DD259720A1 - Anordnung zum einhalten einer konstanten, veraenderlich einstellbaren lege- oder bearbeitungsstufe unabhaengig vom widerstand des erdbodens, gemessen ab erdoberflaeche - Google Patents

Abstract

Die erfindungsgemaesse Anordnung kann ueberall dort angewendet werden, wo es erforderlich ist, unabhaengig vom Bodenwiderstand eine konstante, vorher gewaehlte und fest eingestellte Lege- oder Bearbeitungstiefe zu garantieren. Das trifft beispielsweise bei der maschinellen grabenlosen Legung von Kabeln oder aehnlichen flexiblen Gebilden zu. Die erforderliche Genauigkeit der Lege- oder Bearbeitungstiefe wird durch starr am Zugmittel vorn und beweglich an der Legeeinheit hinten angebrachte Messfuehler, von deren Hoehenmesswerten ein Mittelwert gebildet wird, der auf die Hubeinrichtung, beispielsweise ueber ein Servoventil wirkt, erreicht. Kleinflaechige Erhebungen oder Senken werden messtechnisch unterdrueckt. Das gilt auch bei ploetzlichem Gelaendeabfall- oder -anstieg. Bei Ausfall der Steuerung sorgt eine Schwimmstellung fuer eine vertretbare Legetiefenaenderung bis zum Stillstand der Legeeinrichtung. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung kann überall dort angewendet werden, wo es erforderlich ist, unabhängig vom Bodenwiderstand eine konstante, vorher gewählte und fest eingestellte Lege- oder Arbeitstiefe zu garantieren. Das trifft insbesondere bei der maschinellen, grabenlosen Legung von Kabeln oder ähnlichen, flexibelen Gebilden zu.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind vielfältige Verfahren und Vorrichtungen bzw. Einrichtungen bekannt geworden, die sich mit dem Einhalten einer konstanten Arbeitstiefe eines Arbeitsgerätes im Erdboden befassen. So wird in der DD-PS 24143 ein „Verfahren und eine Vorrichtung zur Einsteuerung von einem an einen Schlepper angebauten oder angehängten Arbeitsgerät auf einen gegenüber der Bodenoberfläche einzustellenden Abstand" beschrieben. Die Unebenheiten, die durch Furchen, Steine, Erdschollen,-Maulwurfshügel u.s.w. entstanden sind, werden durch bekannte Abtasträder oder Gleitkufen abgetastet, die sich ergebenden Werte auf einen Mittelwert interpoliert und dann laufend auf das die HöheneinsteJIung des Arbeitsgerätes bewirkende Steuergerät übermittelt. Zweckmäßigerweise wird hierzu eine pneumatische oder hydraulische Hubeinrichtung verwendet. Die Anordnung besteht aus einer die Bodenoberfläche abtastenden Einheit, der ein Interpoliergerät zugeordnet ist. Die Abtasteinheit besteht aus einem oder mehreren Abtasträdern, die pendelnd zur Längsachse des Zugmittels aufgehängt sein können. Das Arbeitsgerät selbst ist schwebend angeordnet, so daß sich der Antriebsdruck auf die Antriebsräder des Zugmittels erhöht, der Bodendruck unterhalb des Arbeitsgerätes aber vermindert wird. Nach der DE-OS 2631104 „Tiefensteuerungsvorrichtung für landwirtschaftliche Maschinen, insbesondere Rübenerntemaschinen" wird automatisch eine gewisse höhenmäßige Relativbeziehung zwischen Boden und Arbeitswerkzeug beibehalten und dadurch die Arbeitstiefe gewährleistet. Zum Stützorgan ist zusätzlich ein tastender Fühler höhenbewegbar angeordnet, der direkt oder indirekt mit mindestens einem über Leitungen mit einer hydraulisch, elektrohydraulisch oder elektrisch angetriebenen Verstelleinrichtung zum automatischen Tiefenreguliereri des höhenbeweglichen Rahmens verbundenen Schalter zusammen wirkt und beim Verändern einer gewissen Höhendifferenz zwischen seiner bodenseitigen Abtastfläche und der vom Boden getragenen Stützorgan-Auflagefläche zwecks Einhaltung eines Eindringtiefe-Sollwertes einen Schaltimpuls zum Anheben bzw. Senken des höhenbeweglichen Rahmens gibt. Eine feinfühlige Tiefensteuerung wird durch Verwendung von Servoventilen erreicht. Diese Vorrichtung hat keine Mittelwertbildung und ausschließlich eine 2-Punktsteuerung.

Durch die DE-OS 3240278 „Einrichtung zum Regeln eines an einen landwirtschaftlichen Schlepper angebauten Arbeitsgerätes" wird eine Regeleinrichtung offenbart, die wahlweise die Betriebsart Zugkraft, Misch- oder Lageregelung (Tiefeneinstellung) ermöglicht. Die Ermittlung der erforderlichen Werte erfolgt durch Sensoren. Die Lage des Gerätes bezüglich des Zugmittels wird in Abhängigkeit von einem Zugkraftsignal für die am Gerät im Boden entstehende Zugkraft und einem Lagesignal für die Lage des Gerätes bezüglich des Zugmittels verstellt, wobei aus dem Zugkraftsignal der Anteil oberhalb einer bestimmten Grenzfrequenz und aus dem Lagesignal unterhalb der gleichen oder einer niedrigeren Grenzfrequenz herangezogen wird. Die DE-OS 3513064 betrifft ein „Regelverfahren und danach arbeitende Regeleinrichtung für landwirtschaftlich nutzbare Zugfahrzeuge", bei der die Arbeitstiefe aufgrund von Änderungen arbeitstiefenabhängiger Meßwerte und zum Begrenzen des Schlupfes der Antriebsräder durch Anheben, beispielsweise des Pfluges geregelt wird.

Die DE-PS 2315408 beschreibt eine „Landwirtschaftlich nutzbare Zugmaschine" mit heb-und senkbarer Anbauvorrichtung, die ein selbsttätiges Verstellen der Pflugtiefe oder -breite durch ein elektrisches Rechengerät aufweist. Das Rechengerät in Verbindung mit einem Speicher ermöglicht eine konstante Arbeitstiefe bei veränderlicher Arbeitsbreite (beispielsweise ein oder mehrere Pflugscharen) nach Beendigung eines oder mehrerer Arbeitsgänge durch eine Mittelwertbildung und entsprechender Verzögerung. Dabei spielt der Schlupf an der Treibachse oder den Triebrädern, der optisch angezeigt wird bei der Breitenverstellung eine Rolle. Die in der PS hauptsächlich beschriebene Breitenverstellung kann auch analog auf eine Tiefensteuerung umgesetzt werden. Dabei würde aber die Steuerung nicht exakt genüg und für die Kabellegung nicht brauchbar

sein. Weitere Erfindungsbeschreibungen, so die DE-PS 2731164; DE-PS 31 43538 oder die DE-OS 3337317 befassen sich ebenfalls mit der Regelung der Arbeitstiefe. Alle ermittelten Schriften haben jedoch nachteilig für den erfindungsgemäßen Zweck gemeinsam, daß die Lage des Arbeitsgerätes (Lege- oder Arbeitstiefe) in allen Fällen von Werten der Zugkraft und damit des Schlupfes der Antriebsräder abhängig ist. Ausschlaggebendes Kriterium ist immer der unterschiedliche Bodenwiderstand und die damit verbundene Flächenleistung bzw. die Ausnutzung des Zugmittels. . Verfahren und/oder Vorrichtung zur Legetiefenregelung von Kabeln unabhängig vom Bodenwiderstand wurden nicht ermittelt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist, eine Anordnung zu schaffen, mit der erreicht wird, daß das zu legende Kabel oder ähnliche Gebilde unabhängig vom Bodenwiderstand über seine gesamte Länge einen nahezu gleichbleibenden Abstand von der-Erdbodenoberfläche behält und durch Vermeidung von zusätzlichen Handschachtarbeiten schwere körperliche Arbeit und ökonomische Verluste vermieden werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, bei der mit geringstem materiellen und finanziellen Aufwand erreicht wird, mit der erforderlichen Genauigkeit die Legetiefe eines Kabels oder ähnlichen Gebildes unabhängig vom Bodenwiderstand einzuhalten. Geringfügige, kleinflächige Höhenunterschiede, wie sie z. B. durch Steine, Furchen oder Erdschollen hervorgerufen werden, sind meßtechnisch zu unterdrücken. Es ist jedoch sicherzustellen, daß bei relativ plötzlichem Geländeabfall in Lege (Fahrt)-richtung ein nachträgliches Handschachten zum Erreichen der erforderlichen Legetiefe vermieden wird bzw. bei plötzlichem Geländeanstieg durch zu tiefes Eindringen in das Erdreich der Bodenwiderstand so groß wird, daß die Zugkräfte des Zugmittels nicht mehr ausreichen und der Legevorgang unterbrochen wird. Die Meßstützstellen sollen in Abhängigkeit von einer Wegeinformation und dem zulässigen Biegeradius des zu legenden Kabels oder ähnlichen Gebildes fest, jedoch variabel wählbar sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an dem Zugmittel vorn und hinten jeweils ein oder zwei Meßfühler links und/oder rechts, hinten vorzugsweise über der jeweiligen Rad-oder Raupenspur angebracht werden, die eine definierte Höhenmessung mechanisch, durch Ultraschall-, Radar- oder Infrarotgeräte vornehmen und die in entsprechend elektrische Signale umgesetzten Meßwerte über Leitungen an einen Mikrorechner weitergeben. Während der (die) vordere (n) Meßfühler star mit dem Zugmittel verbunden ist (sind), wird der (die) hintere (n) Meßfühler so angebracht, daß er (sie) die Bewegung der Legeeinrichtung mit durchführt, das geschieht durch vorzugsweise Anbringen am Kupplungsmaul des Arbeitsrahmens. Die dem Mikrorechner zugeführten Höhenmeßwerte werden durch die Eingabe des jeweiligen Biegeradiusesund der Wegeinformation zur Mittelwertbildung ergänzt und dieser Mittelwert über einen Verstärker dem Servoventil zugeführt, das seinerseits in bekannter Weise einen Kraftzylinder zum Heben oder Senken eines Arbeitsrahmens mit der Legeeinrichtung pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagt. Die Vertikalbewegung des Arbeitsrahmens mit Legeeiririchtung kann auchdurch elektromechanisch^ Antriebe, beispielsweise Schrittmotore erreicht werden. Im Falle der Steuerung darf der Kraftzylinder nicht zur sogenannten Schwimmstellung kurzgeschlossen sein. Durch die zweckmäßige Anordnung der Meßfühler vorn und hinten und durch die Wahl der Meßstützstellen in Abhängigkeit vom Biegeradius des Kabels wird erreicht, daß nicht nur eine nahezu gleiche Legetiefe erzielt wird, sondern daß auch bei relativ plötzlichem und starkem Gefälle oder Anstieg des Gelänctes in Lege (Fahrt)-richtung das Kabel in solcher Tiefe verbleibt, daß ein manuelles Schachten zum Absenken des Kabels vermieden wird bzw. ein zu hoher Bodenwiderstand zur Unterbrechung des Legevorganges führt.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Anordnung sei an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1: eine schematische Darstellung der Anordnung

Fig. 2: eine schematische Darstellung der Seitenansicht einer Legeeinheit.

Die Fig. 1 zeigt den vorderen, starr mit dem Zugmittel 1 verbundenen Meßfühler 2, dessen Werte dem Mikrorechner 3 über eine Anschlußsteuerung 13 zugeführt werden. Der hintere Meßfühler 4 ist fest am Kupplungsmaul 5, das die Legeeinrichtung 6 mit dem Zugmittel 1 über einen Arbeitsrahmen 7 verbindet, angebracht und übergibt über eine Anschlußsteuerung 13 die Höheninformation ebenfalls an den Mikrorechners. Vom Zugmittel 1 werden überWegaufnehmer 14 Längeninformationen und durch den Eingabeteil 9 die Informationen über das zu legende Kabel, beispielsweise den zulässigen Biegeradius in Abhängigkeit von der Außentemperatur dem Mikrorechners eingegeben. Der vom Mikrorechners gebildete Mittelwert wird über den Verstärker 10 dem Servoventil 11 als Steuergröße zugeführt, das seinerseits den Kraftzylinder 8 mit dem entsprechenden Druck beaufschlagt.

In Fig. 2 sind die vorzugsweisen Anbauorte der Meßfühler 2 am Zugmittel 1 und der Meßfühler4 am Kupplungsmaul 5 sowie der Arbeitsrahmen 7 mit Kraftzylinder 8 und die Legeeinrichtung 6 dargestellt. Durch ein Kurzschlußventil 12 wird bei Ausfall der Steuerung die Legeeinrichtung 6 in Schwimmstellung gehalten, so daß ein für das Kabel gefahrloses langsames Auslaufen der Legeeinheit bei vertretbarer Legetiefenänderung möglich ist. Durch die starre Anordnung der Meßfühler 2 und die gesamte Mittelwertbildung wird bei einem relativ starken und/oder plötzlichen Geländeabfall in Lege(Fahrt)-Richtung das Ausheben der Legeeinrichtung 6 mit dem Kabel und eine evtl. Beschädigung des Kabels vermieden. In jedem Fall ist eine Handschachtung zum Tieferlegen des Kabels nicht erforderlich. Ebenfalls wird vermieden, daß bei Geländeanstieg in der gleichen Art die Legeeinrichtung 6 zu tief in das Erdreich eindringt und Zugkräfte des Zugmittels 1 nicht mehr ausreichen, so daß der Legevorgang unterbrochen wird.

Claims (4)

1. Anordnung zum Einhalten einer konstanten, veränderlich einstellbaren Lege-oder Bearbeitungstiefe unabhängig vom Widerstand des Erdbodens, gemessen ab Erdoberfläche durch eine vertikal gesteuerte Hubeinrichtung, gekennzeichnet dadurch, daß am Zugmittel (1) starr ein oder mehrere Meßfühler (2) vorn und am Kupplungsmaul (5) vorzugsweise zwei Meßfühler (4) mit seitlichem Abstand so angebracht sind, daß sie über der jeweiligen Rad- oder Raupenspur liegen und die Meßwerte der Meßfühler (2; 4) sowie die der Eingabeeinheit (9) und die Wegeinformation mittels Wegaufnehmer (14) dem Mikrorechner (3) eingegeben werden, dessen Mittelwert über einen Verstärker (10) am Servoventil (11) anliegt, das den Kraftzylinder (8) mit entsprechenden Druck beaufschlagt.

2. Anordnung nach Anspruch ^gekennzeichnet dadurch, daß bei Ausfall der Steuerung das Kurzschlußventil (12) die Schwimmstellung der Legeeinrichtung (6) ermöglicht.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Meßfühler (2; 4) mechanisch mit Ultraschall-, Radar-oder Infrarottechnik arbeiten.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Mittelwert des Mikrorechners (3) über einen Verstärker (10) einen elektromechanischen Antrieb beeinflußt.