DE2943837A1

DE2943837A1 - Abstandsmessvorrichtung

Info

Publication number: DE2943837A1
Application number: DE19792943837
Authority: DE
Inventors: Jun Clarence Leonard Bennett; Hugh Charles Maguire
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1978-10-30
Filing date: 1979-10-30
Publication date: 1980-05-14
Also published as: US4205797A; CA1123074A; FR2440541A1

Description

Patentanwälte Di pi.-1 ng. Curt Wallach

Dipl.-ing. Günther Koch

j- Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

^' Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D -8000 München 2 ■ Kaufingerstraße 8 ■ Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 30. Oktober 1979

Unser Zeichen: l6 746 - Fk/Meu

Anmelder : Sperry Rand Corporation

1290 Avenue of the Americas

New York, N.Y. 10019

USA

Bezeichnung: Abstandsmeßvorrichtung

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- r-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abstandsmeßvorrichtung zur Messung des Abstandes zwischen gegenüberliegenden Teilen von benachbarten eisenhaltigen Bauteilen, die sich relativ zueinander bewegen, sowie insbesondere auf Futter-Erntemaschinen, die eine derartige Abstandsmeßvorrichtung einschließen, um den Abstand zwischen Schneidmessern und Scherbalken dieser Erntemaschine zu messen.

Bei manchen Maschinen kann der Abstand zwischen bestimmten eine Relativbewegung zueinander aufweisenden Bauteilen die Betriebsweise und den Wirkungsgrad der Maschine stark beeinflussen. Beispielsweise kann bei landwirtschaftlichen Maschinen wie Futter-Erntemaschinen und dergleichen der Abstand zwischen jedem Messer eines Schneidkopfes und dem zugehörigen Scherbalken in sehr wesentlichem Ausmaß die Treibstoffmenge, die zum Betrieb der Erntemaschine benötigt wird, sowie den Nahrungsgehalt des auf diese Weise erzeugten Futters beeinflussen. Eine Futter-Erntemaschine ist eine landwirtschaftliche Maschine, die Getreide oder Futter von dem Feld aufnimmt und es in kleine Stücke zerhackt, um die Futterqualität und die Speicherfähigkeit zu verbessern. Der Zerhackvorgang erfolgt in der Maschine mit Hilfe eines Schneidkopfes, an dessen äußerem Umfang eine Vielzahl von Messern befestigt ist, und der an einem festen Scherbalken vorbei drehbar ist, wobei das Getreide oder das Futter zwischen dem Außenumfang des Schneidkopfes und dem Scherbalken hindurchbewegt wird. Daher beeinflußt der Abstand zwischen den Messern und dem Scherbaiken die Art des Schnittes des Futters. Wenn beispielsweise der Abstand zwischen den

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- Sr-

Messern und dem Scherbalken zu groß ist, ergibt sich ein schlechter Schnitt des Getreides oder Futters, so daß die Futterqualität oder der Nahrungsgehalt des Futters verschlechtert wird und die erforderliche Energie wesentlich vergrößert wird. Entsprechend wird ein minimaler Abstand, der so weit wie möglich bei dem Wert von Null liegt, bevorzugt. Aufgrund der Tatsache, daß sowohl die Messer des Schneidkopfes als auch der Scherbalken bei der Benutzung und beim Anschärfen der Messer abgenutzt werden, sind Änderungen des Abstandes in der Größenordnung von mehreren 25/1000 nun von Messer zu Messer und von einem Ende zum anderen Ende irgendeines speziellen Messers möglich. Es ist erkennbar, daß der Abstand der Messer sich im Betrieb erheblich vergrößern kann, wodurch die Betriebsweise zur ungünstigsten Zeit beeinträchtigt wird. Um diesen Zustand zu korrigieren, muß die Bedienungsperson den Betrieb der Maschine stoppen, das den Schneidkopf und den Scherbalken umgebende Gehäuse öffnen und (wenn dies gewünscht und praktisch möglich ist) die Bedienungsperson kann dann manuell den Abstand messen, beispielsweise mit Hilfe einer Fühlerlehre. Dieser Vorgang ist nicht nur schwierig und zeitraubend, sondern auch wenig wirkungsvoll und gegebenenfalls gefährlich. Weiterhin ermöglichen viele Futter-Erntemaschinen keinen leichten Zugang für eine manuelle Messung mit einer Fühlerlehre und aus diesem Grund und aufgrund der für diesen Vorgang erforderlichen Zeit werden Feineinstellungen des Abstandes zwischen den Messern und dem Scherbalken häufig vernachlässigt und es wird lediglich nur ein mittlerer Abstand im allgemei nen vorgesehen. Ein derartiger mittlerer Abstand ist natürlich sehr weit von dem optimalen Wert entfernt.

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Der Erfindimg liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abstandsmeßvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine wirkungsvolle und schnelle Messung des Abstandes zwischen eine Relativbewegung zueinander ausführenden Bauteilen ermöglicht, ohne daß ein manueller Zugang an diese Bauteile oder ein Abschalten der Maschine erforderlich ist, so daß die Abstandsmeßvorrichtung während des tatsächlichen beabsichtigten Betriebs der Bauteile verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Abstandsmeßvorrichtung der eingangs genannten Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abstandsmeßvorrichtung Magnetfeld-Generatoreinrichtungen, die mit einem der eisenhaltigen Bauteile zusammenwirken, einen Teil hiervon bilden und ein Magnetfeld erzeugen, das aus den Generatoreinrichtungen austritt und sich von dem gegenüberliegenden Teil des einen eisenhaltigen Bauteils derart nach außen erstreckt, daß es von dem anderen eisenhaltigen Element durchlaufen wird, um ein Durchlaufsignal zu erzeugen, und auf das Magnetfeld ansprechende und mit den Magnetfeld-Generatoreinrichtungen zusammenwirkende Einrichtungen einschließt, die auf das Durchlaufsignal ansprechen und ein Abatandssignal liefern, wenn das andere eisenhaltige Bauteil das Feld durchläuft.

Die erfindungsgemäße Abstandsmeßvorrichtung ermöglicht die Messung des Abstandes von benachbarten eisenhaltigen Bauteilen, die eine Relativbewegung zueinander ausführen. Der Abstand kann auf einem entfernt angeordneten geeichten Meßfühler-Meßinstrument abgelesen werden. Weiterhin kann die Abstandsmeßvorrichtung gegenüber Feuchtig-

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keit -und Erntematerial unempfindlich ausgebildet werden.

Vorzugsweise schließen die Magnetfeld-G-eneratoreinrichtungen einen Magneten ein, der mit einer Vielzahl von Weicheisen-Polstücken gekoppelt ist, die einen Teil des einen eisenhaltigen Bauteils, beispielsweise in Form des Scherbalkens, bilden, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das von einem Polstück ausgeht und an dem anderen Polstück endet und das nach außen in Richtung auf das andere benachbarte Bauteil (beispielsweise die Messer des Schneidkopfes) gerichtet ist, wobei der Abstand zwischen diesen Bauteilen gemessen wird. Die auf das Magnetfeld ansprechenden und das Abstandssignal liefernden Einrichtungen können eine Meßfühlerwicklung um eines der Polstücke einschließen, um das beim Durchlaufen des Magnetfeldes durch das andere benachbarte Bauteil erzeugte Signal zu messen, und Verarbeitungsschaltungseinrichtungen einschließen, die einen Impulsformer, einen Spitzenwertdetektor, einen Dividierer und einen Multiplizierer einschließen, um das Abstandssignal an geeignete Nutzeinrichtungen, wie z. B. ein geeichtes Meßinstrument, zu liefern.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine teilweise weggebrochen gezeigte Seitenansicht einer Ausführungsform einer Futter-Ernte-

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maschine, bei der die Abstandsmeßvorrichtung verwendbar ist,

Fig. 2 eine Ansicht des Schneidkopfes und des zugehörigen Scherbalkens der Futter-Erntemaschine nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Scherbalkens, wobei ein Teil eines benachbarten Messers des Schneidkopfes gezeigt ist,

Fig. 4- eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Scherbalkens nach Fig. 3> wobei die zugehörigen Tlagnetfeldlinien gezeigt sind,

Fig. 5 und 6 Schaltbilder einer Ausführungsform der Abstandsmeßvorrichtung.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform der Futter-Erntemaschine 10 umfaßt einen auf Rädern 14- (von denen lediglich eines aus Klarheitsgründen gezeigt ist) befestigten Hahmen oder ein Gehäuse 12 zur Halterung eines Futter-Schneidkopfes 16 und, in diesem Beispiel, eine Getreide-Aufnahmeeinheit 18. Die Getreide-Aufnahmeeinheit 18 ist schwenkbar am Punkt 20 gehaltert, so daß sie teilweise von einem Hauptrahmen 22 gehaltert wird, mit dessen Hilfe die Erntemaschine 10 von einem geeigneten (nicht gezeigten) Traktor gezogen werden kann, x^obei die Bewegungsrichtung der Erntemaschine nach links gemäß Fig. 1 verläuft. Die Erntemaschine 10 schließt weiterhin zumindest einen Satz von Einführungsförderwalzen 24- und 26 ein, die

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um im wesentliche parallele Achsen 24a und 26a drehbar gelagert sind, wobei diese Achsen in dem Gehäuse 12 gehaltert sind. Der Futter-Schneidkopf 16 ist in dem Gehäuse 12 hinter den Vorderwalzen 24 und 26 auf einer Welle 16a drehbar gelagert und nimmt Futter auf, das von den Vorderwalzen 24 und 26 ausgestoßen wird. Ein Abgaberohr 38 erstreckt sich in Vertikalrichtung und dann in Horizontalrichtung von dem hinteren Teil des Gehäuses 12.

Die Getreide-Aufnahmeeinheit 18 weist eine übliche auf einer Welle 28a befestigte drehbare Haspel 28 mit einer Vielzahl von in Radialrichtung vorspringenden und mit seitlichem Abstand angeordneten Aufnahmezinken oder -fingern 30 auf. Die Zinken 30 wirken mit einer Vielzahl von üblichen, mit seitlichem Abstand angeordneten (nicht gezeigten) Abstreif- oder Ausziehteilen zusammen, um das Getreide in den Einflußbereich eines üblichen drehbaren Schneckenganges 32 zu bewegen, der das Getreidematerial zum Eingang der Einführungs-Förderwalzen 24 und 26 liefert. Von den Förderwalzen 24, 26 wird das Getreidematerial mattenförmig dem Schneidkopf 16 zugeführt, wo es durch die rotierende Anordnung von Messern 34- zerkleinert wird, die am Umfang des Schneidkopfes befestigt sind und die mit einem festen Scherbalken 36 zusammenwirken, der deutlicher in Fig. 2 gezeigt ist. Schließlich wird das zerkleinerte Getreidematerial durch das Abgaberohr 38 in einen geeigneten Behälter, wie z. B. auf einen Lastwagen oder einen Anhänger (nicht gezeigt), abgegeben. Es ist zu erkennen, daß Fig. 1 aus Gründen der Klarheit vereinfacht wurde, doch sind die zugehörigen Antriebsriemen, andere Antriebseinrichtungen und Verbindungseinrichtungen zur Antriebseinrichtung vollständig in der US-Patentschrift

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3 523 411 "bzw. der "britischen Patentschrift 1 239 681 beschrieben. Bei dieser Betriebsweise verläuft die Strömung des Getreidematerials über die Haspel 28 in den Schnekkengang 32, zwischen den Walzen 24· und 26 hindurch und in den Schneidkopf 16 und dann über das Abgaberohr 38 nach außen. Die Drehung der oben erwähnten Elemente wird durch die Pfeile A, B, C, D und E angedeutet, während die Strömung des Getreidematerials durch die Pfeile M, N, 0, P₁ Q, R, S und T angedeutet ist.

Beim Durchlaufen des Pfades P zum Pfad Q gelangt das Futtermaterial zwischen die Messer 34 und den Scherbalken 36, wo das Futtermaterial durch die Drehung der Messer gegenüber dem festen Scherbalken auf die gewünschte Länge zerhackt wird, die beispielsweise durch die Anzahl der Messer und deren Abstand auf dem Schneidkopf 16 bestimmt ist. Wie dies weiter oben angegeben wurde, ist ein Abstand zwischen den Messern 34 des Schneidkopfes und dem Scherbalken 36 erwünscht, der gleich Null oder so nahe wie möglich bei Null liegt, wie dies praktisch möglich ist, damit ein scharfer wirkungsvoller Schnitt erzielt wird, um auf diese Weise die Futterqualität des Futtermaterials zu erhalten und um die zum Schneiden erforderliche Energie zu begrenzen.

Wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, schließt die Futter-Erntemaschine Magnetfeld-Generatoreinrichtungen 40 ein, die mit dem Scherbalken 36 gekoppelt sind und einen Teil dieses Scherbalkens bilden. Obwohl die Magnetfeld-Generatoreinrichtungen 40 eine Erregerwicklung verwenden können, ist bei der dargestellten Ausführungsform ein Permanentmagnet gezeigt, weil dieser weniger aufwendig ist und

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gleichzeitig zuverlässiger ist. Anhand der Fig. 3 ist zu erkennen, daß die Magnetfeld-Generatoreinrichtung 40 in nerhalb eines Hohlraumes 41 des Scherbalkens 36 angeordnet ist und einen Teil des Stirnflächenteils 37 des Scherbalkens 36 bildet. Die Messer 34 bewegen sich an dem Stirnflächenteil 57 in einem geringen Abstand vorbei, der den Messerabstand (d) bildet. Die Magnetfeld-Generatoreinrichtung 40 nach Fig. 3 schließt ein zylindrisches Weicheisen-Polstück 42 ein, das mit dem Pol N (oder S) 44' eines Permanentmagneten 44 gekoppelt ist. Das Polstück 42 kann einstückig mit dem Permanentmagneten 44 ausgebildet sein. Das Polstück 42 weist einen Pol IT (oder S) auf, der an dem Ende 43 angeordnet ist, das glatt mit dem übrigen Teil des Stirnflächenteils 37 abschließt. Das Polstück 42 und der Permanentmagnet 44 sind in einem Weicheisengehäuse 46 angeoi'dnet, das schalenförmig ausgebildet ist und eine geschlossene Endwand 48 aufweist. Der andere Pol 44" des Magneten 44 ist durch die geschlossene Sndwand 48 gebildet, so daß das Polstück 42 eine einstückige Verlängerung des Gehäuses 46 bildet. Das Polstück 42 ist von der zylindrischen Wand des Gehäuses 46

durch einen Kreisring 45 getrennt. Die Endfläche 47 des Gehäuses 46 bildet ein Polstück, das koplanar zum Ende 43 des Polstückes 42 ist und die entgegengesetzte Polarität aufweist. Die Bauteile 42, 44 und 46 können auch getrennt gebildete Elemente, also nicht einstückig sein. Die Baugruppe 40 und der Scherbalken 36 schließen weiterhin Einrichtungen 49 (die hier als zueinander passende Schraubengewinde gezeigt sind) ein, die die Befestigung des Gehäuses 46 und der zugehörigen Anordnung in dem Hohlraum 41 ermöglichen, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Die Magnetfeld-Generatoreinrichtung 40 erzeugt ein Magnetfeld 50

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(Fig. 4) zwischen dem Polstück 42 und dem Polstück 47 des Gehäuses 46. Es ist zu erkennen, daß zur Vermeidung einer Materialansammlung in dem Kreisring 45 zwischen dem Polstück 42 und dem Gehäuse 46 und zur Erzielung einer strukturellen Festigkeit des Polstückes 42 der Hohlraum des Kreisringes mit einem nicht-magnetischen Füllmaterial gefüllt sein kann.

Die Abstandsmaßvorrichtung schließt weiterhin eine Meßfühlerwicklung 52 mit N Windungen ein, die um das Polstück 42 gewickelt sind, wobei sich Leitungen 54 von dieser Wicklung 52 aus nach außen erstrecken. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Abstandsmeßvorrichtung erstrecken sich die Leitungen 40 durch einen Kanal 53 in der Rückwand 48 des Gehäuses sowie durch eine Öffnung 53' in dem Scherbalken nach außen. Die Leitungen 54 sind mit Schaltungseinrichtungen 55 verbunden, denen entsprechend ein Signal beim Durchlaufen eines Messers 34 durch das Magnetfeld 50 derart geliefert wird, daß der Abstand (d) bestimmt werden kann. Wenn entsprechend ein Messer 34· das Magnetfeld 50 der Magnetfeld-Generatoreinrichtung 40 durchläuft, vergrößert sich der Magnetfluß (p durch das Polstück 42 aufgrund der verringerten magnetischen Reluktanz, die sich aus dem Vorhandensein des eisenhaltigen Materials des Messers 34 ergibt. Es ist weiterhin bekannt, daß für kleine Abstände, d. h. für einen kleinen Abstand (d) zwischen dem Messer 34 und der Magnetfeld-Generatoreinrichtung 40, der Magnetfluß ungefähr umgekehrt proportional zum Abstand ist, d. h.:

φ direkt proportional 4· (1)·

3 0 0 2 0/0723

Weiterhin wird, wenn das eisenhaltige Material des Messers 34 gegenüber der Magnetfeld-Generatoreinrichtung und der Wicklung 52 bewegt wird, eine Spannung von der Spule gemessen, die wie folgt ausgedrückt werden kann:

Vs(t) = N H (2).

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform einer Schaltung 55 dargestellt, der das gemessene Signal Vs zugeführt wird, das proportional zur Frequenz (f) ist, mit der die Messer 34- an der Magnetfeld-Generatoreinrichtung 40 vorbeirotieren, und das umgekehrt proportional zum Abstand ist, d. h.:

Vs direkt proportional •j (3).

Das gemessene Signal wird über die Leitungen 54- der Schaltung 55 und insbesondere einer Impulsformereinrichtung 56 und einer Spitzenwertdetektor- und Tiefpaßfiltereinrichtung 58 über eine Zweigleitung 57 zugeführt. Das Ausgangssignal der Spitzenwertdetektor- und Tiefpaßfiltereinrichtung 58 wird einer Dividiereinrichtung 60 zugeführt, der außerdem eine Bezugsspannung (Vt«™) zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Dividiereinrichtung 60, das proportional zu d/f ist, wird einem Multiplizierer 62 zugeführt. Der Multiplizierer 62 empfängt weiterhin ein Eingangssignal von dem Impulsformer 56 über eine Leitung 59 und eine Zweigleitung 61. Das Ausgangssignal von dem Multiplizierer 62 wird einem Tiefpaßfilter 64- zugeführt, dessen Ausgang mit einer geeigneten (nicht

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gezeigten) Nutζeinrichtung verbunden werden kann, weil das Ausgangssignal von dem Tiefpaßfilter 64- direkt proportional zu dem zu messenden Abstand (d) ist. Es ist zu erkennen, daß das Ausgangssignal von dem Impulsformer 56 einem Tiefpaßfilter 66 zugeführt werden kann, um eine Gleichspannung zu erzeugen, die proportional zur Frequenz (f) ist. Sine geeignete Nutzeinrichtung, wie z. B. ein Voltmeter, das mit einer geeigneten Skaleneinteilung versehen und geeicht ist, könnte mit dem Ausgang des Tiefpaßfilters 66 verbunden werden, um die Drehgeschwindigkeit des Schneidkopfes anzuzeigen.

Ein ausführlicheres Schaltbild der Schaltung 55 ist schematisch in Fig. 6 gezeigt, wobei Beispiele für Wellenformen zu Erläuterungszwecken angegeben sind. Der Impulsformer 56 nach Fig. 5 ist als monostabiler Multivibrator 68 mit einer Rückkipperiode dargestellt, die kleiner als die zu messende Periode ist, während der Multiplizierer 62 als Feldeffekttransistor-Vorschaltung 70 dargestellt ist. Weiterhin ist zu erkennen, daß der Dividierer 60 einen Vergleicher 74- einschließt, der mit der Spitzenwertdetektor- und Tiefpaßfiltereinrichtung 58 über ein RC-Netzwerk 76 gekoppelt ist. Ein Anschluß des Widerstandes R ist mit der Spitzenwertdetektor- und Tiefpaßfiltereinrichtung 58 gekoppelt, während der andere Anschluß dieses Widerstandes mit dem Vergleicher 74- gekoppelt ist. Der Kondensator C ist mit dem anderen Anschluß des Widerstandes R und Erde verbunden und spricht auf einen Schalter in Form eines Transistors 78 an. Der Kollektor des Transistors 78 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand und dem Kondensator verbunden, während der Emitter dieses Transistors mit dem mit Erde verbundenen

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Kondensatoranschluß verbunden ist. Der Basisanschluß des Transistors 78 ist mit einem Differenzierer 80 verbunden, dessen Eingang mit dem Ausgang des monostabilen Multivibrators 68 gekoppelt ist. Dem Vergleicher 74 wird die Bezugsspannung Vßgj. zugeführt und der Ausgang des Vergleichers 74 ist mit der Feldeffekttransistor-Torschaltung 70 über ein Tiefpaßfilter 82 verbunden.

Im Betrieb wird das gemessene Signal Vs dem monostabilen Multivibrator 68 sowie der Spitzenwertdetektor- und Tiefpaßfiltereinrichtung 58 zugeführt. Zum Zeitpunkt ty, und damit zum Beginn des Meßfühlersignals Vs kippt der monostabile Multivibrator 68 und verbleibt im gekippten Zustand bis zum Zeitpunkt to, wobei (to - t^) ein konstanter Wert ist, der kleiner als die Zeit ist, die aufeinanderfolgende Messer 34 zum Vorbeilaufen an dem Scherbalken 36 benötigen, so daß ein Impulssignal erzeugt wird, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Beim Kippen des Multivibrators 68 zum Zeitpunkt ty, liefert der Ausgang des Differenzierers 80 einen positiven Impuls gemäß Fig. 6, der den Transistor 78 durchschaltet und den Kondensator G sehr schnell auf Erd- oder Nullpotential entlädt. Weiterhin wird der Vergleicher 74 zum Zeitpunkt t* eingeschaltet, weil seine Eingangs spannung unterhalb von V-ατπ? liegt. Nach der Zeit ty, wird das Ausgangssignal des Differenzierers 80 gleich Null, so daß der Transistor 78 abgeschaltet wird,und der Kondensator C beginnt sich in Abhängigkeit von der Spannung V^ aufzuladen, wobei diese Spannung Vy, das Ausgangs signal der Spitzenwertdetektor- und Tiefpaßfiltereinrichtung 58 bildet, das proportional zu f/d ist. Die Steigung der Lade-Schwingungsform in dem Kondensator C ist proportional zu V^,. Wenn der Wert der Lade-

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-νί-

SchwinguQgsform den Wert V_R-^ zur Zeit t, überquert, wird der Vergleicher 74 abgeschaltet, so daß eine Impulsschwingungsform erzeugt wird, deren Dauer umgekehrt proportional f/d ist. Diese Impulsschwingungsform wird dann durch das Tiefpaßfilter 82 hindurchgeleitet und erzeugt die Gleichspannung Vp, die proportional zu d/f ist. Die Gleichspannung Vo wird durch das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 68 torgesteuert, wobei dieses Ausgangssignal eine Rechteckschwingung ist, deren Wiederholfrequenz proportional zur Frequenz ist. Das Ausgangssignal der Peldeffekttransistor-Torschaltung 70 wird durch das Tiefpaßfilter 6A- hindurchgeleitet, so daß sich ein Gleichspannungs-Ausgangssignal Y₇. ergibt, das proportional zum Messerabstand d ist und das geeigneten Nutzeinrichtungen zugeführt wird.

Die vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsform der Abstandsmeßvorrichtung kann dazu verwendet werden, um genaue Abstandseinstellungen beispielsweise für den Schneidkopf einer Futter-Erntemaschine, zu erzielen, während diese Maschine in der gewünschten Umgebung unter voller Betriebsleistung arbeitet, und die tiberwachung des Messerabstandes der Futter-Erntemaschine kann leicht und in wirkungsvoller Weise während des tatsächlichen Erntevorganges mit Hilfe von Einrichtungen durchgeführt !■/erden, die die Notwendigkeit einer Zugänglichkeit des Messer-/Scherbalkenbereiches vermeiden und die eine Erneuerung des Wertes des Abstandes in einfacher Weise ermöglichen, so daß die für den Erntevorgang und das Schneiden erforderliche Treibstoffmenge verringert wird, während die Qualität des Futters vergrößert wird. Weiterhin ist die beschriebene Abstandsmeßvorrichtung gegenüber

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Feuchtigkeit und gegenüber den auftretenden Arten des Hrntematerials unempfindlich. Es wurde festgestellt, daß beim Betrieb an einer Futter-3rntemaschine das Polstück 42 aufgrund der V/irkung des Futtermaterials einer erheblichen Abnutzung unterworfen sein kann, so daß erhebliche Ungenauigkeiten bei der Messung auftreten können. Entsprechend kann ein magnetisch durchlässiges abnutzungsbeständiges Material, wie z. B. eine Edelstahl-Abdeckplatte, über dem Ende 43 des Polstückes und glatt abschließend mit dem Scherbalicen angeordnet sein, um die Abnutzung des Polstückes und die daraus entstehenden Ungenauigkeiten zu verhindern.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß erfindungsgemäß eine magnetisch-/elektronische Abstandsmeßvorrichtung zur Messung des Abstandes zwischen zwei eisenhaltigen Metallbauteilen geschaffen wird, beispielsweise zwischen einem Scherbalken 36 und relativ zu diesem beweglichen Schneidmessern 34 einer Futter-Erntemaschine. Diese Abstandsmeßvorrichtung weist einen Permanentmagneten 44 und eine Magnetmeßfühlerwicklung 52 auf, die beide innerhalb des Scherbalkens 36 angeordnet sind. Das Schneiden des Magnetfeldes durch das Hindurchlaufen jedes Messers 34- erzeugt ein elektronisches Signal, das durch geeignete Schaltungen 55 (Pig· 5) verarbeitet wird, um den Abstand zwischen den Messern 34- und dem Scherbalken 36 festzustellen.

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Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. Curt Wallach Dipl.-Jug. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum:

Unser Zeichen: 16 746 F/Nu

Patentansprüche

I.jAbstandsmeßvorrichtung zur Messung des Abstandes zwischen gegenüberliegenden Teilen von benachbarten eisenhaltigen Bauteilen, die sich relativ zueinander bewegen, gekennzeichnet durch Magnetfeld-Generatoreinrichtungen (40), die mit einem der eisenhaltigen Bauteile zusammenwirken, einen Teil hiervon bilden und ein Magnetfeld erzeugen, das aus den Generatoreinrichtungen austritt und sich von dem gegenüberliegenden Teil des einen eisenhaltigen Bauteils aus nach außen derart erstreckt, daß es von dem anderen eisenhaltigen Bauteil (3^) durchlaufen wird, um ein Durchlaufsignal zu erzeugen, und auf das Magnetfeld ansprechende und mit den Magnetfeld-Generatoreinrichtungen (40) zusammenwirkende Einrichtungen (52, 54, 55)» die auf das Durchlaufsignal ansprechen und ein Abstandssignal liefern, wenn das andere Bauteil (34) das Magnetfeld durchläuft.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die auf das Magnetfeld

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ansprechenden Einrichtungen (52, 54-, 55) auf das Durchlaufsignal ansprechende Detektoreinrichtungen (58)» auf das Durchlaufsignal ansprechende Impulsformereinrichtungen (56), die ein Signal liefern, dessen l/iederholfrequenz proportional zur Frequenz des Durchlaufsignals ist, und auf die Detektoreinrichtungen (58) und die Impulsformereinrichtungen (56) ansprechende Einrichtungen (62, 64) einschließen, die ein zu dem Abstand proportionales Signal liefern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die auf das Magnetfeld ansprechenden Einrichtungen (52, 54-» ^) weiterhin Dividiereinrichtungen (60) einschließen, die auf die Detektoreinrichtungen (58) ansprechen, und daß die auf die Detektoreinrichtungen (58) und die Impulsformereinrichtungen (56) ansprechenden Einrichtungen Multipliziereinrichtungen (62) einschließen.

4-. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Imptilsformereinrichtungen (56) durch einen monostabilen Multivibrator (68) gebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4-, dadurch gekennzeichnet , daß die Dividiereinrichtungen (60) einen mit dem monostabilen Multivibrator (68) gekoppelten Differenzierer (80), ein RC-Netzwerk (76), dessen Kondensator mit einem Anschluß mit Erde verbunden ist, einen mit den Detektoreinrichtungen (58) über das RC-Netzwerk (76) gekoppelten

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Vergleicher (74-) und einen Schalter (78) einschließen, der zwischen dem Differenzierer (80) und dem RC-Netzwerk (76) angekoppelt ist, und daß der Ausgang des !Comparators (74-) den Multipliziereinrichtungen (62) zugeführt wird.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die auf das Magnetfeld ansprechenden Einrichtungen (52, 54-, 55) eine Wicklung (52) einschließen, die um einen Teil der Magnetfeld-Generatoreinrichtungen herum angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Magnetfeld-Generatoreinrichtungen ein Gehäuse (4-6) mit einer Vielzahl von magnetischen Polstücken einschließen, die von dem gegenüberliegenden Teil des einen Bauteils aus nach außen gerichtet sind und einen Teil der Oberfläche dieses einen Bauteils bilden, und daß das Gehäuse (46) weiterhin einen Permanentmagnet (4-4-) einschließt, der das Hagnetfeld liefert, das zwischen den Polstücken ausgebreitet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein geeichtes Meßinstrument, das mit den auf das Magnetfeld ansprechenden Einrichtungen gekoppelt ist und den Abstand anzeigt.

9. Futter-Erntemaschine mit einem Schneidkopf mit einer

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Vielzahl von daran befestigten Messern, -und mit einem Scherbalken sowie mit einer Abstandsmeßvorrichttmg nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Messung des Abstandes zwischen jedem Messer und dem Scherbalken, dadurch gekennzeichnet , daß die Magnetfeld-Generatoreinrichtungen (40) mit dem Scherbalken (36) zusammenwirken und einen Stirnflächenteil des Scherbalkens bilden und ein Magnetfeld erzeugen, das aus den Generatoreinrichtungen austritt und sich von diesen aus nach außen derart erstreckt, daß es von jedem der Messer (34-) durchlaufen wird, wenn diese eine Relativbewegung gegenüber dem Scherbalken (36) aufweisen, so daß ein Durchlaufsignal erzeugt wird, und daß auf das Magnetfeld ansprechende Einrichtungen (52, 54-, 55) mit den Magnetfeld-Generatoreinrichtungen (40) zusammenwirken und auf das Durchlaufsignal so ansprechen, daß ein Abstandssignal erzeugt wird, wenn jedes Messer (34-) das Magnetfeld durchläuft.

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