DE1081263B - Ausgleichfederung fuer Kraftheber von Ackerschleppern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Ackerschlepper mit Kraftheber und Hubgestänge, durch das ein landwirtschaftliches oder sonstiges Gerät an den Schlepper angebaut und von ihm getragen werden kann. Der Kraftheber steht unter der Steuerung automatischer Vorrichtungen einschließlich einer Ausgleichfederung, die dazu bestimmt ist, die Zugkraft, die das Anbaugerät auf den Schlepper ausübt, in einer vorbestimmten Größe zu halten, wobei die Zugkraft aus der Bodenreaktion gegen das Gerät herrührt. Im Fall eines BodenbearbeitungsWerkzeugs, z. B. eines Pflugs, wird durch Konstanthaltung der Zugkraft auch die Arbeitstiefe des Geräts im Boden mehr oder weniger konstant gehalten, wenn die Bodenbedingungen ungefähr gleichförmig sind.

Bisher benutzt man in Schleppern der angegebenen Bauart als Ausgleichfederung eine Wendelfeder, auf die eine Steuerkraft einwirkt, die von der Zugkraft abgeleitet wird und ihr proportional ist. Die Anordnung ist dann so getroffen, daß eine Zunahme der Bodenreaktion eine Zunahme der Steuerkraft und eine Durchfederung oder Verformung der Feder hervorruft; diese Verformung hat eine Bewegung eines Steuerorgans zur Folge; im Fall des gebräuchlichen hydraulischen Krafthebers ist das ein Steuerventil. Nach den normalen physikalischen Gesetzen sind die Veränderungen in der Durchfederung der Feder den Änderungen der auf sie wirkenden Steuerkraft proportional: das bedeutet, daß durch den praktischen Bereich der Zugkraftveränderung hindurch die Steifigkeit der Ausgleichfeder konstant bleibt.

Eine Wirkung der bisher gebräuchlichen Anordnung ist die, daß die »Empfindlichkeit« der automatischen Zugkraftsteuerung durch den wirksamen Regelungsbereich hindurch konstant bleiben würde, sofern nicht besondere Maßnahmen getroffen würden, um die Empfindlichkeit zu verstellen. Mit dem Ausdruck »Empfindlichkeit« ist das Verhältnis der Bewegung des Steuerorgans zu der diese Bewegung veranlassenden Änderung in der Zugkraft gemeint.

In der Praxis begegnet man aber Bedingungen, die nach einer Veränderung der Empfindlichkeit in umgekehrtem A^erhältnis zur Zugkraft verlangen; ein Ziel der Erfindung besteht daher darin, einen einfachen Weg aufzuzeigen, um automatisch nach und nach mit der Zunahme der Zugkraft eine Abnahme der Empfindlichkeit herbeizuführen und umgekehrt.

Die Erfindung besteht in einer Ausgleichfederung mit dem an sich bekannten Kennzeichen, daß während einer Zunahme der Zugkraft in einem gegebenen Ausmaß gegen den Widerstand der Ausgleichfederung die Verformung der Feder in wesentlich geringerem Maße zunimmt. Mit anderen Worten: In der Aus-Ausgleichfederung für Kraftheber
von Ackerschleppern

Anmelder:

Massey-Ferguson (Great Britain) Limited, Stretford, Manchester (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. F. Thieleke, Patentanwalt,
Braunschweig, Wendentorwall 1 a

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 3. September 1957

Henry Edward Merritt,

Ciaverdon, Warwick, Warwickshire (Großbritannien), ist als Erfinder genannt worden

gleichfederung nimmt mit dem Anwachsen der Zugkraft die Steifigkeit der Feder zu.

Die erfindungsgemäße Federung kann eine Blattfeder aufweisen, die nach Art eines Freiträgers so eingespannt ist, daß ihre Verbiegung unter Änderungen der Zugkraft sich ändert, während ein mit der Feder zusammenarbeitender Bauteil die freie Länge der Feder bei fortschreitendem Anwachsen der Zugkraft nach und nach verkürzt. Der mit der Feder zusammenarbeitende Bauteil kann ein Widerlager mit Kurvenprofil sein, auf dem die Feder während der Änderung der Zugkraft abrollt, um auf diese Weise ihre freie Länge zu verändern.

Die erfindungsgemäße Federung bei einer automatischen Zugkraftsteuerung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und in einigen Bauformen durch die schematischen Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1A und 1B bilden zusammen, teilweise schematisch und zum Teil geschnitten, eine Seitenansicht einer Steuerung mit der einen Bauform der Ausgleichfederung.

Fig. 2 und 3 zeigen teilweise im Schnitt andere Bauformen der erfindungsgemäß en Ausgleichfederung.

Der Kraftheber wird wie üblich hydraulisch betätigt.

In der bisher üblichen Dreipunktkupplung sind die beiden unteren Lenker des Hubgestänges am Schleppergehäuse direkt gelagert, indem sie sich von der Anlenkstelle nach hinten erstrecken. Bei der erfindungsgemäßen Umgestaltung dagegen sind sie an

009 508/109

zwei kurzen Armen 40 .angelenkt, die auf den Enden einer Querwelle 41 sitzen, die am Schleppergestell in geeigneter Weise gelagert ist. Jeder dieser Arme40 trägt einen Zapfen 42, an dem einer der beiden Lenker gelagert ist. Die Zugkraft greift also an diesen Armen 40 unmittelbar an und wirkt auf sie in Richtung des Pfeils 43, wodurch die Querwelle 41 im Uhrzeigersinn gedreht wird.

Auf der Querwelle 42 sitzt fest ein starrer Arm 45 mit umgekehrtem U-Querschnitt, der über den Ventilhebel 38 mit dem Kolben 31 des Hauptsteuerventils 23 getrieblich verbunden ist. Zu dieser getrieblichen Verbindung gehört eine Verbindungsstange 46, deren unteres Ende an dem Hebel 45 angelenkt ist,, während ihr oberes Ende mit dem Ventilhebel 38 unter totem Gang in Verbindung steht. Hierzu dienen ein Auge 48 am hinteren Ende des Hebels 38, durch das die Stange 46 mit Spiel hindurchgeht, ein Querstift 49 durch das Stangenende und eine Feder 50, die normalerweise das Auge 48 gegen den Querstift 49 drückt, aber leicht nachgibt, um in einem noch zu beschreibenden Fall den toten Gang zu ergeben.

Die Abwärtsbewegung des Arms 45 und damit die Drehung der Welle 41 im Uhrzeigersinn wird durch •eine Dämpfvorrichtung 60 gebremst.

Wie Fig. IA zeigt, ist die Ausgleichfeder der automatischen Zugkraftsteuerung im Beispiel eine geschichtete Blattfeder 70; diese wird an der Querwelle 41 durch einen Bügel 71 und Muttern 72 gegen eine Abflachung 41A gehalten and ragt nach hinten hinaus. Ihr Ende arbeitet mit einem festen Widerlager 73 zusammen, gegen dessen Kurvenprofil 74 die Feder 70 nach oben drücken kann. Im Beispiel findet sich noch tin zweites Widerlager 75 mit einem Kurvenprofil 76, gegen das die Feder 70 nach unten drücken kann. Die Feder arbeitet auf diese Weise mit einer doppeltwirkenden Kurveneinrichtung zusammen.

Es sei angenommen, daß ein landwirtschaftliches Gerät, z. B. ein Pflug, an die Dreipunktkupplung angebaut ist und daß der Kraftheberkolben 13 unter dem vollen hydraulischen Druck steht, so daß der Pflug über Bodenniveau angehoben ist. Wenn nun der Pflug eingesetzt werden soll, stellt der Fahrer einen Handhebel so, daß der Pflug eine bestimmte Arbeitstiefe erreicht, die eine solche Zugkraft herbeiführt, daß sie von der Feder 70 ausgeglichen wird, und die durch die Einstellung des Handhebels seitens des Fahrers bestimmt ist; je weiter der Handhebel nach unten verstellt wird, desto größer ist die Zugkraft.

Bei dem beschriebenen Vorgang wirkt die Ausgleichfeder 70 der durch den Pfeil 43 angedeuteten Zugkraft entgegen. Nimmt die Verbiegung der Feder xu, so verschiebt sich die Stelle des Rollkontakts zwischen der Feder und dem Kurvenprofil 74 allmählich gegen die Einspannung der Feder hin, also in Richtung auf die Querwelle 41; die Feder verkürzt sich tiach und nach, und ihre Steifigkeit nimmt zu.

Bei Zunahme der Zugkraft gegen den Widerstand ■der Feder 70 nimmt die Steifigkeit der Feder somit ebenfalls zu.

Hieraus folgt, daß im Beispiel während des Gebrauchs irgendeines Anbaugeräts die Empfindlichkeit automatisch vermindert wird, wenn der Fahrer beispielsweise den Handhebel verstellt, um die Arbeitstiefe und damit die Zugkraft zu vergrößern.

Es sei angenommen, daß ein Anbaugerät benutzt wird, das die automatische Zugkraftsteuerung einem stärkeren Zug aussetzt; in diesem Fall gibt die Ausgleichfederung die Sicherheit, daß das Ausmaß, in dem die Verbiegung der Feder zunimmt, nach und nach geringer wird als das Maß der Vergrößerung der Zugkraft. Jeder Zuwachs an Zugkraft erzeugt demgemäß eine allmählich abnehmende Bewegung des Steuerventils 31. Mit anderen Worten: je stärker der Zug, desto geringer die Empfindlichkeit. Dementsprechend ist bei Geräten mit starker Zugkraft die bekannte Übersteuerungswirkung beseitigt oder doch stark verringert wie ebenso bei Geräten mit leichtem Zug die Untersteuerung.

ίο Das untere Widerlager 75 tritt dann in Tätigkeit, wenn ein Bodenbearbeitungswerkzeug benutzt wird, das ein Rückwärtsfahren des Schleppers verlangt; die unteren Lenker der Dreipunktkupplung stehen dann unter Druck. Eine Schwierigkeit ergibt sich, wenn ein Gerät von großem Gewicht, aber verhältnismäßig geringer Zugkraft benutzt wird, wobei der Schlepper vorwärts fährt und das Gewicht des Anbaugeräts stärkeren Einfluß auf das Hubgestänge als die Zugkraft ausübt. Dann sind trotz der Vorwärtsfahrt die unteren

so Lenker nicht auf Zug beansprucht, wie es unter gewöhnlichen Umständen der Fall ist, sondern sie stehen unter Druck, und die Wirkung auf die Querwelle 41 ist eine Drehung im Gegensinn des Uhrzeigers. Dementsprechend schwingt die Ausgleichfeder 70 gegen das untere Widerlager aus; dieses verbiegt sie nach oben, und es bietet sich die Sicherheit, daß die automatische Zugkraftsteuerung auch bei Druckbeanspruchung in den unteren Lenkern gewährleistet ist. In diesem Fall wirkt die Feder der Zugkraft nicht entgegen, sondern sie wird von der Zugkraft unterstützt, um die Gesamtbelastung am Hubgestänge auszugleichen, und das Widerlager kann aus einem einfachen Anschlag ohne das Kurvenprofil 76 bestehen. Bei Benutzung des Widerlagers 73 oder des Widerlagers 75 bei Rückwärtsfahrt hängt die automatische Veränderung der Verbiegung der Feder von der Gestalt des Kurvenprofils ab. Beispielsweise kann sich ein Kurvenprofil als zweckmäßig erweisen, das eine Federverbiegung herbeiführt, die sich proportional der Quadratwurzel der Kraft an der Federung ändert. In einer anderen doppeltwirkenden Ausgleichfederung, nach Fig. 2, sind zwei parallele Blattfedern 80, 81 mit der Querwelle 41 verschraubt. Ihre freien Enden legen sich gegen ein festes Widerlager 82 und ein verstellbares Widerlager 83 im Schleppergehäuse. Ein auf der Querwelle 41 festsitzender Arm 85 ist mit einer Stange 86 gelenkig verbunden; dieser Arm und die Stange dienen demselben Zweck wie der Arm 45 und die Stange 46 der Bauform nach Fig. 1. Der Arm 85 trägt oben und unten zwei Kurvenprofile 87 und 88, die beim Ausschwingen des Arms Rollkontakt mit den Blattfedern bekommen. Wenn der Arm 85 aus der dargestellten Gleichgewichtslage nach oben (oder nach unten) ausschwingt, so nimmt die Steifigkeit der Feder 80 (oder der Feder 81) entsprechend zu. Durch Verstellen des Widerlagers 83 kann man die Gleichgewichtslage des Arms einstellen.

In der Bauform nach Fig. 3 ist an einem quadratischen Stück der Schwenkwelle 41 ein winkelförmiger Hebelarm 90, 91 befestigt. Sein oberer Schenkel 91 hat eine Gleitverbindung mit dem unteren Ende einer Stange 92, deren anderes Ende mit dem Ventilhebel 38 (in nicht dargestellter Weise) gelenkig verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Schenkel 91 und der Stange 92 weist eine Scheibe 93 auf, die auf der Stange durch einen Stift 94 gehalten wird, während eine verschiebbare Scheibe 95 auf der Stange 92 durch eine Feder 96 nach oben gedrückt wird. Eine Zunahme der Zugkraft, die eine Drehung der Welle 41 im Uhrzeigersinn herbeiführt, wird durch den Hebel-

Claims (8)

arm 90, 91 als Signal zwangläufig nach oben auf die Stange 92 und von da auf den Ventilbetätigungshebel 38 weitergeleitet; die Bewegung des Ventilhebels 38 kann durch eine Dämpfung gebremst werden. Andererseits zieht bei abnehmender Zugkraft der Hebelarm 90, 91 die Stange 92 gegen die dämpfende Wirkung der leicht nachgebenden Feder 96 nach unten. Bei dieser Bauform gehört zu der automatischen Zugkraftsteuerung eine Ausgleichfederung mit einer oberen und einer unteren Blattfeder 100 und 101, von denen die untere Feder 101 geschichtet sein kann. Diese Blattfedern sind an dem Schenkel 90 des winkelförmigen Hebelarms befestigt, und dieser Schenkel kann ein Kurvenprofil 102 aufweisen, das unter der oberen Feder 100 und in Kontakt mit ihr verläuft. Diese obere Blattfeder liegt an einem festen oberen Anschlag 103 an, während sich die untere Blattfeder 101 gegen ein festes unteres Widerlager 104 legt. Der Schenkel 90 hat noch eine nach unten vorspringende Nase 105. Bei Zunahme der Zugkraft widersetzt sich die Feder 100 der entstehenden Rechtsdrehung der Welle 41, und das Kurvenprofil 102 führt eine Rollung aus, die die obere Feder in zunehmendem Maß längs des oberen Kurvenprofils anliegen läßt, so daß sich die χ freie« Länge der Feder nach und nach verkürzt. Das heißt, daß die Feder an Steifigkeit nach und nach zunimmt. Was die untere Feder 101 anbelangt, so setzt diese einer Linksdrehung der Welle 41 Widerstand entgegen. Das bedeutet, daß sie Druckkräften in den unteren Lenkern des Hubgestänges entgegenwirkt, die auftreten, wenn etwa ein Anbaugerät in der Transportstellung gehalten wird oder wenn ein im Boden arbeitendes Gerät genügend nach hinten überhängendes Gewicht hat, so daß sein abwärts wirkendes Drehmoment am Hubgestänge größer ist als das aufwärts wirkende Drehmoment von der Zugkraft her. Auf diese Weise bildet die untere Feder 101 einen Dämpfer für jedes Gerät in der Transportstellung, und sie bewirkt automatische Zugkraftsteuerung für ein ar-1 leitendes Gerät mit schwerem Überhang nach hinten. Das untere Widerlager 104 dient noch einem weiteren Zweck: Wenn die Nase 105 an der Feder 101 zur Anlage kommt, so wirkt das Widerlager 104 als zwangläufige Begrenzung für die Vorwärtsbewegung der unteren Lenker des Hubgestänges unter Druckbeanspruchung. l'.-YTENTANSPRCr.IIH-

1. Ausgleichfederung für Kraftheber von Ackerschleppern mit Hubgestänge für Anbaugeräte, die vom Schlepper getragen werden, wobei die Federung die Aufgabe hat, die vom Anbaugerät auf den Schlepper ausgeübte Zugkraft auf einem vorbestimmten Größenwert zu halten, gekennzeichnet durch eine Ausgleichfeder (70, 80, 100) mit einer solchen an sich bekannten Charakteristik, daß bei Zunahme der auf die Feder einwirkenden Zugkraft in einem gegebenen Ausmaß die Verformung der Feder in wesentlich geringerem Ausmaß zunimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichfeder eine Blattfeder (70, 80, 100) nach Art eines Freiträgers ist, die so eingespannt ist, daß sie ihre Biegung bei Veränderung der Zugkraft verändert, und die mit einem Bauteil (73, 85, 90) zusammenarbeitet, das während allmählicher Zunahme der Zugkraft nach und nach die freie Länge der Feder verkürzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Ausgleichfeder zusammenwirkende Bauteil ein Kurvenprofil (74, 102) aufweist, an dem die Feder während einer Veränderung in der Zugkraft eine Rollbewegung ausführt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Ausgleichfeder (70) zusammenarbeitende Bauteil ein festes Widerlager (73) ist, das während der allmählichen Zunahme der Zugkraft zum Verformen der Feder an einer Stelle angreift, die allmählich zur Einspannstelle (41) der Feder hin wandert,

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Ausgleichfeder (70) zusammenarbeitende Bauteil (73, 75) doppeltwirkend eingerichtet ist, so daß er die Feder aus einer mittleren Stellung heraus (Fig. IA) wahlweise in beiden Richtungen verbiegen kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichfederung eine Blattfeder (80, 100) enthält, die sich unter Änderungen der Zugkraft verbiegen kann und an einem festen Widerlager (82, 103) unter Biegung zur Anlage kommt, wobei ferner ein Kurvenprofil (85, 87; 90, 102) vorgesehen ist, das mit dem Steuerglied (38) der Zugkraftsteuerung in getrieblicher Verbindung steht und das sich mit der Feder dreht, wobei die Feder auf dem Profil eine Rollbewegung ausführt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichfederung eine weitere Blattfeder (81, 101) enthält, die ebenfalls so eingebaut ist, daß sie sich in Übereinstimmung mit dem Heben und Senken des Schleppergestänges dreht, wobei sie gegen ein festes Widerlager (83, 104) wirkt, das dazu dient, die Feder entgegen Bewegungen, die durch Druckkräfte im Gestänge verursacht werden, zu biegen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Kurvenprofil (102) versehene Arm (90) mit einem Anschlag (104) zusammenarbeitet, der als Hubbegrenzung des Hubgestänges unter Druckkräften dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 508/109 4.60