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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung einer Hubvorrichtung,
welche zwischen einem Traktor und einem landwirtschaftlichen Bodenbearbeitungsgerät zu dessen
Höheneinstellung
und/oder Höhenverstellung
angeordnet bzw. anbringbar ist.
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In
der Landwirtschaft sind zur Bodenbearbeitung dienende Geräte bekannt,
deren Geräterahmen unmittelbar
an einem Traktor höhenverstellbar
bzw. höheneinstellbar
angeordnet ist. Der Vorteil einer solchen Geräteanordnung ist darin zu sehen,
dass Lenkmanöver
des Traktors bei der Bodenbearbeitung, insbesondere Wendemanöver am Rande
eines Feldes, vergleichsweise leicht durchführbar sind. Bei derartigen
Manövern
muss das vorgenannte Bodenbearbeitungsgerät lediglich aus seiner Arbeitslage
für die
Bodenarbeit ausgehoben und in eine angehobene Position gebracht
werden, in der die Bodenbearbeitungswerkzeuge des Gerätes ohne
Bodenberührung
sind. Sodann kann das jeweilige Fahr- oder Wendemanöver bei
hinreichendem Bewegungsraum für
das Fahrzeug leicht ausgeführt
werden.
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Darüber hinaus
wird auch eine Straßenfahrt erleichtert.
Herkömmliche
Hubvorrichtungen werden vom Fahrer des Traktors in der Regel unter
Sichtkontrolle gesteuert, wobei zur Veränderung der Höheneinstellung
des Bodenbearbeitungsgerätes
ein fahrerseitig betätigbarer
Hebel dient, mit dem der Zu- bzw. Abfluss von Hydraulikmedium an
einem hydraulischen Kolben-Zylinder-Aggregat gesteuert wird, welches
seinerseits als Stellorgan der Hubvorrichtung vorgesehen ist.
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Gegebenenfalls
können
das Hubwerk bzw. die Steuerung mit einstellbaren Anschlägen oder
dergleichen derart zusammenwirken, dass sich der maximale Hubweg
auf ein notwendiges oder zweckmäßiges Maß begrenzen
lässt,
um Manöver
am Feldrand oder dergleichen nach Möglichkeit zu beschleunigen.
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Grundsätzlich ist
es wünschenswert,
dass die Steuerung der Hubvorrichtung eine hohe Flexibilität bietet
und insbesondere eine Durchführung
der Hubbewegungen ohne Sichtkontrolle ermöglicht.
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Deshalb
ist bei einer Steuerung der eingangs angegebenen Art eine Handhabe
vorgesehen, die einen Sollwertgeber einer Steuer- und Regeleinheit
betätigt,
mit der ein Hubweg der Hubvorrichtung (durch Soll-Istwert-Vergleich)
regelbar ist.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zwischen der die
Hübe der
Hubvorrichtung steuernden Handhabe und dem Antrieb der Hubvorrichtung
eine Regelstrecke vorzusehen, so dass die Bewegungen der Hubvorrichtung
immer in reproduzierbarer Weise den Bewegungen der Handhabe folgen.
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Damit
erhält
der Fahrer des Traktors bereits nach kurzer Eingewöhnungsphase
bei der Bedienung der Hubvorrichtung ein gutes Gefühl dafür, welche
Hubstellung jeweils eingestellt bzw. erreicht wurde.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist dabei vorgesehen, die Handhabe als Handrad auszubilden,
wobei der Drehweg des Handrades aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen
Regelstrecke in gut reproduzierbarer Weise die dem Drehhub des Handrades
folgende Hubbewegung der Hubvorrichtung anzeigt.
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In
besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen
sein, die Handhabe bzw. das Handrad mit einer haptischen Rückkopplung
derart zu versehen, dass bei Erreichen oder Einstellung vorgebbarer
Hublagen vorgege bene „haptische
Ereignisse” eintreten,
beispielsweise ein stark erhöhter Verstell- bzw. Drehwiderstand
an der Handhabe bzw. am Handrad oder auch eine Rüttel- oder Hubbewegung der Handhabe oder
des Handrades.
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Eine
konstruktiv besonders zweckmäßige Realisierung
der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein als Handhabe
vorgesehenes Handrad einerseits mit einem Potentiometer und andererseits mit
einem Schrittmotor gekoppelt ist, wobei das Potentiometer als Sollwertgeber
für die
von der Regelstrecke einzustellende Hublage der Hubvorrichtung arbeitet
und der Schrittmotor zur Realisierung der „haptischen Ereignisse” dient.
Im Übrigen
kann zweckmäßig vorgesehen
sein, das als Handhabe vorgesehene Handrad unter dem handseitigen
Ende einer Unterarmauflage anzuordnen, so dass eine Bedienung des
Handrades mit bequem abgestütztem Unterarm
ermöglicht
wird. Dabei ist vorteilhaft, dass die Position des Handrades ohne
Sichtkontakt leicht erfühlt
werden kann.
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Im Übrigen wird
hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche und
die nachfolgende Erläuterung
der Zeichnung verwiesen, anhand der eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung näher
beschrieben wird.
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Schutz
wird nicht nur für
angegebene oder dargestellte Merkmalskombinationen, sondern auch für prinzipiell
beliebige Kombinationen der angegebenen oder dargestellten Einzelmerkmale
beansprucht.
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In
der Zeichnung zeigt
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1 eine
Seitenansicht eines schematisiert dargestellten Traktors, der über eine
Hubvorrichtung direkt mit einem landwirtschaftlichen Bodenbearbeitungsgerät verbunden
ist,
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2 eine
perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Bedieneinheit
zur Steuerung der Hubvorrichtung und
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3 eine
stark schematisierte Darstellung, die das Zusammenwirken eines als
Handhabe der Bedieneinheit vorgesehenen Handrades mit einer Regelstrecke
zur Regelung der Hubbewegungen der Hubvorrichtung zeigt.
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Gemäß 1 ist
an einem Traktor 1 heckseitig ein landwirtschaftliches
Bodenbearbeitungsgerät 2 angeordnet.
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Dieses
Bodenbearbeitungsgerät 2 lässt sich aus
seiner zeichnerisch dargestellten Arbeitslage, bei der pflugscharartige
Bodenbearbeitungswerkzeuge in den Boden eindringen, in eine angehobene Lage
bringen, in der die Bodenbearbeitungsgeräte aus dem Boden ausgehoben
sind. In einer solchen Lage des Bodenbearbeitungsgerätes 2 können am Rande
eines zu bearbeitenden Feldes Wendemanövers des Traktors 1 leicht
ausgeführt
werden. Außerdem
ist die angehobene Lage des Bodenbearbeitungsgerätes 2 für Straßenfahrten
vorgesehen.
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Das
Bodenbearbeitungsgerät 2 besitzt
in grundsätzlich
bekannter Weise einen im Wesentlichen horizontalen Rahmen 3,
mit einem an dessen fahrzeugseitigem Rand angeordneten Bock bzw. Turm 4.
Zwischen dem Rahmen 3 bzw. dem Bock 4 und dem
Traktor 1 ist ein sogenanntes Dreipunktgestänge angeordnet,
welches zwei in Querrichtung voneinander beabstandete Unterlenker 5 sowie
einen Oberlenker 6 aufweist. Die beiden Unterlenker 5 sind
zwischen unteren traktorseitigen Anlenkpunkten und dem Rahmen 3 zwischengeschaltet,
während der
Oberlenker 6 einen oberen traktorseitigen Anlenkpunkt mit
dem oberen Ende des Bockes bzw. Turmes 4 verbindet. Die
Unterlenker 5 sind über
ein Gestänge 7 mit
einem traktorseitigen Hubarm 8 verbunden, der mittels eines
hydraulischen Kolben- Zylinder-Aggregates 9 verstellbar
bzw. um eine horizontale Querachse verschwenkbar am Traktor 1 angeordnet
ist. Wenn der Hubarm 8 einen Aufwärtshub entgegen dem Uhrzeigersinn
ausführt,
führen
die Unterlenker 5 einen entsprechenden Schwenkhub aus, wobei
das Bodenbearbeitungsgerät 2 unter
leichter Schwenkung seines Rahmens 3 entgegen dem Uhrzeigersinn
um eine Querachse angehoben wird.
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Das
Kolben-Zylinder-Aggregat 9 lässt sich über eine Ventilanordnung 10 mit
der Druckseite einer saugseitig mit einem Hydraulikreservoir 11 verbundenen
Pumpe 12 bzw. mit dem Hydraulikreservoir 11 verbinden,
so dass ein Kolben des Kolben-Zylinder-Aggregates 9 einen
Aufwärts-
bzw. einen Abwärtshub
ausführen
kann. Die Ventilanordnung 10 wird mittels einer Steuer-
und Regeleinheit 13 betätigt,
die eingangsseitig mit einer Bedieneinheit 14, mit der
unter anderem ein Sollwert für
den Betriebszustand des Kolben-Zylinder-Aggregates 9 bzw.
die Stellung des Kolbens dieses Kolben-Zylinder-Aggregates 9 vorgegeben
werden kann, und einem Istwertgeber 15 verbunden ist, der
mit dem Hubarm 8 zusammenwirkt und Signale erzeugt, die
die Stellung des Kolbens des Kolben-Zylinder-Aggregates 9 wiedergeben. Wie
der 2 entnommen werden kann, besitzt die Bedieneinheit 14 ein
Handrad 16, welches gemäß 3 mit
einem Potentiometer 17 zwangsgekoppelt ist, welches als
Sollwertgeber der Steuer- und Regeleinheit 13 vorgesehen
ist. Die am Potentiometer 17 abgreifbaren Signale werden
mittels Software als Sollwerte für
vorgebbare Parameter, z. B. die Hublage des Gerätes 3, verarbeitet.
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Im
Ergebnis wird damit gewährleistet,
dass der Kolben des Kolben-Zylinder-Aggregates 9 einem Drehhub
des Handrades 16 reproduzierbar folgt. Dementsprechend
führt der
Hubarm 8 eine dem Drehhub des Handrades 16 reproduzierbar
folgende Schwenkbewegung aus, bei dem das Bodenbearbeitungsgerät 2 entsprechend
der jeweiligen Hubrichtung bzw. der Richtung des Drehhubes des Handrades 16 angehoben
oder abgesenkt wird. Außerdem ist
das Handrad 16 gemäß 3 mit
einem Schrittmotor 19 antriebsgekoppelt. Dieser Schrittmotor 19 dient
in weiter unten dargestellter Weise zur haptischen Rückkopplung
zwischen der jeweiligen Hublage des Bodenbearbeitungsgerätes 2 und
dem Handrad 16.
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Das
Handrad 16 dient nicht nur zur Sollwertvorgabe bei der
Hubverstellung des Bodenbearbeitungsgerätes 3. Vielmehr hat
das Handrad 16 weitere Funktionen:
Durch Drücken einer
der Tasten 16,1 bis 16,4 in
der Nachbarschaft des Handrades 16 kann dieses beispielsweise
für die
Einstellung eines Grenzwertes wirksam geschaltet werden. Beispielsweise
kann das Handrad 16 nach Drücken der Taste 16,1 dazu
dienen, einen „Grenzwert
für die
obere Hublage” des Bodenbearbeitungsgerätes 3 einzustellen.
Dabei kann ein das Handrad 16 umgebender Leuchtbalken einerseits
den bisherigen Grenzwert und andererseits den neuen Grenzwert in
unterschiedlicher Weise farbig oder blinkend anziehen. Durch nochmaliges Drücken der
Taste 16,1 oder auch durch axialen Druck auf das
bei axialer Hubverstellung einen Schalter betätigende Handrad 16 wird
dann der neue Grenzwert gespeichert.
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Durch
Drücken
beispielsweise der Taste 16,2 kann die augenblickliche
Stellung des Handrades, d. h. die in dieser Stellung des Handrades 16 eingestellte „augenblickliche
Sollwertvorgabe” gespeichert
werden.
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Sobald
bei einer nachfolgenden Verstellung, des Handrades 16 und
der damit einhergehenden Hubverstellung des Bodenbearbeitungsgerätes 3 eine
Stellung entsprechend dem zuvor gespeicherten „Grenzwert für die obere
Hublage” oder
der „augenblicklichen
Sollwertvorgabe” erreicht
wird, steuert die Steuer- und Regeleinheit 13 den Schrittmotor 19 zur
Erzeugung vorgebbarer haptischer Ereig nisse an. Beispielsweise kann
am Handrad 16 bei Erreichen des „Grenzwertes für die obere
Hublage” ein sehr
hoher anschlagartiger Drehwiderstand fühlbar werden, während bei
Erreichen der zuvor gespeicherten „augenblicklichen Sollwertvorgabe” eine Verrastung
fühlbar
wird.
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Auf
diese Weise kann ein Bediener bei Betätigung des Handrades 16 ohne
Sichtkontrolle des Bodenbearbeitungsgerätes 3 fühlen, welche
zuvor gespeicherte Stellung für
das Bodenbearbeitungsgerätes
erreicht ist.
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Grundsätzlich können mit
dem Schrittmotor 19 oder einem entsprechenden Aktor auch
andersartige „haptische
Ereignisse” ermöglicht werden.
Beispielhaft sei auf eine Dreh-Rüttelbewegung
des Handrades oder axiale Hubstöße des Handrades 16 verwiesen.
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Im Übrigen kann
der Schrittmotor 19 bzw. ein stattdessen vorgesehener Aktor
auch zur Simulation einer schrittweisen Verrastung des Handrades 16 bei dessen
Drehverstellung herangezogen werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung können
mit einem Drehknopf 18 oder einem sonstigen Betätigungsorgan
unterschiedliche zusätzliche
Vorgaben eingestellt werden, die vorzugsweise auf Anzeigen 20 visuell
dargestellt werden. Beispielsweise kann sich mit dem Drehknopf 18 die
Leistung der Pumpe 12 einstellen und/oder eine erste Hublage
vorgeben lassen, die zum Ausheben der Bodenbearbeitungsgeräte aus dem
Boden zwar zweckmäßig ist,
jedoch unter Sicherheitsaspekten ohne weiteres überschritten werden darf. Andererseits
kann mit dem Drehknopf 18 eine weitere Hublage vorgegeben
werden, die unter Sicherheitsaspekten nicht überfahren werden darf, weil
dann beispielsweise eine Kollision zwischen Traktor 1 und
Bodenbearbeitungsgerät 2 unter
Gefährdung
des Fahrers zu befürchten
wäre.
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Immer
dann, wenn das Bodenbearbeitungsgerät 2 bei der Drehverstellung
des Handrades 16 eine unter Sicherheitsaspekten unkritische
Vorgabe-Lage erreicht oder sich dieser Vorgabe-Lage annähert, gibt
das Handrad 16 einen mittels des Schrittmotors 19 erzeugten
haptischen Hinweis, während bei
Annäherung
an eine unter Sicherheitsaspekten kritische Vorgabe-Lage eine Blockierung
des Handrades 16 mittels des Schrittmotors 19 erfolgen
kann. Auf diese Weise ist gewährleistet,
dass dem Bediener durch haptische Rückkopplung das Erreichen einer
unkritischen Vorgabe-Lage mitgeteilt wird, ein Weiterdrehen des
Handrades 16 für
ein Überfahren der
vorgenannten Vorgabe-Lage jedoch ermöglicht wird. Andererseits bleibt
die Sicherheit bei Erreichen gefährlicher
Lagen vollauf gewährleistet.
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In
ergonomisch vorteilhafter Weise kann das Handrad 16 unter
einem handseitigen Endstück
einer Unterarmauflage 21 (vgl. 2) angeordnet
sein. Auf diese Weise lässt
sich vermeiden, dass eine das Handrad 16 bedienende Hand
mit übermäßigem Gewicht
auf dem Handrad 16 lastet. Andererseits ist für den Unterarm
des Bedieners eine komfortable Abstützung gegeben. Außerdem lässt sich
das Handrad 16 ohne Sichtkontrolle leicht erfassen.