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Feinsteuereinrichtung für Grabenziehmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Feinsteuereinrichtung für Grabenziehmaschinen nach Patent Nr. 220088 mit einer Fräskette, die über einen Tragrahmen läuft, der um zwei rechtwinklig zueinander längs und quer zur Fahrtrichtung stehende Achsen durch hydraulische Mittel mit Bezug auf den Schlepper schwenk- bar und in die erforderlichen Stellungen einstellbar und wahlweise feststellbar ist, wobei zwei selbsttätige Schalter zum elektromagnetischen Steuern hydraulischer Ventile und ein bei Überlastung des Tragrahmens der Fräskette durch einen übermässigen Druck auf dieselbe nach oben ansprechendes Überlastventil für die hydraulischen Antriebsmittel zum Einstellen des Tragrahmens der Fräskette um seine Schwenkachsen so zueinander angeordnet und in ihrer Wirkung kombiniert sind,
dass ein entlang einer Leitlinie laufender Tastschalter die Arbeitstiefe, ein Pendelschalter die lotrechte Lage und das Überlastventil das Anheben des Tragrahmens der Fräskette in Abhängigkeit zueinander steuern. Eine solche Einrichtung ist im Patent Nr. 220088 beschrieben. Diese Kombination der Steuerorgane arbeitet zuverlässig und im allgemeinen auch mit ausreichender Genauigkeit. Bei besonders schwierigen Verhältnissen reicht sie jedoch nicht aus. Wenn z. B. bei Herstellung eines Grabens zum Ableiten von Wasser ein so erhebliches Gefälle vorhanden ist, dass kleinere Unebenheiten der Grabensohle ohne Einfluss auf den Wasserlauf sind, genügt die bisher erreichbare Genauigkeit der Regelvorrichtung.
In Fällen aber, in denen nur ein sehr geringes Gefälle für eine grosse Länge des Grabens zur Verfügung steht, weil der das abzuführende Wasser aufnehmende Vorflutgraben nur wenig tiefer liegt als das zu entwässernde Gelände, muss dieGrabensohle sehr genau und geradlinig mit geringem Gefälle längs einer Gefällelinie verlaufen, welche parallel zu der vermessenen Leitlinie liegt, an welcher der Tastschalter entlanggleitet. In diesen Fällen ist die Aufgabe an die Grabenziehmaschine gestellt, die Grabensohle mit sehr enger Toleranz geradlinig in der Gefällerichtung zu halten.
Bei der Steuerung des Tragrahmens der Fräskette der Grabenziehmaschine nach dem Stammpatent wird den hydraulischen Arbeitszylindern, welche die Höhenlage und Seitenlage des Tragrahmens der Fräskette fortlaufend einstellen und fixieren, bei der Kontaktgabe des Tast- oder des Pendelschalters verhält- nismässig viel Druckflüssigkeit zu schnell zugeführt, so dass die Fräskette eine das erforderliche Mass aber- steigende Verstellung erhält. Ferner wirkt sich bei der plötzlichen, schnellen Bewegung die Trägheit der Massen in den zusammenwirkenden Organen dahin aus, dass der Tragrahmen der Fräskette seine Bewegung noch fortsetzt, wenn der Kontakt des Schalters bereits wieder unterbrochen ist.
Diese Erscheinungen werden gemäss der Erfindung dadurch behoben, dass in die Stromkreise des Tastund des Pendelschalters je ein elektronisches Impulssteuergerät geschaltet ist, durch welches der Strom zur Erregung der Elektromagneten der Steuerventile in regelbare Impulse aufgeteilt wird. Das elektronische Impulssteuergerät (Impulsgenerator) unterbricht nicht nur den Gleichstrom in regelbare Frequenz, sondern erlaubt auch, die Länge der Kontaktzeit zu regeln. Das Steuergerät nach der Erfindung weist zwei Kondensatoren auf, denen je ein Transistor und Regelwiderstände so zugeordnet sind, dass diese sich zu einem Multivibrator ergänzen, dem ein Verstärkertransistor folgt, der die Impulse einem Relais verstärkt zusendet.
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Die pulsierende Stromzufuhr zu dem Magneten des Vorsteuerventils an dem Hauptsteuerventil be- wirkt, dass der Magnet, der nur ganz kurz erregt wird, den Steuerkolben des Vorsteuerventils ebenso kurz in die Durchflussstellung zum Hauptsteuerventil bringt, so dass nur ein kurzer Flüssigkeitsstoss auf den
Steuerkolben des Hauptsteuerventils kommt. Dieses lässt daher ebenfalls nur einen kurzen Flüssigkeitsstoss mit geringer Flüssigkeitsmenge dem Arbeitszylinder zuströmen, so dass dieser nur kleine Bewegungen aus- führt. In demVorsteuerventil und im Hauptsteuerventil wird zwar noch durch die Stromimpulse eine ruck- weise Bewegung auftreten, die aber infolge der Massenträgheit nicht auf den Kolben im Arbeitszylinder, der z.
B. den Tragrahmen der Fräskette anzuheben hat, übertragen wird, sondern ihm eine gleichmässige entsprechend langsame Aufwärtsbewegung erteilt, die sofort aufhört, sobald der Kontakt am Tastschalter unterbrochen ist. Dieselbe Wirkung tritt auch bei dem die seitliche Neigung der Fräskette mit Bezug auf den Schlepper steuernden Arbeitszylinder ein. Die Folge dieser zwar sofort bei jeder Lageänderung des
Schleppers einsetzenden, aber langsamen Korrekturbewegungen ist eine feinfühlige Einstellung des Trag- rahmens der Fräskette auf die Leitlinie und an die lotrechte Ebene, so dass der Tragrahmen der Fräskette nun eine der Leitlinie genau folgende Grabensohle und einen Graben mit lotrechten Wänden herstellt.
Die Feinsteuereinrichtung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert.
Es zeigt : Fig. 1 eine schematische Darstellung der Grabenziehmaschine von hinten mit elektrischem und hydraulischem Leitungsschema, Fig. 2 ein Schaltschema des elektronischen Impulssteuergerätes,
Fig. 3 die Klemmenanordnung des Impulssteuergerätes.
An einem Raupenschlepper 1 ist ein Tragrahmen 7 für eine Fräskette 2 angebaut. Die über ein Ge- triebe 3 angetriebene Antriebswelle 8 derselben ist in einer Hohlwelle 4 gelagert, die ihrerseits in einem Lager 5 drehbar ist. Auf der Hohlwelle 4 ist ein Kettenrad 6 und der Tragrahmen 7 der Fräskette 2 befe- stigt. Auf der Antriebswelle 8 selbst sitzen Kettenräder 71 zum Antreiben der Fräskette 2. Seitlich der Fräskette 2 sind Räumschnecken 9 vorgesehen. Die Hohlwelle 4 samt Tragrahmen 7 mit Fräskette ist um eine parallel zur Fahrtrichtung liegende Achse 10 hydraulisch in Richtung des Doppelpfeiles 72 schwenk- bar, u. zw. mittels des Lagers 5, das an einem am Schlepper befestigten Bock 11 längs einer Kreisbo- genfuhrungl2umdieAchse 10 geführt ist.
Die Achse der Hohlwelle 4 kann also imt Bezug auf den Schlepper Winkellagen in Grenzen der strichpunktierten Linien 13, 13'und des Winkelpfeiles 14 einnehmen ; auch der Tragrahmen 7 nimmt dann mit Bezug auf den Schlepper 1 eine entsprechende Schräglage zum Schlepper ein. Auf dem mit einer Führungsplatte 15 versehenen Lager 5 ist ein Bock 16 angebracht, der einen Pendelschalter 17 mit einem Pendel 18 trägt, das an seinem andern Ende einen Stab 19 aufweist, der zwischen einstellbaren Kontakten 20 und 21 liegt. Die Kontakte 20,21 stehen mittelbar über die Masse 23 mit dem Minuspol einer Batterie 22 in Verbindung, während der Stab 19 mit dem Pluspol der Batterie verbunden ist und bei Berührung des einen oder andern Kontaktes 20 oder 21 je einen Stromkreis schliesst.
Die Stromkreise der Kontakte 20,21 führen zu hydraulischen Steuerventilen 66b, welche den Zufluss und Abfluss der Druckflüssigkeit über das Hauptsteuerventil 68a zu dem Zylinder 63 steuern, dessen Kolben mit der Führungsplatte 15 verbunden ist, die die Hohlwelle 4 mit dem Tragrahmen 7 um die Achse 10 schwenkt, so dass der Tragrahmen 7 mit der Fräskette 2 unabhängig von der Schräglage des Schleppers stets in der gleichen senkrechten Ebene bleibt. Als Stromquelle kann auch ein Generator 73 dienen, der über einen Regler 74 mit der Batterie 22 verbunden ist.
Zur Steuerung der Arbeitstiefe ist am. Tragrahmen 7 der Fräskette 2 eine Stange 25 einstellbar befestigt, an deren Kopf ein Tastschalter 27 angeordnet ist, dessen nach Doppelpfeil 28 um eine Achse 29 schwenkbarer Tastarm 30 auf einer Richtschnur 31 leicht aufliegt und mit seinem andern zwischen zwei einstellbaren Kontakten 32, ;) 3 ragenden Ende 35 oei Beruhrung je einen Stromkreis schliesst. Die Stromkreise der Kontakte 32,33 führen zu hydraulischen Steuerventilen 66a, welche den Zu- und Abfluss der Druckflüssigkeit über das Hauptsteuerventil 68b zu den beiden Zylindern 36, 37 steuern, deren Kolben mit einer über das Kettenrad 6 geführten Kette 38 verbunden sind und die Hohlwelle 4 drehen, wodurch der Tragrahmen 7 der Fräskette 2 gehoben oder gesenkt wird.
Eine Richtschnur 31 an Messstangen 39 ist parallel zu dem Gefälle, das die Grabensohle erhalten soll, gezogen, so dass der Tastarm 30 bei Bodenunebenheiten oder bei einer seitlichen Neigung des Schleppers, über die der Schlepper läuft, den einen oder andern Stromkreis zu den Steuerventilen schliesst und dadurch den Tragrahmen 7 der Fräskette 2 hebt oder senkt und sein unteres Ende stets parallel zur Richtschnur 31 einstellt.
Durch das Zusammenwirken des Pendelschalters 17 mit Tastschalter 27 wird der Tragrahmen 7 genau in der vorbestimmten lotrechten Stellung und in seiner Solltiefe unabhängig von den wechselnden Stellungen des Schleppers gehalten.
Dem Tastschalter 27 und dem Pendelschalter 17 ist je einimpulssteuergerät (Impulsgenerator) 42a, 42b, zugeordnet (Fig. 1).
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steuergerät 42b und Leitung 41 zur Achse des Pendelschalters 17.
Das Gehäuse eines jeden dieser Impulssteuergeräte weist aussen zwei nicht dargestellte, bekannte Drehschalter mit Einstellskalen und eine Frequenz-Kontrollampe 44 auf. Nach dem in Fig. 2 gezeigten Schaltschema ist in die vom Pluspol der Stromquelle 22 oder 73 abgehende Leitung 75, für den Impulsgenerator 42a und den Tastschalter 27 eine Sicherung 43 und im Nebenschluss eine Kontrollampe 44 eingeschaltet, welche durch mehr oder weniger schnelles Blinken die Frequenz anzeigt. Im Hauptstromkreis folgt einSperrgleichrichter 45 und ein Siebkondensator 46 mit der Aufgabe, bei Verwendung des Generators 73 die in diesem auftretenden Stör-Induktionen unschädlich zu machen. Zwischen + und - Leitung 75 und 40 sind in Parallelschaltung eingebaut ein Widerstand 47, ein Transistor 48, ein Kondensator 49 und dazwischen ein fester Widerstand 50, sowie ein Regelwiderstand 51.
Eine zweite Reihe gleicher Geräte ist mit der ersten verbunden, u. zw. ein Kondensator 52, ein Transistor 53, ein fester Widerstand 54 mit einem Regelwiderstand 55 und ein weiterer fester Widerstand 56. Diese beiden Geräteserien bilden zusammen einen Multivibrator.
Ein gleiches Impulssteuergerät 42b mit der Sicherung 43 und Kontrollampe 44 ist in die vom Plusund Minuspol der Stromquelle 22 oder 73 abgehenden Leitungen 76,41 für den Pendelschalter 17 eingeschaltet.
Die von den Multivibratoren ausgesandten Stromimpulse werden in einer Verstärkeranlage verstärkt und je einem Schaltrelais 77a bzw. 77b (Fig. 2) für die Magnete 82a, 82b von Vorsteuerventilen 66a, 66b zugeführt.
Die Verstärkeranlage besteht aus einem Transistor 57 mit einem Schaltrelais 58 und einem dazu parallelgeschalteten Kondensator 59 mit einem festen Widerstand 60, der die Spannungsspitzen aufnimmt und unschädlich macht. in den Leitungen 40,41 zu den Magnetspulen 82a, b2b der Vorsteuerventile 66a, 66b sind zwei Löschgleichrichter 61a, 61b vorgesehen, welche die Funkenbildung in den Schaltrelais 77a, 77b verhindern. Ein weiterer fester Widerstand 62 ist dem Transistor 57 vorgeschaltet.
DieSteuereinrichtung für die Zylinder 36,37 zum Heben und Senken des Tragrahmens 7 der Fräskette 2 und für den Arbeitszylinder 63, der die Hohlwelle 4 samt Tragrahmen 7 schwenkt, besteht aus einer Vorsteuerpumpe 64. (Fig. l) und einer Hauptpumpe 65. Die Vorsteuerpumpe 64 mit geringer Fördermenge saugt Druckflüssigkeit aus dem Behälter 78 an und führt diese zu den Vorsteuerventilen 66a bzw. 66b, welche entweder unmittelbar oder über je ein kombiniertes Drossel- und Rückschlagventil 67 die Druckflüssigkeit den Haupt- steuerventilen 68a, 68b zuführen, wodurch deren Steuerschieber in die verschiedenen Steuerstellungen verschoben werden.
Von der Hauptpumpe 65, die aus einem Behälter 79 die Druckflüssigkeit ansaugt. wird diese den Hauptsteuerventilen 68a, 68b zugeführt, die sie durch die Leitungen 69 und 70 in die Arbeitszylinder 36, 37 bzw. M in kleinen dosierten Mengen leitet, so dass ein ruckfreie und stetiges Verstellen des Tragrahmens 7 der Fräskette 2 in beiden Schwenkrichtungen erzielt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Feinsteuereinrichtung für Grabenziehmaschinen nach Patent Nr. 220088 mit um zwei rechtwinkeligeAchsen hydraulisch schwenkbarem Fräskettenrahmen, dessen hydraulische Antriebsmittel durch einen Pendelschalter und einen Tastschalter über zwei durch Gleichstrom elektromagnetisch gesteuerte Ventile und ein bei Überlastung der Fräskette ansprechendes Überlastventil so gesteuert werden und in ihrer Wirkung so kombiniert sind, dass ein entlang einer Leitlinie laufender Tastschalter die Arbeitstiefe, ein Pendelschalter die lotrechte Lage und ein Überlastventil das Anheben des Fräskettentragrahmens in Abhängigkeit voneinander einstellen, dadurch gekennzeichnet, dass in die Stromkreise (40,75, 41,76) zwischen der Stromquelle (22,73) den Tastschalter (27) sowie den Pendelschalter (17) je ein regelbares elektronisches Impulssteuergerät (42a bzw.
42b) (Impulsgenerator) geschaltet ist, durch welche der die Elektromagnete (82a, 82b) von Vorsteuerventilen (66a, 66b) erregende Gleichstrom in regelbare Impulse aufgeteilt wird.