DE10007157A1

DE10007157A1 - Bodenbearbeitungsgerät mit Überlastsicherung

Info

Publication number: DE10007157A1
Application number: DE2000107157
Authority: DE
Inventors: Johannes Van Stephaudt; Johannes Terboven
Original assignee: Lemken GmbH and Co KG
Current assignee: Lemken GmbH and Co KG
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2001-08-23

Abstract

Ein Bodenbearbeitungsgerät mit Überlastsicherung ist vorgesehen, bei dem die Gelenklager so ausgebildet sind, dass sie sowohl verschleißfrei als auch wartungsfrei sind. Die Überlastsicherung kann zusätzlich eine Rückschlagdämpfung aufweisen, die eine Überlastung des Systems bei der Rückführung eines ausgelösten Arbeitswerkzeuges durch Abfederung oder Dämpfung verhindert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bodenbearbeitungsgerät mit Überlastsicherung gemäß des Oberbegriffes des Patentanspruches 1. Ein derartiges Bodenbearbeitungsgerät mit Überlastsicherung ist z. B. der französischen Patentanmeldung 2 362 562 zu entnehmen. Bei dem Gegenstand dieser Anmeldung sind praktisch alle Gelenke mit runden Achsen und Bohrungen ausgestattet.

Diese Art der Überlastsicherung fordert ein ständiges Abschmieren der Gelenkachsen, was letztendlich einen Verschleiß nur mindert, jedoch nicht verhindert.

Das US-Patent 5 465 796 zeigt ebenfalls ein Bodenbearbeitungsgerät mit Überlastsicherung, bei dem praktisch alle Gelenkpunkte aus Achsen und Bohrungen gebildet werden, die einem erheblichen Verschleiß unterworfen sind. Insbesondere im Einsatz auf Großbetrieben wird bei einer Überlastsicherung gemäß US-Patent 5 465 796 ein großer Abschmier- und Wartungsaufwand erforderlich. Trotzdem kann bei dieser Ausführung ein Verschleiß der Gelenke bzw. Bauteile nicht sicher vermieden werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bodenbearbeitungsgerät mit Überlastsicherung zu schaffen, die wartungsfrei ist und deren Gelenkpunkte und Achsen verschleißfrei sind.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

In Folge dieser Maßnahmen wird ein Bodenbearbeitungsgerät mit Überlastsicherung bereitgestellt, bei dem die Überlastsicherung völlig wartungsfrei und letztendlich auch verschleißfrei ist, soweit es die Gelenkpunkte bzw. Achsen des Überlastsystems betrifft. Insbesondere bei Bodenbearbeitungsgeräten, wie Dreh-, Aufsattel- oder Anhängedrehpflüge, die auf Großbetrieben mit leistungsstarken Traktoren eingesetzt werden, kommt es auf eine hohe Schlagkraft an. Dies bedeutet aber, dass die Stillstandszeiten für Wartungsarbeiten gegen Null gehen müßten. Die wichtigen und hochbelasteten Baueile dürfen nicht verschleißen. Diese Voraussetzungen werden durch die erfindungsgemäße Lösung geschaffen.

Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass jedes Gelenklager aus einer V- förmigen Lagerspitze und aus einer V-förmigen Aufnahme besteht und Mittel vorgesehen sind, die die V-förmige Lagerspitze und die V-förmige Aufnahme in Anlage haftend ausgebildet sind.

Durch diese Ausführung wird sichergestellt, dass trotz einer fehlenden üblichen formschlüssigen Verbindung der Bauteile, alle Bauteile fixiert sind und von daher keine Funktionseinbuße zu erwarten ist.

Die Erfindung sieht weiter vor, dass jede V-förmige Lagerspitze als Sektionsbolzen oder Sektionsbolzenansätze ausgebildet ist, die auf der einen Längsseite einen V- förmigen Querschnitt mit nach außen gerichteter Spitze und auf der anderen Längsseite einen teilkreisbogenförmigen Querschnitt aufweist, wobei der Abstand von der Spitze zur Tangente der teilkreisbogenförmigen Seite des Sektionsbolzens dem Radius des Teilkreises des Sektionsbolzens entspricht.

Durch diese Ausbildung ist es möglich, den Sektionsbolzen einfach zu führen, wobei als Führung einfache Bohrungs- und Bolzenkonstruktionen verwendet werden, die aufgrund der geringen Belastung der Bauteile letztendlich keinem Verschleiß unterliegen.

Die Bauteile werden in Ruhelage in Position gehalten; während der Arbeit sind sie unbelastet, da alle Kräfte und Belastungen von den V-förmigen Lagerspitzen und V- förmigen Aufnahmen übernommen werden.

Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass der Energiespeicher mindestens eine Zugstange mit Anschlagteller, eine Stangenführung mit Anschlagteller mit mindestens einer zwischen den Anschlagtellern vorgesehenen und durch die Zugstange geführten Druckfeder umfaßt, dass die Zugstange endseitig ein Gewindeteil aufweist und durch die Stangeführung hindurchführbar und über eine Spannvorrichtung, vorzugsweise eine Mutter die Druckfeder vorspannend ausgebildet ist.

Hierdurch wird in einfacher und kostengünstiger Weise eine Überlastsicherung gebildet, die einfach einstellbar und vorspannbar ist.

Der Energiespeicher mit Zugstange und Druckfeder stellt nur eine Form von einsetzbaren Energiespeichern dar, die mit der Erfindung vorgeschlagen werden. Dort, wo Überlastsicherungen mit extrem hohen Rückstellkräften gefordert sind, können auch Hydraulikzylinder als Energiespeicher eingesetzt werden, wobei es belanglos ist, ob für alle Hydraulikzylinder ein großer Hydrospeicher oder für jeden Hydraulikzylinder je ein kleiner Hydrospeicher vorgesehen wird oder ob das Öl im Hydraulikzylinder bei einer Überlastung über ein Überdruckventil oder über ein elektronisch geregeltes Hydrauliksteuersystem in den Öltank des Traktors zurückgeführt wird.

Die Erfindung sieht weiter vor, dass die Zugstange rahmenseitig ein mit dem Querschnitt des Sektionsbolzens korrespondierendes Loch aufweist, in dem der Sektionsbolzen untergebracht ist, dass die Stangeführung rechts und links Sektionsbolzenansätze mit V-förmigen Lagerspitzen aufweist und dass die Spitzen der V-förmigen Lagerspitzen nach außen weisend angeordnet sind.

Während der Arbeit wird der Energiespeicher mit Druck belastet, der über die Spitzen der V-förmigen Lagerspitzen des Energiespeichers übernommen wird. Durch die Abstützung über die Lagerspitzen werden Gelenke geschaffen, die wartungsfrei und praktisch verschleißfrei sind. Dadurch, dass die Stangenführung beidseitig Sektionsbolzenansätze mit V-förmigen Lagerspitzen aufweist, kann sie dazwischenliegend hindurchgeführt werden. Diese Ausführung konstruktive Ausführung ist einfach und funktionell.

Die Erfindung sieht weiter vor, dass die V-förmigen Aufnahmen einen größeren Winkel aufweisen als die V-förmigen Lagerspitzen.

Der größere Winkel der V-förmigen Aufnahme läßt dementsprechend ein Kippen der V-förmigen Lagerspitze und damit ein Auslösen des Zinkenelementes des Bodenbearbeitungsgerätes zu. Je größer die Differenz der Winkel um so größer der Ausweichweg des Zinkenelementes.

Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass die V-förmigen Aufnahmen einen mit dem Teilkreis des Sektionsbolzens bzw. der Sektionsbolzenansätze korrespondierenden Radius aufweisen.

Durch diese Ausführungsform wird trotz der V-förmigen und verschleißfreien Konstruktion der Gelenke der Vorteil einer üblichen Lagerung mit Rundbolzen und Rundbohrung hinsichtlich Fixierung sichergestellt.

Der Sektionsbolzen mit der V-förmigen Lagerspitze wird in einem Bauteil, z. B. dem Zinkenelement, verdrehsicher fixiert und stützt sich über die Lagerspitzen in Belastungsrichtung ab und wird auf der unbelasteten Rückseite wie ein normaler Rundbolzen geführt.

Die Erfindung sieht weiter vor, dass mindestens ein Anschlaghebel vorgesehen ist, der über eine Vorspannkraft den Sektionsbolzen mit seiner Spitze in die V-förmige Aufnahme drückend ausgebildet ist und dass die Vorspannkraft größer ist als die Gewichtskraft des Zinkenelementes mit Scharen.

Durch diese konstruktive Ausführung wird sichergestellt, dass das Zinkenelement nach dem Auslösen wieder zurückschwenken kann, ohne die umliegenden Bauteile zu hoch zu belasten. Bei Überlastung gibt der Anschlaghebel gegen die Vorspannkraft nach und schützt daher vor Überlastungen. Durch die Vorspannkraft, die größer ist als die Gewichtskraft des Zinkenelementes, wird sichergestellt, dass das Zinkenelement immer in Arbeitsstellung gehalten und fixiert ist, und zwar immer spielfrei. Diese Art der spielfreien Gelenkkonstruktion kann bei allen Gelenklagern des Überlastsystems eingesetzt werden.

Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass der Anschlaghebel am Zinkenelement schwenkbar gelagert und über ein Federelement vorgespannt, dass die Vorspannkraft einstellbar ist und dass das Spiel zwischen Anschlaghebel und Sektionsbolzen einstellbar ist.

Durch diese konstruktive Ausführung kann sowohl die Vorspannkraft als auch das Spiel so eingestellt werden, dass die Bauteile, die das Zinkenelement in Arbeitsstellung halten, nur mit einem geringen Anpreßdruck belastet sind. Das Spiel in den Gelenken kann durch die entsprechende Einstellung von Stellteilen eliminiert werden kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind den Figuren und der Figurenbeschreibung zu entnehmen.

Hierbei zeigen Fig. 1 einen Scheibengrubber als Bodenbearbeitungsgerät in Seitenansicht,

Fig. 2 eine Detailansicht eines Zinkenelementes mit Überlastsicherung,

Fig. 3 eine Detailansicht eines Zinkenelementes mit Überlastsicherung und Anschlaghebel,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Sektionsbolzens,

Fig. 5 einen Schnitt durch den Sektionsbolzen,

Fig. 6 einen Ausschnitt einer V-förmigen Lagerspitze und einer V-förmigen Aufnahme und

Fig. 7 eine alternative Überlastsicherung mit Anschlaghebel.

Die Fig. 1 zeigt ein Bodenbearbeitungsgerät (1), und zwar einen Grubber (45). Der Grubber weist einen Rahmen (2) auf, an dem die Zinkenelemente (3) um die Achsen (4) schwenkbar befestigt sind. Die Zinkenelemente werden über Energiespeicher (5) in Arbeitsstellung gehalten. Der Energiespeicher ist über die Gelenkachse (6) mit dem Rahmen (2) und der Gelenkachse (7) mit dem Zinkenelement verbunden.

Für den Anbau an einen Traktor weist der Grubber einen Dreipunktturm (46) mit unteren Anlenkpunkten (47) und oberem Anlenkpunkt (48) auf. Der Energiespeicher besteht unter anderem aus einer Zugstange (20), Federn (22, 22') und einer Spannvorrichtung (24), hier eine Mutter (25), die auf dem Gewindeteil (21) der Zugstange (20) eine Einstellung der Vorspannkraft ermöglicht, aber auch eine Veränderung der Stellung des Zinkenelementes (3) mit seinen Scharen (39).

Die Schare sind hier als mehrteilige Schare dargestellt, die aus Scharspitze (53), Flügelschare (54) und Leitblech (55) bestehen.

Über ein Parallelgestänge (50) ist eine Einheit (49) mit dem Rahmen des Grubbers verbunden, die sowohl versetzt angeordnete Hohlscheiben (51) als auch eine Nachlaufwalze (52) trägt.

Die Fig. 2 zeigt eine Detailansicht des am Rahmen (2) angebauten Zinkenelementes (3) mit Energiespeicher (5). Das Zinkenelement (3) ist über den als Achse (4) dienenden Sektionsbolzen (13) mit dem Rahmen verbunden. Der Sektionsbolzen weist eine V-förmige Lagerspitze (11) auf. Der Sektionsbolzen ist formschlüssig mit dem Zinkenelement (3) verdrehfest verbunden.

Die V-förmige Lagerspitze (11) stützt sich in der V-förmigen Aufnahme (12) der Rahmenplatten (56) des Rahmens (2) ab. Die Spitze (11') der V-förmigen Lagerspitze (11) des Sektionsbolzens (13) bildet den Mittelpunkt des Teilkreises (16) des Sektionsbolzens. Der Sektionsbolzen (13) liegt mit seinem teilkreisbogenförmigen Querschnitt (15) auf der der V-förmigen Lagerspitze gegenüberliegenden Seite an den Rahmenplatten (56) an. Die Rahmenplatten weisen dort einen Radius (32) auf, der mit dem Radius (17) des Sektionsbolzens korrespondiert.

Der Energiespeicher ist mit seiner Zugstange und seiner Stangenführung (23) in ähnlicher Weise mit der Rahmenplatte (56) des Rahmens (2) und dem Zinkenelement (3) verbunden. Die Federn (22, 22') werden auf der Zugstange (20) geführt und stützen sich einerseits gegen den Anschlagteller (20') der Zugstange und andererseits gegen den Anschlagteller (23') der Stangenführung (23) ab. Die Zugstange ist durch die Stangenführung hindurchgeführt und weist endseitig ein Gewindeteil (21) mit Mutter (25) auf.

Mit der Mutter (25) wird der komplette Energiespeicher so vorgespannt, dass sowohl die gewünschte Vorspannung als auch die gewünschte Stellung der Schare (39) erreicht wird.

Die Fig. 3 zeigt eine Überlastsicherung mit Rückschlagdämpfung (33). Die Rückschlagdämpfung weist einen Anschlaghebel (37) auf, der über die Gelenkschraube (35) mit dem Halter (34) schwenkbar verbunden ist. Der Halter (34) ist über die Gelenkschraube (35) und über die zusätzliche Schraube (36) mit dem Zinkenelement (3) verbunden.

Der Anschlaghebel (37) wird über die Spannschraube (57) mit der Feder (38) gegen den teilkreisförmigen Querschnitt der Sektionsbolzenansätze (26) gedrückt. Dabei ist die Kraft der Feder so groß bemessen, dass sie größer ist als die Gewichtskraft des Zinkenelementes mit Scharen (39). Die Feder wird über die Stellmutter (40) vorgespannt. Über die Stellmuttern (40') wird der Anschlaghebel (37) von den Sektionsbolzenansätzen weggedrückt, dadurch wird das Spiel zwischen Anschlaghebel (37) und Bolzenansätze (26) so eingestellt, dass der Anschlaghebel zwar anliegt, aber keinem übermäßigem Druck durch die Feder (38) ausgesetzt wird. Die Rüschlagdämpfung verhindert eine Überlastung aller Bauteile, insbesondere der Zugstange (20) und der Gelenklager, wenn das Zinkenelement (3) mit Schar nach dem Ausweichen aufgrund eines Bodenhindernisses wieder durch die Kraft der Feder und durch das Eigengewicht in die Arbeitsstellung zurückbewegt wird. Anstatt abrupt abgebremst zu werden, wird der Schlag durch kurzes Nachgeben des vorgespannten Anschlaghebels gedämpft.

Die Fig. 4 zeigt einen Sektionsbolzen (13) in perspektivischer Ansicht. Sie verdeutlicht auch die Ausführung der V-förmigen Lagerspitze (11).

Die Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch den Sektionsbolzen (13). Der Querschnitt wird zum einen über den Spitzenquerschnitt (14) und den teilkreisbogenförmigen Querschnitt (15) gebildet. Der Teilkreis (18) weist einen Abstand (16) zu der V- förmigen Lagerspitze (11) auf, der dem Radius (17) des Teilkreises (18) entspricht.

Die Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht des Sektionsbolzens (13) im Detail mit der V- förmigen Lagerspitze (11), die in der V-förmigen Aufnahme (12) gelagert ist. Diese Figur verdeutlicht auch, dass der Winkel (30) der V-förmigen Aufnahme deutlich größer ist als der Winkel (31) der V-förmigen Lagerspitze. Die Differenz der beiden Winkel entspricht dem Winkel, innerhalb dem das Zinkenelement bei Auftreffen auf ein Hindernis verschwenken kann bzw. dem Verschwenkwinkel der V-förmigen Lagerspitzen in den V-förmigen Aufnahmen der diversen Gelenke des Bodenbearbeitungsgerätes.

Die Fig. 7 zeigt eine alternative Überlastsicherung mit Rückschlagdämpfung (33). Der Anschlaghebel (37') überträgt die Federkraft des Energiespeichers (5) über die Gelenkschraube (35) auf den Anschlag (58). Bei einer Rückschlagkraft wird der Gummipuffer (59) belastet, der nachgibt und so den Rückschlag dämpft. Mit der Exzenterschraube (60) wird der Energiespeicher mehr oder weniger gegen den Anschlaghebel (37') gepreßt. Der Grad der Dämpfung bzw. Federung läßt sich so voreinstellen.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmen sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.

Bezugszeichenliste

1

Bodenbearbeitungsgerät

2

Rahmen

3

Zinkenelement

4

Achse (Rahmen, unten)

5

Energiespeicher

6

Gelenkachse (Energiespeicher/Rahmen)

7

Gelenkachse (Energiespeicher/Zinkenelement)

8

Gelenklager (Achse

4

)

9

Gelenklager (Gelenkachse

6

)

10

Gelenklager (Gelenkachse

7

)

11

V-förmige Lagerspitze

11

' Spitze der V-förmige Lagerspitze

12

V-förmige Aufnahme

13

Sektionsbolzen

14

Spitzer Querschnitt

15

Teilkreisförmiger Querschnitt

16

Abstand (Spitze I Teilkreis)

17

Radius

18

Teilkreis

19

Sektionsbolzenansätze

20

Zugstange

20

' Anschlagteller

21

Gewindeteil

22

Druckfeder

22

' Druckfeder

23

Stangenführung

23

' Anschlagteller

24

Spannvorrichtung

25

Mutter

26

Sektionsbolzenansätze

27

Tangente der teilkreisbogenförmigen Seite des Sektionsbolzens

30

V-Winkel (Aufnahme)

31

V-Winkel (Lagerspitze)

32

Radius (Aufnahme)

33

Rückschlagdämpfung

34

Halter

35

Gelenkschraube

36

Schraube

37

Anschlaghebel

37

' Anschlaghebel

38

Feder

39

Schare

40

Steilmutter der Feder

40

' Stellmuttern für Anpreßdruckeinstellung

45

Grubber

46

Dreipunktturm

47

Unterer Anlenkpunkte

48

Obere Anlenkpunkte

49

Einheit

50

Parallelgestänge

51

Versetzte Hohlscheiben

52

Nachlaufwalze

53

Scharspitze

54

Flügelschare

55

Leitblech

56

Rahmenplatte

57

Spannschraube

58

Anschlag

59

Gummipuffer

60

Exzenterschraube

Claims

1. Bodenbearbeitungsgerät (1) mit Überlastsicherung mit einem Rahmen (2) mit mindestens einem Zinkenelement (3), das um eine waagerecht und quer zur Arbeitsrichtung angeordnete Achse (4) mit dem Rahmen schwenkbar verbunden ist, mit einem Energiespeicher (5), der jeweils im Abstand zur Achse (4) sowohl mit dem Rahmen (2) als auch mit dem Zinkenelement (3) über waagerecht und quer zur Arbeitsrichtung angeordnete Gelenkachsen (6, 7) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Achse (4) und die Gelenkachsen (6, 7) Teile von Gelenklagern (8, 9, 10) sind, die V-förmige Lagerspitzen (11) und V-förmige Aufnahmen (12) aufweisen,
wobei die V-förmigen Lagerspitzen in die V-förmigen Aufnahmen eingreifend und sich dagegen abstützend ausgebildet sind.

2. Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Gelenklager aus einer V-förmigen Lagerspitze (11) und aus einer V- förmigen Aufnahme (12) besteht und Mittel vorgesehen sind, die die V-förmige Lagerspitze und die V-förmige Aufnahme in Anlage haltend ausgebildet sind.

3. Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede V-förmige Lagerspitze als Sektionsbolzen (13) oder Sektionsbolzenansätze (19) ausgebildet ist, die auf der einen Längsseite einen V- förmigen Querschnitt (14) mit nach außen gerichteter Spitze (11') und auf der anderen Längsseite einen teilkreisbogenförmigen Querschnitt (15) aufweist, wobei der Abstand von der Spitze (11') zur Tangente (27) der teilkreisbogenförmigen Seite des Sektionsbolzens (13) dem Radius (17) des Teilkreises (18) entspricht.

4. Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (5) mindestens eine Zugstange (20) mit Anschlagteller (20'), eine Stangenführung (23) mit Anschlagteller (23') mit mindestens einer zwischen den Anschlagtellern vorgesehenen und durch die Zugstange (20) geführten Druckfeder (22) umfaßt, dass die Zugstange endseitig ein Gewindeteil (21) aufweist und durch die Stangeführung hindurchführbar und über eine Spannvorrichtung (24), vorzugsweise eine Mutter (25), die Druckfeder (22) vorspannend ausgebildet ist.

5. Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstange (20) rahmenseitig ein mit dem Querschnitt des Sektionsbolzens (26) korrespondierendes Loch aufweist, in dem der Sektionsbolzen (26) untergebracht ist, dass die Stangenführung rechts und links Sektionsbolzenansätze (19) mit V-förmigen Lagerspitzen (11) aufweist und dass die Spitzen (11') der V- förmigen Lagerspitzen (11) nach außen weisend angeordnet sind.

6. Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die V-förmigen Aufnahmen (12) einen größeren Winkel (30) aufweisen als die V-förmigen Lagerspitzen (11).

7. Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die V-förmigen Aufnahmen einen mit dem Teilkreis (18) des Sektionsbolzens (13) bzw. der Sektionsbolzenansätze (26) korrespondierenden Radius aufweisen.

8. Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Anschlaghebel (37, 37') vorgesehen ist, der über eine Vorspannkraft den Sektionsbolzen mit seiner Spitze (11') in die V-förmige Aufnahme drückend ausgebildet ist und dass die Vorspannkraft größer ist als die Gewichtskraft des Zinkenelementes mit Scharen (39).

9. Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlaghebel am Zinkenelement schwenkbar gelagert und über ein Federelement vorgespannt, dass die Vorspannkraft einstellbar und dass das Spiel zwischen Anschlaghebel und Sektionsbolzen einstellbar ist.