DE1166539B - Einrichtung zur Regelung des Krafthebers eines Ackerschleppers - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES W¥W PATENTAMT Internat. Kl.: AOIb

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 45 a-65/06

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1166539
K 46447 III/45a
12. April 1962
26. März 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Regelung der von einem Ackerschlepper an einem angebauten oder angehängten Arbeitsgerät aufzuwendenden Zugkraft durch Änderung der Arbeitstiefe mittels eines hydraulischen Kraftheberzylinders.

Es ist vorzugsweise an eine Verbindung des Arbeitsgerätes mit dem Schlepper über eine Viergelenkkette (sogenannte Dreipunktanlenkung) gedacht, deren Oberlenker am federnden Meßglied für die Regelung angreift. Diese hat verschiedene Vorzüge im Vergleich mit einer Steuerung des Meßgliedes durch die Unterlenker. Bei der Oberlenkermessung ergeben sich jedoch erhöhte Schwierigkeiten aus der Tatsache, daß Momente aus dem Gerätegewicht und der senkrechten Komponente des Bodenwiderstandes auf den Oberlenker Kräfte ausüben, die entgegengesetzt zu denen gerichtet sind, die von dem Moment der reinen Zugkraft herrühren. Diese senkrechten Kräfte beeinträchtigen die Empfindlichkeit der Regelung vor allem bei geringen Arbeitstiefen des Gerätes, bei denen die Änderungen der Kräfte mit der Arbeitstiefe besonders klein sind und der Einfluß der Störkräfte im Verhältnis ansteigt. Hier treten deshalb unerwünscht große Schwankungen der Arbeitstiefe auf.

Überdies ändert sich bei jedem einzelnen Regelvorgang der vom Schlepper getragene Anteil des Gerätegewichts und der senkrechten Komponente des Bodenwiderstandes erheblich. Die Folge ist ein Wechsel der Regelimpulse mit hoher Frequenz, was mit einem entsprechenden Verschleiß und störenden Geräuschen verbunden ist.

Wenn statt dessen die Unterlenker einer Dreipunktanlenkung am Meßglied angreifen, sind die durch die Vertikalkräfte verursachten störenden Einflüsse auf die Regelung zwar verhältnismäßig geringer als bei der Oberlenkermessung, die Zuverlässigkeit der Messung wird jedoch durch große waagerechte Querkräfte stark beeinflußt, die sich aus zusätzlichen Reibungswiderständen an Führungsstellen bewegter Teile ergeben. Die Ansprechempfindlichkeit der Regeleinrichtung wird dadurch erheblich vermindert, zumal die tiefliegenden Führungsteile einer starken Verschmutzung ausgesetzt sind.

Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung dieser Mängel.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die genannten senkrechten Kräfte, deren Moment am Meßglied Kräfte erzeugt, die entgegengesetzt zu den Kräften gerichtet sind, die von dem Moment der waagerechten Zugkraft herrühren, dieselben sind, die vom Kraftheberzylinder getragen werden und damit Einrichtung zur Regelung des Krafthebers eines
Ackerschleppers

Anmelder:

Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft,

Köln

Als Erfinder benannt:

Hans Kagel, Bergisch Gladbach

den Druck im Zylinder bestimmen. Dieser Umstand wird zum Ausgleich der vertikalen Störkräfte benutzt. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen mit dem Kraftheberzylinder verbundenen und den gleichen Druck wie dieser aufweisenden Ausgleichzylinder, der die senkrechte Komponente des Arbeitswiderstandes und den vom Schlepper getragenen Teil des Gerätegewichts in dem Sinne auffängt, daß diese Kräfte die Regelung nicht mehr oder in erheblich geringerem Maße beeinflussen.

Die Kolbenstange des erfindungsgemäßen Ausgleichzylinders ist mit der beweglichen Seite des Meßgliedes verbunden, an dem der Oberlenker angreift. Bei entsprechender Wahl des Zylinderdurchmessers können die aus den Momenten der senkrechten Kräfte des Gerätes im Oberlenker erzeugten Kräfte vollkommen ausgeglichen werden, so daß hier nur noch Kräfte aus den Momenten des waagerechten Bodenwiderstandes am Meßglied angreifen. Damit ist aber die Beeinträchtigung der Regelung durch die senkrechten Komponenten des Bodenwiderstandes und durch den vom Schlepper jeweils getragenen Teil des Gerätegewichts beseitigt.

An Stelle eines direkten Angriffs des Ausgleichzylinders am Meßglied ist in Weiterbildung der Erfindung ein Additionshebel vorgesehen, an dem einerseits das Meßglied und andererseits der Kolben des Ausgleichzylinders und eine Gegenfeder angreifen. Mit geeigneter Wahl der Hebellängen ist es möglich, dem Ausgleichzylinder einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser zu geben. Ferner kann die Spannung der Gegenfeder einstellbar sein, damit daß Maß des Ausgleichs der günstigsten Wirkung der Regelung angepaßt werden kann.

Der Additionshebel bietet weiterhin die Möglichkeit, die Anlenkstelle für die Übertragung der Bewegungen auf das Regelglied des Kraftheberzylinders

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in Längsrichtung des Additionshebels einstellbar auszubilden. Dadurch soll vor allem ein Ausgleich der senkrechten Kräfte der verschiedenen Art und Größe der zur Anwendung kommenden Arbeitsgeräte angepaßt werden können.

Es sind bereits Einrichtungen zur Regelung der von einem Ackerschlepper an einem angebauten Arbeitsgerät aufzuwendenden Zugkraft durch Änderung der Arbeitstiefe mittels eines hydraulischen Kraftheberzylinders bekanntgeworden, die neben dem Kraftheberzylinder einen weiteren, mit diesem dauernd in Verbindung stehenden Arbeitszylinder aufweisen. Der weitere Arbeitszylinder dient bei diesen Einrichtungen dazu, das angebaute Arbeitsgerät parallel zu der Bodenebene zu halten, die es durchläuft. Hierzu ändert der mit dem Kraftheberzylinder dauernd in Verbindung stehende Arbeitszylinder bei mehreren Bauarten die Lenkerlänge des oberen Lenkers,· oder verschwenkt bei einer anderen Bauart den Anlenkpunkt der unteren Lenker einer Dreipunktanbauvorrichtung zum Schlepper und korrigiert damit die Neigung des Rahmens des Arbeitsgerätes zum Schlepper entsprechend dem Neigungswinkel zwischen Arbeitsgerät und der Schlepper-Rollebene. Diese Einrichtungen sind jedoch nicht dazu geeignet, im Sinne der Erfindung während des Arbeitens des Arbeitsgerätes die durch die senkrechte Komponente des Arbeitswiderstandes und des vom Schlepper getragenen Teils des Gerätegewichts in dem Sinne aufzufangen, daß diese Kräfte die Regelung nicht mehr oder in erheblich geringerem Maße beeinflussen. Bei diesen bekannten Einrichtungen bewirkt die vom zusätzlichen Arbeitszylinder erzeugte Kraft keine Entlastung des Meßgliedes der Einrichtung um den Betrag, der aus der senkrechten Komponente des Arbeitswiderstandes und den vom Schlepper getragenen Teil des Gerätegewichts herrührt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht.

A b b. 1 zeigt einen Ackerschlepper mit Anbaugerät und Messung der Zugkraft am Oberlenker einer Dreipunktanlenkung; in

A b b. 2 ist in größerem Maßstab die Anwendung eines Additionshebels dargestellt;

A b b. 3 zeigt im Schaubild den Verlauf der am Oberlenker angreifenden Kräfte mit und ohne Ausgleichzylinder.

Nach A b b. 1 ist hinten am Ackerschlepper 1 ein Dreischarpflug 2 mittels einer bekannten Dreipunktanlenkung angebaut, d. h. über einen Oberlenker 3 und zwei Unterlenker 4. Der Kolben des hydraulischen Kraftheberzylinders 5 greift über zwei Hubarme 6 und Hubstangen 7 an den Unterlenkern 4 an und trägt damit die senkrechten Kräfte V, die sich aus dem von den Sohlen der Pflugkörper nicht auf den Erdboden übertragenen Teil des Pfluggewichtes und der an den Pflugscharen angreifenden senkrechten Komponente des Bodenwiderstandes zusammensetzen.

Der Oberlenker 3 ist an einen hinten am Schlepper gelagerten Hebel 10 angelenkt, an dem anderseits das freie Ende der Meßfeder 11 und das zum Steuergerät 12 führende Übertragungsglied 13 angreifen. Das Übertragungsglied 13 ist zugleich als Kolbenstange für den Ausgleichzylinder 14 ausgebildet, dessen Druckraum über eine Druckmittelleitung 15 mit dem Druckraum des Kraftheberzylinders 5 in Verbindung steht. Das von einer Pumpe 16 dauernd geförderte Druckmittel wird je nach Stellung des vom Übertragungsglied 13 eingestellten Steuergerätes entweder über die Leitung 17 dem Kraftheberzylinder zugeführt, oder es wird Druckmittel aus dem Zylinder abgelassen. In einer Zwischenstellung ist die Leitung 17 abgesperrt. Ein Handhebel 18 ermöglicht in bekannter Weise weitere Einstellungen des Steuergerätes zum Ausheben und Absenken des Pfluges in den Boden.

ίο Der Ausgleichzylinder 14, der stets denselben Druck hat wie der Kraftheberzylinder 5, überträgt durch seinen Kolben eine an der Meßfeder 11 angreifende, nach rechts gerichtete Kraft, die der aus dem Moment der senkrechten Kräfte am Oberlenker 3 erzeugten Zugkraft entgegengerichtet ist. Je nach Größe des Durchmessers des Zylinders 14 werden demnach die am Oberlenker angreifenden senkrechten Kräfte großenteils oder ganz ausgeglichen. Der Hebel 10, an dem der Oberlenker 3 angreift, enthält mehrere Bohrungen, in eine von denen wahlweise der Gelenkbolzen eingeführt ist. Das Maß des Ausgleichs ist auf diese Weise wählbar. Erfindungsgemäß besteht weiterhin die vorteilhafte Möglichkeit des Ausgleiches durch Änderung der Meßfedercharakteristik.

In der in Abb. 2 dargestellten Variante sind die der Abb. 1 entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Oberlenker 3, der am freien Ende der Meßfeder 11 angreift, ist über eine Stange 20 mit dem oberen Ende eines Additionshebeis 21 verbunden, an dessen unterem Ende die Kolbenstange des Ausgleichzylinders 14 angreift. Der Additionshebel enthält einen bogenförmigen Längsschlitz, in dem das linke Ende des Übertragungsgliedes 13 verstellbar geführt ist. Die Einstellung geschieht mittels des Handhebels 22 über die Stange 23. An dem kolbenstangenseitigen Ende des Additionshebels 21 greift ferner eine Gegenfeder 24 an, deren Spannung durch einen Handhebel 25 einstellbar ist.

Die Anordnung nach Abb. 2 ermöglicht es, mit der Verschiebung des Anlenkpunktes 26 des Übertragungsgliedes 13, einen mehr oder weniger großen Teil der senkrechten Kräfte von Bodenbearbeitungsgeräten unterschiedlicher Größe und verschiedenen Gewichts zu kompensieren. Es ergibt sich für die Einstellung des Anlenkpunktes 26 des Übertragungsgliedes 13, daß in dessen oberer Lage die auf dieses einwirkende, aus vertikalen Kräften herrührende Kraft eines schweren Bodenbearbeitungsgeräts und in der unteren Endlage die Vertikalkräfte eines leichten Bodenbearbeitungsgerätes voll ausgeglichen werden. Durch Änderung der Spannung der Feder 24 kann das Ausmaß der Kompensation ebenfalls beeinflußt werden. Schließlich ist es noch denkbar, den Oberlenker3, ebenso wie in Abb. 1, wahlweise an eine von mehreren Bohrungen eines Hebels 10 angreifen zu lassen und dadurch dessen wirksamen Hebelarm zu mindern.

Im Schaubild Abb. 3 sind in Abszissenrichtung nach rechts die Druckkräfte und nach links die Zugkräfte im Oberlenker aufgetragen. In Ordinatenrichtung nach unten ist die Furchentiefe gemessen. Die Linie A zeigt einen Kraftverlauf ohne Ausgleich der senkrechten Kräfte beim Pflügen, während die Linie B den Kraftverlauf ohne Ausgleich beim Ausheben wiedergibt. Hier sind die vom Schlepper getragenen Anteile des Pfluggewichts und der senkrechten Komponente des Bodenwiderstandes größer,

da die Sohle der Pflugkörper keine senkrechten Kräfte auf den Erdboden übertragen. Bei jedem Regelvorgang wechseln die Kräfte von der Linie A nach der Linie B, oder umgekehrt, wodurch auch ein entgegengesetzter Regelimpuls ausgelöst wird. Die verhältnismäßig große Änderung der Oberlenkerkräfte hat eine unnötig große Zahl von Regelschritten zur Folge, die kurzzeitig aufeinanderfolgen und Stöße und Erschütterungen auslösen. Die Steigung der Kennlinien Λ. und B, insbesondere im Bereich kleiner Furchentiefen, ist verhältnismäßig klein. Das bedeutet, daß mit einer Änderung der Furchentiefe entsprechend kleine Änderungen der Oberlenkerkräfte verbunden sind, und daß die auf den Regelvorgang einwirkenden Störkräfte, insbesondere Reibungskräfte, dementsprechend wirksam sind, d. h. die Empfindlichkeit herabsetzen.

Nach einem Ausgleich der auf Momenten der senkrechten Kräfte am Gerät beruhenden Oberlenkerkräfte, ist der Kraftverlauf erheblich steiler, wie die Linie C zeigt, d. h. einer bestimmten Änderung der Furchentiefe entspricht eine wesentlich größere Änderung der Kraft im Oberlenker als ohne den Ausgleich. Im Falle eines vollständigen Ausgleichs verläuft der Regelvorgang immer auf dieser Linie C Der Regelvorgang ist dann stetig und stoßfrei. Bei einem nicht vollständigen Ausgleich ergeben sich Wechsel zwischen der Linie C und einer Äquidistanten, jedoch in kleinerem Abstand als der Linien und B. Eine solche Regelung, die durchaus vorteilhaft sein kann, läßt sich mit den vorher geschilderten Mitteln einstellen.

Der Erfindungsgedanke ist sinngemäß auf eine Regelung mit Messung der Unterlenkerkräfte anwendbar.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Regelung der von einem Ackerschlepper an einem angebauten oder angehängten Arbeitsgerät aufzuwendenden Zugkraft durch Änderung der Arbeitstiefe mittels eines hydraulischen Kraftheberzylinders, insbesondere unter Verwendung eines am Oberlenker einer Dreipunktanlenkung angreifenden Meßgliedes, gekennzeichnet durch einen mit dem Kraftheberzylinder (5) verbundenen und den gleichen Druck wie dieser aufweisenden Ausgleichzylinder (14), der die senkrechte Komponente des Arbeitswiderstandes und den vom Schlepper getragenen Teil des Gerätegewichts in dem Sinne auffängt, daß diese Kräfte die Regelung nicht mehr oder in erheblich geringerem Maße beeinflussen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (13) des Ausgleichzylinders (14) mit der beweglichen Seite des Meßgliedes (11) verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Additionshebel (21), an dem einerseits das Meßglied (11) und andererseits der Kolben des Ausgleichzylinders (14) und eine Gegenfeder (24) angreifen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkstelle (26) für die Übertragung der Bewegungen auf das Regelglied (12) des Kraftheberzylinders (5) in Längsrichtung des Additionshebels (21) einstellbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Gegenfeder (24) einstellbar ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zwischen dem Oberlenker (3) und dem elastischen Meßglied (11) ein am Schlepper gelagerter Hebel (10) mit einem in dessen Längsrichtung verstellbaren Angriff des Oberlenkers vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 557 378, 602291;
USA.-Patentschriften Nr. 2 887166, 2 887 167.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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