AT220409B

AT220409B - Mit einem Steuergerät eines hydraulischen Krafthebers verbundene Regelvorrichtung

Info

Publication number: AT220409B
Application number: AT94560A
Authority: AT
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1959-02-20
Filing date: 1960-02-08
Publication date: 1962-03-26

Description

Mit einem Steuergerät eines hydraulischen Krafthebers verbundene Regelvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine mit einem Steuergerät eines hydraulischen Krafthebers verbundene Regel- vorrichtung zur Regelung der Eindringtiefe eines an ein Nutzfahrzeug, insbesondere einen Schlepper, an- gehängten Arbeitsgerätes, bei welcher die vom Arbeitsgerät auf das Fahrzeug ausgeübte Zugkraft und ein von der Lage des Arbeitsgerätes abhängiges Geberglied ein Steuergerät einer die Lage des Arbeitsgerätes i bestimmenden, im wesentlichen aus Pumpe, Steuergerät und Arbeitszylinder bestehenden hydraulischen
Kraftheberanlage beeinflussen.

Zur Regelung des Tiefganges eines von einem Schlepper getragenen Arbeitsgerätes, etwa eines Pflu- ges, sind zwei grundsätzliche Arten von Reguliersystemen bekanntgeworden, nämlich entweder eine lage- oder eine kraftabhängige Regelung.

Bei einer Anlage mit lageabhängiger Regelung soll ein einer bestimmten Stellung des Steuerhebels entsprechender Tiefgang eines getragenen Arbeitsgerätes - z. B. eines Pfluges-beibehalten werden. Das
Arbeitsgerät wird dazu auf eine bestimmte Lage zum Fahrzeug eingeregelt ; das hat den Nachteil, dass es die Nickbewegungen des Schleppers auf unebenem Gelände mitmacht, also beim Überfahren von Boden- wellen entweder in den Boden eingedrückt oder ausgehoben wird. Die Belastung des Schleppers schwankt bei wechselndem Bodenwiderstand sehr, und bei starkem Einwühlen des Arbeitsgerätes kann der Schlepper auch stecken bleiben.

Bei der kraftabhängigenRegelung wird eine am Arbeitsgerät auftretende, vom Boden ausgeübte Reak- tionskraft gemessen und durch eine Änderung der Tiefenlage des Gerätes auf eine gleichbleibende Reak- tionskraft hin reguliert. Die Furchentiefe schwankt dabei je nach dem von seiner Beschaffenheit abhängi- gen Widerstand des Bodens, dagegen bleibt die Belastung des Schleppers annähernd gleich. Die durch die
Regelung auftretenden Tiefenunterschiede der Furche sind jedoch bei ungleichmässigen Boden oft be- träcbtlich und störend.

Es sind auch Hubanlagen bekannt, bei denen beide Arten der Tiefenregelung zur Anwendung kom- men. Diese Anlagen besitzen je einen Handhebel für die lage- und die zugkraftabhängige Regelvorrich- rung zur willkürlichen Einstellung gewünschter Werte. Mit einem der Hebel ist ein von der Lage des Ar- beitsgerätes beeinflusstes Geberglied, mit dem andern ein von der auf das Arbeitsgerät ausgeübten Kraft beeinflusstes Geberglied verbunden. Lageabhängiges und zugkraftabhängiges Geberglied wirken, jeweils zusammen mit ihrem Handhebel, unabhängig voneinander, ohne eine Kopplung ihres Verstellgestänges, auf den Schieber eines Steuergerätes ein. Der Schieber wird also entweder durch die lagebedingte oder durch die zugkraftbedingte Regelbewegung beeinflusst, je nach dem, welcher Regelwert den andern ge- rade übersteigt.

Solche Anlagen haben jedoch den Nachteil, dass sie kein echtes Zusammenwirken der beiden Regel- einflüsse bilden. Entweder ist die eine Verstellgrösse massgebend oder die andere, aber niemals dauernd beide zusammen. Auch ist die Bedienung der Anlage mit zwei Handhebeln schwierig, da die Ermittlung der die beste Arbeitsgüte bewirkenden relativen Stellung der beiden Hebel zueinander umständlich ist.

Bei ungeduldigen Schlepperfahrern besteht leicht die Neigung, den einen Hebel in einer bestimmten Lage zu belasten und nur mit dem zweiten Hebel die Tiefenstellung des Arbeitsgerätes einzustellen. Dadurch tritt praktisch wieder eine einseitige Regelung ein.

Gleichfalls ist bekannt. auf einen Hebel einer Krafthebevorrichtung jeweils unter Zwischenschaltung einer Feder zugleich den Zugeinfluss und den Steuerhebel wirken zu lassen. Der Steuerschieber sucht zwi- schen den gespannten Federn einen Gleichgewichtszustand einzunehmen. Die Genauigkeit dieser nicht zwangsläufigen Einstellung wird daher von Flüssigkeits- und Leitungswiderständen beeinträchtigt. Dabei ist i die Lage des angehängtenGerätes ohne Einfluss, abgesehen von einem Endanschlag, der den Steuerschieber verstellt, wenn der Kolben seine zulässige Endlage erreicht hat.

Auch in dieser Anlage ist daher kein Zu- sammenwirken von Lage- und Zugkrafteinfluss in dem der jeweiligen Stellung der Geberglieder entspre- chenden Verhältnisse der Kombinationsanteile auf das Steuergerät möglich.

Es sind ausserdem Anlagen bekannt, bei denen willkürlich'auswählbar entweder der Zugkraft- oder der Lageeinfluss auf das Steuergerät einwirkt und während des Wirkendes Krafteinflusses beim höchstzulässi- gen Hub das Steuergerät ausgeschaltet wird. Dieser Einfluss ist aber einer Kombination von Kraft- und
Lageeinfluss, die auf ein Steuerglied wirkt, nicht gleichzusetzen.

Es ist auch bekannt, eine Anlage mit einem lage- und einem zugkraftabhängigen Geber auszustatten, die unabhängig voneinander bewegbar und jeweils mit einem willkürlichen Einfluss überlagerbar sind. Sie wirken aber auf den Steuerschieber nur wechselweise ein, d. h. der grössere Einfluss wirkt sich aus. Es han- delt sich also auch hier nicht um eine Überlagerung nach den Merkmalen der vorliegenden Erfindung.

Die angeführten Nachteile werden bei der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden, dass ein von der
Zugkraft des Arbeitsgerätes beeinflusstes Geberglied und das lageabhängige Geberglied auf ein der Über - lagerung ihrer Wege entsprechend bewegtes gemeinsames Regelglied einwirken, das mit einem einzigen, willkürlich betätigbaren Handhebel zusammenwirkend der Überlagerung beider Wege entsprechend ein das
Steuergerät betätigendes Sammelglied beeinflusst.

Die Vorrichtung hat den Vorteil, dass sie beide Regelungsarten in einer echten Koppelung verwendet.

Beide Regelungsarten wirken stets zusammen auf den Steuerschieber ein. Dabei lassen sich die Anteile der lage- und zugkraftabhängigenRegelbewegungen an der Verstellung des Steuerschiebers durch entsprechen- de Ausbildung der Getriebe in ein beliebig wählbares, festes Verhältnis zueinander bringen. Die Bedie-
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Anlage erfolgtWeitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer erfindungsgemäss ausgebildeten hydraulischen Hubanlage.

In den Zeichnungen sind das Prinzip und Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der vorliegenden Er- findung wiedergegeben, u. zw. zeigen :
Fig. l eine schematische Darstellung der mit einem Steuergerät verbundenen Regeleinrichtung und ihre Lage innerhalb der gesamten hydraulichen Anlage. Fig. 2 eine schematische Darstellung der Steuervorrichtung für zwei Arbeitszylinder, Fig. 3 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform des Steuergerätes, Fig. 4 einen oberen Lenker einer Dreipunktaufhängevorrichtung im Längsschnitt, Fig. 5 eine Ansicht nach V - V der Fig. 4, Fig. 6 eine Abwandlung der Federanordnung im oberen Lenker gegenüber den Fig. 4 und 5 und Fig. 7 und 8 ein Regel- und Steuergestänge in Draufsicht und Seitenansicht, zum Teil im Schnitt.

Der hydraulische Teil der Hubanlage nach Fig. l besteht aus einem Flüssigkeitsbehälter 1, einer Pumpe 2, einem Steuergerät 3 und einem Arbeitszylinder 4. Das Steuergerät enthält einen Steuerschieber 5, einen Druckausgleichskolben 6 und ein Rückschlagventil 7. Der Steuerschieber ist ein Längsschieher, der in einer Bohrung 8 des Steuergehäuses 3 gleitet und mit einem Handhebel 10, der über einen Sammelhebel 11 mit einer Schubstange 9 am Schieber verbunden ist, hin-und herbewegt werden kann.

Die Bohrung 8 besitzt Ringnuten 12 - 16 ; von drei dieser Ringnuten gehen Kanäle zu Anschlüssen 17,18, 21, von zweien geht je ein Verbindungskanal zu einer Kammer an dem nachgeschaltetenDruckausgleichs- kolben 6 und zu Anschlussöffnungen 19,20 am Steuergehäuse. Der Druckausgleichskolben 6 ist gleitend und dichtend in einem Zylinderraum gelagert. der durch den Kolbenin die Kammern 22 und 23 geteilt wird. Der über die Kammer 22 führende, von der Ringnut 12 der Schieberbohrung 8 ausgehende Kanal enthält ein Rückschlagventil 7 und endet an der Anschlussöffnung 19. Der über die Kammer 23 führende Verbindungskanal geht von der Ringnut 14 zur Anschlussöffnung 20.

Die Anschlussöffnung 17 des Steuergerätes ist mit der Pumpe 2, die Anschlussöffnungen 18 und 19 sind mit dem Arbeitszylinder 4 und die Anschlüsse 20 und 21 mit dem Flüssigkeitsbehälter 1 verbunden.
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einer Dreipunktaufhängung entspricht und im Punkt 26 drehbar am Schlepperrahmen befestigt ist. Am Tragbalken greift an einer Stelle 27 eine Hubstange 28 an, die mit ihrem oberen Ende im Punkt 29 mit

einem Winkelhebel 30 verbunden ist. Dieser Winkelhebel ist an seiner Scheitelstelle 31 am Schlepper- rahmen drehbar gelagert. Am andern Arm des Winkelhebels ist im Punkt 32 das freie Ende einer aus dem
Arbeitszylinder 4 hervorstehenden Kolbenstange 33 befestigt.

Zum Betätigen eines zugkraftabhängigen Gebers der Regelvorrichtung dient eine Federanordnung 34 zwischen den dem oberen Lenker einer üblichen Dreipunktaufhängung entsprechenden Gestängegliedem 35 und 36. Das Gestängeglied 35 ist im Punkt 37 am Schlepper befestigt, das Gestängeglied 36 ist über eine Zwischenstange 38 im Punkt 39 mit dem Tragbalken 25 des Pfluges verbunden.

An einem fest am Gestängeteil 36 angebrachten Bügel 40 ist ein biegsames Kraftübertragungsmit- tel 41 angeschlossen, das zum freien Ende 42 eines im Punkt 43 des Winkelhebels 30 beweglich gelager- ten Regelhebels 44 führt. Zwischen den Regelhebel 44 und den Sammelhebel 11 ist eine Zwischenstan- ge 45 gelegt und in verlegbaren Punkten 46 und 47 mit den Hebeln verbunden. Der Sammelhebel 11 ist mit seinem einen Ende 48 an den Handhebel 10 und mit seinem andernEnde 49 an die Schubstange 9 angelenkt.

Der Steuerschieber 5 des Steuergerätes 3 ist in seiner Ruhelage dargestellt. Das aus dem Flüssig- keitsbehälter 1 über die Pumpe 2 zur Anschlussöffnung 17 an dem Steuergerät geführte Druckmittel ge- langt von der Ringnut 13 der Steuerbohrung 8 in die Ringnut 14 und von dort in die Kammer 23 am Druck- ausgleichskolben 6. Der Druckausgleichskolben wird nach links zur Kammer 22 hin gedrückt, die bei
Ruhestellung des Steuerschiebers auf zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 beschriebene Weise entlastet ist.

Das Öl kann daher vom Druckausgleichskolben ungehindert aus der Kammer 23 über die Anschluss- öffnung 20 in den Flüssigkeitsbehälter entweichen, so dass die Pumpe drucklos zurückfördert. Das im Ar- beitszylinder eingeschlossene Öl kann nicht zurückfliessen, da die Druckleitung zwischen der Kammer 22 und dem Anschluss 19 im Steuergerät durch das Rückschlagventil 7 blockiert ist und der Weg über die An- schlussöffnung 18 des Gehäuses und über die Ringnut 16 der Steuerbohrung 8 vom Steuerschieber 5 ver- sperrt wird.

Eine Bewegung des Bedienungshebels nach rechts wird von dem Sammelhebel 11 auf die Schubstange 9 des Schiebers 5 übertragen und verschiebt den Steuerschieber nach links in Richtung "Heben". Die Verbindung von der Ringnut 13 zur Ringnut 14 wird dabei vom Steuerschieber unterbrochen ; dafür wird eine Verbindung der Nuten 12 und 13 frei. Das über 13 eintretende Öl gelangt aus der Ringnut 12 in die Kammer 22 auf der linken Seite des Druckausgleichskolbens. Durch den Öldruck wird der Druckausgleichskolben 6 in die bereits über die Anschlussöffnung 20 entlastete Kammer 23 geschoben ; das Drucköl gelangt ungehindert über das Rückschlagventil 7 und die Anschlussöffnung 19 aus dem Steuergerät zum Arbeitszylinder 4.

Der Steuerschieber kann auch in einem Zwischenbereich gehalten werden, bei welchem das jubel die Öffnung 17 ins Steuergerät geleitete Drucköl aus der Ringnut 13 sowohl in die Ringnut 12 als auch in die Ringnut 14 übertreten kann, so dass also ein Teil des Öls zum Behälter zurückläuft, während der Rest in den Arbeitszylinder gelangt und dort den Kolben mit verringerter Geschwindigkeit bewegt. Die Druckölmenge wird dabei im Verhältnis der Verbindungsquerschnitte zwischen Ringnut 13 und 12 und Ringnut 13 und 14 aufgeteilt, da der Kolben 6 sich stets so verschiebt, dass die Drücke in den Kammern 22 und 23 gleich bleiben.

Bei einer Bewegung des Handhebels 10 nach links und damit einer Verschiebung des Steuerschiebers nach rechts in Richtung"Senken"kommt eine Verbindung zwischen den Ringnuten 13 und 14 zustande, und das von der Pumpe geförderte Öl fliesst auf diesem Weg drucklos in den Behälter zurück. Ausserdem entsteht eine Verbindung zwischen den Ringnuten 15 und 16, so dass das im Arbeitszylinder 4 befindliche Öl über den Anschluss 18 und die Nuten 16 und 15 der Steuerschieberbohrung 8 zur Austrittsöffnung 21 des Steuergerätes und weiter in den Behälter 1 gelangen kann. Die Senkgeschwindigkeit kann dabei durch Drosseln des Verbindungsquerschnittes zwischen den Nuten 15 und 16, d. h. Verstellen des Schiebers mit Hilfe des Handhebels 10, beeinflusst werden.

Der Druckausgleichskolben in einer Anordnung nach Fig. 1 bewirkt, dass die Druckölmenge in der vom Steuergerät 3 zum Arbeitszylinder 4 führenden Leitung auch bei raschem Umsteuern des Steuerschiebers nur langsam anwächst, da der Dpuckausgleichskolben nicht schlagartig die aus der Kammer 22 des Steuergerätes zum Rückschlagventil führende Leitung ganz freigibt. Dadurch wird eine ruckartige Bewegung des Arbeitskolbens erreicht und damit eine sichere und stetige Steuerung des getragenen Arbeitsgerätes 24.

Die Anlage arbeitet sehr empfindlich, da in der Zwischenstellung des Steuerschiebers schon eine kleine Bewegung desselben das Verhältnis der Verbindungsquerschnitte von Ringnut 13 nach 12 und Ringnut 13 nach 14 und damit die Aufteilung der geförderten Druckölmenge verändert.

Auf den Steuerschieber 5 wirkt ferner eine Regelbewegung, die im Anlenkpunkt 47 auf den Sammel-

hebel11 übertragen wird. Sie rührt von zwei Regelgrössen her. Als eine Regelgrösse dient eine Komponente der vom Boden auf das Arbeitsgerät ausgeübten Reaktionskraft. Sie wirkt über die mit dem Tragbalken 25 des Arbeitsgerätes 24 verbundene Zwischenstange 38 auf das Gestängeglied 36, das dadurch gegen die
Kraft derFederanordnung 34 in das drehbar aber nicht verschiebbar im Punkt 37 am Schleppergehäuse be- i festigte Gestängeglied 35 hineingeschoben oder herausgezogen wird.

Diese Bewegung wird über den am Ge- stängeglied 36 fest angebrachtenBügel 40 auf das biegsame Kraftübertragungsmittel 41 und von diesem auf denRegelhebel44 im Endpunkt 42 übertragen. Aufdenandern Endpunkt 43 dieser Stange wirkt die zweite
Regelgrösse ein. Sie wird von der Tiefenlage des Arbeitsgerätes gegenüber dem Schlepper bestimmt und damit von der Stellung des Winkelhebels 30. Beide Regelgrössen bestimmen also zusammen-im Bereich der praktisch vorkommenden Schwenkwinkel nach Art eines Differentialgetriebes - die Lage des Regelhe- bels 44. Die imAnlenkpunkt 46 am Regelhebel befestigte Zwischenstange überträgt den aus beiden Regel- grössen gebildetenRegelwert imPunkt 47 auf den Sammelhebel 11.

Auf diesen wirkt ausserdem der Hand- hebel 10 ein, so dass dessen Stellung und der Einfluss des Regelwertes, wiederum nach Art eines Differen- tialgetriebes überlagert, den Steuerschieber 5 beeinflussen.

Die Stellung des Handhebels 10 ist durch die Regelbewegung der Zwischenstange 45 nicht beeinfluss - bar. Er lässt sich nur willkürlich von Hand verstellen und bestimmt dadurch eine seiner jeweiligen Lage entsprechende Grösse des Regelwertes ; bei gleichbleibender Kraft in der Zwischenstange 38, beispielswei- se bei ausgehobenem Gerät, daher auch eine genau entsprechende Stellung des Arbeitsgerätes gegenüber dem Schleppergehäuse. So senkt sich das Arbeitsgerät nur bis zu dieser definierten Tiefenstellung. Ist diese erreicht, wirkt die Drehbewegung des Winkelhebels 30 über den Regelhebel 44 und die Zwischen- stange 45 auf den Sammelhebel 11 zurück und der Steuerschieber 5 wird in seine Ruhestellung verschoben.

Damit ist der Arbeitszylinder 4 blockiert und das Arbeitsgerät wird in der vorgesehenen Lage vom Schlep- per getragen. Veränderungen der Reaktionskraft des Bodens verschieben den Steuerschieber wieder so, dass der Pflug Schwankungen um diese Lage ausführen kann, welche die Zugkraft des Schleppers in vorgege- benen Grenzen halten.
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Anlage nach Fig'.durch einen Strich hinter der Bezugsziffer gekennzeichnet.) Die Anschlussöffnung 20 des ersten Gerätes 3 ist in diesem Falle nicht mit dem Flüssigkeitsbehälter, sondern mit einem Anschluss 17'des zweiten Steuergerätes 3'verbunden.

Die übrigen Anschlussöffnungen des zweiten Gerätes sind entsprechend denen des ersten Gerätes verbunden : also 18'und 19'mit dem Zusatzzylinder 4', die Öffnungen 20'und 21' mit dem gemeinsamenFlüssigkeitsbehälter 1, Der Arbeitszylinder 4'kann mit andern Arbeitsgeräten verbunden sein, die über zug- und/oder lageabhängige Geber, mit einem Betätigungshebel zusammen wirkend, den Schieber des Steuergerätes beeinflussen. Diese Regeleinrichtung und das Steuergerät wirken auf die gleiche Weise, wie es in Fig. 1 beschrieben wurde.

Bei Anlagen mit mehr als zwei Zusatzzylindern sind entsprechend mehr Zusatzsteuergeräte der be- schriebenen Bauart notwendig, die entweder parallel zueinander, oder nacheinander-wie oben beschrieben-hinter das Hauptsteuergerät 3 geschaltet sind.

Es können aber auch andersgeartete Steuergeräte ohne Druckausgleichskolben für die Zusatzzylinder verwendet werden.

Bei einer Hubanlage mit zusätzlichen Arbeitszylindern 4', 4"usw. steht das Drucköl entweder dem Hauptarbeitszylinder oder den Zusatzzylindern oder allen zusammen zur Verfügung. In der Endstellung des Hubbereiches des Hauptsteuergerätes 3 ist der Druckölzulauf zu den nachgeschalteten Zusatzsteuergeräten 3'usw. durch den Steuerschieber. 5 versperrt. Bei der"Ruhestellung"des Hauptarbeitszylinders fliesst dagegen die gesamte von der gemeinsamen Pumpe 2 geförderte Druckflüssigkeit über die Kammer 23 und die Anschlussöffnung 20 zu den Einlassöffnungen 17', 17" usw. der Zusatzsteuergeräte. In Zwischenstellungen desHauptsteuerschiebers kannDruckflüssigkeit sowohl zumHauptzylinder, als auch zu den Zusatzzylindern fliessen.

Ein zweites Ausführungsbeispiel für ein Steuergerät ist in der. Fig. 3 wiedergegeben. In dem Gehäuse 101 des Steuergerätes befindet sich in einer Längsbohrung 102 ein als Drehschieber ausgebildeter Steuerschieber 103 mit einem aus dem Gehäuse vorstehenden Drehzapfen 104, Der Steuerschieber ist über den grössten Teil seiner Länge als Hohlzylinder ausgeführt, der mit einer Schraube 105 verschlossen ist. In diesem hohlzylindrischen Teil des Steuerschiebers ist einDruckausgleichskolbenl06 untergebracht ; er un-
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Kanal 110 verbunden ist. Die Anschlussöffnungen 111 - 114 entsprechen den Anschlüssen 17 - 20 in der schematischen Darstellung nach Fig. l.

Verbindungskanäle 115 - 117 im Gehäuse und Nuten 118 - 120 sowie Verbindungsbohrungen 121 - 126 im Steuerschieber stellen dieselben Verbindungen her, wie zu dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. l beschrieben wurde : Die Nuten 118 - 120 im Steuerschieber entsprechen den Ringnuten12,14, 16, die Verbindungsbohrungen 121 - 126 im Steuerschieber den Verbindungsleitun- gen von und zu den Druckausgleichskammern 22 und 23. Das Steuergerät wirkt daher, wie es in Fig. 1 beschrieben wurde ; sein Aufbau ist gedrängter und die Wege der Flüssigkeit im Gerät sind kürzer und leichter herzustellen.

Das Steuergerät ist zudem so ausgebildet, dass das Arbeitsgerät auch in eine Stellung gebracht wer- den kann, wo es nicht mehr getragen wird, sondern unter dem Einfluss der Bodenkräfte frei beweglich ("schwimmend") hinter dem Schlepper hergezogen wird. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Bedienungshebel 127 über die normale Stellung"Senken"hinausbewegt wird, u. zw. so weit, dass auch die grösstmögliche Verstellung sowohl durch die lage- als auch durch die kraftabhängige Regel- grösse den Steuerschieber nicht in seine Ruhestellung zurückbewegen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Regeleinrichtung geben die Fig. 4 - 8 im einzelnen wieder. Fig. 4 zeigt einen erfindungsgemäss ausgebildeten oberen Lenker einer Dreipunktaufhängevorrichtung. Er besteht aus zwei Teilen 128 und 129, die über eine Federanordnung 130 miteinander verbunden sind (entsprechend den Teilen 34 - 36 in Fig. l). Der Lenkerteil 128 hat zwei Scheibenkörper 131 und 132, die durch eine
Hülse 133 in einem bestimmten Abstand voneinander gehalten und durch Schrauben 134 miteinander ver- bunden sind. Beide Scheibenkörper 131 und 132 besitzen konzentrische Bohrungen 135 und 136. Der Schei- benkörper 131 trägt in einem Ende der Bohrung 135 mit einer Schraubverbindung 137 einen Gelenkring
138, mit welchem der Lenkerteil 128 am Schleppergehäuse drehbar gelagert ist.

Durch die Bohrung 136 imScheibenkörperl32 erstreckt sich eine Stange 139 des Lenkerteils 129. Diese Stange 139 trägt in einer
Verschraubung 140 einen Verlängerungsbolzen 141, der an seinem freien Ende zu einem zylindrischen
Abschlusskopf 142 verbreitert ist. Zwischen einer auf ihrer einen Seite an eine Abschlussfläche 143 der
Stange 139 und an eine Grenzfläche 144 des Scheibenkörpers 132 anliegende Ringscheibe 145 und dem
Abschlusskopf 142 des Bolzens 141 ist eine der beiden Federn der Federvorrichtung 130 eingespannt, u. zw. eine auf eine vom Arbeitsgerät her kommende Zugwirkung ansprechende Schraubendruckfeder 146.

Über diese Feder ist eine Hülse 147 geschoben, die mit einem Ende ebenfalls an die Ringscheibe 145 stösst, und die im Bereich ihres entgegengesetztenEndes einerseits mit ihrem Aussenmantel in der Bohrung 135 geführt ist und anderseits an ihrem inneren Umfang den zylindrischen Abschlusskopf 142 führt. Über diese Hülse geschoben, eingeschlossen zwischen der Ringscheibe 145 und einer Grenzfläche 148 des Scheibenkörpers 131, ist eine mehrteilige Tellerfeder 149 angeordnet.

Die Stange 139 - und damit der ganze Lenkerteil 129 - ist also gegenüber dem in Längsrichtung festgehaltenen Teil 128 nach beiden Seiten bewegbar : nach rechts unter Mitnahme der Ringscheibe 145 gegen die Kraft der Tellerfeder und nach links gegen die Kraft der zwischen dem mitbewegten Bolzenkopf 142 und der an der Fläche 144 anliegenden Ringscheibe eingeschlossenen Schraubenfeder 146.

Am Bolzenkopf 142 (Fig. 4) ist ein Bügel 150 befestigt (entspricht Teil 40 in Fig. 1), der durch einen von der Bohrung 135 zum Aussenmantel des Scheibenkörpers 131 verlaufenden Schlitz nach aussen ragt und dort die Bewegung des Lenkerteils 129 auf das angeschraubte Ende eines Drahtseiles 151 eines Bowdenzuges überträgt. Der Schutzmantel 152 des Bowdenzuges wird an einer mit dem starren Scheibenkörper 131 befestigten Platte 153 gehalten. - An Stelle eines Bowdenzuges kann auch eine starre Hebelverbindung oder ein in einem Zylinder geführter Kolben mit angeschlossener druckmittelgefüllter Leitung zur Bewegungsübertragung angeschlossen werden.

Der Teil 129 des oberen Lenkers besteht aus der bereits genannten Stange 139 und einer zweiten Stange 154 von gleichem Durchmesser. Die Stange 139 ist an ihrem der Federvorrichtung 130 abgewandten Endabschnitt mit einem linksgängigen Gewinde versehen, die Stange 154 an ihrem diesem zugewandten Ende mit einem rechtsgängigen Gewinde. Über diese Endabschnitte ist eine Sechskantverbindungshülse 155 geschraubt. Mit dieser Hülse lässt sich die Länge des oberen Lenkers verändern und somit verschiedenenanhängegeräten anpassen. Das andere Ende der Stange 154 trägt einen Gelenkring 156, mit welchem der obere Lenker am Tragbalken 25 (Fig. l) des angehängten Arbeitsgerätes angelenkt ist.

Die vom Arbeitsgerät über den Gelenkring 156 auf den oberen Lenker übertragene Kraft wird von der Federanordnung 130 aufgenommen. Ein Druck bewirkt eine Verschiebung des Lenkerteiles 129 - im be - sonderen der Stange, 139 - gegen die Kraft der Tellerfedern 149 nach rechts. Eine bei geringem Tiefgang des Arbeitsgerätes auftretende Zugkraft zieht die Stange 139 nach links bis die Zugkraft von der Kraft der dadurch gespannten Schraubenfeder 146 ausgeglichen wird. Die Bewegung der Stange 139 wird an dem

vom-Bolzenkopf 142 nach aussen geführten Bügel 150 auf den Bowdenzug 151 übertragen.

Fig. 6 zeigt eine etwas abgeänderte Form der Federanordnung 130. Dort ist eine Ringscheibe 157 über einen Verlängerungsbolzen 141'der Stange 139'geschoben und an dessen Abschlusskopf 142'befestigt.

Der Durchmesser der Ringscheibe ist grösser als derjenige des zylindrischen Abschlusskopfes 142'. Eine Schraubenfeder 146'ist zwischen den Ringscheiben 157 und 145'eingespannt. Die stärkere Feder ist als Schraubenfeder 149'ausgeführt, die im Ruhezustand kürzer ist als der Abstand zwischen der Ringscheibe 145'und dem Scheibenkörper 131'.

Bei einer Bewegung der Stange 139'nach rechts wird zuerst die schwächere Feder 146'gespannt, bis nach einer gewissen Strecke die Feder 149'am Scheibenkörper 131'anliegt und ebenfalls zwischen den Teilen 145'und 131'zusammengedrückt wird. Auf diese Weise wird eine bessere Anpassung der
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Der Aufbau der Federanordnung 130 aus zwei Federn mit ungleichen Federkonstanten erlaubt eine
Anpassung der Regelcharakteristik an den Kraftverlauf der Zug-undDruckbeanspruchung desArbsitsge- rätes. Messungen haben nämlich ergeben, dass die im oberen Lenker auftretende Kraftkomponente in über- wiegendem Masse eine Druckwirkung auf die Ausgleichsfeder ausübt, und dass nur bei geringer Furchen- tiefe eine relativ schwache Zugbeanspruchung auftritt. Auch besteht kein linearer Zusammenhang zwi- schen Furchentiefe und Kraftkomponente im oberen Lenker, so dass die Steigung einer solchen Funktionskurve im Druckbereich und im Zugbereich sehr verschieden ist.

Durch einen Einbau der Federn innerhalb des oberen Lenkers und nicht zwischen den oberen Lenker und das Schleppergehäuse wird ausserdem eine Vorrichtung geschaffen, die bei älteren Schleppern leicht und ohne bauliche Veränderungen am Schlepperrahmen nachträglich gegen einen dort verwendeten starren Lenkerbalken ausgetauscht werden kann. Auch die als Beispiel gezeigte Übertragung der Regelgrösse auf den Steuerschieber mittels eines Bowdenzuges erlaubt einen nachträglichen Einbau der Regeleinrich- tung in ältere Schlepper ohne grosse konstruktive Eingriffe.

Die Ausgleichsfeder-Vorrichtung muss aber nicht in jedem Falle im oberen Lenker eingebaut sein. Die Tiefensteuerung kann auch mit jedem ändern Geber arbeiten, so z. B. mit einer Tastvorrichtung, welche die Eindringtiefe des Arbeitsgerätes misst, wie einem Tastrad oder einer Kufe.

Die Fig. 7 und 8 zeigen im einzelnen eine Ausführungsform des Steuer- und Regelgestänges an einem Kraftheberblock. Der Kraftheberblock 158 mit einer Hubwelle 159 trägt an einer Flanschfläche 160 ein angeflanschtes Steuergerät 101 der Bauart nach Fig. 3. Der Bedienungshebel 127 für das Steuergerät ist um eine Achse 161 drehbar gelagert und in einer Kulisse 162 geführt. An den Bedienungshebel 127 ist mit einem Gelenkpunkt 163 ein Sammelhebel 164 angeschlossen, der über weitere Hebelglieder 165 und 166 mit Anlenk punkten 167 und 168 die Bewegung des Bedienungshebels auf den Steuerschieber 103 des Steuergerätes über trägt.

An einem auf der Hubwelle 159 befestigten Haltering 169 ist ein Regelhebel 170 in einem Drehpunkt 171 angelenkt, der an seinem andern Ende an einer Stelle 172 das Drahtseil 151 des vom oberen Lenker hergeführten Bowdenzuges trägt (vgl. Fig. 4 und die Teile 41 - 44 in Fig. l). Der Schutzmantel 152 des Bowdenzuges ist, an einer mit demSchlepperrahmen verbundenen Konsole 173 an einer Stelle 174 festgeschraubt.

Der Regelhebel 170 und der Sammelhebel 164 sind durch eine Zwischenstange 175 miteinander verbunden. Die der Stange 175 und den Hebeln 170 und 164 gemeinsamen Verbindungspunkte 176 und 177 sind verstellbar. Zu diesem Zweck ist die Stange mittels nicht eingezeichneter lösbarer Schrauben, die in Längsschlitzen 178 und 179 der Hebel verschoben werden können, mit den Hebeln verbunden. Die Zwischenstange 175 ist nicht starr, sondern aus zwei teleskopartig übereinander geschobenen Hälften gebildet, die über ein Federglied 180 elastisch miteinander gekoppelt sind. Die Feder ist zwischen Bolzen 181 und 182 eingespannt, die in Schlitzen 183 und 184 der beiden Stangenhälften geführt sind. Auf der einen Stangenhälfte ist ausserdem ein Überwurfring 185 aufgeschraubt, der den Bolzen 181 bei einem Zug der Stange nach rechts mitnimmt.

Durch die elastische Ausführung der Zwischenstange 175 ist eine Bruchsicherung geschaffen, etwa für den Fall, dass der Bedienungshebel 127 so schnell in Richtung Heben be- wegt wird, dass der Arbeitszylinder mit seinem Hubvorgang nicht sofort nachkommt. Dann wird diese Feder zusammengedrückt und eine Beschädigung des Gestänges verhindert.

Die Bewegung des Bedienungshebels 127 wird über den Gelenkpunkt 163 auf den Sammelhebel 164 übertragen und von hier aus über die Hebel 165 und 166 und die Gelenke 167 und 168 auf den Drehschieber 103. Auf den Steuerschieber wirkt ferner eine Regelbewegung, die im Gelenkpunkt 177 auf den Sam- melhebel 164 übertragen wird.

Der an dem Haltering 169 auf der Hubwelle 159 im Punkt 171 drehbar gelagerte Regelhebel 170 wird durch die Bewegung des Bowdenzuges 151 um den Gelenkpunkt 171 gedreht und gibt diese Bewegung über

die Zwischenstange 175 auf den Sammelhebel 164 weiter.

Ist die mit dem Handhebel vorgewählte Tiefe erreicht, wirkt die Drehbewegung der Hubwelle 159 über den Regelhebel 170 auf die Zwischenstange 175 zurück, und der Steuerschieber 103 wird in die Ru- hestellung zurückgedreht. Damit ist der Arbeitszylinder 4 (Fig. 1) blockiert und das Arbeitsgerät wird in der vorgesehenen Lage vom Schlepper getragen.

Lage- undkraftabhängige Regelung werden also gemeinsam über die Zwischenstange 175 geführt und greifen am gleichen Punkt 177 am Steuergestänge an.

Die Empfindlichkeit der lage- und kraftabhängigen Regelung kann durch Verstellen der Befestigungs- punkte 176 und 177 der Zwischenstange 175 verändert werden. Dadurch wird die Länge der wirksam wer- denden Hebelarme (Strecke 171 - 176 und 176 - 172 auf dem Regelhebel 170 ; Strecke 163 - 177 und
177-167 auf dem Sammelhebel 164) geändert, d. h. auch der Anteil, in dem jede der jeweils einge- leiteten Regelgrössen wirksam wird.

Eine Hubanlage mit der erfindungsgemässen Regeleinrichtung spricht schnell und weich, ohne eine ruckartige Bewegung des Arbeitsgerätes zu verursachen, auf eine Verstellung des Bedienungshebels an.

Durch entsprechendes Abstimmen der Koppelung der lage-und zugkraftabhängigen Regeleinflüse kann erreicht werden, dass die Zugkraft des Schleppers und gleichzeitig auch die Furchentiefe gleichmässig bleiben. Ein starker Anstieg der Reaktionskräfte des bearbeiteten Bodens wird sowohl durch eine kleine
Verringerung der Furchentiefe als auch eine etwas erhöhte Zugarbeit des Schleppers überwunden. Durch diese gekoppelte Regelung mit ihrem weichen Einsetzen wird der Schlepper geschont. Starke Schwankun- gen der Zugkraftbeanspruchung entfallen und ein Steckenbleiben des Fahrzeuges wird vermieden. Dabei wird eine grosse Arbeitsgüte erreicht. Die Tiefenunterschiede der Furchen sind wesentlich geringer als bei einer reinen zugkraftabhängigen Regelung.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Mit einem Steuergerät eines hydraulischen Krafthebers verbundene Regelvorrichtung zur Regelung der Eindringtiefe eines an ein Nutzfahrzeug, insbesondere einen Schlepper, angehängten Arbeitsgerätes, bei welcher die vom Arbeitsgerät auf das Fahrzeug ausgeübte Zugkraft und ein von der Lage des Arbeitsgerätes abhängiges Geberglied ein Steuergerät einer die Lage des Arbeitsgerätes bestimmenden, im wesentlichen aus Pumpe, Steuergerät und Arbeitszylinder bestehenden hydraulischen Kraftheberanlage beeinflussen, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Zugkraft des Arbeitsgerätes (24) beeinflusstes Geberglied (41) und das lageabhängige Geberglied (30) auf ein der Überlagerung ihrer Wege entsprechend bewegtes gemeinsames Regelglied (44) einwirken, das mit einem einzigen,

willkürlich betätigbaren Hand- hebel (10) zusammenwirkend der Überlagerung beider Wege entsprechend ein das Steuergerät betätigendes Sammelglied (11) beeinflusst.

Claims

2. Regelvorrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelglied (44) ein Hebel ist, der mit seinem einen Ende (43) an eine als lageabhängiges Geberglied dienenden Winkelhebel (30) und mit seinem andern Ende (42) an das kraftbeeinflusste Geberglied (41) angeschlossen ist, und dass das Sammelglied (11) ebenfalls ein Hebel ist, mit dessen einem Ende (48) der Handhebel (10) und mit dessen anderem Ende (49) eine Schubstange (9) eines Steuerschiebers (5) verbunden sind, wobei der Regelhebel (44) und der Sammelhebel (11) über eine Zwischenstange (45) gekuppelt sind, die mit ihren Enden an Stelle (46, 47) zwischen den Enden der Hebel (44, 11) drehbar befestigt ist.

3. Regelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstellen (176, 177) der Zwischenstange (175) mit den Hebeln (170,164) auf den Hebeln verlagerbar sind.

4. Regelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bruchsicherung in die Zwischenstange (175) eine Feder (180) eingefügt ist, die sowohl bei einer Zug- als auch bei einer Druckeanspruchung der Zwischenstange anspricht.

5. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Kraft des Arbeitsge- rätes beeinflussteGeberglied (41) eine biegsame Verbindung zwischen dem Regelglied (44) und einem sich abhängig von der zwischen Schlepper (26) und Arbeitsgerät (24) auftretenden Kraft bewegenden Gestängeglied (36) bildet.

6. Regelvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Geberglied ein Bowdenzug (151) ist.

7. Regelvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Geberglied eine zwei'Zyll11- der verbindende biegsame Leitung mit einer Flüssigkeitssäule ist, die sich zwischen zwei in den Zylindern gleitenden Kolben befindet. <Desc/Clms Page number 8>

8. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Geberglied einerseits mit einem Ende des Regelhebels (170) und anderseits mit einer Stange (139) verbunden ist, die unbeeinflusst von der Höhenlage des Gerätes und über eine in entgegengesetzten Richtungen wirksame Fe- deranordnung (130), insbesondere aus zwei Druckfedern (146, 149) gegen ein am Fahrzeug befestigtes i Widerlager abgestützt ist.

9. Regelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Druckfedern (146, 149) verschieden stark bemessen sind.

10. Regelvorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (139') bei einer Verschiebung in einer Richtung eine der beidenFedern (146'), bei einer Verschiebung in der andern Richtung beide Federn (146 \ 149') zusammendrückt, wobei im letzteren Falle insbesondere eine der Federn (149') erst nach einer begrenzten Verschiebung der Stange gegen die Kraft der andern Feder (146') gespannt wird.

11. Regelvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die schwächere der bei- den Federn aus einer Schraubenfeder und die stärkere aus mehreren hintereinanderliegenden Tellerfedern besteht.

12. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Federan- ordnung (34,130) in die Stange des oberen Lenkers einer bekannten Dreipunktaufhängung eingebaut ist, und dass der eine Teil (128) des geteilten oberen Lenkers drehbar, aber nicht verschiebbar am Schlepper befestigt ist, während der andere Teil (129) mit dem Arbeitsgerät (24) verbunden ist.

13. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Federan- ordnung (34) an einem mit dem Arbeitsgerät verbundenen, den Boden berührenden Tastglied angeordnet ist.

14. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Steuer- gerät (3) ausser dem von der Regelvorrichtung beeinflussten Steuerschieber (5) ein Durckausgleichskolben (6) untergebracht ist, der zwischen zwei Kammern (22, 23) dichtend und axial beweglich geführt ist, wo- bei eine der Kammern (22) in eine Arbeitsleitung von einer Ringnut (12) des Steuerzylinders (8) zu einem Arbeitszylinder (4) und die andere Kammer (23) in eine Verbindungsleitung von einer Ringnut (14) des Steuerzylinder (8) zu einem Flüssigkeitsbehälter (1) eingeschaltet ist, mit solcher Ausbildung des Kol- bens und der Kammern, dass bei Überdruck in einer der Kammern der Kolben die durch die andere Kam- mer führende Leitung drosselt und insbesondere in seiner Endlage abschliesst.

15. Regelvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschieber des Steuer - gerätes (101) als mindestens zum Teilhohlzylindrischer Drehschieber (103) ausgebildet ist. in dessen hohl- zylindrischem Teil der Druckausgleichskolben (106) untergebracht ist, so dass die Verbindungskanäle zum Druckausgleichskolben durch die Wandung des Steuerschiebers führen.

16. Regelvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Arbeitsleitung ein- gefügte Kammer (107) bei der Ruhestellung des Steuerschiebers (103) über Kanäle (109 und 110) des Steuerschiebers (103) und des Gehäuses (101) zur Saugseite der Pumpe hin entlastet ist.

17. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (3) ein Rückschlagventil (7) in der Verbindungsleitung vom Druckausgleichskolben (6) zum Arbeits- zylinder (4) enthält.

18. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer gerät (3, 101) anflanschbar an einen aus Arbeitszylinder und Ölvorratsbehälter bestehenden Kraftheber- block (158) ausgeführt ist.

19. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet. dass zur Steuerung zusätzlicher Arbeitszylinder (4') zusätzliche, gleiche Steuergeräte (3') dem ersten nachgeschaltet sind, wobei die Rücklaufleitung des ersten Steuergerätes mit der Zulaufleitung des zweiten Steuergerätes, die Rücklaufleitung des zweiten mit der Zulaufleitung des dritten usw. verbunden ist.

20. Regelvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass auch die zusätzlichen Arbeitzylinder (4') auf gleiche Weise wie die Hauptarbeitszylinder (4) mit einer Regelvorrichtung versehen sind.

21. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung zusätzlicher Arbeitszylinder (4') zusätzliche Steuergeräte beliebiger Bauart parallel zueinander mit ihrer Zulaufleitung an die Rücklaufleitung des ersten Steuergerätes (3) angeschlossen sind.

22. Mit einem Steuergerät verbundene Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienungshebel (10, 127) in Richtung Senken so weit verstellbar ist. dass die <Desc/Clms Page number 9> EMI9.1