DE1171664B - Einrichtung zum selbsttaetigen Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Ackerschleppers bei der Feldarbeit, insbesondere beim Pfluegen mit konstanter Arbeitstiefe - Google Patents
Einrichtung zum selbsttaetigen Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Ackerschleppers bei der Feldarbeit, insbesondere beim Pfluegen mit konstanter ArbeitstiefeInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. Kl.: A Ol b
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Auslegetag:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Deutsche Kl.: 45 a-67/00
1171 664
K 47330 III/45 a
25. Juli 1962
4. Juni 1964
K 47330 III/45 a
25. Juli 1962
4. Juni 1964
Die Erfindung erstreckt sich auf eine Einrichtung zum selbsttätigen Regeln der Fahrgeschwindigkeit
eines Ackerschleppers bei der Feldarbeit, insbesondere beim Pflügen mit konstanter Arbeitstiefe.
Die bekannten Einrichtungen dieser Art beruhen im allgemeinen auf einer sogenannten Zugkraftregelung.
Bei dieser Regelungsart wird die Eindringtiefe des Bearbeitungsgerätes bei unterschiedlichen Bodenwiderständen
in Abhängigkeit von der auf das Gerät ausgeübten Zugkraft mit Hilfe eines hydraulischen
Krafthebers durch selbstätiges Anheben bzw. Abseaken des Gerätes so verändert, daß die Zugkraft
möglichst konstant bleibt. Auf diese Weise kann zwar die erforderliche Motorleistung ebenfalls angenähert
konstant gehalten werden, jedoch nur mit der unerwünschten Nebenwirkung, daß der zu bearbeitende
Boden z. B. beim Pflügen gerade an den festesten Stellen nur bis in geringere Tiefe gelockert
wird als an den sowieso schon lockeren Stellen. Für Schlepper, die mit einem stufenlos regelbaren Getriebe
als Ersatz für das übliche Stufenschaltgetriebe ausgerüstet sind, ist schon vorgeschlagen worden,
das Übersetzungsverhältnis in dem Getriebe selbsttätig, z. B. in Abhängigkeit von der jeweiligen Kraftstoffeinspritzmenge
so zu verändern, daß eine gleichbleibende Motorleistung erzielt wird. Schließlich gehören
auch Einrichtungen zum selbsttätigen Steuern eines Arbeitsgerätes an einen Ackerschlepper auf
gleichbleibende Bodeneindringtiefe — sogenannte »Tiefenregelungen« — bereits zum Stand der Technik.
Bei einer solchen automatischen »Tiefenregelung« ließen sich jedoch stärkere Schwankungen in
der erforderlichen Zugleistung nicht vermeiden, die dazu zwangen, den Schleppermotor mit einer verhältnismäßig
niedrigen mittleren Belastung zu betreiben, um ständig eine ausreichende Leistungsreserve für die Stellen des höchsten Bodenwiderstandes
verfügbar zu haben.
Hauptaufgabe der Erfindung ist es, eine Regeleinrichtung für die Fahrgeschwindigkeit eines Acker-Schleppers
zu schaffen, die es gestattet, den Schleppermotor bei der Feldarbeit, insbesondere
beim Pflügen mit gleichbleibender Eindringtiefe, selbsttätig dauernd mit seiner wirtschaftlichsten
Leistung zu betreiben und damit die erreichbare Flächenleistung sowohl in bezug auf die erforderliche
Arbeitszeit als auch auf den Kraftstoffverbrauch zu erhöhen. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im
wesentlichen durch die Vereinigung folgender für sich
bekannter Merkmale in der Regeleinrichtung gelöst: a) Ausbildung des Drehmomentenwandlers zwischen
dem Schleppermotor und dem Achs-Einrichtung zum selbsttätigen Regeln der
Fahrgeschwindigkeit eines Ackerschleppers bei
der Feldarbeit, insbesondere beim Pflügen mit
konstanter Arbeitstiefe
Fahrgeschwindigkeit eines Ackerschleppers bei
der Feldarbeit, insbesondere beim Pflügen mit
konstanter Arbeitstiefe
Anmelder:
KOPAT Gesellschaft für Konstruktion,
Entwicklung und Patentverwertung m. b. H. & Co. K. G., Boll (Kr. Göppingen), Gruibinger Str. 49
Entwicklung und Patentverwertung m. b. H. & Co. K. G., Boll (Kr. Göppingen), Gruibinger Str. 49
Als Erfinder benannt:
Erwin Allgaier, Boll (Kr. Göppingen),
Kaspar Ritter, Kirchheim (Teck)
antrieb als stufenlos regelbares Getriebe, vorzugsweise in Form eines hydrostatischen
Getriebes,
b) selbsttätige Steuerung des Übersetzungsverhältnisses in dem Getriebe auf eine gleichbleibende
— vorzugsweise durch die jeweilige Kraftstoffeinspritzmenge wählbare — Motorleistung und
c) Ausrüstung des "Schleppers mit einer Einrichtung zum selbsttätigen Steuern des Arbeitsgerätes
auf gleichbleibende Bodeneindringtiefe.
Durch das Zusammenwirken der drei für sich bekannten Elemente wird einerseits eine gleichmäßige
Bearbeitungstiefe unabhängig von allen Schwankungen im Bodenwiderstand erzielt. Gleichzeitig
wird durch die automatische Anpassung des Übersetzungsverhältnisses in dem stufenlos regelbaren
Getriebe an den veränderlichen Bodenwiderstand ein ständiger Betrieb des Antriebsmotors im Bereich
seines besten Wirkungsgrades und damit höchster Wirtschaftlichkeit ermöglicht.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung besteht in der Verwendung
einer einzigen Druckpumpe sowohl zum Aufrechterhalten des erforderlichen Fülldruckes im
inneren Kreislauf des stufenlos regelbaren Getriebes als auch für die Lieferung der Arbeitsflüssigkeit zum
Betätigen aller durch Hilfskraft bewegten Regelglieder. Durch diese Ausgestaltung wird der zusätzliche
Aufwand für die selbsttätige Regelung infolge Mehrfachausnutzung der Druckpumpe erheblich
verringert und damit die ganze Einrichtung vereinfacht und gleichzeitig ihre Wirtschaftlichkeit entsprechend
erhöht.
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Um die zweckmäßigerweise nur bei der Feld- zusammenarbeitenden Hauptbestandteile: ein als
arbeit, insbesondere beim Pflügen, zu verwendende hydrostatischer Drehmomentenwandler in Axialselbsttätige Regelung jederzeit willkürlich rasch ein- kolbenbauart ausgebildetes stufenlos regelbares Ge-
bzw. ausschalten zu können, ist im weiteren Ausbau triebe 1, dessen Eingangswelle 2 von einem nicht
der Erfindung ein handbetätigbares Umschaltglied 5 dargestellten Schleppermotor antreibbar ist, während
zum In- bzw. Außerbetriebsetzen der automatischen sein Abtriebsritzel 3 über Zahnraduntersetzungs^
Getriebeverstellung in deren Druckmittelzuleitung stufen 3, 4 und 5, 6 mit den ebenfalls fortgelassenen
angeordnet. Antriebsrädern in Verbindung steht. Das Über-
Besonders vorteilhaft ist es, außer dem hand- Setzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle 2 und
betätigbaren Umschaltglied zusätzlich ein in Ab- io dem Abtriebsritzel 3 des Getriebes 1 läßt sich durch
hängigkeit von der Stellung des zum Bewegen des Verstellen der gestrichelt eingezeichneten im Umlauf-Anbaugerätes
dienenden Krafthebers betätigbares gehäuse gelagerten Schwenkkörper 7 bzw. 8 in Absperrglied zum selbsttätigen In- bzw. Außer- weiten Grenzen stufenlos verändern. Das Verstellen
betriebsetzen der automatischen Getriebeverstellung der Schwenkkörper 7, 8 geschieht über eine mit
in deren Druckmittelleitung einzuschalten. Hierdurch 15 Steuerschlitzen 9 versehene in Richtung des Doppelwird
beim Ausheben des Arbeitsgerätes, z. B. zum pfeiles 10 längsbeweglich geführte Schiebemuffe 11.
Wenden an den Feldenden, die automatische Ge- Diese ist ihrerseits durch einen mit verhältnismäßig
triebeverstellung selbsttätig abgeschaltet und damit hohem Druck beaufschlagbaren Arbeitskolben 12
der Schlepperfahrer von jedem zusätzlichen Hand- einer Servo-Verstelleinrichtung 13 mit einer Rückgriff
entlastet, der sonst erforderlich wäre, um eine 20 fülleinrichtung und einen bei 15 im Getriebeunerwünschte Beschleunigung des Schleppers wäh- gehäuse 16 schwenkbar gelagerten Zwischenhebel 17
rend des Wendens zu verhindern. entsprechend der Stellung des um den gehäusefesten
Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung wird Lagerzapfen 18 schwenkbaren Schalthebels 19 zum
ferner vorteilhaft so ausgebildet, daß der in an sich wahlweisen Verändern des Übersetzungsverhältbekannter
Weise von dem Gestänge eines Einspritz- 25 nisses verstellbar.
pumpenreglers abgenommene Istwert der Motor- Der Schalthebel 19 und der Betätigungshebel 20
belastung über eine mit dem relativ niedrigen Füll- der Servo-Verstelleinrichtung 13 sind durch eine
druck arbeitende Servo-Steuerung auf das Betäti- Stoßstange 21 und ein weiteres, eine Kulissengungsgestänge
einer für sich ebenfalls bekannten führung 22 aufweisendes Übertragungselement 23 so
Hochdruck-Verstelleinrichtung für das stufenlos 30 verbunden, daß der Betätigungshebel 20 in jeder
regelbare Getriebe übertragen wird. Der verhältnis- Lage entweder durch den Schalthebel 19 oder durch
mäßig niedrige Fülldruck von z. B. 5 bis 7 atü in den in einem Zylinder 24 beweglichen Kolben 25 mit
der Arbeitsflüssigkeit zum Übertragen der Unter- Kolbenstange 26 über einen bei 27 gelagerten
schiede zwischen den Reglersoll- und -istwerten auf Winkelhebel 28 verstellt werden kann. Die Flüssigdie
Verstelleinrichtung für das stufenlos regelbare 35 keitsräume im Arbeitszylinder 24 beiderseits des
Getriebe reicht für die Überwindung der sehr nied- Kolbens 25 stehen durch Druckflüssigkeitsleitungen
rigen Steuerkräfte mit Hilfe von ebenfalls sehr kleine 29 und 30 mit einem an den Motorregler 31 ange-Abmessungen
erfordernden Steuergeräten völlig aus schlossenen Steuergerät 32 zum automatischen Ein-
und ergibt gleichzeitig eine Verringerung der an regeln des Übersetzungsverhältnisses im Getriebe 1
allen Dichtflächen auftretenden Reibungskräfte. 40 auf gleichbleibende Motorleistung in Verbindung.
Eine konstruktiv besonders vorteilhafte Ausbildung Wie aus der Schnittdarstellung in F i g. 2 ersicht-
der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung besteht lieh, enthält das Steuergerät 32 einen mit der Reglerschließlich
darin, daß der Istwertgeber als ein mit stange 33 des Motordrehzahlreglers 34 verbundenen,
der Regler stange gekuppelter längsbeweglicher Rund- als Rundschieber 35 ausgebildeten Istwertgeber, der
schieber ausgebildet und zentrisch innerhalb eines 45 längsbeweglich innerhalb eines als Hohlschieber 36
als Hohlzylinderschieber gestalteten, ebenfalls längs- gestalteten, ebenfalls längsbeweglich in dem Gebeweglich
in einem Gehäuse geführten Sollwert- häuse 37 geführten Sollwertgebers angeordnet ist.
gebers angeordnet ist. Diese Ausgestaltung des Letzterer steht über ein aus dem Gehäuse 37 heraus-Gebers
für die Servo-Steuerung zum selbsttätigen geführtes Verlängerungsstück 38, einen um den
Verstellen des stufenlos regelbaren Getriebes er- 50 Lagerzapfen 39 schwenkbaren Doppelhebel 40 und
möglicht einen völlig geschlossenen Aufbau dieses ein Gestänge 41 mit dem zum Verändern der Regler-Gerätes,
das fest an den Drehzahlregler angebaut federspannung dienenden Stellhebel 42 in Verbin-
und durch starre Rohrleitungen sowohl mit der dung, der seinerseits über ein weiteres Gestänge 43
Druckmittelquelle als auch mit dem Arbeitszylinder von dem hand- bzw. fußbetätigbaren Drehzahlwählverbunden
werden kann, wobei nur eine abzudich- 55 hebel 44 verstellbar ist. Zur Vorwahl eines getende
Gehäusedurchführung zum Bewegen des Soll- wünschten Übersetzungsbereiches entsprechend der
wertgebers erforderlich ist. für die jeweils auszuführende Arbeit erforderlichen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an mittleren Zugkraft des Schleppers ist der Lager-Hand
der Zeichnung mit zwei Figuren näher be- zapfen 39 an einem Zwischenhebel 45 angebracht,
schrieben. Von diesen zeigt So der durch Betätigen des Zugkraftwählhebels 46 im
F i g. 1 ein Schemabild der erfindungsgemäßen einen oder anderen Sinne des Doppelpfeiles 47 über
Regeleinrichtung mit teilweise im Schnitt darge- ein Gestänge 48 um einen gehäusefesten Anlenkstellten
Geräten und punkt 49 verschwenkt werden kann.
F i g. 2 einen Längsschnitt durch das Gebergerät An dem Getriebegehäuse 16 ist ferner ein hydrau-
für die automatische Verstellung des stufenlos regel- 65 lischer Kraftheber 50 mit Hubarmen 51 angebracht,
baren Getriebes in vergrößertem Maßstab. der zum Heben und Senken eines an das Dreipunkt-
Die in der Zeichnung veranschaulichte Regel- gestänge 52 bis 54 angehängten Pfluges 55 über zwei
einrichtung enthält die folgenden eng miteinander Hubstangen 56 dient. Der Zu- und Ablauf von
Arbeitsflüssigkeit in den bzw. aus dem Druckraum des Krafthebers 50 kann entweder durch einen Handhebel
57 betätigbaren Schieber im Krafthebersteuergerät 58 oder aber über ein Stellwerk 59, 60, 61 von
einem auf verschiedene Bodeneinringtiefe des Pfluges 55 einstellbaren Taster 62 automatisch auf
gleichbleibende Arbeitstiefe geregelt werden.
Sämtliche hydraulischen Geräte der beschriebenen Regeleinrichtung werden von einer einzigen Druckpumpe
63 gespeist, die von der Eingangswelle 2 des Getriebes 1 angetrieben wird und die Arbeitsflüssigkeit
über eine Saugleitung 64 mit Grobfilter 65 aus dem Sumpf des Getriebegehäuses 16 ansaugt. Von
der Druckpumpe 63 wird die Arbeitsflüssigkeit über die Leitung 66 zunächst der Servo-Verstelleinrichtung
13 für das Getriebe 1 zugeführt. Über die Verbindungsleitung 67 fließt die Arbeitsflüssigkeit von
der Servo-Verstelleinrichtung 13 zum Eingangsstutzen 68 des Steuergerätes 58 am Kraftheber 50
weiter. Bei Stillstand des Krafthebers 50 wird die Druckflüssigkeit schließlich von dem Ausgangsstutzen
69 direkt durch eine weitere Leitung 70 dem hydrostatischen Getriebe 1 zum Ersatz von aus
dessen inneren Kreislauf durch Leckverluste verlorengehende Arbeitsflüssigkeit und zur Schmierung
zugeführt. Während der Beaufschlagungszeiten des Krafthebers 50 strömt eine der Füllmenge des
Arbeitsraumes entsprechende Flüssigkeitsmenge aus dem ständig mit Flüssigkeit gefüllten Kubelgehäuse
des Krafthebers über eine Verbindungsleitung 71 und die Leitung 70 zum Getriebe 1.
Durch eine vom Ausgangsstutzen 69 des Steuergerätes 58 für den Kraftheber 50 zum Steuergerät 32
des Motorreglers 31 führende Druckleitung 72, 73 ist schließlich auch die aus dem Steuergerät 32 und
dem Arbeitszylinder 24 mit Kolben 25 bestehende automatische Getriebeverstellung an das Druckleitungssystem
angeschlossen, das von der Druckpumpe 63 ständig unter einem durch die Einstellung
eines Überdruckventils 74 regelbaren Fülldruck gehalten wird. Zwischen den Leitungsabschnitten 72
und 73 sind ein von Hand betätigbarer Dreiwegehahn 75 und ein von den Hubarmen 51 des Krafthebers
50 in angehobener Stellung über einen Nocken 76 und ein Gestänge 77 selbsttätig verstellbarer
Absperrschieber 78 angeordnet. Der Dreiwegehahn 75 und der Absperrschieber 78 dienen dazu,
die automatische Getriebeverstellung einmal willkürlich jederzeit in bzw. außer Betrieb zu setzen
bzw. bei der eingezeichneten Stellung des Dreiwegehahnes 75 die automatische Getriebeverstellung
selbsttätig immer dann zu unterbrechen, wenn der Pflug 55 mit dem Kraftheber 50, 51 aus der eingezeichneten
Arbeitsstellung in die Transportstellung angehoben wird.
Nachstehend ist die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung zum selbsttätigen Regeln der
Fahrgeschwindigkeit eines Ackerschleppers am Beispiel des Pflügens eines Ackers mit unterschiedlichem
Bodenwiderstand und/oder veränderlicher Steigung während einer Hin- und Herfahrt geschildert:
Zunächst wird die den Hinterachsdruck des Schleppers beeinflussende Neigung der Pflugsohle
am Verstellglied 54 des Dreipunktgestänges und die gewünschte Bodeneindringtiefe durch Höher-
oder Tieferschrauben des Tasters 62 in der üblichen Weise vor Beginn des Pflügens eingestellt. Am Hebel
wird ferner eine der jeweiligen Pflugarbeit entsprechende
günstige mittlere Motorbelastung ebenfalls nur einmal vorgewählt und der Dreiwegehahn
75 auf Getriebeautomatik gestellt. Vor dem Anfahren wird mit Hilfe des durch Hand oder Fuß
betätigten Gashebels 44 die Motordrehzahl vorgegeben und der Schlepper dann ohne vorheriges Betätigen
einer Kupplung durch Verstellen des Schalthebels 19 in Richtung auf Vorwärtsfahrt in Bewegung
gesetzt. Am Beginn der Furche wird der Pflug durch Betätigen des Steuerschiebers 57 für den
Kraftheber 50 in Arbeitsstellung abgesenkt. Während des Pflügens braucht der Schlepperfahrer nur die
Fahrtrichtung mit Hilfe der Lenkung einzuhalten, während ihm jede anderweitige Bedienungsarbeit
von der erfindungsgemäßen Automatik abgenommen wird. Die Fahrgeschwindigkeit wird nämlich sowohl
bei Unterschieden im Bodenwiderstand durch härtere oder weichere Stellen im Acker als auch beim Befahren
beliebiger Steigungen oder Gefällstrecken durch selbsttätiges Verändern des Übersetzungsverhältnisses im stufenlos regelbaren Getriebe 1 so
eingeregelt, daß der Schleppermotor unter gleichbleibender Belastung und bei gleicher Drehzahl
arbeitet. Ebenso wird die Pflugtiefe durch die automatische Tiefenregelung ohne jeden Eingriff von
Hand immer wieder auf den vorgewählten Wert eingeregelt. Am Furchenende wird der Pflug in
üblicher Weise mit dem Kraftheber ausgehoben, wobei gleichzeitig mit Hilfe des Umsteuerschiebers
78 die Getriebeautomatik vorübergehend abgeschaltet wird. Anschließend wird der Schlepper
allein unter Benutzung des Schalthebels 19 und Lenkrades — d. h. wieder ohne jedes Kuppeln — in
die entgegengesetzte Fahrtrichtung gewendet, worauf die nächste Furche in genau der gleichen Weise gezogen
wird, wie vorstehend bei der ersten Furche beschrieben.
Claims (6)
1. Einrichtung zum selbsttätigen Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Ackerschleppers bei
der Feldarbeit, insbesondere beim Pflügen mit konstanter Arbeitstiefe, gekennzeichnet
durch die Vereinigung folgender für sich bekannter Merkmale:
a) Ausbildung des Drehmomentenwandlers zwischen dem Schleppermotor und dem
Achsantrieb als stufenlos regelbares Getriebe, vorzugsweise in Form eines hydrostatischen
Getriebes,
b) selbsttätige Steuerung des Übersetzungsverhältnisses in dem Getriebe auf eine
gleichbleibende — vorzugsweise durch die jeweilige Kraftstoffeinspritzmenge wählbare
— Motorleistung und
c) Ausrüstung des Schleppers mit einer Einrichtung zum selbsttätigen Steuern des
Arbeitsgerätes auf gleichbleibende Bodeneindringtiefe.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer einzigen
Druckpumpe (63) sowohl zum Aufrechterhalten des erforderlichen Fülldruckes im inneren Kreislauf
des stufenlos regelbaren Getriebes (1) als auch für die Lieferung der Arbeitsflüssigkeit zum
Betätigen aller durch Hilfskraft bewegten Regelglieder.
3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein handbetätigbares Umschaltglied
(75) zum In- bzw. Außerbetriebsetzen der automatischen Getriebeverstellung.
4. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, gekennzeichnet durch ein in Abhängigkeit
von der Stellung des zum Bewegen des Anbaugerätes (55) dienenden Krafthebers (50, 51) betätigbares Absperrglied (78) zum
selbsttätigen In- bzw. Außerbetriebsetzen der automatischen Getriebeverstellung.
5. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der in
an sich bekannter Weise von dem Gestänge (33) eines Einspritzpumpenreglers (34) abgenommene
Istwert der Motorbelastung über eine mit dem relativ niedrigen Fülldruck arbeitende Servo-
Steuerung auf das Betätigungsgestänge (20) einer für sich ebenfalls bekannten Hochdruck-Verstelleinrichtung
(13) für das stufenlos regelbare Getriebe (1) übertragen wird.
6. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der
Istwertgeber als ein mit der Reglerstange gekuppelter längsbeweglicher Rundschieber (35)
ausgebildet und zentrisch innerhalb eines als Hohlzylinderschieber (36) gestalteten, ebenfalls
längsbeweglich in einem Gehäuse (37) geführten Sollwertgebers angeordnet ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1060189,
682, 1095 037, 1099 775;
französische Patentschrift Nr. 1 228 474.
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1060189,
682, 1095 037, 1099 775;
französische Patentschrift Nr. 1 228 474.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409 598/130 5.6i © Bundesdruckerei Berlin
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1171664B true DE1171664B (de) | 1964-06-04 |
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