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Bezeichnung: Wegaufnehmer zum Messen der Arbeitslage
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der Aufnehmervorrichtung einer Erntemaschine Die Erfindung bezieht
sich auf einen Wegaufnehmer zum Messen der Arbeitslage der Aufnehmervorrichtung
einer Erntemaschine der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 näher bezeichneten
Art.
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Es sind sogenannte Wegsensoren zum Messen der Arbeitslage der Aufnehmervorrichtung
einer Erntemaschine bekannt, die induktiv arbeiten und deren Meßlänge einerseits
und deren Genauigkeit andererseits gering ist.
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Ein Wegaufnehmer der gattungsgemäßen Art ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
29 24 434 bekannt, bei dem die Reedschalter in einem mit dem Maschinengestell verbundenen
Schaltergehäuse und der Schaltmagnet am Rahmen der Aufnehmervorrichtung derart angeordnet
ist, daß die relativ zueinander verschieblichen Elemente berührungsfrei bei der
Winkelverstellung der Aufnehmervorrichtung aneinander vorbeigeführt
werden.
Eine exakte Führung der relativ zueinander bewegbaren Elemente unmittelbar gegeneinander
fehlt bei dieser Vorrichtung, sie ist daher insbesondere unter Berücksichtigung
des rauhen Betriebs einer landwirtschaftlichen Erntemaschine störanfällig. Es kann
sich Erntegut zwischen dem Gehäuse der Reedschalter und dem Magnetschalter einschieben,
wodurch sich der Wegaufnehmer verklemmen kann, was zumindest zu Verformungen der
relativ zueinander beweglichen Elemente führen kann, wodurch die Meßergebnisse erheblich
beeinträchtigt werden. Wegen dieser Nachteile können mit dem bekannten Wegaufnehmer
auch nicht beliebig lange Meßstrecken erfaßt werden.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen gattungs-.
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gemäßen Wegaufnehmer dahingehend zu verbessern, daß eine exakte Führung
der relativ zueinander verschieblichen Elemente sichergestellt ist.
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Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Wegaufnehmer nach der
Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Wegaufnehmers liegen
darin, daß das Führungsprofil die Bewegungsbahn des Schaltmagneten entlang der Reedsohalter
vorgibt und das den Schaltmagneten aufnehmende Verschiebeelement in jeder Meßstellung
die vorherbestimmte Relativlage zu den Reedschaltern einnimmt. Da das Führungsprofil
aus einem magnetisch nicht leitenden Werkstoff besteht, wird das Magnetfeld des
Schaltmagneten und damit die Betätigung der Reedschalter durch das Führungsprofil
nicht beeinträchtigt.
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Es können sogar in bevorzugter Ausführung die Reedschalter und der
Schaltmagnet durch die Wandung des Führungsprofils voneinander getrennt sein. Als
magnetisch nicht leitender Werkstoff für das Führungsprofil bietet sich die Verwendung
eines Kunststoffs oder eines Leichtmetalls an.
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In vorteilhafter Ausgestaltung kann der Meß-Wegbereich des Wegaufnehmers
bezogen auf die Null- oder Ausgangsstellung einstellbar sein, und es ist auch möglich,
zumindest eine zweite Wegfunktion zu erfassen, indem eine weitere Reihe von Reedschaltern
entlang dem Führungsprofil und ein zusätzliches Verschiebeelement vorgesehen wird,
das sich koaxial zu dem ersten Verschiebeelement längs des Führungsprofils bewegen
kann. Ferner ist es möglich, einen sogenannten Uberhub der mechanischen Steuerelemente
der Verschiebeelemente auszugleichen, der größer als der vorgegebene Meßhub des
Schaltmagneten entlang der zugehörigen Reedschalter ist, indem die mechanischen
Steuerglieder der Verschiebeelemente als gefederte Teleskopteile ausgebildet werden.
Dadurch kann bei einer Erntemaschine das Einzugswerk bei abgelegtem Schneidwerk
in die unterste Position verfahren werden, ohne daß der Wegaufnehmer Schaden nimmt.
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Ferner kann die Anordnung der Reedschalter entlang dem Führungsprofil
fest oder justierbar vorgegeben werden.
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Man erhält dadurch die Möglichkeit, die Ausgangs- oder Nullstellung
für den abzutastenden Weg an unterschiedliche Bedingungen, wie variable Reifengrößen
bei selbstfahrenden Erntemaschinen oder Anbaugeräte mit unterschiedlicher Schnitthöhenvorwahl
anpassen zu können.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen und aus der nachstehenden Beschreibung.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
noch näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 die Draufsicht auf einen parallel zu
einem Hub zylinder der Aufnehmervorrichtung einer Erntemaschine angeordneten Wegaufnehmers,
Fig.
2 einen schematischen Schnitt durch den Hub zylinder und den Wegaufnehmer nach Fig.
1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Wegaufnehmer nach Fig. 1, Fig. 4 einen Querschnitt
durch den Wegaufnehmer längs der Linie A-B in Fig. 3 und Fig. 5 die Innenansicht
der stirnseitigen Abdeckung des Wegaufnehmers nach den Fig.
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1 und 3.
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Im einzelnen erkennt man in Fig. 1 einen Hubzylinder 35, über den
das im einzelnen nicht dargestellte Schneid- und Einzugswerk eines Mähdreschers
durch Verschwenken um eine Achse höhenmäßig eingestellt werden kann. Die Ausfahrlänge
des Hubzylinders 35 ist somit der Arbeitslage des Schneid-und Einzugwerks des Mähdreschers
proportional. Daher wird zum Messen der Arbeitslage des Schneid- und Einzugwerks
des Mähdreschers diese Ausfahrlänge durch einen zum Hubzylinder 35 parallel angeordneten
Wegaufnehmer 25 erfaßt.
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Der Wegaufnehmer 25 besitzt ein mit dem Zylinderrohr 29 des Hubzylinders
35 fest verbundenes Führungsprofil 5, das mit seiner Längsachse parallel zur Achse
des Hubzylinders 35 liegt. Aus beiden Seiten des Führungsprofils 5 sind koaxial
dazu und zueinander verschiebbare Steuerstangen 6 und 16 herausgeführt, von denen
die eine mit der Kolbenstangenanlenkung 30 und die andere mit der Aufhängevorrichtung
31 des Hubzylinders 35 verbunden ist.
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Die Befestigung des Führungsprofils 5 am Hubzylinder 35 veranschaulicht
Fig. 2. In das Führungsprofil 5 sind einer oder mehrere Klemmsteine 26 eingelassen,
über die das
Führungsprofil 5 mit einer Schelle 28 verbunden ist,
welche andererseits das Zylinderrohr 29 des Hubzylinders 35 umgreift.
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Über die beiden Steuerstangen 6 und 16 werden zwei verschiedene Meßstrecken
erfaßt, insoweit übt der Wegaufnehmer 25 eine doppelte Funktion aus. Während über
die Steuerstangen 16 die Ausfahrlänge des Hydraulikzylinders 35 gemessen wird, kann
zusätzlich über die zweite Steuerstange 6 der Federweg der Aufhängevorrichtung 31
des Hydraulikzylinders 35 gemessen werden. Andeutungsweise erkennt man in Fig. 1
eine Druckfeder 36, über die über den Hubzylinder 35 eine vorwählbare Hubkraft auf
die Aufnehmervorrichtung der Entemaschine übertragen werden kann, um bei auf dem
Boden abgesenkten Schneid- und Einzugwerk beispielsweise die Auflagekraft des Schneidtisches
vorgeben zu können. Da diese Hubkraft von der Auslängung der Druckfeder 36 abhängig
ist, muß sie bei wechselnder Bodenkontur und damit sich ändernder Arbeitslage der
Aufnehmervorrichtung der Erntemaschine korrigiert werden.
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Dies erfolgt proportional des von der zweiten Steuerstange 6 erfaßten
Meßweges.
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Den inneren Aufbau des Wegaufnehmers 25 und die Ausbildung des Führungsprofils
5 veranschaulicht im einzelnen Fig. 3.
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Das Führungsprofil 5 ist als Hohlprofil ausgebildet, das wie Fig.
4 zeigt, einen im wesentlichen rechteckförmigen Quer-.
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schnitt hat. Die Innenwandung des Führungsprofils 5 bildet eine Führung
für zwei Gleitsteine 14 und 20, die im Inneren des Führungsprofils 5 in dessen Achsrichtung
verschieblich sind. Der Gleitstein 14 ist mit der Steuerstange 16 und der Gleitstein
20 mit der Steuerstange 6 verbunden, die beide koaxial in der Hohlkontur des Führungsprofils
5 angeordnet sind. Die Führung der Steuerstangen 6 und 16 erfolgt andererseits durch
stirnseitig auf das Führungsprofil 5 aufgesetzte und dessen Innenraum abdeckende
Deckel 3 und 23. Dazu können in die Deckel 3, 23 Führungsbuchsen 4 eingelassen sein,l
zumindest werden jedoch die Führungsflächen in den Deckeln 3 und 23 durch Schmutzabstreifer
1 und 2 geschützt. Um die
Gleiteigenschaften in den Führungen der
Deckel 2 und 3 zu verbessern, können die Gleitflächen dieser Deckel und der Steuerstangen
6 und 16 verchromt sein, sofern diese aus einem geeigneten Werkstoff bestehen.
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In die Gleitsteine 14 und 20 sind stabförmige Schaltmagnete 19 eingebettet,
die ein zur Achsrichtung des Führunqsprofils 5 radial gerichtetes Magnetfeld jeweils
erzeugen. Damit werden Reedschalter 10 betätigt, die jeweils in einer Reihe hintereinander
entlang der Außenwandung des Führungsprofils angeordnet sind. Die Reedschalter 10
und die jeweils zugehörigen Schaltmagnete 19 in den Gleitsteinen 14 und 20 sind
parallel zueinander ausgerichtet und liegen quer zur Längsrichtung des Führungsprofils
5. Von den Schaltmagneten 19 in den Gleitsteinen 14 und 20 werden jeweils ein oder
zwei der benachbarten Reedschalter 10 geschlossen, so daß über die Schaltung der
einzelnen Reedkontakte 10 der Verschiebeweg der Gleitsteine 13 und 20 und damit
der von den zugehörigen Steuerstangen 6 und 16 aufgenommene Weg elektrisch bestimmt
werden kann.
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Damit die lageabhängige Schaltung der Reedschalter 10 vom Werkstoff
der Gleitsteine 14 und 20 nicht beeinflußt werden kann, bestehen die Gleitsteine
14 und 20 zweckmässig aus einem magnetisch nicht leitenden Material, wie einem Kunststoff.
Bei der Auswahl des Kunststoffes kann auf gute Gleiteigenschaften der Gleitsteine
14 und 20 gegenüber dem Führungsprofil 5 geachtet werden. Auch das Führungsprofil
5 besteht aus einem magnetisch nicht leitenden Werkstoff, wie einem Kunststoff-
oder Aluminiumstrangpressprofil. Die Anordnung mehrerer Schaltmagnete 19 in den
Gleitsteinen 14 und 20 dient lediglich dazu, durch eine entgegengesetzte Polarisierung
der beiden von den zugehörigen Reedkontakten 10 jeweils weiter abgelegenen Magnete
gegenüber dem weiter benachbart an den Reedschaltern 10 vorbeigeführten Magneten
eine scharfe Bündelung des Magnetfeldes zu erzielen, damit jeweils nur einer oder
zwei der Reedschalter 10 in
Abhängigkeit der Lage der Gleitsteine
14 und 20 im Führungsprofil 5 betätigt werden.
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Der Verstellweg der Gleitsteine 14 und 20 im Innern des Führungsprofils
5 wird einerseits durch die stirnseitigen Deckel 3 und 23 und andererseits durch
einen inneren Anschlag 13 begrenzt. Entsprechend dem Verstellweg der beiden Gleitstei
ne 14 und 20 sind die jeweils zugehörigen Reedschalter 10 zum einen an der Oberseite
und zum anderen an der Unterseite des Führungsprofils 5 angeordnet. Sowohl die obere
als auch die untere Reihe der Reedkontakte 10 ist in einen länglichen Schieber 11,
21 eingebettet, der entlang dem Führungsprofil 5 justiert werden kann.
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Bei dem dem rechten Gleitstein 14 zugeordneten, unteren Schieber 21
ist eine feste Justage vorgesehen, da für die Erfassung des Federwegs der Aufhängevorrichtung
31 des Hubzylinders 35 (Fig. 1) eine Verstellung der Ausgang- oder Nullage nicht
erforderlich ist. Bei dem dem linken Gleitstein 20 in Fig. 3 zugeordneten oberen
Schieber 11 ist in Gestalt einer Rendelschraube 8 und einer Klemmsteinverbindung
9 eine lösbare Arretierung vorgesehen, um den Schieber 11 für den Nullpunktsabgleich
entlang des Führungsprofils 5 verstellen zu können.
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Beide Schieber 11 und 21 sind in schwalbenschwanzförmigen Gleitschienen
27 und 32 in Längsrichtung des Führungsprofils 5 geführt. Diese an das Führungsprofil
5 angeformten oder separat angesetzten Gleitschienen'27 und 32 werden stirnseitig
von den Deckeln 3 und 23 mit abgeschlossen. Dadurch sind die Schieber 11 und 21
allseitig gegen ein Herausfallen aus den Gleitschienen 27 und 32 gesichert. Die
untere Gleitschiene 32 dient noch zusätzlich zur Aufnahme der Befestigungs-Klemmsteine
26 (Fig. 2), die in demjenigen Bereich angeordnet werden können, der von dem unteren
Schieber 21 nicht beansprucht wird. Ebenso wie die Schieber 11 und 21 sind die Klemmsteine
26 formschlüssig an den
schwalbenschwanzförmigen Querschnitt der
Gleitschienen 27, 32 angepaßt, der in Fig. 4 besonders gut zu erkennen ist.
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Die Reedschalter 10 müssen mit einem elektrischen Anschluß verbunden
werden, der am Oberende des rechten Deckels 23 an der Stirnseite des Führungsprofils
5 liegt. An dieser Stelle ist eine Steckerkupplung 17 vorgesehen. Zu dem fest angeordneten
Schieber 21 in der unteren Gleitschiene 32 können elektrische Anschlußleitungen
22 in exakter Ablängung verlegt werden. Dazu dienen Kanäle 33, die um einen an die
Innenkontur des Führungsprofils 5 angepaßten und darin eingesteckten, axialen Vorsprung
38 oder Absatz des Deckels 23 herum durch Einlegen eines Distanzblechs 24 zwischen
der Stirnseite des Führungssprofils 5 und einem radial vorspringenden Rand 39 des
Deckels 23 dadurch gebildet sind, daß das Distanzblech 24 mit seiner Außenkontur
der Umfangskontur des Führungsprofils 5 entspricht, jedoch eine innere Aussparung
40 hat, die umlaufend größer als die Innenkontur des Führungsprofils 5 ist, siehe
Fig. 5. Die Anschlußleitungen 22 können nicht in den Arbeitsbereich des Gleitsteins
14 vorstehen, da die Kanäle 33 durch die Randstege 41 des Distanzblechs 24, den
Deckelrand 39, den Deckelvorsprung 38 und die freiliegende Stirnseite des Führungsprofils
5 allseitig begrenzt sind.
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Wegen der Verstellbarkeit besitzt der obere Schieber 11 eine mitführbare
Anschlußleitung 15, die zur Steckerkupplung 17 hingeführt ist. Sie ist in Gestalt
einer in Achsrichtung dehnbaren Wendel in der oberen Gleitschiene 27 untergebracht.
Um sie vor Beschädigungen und Verschmutzung zu schützen, liegt sie unter einem Abdeckprofil
12, das wie Fig. 4 zeigt, das Führungsprofil 5 oberseitig einschließlich der Gleitschiene
27 überdeckt. Zweckmässig greift das Abdeckprofil 12 mit nach unten gezogenen Raststegen
in seitliche Längsnuten des Führungsprofils 5 ein.
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In Längsrichtung des Führungsprofils 5 überdeckt die Abdeckvorrichtung
12 den oberen Schieber 11 soweit, daß seine am rechten Ende befindliche Leitungseinführung
auch in seiner linken Endstellung noch überdeckt wird.
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Ebenso wie die Gleitsteine 14 und 20 bestehen die Schieber 11 und
21 aus einem magnetisch nicht leitenden Werkstoff, der zweckmässig gießfähig ist,
so daß die Reedschalter 10 darin eingegossen werden können. Dadurch sind die Reedschalter
10 on ihrer Ausrichtung in Bezug auf die Anordnung der Schaltmagnete 19 gesichert.
Die Schaltmagnete 19
ihrerseits sind in ihrer parallelen Ausrichtung
zu den Reedschaltern 10 dadurch fixiert, daß die Gleitsteine 14 und 20 im Innern
des Führungsprofils 5 durch Formschluß verdrehsicher geführt sind.
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Der vom Hydraulikzylinder 35 (Fig. 1) vorgegebene maximale Hub ist
größer als der Meßhub des Gleitsteins 20. Der als Vor- bzw. Nachhub gegenüber diesem
Meßhub definierte Überhub wird von einer teleskopischen Anlenkung des Gleitsteins
20 und von der Führungslänge des Führungsprofils 5 aufgenommen. Die Steuerstange
6 des Gleitsteins 20 bsteht deshalb aus Teleskopteilen 18 und 32, wobei das erstere
Teleskopteil 18 ein Führungsrohr ist, das am Gleitstein 20 befestigt ist.
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Dieses Führungsrohr 18 ist im Deckel 3 gelagert. Im Führungsrohr 18
ist eine Stange 34 axial verschieblich gelagert, die sich in der Führungsbuchse
4 abstützt, welche bei teleskopischer Ausführung in das Führungsrohr 18 endseitig
eingelassen ist. Die Stange 34 reicht etwa über die Hälfte des Führungsrohres 18
und zwischen ihrem Innenende und dem Gleitstein 20 ist eine Druckfeder 7 angeordnet.
Folglich beaufschlagt die Feder 7 die Stange 34 in Ausfahrrichtung.
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Nahe ihrem Innenende besitzt die Stange 34 einen Anschlagring 37,
der gegen das Innenende der Führungsbuchse 4 im Führungsrohr 18 anschlägt und dadurch
die Ausfahrlänge der Stange 34 gegenüber dem Führungsrohr 18 begrenzt.
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Wird bei Einfahren der Steuerstange 6 die Endstellung des Gleitsteins
20 am inneren Anschlag 13 erreicht, gleicht die Feder 7 eine weitere Einfahrbewegung
der Innenstange 34, die mit der Aufhängevorrichtung 31 (Fig. 1) des Hubzylinders
35 verbunden ist, aus. Entsprechend wird beim Ausfahren der teleskopischen Steuerstange
6 zunächst die innere Stange 34 bis zur Anlage des Ringes 37 an der Führungsbuchse
4 ausgeschoben, wonach sich dann erst der Gleitstein 20 konform zu dem zu messenden
Hub des Zylinders 35 bewegt. Dabei versteht sich, daß die Stellkraft für den Gleitstein
20 in der Führung des Führungsprofils 5 geringer als die
kleinste
Auslängungskraft der Feder 7 sein muß.