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Verfahren zur Einsteuerung von hydraulisch zu betätigenden
Arbeitsgeräten, die an einem Schlepper angebaut sind
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einsteuerung von hydraulisch zu betätigenden Arbeitsgeräten, die an einem Schlepper angebaut sind und deren Arbeitstiefe im Boden mit Hilfe einer, die Bodenoberflä- che abtastenden Tasteinrichtung einzustellen ist, die den Druck in dem die Arbeitstiefe einstellenden
Hydraulikzylinder steuert. Die Einsteuerung der Geräte in eine bestimmte Arbeitslage unter oder über der
Bodenoberfläche ist notwendig, um eine gleichmässige Bodenbearbeitung und eine minimale, mechani- sche Beanspruchung des Gerätes sicherzustellen.
Um am Schlepper angebaute oder angehängte Pflüge zu steuern, benutzte man bisher TastrÅader aus Gleitkufen, die auf der Bodenoberfläche entlanglaufen und denen gegenüber das Gerät mechanisch eingestellt wird. Bei aufeinanderfolgenden Bodenunebenheiten, wie Steine, Maulwurfhügel, Erdstollen usw., über die das Tastrad bzw. die Gleitkufe hinwegläuft, er- gibt sich ein fortgesetztes Auf- und Niedergehen des jeweiligen Arbeitsgerätes, so dass es nicht möglich ist, beispielsweise eine. annähernd gleichmässig tiefe Furche mit einem Pflug zu ziehen.
Man hat auch schon Vorrichtungen zur selbsttätigen Regulierung der Arbeitstiefe von Geräten für die
Bodenbearbeitung vorgeschlagen, die an die Hydraulikanlage des Schleppers angeschlossen werden und bei denen die Tasteinrichtung den Druck im Hydraulikzylinder mit Hilfe eines Steuerschiebers regelt. Der- artige Vorrichtungen haben jedoch den Nachteil, dass der Pflug ständig ruckartige Bewegung nach unten oder oben ausführt, je nachdem, ob die zum Hydraulikzylinder führende Leitung mit der Druckölleitung oder der Rücklaufleitung verbunden ist.
Bei ähnlichen bereits bekannten Vorrichtungen läuft hinter dem Pflug und neben der Furche ein Tastrad, das über zwei elektrische Kontakte einen hydraulischen Steuerschieber elektromagnetisch betätigt, der mit Hilfe hydraulischer Kräfte die Scharrtiefe einstellt. Es hat sich gezeigt, dass bei derartigen Geräten ein starkes Flattern des Pfluges eintritt, weil der Steuerschieber bei jeder geringen Bewegung des Tastrades in ruckartiger Bewegung seine Steuerstellung ändert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für am Schlepper angebaute hydraulisch auszuhebende Arbeitsgeräte eine Vorrichtung zu schaffen, die mit Hilfe einer an sich bekannten Tastvorrichtung die Arbeitstiefe so einstellt, dass diese möglichst gleich bleibt und dass vom Tastorgan erfasste, sehr kurze Unebenheiten der Bodenoberfläche, wie z. B. Steine, die Bewegung des Arbeitsgerätes möglichst wenig beeinflussen. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Tasteinrichtung ein Überdruckventil steuert, das auf unterschiedliche Überdrücke einstellbar ist und dadurch den Druck regelt, der auf den Arbeitszylinder einwirkt, der die Arbeitstiefe des Arbeitsgerätes einstellt.
Vorzugsweise ist der Steuerschieber als ein auf unterschiedliche Überdrücke einstellbares Überdruckventil ausgeführt, das eine auf unterschiedliche Sperrdrücke einstellbare Feder aufweist, deren Spannung mittels einer nokkenartigen Verstellvorrichtung regelbar ist, die mit dem Tastorgan gekuppelt ist. Die nockenartige Verstellvorrichtung weist dabei einen von Hand zu bedienenden Steuerhebel auf. Die mit dem Steuerhebel zu spannende Feder verschliesst erfindungsgemäss im Zustand sehr grosser Spannung das Überdruckventil druckdicht.
Zwischen dem das Überdruckventil betätigenden Steuerhebel und dem zur Tasteinrichtung führenden Gestänge ist mit besonderem Vorzug eine zwischen den Anschlägen des Steuerhebels wirksame Feder eingeschaltet, die es gestattet, unabhängig von den Anschlägen der Tasteinrichtung das Überdruckventil von Hand zu verstellen.
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Erfindungsgemäss besteht die Tasteinrichtung aus zwei oder mehreren sich auf den Erdboden abstüt- zenden Tastgliedern, wobei das den Hydraulikstromkreis des Kraftheber steuernde Glied etwa in der Mit- te zwischen den Tasträdern angeordnet ist. Ausserdem ist dem Gerät ein in die Steuerleitung eingeschal- teter, alslnterpoliergerät wirkender Windkessel oder Druckausgleicher zugeordnet. Die Erfindung lässt die verschiedensten Ausführungsformen zu.
Eine davon ist in den Zeichnungen wiedergegeben, u. zw. zeigen
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines landwirtschaftlichen Schleppers mit einem angebauten Pflug ;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Steuerventils in vergrössertem Massstab ; Fig. 3 eine vergrösserte
Darstellung der Tastrad-und Pfluganordnung in Seitenansicht ; Fig. 4 eine Ansicht von rückwärts auf die die Arbeitstiefe des Gerätes steuernde Tasteinrichtung gemäss Fig. 3 ; Fig. 5 und 6 eine Schnittdarstellung und eine Seitenansicht einer andern Ventilausführungsform und Fig. 7, 8 und 9 andere Ausführungsformen der Hubmechanik in schematischer Darstellung.
Bei der Anordnung gemäss Fig. 1 sitzt an der Rückseite des Schleppers ; 1, vorzugsweise an dessen Ge- triebeblock 2, die übliche Dreipunktaufhängung für das Gerät. Diese besteht aus den unteren Lenkern 3, die um den Punkt 4 schwenkbar sind und dem oberen Lenker 5, der um den Zapfen 6 schwenkbar ist. Auf der Welle 7 des Krafthebergetriebes sitzt der Hebelarm 8, der über eine Zugstange 9 gelenkig am unteren Lenker 3 angreift.
Der Antrieb erfolgt hydraulisch durch einen Arbeitszylinder 10 mit einem darin arbeitenden Kolben 11, der mit seiner Kolbenstange 12 an dem auf der Welle 7 aufgekeilten Hebelarm 13 angreift. Im Schlepper ist weiterhin eine Pumpe 14 für das Hydrauliköl vorgesehen. 15 ist der Ölbehälter und 16 ein Steuerschieber. Von dem Ölbehälter 15 führt eine Ölleitung 17 über die Pumpe 14 nach dem Gehäuse des Steuerschiebers 16. An der Druckleitung 17 ist ein noch später zu beschreibendes Überdruckventil 18 angeschlossen, von welchem aus eine Überleitung 19 zum Ölbehälter 15 geführt ist. Der Steuerschieber 16 ist unmittelbar über eineLeitung20 an den Arbeitszylinder 10 und über eine Leitung 21 an den Ölrücklauf 19 angeschlossen.
In der'eingezeichneten Stellung wird beim Arbeiten der Pumpe 14 der einfach beaufschlagte hydraulische Arbeitszylinder 10 bzw. Kolben 11 über den Steuerschieber 16 mit Drucköl beaufschlagt. Wird hingegen der Steuerschieber 16 in die gestrichelt eingezeichnete Stellung verschwenkt, so kann das Öl aus dem Arbeitszylinder 10 über den Steuerschieber 16 und das Überdruckventil 18 in den Rücklauf 19 zurückfliessen, wobei der Überdruck, welcher durch das Überdruckventil 18 wirksam wird, gegen das Gewicht des angebauten Gerätes zur Wirkung kommt.
Entscheidend für die Wirksamkeit der Einrichtung ist der Aufbau des Überdruckventils 18, dessen Ventilkugel 22 von einer Druckfeder 23 beaufschlagt wird, die sich gegen einen Kolben 24 im Ventilgehäuse 18 abstützt (Fig. 2).
Im oberen Teil des Ventilgehäuses sitzt auf einem Drehzapfen 25 der nach aussen geführte Bedienungshebel 26 und im Innern des Gehäuses. 18 ein Nocken 27. Durch mehr oder weniger starkes Verdrehen des Nockens lässt sich der Druck der Feuer. 23 einstellen und so der Druck, bei welchem das Über - druckventil anspricht, regulieren. Es ist leicht ersichtlich, dass bei einem Verdrehen des Steuerhebels 26 im Uhrzeigersinn die Federspannung 23 erhöht und die Ventilkugel 22 länger geschlossen gehalten wird.
Es erfolgt in diesem Fall eine starke Druckbeaufschlagung des im Arbeitszylinder 10 arbeitenden Kolbens 11 und damit über die Hubmechanik 12,13, 8,9 und 3 ein Hochheben des Gerätes. Bei einer entgegengesetzten Verschwenkung des Stellhebels 26, also entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn, ist der Ansprechdruck des Ventils geringer, so dass ein Absenken der Hubmechanik und der daranhängenden Geräte erfolgt
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sitzt an den Lenkern 3 und 5 ein Drehpflug 28 mit den beiden Pflugscharen 29 (Fig. l, 3 und 4).
Das Kopfstück 30 des Pfluges verbindet hier die beiden unteren Lenker 3 mit dem oberen Lenker 5.
Für die Einstellung der Arbeitstiefe des Gerätes ist eine Tastanordnung vorgesehen. Diese besteht aus den beiden Tasträdern, die an einem gemeinsamen Querträger 32 lagern. Der Träger 32 sitzt drehbar auf einer in Fahrzeuglängsachse verlaufenden Achse 33, die ihrerseits von einem Hebel 34 getragen wird.
Dieser Hebel sitzt um den Zapfen 35 schwenkbar an einer vertikalen Tragstange 36, die sich in entsprechenden Führungen 37 am Pflugkopfstück in vertikaler Richtung verschieben lässt. Die Verschiebung der Tragstange 36 gegenüber dem Kopfstück 30 erfolgt durch Betätigung einer Handspindel 38.
Wie ersichtlich, kann die Tastradanordnung mitsamt dem Hebel 34 um den Zapfen 35 schwenken.
Die Schwenkbewegung wird über einen im Punkt 39 angreifenden Bowdenzug 40 übertragen nach dem Steuerhebel 26 für die Einstellung des Ventils 18.
Wie Fig. 2 zeigt, ist der Bowdenzug mit seinem Ende in eine Lagerfalle 41, die in einem Halter 48 am Ventilgehäuse 18 schwenkbar lagert, eingehängt. Der Bowdenzug 40 trägt an seinem Ende eine Ga-
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bel 43, die, den Steuerhebel 26 umfassend, mit einem Schlitz 44 über einen am Steuerhebel 26 sitzenden Zapfen 45 hinweggreift. Durch diese Anordnung ist die Möglichkeit der vom Bowdenzug 40 bzw. von der Tasteinrichtung 31 unabhängigen Ventilbetätigung gegeben. Man kann den Steuerhebel 26 von Hand nach vorn umlegen, ohne dadurch den Angriff des Bowdenzuges zu beeinflussen.
In Fig. 5 und 6 ist eine besonders zweckmässige Ausführungsform des Regelventils zur hydraulischen Tiefensteuerung wiedergegeben. Der Tiefgang des Pfluges 29 wird über die Tiefgangsspindel 38 eingestellt. Mit dem Oberlenker 5 wird der Pflug lediglich in seine waagrechte Stellung gebracht. Durch Zurücklegen des Steuerhebels 26 in die in Fig. 2 eingezeichnete Stellung wird der Pflug 29 eingesetzt. Die genaue Tiefenhaltung erfolgt automatisch bei optimaler Zusatzbelastung der Schlepperhinterräder. Der Pflug wird schwebend gehalten und damit ein geringster Schlupf der Räder sichergestellt. Die Hangneigung
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sperrt, so dass die Schlepperhydraulik unter Druck gesetzt und der Pflug hochgehoben wird.
Bei der Ventilausbildung nach den Fig. ö und 6 sitzt auf dem Ventilunterteil 18 ein abnehmbares Oberteil 46, an welchem auf der Achse 25 der Steuerhebel 26 schwenkbar lagert und welches den Ausleger 42 trägt zum Einhängen des Bowdenzuges. Eine Zugfeder 47 ist bestrebt, den Steuerhebel 26 in seine Ausgangslage zurückzuziehen, d. h. in die Nullstellung, in der das Ventil auf freien Durchlass steht. Diese Stellung ist mit I bezeichnet. Die entgegengesetzt liegende Stellung, in der der Durchlass gesperrt ist, ist in Fig. 6 mit III angegeben, während zwischen den Hebelstellungen I und II der für die Tiefenstellung massgebliche Regelbereich des Ventils liegt.
In dem Ventilgehäuseoberteil führt sich ein, dem Kolben 24 entsprechender Zapfen 48, welcher von dem am Steuerhebel sitzenden Nocken beaufschlagt wird. Die Ventilkugel 18 ist hier durch einen Ventilkegel 49 ersetzt. Eine Druckfeder 50, die im unteren Teil des Zapfens 48 geführt ist, ist bestrebt, den Ventilkegel 49 auf seinen Sitz zu drücken, während eine schwächere Feder 51 den Schaft 48 mit dem Nocken in Eingriff hält. Die Ölzuleitung 52 führt von unten her in das Gehäuse, wohingegen die Ableitung 53 nach der Seite weggeführt ist. Zwischen beiden ist der Ventilsitz 54 für den Ventilkegel 49 vorgesehen. Dieser setzt sich nach unten hin zu einer Büchse 55 fort, die seitliche Durchbrechungen 56 aufweist und in der sich ein am Ventilschaft 57 sitzender Kolben 58 führt.
Das Öl strömt aus der Zuleitung 52 in Pfeilrichtung durch die Öffnungen 56 der Büchse 55 ein und fliesst bei geöffnetem Ventilkegel 49 seitlich in der eingezeichneten Pfeilrichtung wieder ab. Dabei entspricht die Zuleitung 52 der Leitung 17 und die Ableitung 53 der Leitung 19 gemäss Fig. 1.
In Fig. 7 ist schematisch eine andere Ausführungsform der Steueranordnung wiedergegeben. Des besseren Verständnisses halber sind die Teile, die mit den Teilen der Anordnung gemäss Fig. l - 4 identisch sind, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Der das Ventil 18,22 bzw. die Ventilfeder 23 steuernde Handhebel 26 ist hiebei durch einen Handhebel 60 ersetzt, der um den Zapfen 61 schwenkbar und in verschiedene Rasten 62 einzurasten ist. An dem Hebel 60 sitzt eine Büchse 63, die in ihrem Innern eine Druckfeder 64 aufnimmt. Diese Feder 64 liegt zwischen Platten 65, die zwischen festen Anschlägen 66 auf dem Kabel 40 des Bowdenzuges verschiebbar sind. Normalerweise nimmt der Bowdenzug 50 den Steuerhebel 60 mit. Er kann aber auch unabhängig vom Bowdenzug 40 von Hand bedient werden, wenn man die automatische Tiefensteuerung überbrücken will.
Zusätzlich lässt sich der Hebel 60 in die verschiedenen Raststellungen 62 einrasten und sichern.
Bei der Anordnung gemäss Fig. 7 ist weiterhin die an der Tastrandanordnung 31 angreifende und mit dem Bowdenzug 40 verbundene Stange 67 in einem Gehäuse 68 geführt, welches an dem, gegenüber dem Pflugkopfstück 30 höhenverstellbaren Träger 36 befestigt ist. In dem Gehäuse 68 sitzt eine Druckfeder 69, die sich gegen einen Anschlag 70 der Stange 67 legt. Die Feder 69 belastet so die Tasteinrichtung. Der Anschlag 70 arbeitet mit Gegenanschlägen 71 und 72 im Gehäuse 68 zusammen. Durch diese Federbelastung ist eine sichere Bodenberührung der Tastradanordnung 31 sichergestellt.
Bei der Anordnung gemäss Fig. 8 ist parallel zur Pumpe 14, zwischen die Leitungen 17 und 19, noch ein übliches Überdruckventil 73 geschaltet. Der Steuerhebel 60 ist hier mit einer Nase 74 versehen, die bei einem entsprechend weiten Ausschlag des Hebels 60 mit einer von Hand auszulösenden federnden Gegenraste 75,76 und 77 zusammenarbeitet.
Bei der Anordnung gemäss Fig. 9 erfolgt die Übertragung von der Tasteinrichtung zum Steuerhebel hydraulisch. Der Bowdenzug 40 ist hier durch die beiden Kolbenstangen 78, 79 ersetzt, die je einen Kolben 80 bzw. 81 tragen, die ihrerseits wieder in Hydraulikzylindern 82 bzw. 83 geführt sind. Die beiden Zylinder 82 und 83 sind durch eine Rohrleitung 84, in die ein Windkessel b5 eingeschaltet ist, verbunden. In dem Windkessel ist eine bestimmte Luftmenge eingeschlossen, welche druckausgleichend bzw.
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interpolierend wirkt. In diesem Falle kann man mit einem einzigen Tastrad, einer Schleifsohle od. dgl. auskommen, da die Interpolierung durch den Windkessel bewirkt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zurEinsteuerung von hydraulisch zu betätigenden Arbeitsgeräten, die an einem Schlepper angebaut sind und derenArbeitstiefe im Boden mit Hilfe einer die Bodenoberfläche abtastenden Tast- einrichtung einzustellen ist, die den Druck in dem die Arbeitstiefe einstellenden Hydraulikzylinder steu- ert, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasteinrichtung (31) ein Überdruckventil (18) steuert, das auf unterschiedliche Überdrücke einstellbar ist und dadurch den Druck regelt, der auf den Arbeitszylinder (10) einwirkt, der die Arbeitstiefe des Arbeitsgerätes (29) einstellt.