AT400375B

AT400375B - Zugstrebe

Info

Publication number: AT400375B
Application number: AT0200992A
Authority: AT
Original assignee: Walterscheid Gmbh Gkn
Priority date: 1991-11-21
Filing date: 1992-10-13
Publication date: 1995-12-27
Also published as: FR2684181A1; NL9201811A; DE4138289C2; US5270496A; NL193824B; GB9224037D0; FR2684181B1; ATA200992A; GB2262211B; DE4138289A1; GB2262211A; NL193824C

Description

AT 400 375 B

Die gegenständliche Erfindung betrifft eine Zugstrebe für die Übertragung von Zugkräften, insbesondere Hubstrebe oder Oberlenker der Dreipunktanbauvorrichtung eines Traktors, welche über deren Anschlußenden, durch deren Zentren die Zugachse der Zugstrebe verläuft, an die Anschiußpunkte der miteinander zu verbindenden Teile angeschlossen ist.

Viele landwirtschaftliche Geräte sind dazu vorgesehen, an einen Traktor angehängt zu werden. Dies trifft insbesondere für leichte Bodenbearbeitungsgeräte, wie Eggen und Fräsen, und für solche Geräte zu, durch welche dem Boden Düngemittel und Saatgut zugeführt werden, wie Düngerstreuer und Sähmaschi-nen.

Es ist bekannt, diese Zusatzgeräte über eine Dreipunktanbauvorrichtung mit Oberienkern und mit Unterlenkern mit einem Traktor zu verbinden. Bei mit dem Boden nicht in Berührung stehenden Zusatzgeräten, mit deren Hilfe dem Boden Stoffe zugeführt werden, wie Düngerstreuer und Sähmaschinen, ist es dabei aus betriebswirtschaftlichen und Umweltschutzgründen nicht ausreichend, nur eine Ausbringung der Stoffe oder Güter vom Fahrersitz aus durch eine vorgewählte Einstellung zu erreichen, sondern es muß zudem eine genaue Dosierung gewährleistet sein. Diese Dosierung wird durch eine kontinuierliche Gewichtsbestimmung des beladenen Zusatzgerätes ermöglicht, wodurch der durch die Ausbringung der Stoffe oder Güter entstehende Gewichtsverlust zu jedem Zeitpunkt und insbesondere unter den Bedingungen des Befahrens landwirtschaftlich genutzter Flächen bestimmbar ist.

Bei von der Dreipunktanbauvorrichtung am Traktorheck getragenen schweren Geräten tritt eine Entlastung der Vorderachse ein, welche beim Arbeitseinsatz mit Vierradantrieb zu einer Verringerung des Beitrages, welchen die Vorderräder zur Traktion leisten könnten, führt.

Einrichtungen zur Gewichtsbestimmung von mit Gütern beladenen Zusatzgeräten zu Traktoren, Traktorwaagen genannt, gehören zum Stand der Technik. Aus der DE 35 39 825 C1 ist es bekannt, eine Rahmenkonstruktion, welche zwischen der Dreipunktanbauvorrichtung des Traktors und dem Zusatzgerät angeordnet ist, einzusetzen. Diese Rahmenkonstruktion besteht aus einem Last- und einem Tragerahmen, welche durch ein Federgehänge verbunden und mit einem Drucksensor zur Gewichtsbestimmung ausgebildet sind.

Aus der DE 39 23 198 A1 ist eine Traktorwaage bekannt, welche ebenfalls eine Rahmenkonstruktion aufweist und welche zwischen der Dreipunktanbauvorrichtung und dem Traktor-Zusatzgerät angeordnet ist. Diese bekannte Konstruktion ist deshalb nachteilig, da eine zusätzlich angebrachte Konstruktion das Gewicht des Gesamtsystems erhöht und die Kinematik des Anbaugerätes ändert, wodurch erhöhte Kosten bedingt werden und der Wartungsaufwand vergrößert wird.

Aus der DE 38 20 757 A1 ist es bekannt, eine elektrohydraulische Hubwerks-Regeleinrichtung eines Traktors mit einer Vorrichtung zur Gewichtsbestimmung der angehängten Lasten, wie mit Gütern beladene Traktor-Zusatzgeräte, zu kombinieren, ohne daß eine zusätzliche Rahmenkonstruktion, welche zwischen der Dreipunktanbauvorrichtung und dem Traktor-Zusatzgerät angeordnet ist, verwendet wird. Durch eine geeignete Anordnung von Sensoren in der Regeleinrichtung werden sowohl lastabhängige als auch lageabhängige Signale gewonnen, durch welche mittels einer elektronischen Auswerteeinheit eine Gewichtsbestimmung ermöglicht wird.

Die Einbeziehung der elektrohydraulischen Hubwerks-Regeleinrichtung in die Gewichtsbestimmung bedingt jedoch verschiedene Probleme. So ist es erforderlich, eine Kompensation statischer und hydraulischer Störeinflüsse sowie der relativ großen Hysterese bei der angewandten reinen Druckmessung zu berücksichtigen, wodurch eine aufwendige Elektronik erfordert wird. Zudem erlaubt die Integration der Einrichtung zur Gewichtsbestimmung in das vorhandene elektrodynamische Hubwerks-System keine vom System unabhängige Gewichtsbestimmung. Probleme, welche im hydraulischen System auftreten können, führen dann immer dazu, daß auch die Gewichtsbestimmung gestört wird. Auch eine Schwerpunkt- und hubhöhenunabhängige Gewichtsbestimmung, welche weitestgehend möglich ist, erfordert einen erhöhten technischen und elektronischen Aufwand. Weiters sind alle diese Einrichtungen hinsichtlich ihrer Funktion gefährdet, wenn das von der Dreipunktanbauvorrichtung aufgenommene Gerät in der für den Transport angehobenen Stellung für das Fahren auf unebenen Wegen und Straßen zu Stößen führt, welche die normale Belastung im Arbeitseinsatz wesentlich überschreiten.

Der gegenständlichen Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Zugstrebe zu schaffen, mit welcher Signale gewonnen werden können, welche von der Größe der auf eine Zugstrebe einwirkenden Zugkräfte abhängen, welche für den gesamten Anwendungsbereich zuverlässig und für eine lange Lebensdauer gewonnen werden und welche einen Überlastungsschutz im Bereich der Meßwerterfassung gewährleisten.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die Zugstrebe durch einen quer zur Zugachse ausgerichteten Spalt in einen Strebenoberteil und einen Strebenunterteil unterteilt ist, welche beiden Teile durch einen außerhalb der Zugachse angeordneten und zu dieser parallel bzw. quer zum Spalt verlaufenden 2

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Biegebalken miteinander verbunden sind, daß ein gegenüber dem Biegebalken versetztes, am Strebenoberteil und am Strebenunterteil verankertes Verbindungsmittel vorgesehen ist, durch welches der Spalt überbrückt ist und durch welches eine durch die Breite des Spaltes begrenzte Relativbewegung zwischen dem Strebenoberteil und dem Strebenunterteil ermöglicht ist und daß eine Einrichtung zur Messung der Breite des Spaltes vorgesehen ist.

Durch die in der Zugstrebe auftretenden Zugkräfte wird durch das dabei entstehende Biegemoment eine Verbiegung des Biegebalkens verursacht, welcher außerhalb der Kraftwirkung der Zugachse angeordnet ist. Dies führt zu einer Vergrößerung des Spaltes. Die Breite des Spaltes, welche der Biegekraft direkt proportional ist, wird mit der Meßeinrichtung, beispielsweise einem Sensor, gemessen. Durch eine Veränderung der Länge des Biegebalkens und durch eine Veränderung des Abstandes zwischen dem Biegebalken und der Meßeinrichtung ergibt sich eine vorbestimmbare Größe der Breite des Spaltes. Der Biegebalken ist in seiner Belastbarkeit so ausgelegt, daß im Bereich der zu messenden Lasten eine gut meßbare Breite des Spaltes erzeugt wird.

Da in der Praxis häufig deutlich höhere dynamische Spitzenbelastungen auftreten, würde der Biegebalken überdehnt werden, wenn dieser nur auf die Nennlast ausgelegt wäre. Um mögliche Überlastungen zu vermeiden, ist weiters ein Verbindungsmittel vorgesehen, durch welches eine zu große Verbreiterung des Spaltes verhindert wird. Bei Belastungen, welche oberhalb der zulässigen Belastbarkeit des Biegebaikens auftreten, werden diese Kräfte durch das Verbindungsmittel aufgenommen, wodurch keine unzulässige Verformung des Biegebalkens bewirkt werden kann. Dies bedeutet, daß das Meßsystem in seiner Empfindlichkeit auf seine Nominallast ausgelegt werden kann, daß aber andererseits auch Spitzenlasten, welche in ihrer Größe nicht mehr gemessen werden müssen, übernommen werden können, wobei das Meßelement nicht beansprucht wird. Diese Einheit erbringt zudem den Vorteil, daß sie in den vorhandenen Bauraum innerhalb der Dreipunktanbauvorrichtung gut integriert werden kann und als Bestandteil der Zugstreben im Kraftfluß liegt. Weiters ist keine aufwendige externe Montage von zusätzlichen Meßeinrichtungen erforderlich.

Vorzugsweise befindet sich das Verbindungsmittel außerhalb der Zugachse und befinden sich der Biegebalken und das Verbindungsmittel in Bezug auf die Zugachse auf der jeweils anderen Seite. Um einen möglichst großen Meßbereich mit hoher Genauigkeit erreichen zu können, befindet sich vorzugsweise die Meßeinrichtung in Bezug auf die Zugachse außerhalb des Verbindungsmittels.

Nach weiteren bevorzugten Merkmalen ist die Meßeinrichtung im Strebenoberteil oder im Strebenunterteil angeordnet, wobei die jeweils gegenüberliegende Fläche des anderen Strebenteiles als Referenzfläche dient. Zudem kann der Spalt in einem Durchbruch münden, welcher durch den Biegebalken begrenzt ist.

Eine besonders große Veränderung des Spaltes kann dadurch erzielt werden, daß sowohl der Strebenoberteil als auch der Strebenunterteil an der dem Biegebalken abliegenden Seite der Zugachse mit nur durch den Spalt getrennten Ansätzen ausgebiidet sind, an welchen das Verbindungsmittel und die Meßeinrichtung zur Messung der Breite des Spaltes angeordnet sind.

Vorzugsweise ist das Verbindungsmittel als Schraube ausgebildet, welche in eine im Strebenoberteil befindliche Gewindebohrung eingeschraubt ist und welche eine im Strebenunterteil befindliche Bohrung durchsetzt. Eine besonders einfache Messung wird dann ermöglicht, wenn an die Meßeinrichtung, welche als Näherungssensor od.dgl. ausgebildet ist, eine Auswerteeinrichtung angeschlossen ist, durch welche das für den Fahrer hinsichtlich der in der Zugstrebe wirkenden Kraft erforderliche Signal erzeugt wird.

Als bevorzugte Anwendung kommen Hubstreben, durch welche der Kraftarm eines Traktors mit den Unterlenkern verbunden wird, oder Oberlenker zur Verbindung eines Traktors mit einem Gerät in Betracht. Es kommt auch eine Anwendung in sonstigen Verbindungen mit Zugkraftübertragung, beispielsweise der Zuganhängung eines Gerätes an einem Traktor, in Frage.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Traktor mit Dreipunktanbauvorrichtung und

Fig. 2 einen Teil einer Hubstrebe mit einem Strebenoberteil und einem Strebenunterteil sowie eine Meßeinrichtung, im Schnitt.

Wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist, befindet sich am hinteren Teil eines Traktors 1 eine Dreipunktanbauvorrichtung 2. Diese Dreipunktanbauvorrichtung 2 enthält Unterlenker 3, Oberlenker 4, Hubstreben 5 und einen Kraftarm 6, welcher die Hubstreben 5 und damit die Unterlenker 3 hebt und senkt. An den beiden Unterlenkern 3 und am Oberlenker 4 ist eine Last 7 in Form eines Gerätes, beispielsweise eines Düngerstreuers, das von der Dreipunktanbauvorrichtung 2 getragen ist, befestigt. Im Anlenkungsbereich 8 der Hubstrebe 5 am Kraftarm 6 ist eine Hubstrebe 5 erfindungsgemäß ausgebildet.

In Fig. 2 ist die Verbindung des Strebenoberteiles 9 und des Strebenunterteiles 10 mittels eines Biegebalkens 11 dargestellt. Der Biegebalken 11 erstreckt sich parallel zur Zugachse 12. Diese verläuft 3

Claims

AT 400 375 B durch die Zentren der Anschlußenden der Hubstrebe 5 am Kraftarm 6 bzw. dem zugehörigen Unterlenker 3 als Anschlußpunkte. Quer zur Zugachse 12 und zum Biegebalken 11 verläuft ein Spalt 13, welcher in einem Durchbruch 14 endet, der ein zur Zugachse 12 und zum Biegebalken 11 parallele Wandung aufweist. Auf der dem Biegebalken 11 gegenüber liegenden Seite der Zugachse 12 ist ein Verbindungselement in Form einer Schraube 15 mit einem Schraubkopf 16 vorgesehen. Die Schraube 15 durchsetzt eine Bohrung 23 eines Ansatzes 18b des Strebenunterteiles 10 und ist in eine Gewindebohrung 22 eines Ansatzes 18a des Strebenoberteiles 9 parallel zur Zugachse 12 eingeschraubt. Die freie Länge zwischen Schraubenkopf 16 und der Außenfläche des Ansatzes 18b ist so eingestellt, daß im Bereich der normalen Zugbelastung eine Änderung der Breite des Spaltes 13 möglich ist. Bei Auftreten einer Überlast wird eine weitere Verformung bzw. Aufweitung des Spaltes 13 dadurch verhindert, daß der Schraubenkopf 16 an der Außenfläche des Ansatzes 18b zur Anlage kommt, wobei dann die Schraube 15 einen Teil der einwirkenden Zugkraft übernimmt. Die Zugachse 12 verläuft zwischen dem Biegebalken 11 und der Schraube 15. In einer Bohrung 17 des Ansatzes 18b des Strebenunterteiles 10 ist weiters eine Meßeinrichtung 19 für die Messung der Breite des Spaltes 13 angeordnet. Der Strebenunterteil 10 ist unterhalb des Biegebaikens 11 und unterhalb des Ansatzes 18b zum Unterlenker 3 hin weitergeführt. Der Strebenoberteil 10 ist mittels eines Anschlußauges 20 am Kraftarm 6 angelenkt. Die vom Unterlenker 3 und Kraftarm 6 ausgeübte Zugkraft verläuft in der Zugachse 12 und verursacht eine Verbiegung des Biegebaikens 11, was zu einer Verbreiterung des Spaltes 13 führt, welche von der Meßeinrichtung 19 in Form eines näherungssensors gemessen wird. Durch den Sensor wird die Veränderung der Breite des Spaltes 13 gemessen, weiche proportional ist der vom Kraftarm 6 bzw. Unterienker 3 ausgehenden Krafteinwirkung, die mit dem Gewicht der an der Dreipunktanbauvorrichtung 2 angehängten Last 7 unmittelbar im Zusammenhang steht. Da die Schraube 15 eine Relativbewegung zwischen dem Strebenoberteil 9 und dem Strebenunterteil 10 zuläßt, ist eine Verbreiterung des Spaltes 13 möglich. Der Schraubenkopf 16 verhindert jedoch eine Überdehnung des Biegebaikens 11 und wirkt derart als Überlastsicherung. Die Wahl des Abstandes 21 und der Länge des Biegebaikens 11 beeinflußt die Änderung in der Breite des Spaltes 13. Die Meßeinrichtung 19 ist an eine Auswerteeinheit 24 angeschlossen, durch welche für den Bediener bzw. Fahrer ein zugkraftabhängiges Signal erzeugt wird. Patentansprüche 1. Zugstrebe für die Übertragung von Zugkräften, insbesondere Hubstrebe oder Oberlenker der Dreipunktanbauvorrichtung eines Traktors, welche über deren Anschlußenden, durch deren Zentren die Zugachse der Zugstrebe verläuft, an die Anschlußpunkte der miteinander zu verbindenden Teile angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch einen quer zur Zugachse (12) ausgerichteten Spalt (13) in einen Strebenoberteil (9) und einen Strebenunterteil (10) unterteilt ist, welche beiden Teile (9, 10) durch einen außerhalb der Zugachse (12) angeordneten und zu dieser parallel bzw. quer zum Spalt (13) verlaufenden Biegebalken (11) miteinander verbunden sind, daß ein gegenüber dem Biegebalken (11) versetztes, am Strebenoberteil (9) und am Strebenunterteil (10) verankertes Verbindungsmittel (15) vorgesehen ist, durch welches der Spalt (13) überbrückt ist und durch weiches eine durch die Breite des Spaltes (13) begrenzte Relativbewegung zwischen dem Strebenoberteil (9) und dem Strebenunterteil (10) ermöglicht ist und daß eine Einrichtung (19) zur Messung der Breite des Spaltes (13) vorgesehen ist.
2. Zugstrebe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Verbindungsmittel (15) außerhalb der Zugachse (12) befindet.
3. Zugstrebe nach einem der Patentansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Biegebalken (11) und das Verbindungsmittel (15) in Bezug auf die Zugachse (12) auf der jeweils anderen Seite befinden.
4. Zugstrebe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Meßeinrichtung (19) in Bezug auf die Zugachse (12) außerhalb des Verbindungsmittels (15) befindet.
5. Zugstrebe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (19) im Strebenoberteil (9) oder im Strebenuntertei! (10) angeordnet ist, wobei die jeweils gegenüberliegende Fläche des anderen Strebenteiles als Referenzfläche dient. 4 AT 400 375 B
6. Zugstrebe nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (13) in einem Durchbruch (14) mündet, welcher durch den Biegebalken (11) begrenzt ist.
7. Zugstrebe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Strebenoberteil (9) als 5 auch der Strebenunterteil (10) an der dem Biegebalken (11) abliegenden Seite der Zugachse mit nur durch den Spalt (13) getrennten Ansätzen (18a, 18b) ausgebildet sind, an welchen das Verbindungsmittel (15) und die Meßeinrichtung (19) zur Messung der Breite des Spaltes (13) angeordnet sind.
8. Zugstrebe nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungs-70 mittel als Schraube (15) ausgebildet ist, weiche in eine im Strebenoberteil (9) befindliche Gewindebohrung (22) eingeschraubt ist und welche eine im Strebenunterteil (10) befindliche Bohrung (23) durchsetzt.
9. Zugstrebe nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an die Meßein-75 richtung (19), welche als Näherungssensor od.dgl. ausgebildet ist, eine Auswerteeinrichtung (24) angeschslossen ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 20 25 30 35 45 50 5 55