DD201200A1

DD201200A1 - DEVICE FOR DETERMINING THE CUTTING AND VIBRATION ANGLE IN FLOOR TOOLS

Info

Publication number: DD201200A1
Application number: DD23443781A
Authority: DD
Inventors: Bernd Seidel; Paul Jakob; Christian Leitholdt
Original assignee: Bernd Seidel; Paul Jakob; Christian Leitholdt
Priority date: 1981-10-29
Filing date: 1981-10-29
Publication date: 1983-07-06

Abstract

Die Erfindung eignet sich fuer die Bestimmung des Schnitt- und Schwingungswinkels an selbsterregt schwingenden Bodenwerkzeugen fuer Bodenbearbeitungsgeraete und Hackfruchterntemaschinen. Derartige Vorrichtungen mussten bisher manuell eingestellt, die Parameter veraendert und ausgewertet werden. Das verursacht einen hohen Zeit- und Arbeitsaufwand. Die erfindungsgemaesse Vorrichtung soll diese Vorgaenge automatisieren und selbsttaetig den optimalen Schnitt- und Schwingungswinkel ermitteln. Dazu ist das Schwingungssystem mit dem Bodenwerkzeug ueber einen Winkelsteller und einen Tiefennachsteller am Vorrichtungsrahmen angeordnet. Der Winkelsteller und der Tiefennachsteller sind ueber Regler mit einem Zugkraftmesser, einem Winkelmesser, einen Neigungsmesser und einem Geschwindigkeitsmesser untereinander verbunden, so dass sich bei konstantem Bodenwiderstand und konstanter Fahrgeschwindigkeit der optimale Schnitt- bzw. Schwingungswinkel selbsttaetig einstellt. Fig. 1The invention is suitable for the determination of the cutting and oscillation angle of self-excited oscillating floor tools for soil tillage implements and root crop harvesters. Such devices previously had to be set manually, the parameters changed and evaluated. This causes a lot of time and effort. The device according to the invention is intended to automate these processes and automatically determine the optimum cutting and oscillation angle. For this purpose, the vibration system is arranged with the bottom tool via an angle adjuster and a depth adjuster on the device frame. The angle adjuster and the depth adjuster are connected to each other via regulators with a traction force gauge, an angle gauge, an inclinometer and a speedometer, so that the optimum cutting or oscillation angle automatically adjusts itself with constant ground resistance and constant driving speed. Fig. 1

Description

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Titel der ErfindungTitle of the invention

Vorrichtung zur Bestimmung des Schnitt- und Schwingungswinkels bei BodenwerkzeugenDevice for determining the cutting and oscillation angle of floor tools

Anwendungsgebiet der Erfindung .Field of application of the invention.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung des optimalen Schnitt- und Schwingungswinkels bei selbsterregt schwingenden Bodenwerkzeugen für Bodenbearbeitungsgeräte oder Hackfruchterntemaschinen,The invention relates to a device for determining the optimum cutting and oscillation angle in self-excited oscillating floor tools for tillage equipment or root crop harvesters,

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Energetische Untersuchungen bei der Entwicklung federnder Werkzeuge für die Bodenlockerung zeigten, daß es Schnitt- und Schwingungswinkel gibt, bei denen der Zugkraftbedarf bei sonst konstanten Eihsatzparametern, wie die Arbeitstiefe, die Fahrgeschwindigkeit und die Bodenparameter, minimal iat. Bei der Bodenlockerung hat die Minimierung der Zugkraft einen minimalen Werkzeugverschleiß und eine minimale Zusammenpressung der Schollen zur Folge, so daß der Aufwand für die nachfolgende Bodenbearbeitung ebenfalls gesenkt werden.kann. Bei der Aufnahme von Hackfrüchten aus dem Wuchsraum führt die Minimierung der Zugkraft zu einer Verringerung der Beschädigungsgefahr des Erntegutes.Energetic investigations in the development of resilient tools for soil loosening showed that there are cutting and oscillation angles at which the traction requirement at otherwise constant egg parameters, such as the working depth, the driving speed and the soil parameters, minimal iat. In soil loosening, the minimization of traction results in minimal tool wear and minimal squeezing of the floes, so that the expense of subsequent tillage can also be reduced. When picking root crops from the growth chamber minimizing the traction leads to a reduction in the risk of damage to the crop.

Der funktioneile Zusammenhang zwischen dem optimalen Schnittwinkel sowie den Einsatzparametern ist unzureichend bekannt.The functional relationship between the optimum cutting angle and the application parameters is insufficiently known.

2äQKT. 1981*9682702äQKT. 1981 * 968 270

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Ausreichend ist bestätigt, daß die Änderung des optimalen Schnittwinkels etwa identisch ist mit der Änderung des optimalen Schwingungswinkels. -Sufficiently, it is confirmed that the change of the optimum cutting angle is approximately identical to the change of the optimum oscillation angle. -

In der DD-Patentschrift 133 947 ißt eine Vorrichtung zum Ermitteln optimaler Schnitt- und Schwingungswinkel fUr Bodenbearbeitungswerkzeuge beschrieben. Die Vorrichtung besteht aus einem Schwingungssystem, das mittels Federn als Drehoder Translationsschwinger am Geräterahmen aufgehängt ist. Am Schwingsystem wird das Werkzeug befestigt. Zur Messung der Schwingungen und des Arbeitswiderstandes sind Aufnehmer angeordnet. Durch manuelle Änderungen an den Federlängen oder der Winkellage der Federn mit verschiedenen Einstellvorrichtungen wird der optimale Schnitt- bzw. Schwingungswinkel ermittelt, bei dem der Kraftbedarf gering ist. Diese Handhabung erfordert einen hohen manuellen Aufwand und benötigt viel Zeit für die Einstellung der Vorrichtung und Auswertung der gernesaenen Werte.In DD patent specification 133 947 a device for determining optimal cutting and oscillation angles for tillage tools is described. The device consists of a vibration system, which is suspended by means of springs as a rotary or translational oscillator on the device frame. The oscillating system attaches the tool. For measuring the vibrations and the load resistance pickup are arranged. By manual changes to the spring lengths or the angular position of the springs with different adjusters the optimum cutting or oscillation angle is determined, in which the power requirement is low. This handling requires a high manual effort and requires a lot of time for the adjustment of the device and evaluation of the likes values.

Besonders nachteilig ist die unterschiedliche Einfederung des Werkzeuges durch den Bodenwiderstand. Hierdurch wird der Schnitt- und Schwingungswinkel und gleichzeitig die Arbeitstiefe verändert, so daß diß Meßergebnisse verfälscht werden.Particularly disadvantageous is the different deflection of the tool by the soil resistance. As a result, the cutting and oscillation angle and at the same time the working depth is changed, so that the measurement results are falsified.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die Senkung des Arbeits- und Zeitaufwandes bei der Bestimmung der optimalen Bedingungen für den Einsatz selbstschwingender Bodenwerkzeuge zur Bodenbearbeitung und zur Ernte von Hackfrüchten, sowie die Präzisierung der gewonnenen Ergebnisse.The aim of the invention is to reduce the labor and time required in determining the optimal conditions for the use of self-oscillating soil tools for tillage and for the harvest of root crops, as well as the specification of the results obtained.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die optimalen Schnitt- und Schwingungswinkel der ferThe object of the invention is to provide a device with which the optimum cutting and angle of the fer

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dernden Werkzeuge in Abhängigkeit vom Bodenwiderstand selbsttätig ermittelt werden können, so daß sich der Arbeite- und Zeitaufwand für die Bestimmung der optimalen Parameter verringert.The tools can be determined automatically depending on the soil resistance, so that the labor and time required for the determination of the optimal parameters is reduced.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß das Schwingungssystem für das Bodenwerkzeug über einen Winkelsteller und einen Tiefennachsteller am Rahmen der Vorrichtung angelenkt ist. Weiterhin ist ein Zugkraftmesser, ein Winkelmesser und ein Neigungsmesser angeordnet, die über Regler und Stellvorrichtungen am Winkelmesser und am Tiefenmesser angeschlossen sind·According to the invention this is achieved in that the vibration system for the floor tool is articulated via an angle adjuster and a depth adjuster on the frame of the device. Furthermore, a Zugkraftmesser, a protractor and an inclinometer are arranged, which are connected via regulators and actuators on the protractor and the depth gauge ·

Die Vorrichtung ist mit einem Geschwindigkeitsanzeiger, der mit einem Geschwindigkeitsmesser mit Laufrad verbunden ist, ausgestattet. Zur Registrierung der Schnitt- und Schwingungswinkel ist eine Speichervorrichtung vorgesehen. Zweckmäßig ist der Geschwindigkeitsanzeiger im Fahrerhaus des Zugfahrzeuges angeordnet und steuert von·dort eine Stelleinrichtung zur Regulierung der Fahrgeschwindigkeit.The device is equipped with a speed indicator connected to a speedometer with impeller. For registering the cutting and oscillation angles, a storage device is provided. The speed indicator is expediently arranged in the driver's cab of the towing vehicle and controls from there an adjusting device for regulating the driving speed.

Der Winkelsteller ist mit einer gekrümmten Führungsbahn versehen, in der das Schwingungseystem vorschieblich gelagert ist. Der Mittelpunkt des Krümmungsradius der Führungsbahn fällt mit der Spitze des Bodenwerkzeuges zusammen.The angle adjuster is provided with a curved guide track, in which the vibration system is mounted vorschieblich. The center of the radius of curvature of the guideway coincides with the tip of the bottom tool.

Mit der Vorrichtung kann automatisch der für das Bodenwerkzeug günstigste Schnitt- oder Schwingungswinkel ermittelt werden. Es ist für die Einstellung der verschiedenen Winkel keine manuelle Arbeit mehr notwendig« Damit wird erheblich Zeit- und Arbeitsaufwand eingespart.With the device, the most favorable for the bottom tool cutting or oscillation angle can be determined automatically. No manual work is required to adjust the different angles. "This saves a considerable amount of time and effort.

Ausführungsbeispiel .Embodiment.

Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungebeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment example. In the accompanying drawing shows:

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Pig. 1 das Schema der VorrichtungPig. 1 the scheme of the device

Fig. 2 die Anordnung der Vorrichtung am Zugfahrzeug,2 shows the arrangement of the device on towing vehicle,

Das Schwingungssystem 1 ist über einen Winkelsteller 2 und einen Tiefennachsteller 3 am Vorrichtungsrahmen 4 angelenkt. Zwischen dem Vorrichtungsrahmen 4 und den Dreipunktlenkern 5 des Zugfahrzeuges 6 ist der Zugkraftmesser 7 eingebaut. Am Vorrichtungsrahmen 4 ist weiter das Laufrad 8 mit dem Geschwindigkeitsmesser 9 angebracht. Am Tiefennachsteller 3 ist der Winkelmesser 10 und am Schwingungssystem 1 der"Neigungsmesser 11 angeordnet.The vibration system 1 is articulated via an angle adjuster 2 and a depth adjuster 3 on the device frame 4. Between the device frame 4 and the three-point links 5 of the towing vehicle 6 of the traction 7 is installed. On the device frame 4, the impeller 8 is further attached to the speedometer 9. The depth adjuster 3 of the protractor 10 and the vibration system 1 of the "inclinometer 11 is arranged.

Das Schwingungssystem 1 besteht aus der Schwinge 12, die mit dem Gelenk 13 und der Feder 14 am Schwingsystemrahmen 15 auf-, gehängt ist. An der Schwinge 12 ist der Stiel 16 mit dem Bodenwerkzeug 17 festgeklemmt. Der Schwingsyst einrahmen 15 ist mittels Rollen 18 in einer bogenförmigen Führungsbahn 19 des Tiefennachstellers 3 verschieblich mittels der Stellvorrichtung 20 gelagert» Die Führungsbahn 19 ist ihrerseits mit dem Gelenk 21 am.Vorrichtungsrahmen 4 schwenkbar aufgehängt und wird von der ebenfalls am Vorrichtungsrahmen 4 angelenkten Stellvorrichtung 22 gehalten. Die Führungsbahn 19 weist einen Krümmungsradius auf, dessen Mittelpunkt mit der Spitze des Bodenwerkzeuges 17 zusammenfällt.The vibration system 1 consists of the rocker 12, which is hung up with the joint 13 and the spring 14 on the vibrating system frame 15. On the rocker 12 of the stem 16 is clamped to the bottom tool 17. The Schwingsyst frame 15 is slidably mounted by means of rollers 18 in an arcuate guide rail 19 of the depth adjuster 3 by means of the actuator 20. The guideway 19 is in turn pivotally suspended with the hinge 21 am.Vorrichtungsrahmen 4 and is held by the hinged on the device frame 4 adjusting device 22 , The guideway 19 has a radius of curvature whose center coincides with the tip of the bottom tool 17.

Zur Veränderung des Schnitt- bzw. Schwingungswinkels ist ein Regler 23 angeordnet, der einerseits am Zugkraftmesser 7, andererseits an der Stellvorrichtung 20 angeschlossen ist. Ein weiterer Regler 24 ist am Tiefennachsteller 3 angeordnet und ist mit dem Winkelsteller 2 und dem Neigungsmesser 11 sowie der Stellvorrichtung 22 verbunden. An dem Regler 23 ist weiterhin ein Geschindigkeitsanzeiger 25 und eine Speichereinrichtung 26 angeschlossen, die gleichzeitig am Geschwindigkeitsmesser 9 angeschlossen sind. Der Geschwindigkeitsanzeiger 24 ist zweckmäßig in der Fahrerkabine 6 angeordnet, wo er zur Steuerung der Fahrgeschwindigkeit mit einerTo change the cutting or oscillation angle, a controller 23 is arranged, which is connected on the one hand to the traction force meter 7, on the other hand to the adjusting device 20. Another regulator 24 is arranged on the depth adjuster 3 and is connected to the angle adjuster 2 and the inclinometer 11 and the adjusting device 22. On the controller 23 is further a Geschindigkeitsanzeiger 25 and a memory device 26 connected, which are connected to the speedometer 9 simultaneously. The speed indicator 24 is suitably arranged in the cab 6, where it is used to control the driving speed with a

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Stelleinrichtung 28 verbunden ist.Setting device 28 is connected.

Die Funktionsweise der Vorrichtung ist folgende:The operation of the device is as follows:

Sobald das Bodenwerkzeug 17 in den Boden eindringt, wird es durch den Bodenwiderstand P einfedern und in dieser Lage während der weiteren Vorwärtsfahrt gehalten. Dadurch verringert sich die mittels der Dreipunkthydraulik 29 eingestellte Soll-Arbeitstiefe h. Diese Differenz wird mit dem Neigungsmesser 11 gemessen und an den Regler 24 weitergeleitet. Dieser wertet das Signal aus und veranlaßt das Absenken dea Tiefennachstellers 3 mittels seiner Stellvorrichtung 22, bis das Bodenwerkzeug 17 seinen Sollwert h wieder erreicht hat. In dieser Lage fängt es durch den Bodenwiderstand F selbsterregt an zu schwingen. Dabei muß eine bestimmte Zugkraft aufgewendet werden, die vom Zugkraftmesser 6 gemessen wird. Das entsprechende Signal gelangt in den Regler 23, der es auswertet und seinerseits die Stellvorrichtung 20 solange beeinflußt, bis durch sie das Schwingungssystem 1 in der Führungsbahn 19 derart verschoben worden ist, daß sich am Bodenwerkzeug 17 ein Schnittwinkel ö bzw« an der Schwinge 12 ein Schwingungswinkel γ einstellt, dem die geringste Zugkraft gegenübersteht. Dabei wird über dem Geschwindigkeitsmesser 9 und dessen Verbindung zum Regler 23 sowie der Stelleinrichtung 28 eine konstante Fahrgeschwindigkeit eingehalten. Mit dem Winkelsteller 2 wird der optimal ermittelte Schnitt- bzw. Schwingungswinkel (<f;ψ) gemessen, mit der Speichervorrichtung 26 kann dieser Wert in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit aufgezeichnet werden.As soon as the bottom tool 17 penetrates into the ground, it is deflected by the ground resistance P and held in this position during the further forward travel. As a result, the set working depth h set by means of the three-point hydraulic 29 decreases. This difference is measured with the inclinometer 11 and forwarded to the controller 24. This evaluates the signal and causes the lowering of depth adjuster 3 by means of its adjusting device 22 until the bottom tool 17 has reached its desired value h again. In this position, it begins to vibrate by the soil resistance F selbststerregt. In this case, a certain tensile force must be expended, which is measured by the Zugkraftmesser 6. The corresponding signal enters the controller 23, which evaluates it and in turn affects the actuator 20 until it has been shifted by the vibration system 1 in the guideway 19 so that the bottom tool 17 a cutting angle ö or «on the rocker 12 a Vibration angle γ sets, which faces the lowest tensile force. In this case, a constant driving speed is maintained above the speedometer 9 and its connection to the controller 23 and the adjusting device 28. With the angle adjuster 2, the optimally determined cutting or oscillation angle (<f ; ψ) is measured; with the storage device 26, this value can be recorded as a function of the driving speed.

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Claims

invention claim

1, device for determining the cutting and oscillation angle for bottom tools, which are adjustably fastened to a vibration system mounted on the device frame, characterized in that the oscillation system (1) is controlled via an angle adjuster (2) and a depth adjuster.

(3) is hinged to the device frame (4) and that a tensile force meter (7) for measuring the soil resistance, a protractor (10) for measuring the cutting (^ ") or oscillation angle (^) and an inclinometer (11) for measuring the deflection of the tool are arranged, which are connected via regulators (23; 24) and adjusting devices (20 j 22) on the angle adjuster (2) and the depth adjuster (3).

2, device according to item 1, characterized in that a storage device (26) for recording the cutting and oscillation angle \ <S \ /) and a speed indicator (25) are arranged, on the one hand by a speedometer (9) with impeller (8), on the other hand from the controller (23) for the angle of oscillation (<JjjO control pulses obtained.

3. Device according to 1 and 2, characterized in that the speed indicator (25) in the cab (27) of the towing vehicle (6) is arranged and connected to an adjusting device (28) for regulating the vehicle speed,

4. Device according to Pkt. 1 to 3, characterized in that the angle adjuster (2) is provided with a curved guide track (19) in which the vibration system (1) is displaceably mounted, wherein the center of the radius of curvature of the guide track (19) coincides with the top of the bottom tool (17).

For this 2 sheets of drawings