CN107771026A - 半悬挂犁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有后方底盘的半悬挂犁(1)，所述犁凭借垂直定向的接头而以横向可枢转或可操纵的方式尾随在拖犁拖拉机后方。为了补偿由于围绕所述拖拉机的垂直轴的对所述犁的牵引力而产生的对所述拖拉机的横向拉动，布置蓄能器(10)，所述蓄能器会产生抵消所述横向拉动的扭矩。

Description

半悬挂犁

技术领域

本发明涉及根据专利权利要求1的序言的半悬挂犁。

背景技术

与半悬挂犁相比，悬挂犁受到拖拉机的三点液压系统支撑和导引。拖拉机的拉动悬挂犁的横向可枢转下部连杆形成在朝向前方行进的方向上倾斜会聚的四杆连杆机构，其瞬时极在拖拉机的后轴前方并且形成下部连杆的虚拟牵引点。关于会聚尺寸的推荐在标准ISO 730中有提及。在犁地期间作用于向后倾斜布置的个别犁主体的力可以在共同力施加点中进行组合，所述共同力施加点在纵向方向上大致位于犁框架的中心。在犁过的土地的方向上来自四个犁主体的更大的悬挂犁的情况下，在此力施加点与下部连杆的虚拟牵引点之间延伸的用于犁的所得的牵引力向量理想上在拖拉机的后轴下方中心。如果牵引力向量的位置偏离此理想状态，那么会出现对拖拉机的横向拉动，并且因此出现降低的操纵能力和增加的牵引功率要求。这需要拖拉机驾驶员增加的注意力和增加的燃料消耗。德国专利DE 2 845 111 C2示出用于产生这种理想状态的调整装置。

与完全通过被设计成三点液压系统的拖拉机的升降装置进行支撑的悬挂犁相比，由于半悬挂犁的较大的突出部和它们到拖拉机的重心距离，一般向半悬挂犁提供底盘，其中，呈单轴拖车的形式的犁以可操纵的方式拖在拖拉机后方并且可以机动化。如此所需的铰接接头位于犁上，通常在拖拉机的后轴中心后方大约1m到1.5m，并且必定形成拉动点，所述拉动点界定牵引力向量的位置。由于通用的牵引力以及刚刚描述的牵引点到拖拉机的后轴的距离，所以会在拖拉机上出现偏航力矩，所述颚力矩将所述拖拉机引导向犁过的土地。即使可以使用拖拉机的三点液压系统来用于升降半悬挂犁的前方部分，但拖拉机的下部连杆必须横向固定，以便确保由拖拉机和半悬挂犁组成的整个组合的机动性和所界定的可控制性。基于这些要求，不可能对拖拉机的牵引点和因此对拖拉机的横向拉动进行横向校正。拖拉机驾驶员因此必须与犁沟边缘相抗地操纵，这需要驾驶员增加注意力和额外的燃料消耗。随着犁的主体数目和因此长度以及横向突出部增加，半悬挂犁的横向拉动效应会增加。犁主体上的接触压力进而也会减小，所述接触压力确保对犁主体的平滑导引。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半悬挂犁，所述半悬挂犁虽然有前述运动学边界条件，但避免了它们的缺点。通过根据权利要求1所述的表征部分的特征来解决此问题。其它权利要求示出本发明的有利实施例。

通过在距垂直铰接轴(其形成拖拉机-犁组合的铰接接头)一定横向距离处布置弹性蓄能器，而围绕所述铰接轴产生扭矩，所述扭矩会补偿作用于拖拉机的偏航力矩。通过此扭矩的惯性，拖拉机沿着犁沟边缘自动地运行，而不需要进一步的操纵介入。通过蓄能器的弹性，甚至在转弯时也保留所述组合的适应性。

通过使用可调节的弹簧蓄能器，围绕铰接轴的扭矩的惯性可以根据一般的土地和牵引力条件而灵活可变地调适。

通过使用与可调节压力源和至少一个蓄压器元件处于液压连接的流体活塞缸，可以在小安装空间中提供高能量密度。因为牵拉拖拉机通常配备有液压控制阀，所以可以从拖拉机座椅通过操纵扭矩比率的控制阀来容易和快速地作用于所述液压控制阀。在液压缸的操纵运动期间以及在压力下再次释放的液压缸的反向运动期间推出的液体被接收在优选预加载的蓄压器中。

而且通过距铰接轴一定距离处的铰接点中的至少一者的可变或可移动布置，可以影响蓄能器的弹簧力。举例来说，如果拖曳挂接装置与蓄能器之间的铰接点被设计成滑动铰接点，所述滑动铰接点通过滚柱轴承滑过弯曲路径或展开，那么可以通过弯曲路径轮廓经由牵引挂钩相对于拖曳挂接装置的枢转角度来实现任何调整路径。由于蓄能器滑动离开弯曲路径轮廓而出现的横向力会导致围绕铰接轴的扭矩以及滑动接触点与铰接轴的杠杆距离。

当在旋转犁中使用本发明时，犁框架与其犁主体一起枢转到右转或左转工作位置。通过在于行进或纵向方向上垂直地穿过拖曳挂接装置的铰接轴而延伸的拖曳挂接装置的对称平面中布置第一铰接点，在犁框架或牵引挂钩的右转工作位置以及左转工作位置实现第一铰接点到铰接轴的相等距离。在转向过程期间，蓄能器在穿过先前提及的对称平面时穿过死点位置。因此，在两个工作位置，可以将蓄能器的恒定压力或弹簧力传递到第一铰接点，并且因此可以围绕铰接轴产生扭矩，所述扭矩作用于拖曳挂接装置并且因此作用于拖拉机和犁的组合导引。

在本发明的便利实施例中，通过处于半悬挂犁的工作位置的切断装置来启动蓄能器，或者通过处于半悬挂犁的运输或转向位置的切断装置来停用蓄能器。因此，在转向或运输行进的情况下，所述组合没有蓄能器的额外的操纵扭矩。

通过蓄能器控制与启动半悬挂底盘的组合，实现对驾驶员的负担的进一步减轻，原因在于，通过接头并且同时对底盘升降和蓄能器加载的交替控制，仅需要驾驶员的单个操作过程。在半悬挂犁的提升状态下，在运输或转向行进的情况下，停用蓄能器并且在降低的工作位置启动犁。这仅通过个别双作用控制阀而成为可能，无论如何，拖拉机驾驶员必须在转向过程期间启动所述双作用控制阀以用于犁升降。

这些和其它功能可以使用控制或调节单元而进一步自动化，所述控制或调节单元调整或操纵由蓄能器传递到铰接点的力，原因在于，举例来说，蓄能器的目标值是由拖拉机驾驶员预设或存储的，所述目标值由控制或调节单元自动地起动或按照请求而起动。控制或调节单元进而与半悬挂犁或拖拉机上的控制阀连接。

通过集成测量装置，例如力传感器、位置传感器或压力传感器，所述测量装置确定犁框架或牵引挂钩相对于拖曳挂接装置的位置或犁框架与拖拉机之间的力，其中所述测量装置与控制或调节单元连接，所述控制或调节单元凭借测量数据以控制或调节的方式作用于蓄能器。在所述过程中，还可以经由电缆或无线总线系统来感测牵引拖拉机的测量数据，正如可以使用总线系统来影响拖拉机的调整参数，例如液压阀位置、驱动参数以及锁定和调整装置。同时，还可以检索拖拉机的性能数据或能量消耗，所述性能数据或能量消耗包含在调节电路中以用于犁的蓄能器加载以及其它调整参数。同样地，控制和调节单元在存储器装置中作出记录以用于显示和基于地理的制图。因此，绘制关于相应犁过的区域的地面特性的结论。

本发明的特征尤其在于，通过在距由半悬挂犁和拖拉机组成的组合的铰接点一定距离处布置蓄能器，围绕铰接点施加校正扭矩，所述校正扭矩会消除或超驰对拖拉机的横向拉动，所述横向拉动会由于半悬挂犁的牵引力要求而出现。即使横向力通过此校正扭矩而作用于接触板，所述接触板支撑与垂直犁沟边缘相抵地滑动的犁主体，并且通过接触压力增加摩擦阻力，由于较小的横向拉动而减小的拖拉机的滑移也是占优势的，使得在全貌图中，示出用于拉动根据本发明的半悬挂犁的拖拉机的较低驱动能量要求。

附图说明

从以下描述和相关联的图式会得到本发明的标的的其它细节和优势，在以下描述和相关联的图式中以必要的细节和个别部分来描绘实施例。

图1以俯视图示出常规的半悬挂犁，

图2以俯视图示出根据本发明的半悬挂犁，

图3示出处于大致中心牵引挂钩位置的蓄能器布置的透视详细视图，以及

图4示出根据图2的蓄能器布置的详细视图。

具体实施方式

图1示出由拖拉机7和附接至所述拖拉机的半悬挂犁1组成的组合。半悬挂犁1在其后方区域通过液压高度可调节底盘4而被支撑在地表面上，并且在其前方区域通过拖拉机7的同样液压高度可调节拉动装置6而受到支撑。拉动装置6被设计成由两个下部连杆17、17’和上部连杆16组成的三点液压系统。下部连杆17、17’可以垂直地升降，然而，所述下部连杆通过拖拉机7的主体上的稳定器杆和铰接点而以横向固定的方式紧固。半悬挂犁1的拖曳挂接装置5在下部区域中具有轨道轴杆19，所述轨道轴杆横向于拖拉机7或拖曳挂接装置5的中心平面26而延伸，并且拖曳挂接装置5经由球形接头或制动钩或其它合适的耦合装置而与下部连杆17、17’的后端连接。上部连杆16的前方作为摆锤支撑件而柔性地连接到拖拉机7，并且在后端与拖曳挂接装置5的上部耦合点18连接。在拖曳挂接装置5的中心的铰接轴9形成用于牵引挂钩8的枢轴轴承，所述枢轴轴承可以在拖曳挂接装置下方从右边自由地枢转到左边，直到拖拉机7的相应轮胎轮廓。因此，半悬挂犁1作为单轴拖车在拖拉机7后方行走并且因此可以机动化。牵引挂钩8被横向轴21中断并且在支撑框架22中垂直地可枢转，以便补偿拖拉机7与半悬挂犁之间的地面的高低不平。犁框架2围绕支撑框架22的转动轴23与转向装置13可枢转地连接，从右边工作位置连接到左边工作位置，且反之亦然。经由拖拉机7的控制阀而启动的液压缸14执行转向装置13的枢转移动。在其中转向装置13是直立的中心位置，犁框架2以及其犁主体3、3’在支撑底盘4上方。在此位置，转向装置受到阻挡，并且实现半悬挂犁1的用于道路行驶的运输位置。稳定器24经由其它铰接点将后方支撑底盘4与前方支撑框架22、牵引挂钩8和拖曳挂接装置5以及因此拖拉机7的拉动装置6进行连接。通过万向架，支撑底盘4维持与拖拉机7相同的直立定向。成对的犁主体3、3’经由直立轴固定地或可枢转地附接到犁框架2。犁主体对连同彼此与所述犁主体连接的控制杆的直立可枢转性用于犁主体3、3’的切割宽度调整并且因此用于整个犁的工作宽度设定。在每种情况下，主体对的犁主体在犁框架2的右转或左转位置与地面啮合。在每种情况下作用于犁主体3、3’的地面力形成整个半悬挂犁1的虚拟牵引点20。犁主体上的横向邻接零件29、29’以滑动的方式支持其与切割犁沟边缘相抵的横向力。举例来说，如果犁配备有多对犁主体3，那么虚拟牵引点20大致在第二主体对与第五主体对之间。从拖拉机7施加的用于拉动半悬挂犁1的牵引力在虚拟牵引点20与铰接轴9之间的牵引力向量27中作用。理想上，此牵引力向量27贯穿拖拉机7的后轴25的中心点28，所述中心点与拖拉机7的垂直中心平面26相交。然而，牵引力向量27实际上形成距后轴中心28的距离a。因此，会出现由于作用于拖拉机7的牵引力而引起的偏航力矩。拖拉机驾驶员因此必须在相反的方向上操纵。由此偏航力矩产生的力被称为横向拉动，必须通过在相反的方向上操纵拖拉机来补偿所述力。依据犁主体3、3’的切割宽度或数目和距离，牵引力27的位置和强度会改变并且改变横向拉动。

图2描述如先前描述的拖拉机7和半悬挂犁1的相同布置。然而，铰接点12大致在横向轴21的水平下在牵引挂钩8的后端处以固定的方式布置到牵引挂钩8。另一铰接点11在距铰接轴9一定距离处以固定的方式布置到拖曳挂接装置5。此铰接点11也与拖拉机的中心平面26相交，铰接轴9也由于下部连杆17、17’的横向刚性布置而位于所述中心平面中。将蓄能器10紧固在两个铰接点11、12之间。蓄能器10被设计成流体活塞缸15或液压缸，所述蓄能器与氮气蓄压器连接并且将压缩力传递到两个铰接点11、12。由于牵引挂钩8朝向拖拉机7的行进方向或其中心平面26的倾斜位置，蓄能器的压缩力产生围绕铰接轴9的扭矩，所述扭矩抵消先前在图1中描述的偏航力矩，并且在蓄能器10的巧妙设计的情况下消除由犁的操作导致的横向拉动。犁框架以及其犁主体3、3’进而经由与犁沟边缘相抵的邻接的零件29、29’而受到支撑，使得可以通过引导的方式以铰接连杆的方式将所述扭矩传递到拖拉机7。蓄能器10的最小安装长度和最大安装长度进而被适当地适配成铰接点11、12的相应位置，铰接点的所述相应位置是由牵引挂钩8相对于拖曳挂接装置5的操纵移动或由拖拉机7和半悬挂犁1组成的整个系的操纵角度引起。通过支撑底盘4的升降液压装置启动与其升降缸32以及被设计成流体活塞缸15的蓄能器10的巧妙互连，可以在每种情况下通过拖拉机的阀块33交替地启动两种功能，这是因为蓄能器10仅应该会在犁1以及支撑底盘4的降低的工作位置作用，而不会在提升运输或转向位置作用。流体活塞缸15经由压力线31与双作用阀块33的第一连接部(A侧)连接，后方升降缸32经由未示出的线与相同阀块或控制阀的第二连接部(B侧)连接。还可以想到通过中央超功率压力供应和阀块33对拖拉机侧以及对半悬挂犁侧的另一控制。可以手动地或(如所示)经由控制和调节单元34来启动阀块。这可以配置给拖拉机7以及犁1。所描绘的情况下，控制和调节单元34与操作和显示单元组合，并且布置在拖拉机驾驶员够得着的地方。控制和调节单元34经由数据总线系统与旋转犁1或拖拉机7的外部致动器和传感器以及拖拉机的其它显示器和控制计算机通信。还关于其它参考符号来参考其它图描述。

图3详细示出蓄能器10或其铰接点11和12在牵引挂钩8与拖曳挂接装置5之间的布置，所述铰接点可以依据犁相对于拖拉机的位置而围绕铰接轴9相对于彼此横向地移动。使用上部耦合点18上的螺栓来陈述拖拉机的三点液压系统的上部连杆。在拖曳挂接装置5的下部区域中，可以看到凹部，通过所述凹部来推动并且横向地固定在这里仅指示为轴的轨道轴杆19。作为牵引挂钩8的延伸部的另一支撑框架附接到所指示的横轴21。横轴21使得犁与拖拉机之间的垂直可动性成为可能，因此犁可以在丘陵地形中跟随拖拉机。还可以使用另一蓄能器围绕横轴21产生另一扭矩，以用于加载或卸载拖拉机前轴，以便将重量从犁转移到拖拉机。用于接纳蓄能器的前方铰接点11布置在铰接轴9后方的距离b处。牵引挂钩8和因此后方铰接点12以及蓄能器10一旦横向枢转向右边或左边，在每种情况下，便可以通过蓄能器的压缩力和突出杠杆距离b而在牵引挂钩8与拖曳挂接装置5之间产生围绕铰接轴9的扭矩。用于产生扭矩的实际有效杠杆距离进而对应于贯穿铰接点11和12的蓄能器10的纵轴到铰接轴9的最短距离。拖拉机使用轮子在犁沟中行走，拖拉机拖着最后一个犁主体，并且其移动由于犁的横向拉动而倾向于已经犁过或翻过的土地。如果牵引挂钩8在后方区域中摆向右边(左转犁位置)，那么产生顺时针扭矩，如果牵引挂钩枢转向左边，那么围绕铰接轴9产生对应的逆时针扭矩。因此，通过所施加的扭矩，依据蓄能器的压缩力而减小或消除横向拉动。被设计成流体活塞缸15的蓄能器10经由压力线31而与牵引拖拉机的氮气蓄压器30以及压力供应连接。依据蓄压器的记忆特性、流体活塞缸15的几何形状以及线31上的液压压力设定，可以影响蓄能器的弹簧特性或弹簧力和因此抵消横向拉动的围绕铰接轴9的扭矩。并联连接到流体活塞缸15的蓄压器使得有可能(例如)在操纵移动中躲避由流体活塞缸15移位的流体并且确保蓄能器的弹性。布置在拖拉机或半悬挂犁上的控制和调节单元启动布置在拖拉机或犁上的截止阀。进而可以考虑广泛多种控制参数，例如汽缸或蓄能器压力、拖曳挂接装置5相对于牵引挂钩的位置、牵引力或体力。还可以采用位置相依切换或调节(例如)以作为未犁地自动化的部分或用于在所述地形中拐弯。如果对应的坐标数据可用，那么进而可以通过控制和调节单元基于地理来预先计算由拖拉机和犁组成的组合的目标或实际位置。

另外，图4与图2以及其前述描述类似地示出相对于拖曳挂接装置5围绕铰接轴9横向枢转的牵引挂钩8的位置。铰接点11保持在拖曳挂接装置5后方的中心在距铰接轴9距离b处固定到拖曳挂接装置5。另一方面，铰接点12与牵引挂钩8或犁框架一起依据由拖拉机和犁组成的组合的行进方向在半悬挂犁示出的右转或相反的左转工作位置围绕铰接轴9枢转。随着枢转角度增加，形成有效杠杆距离。这是从轴9到铰接点11和12之间的假想轴的空间距离来计算，所述铰接点界定蓄能器10的纵轴和力方向。通过此有效杠杆距离c，蓄能器与其弹簧力产生围绕拖拉机上的铰接轴9的操纵扭矩，所述操纵扭矩抵消上文描述的横向拉动。在牵引挂钩8的中央转向或运输位置，铰接点11、12和铰接轴9位于一条线上，这在图3中几乎可见。因此，有效杠杆距离c趋于零，并且没有操纵扭矩作用于拖曳挂接装置5或拖拉机。如果半悬挂犁与拖拉机分开地拐弯并且停用蓄能器10，那么置于拖曳挂接装置5的前方区域中的牵引或压力弹簧布置相对于牵引挂钩8将拖曳挂接装置5固定在中央位置。因此，有助于将半悬挂犁安装在拖拉机上。

参考符号列表

Claims (10)

1.一种半悬挂犁(1)，所述半悬挂犁具有犁框架(2)和附接至所述犁框架(2)的右转和/或左转犁主体(3)以及用于将犁重量的一部分支撑在地面上的支撑底盘(4)，其中，提供拖曳挂接装置(5)以用于将所述犁耦合到拖拉机(7)的拉动装置(6)，其中牵引挂钩(8)通过至少一个垂直铰接轴(9)以横向可操纵或可枢转的方式使所述犁框架(2)与所述拖曳挂接装置(5)连接，

其特征在于

在距所述铰接轴(9)一定距离处提供至少两个其它铰接点，其中将第一铰接点(11)配置给所述拖曳挂接装置(5)，并且将第二铰接点(12)配置给所述牵引挂钩(8)或所述犁框架(2)，并且在距所述铰接轴(9)一定横向距离处布置有所述两个铰接点(11、12)之间的蓄能器(10)。

2.根据权利要求1所述的半悬挂犁，

其特征在于

所述蓄能器(10)被设计成可调节弹簧蓄能器。

3.根据权利要求1或2所述的半悬挂犁，

其特征在于

将流体活塞缸(15)提供为蓄能器(10)，所述流体活塞缸与可调节压力源和至少一个蓄压器元件液压连接。

4.根据前述权利要求中任一项所述的半悬挂犁，

其特征在于

其中所述铰接点(11、12)中的至少一者被设计成可变并且可相对于所述铰接轴(9)移动一定距离。

5.根据前述权利要求中任一项所述的半悬挂犁，

其特征在于

其中所述半悬挂犁(1)具备转向装置(13)以用于将所述犁框架(2)枢转到右边或左边工作位置，其中所述拖曳挂接装置的所述第一铰接点(11)位于所述铰接轴(9)的前方或后方，并且处于在所述拖拉机(7)的行进方向上伸展并穿过所述铰接轴(9)的平面中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的半悬挂犁，

其特征在于

所述蓄能器(10)具备切断装置，所述切断装置在所述半悬挂犁(1)的工作位置启动所述蓄能器(10)和/或在所述半悬挂犁(1)的运输或转向位置停用所述蓄能器。

7.根据前述权利要求中任一项所述的半悬挂犁，

其特征在于

所述半悬挂犁(1)的所述支撑底盘(4)配备有液压升降装置(32)，所述液压升降装置与所述拖拉机(7)的双作用液压控制阀连接，其中，在所述控制阀(33)与所述蓄能器(10)之间存在到所述拖曳挂接装置(5)的另一连接，使得所述蓄能器(10)和所述液压升降装置(32)交替地经受由于启动所述拖拉机的所述控制阀(33)而产生的压力。

8.根据前述权利要求中任一项所述的半悬挂犁，

其特征在于

提供控制或调节单元(34)，所述控制或调节单元调整或操纵从所述蓄能器(10)传递到所述铰接点(11、12)的力。

9.根据前述权利要求中任一项所述的半悬挂犁，

其特征在于

提供测量装置，所述测量装置确定所述犁框架(2)或所述牵引挂钩(8)相对于所述拖曳挂接装置(5)的位置或所述犁框架(2)与所述拖拉机(7)之间的力，其中所述测量装置与所述控制或调节单元连接，所述控制或调节单元凭借所述测量数据以控制或调节的方式作用于所述蓄能器(10)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的半悬挂犁，

其特征在于

在所述拖拉机(7)上提供用于确定拖拉机驱动的能量或燃料消耗的测量元件，将用于确定拖拉机驱动的能量或燃料消耗的测量元件引入到所述控制或调节单元的调节电路中以用于控制或调节所述蓄能器(10)。