DE102016117237A1

DE102016117237A1 - Verfahren zum mechanischen Koppeln eines Anbaugerätes mit einem Zugfahrzeug oder einer Anhängevorrichtung

Info

Publication number: DE102016117237A1
Application number: DE102016117237.5A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-09-13
Filing date: 2016-09-13
Publication date: 2018-03-15

Abstract

Bei einem Verfahren zum automatisierten mechanischen Koppeln von Befestigungselementen (11) und/oder Hydraulikkomponenten eines Anbaugerätes (5) oder einer Anhängevorrichtung (10) mit Halterungen (6) und/oder Antriebselementen eines Zugfahrzeugs (1) oder der Anhängevorrichtung (10), wobei den Halterungen (6) und/oder den Hydraulikkomponenten und/oder den Antriebselementen mindestens ein Aktor (16) zur Verstellung zugeordnet ist, wird der Aktor (16) von einer gekoppelten Steuerungseinrichtung (13) derart angesteuert, dass die Halterung (6) und/oder die Hydraulikkomponenten und/oder die Antriebselemente anhand an der Steuerungseinrichtung (13) anliegender und mittels einer Erkennungseinrichtung (20) festgestellter Positionsdaten zu dem zugeordneten Befestigungselement (11) und/oder dem Antriebselement bzw. der Hydraulikkomponente positioniert wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum mechanischen Koppeln von Befestigungselementen und/oder Hydraulikkomponenten eines Anbaugerätes oder einer Anhängevorrichtung mit Halterungen und/oder Antriebselementen eines Zugfahrzeugs oder der Anhängevorrichtung, wobei den Halterungen und/oder den Hydraulikkomponenten und/oder den Antriebselementen mindestens ein Aktor zur Verstellung zugeordnet ist.
Aus der Praxis ist es bekannt, dass beim Anhängen einer Anhängevorrichtung oder eines Anbaugerätes an ein Zugfahrzeug und beim Anhängen eines Anbaugerätes an eine mit dem Zugfahrzeug gekoppelte Anhängevorrichtung eine Hilfsperson zwischen dem Zugfahrzeug und dem zu koppelnden Anbaugerät steht, um einen Fahrer des Zugfahrzeugs einzuweisen, insbesondere bei einem schweren Anbaugerät, das nicht mit der Hand verlagert werden kann, um ein ungenaues Anfahren auszugleichen und die Halterungen des Zugfahrzeugs mit den Befestigungselementen des Anbaugerätes mechanisch zu verbinden. Die ist auch beim Koppeln der Anbauvorrichtung mit dem Zugfahrzeug oder dem Koppeln des Anbaugerätes mit der Anhängevorrichtung der Fall. Die Hilfsperson befindet sich in einem Gefahrenbereich, wobei eine Unfallgefahr mit zunehmender Größe von Zugfahrzeug oder Anbauvorrichtung steigt.
Im Rahmen der Erfindung verwendete Positions- bzw. Lageangaben beziehen sich in der Regel auf die Längsachse des Zugfahrzeugs und dessen übliche Fahrtrichtung sowie auf einen Untergrund, auf dem sich das Zugfahrzeug befindet.
Bei einem Anbaugerät kann es sich um ein Pflanz- oder Bearbeitungsgerät oder eine Spritzvorrichtung ein Düngemittelausbringgerät/-maschine oder eine Sägerät/-maschine oder eine Erntemaschine oder ein Bodenbearbeitungsgerät/-maschine oder dergleichen handeln, das bzw. die unmittelbar oder über eine Anhängevorrichtung, die auch als eine Zwischenanhängevorrichtung bezeichnet werden kann, an dem Zugfahrzeug front- oder heckseitig befestigt wird.
Aus der DE 10 2014 113 448 A ist ein Zugfahrzeug bekannt, das eine Hydraulikanlage und zwei Unterlenker und mindestens einen Oberlenker zur Anhängung eines Anbaugerätes umfasst. Mindestens einem der Unterlenker ist eine in Richtung der Fahrzeuglängsachse ausgerichtete Verstelleinrichtung, die mindestens einen Hydraulikzylinder oder eine elektromotorische Verstelleinrichtung umfasst, zugeordnet. Hierdurch wird eine Steuerung und Mechanik für die rechtwinklige, parallele genaue Linienführung von Anhängegeräten bzw. Maschinen an Zugmaschinen bzw. Traktoren, auch in einem hügeligen Gelände oder an einem Seitenhang sowie auf geraden oder gekrümmten Feldern zur Verfügung gestellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das die Kopplung eines Anbaugerätes mit einem Zugfahrzeug ohne eine Hilfsperson, insbesondere automatisiert, ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst.
Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dar.
Bei einem Verfahren zum automatisierten mechanischen Koppeln von Befestigungselementen und/oder Hydraulikkomponenten eines Anbaugerätes oder einer Anhängevorrichtung mit Halterungen und/oder Antriebselementen eines Zugfahrzeugs oder der Anhängevorrichtung, wobei den Halterungen und/oder den Hydraulikkomponenten und/oder den Antriebselementen mindestens ein Aktor zur Verstellung zugeordnet ist, wird der Aktor von einer gekoppelten Steuerungseinrichtung derart angesteuert, dass die Halterung und/oder die Hydraulikkomponenten und/oder die Antriebselemente anhand an der Steuerungseinrichtung anliegender und mittels einer Erkennungseinrichtung festgestellter Positionsdaten zu dem zugeordneten Befestigungselement und/oder dem Antriebselement bzw. der Hydraulikkomponente positioniert wird.
Die Positionsdaten werden beliebig gewonnen, beispielsweise mittels Sender- und Empfängervorrichtungen die den Halterungen und den Befestigungselementen zugeordnet sind. Nach einem Anfahren des Zugfahrzeugs an das Anbaugerät oder die Anhängevorrichtung auf eine relativ kurze Distanz wird der mindestens eine Aktor über die rechnergestützte Steuerungseinrichtung derart angesteuert, dass die Halterung mechanisch mit dem zugeordneten Befestigungselement verbunden wird. Hierbei kann der Aktor derart ausgebildet sein, dass das freie Ende der Halterung eine Bewegung in einer oder mehreren Richtungen beschreibt, beispielsweise die Halterung in Längsrichtung verschoben oder deren Ende teleskopiert und/oder parallel und/oder senkrecht zu einem Untergrund verschwenkt wird. Somit werden kurze Distanzen zwischen dem Anbaugerät und dem Zugfahrzeug oder der Anhängevorrichtung aufgrund der beispielsweise mittels einer elektronischen Erkennungseinrichtung gewonnen Positionsdaten ausgeglichen, ohne dass das Zugfahrzeug oder die Anhängevorrichtung oder das Anbaugerät bewegt werden muss. Für den Fachmann ist mittels der unterschiedlichen Aktoren, die im Folgenden näher erläutert sind, eine mindestens 14-fache Regulation ohne weiteres möglich, um die Kopplung des Zugfahrzeugs mit der Anhängevorrichtung und/oder dem Anbaugerät zu realisieren, wobei in der Anmeldung zwischen der Anhängevorrichtung und dem Anbaugerät unterschieden wird, was aber bei der vorliegenden Erfindung keine wesentliche Rolle spielt. Häufig wird ein Anbaugerät zunächst mit einer Anhängevorrichtung verbunden, um eine Kopplung mit dem Zugfahrzeug zu ermöglichen. Es ist aber auch möglich, das Zugfahrzeug zunächst mit der Anhängevorrichtung zu verbinden und anschließend die Anhängevorrichtung mit dem Anbaugerät zu koppeln.
Es ist für den Fachmann weiterhin ersichtlich, dass das Zugfahrzeug mittels seiner Halterungen unmittelbar mit den Befestigungselementen des Anbaugerätes oder der Anhängevorrichtung zu verbinden ist und bei einer an das Zugfahrzeug angehängten Anhängevorrichtung die Halterungen der Anhängevorrichtung mit den Befestigungselementen des Anbaugerätes zu koppeln sind.
Die verwendeten Aktuatoren können als hydraulische oder elektrische oder pneumatische Stellelemente ausgebildet sein, um die Halterungen relativ zu dem Zugfahrzeug oder der Anhängevorrichtung zu verlagern, insbesondere die freien Enden der Halterungen, die beispielsweise hakenförmige oder V-förmige Einhängungen aufweisen. Die Einhängungen können beispielsweise bereits aus dem Stand der Technik bekannte Einhängungen oder selbstarretierende Aufnahmen umfassende Einhängungen sein und sind in jedem Fall an Befestigungselemente der zu koppelnden Anbaugeräte oder Anhängevorrichtungen angepasst.
Nach einer Weiterbildung ist die Steuerungseinrichtung mit einer Lenkeinrichtung des Zugfahrzeugs gekoppelt und das Zugfahrzeug wird anhand an der Steuerungseinrichtung anliegender Positionsdaten zu dem Anbaugerät oder der Anhängevorrichtung positioniert.
Hierbei kann es sich um ein Fahrerassistenzsystem handeln, das in einem Anhängemodus der Steuerungseinrichtung ein selbsttätiges Anfahren und Koppeln der Anhängevorrichtung oder des Anbaugerätes mit dem Zugfahrzeug ermöglicht. Hierbei kann die Steuerungseinrichtung nicht nur die Lenkung, sondern auch eine Geschwindigkeitssteuerung des Zufahrzeuges beeinflussen, so dass der Fahrer nur noch Kontrollfunktionen ausüben muss, wie es beispielsweise von Fahrerassistenzsystem zum autonomen Fahren oder Parken von Kraftfahrzeugen bekannt ist.
Um ein automatisiertes Ankoppeln auch bei unebenem Gelände oder schräg stehenden Geräten und Maschinen zu unterstützen, beaufschlagt bevorzugt mindestens ein Aktor mindestens ein Stützrad des Anbaugerätes oder der Anhängevorrichtung derart, dass die Höhenlage des Anbaugerätes oder der Anhängevorrichtung entsprechend der an der Steuerungseinrichtung anliegenden und mittels der Erkennungseinrichtung festgestellten Positionsdaten eingestellt wird. Mittels des mindestens einen Stützrades lässt sich die Höhenlage des Anbaugerätes und/oder der Anhängevorrichtung verändern, um das Zugfahrzeug mittels seiner Halterungen mit den Befestigungselementen des Anbaugerätes oder der Anhängevorrichtung zu verbinden, wobei auch hier Positionsdaten eine Grundlage für die Steuerung bzw. Ansteuerung der Aktoren bilden. Die Positionsdaten für die Einstellung der Stützräder können sich beispielsweise auf eine Differenz zwischen den Halterungen und den Befestigungselementen oder auf den Untergrund beziehen, auf dem sich die jeweiligen Maschinen/Geräte befinden, insbesondere da die Lage der Befestigungselemente an dem Anbaugerät und der Anhängevorrichtung bekannt ist. Selbstverständlich kann das mindestens eine Stützrad durch eine anderweitige Hubeinrichtung, die beispielsweise einen Hubzylinder oder einem Spindeltrieb umfasst, ersetzt werden. Hierbei ist auch möglich, die Hubeinrichtung in einem Bereich unterhalb der Unterlenker anzuordnen. Im Weiteren ist es auch möglich, eine Einstellung von Stützrädern bzw. der mindestens einen Hubeinrichtung manuell oder mittels der nahezu vertikalen Hubstreben an der Zugmaschine, die in Verbindung mit den Unterlenkern stehen, zu bewerkstelligen.
Bei einer Steuerungseinrichtung zur Ausführung des zuvor erläuterten Verfahrens für ein Zugfahrzeug mit mindestens einer Halterung zur Kopplung mit mindestens einem Befestigungselement eines Anbaugerätes oder einer Anhängevorrichtung zur Kopplung mit mindestens einem Anbaugerät, oder für die Anhängevorrichtung mit mindestens einer Halterung zur Kopplung mit mindestens einem Befestigungselement des Anbaugerätes, wobei der Halterung zu-mindestens ein Aktor zur Lagenverstellung zugeordnet ist, sind mittels einer mit der Steuerungseinrichtung verbundenen Erkennungseinrichtung Positionsdaten, die die Lage der Halterung zur dem Befestigungselement beschreiben, ermittelbar, anhand der der Aktor ansteuerbar ist, um die Halterung mit dem zugeordneten Befestigungselement zu koppeln. Die Steuerungseinrichtung mit ihren zugeordneten Komponenten kann einzeln oder Gemeinsam dem Zugfahrzeug oder der Anhängevorrichtung oder auch dem Zugfahrzeug und der Anhängevorrichtung zugeordnet werden, insbesondere die mit der Steuerungsvorrichtung verbundene Erkennungsvorrichtung zur Ermittlung der Positionsdaten der jeweiligen Halterung sowie der zugeordneten Befestigungselemente lässt sich dem Zugfahrzeug und/oder der Anhängevorrichtung und/oder dem Anbaugerät zuordnen, um beispielsweise Entfernungen zu bestimmen, anhand derer ein Anhängevorgang für den Fahrer darstellbar oder autonom ausführbar ist, indem beispielsweise mittels der vorliegenden Positionsdaten eine Lenkung des Zugfahrzeugs steuerbar ist. Im Weiteren lässt sich auch die Beschleunigung und Geschwindigkeit des Zugfahrzeugs anhand der ermittelten Positionsdaten beeinflussen, um die mittels der Positionsdaten berechneten Wege zum Ankoppeln zurückzulegen.
In Ausgestaltung ist die Halterung mittels des mindestens einen Aktors anhand der Positionsdaten in mindestens sechs zueinander ausgerichteten Richtungen bewegbar ist. Beispielsweise lässt sich die Halterung in ihrer Länge verstellen, insbesondere teleskopieren, bzw. in und entgegen der Längserstreckung des Zugfahrzeugs verstellen. Im Weiteren lässt sich die Halterung entweder quer zur Längserstreckung des Zugfahrzeugs ausgehend von einer Ausgangslage in zwei Richtungen verschieben oder verschwenken, sodass das freie Ende der Halterung eine Bewegung parallel zum Untergrund, also nach rechts und links, beschreibt. Darüber hinaus ist eine Verschiebung oder Verschwenkung der Halterung im Wesentlichen senkrecht zum Untergrund, also nach oben und unten, möglich.
Vorzugsweise ist mittels der vorliegenden Positionsdaten ein zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anbaugerät und/oder zwischen der Anhängevorrichtung und dem Anbaugerät montierbarer Drehsteller zur Lageverstellung ansteuerbar. Aufgrund des Drehstellers kann eine vierachsige Bewegung der Halterung in acht Richtungen realisiert werden, die eine relativ exakte Positionierung der Halterungen zu den Befestigungselementen sicherstellt. Der Drehsteller kann insbesondere Bestandteil der Anhängevorrichtung sein.
Um dem Fahrer eine optische und/oder akustische Kontrollmöglichkeit beim Rangieren beim Anhängen eines Anbaugerätes und/oder einer Anhängevorrichtung zu geben, gibt zweckmäßigerweise eine optisch und/oder akustisch wahrnehmbare Warneinrichtung in Abhängigkeit der an der Steuerungseinrichtung anliegenden Positionsdaten ein Signal ab. Beispielsweise kann eine in ihrer Geschwindigkeit und oder Lautstärke veränderbare Tonfolge bzw. eine optische Signalisierung anhand von einzelnen Lichtpunkten über ein Farbspektrum bis hin zu einem Kamerabild einen Hinweis für die Lage der Halterungen zu den Befestigungselementen liefern.
In weiterer Ausgestaltung wirkt die Erkennungseinrichtung zur Ermittlung der Positionsdaten zum Fügen der Halterung mit dem Befestigungselement mit einem Satelliten-Navigationssystem und/oder optisch oder akustisch oder elektromagnetisch wirksamen Sensoren zusammen. Beispielsweise können auf Satellitentechnik beruhende Sende- und Empfangsgeräte, insbesondere mittels Antennentechnik, zum genauen navigieren eingesetzt werden, oder Radar- oder Ultraschallsensoren erfassen die Befestigungselemente bzw. deren Lage und liefern entsprechende Daten zur Auswertung und gegebenenfalls Generierung einer optisch oder akustisch wahrnehmbaren Darstellung an die Steuerungseinrichtung, die im Fall eines optischen Sensors, also einer Kamera, eine Bildauswerteeinrichtung umfasst, um neben der Bilddarstellung für den Fahrer auch Positionsdaten zum Navigieren bzw. zur Ansteuerung der Aktoren bereit zu stellen. Es ist möglich, beispielsweise eine Satelliten-Doppelantenne an der Zugmaschine und/oder einer als Anhängevorrichtung dienenden Zwischenanhängung und/oder an dem Anbaugerät zu montieren.
Vorzugsweise erfolgt anhand der der vorliegenden Positionsdaten in einem Anhängemodus der Steuerungseinrichtung ein autonomes Verfahren der Zugmaschine und/oder der Halterungen zum Koppeln mit dem Anbaugerät oder der Anhängevorrichtung. Bei einem relativ großen Abstand der Halterungen zu den Befestigungselementen erfolgt beispielsweise ein autonomes Verfahren der Zugmaschine und bei einem relativ geringen Abstand ein autonomes Einstellen der Halterungen mittels der Aktoren.
Bei einem Zugfahrzeug mit einer zuvor erläuterten Steuerungseinrichtung sind die Halterungen als Befestigungsarme ausgebildet oder deren Bestandteile sind, wobei an den freien Enden selbstarretierende Aufnahmen für die Befestigungselemente angeordnet sind.
Beim Ankuppeln ist auch das Verbinden der Hydraulikkomponenten, die auch mit Generatoren zur Stromerzeugung verbunden sein können, mit der so genannten Zapfwelle der Zugmaschine zu bewerkstelligen, wobei die zu verbindenden Bauteile ein relativ großes Gewicht aufweisen können, beispielsweise wiegen Getriebe, die mit mindestens einem Hydraulikaggregat verbunden und mit der Zapfwelle zu koppeln sind, 50 kg oder mehr. Dementsprechend schwierig und gefährlich ist es für eine Person in dem kleinen Bewegungsbereich zwischen den Unterlenkern und dem angehängten Gerät ein solches Getriebe mit der Zapfwelle der Zugmaschine zu verbinden und gegebenenfalls mit Sicherungselementen zu sichern. Der mindestens eine Aktor, der beispielsweise als ein mehrachsig beweglicher Roboterarm oder wie in der Anmeldung beschrieben ausgebildet sein kann, verlagert die Hydraulikkomponenten relativ zu den Antriebselementen anhand der an der Steuerungseinrichtung anliegenden Positionsdaten, zum exakten Positionieren und gegebenenfalls Sichern der gekoppelten Komponenten, wobei insbesondere die Sicherung auch durch eine Bedienperson erfolgen kann.
Beispielsweise befindet sich an dem oder den angehängten Geräten an der Ankupplungsseite, ein Aktor, der als ein vertikal und horizontal schwenkbarer sowie ausziehbarer Arm, der auch seitlich bzw. in seiner Höhenlage verschiebbar ausgebildet sein kann und an dem insbesondere die Zapfwelle mittels einer verstellbaren Kette, einem Seil oder dergleichen eingehängt werden kann, um hydraulisch oder elektrisch oder per Hand in eine Montage- bzw. Kupplungsstellung zu bringen und in dieser Stellung gegebenenfalls auf dem Zapfwellenantrieb zu arretieren, wobei die Ausrichtung der Zapfwelle zu dem Antrieb relativ exakt zu erfolgen hat. Nach dem Koppeln des Hydraulikaggregats mit der Zapfwelle wird eine Sicherungseinrichtung in Wirkstellung gebracht, die ein unbeabsichtigtes Lösen der Komponenten verhindert und anschließend wird der den Arm umfassende Aktor in eine Ausgangsstellung verbracht, in der er sich nicht störend auswirkt. Auch beim Entkoppeln kann der Aktor selbstverständlich zum Einsatz kommen. In zeitlicher Abfolge erfolgt das Verbinden der Hydraulikkomponenten und gegebenenfalls der Elektrokomponenten mit den zugeordneten Antriebselementen nach der Kopplung der Befestigungselemente des Anbaugerätes oder der Anhängevorrichtung mit den Halterungen des Zugfahrzeugs.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die Verbindung des Hydraulikaggregats mit der Zapfwelle teilweise zu automatisieren und den Aktor mit einem Handgerät zumindest feinjustieren.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt:
1 eine schematische Draufsicht auf ein Zugfahrzeug mit einem mittels einer Dreipunkthydraulik daran befestigten Anbaugerät zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung,
2 eine schematische Teildarstellung des Zugfahrzeugs mit dem Anbaugerät nach 1 in einer alternativen Darstellung,
3 eine schematische Darstellung eines Hecks des Zugfahrzeugs nach 1 mit Unterlenkern in einer ersten Ausgestaltung,
4 eine schematische Darstellung des Hecks des Zugfahrzeugs nach 1 mit Unterlenkern in einer zweiten Ausgestaltung,
5 eine schematische Darstellung des Hecks des Zugfahrzeugs nach 1 mit Unterlenkern in einer dritten Ausgestaltung,
6 eine schematische Darstellung des Hecks des Zugfahrzeugs nach 1 mit Unterlenkern in einer vierten Ausgestaltung,
7 eine schematische Darstellung des Hecks des Zugfahrzeugs nach 1 mit Unterlenkern in einer fünften Ausgestaltung,
8 eine schematische Darstellung einer Anhängevorrichtung an dem Heck des Zugfahrzeugs nach 1 mit Unterlenkern in einer sechsten Ausgestaltung,
9 eine schematische Darstellung der Anhängevorrichtung mit Unterlenkern in einer siebten Ausgestaltung,
10 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anhängevorrichtung,
11 eine schematische Darstellung der Anhängevorrichtung nach 10 in alternativer Ausgestaltung,
12 eine Rückansicht der Anhängevorrichtung nach 11 und
13 eine Seitenansicht der Anhängevorrichtung nach 11.
Ein Zugfahrzeug 1 im Sinne der Erfindung ist beispielsweise ein Traktor oder dergleichen Schlepper und wird insbesondere im Bereich der Landwirtschaft, der Forstwirtschaft oder in Garten- und Landschaftsbau oder im Weinbau bzw. Obstanbau oder dergleichen eingesetzt. Das Zugfahrzeug 1 weist eine Vorderachse 2 und eine Hinterachse 3 auf, die jeweils mit Rädern 4 bestückt sind. Zur Befestigung von Anbaugeräten 5 sind Halterungen 6 vorgesehen, die als Unterlenker 7 und Oberlenker 8 ausgebildet sind und an ihrem freien Ende selbstarretierende Aufnahmen 9 für Befestigungselemente der Anbaugeräte 5 aufweisen. Alternativ oder zusätzlich zu Anbaugeräten 6 lassen sich auch Anhängevorrichtungen 10 mit ihren Befestigungselemente 11 an den Halterungen 6 festlegen, wobei die Anhängevorrichtungen 10 dann selbst als Befestigungsarme 12 ausgebildete Halterungen 6 mit Aufnahmen 9 für Befestigungselemente 11 der Anbaugeräte 5 umfassen. Die Halterungen 6 sind über eine Ventilsteuerung 14 mit als einfach- oder doppeltwirkenden Hydraulikzylindern 15 ausgebildeten Aktoren 16 verbunden und die Anhängevorrichtung 10 weist einen als Drehsteller 17 ausgebildeten Aktor 16 auf. Selbstverständlich können die Aktoren 16 auch pneumatisch oder elektrisch angetrieben sein und insbesondere am Zugfahrzeug 1 auch vorne angeordnet werden. Im Weiteren kann die die Anhängevorrichtung 10 die Halterungen 6 quer zu einer Fahrtrichtung des Zugfahrzeugs 1 verschiebbar lagern, wofür selbstverständlich ebenfalls ein entsprechender Aktor 16 vorgesehen ist. Darüber hinaus ist es möglich zur Höhenverstellung die Anbaugeräte 5 und/oder die Anhängevorrichtung 10 mit Stützrädern 41 zu versehen, wobei zwischen den Stützrädern 41 und dem Anbaugeräte 5 oder der Anhängevorrichtung 10 jeweils ein ansteuerbarer Aktor 16 angeordnet ist, der eine Verlagerung der dem jeweiligen Stützrad 41 zugeordneten Achse 42 bewirkt, um das Anbaugerät 5 oder die Anhängevorrichtung 10 gegenüber dem Untergrund anzuheben oder abzusenken.
Das Anbaugerät 5 weist im vorliegenden Beispiel, aber nicht notwendigerweise, eine Achse 18 mit zwei Rädern 19 auf, die auch durch Stützräder mit zugeordneten Aktoren zur Höhenverstellung ersetzt oder ergänzt werden können.
Um in Nahbereich ein Koppeln mit dem Anbaugerät 6 und/oder der Anhängevorrichtung 10 ohne eine einweisende Hilfsperson zu realisieren, ist dem Zugfahrzeug eine Steuerungseinrichtung 13 zugeordnet, die zum einen mit der Ventilsteuerung 14 für die Aktoren 16 und zum anderen mit einer Erkennungseinrichtung 20 zusammenwirkt. Die Erkennungseinrichtung 20 dient zur Ermittlung von Positionsdaten zum Fügen der jeweiligen Halterung 6 mit dem zugeordneten Befestigungselement 11 und wirkt mit einem Satelliten-Navigationssystem über eine Peilung mittels Satellitenantennen 21 und/oder mit optisch oder akustisch oder elektromagnetisch wirksamen Sensoren 43 zusammen, wobei die nicht näher dargestellten Sensoren 43, von denen eine Vielzahl installiert sein kann, als Radar- oder Ultraschall- oder Laser-Sensoren oder als Fotosensoren ausgebildet sein können, wobei die Fotosensoren Bilder sowohl an eine für den Fahrer wahrnehmbare Anzeigeeinrichtung als auch zur Auswertung an die Steuerungseinrichtung 13 senden. Es lassen sich auch Sensoren 43 zur Messung einer Entfernung bei einer Annäherung und zur Winkelmessung anordnen. Es ist auch nicht ausgeschlossen, die Aktoren mit manueller Unterstützung durch einen Benutzer anzusteuern, wenn diese sich im Sichtbereich des Benutzers befinden. Dies kann auch durch eine Fernsteuerung vereinfacht werden.
Anhand der an der Steuerungseinrichtung 13 anliegenden Positionsdaten werden die Aktoren 16 über die zugeordneten Ventilsteuerungen 14 derart angesteuert, dass sie bei einem stillstehenden oder sich langsam annähernden Zugfahrzeug 1 die Halterungen 6 durch rechts/links oder auf/ab sowie vor/zurück Bewegungen und gegebenenfalls Drehbewegungen, wie in den verschiedenen Fig. mittels Doppelpfeilen angedeutet, die sich sämtlich auf den Untergrund, auf dem sich das Zugfahrzeug 1 befindet und dessen Vorwärtsfahrtrichtung beziehen, mit ihren Aufnahmen 9 mit den Befestigungselementen 11 in Verbindung bringen, um eine mechanische Kopplung herbeizuführen. Gleichermaßen lässt sich mittels der ansteuerbaren Aktoren 16 der Abstand von Stützrädern 41 zu dem Anbaugerät 5 oder der Anhängevorrichtung 10 verändern, um das Anbaugerät 5 oder die Anhängevorrichtung 10 zu dem Untergrund und dem Zugfahrzeug 1 anzuheben oder abzusenken, wobei beispielsweise auch eine Höhenlage bzw. einen Höhenversatz erfassende Sensoren vorgesehen sein können, deren Signale zur Auswertung an der Steuerungseinrichtung 13 anliegen.
Ist der Abstand zwischen dem Zugfahrzeug 1 und dem Anbaugerät 5 oder der Anhängevorrichtung 10 relativ groß, kann zusätzlich oder alternativ die Steuerungseinrichtung 13 mit Steuergeräten des Zugfahrzeugs 1 verbunden sein, um ein autonomes Fahren anhand der mittels der Sensor- und/oder Satellitentechnik zur Positions- und/oder Lagedatenerfassung umfassenden Erkennungseinrichtung 20 erfassten und an der Steuerungseinrichtung 13 anliegenden Positions- und Lagedaten zu realisieren.
Zur Realisierung einer vor und zurück gerichteten Bewegung können die Unterlenker 9 und/oder der der Oberlenker 8 in der Länge mittels der zugeordneten Hydraulikzylinder 15 veränderbar sein. Die Hydraulikzylinder 15 können auch durch Pneumatikzylinder oder elektromotorische Antriebe ersetzt werden ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Selbstverständlich können solche Bewegungen auch mittels einer Lageänderung der Unterlenker 7 erreicht werden, auch durch seitlich an den Unterlenkern 7 angreifende Hydraulikzylinder 15, die die Anhängevorrichtung 10 quasi auf einer Kreisbahn bewegen. Wichtig ist lediglich, dass die Anhängevorrichtung 10 am freien, dem Anbaugerät 5 zugeordneten Ende des Unterlenkers 7, zu verlagern ist. Diese Veränderung des Befestigungspunktes kann auch durch eine Verschiebung des gesamten Unterlenkers 7 erzielt werden, wie beispielsweise der Darstellung gemäß 3 zu entnehmen ist.
Nach 3 sind die zueinander beabstandeten Unterlenker 7 über eine Quertraverse 22 miteinander verbunden, die in etwa mittig mittels eines nicht dargestellten Bolzens an einer Öse 23 der Zugfahrzeugs 1 schwenkbar festgelegt ist. Im Bereich des einen Unterlenkers 7 greift der doppelt wirkende Hydraulikzylinder 15 an, dessen Längenänderung eine Verschwenkung der Quertraverse 22 und damit eine Lageveränderung der freien Enden der Unterlenker 7 bewirkt, um diese zu dem Befestigungselementen 11 auszurichten. Der Hydraulikzylinder 15 ist mit seinem einen Ende an dem Zugfahrzeug 1 und mit seinem anderen Ende an der Quertraverse 22 befestigt. Zum Anheben der Unterlenker 7 sind als Hubstreben 24 ausgebildete Aktoren 16 vorgesehen. Die Hubstreben 24 können auch an Stelle von Stützrädern zu einer Höheneinstellung verwendet werden.
Gemäß 4 sind die Unterlenker 7 über jeweils ein zugeordnetes Gelenk 25 mit einem zugfahrzeugseitigen Führungselement 26 verbunden, das mittels des Hydraulikzylinders 15 sowie des weiteren seitlich angreifenden Aktors 16 verschiebbar gelagert ist.
Nach 5 ist der Hydraulikzylinder 15 innerhalb des teleskopierbaren Unterlenkers 15 angeordnet, um ein in Richtung des Anbaugerätes 5 weisendes Schiebeteil 27 gegenüber einem zugfahrzeugfesten Teil 28 des Unterlenkers 7 zu verschieben, wobei die Hubstrebe 24 an dem zugfahrzeugfesten Teil 28 des schwenkbar an dem Zugfahrzeug angeordneten Unterlenkers 7 angeordnet ist.
Gemäß 6 ist der Hydraulikzylinder 15 oberhalb des teleskopierbaren Unterlenkers 7 angeordnet, um das in Richtung des Anbaugerätes 5 weisende Schiebeteil 27 gegenüber dem zugfahrzeugfesten Teil 28 des Unterlenkers 7 zu verschieben. Zur Befestigung des Hydraulikzylinders 15 sind Halteansätze 29 an dem Schiebeteil 27 und an dem Teil 28 des Unterlenkers 7 angeordnet, wobei der Hydraulikzylinder 15 mittels Verbindungsbolzen mit den Halteansätzen 29 gekoppelt ist. Die Hubstrebe 24 ist an einer an dem zugfahrzeugfesten Teil 28 befestigten Halterung 30 angeordnet ist.
Die Anhängevorrichtung 10, beispielsweise für eine Pflanzvorrichtung als Anbaugerät 5 oder dergleichen, umfasst gemäß 7 den mittig angeordneten Drehsteller 17, um ein entsprechendes Ausrichten zu ermöglichen. Der Anhängevorrichtung 10 sind Hydraulikzylinder 15 zugeordnet, um einen Halterahmen 31 der Anhängevorrichtung 10 gegenüber dem Zugfahrzeug 1 in seiner Lage zu verstellen. Hierbei ist es auch möglich, die Unterlenker 7 selbst nicht in ihrer Länge zu verstellen und die Hydraulikzylinder 15 zwischen dem Halterahmen 31 und dem mit der Anhängevorrichtung 10 zu verbindenden Anbaugerät 5 anzuordnen, um die Lage des Anbaugerätes 5 relativ zur Anhängevorrichtung 10 zu verändern.
Nach 8 und 10 ist die Anhängevorrichtung 10 über Befestigungsflansche 32 mit den Unterlenkern 7 des Zugfahrzeugs 1 verbunden und über bewegliche Innenteile 33 wird die Anhängevorrichtung 10 bzw. deren Halterahmen 31 mittels des Hydraulikzylinders 15 in seiner Lage zur Zugmaschine 1 verändert. Auch in dieser Ausgestaltung ist die Anbringung der Hydraulikzylinder 15 und der Innenteile 33 beiderseits des Drehstellers 17 möglich.
Gemäß 9 ist die Anhängevorrichtung 10 über die Befestigungsflansche 32 mit dem Zugfahrzeug 1 schwenkbar verbunden und weist ein Gelenk 34 sowie eine in bogenförmige Langlöcher 35 eingreifende Bolzenführung 36 auf. Der Hydraulikzylinder 15 erstreckt sich zwischen dem Gelenk 34 und der Bolzenführung 36, die wiederum mit einem mit dem Unterlenker 7 verbundenen Schiebeteil 37 gekoppelt ist. Zur Verlagerung der Anhängevorrichtung 10 bzw. des Halterahmens 31 der Anhängevorrichtung 10 in Richtung der Längsachse des Zugfahrzeugs 1 und relativ zu den Unterlenkern 7 wird das Schiebteil 37 in seiner Lage verändert.
Die Anhängevorrichtung 10 nach 10 ist im Wesentlichen aus dem Halterahmen 31 und einem demgegenüber verschiebbaren Anbaurahmen 38 zusammengesetzt, um das Anbaugerät 5 mittels eines zwischen dem Halterahmen 31 und dem Anbaurahmen 38 wirksam angeordneten Hydraulikzylinders 15 senkrecht zur Fahrzeuglängsachse beziehungsweise quer zur Fahrtrichtung zu verschieben.
An dem Halterahmen 31 sind die Befestigungsarme 12 mit endseitigen Anhängevorrichtungen 10 mittels Hydraulikzylinder 15 verschwenkbar gelagert. Die Befestigungsarme 12 sind nach der Art zweiarmiger Hebel gelagert, wobei an einem Ende der jeweils zugeordnete Hydraulikzylinder 15 angreift und das andere Ende zur Kopplung mit dem jeweiligen Unterlenker 7 oder dem Anbaugerät 5 ausgebildet ist. Um den Oberlenker 8 des Zugfahrzeugs 1 zu befestigen, ist zwischen den Befestigungsarmen 12 das Befestigungselement 11 vorgesehen, das im Wesentlichen einen Steckbolzen umfasst, der in Rasterbohrungen 39 von zueinander beabstandeten Flanschbleche 40 aufgenommen ist. Zwischen den Befestigungsarmen 12 ist ein ausreichender Freiraum, beispielsweise zum Durchführen eines Zapfwellenantriebs oder dergleichen zu dem Anbaugerät 5, vorgesehen.
Insgesamt ist mittels der mit der Steuerungseinrichtung 13 verbundenen Aktoren 16 über die Unterlenker 7 eine vor und zurück gerichtete Bewegung zu realisieren. Der mittels einem Aktor 16 verstellbare Oberlenker 8, der selbst als Kolben-Zylinder-Einheit und damit als Aktor ausgebildet sein kann, dient insbesondere zur Einstellung einer Neigung bzw. einer Winkelverstellung der an den Unterlenkern 7 schwenkbar aufgehängten Anbaugeräte 5 bzw. der Anhängevorrichtung 10. Im Weiteren lässt sich durch den Drehsteller 17 eine nach rechts oder links orientierte Drehbewegung des Anbaugeräts 5 bzw. der Anhängevorrichtung 10 erzeugen. Darüber hinaus sind mittels der unterschiedlichen Aktoren 16 horizontale Schiebebewegungen des Anbaugeräts 5 bzw. der Anhängevorrichtung 10 erzeugbar und mittels der Stützräder 41 lässt sich eine Höhenlage gegenüber einem Untergrund verändern. Alternativ ist die Änderung der Höhenlage mittels der gesteuerten Hubzylinder 24 an den Unterlenkern 7 möglich. Auch eine Korrektur per Hand, insbesondere bezüglich der Parallelität bzw. einer gewünschten Winkellage ist möglich.
Gemäß 13 ist dem Oberlenker 8 zum einen ein beispielsweise eine Kette oder ein Band oder eine Stange, insbesondere eine Gewindespindel, umfassendes Stellglied 44 und zum anderen eine schräg ausgerichtet Zylinder-Kolben-Anordnung 45 als weitere Aktoren 16 zugeordnet, die mit der Zugmaschine 1 verbunden sind. Es können, je nach Vorteil, über oder unter dem verschiebbaren Oberlenker Regulatoren sein, den Oberlenker anzukoppeln. Das Stellglied 44 und die Zylinder-Kolben-Anordnung 45 führen den Oberlenker 8, wobei zum selbsttätigen Ankuppeln Einführschrägen an den Geräten von Vorteil sind
Selbstverständlich kann auch das Abkoppeln von Anbaugeräten 5 und Anhängevorrichtungen 10 selbsttätig erfolgen, indem geeignete ansteuerbare Verriegelungseinrichtungen an den Unterlenkern 7, den Oberlenkern 8 und/oder den Befestigungsarmen 12, die mit der Steuerungseinrichtung 13 zum Öffnen und/oder Schließen verbunden sind, angeordnet werden.
Auch die Verbindung eines zugfahrzeugseitigen Zapfwellenstummels mit einer Zapfwelle eines anbaugeräteseitigen Aggregats, beispielsweise einer Hydraulikpumpe oder eines Luftkompressors oder eines Generators zur Strom-/Spannungserzeugung, lässt sich mittels der im Rahmen der Erfindung beschriebenen Sensoren 43 und Aktoren 16 bewerkstelligen, indem beispielsweise die Zapfwellenkomponenten aufeinander zugeführt werden, insbesondere der zugfahrzeugseitige Zapfwellenstummel gegebenenfalls mittels eines Drehantriebs derart verdreht wird, dass die Verzahnungen des Zapfwellenstummels und der Zapfwelle ineinander gleiten, wobei die zapfwelle auf den Zapfwellenstummel aufgeschoben und gesichert wird. Diese Vorgänge können sowohl vollautomatisch als auch teilweise gesteuert und teilweise durch Bedienpersonen vorgenommen werden. Mittels der verschiedenen zuvor erläuterten Sensoren lässt sich die Lage des freien Endes der Zapfwelle, insbesondere relativ zu dem Zapfwellenstummel, bestimmen und entweder das Zugfahrzeug bewegt sich in Richtung der Zapfwelle oder die Zapfwelle wirb beispielsweise mittels jeweils motorisch betätigter Zylinder-Kolben-Anordnungen oder Spindeltrieben in Richtung des Zapfwellenstummels ausgerichtet.
Bezugszeichenliste

1: Zugfahrzeug
2: Vorderachse
3: Hinterachse
4: Rad
5: Anbaugerät
6: Halterung
7: Unterlenker
8: Oberlenker
9: Aufnahme
10: Anhängevorrichtung
11: Befestigungselement
12: Befestigungsarm
13: Steuerungseinrichtung
14: Ventilsteuerung
15: Hydraulikzylinder
16: Aktor
17: Drehsteller
18: Achse
19: Rad
20: Erkennungseinrichtung
21: Satellitenantenne
22: Quertraverse
23: Öse
24: Hubstrebe
25: Gelenk
26: Führungselement
27: Schiebeteil
28: Teil
29: Halteansatz
30: Halterung
31: Halterahmen
32: Befestigungsflansch
33: Innenteil
34: Gelenk
35: Langloch
36: Bolzenführung
37: Schiebeteil
38: Anbaurahmen
39: Rasterbohrung
40: Flanschblech
41: Stützrad
42: Achse von 41
43: Sensor
44: Stellglied
45: Zylinder-Kolben-Anordnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014113448 A [0005]

Claims

Verfahren zum mechanischen Koppeln von Befestigungselementen (11) und/oder Hydraulikkomponenten eines Anbaugerätes (5) oder einer Anhängevorrichtung (10) mit Halterungen (6) und/oder Antriebselementen eines Zugfahrzeugs (1) oder der Anhängevorrichtung (10), wobei den Halterungen (6) und/oder den Hydraulikkomponenten und/oder den Antriebselementen mindestens ein Aktor (16) zur Verstellung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (16) von einer gekoppelten Steuerungseinrichtung (13) derart angesteuert wird, dass die Halterung (6) und/oder die Hydraulikkomponenten und/oder die Antriebselemente anhand an der Steuerungseinrichtung (13) anliegender und mittels einer Erkennungseinrichtung (20) festgestellter Positionsdaten zu dem zugeordneten Befestigungselement (11) und/oder dem Antriebselement bzw. der Hydraulikkomponente positioniert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (13) mit einer Lenkeinrichtung des Zugfahrzeugs (1) gekoppelt ist und das Zugfahrzeug (1) wird anhand an der Steuerungseinrichtung (13) anliegender Positionsdaten zu dem Anbaugerät (5) oder der Anhängevorrichtung (10) positioniert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aktor (16) mindestens ein Stützrad (41) des Anbaugerätes (5) oder der Anhängevorrichtung (10) derart beaufschlagt, dass die Höhenlage des Anbaugerätes (5) oder der Anhängevorrichtung (10) entsprechend der an der Steuerungseinrichtung (13) anliegenden und mittels der Erkennungseinrichtung (20) festgestellten Positionsdaten eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aktor die als mindestens ein Hydraulikmotor ausgebildete Hydraulikkomponente und/oder das als Zapfwelle ausgebildete Antriebselement entsprechend der an der Steuerungseinrichtung (13) anliegenden und mittels der Erkennungseinrichtung (20) festgestellten Positionsdaten zueinander positioniert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Aktor Verriegelungselemente der Hydraulikkomponente betätigt.
Steuerungseinrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 für ein Zugfahrzeug (1) mit mindestens einer Halterung (6) zur Kopplung mit mindestens einem Befestigungselement (11) und/oder mindestens einer Hydraulikkomponente eines Anbaugerätes (5) oder einer Anhängevorrichtung (10) zur Kopplung mit mindestens einem Anbaugerät (5), oder für die Anhängevorrichtung (10) mit mindestens einer Halterung (6) und/oder mindestens einem Antriebselement zur Kopplung mit mindestens einem Befestigungselement (11) oder der Hydraulikkomponente des Anbaugerätes (5), wobei – der Halterung (6) zumindest ein Aktor (16) zur Lagenverstellung zugeordnet ist und mittels einer mit der Steuerungseinrichtung (13) verbundenen Erkennungseinrichtung (20) Positionsdaten, die die Lage der Halterung zur dem Befestigungselement (11) beschreiben, ermittelbar sind, anhand der der Aktor (16) ansteuerbar ist, um die Halterung (6) mit dem zugeordneten Befestigungselement (11) zu koppeln, und/oder – der mindestens einen Hydraulikkomponente zumindest ein Aktor (16) zur Lagenverstellung zugeordnet ist und mittels einer mit der Steuerungseinrichtung (13) verbundenen Erkennungseinrichtung (20) Positionsdaten, die die Lage der Hydraulikkomponente zu dem Antriebselement beschreiben, ermittelbar sind, anhand der der Aktor (16) ansteuerbar ist, um die Hydraulikkomponente mit dem zugeordneten Antriebselement zu koppeln.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der vorliegenden Positionsdaten eine Lenkung des Zugfahrzeugs (1) steuerbar ist.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (6) mittels des mindestens einen Aktors (16) anhand der Positionsdaten in mindestens sechs zueinander ausgerichteten Richtungen bewegbar ist.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der vorliegenden Positionsdaten ein zwischen dem Zugfahrzeug (1) und dem Anbaugerät (5) und/oder zwischen der Anhängevorrichtung (10) und dem Anbaugerät (5) montierbarer Drehsteller (17) zur Lageverstellung ansteuerbar ist.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der vorliegenden Positionsdaten mindestens ein einer Hubeinrichtung und/oder einem Stützrad (41) des Anbaugerätes (5) oder der Anhängevorrichtung (10) zugeordneter Aktor (16) zur Höhenverstellung Anbaugerätes (5) oder der Anhängevorrichtung (10) ansteuerbar ist.
Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine optisch und/oder akustisch wahrnehmbare Warneinrichtung in Abhängigkeit der an der Steuerungseinrichtung (13) anliegenden Positionsdaten ein Signal abgibt.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungseinrichtung (20) zur Ermittlung der Positionsdaten zum Fügen der Halterung (6) mit dem Befestigungselement (11) mit einem Satelliten-Navigationssystem und/oder optisch oder akustisch oder elektromagnetisch wirksamen Sensoren zusammenwirkt.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der der vorliegenden Positionsdaten in einem Anhängemodus der Steuerungseinrichtung (13) ein autonomes Verfahren der Zugmaschine (1) und/oder der Halterungen (6) zum Koppeln mit dem Anbaugerät (5) oder der Anhängevorrichtung (10) erfolgt.
Zugfahrzeug mit einer Steuerungseinrichtung (13) nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (6) als Unterlenker (7) und/oder Oberlenker (8) ausgebildet oder deren Bestandteile sind, wobei an den freien Enden selbstarretierende Aufnahmen (9) für die Befestigungselemente (11) angeordnet sind.
Anhängevorrichtung mit einer Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (6) als Befestigungsarme (12) ausgebildet oder deren Bestandteile sind, wobei an den freien Enden selbstarretierende Aufnahmen (9) für die Befestigungselemente (11) angeordnet sind.