verbunden ist. Die
Wirkung der Verankerung einer Seite des Siebes 10 an dem
Rahmen des Mähdreschers
auf diese Weise besteht darin, dass wenn das Sieb durch die Kurbel 14 hin
und her bewegt wird, es auf eine Bewegung auf einem Bogen beschränkt ist,
wodurch eine Schwingung von einer Seite zur anderen dem Sieb 10 überlagert
wird, während
dieses in Vorwärts-
und Rückwärts-Richtung
hin und herbewegt wird. Wie dies durch die in 1 mit durchgezogenen
und gestrichelten Linien gezeichneten Bögen gezeigt ist, ändert eine
Bewegung des Halte-Hebels auf die Position 38' und damit auch
der Schwenkachse auf die Position 34' die Bewegungsbahn des Siebes 10.
Somit kann das Sieb 10 entlang einer Linie schwingen, deren
Neigung zu der Bewegungsrichtung durch Drehen des Halte-Hebels 38 einstellbar
ist. Bei dem Stand der Technik wird die Position der Schwenkwelle 34 durch
ein Stellglied festgelegt, das auf dem Rahmen des Mähdreschers befestigt
ist, wobei das Stellglied eine Einstellung der Bewegungsrichtung
des Siebes 10 ermöglicht,
um die Neigung des Bodens zu kompensieren.
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Wie
dies weiter oben erwähnt
wurde, ist die vorstehend beschriebene bekannte Konstruktion unsymmetrisch
und ermöglicht
kein gleiches Ausmaß an
Kompensation für
beide Neigungs-Richtungen. Dies ergibt sich daraus, dass die Bewegung
des Siebes 10 einem Bogen und nicht einer geraden Linie folgt.
Wenn daher der Schwenkarm 36 in seiner Mittelstellung unter
rechten Winkeln zu dem Sieb 10 angeordnet ist, so ist die
seitliche Beschleunigung des Siebes 10 nicht zu allen Zeiten
gleich Null, obwohl sie im Mittelwert über einen Betriebs-Zyklus gleich
Null sein kann. Die Wirkung der seitlichen Beschleunigung des Siebes 10 besteht
darin, die Körner
und das MOG nach oben und zu einer Seite zu schleudern, und dies
neigt dazu, zu Beginn jedes Hubes des Zyklus zu erfolgen. Während des
späteren
Teils jedes Hubes, wenn das Sieb 10 in der entgegengesetzten
Richtung beschleunigt wird, neigen die Körner und das MOG dazu, sich
in der Mitte in der Luft zu befinden und nicht durch die Bewegung
des Siebes beeinflusst zu sein. Damit neigt selbst bei der Mittelwertbildung
der seitlichen Beschleunigung über einen
Schwingungs-Zyklus das Erntematerial dazu, nach rechts gemäß 1 geschleudert
zu werden. Dies erfolgt zur linken Seite des Mähdreschers hin. Linke und rechte
Seiten werden unter Bezugnahme auf die normale Bewegungsrichtung 8 des
Fahrzeuges definiert. Aufgrund dieser Vorbelastung nach links hat
selbst in der Mittelstellung der Schwenkachse 34 die Vorrichtung
eine größere Fähigkeit,
eine Neigung in einer Richtung zu kompensieren, als in der anderen,
und es ist die kleinere dieser zwei Richtungen, die die Neigung
begrenzt, auf der beansprucht werden kann, dass der Mähdrescher
wirkungsvoll arbeitet.
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Eine
gute Kompensation für
eine Neigung nach links bedingt damit eine Bewegung des Halte-Hebels 38 über eine
unterschiedliche Entfernung, als für den gleichen Hang nach rechts.
Diese Asymmetrie ist für
kleine Neigungswinkel nicht von Bedeutung, wird jedoch für Neigungen über 10 Grad
erheblich.
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Um
das vorstehende Problem zu mildem, wendet die Erfindung die Lösung an,
dass der Bogen auf eine zumindest angenähert gerade Linie umgewandelt
werden kann, wenn die Schwenkachse 34 zyklisch synchron
mit der Bewegung der Kurbel 14 bewegt wird. Wenn somit
in der in 1 gezeigten Position des Schwenkarmes 36 die
Schwenkachse 34 nach innen bewegt wird, während sich
das Sieb 10 an den Grenzen seiner Vorwärts- und Rückwärts-Bewegung befindet und auf
seine ursprüngliche
Position zurückbewegt
wird, wenn das Sieb 10 sich an seinem Mittelpunkt seiner
Vorwärts-Rückwärts-Bewegung
befindet, so kann die Krümmung aus
dem Bogen beseitigt werden.
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Obwohl
man verschiedene komplexe Möglichkeiten
zur Erzielung dieser Aufgabe der Verschwenkung der Position der
Schwenkachse 34 in Betracht ziehen kann, ist die bevorzugte
Ausführungsform
der Erfindung, die nunmehr unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 beschrieben
wird, erfolgreich, dies mit einem Minimum von von Modifikationen
an dieser bekannten Vorrichtung durchzuführen. Im Einzelnen erfordert
die bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung keine Verwendung eines unabhängigen schwingenden Antriebs
und Einrichtungen zum Halten eines derartigen zweiten Antriebs in
einer Phase mit der Kurbel 14.
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Bei
der Ausführungsform
der Erfindung, die am besten in 4 gezeigt
ist, ist der Schwenkarm 36 zwischen den zwei Schenkeln
eines U-förmigen Halte-Hebels 38 befestigt,
der seinerseits gegenüber dem
Rahmen des Mähdreschers
um eine Achse 39 verschwenkbar ist, die durch zwei vorspringende
Bolzen definiert ist. Somit ist es bei einer Betrachtung der Vorrichtung
von oben, wie sie in 3 gezeigt ist, zu erkennen,
dass durch Verschwenken des Halte-Hebels zwischen den Positionen 38 und 38', die mit durchgezogenen
beziehungsweise gestrichelten Linien gezeigt sind, die Schwenkachse
des Schwenkarmes 36 zwischen Positionen 34 und 34' bewegt wird.
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Im
Gegensatz zu der bekannten Anordnung, bei der die Schwenkachse 34 in
Abhängigkeit
von Änderungen
der Neigung durch ein Stellglied bewegt wird, das auf dem Rahmen
des Mähdreschers
befestigt ist, wird bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die
Schwenkachse 34 mit Hilfe eines Stellgliedes 50 bewegt,
vorzugsweise eines elektrischen oder hydraulischen Linear-Stellgliedes,
das schwenkbar mit der Schwenkplatte 16 über einen Schwenkpunkt
verbunden ist und das mit dem Halte-Hebel 38 über einen
Schwenkpunkt 56 verbunden ist. Der Schwenkpunkt 54 fällt nicht
mit dem Schwenkpunkt 18 der Schwenk-Platte 16 zusammen.
Die Stange 52 des Stellgliedes 50 kann ausgefahren
oder zurückgezogen
werden, um die gewünschte
Neigung der Richtung der Schwingung des Siebes 10 gegenüber der
Bewegungsrichtung 8 des Mähdreschers einzustellen. In
allen Positionen des Stellgliedes wird jedoch der Halte-Hebel 38 aufgrund seiner
Verbindung mit der Schwenkplatte 16 in Schwingungen versetzt,
um die Schwenkachse 34 in der richtigen Richtung zu bewegen,
um der Krümmung
entgegenzuwirken, die anderenfalls in der Bewegung des Siebes 10 vorliegen
würde.
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Die
erforderliche Schwingungsbewegung des Halte-Hebels 38 zum
Bewegen des Siebes 10 entlang einer geradlinigen Bahn kann
aus einem Diagramm abgeleitet werden, wie es beispielsweise in 6 gezeigt
ist. Hier stellt die obere geradlinige Linie die Positionen dar,
die von dem Sieb-Verbindungs-Schwenkpunkt 32 während der
Phasen 1 bis 19 der Vorwärtsbewegung
eingenommen werden. Diese Linie verläuft parallel zu der Bewegungsrichtung
des Fahrzeuges, sodass keine Kompensationen für die Hänge vorgesehen ist. In ihrer
Mittelstellung (10) fallen die Richtungen des Schwenkarmes 36 und des
Halte-Hebels 38 zusammen, und sie erstrecken sich senkrecht
zu der Sieb-Bewegung. Die Schwenkachse 34 des ersten Armes 36 bewegt
sich entlang einer kreisförmigen
Bahn, die durch die stationäre Schwenkachse 39 und
den Halte-Hebel 38 definiert ist. Für jede der Positionen (1-19) des Sieb-Verbindungspunktes 32 ist
es möglich,
die entsprechenden Positionen (1-19) der Schwenkachsen 34 und
damit des Halte-Hebels 38 zu bestimmen. Für eine geradlinige
Bewegung des Siebes 10 zwischen den Positionen (1) und
(19) ist es erforderlich, eine Bewegung hinsichtlich zwischen entsprechenden
Positionen (1) und (19) auf den Halte-Arm 38 aufzuprägen Diese Bewegung
definiert die erforderliche Amplitude der Hebel-Schwingung. Diese
Amplitude kann durch Wahl des geeignetem Abstandes zwischen dem Schwenkpunkt 18 der
Schwenkplatte 16 und dem Schwenkpunkt 34 des Stellgliedes 50 implementiert werden.
Weil die Schwingungen, die auf die Bewegung des Halte-Hebels 38 ausgeübt werden,
von der Kurbel 14 abgeleitet sind, befinden sie sich in
der richtigen Phase gegenüber
der Hin- und Herbewegung des Siebes 10, wodurch die Notwendigkeit
eines getrennten Steuersystems vermieden wird.
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Wenn
es erforderlich ist, dass Sieb entlang einer geneigten Linie hin
und her zu bewegen wie dies in 7 gezeigt
ist, gibt es keine wesentlichen Änderungen
der relativen Positionen des Schwenkarmes 36 und des Halte-Hebels 38.
Es reicht aus, die mittlere Position 10 des Halte-Hebels 38 zu
drehen, bis er sich unter einem Winkel senkrecht zu der neuen geneigten
Sieb-Richtung erstreckt. Die mittlere Position des Schwenkarmes 36 ändert sich
gleichzeitig. Die mittlere Position des Halte-Hebels 38 wird durch
Ausfahren oder Einziehen des Stellgliedes 50 geändert. Danach
wird die geradlinige Bewegung durch das Gestänge realisiert, das durch die Schwenkplatte 16,
die Verbindungsstange 24, das nunmehr stationäre Stellglied 50,
den Halte-Hebel 38 und den Schwenkarm 36 gebildet
ist.
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Es
können
andere Geometrien in Betracht gezogen werden, die die Schwenkachse 34 mit
einer Kurbel verbinden würden,
die synchron mit der Kurbel 14 angetrieben wird. Die Befestigung
des Stellgliedes 50 auf der Schwenkplatte 16 vereinfacht
jedoch die Verpackung, und es wird eine einfache und elegante Lösung geschaffen,
die in wenig aufwendiger Weise implementiert werden kann.
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Es
ist ein wichtiger Vorteil der Erfindung, das die geradlinige Bewegung
des Siebes 10 ohne die Verwendung irgendwelcher Komponenten,
wie zum Beispiel von Nockenbahnen und Kugel- oder Wälzlagern
erreicht wird, die sehr schnell in der feindlichen Betriebsumgebung
verschleißen
würden.
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Eine
ausführlichere
Ausführungsform
der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 8 bis 10 beschrieben.
Die 8 zeigt ein Reinigungssystem, das typischer Weise
in einem Mähdrescher
unterhalb der Dresch- und Trennabschnitte installiert ist. Das vordere
Ende ist mit einem Stufenboden 28 versehen, und das hintere
Ende ist mit einem Siebträger 26 versehen,
an dem das Sieb 10 lösbar
befestigt ist. Das Reinigungssystem wird durch einen exzentrischen
Mechanismus 14 hin- und her bewegt, der eine Schwenkplatte 16 auf
jeder Seite des Mähdrescher-Rahmens
um den Schwenkpunkt 18 in Schwingungen versetzt. Der Stufenboden 28 ist
mit der Schwenkplatte 16 über eine elastische Büchse 30 in
der Nähe
des oberen Endes der Platte verbunden. Der Siebträger 26 und
das Sieb 10 sind über
einen Schwenkpunkt 22 und eine Steuerstange 24 mit
den gleichen Ende der Schwenk-Platte 16 verbunden. Ein
unteres (nicht gezeigtes) Sieb ist mit dem unteren Ende der Schwenk-Platte
verbunden, um dieses Sieb gegenphasig in Schwingungen zu versetzen.
Die rechte Schwenk-Platte 16 ist mit einem Schwenkpunkt 54 versehen,
an dem das Neigungs-Kompensationssystem nach den 9 und 10 befestigt
ist.
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Der
Halte-Hebel 38 ist mit dem Mähdrescher-Rahmen für ein Verschwenken
um die Achse 39 befestigt, die etwas von der Vertikalen
abweicht, um eine Bewegung in der gleichen geneigten Ebene wie der
Siebträger 26 und
das Sieb 10 zu ermöglichen.
Ihre Bewegungsbahn ist durch die geneigten Pfosten 40 auf
beiden Seiten des Mähdreschers
definiert. Der Hebel 38 wird von der rechten Schwenkplatte 16 über ein
ausfahrbares Stellglied 50 und den Schwenkpunkt 56 angetrieben,
der ein Kugelgelenk sein kann. Die Entfernung des Schwenkpunktes 56 von
der Schwenkachse 39 und die Entfernung des Schwenkpunktes 54 von
dem Schwenkpunkt 18 der Schwenkplatte sind so berechnet,
dass sich die erforderliche Schwingungs-Amplitude für den Halte-Hebel 38 ergibt,
wie dies anhand der 6 zu bestimmen ist.
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Die
seitwärts
gerichtete Bewegung des Siebes 10 wird durch den Schwenkarm 36 gesteuert,
der für
eine Schwenkbewegung um die Achse 38 auf dem äußeren Ende
des Hebels 38 befestigt ist. Das innere Ende des Armes 36 hat
einen Schwenkpunkt 32, der über einen konischen Bolzen
mit dem Siebträger 26 verbunden
ist. Um die Verbindung mit dem Siebträger 26 zu verstärken, ist
der letztere Schwenkpunkt 32 in gleicher Weise über eine
Verbindung 58 mit dem vorderen Schwenkpunkt 32 verbunden.
Dies stellt sicher, dass die Schwenkpunkte 22 und und 32 gemeinsam
in einer allgemeinen Vorwärts-
und Rückwärts-Richtung
angetrieben werden.
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Hinsichtlich
der Betriebsweise dieses Neigungs-Kompensationsmechanismus verweisen
wir auf die vorstehende Beschreibung bezüglich der 3 bis 5.
Die Bezugsziffern wurden für
die gleiche Funktion aufweisende Elemente beibehalten.
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Wie
dies weiter oben erwähnt
wurde, besteht die Wirkung der seitlichen Beschleunigung des Siebes 10 darin,
dass das Erntematerial zu einer Seite geschleudert wird, um eine
gleichförmigere
Verteilung der Körner
und des MOG über
die Oberfläche des
Siebes 10 zu erreichen, während sich der Mähdrescher über eine
geneigte Oberfläche
bewegt. Das Ausmaß der
Erntematerial-Umverteilung
hängt jedoch
nicht nur von der Neigung der Richtung der Hin- und Herbewegung
des Siebes 10, sondern auch von der Dichte der Körner und
des MOG ab. Wenn Grassamen nach oben geschleudert wird, so neigt
dieser dazu, in dem Luftzug, der durch das Sieb strömt, länger suspendiert
zubleiben, als dichtere Körner,
wie zum Beispiel Sojabohnen, und der Grassamen kann daher unter
Verwendung eines Schwingungswinkels umverteilt werden, der kleiner
als der Winkel ist, der für
dichtere Körner
erforderlich ist.
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Es
wurde festgestellt, das die unterschiedlichen Pfade, denen dichteres
und weniger dichtes Erntematerial folgt, nicht nur von den unterschiedlichen
Wirkungen der Luftströmung
durch das Sieb abhängen.
Große
Getreidekörner
neigen zu einer schnelleren Wanderung in Seitwärtsrichtung auf Neigungen,
weil das Profil der Sieboberfläche
sie nicht so effektiv festhält,
wie kleinere Getreide-Körner.
Andererseits wird die nach hinten und seitlich gerichtete Beschleunigung
der Siebe auf grobes Erntematerial in effizienterer Weise als auf
leichte und lockere Schichten von Körnern und MOG übertragen.
Entsprechend beeinflussen die Charakteristiken des Erntematerials,
und insbesondere dessen Dichte, sehr stark seine Empfänglichkeit
gegenüber
der seitwärts
gerichteten Bewegung, die durch die Querschwingung des Siebes aufgeprägt wird.
Daher hängt
die optimale Amplitude dieser Bewegung, die den längsgerichteten
Pfad des Erntematerials über das
Sieb wiederherstellen würde,
nicht nur von den Neigungswinkel sondern auch von der Dichte ab.
Es gibt keine einzelne einfache Beziehung zwischen der optimalen
Richtung für
die Schwingung des Siebes und dem tatsächlichen Neigungswinkel. Ein
Steuersystem, das lediglich die Neigungswerte berücksichtigen
würde,
kann für
einige bestimmte Erntematerial- und Erntebedingungen befriedigend
sein, jedoch nicht in der Lage sein, Körnerverluste zu einem Minimum
zu machen, wenn andere Erntematerialien geerntet werden.
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Um
diese Probleme zu überwinden,
verwendet ein Mähdrescher
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weiterhin Daten, die die Dichte des Erntematerials
anzeigen, um den erforderlichen Schwingungswinkel des Siebes zu
bestimmen. Es ist bekannt, ein eine veränderliche Drehzahl aufweisendes
Gebläse
zur Kompensation der Dichte der Körner zu verwenden. Durch Ändern der
Gebläse-Drehzahl
ist es möglich
das MOG in der Zugluft für im
Wesentlichen über
die gleiche Zeitdauer suspendiert zu halten. In der Praxis beginnt
der Fahrer den Erntevorgang mit einer niedrigen Gebläse-Drehzahl und
beschleunigt das Gebläse,
bis ein Körnerverlust-Sensor
an dem Ende des Siebes anzeigt, dass die Verluste einen vorgegebenen
Schwellenwert erreicht haben Dieses Körnerverlust-Signal zeigt an, dass
das Gebläse
beginnt, die Körner
aus dem Mähdrescher
heraus zu blasen. Es ist zuerkennen, dass diese optimale Gebläse-Drehzahl
direkt zu der Dichte der Körner
in Beziehung steht. Leichteres Material erfordert eine geringere
Luftströmung
und entsprechend eine niedrigere Gebläse-Drehzahl. Dichteres Getreide
wird nicht so einfach ausgestoßen,
so dass höhere
Gebläse-Drehzahlen
zulässig
sind.
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Entsprechend
kann die Gebläse-Drehzahl als
eine Eingangs-Variable in Steuersystemen verwendet werden, die Dichte-Änderungen
berücksichtigen
müssen.
Insbesondere kann der Drehzahl-Wert in einem Steuer-Algorithmus
verwendet werden, der die Amplitude der seitwärts gerichteten Schwingung des
Siebes 10 bestimmt. In der heutigen Zeit sind alle Mähdrescher
mit einem Gebläse-Drehzahl-Sensor ausgerüstet, der
ein Signal erzeugt, das zur Anzeige der tatsächlichen Gebläse-Drehzahl
für den
Fahrer verwendet wird. Das gleiche Signal steht direkt zur Verwendung
in dem Sieb-Steuersystem zur Verfügung.
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Die
verbesserte Steuerung der Sieb-Bewegung kann daher ohne vergrößerte Kosten
und ohne eine unnötige
Belastung des Fahrers erreicht werden, der normalerweise die Effizienz
des Reinigungssystems überwacht.
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Es
ist zuerkennen, dass obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf eine
spezielle Einrichtung und Verstellen der Schwenkachse 34 des Schwenkarmes 36 beschrieben
wurde, weitere Ausführungsformen
denkbar sind, ohne von dem ursprünglichen
Grundgedanken der Erfindung abzuweichen, wie er in den Ansprüchen definiert
ist. Beispielsweise ist es möglich,
ein Schwingungssystem zu schaffen, das einen getrennten Hydraulik-
oder Elektro-Motor, der antriebsmäßig mit der Achse des Schwenkarmes
verbunden ist, und ein elektrisches und/oder hydraulisches Steuersystem
zum Antrieb des Motors synchron mit der Vorwärts- und Rückwärts-Bewegung des Siebes mit
der geeigneten Amplitude um den geeigneten mittleren Winkel gemäß den Lehren
der 6 und 7 umfasst. Die Wahl des mittleren
Winkels definiert die Richtung, die zur Kompensation der Wirkungen
des Arbeitens auf Hängen
erforderlich ist.