DE1215420B

DE1215420B - Zugkraftmesser fuer die Arbeitstiefe von landwirtschaftlichen Geraeten beeinflussende Regeleinrichtungen des Krafthebers von Ackerschleppern

Info

Publication number: DE1215420B
Application number: DEK45920A
Authority: DE
Inventors: Hans Hasselgruber; Hans Kagel
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1962-02-17
Filing date: 1962-02-17
Publication date: 1966-04-28

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.;

AOIb

Deutsche Kl.: 45 a-65/06

Nummer: 1215 420

Aktenzeichen: K 45920III/45 a

Anmeldetag: 17. Februar 1962

Auslegetag: 28. April 1966

Die Erfindung bezieht sich auf Regeleinrichtungen, mit denen die Arbeitstiefe von an einen Schlepper angebauten oder angehängten landwirtschaftlichen Geräten mittels eines Krafthebers, vorzugsweise eines hydraulischen Arbeitszylinders, in Abhängigkeit von der Größe des zu überwindenden Bodenwiderstandes bzw. der vom Schlepper aufzubringenden Zugkraft beeinflußt wird. Der Bodenwiderstand bzw. die Zugkraft wird zu diesem Zweck von einem federnden Meßglied im Koppelgestänge zwischen Schlepper und Arbeitsgerät gemessen, und die Federwege werden auf das Regelglied des Krafthebers übertragen. Dabei ergeben sich Schwierigkeiten aus der Tatsache, daß einerseits der Stellweg des Regelgliedes eine bestimmte, meist kleine Größe hat, während anderseits die Formänderung des Meßgliedes je nach Art des benutzten Arbeitsgerätes (z. B. Pflug oder Hackgerät) entsprechend dem verschiedenen Bodenwiderstand in weiten Grenzen unterschiedlich ist. Deshalb ist es fast immer notwendig, die Federsteifigkeit des Meßgliedes dem Bodenwiderstand des Arbeitsgerätes anzupassen, so daß die Federwege im wesentlichen in denselben Grenzen liegen.

Bei bekannten mit Biegungsfedern ausgerüsteten Zugkraftmeßeinrichtungen wird zu diesem Zweck die wirksame Federlänge oder das Hebelübersetzungsverhältnis an dem kraftübertragenden Gestänge verändert.

Da aber Zugkraftmesser mit Biegungsfedern große Abmessungen haben und veränderbare Hebelanordnungen wegen Spiel in den Gelenkpunkten, wegen lösbarer Steckbolzenverbindungen, aber gleichfalls auch wegen großer Abmessungen unerwünscht sind, sollen Wege gefunden werden, um die Abmessungen zu verringern, lose Teile zu vermeiden und den Fertigungsaufwand möglichst klein zu halten.

Es ist bekannt, daß Drehstabfedern gegenüber Biegestäben gleichen Arbeitsvermögens kleinere Abmessungen haben. Kraftmeßgeräte mit drehelastischen Stäben oder Rohren sind bekannt. Für die Verwendung als Kraftmesser am Ackerschlepper waren aber Wege zu finden, die eine stufenweise oder kontinuierliche Veränderung der Federsteifigkeit mit einfachen, auch dem Landwirt geläufigen Hantierungen ermöglichen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgte dadurch, daß die Steifigkeit der Feder durch Änderung ihrer bei Beanspruchung wirksamen tordierten und sich gegebenenfalls auch durchbiegenden Länge, durch Anziehen oder Lockern einer oder mehrerer Schrauben ermöglicht wurde.

Zugkraftmesser für die Arbeitstiefe von
landwirtschaftlichen Geräten beeinflussende
Regeleinrichtungen des Krafthebers von
Ackerschleppern

Anmelder:

Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft,

Köln-Deutz

Als Erfinder benannt:

Hans Hasselgruber, Bergisch Gladbach;

Hans Kagel, Obenroth bei Eitorf

Die Erfindung läßt sich auf mannigfaltige Weise durchführen. In der Zeichnung ist eine Reihe von Ausführungsbeispielen dargestellt.

Die A b b. 1 bis 5 zeigen schematisch eine Drehstabfeder, die außerdem mehr oder weniger eine Biegungsverformung erfährt.

In A b b. 6 sind aus mehreren Federblättern zusammengesetzte Drehstabfedern von einstellbarer wirksamer Länge in Schrägansicht wiedergegeben.

Die Abb. 7 und 8 zeigen eine aus drei Sechskantstäben zusammengesetzte Drehstabfeder.
In den Abb. 9 bis 11 ist eine besondere Klemmverbindung für eine aus mehreren Blattfedern bestehende Drehstabfeder dargestellt.

Die in Abb. 12 in Ansicht und in den Abb. 13 bis 15 in einzelnen Querschnitten wiedergegebene Profilfeder hat zweierlei Einstellmöglichkeiten der längsgeschlitzten Nabenhülse.

Im Ausführungsbeispiel nach den Abb. 16 bis 19 ist neben der Drehstabfeder ein einstellbarer Flachkeil vorgesehen.

In Abwandlung des vorangehenden Beispiels ist die Drehstabfeder nach Abb. 20 und 21 mit größeren Einspann- und Klemmstellen versehen.

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Die zweiteilige Drehstabfeder nach A b b. 22 bis 25 ist eine Weiterbildung des vorangehenden Beispiels.

In Abb. 26 bis 28 schließlich ist das eine Ende der Drehstabfeder wahlweise feststellbar, so daß die Steifigkeit verdoppelt wird.

Der Zugkraftmesser nach Abb:l bis 5 besteht im wesentlichen aus einer Drehstabfeder 1, deren beide Enden in Böcken 2 des Sdhlepperrumpfes 3 eingespannt sind und auf deren halber Länge ein Hebel 4 aufgeklemmt ist. An diesem Hebel greift einerseits der obere Lenker 5 einer Dreipunktanlenkung des Arbeitsgeräts und anderseits der Taststift 6 an, der die elastische Verformung der Feder an das Regelglied des Krafthebers weitergibt. Aus dem Bodenwiderstand im Pfeilsinn am Lenker 5 angreifende Kräfte verdrehen gemäß Abb. 2 die Feder im Uhrzeigersinn und bewirken außerdem eine Durchbiegung um das Maß a. Der Taststift 6 wird demnach um ein Maß entsprechend der Summe dieser beiden elastischen Verformungen nach links verschoben.

Ein Stützglied 7 ist zwecks Änderung der Federsteifigkeit von oben her zwischen den Hebel 4 und den Schlepperrumpf 3 einschiebbar. In der Stellung des Stützgliedes nach Abb. 3 sind elastische Durchbiegungen der Drehstabfeder 1 verhindert. Es treten nur elastische Verdrehungen auf, die Feder ist also steifer als gemäß Abb. 2. In der Stellung des Stützgliedes 7 nach Abb. 4 ergeben sich negative Durchbiegungen b der Feder, wobei die für die Durchbiegung, einerseits und die Verdrehung anderseits wirksamen Hebelverhältnisse eine weitere Versteifung herbeiführen. A b b. 5 zeigt eine Grenzlage des Stützgliedes 7, in der die Feder starr ist und der Taststift 6 demnach keine Bewegung mehr ausführt.

Die Flachfeder nach A b b. 1 bis 5 hat im Vergleich mit einer zylindrischen Feder einen größeren Verstellbefeich, da der beeinflußbare Anteil der Durchbiegung größer ist. Das nur schematisch gezeigte Stützglied 7 kann an Stelle der reinen Verschiebung eine Schwenkung um eine zur Zeichen-" ebene parallele Achse ausführen. Schließlich kann das Stützglied die Feder mit Spiel beiderseits umgreifen, damit die Wirkung auch beim Auftreten-von Zugkräften im oberen Lenker vorhanden ist.

Tm Ausführungsbeispiel nach Abb. 6 ist die von drei Flachfedern 1 gebildete· Drehstabfeder, die natürlich auch einteilig sein könnte, an beiden Enden ähnlich A b b. 1 in nicht dargestellten Böcken am Schlepperrumpf eingespannt. Dazwischen ist die Feder in efner Hülse 10 geführt, die Durchbiegungen der Feder verhindert. Im mittleren Bereich hat die Hülse ein Innenprofil entsprechend dem Querschnitt des Federpakets. Sie ist in diesem Bereich einseitig längsgeschlitzt und zweimal quergeschlitzt. Dadurch entstehen drei Klemmstellen 12,13,14 nach Art von Rohrschellen, die durch einzelne Schrauben 15 gespannt werden können. Die- mittlere Schraube 15 bleibt immer fest angezogen, so daß die Hülse an^r der Klemmstelle 13 mit der Feder fest verspannt ist. Wenn die beiderseitigen Klemmstellen 12, 14 ganz gelockert sind, nehmen beide Federenden über ihre ganze Länge an der elastischen Verdrehung teil, wo-' bei diese Klemmstellen elastisch nachgeben. Mit dem Anziehen einer oder beider äußeren Schrauben wird die elastische Nachgiebigkeit der Klemmstellen 12, 14 m zunehmendem Maße begrenzt und schließlich ganz aufgehoben. Die wirksame Federlänge wird entsprechend verkürzt und die Steifigkeit erhöht. Die Vorsprünge 16 der Hülse 10 dienen dem Angriff des oberen Lenkers. Die Drehung der Hülse wird ebenso wie im vorangehenden Beispiel auf den Taststift übertragen.

Im Ausführungsbeispiel nach Abb. 7 und 8 wird die Drehstabfeder von drei Sechskantprofilen 1 gebildet. Die Feder liegt wiederum in einer Hülse 10

ίο zwischen zwei Böcken 2 für die Einspannung der Enden. Zur Vergrößerung der Federwege sind die schellenförmigen Einspannstellen 12, 13, 14, über deren Breite die Hülse innen mit einem Sechskantprofil durchgeräumt ist, an das rechte Ende der Feder verlegt. Die übrige Länge der Hülse hat eine zylindrische Bohrung, die erne Verdrehung der Federstäbe zuläßt. Mit dem Anziehen der Schrauben 15 wird die Steifigkeit der Feder stufenweise erhöht, während bei gelockerten Schrauben die Einspannstellen 12 bis 14 bei einer Verdrehung der Federn elastisch nachgeben.;

Die Abb. 9 bis 11 zeigen Klemmvorrichtungen für Federpakete aus einer geraden Zahl von Flachfederblättern. Die Klemmschrauben 18 drücken mit einer stumpfen.Kegelspitze gegen die Schmalseite der Federblätter. In A.bb. 9 liegen die Federn in einer quadratischen Ausräumung der Hülse 10 und haben eine ungleiche Breite, In Abb. 10 sind sämtliche Federblätter gleich breit und liegen über die Länge der Klemmstellen in einer sechskantigen Ausräumung der Hülse.' Die Kl^;emmstellen dieser Ausführungsbeispiele haben'den Vorzug einer besonders ein--

fachen Herstellbarkeit, '

In Abb. 12 bis 15 besteht die.Drehstabfeder 1 aus einem zylindrischen Stab mit zwei Abflachungen,

■ die sich über die ganze Länge erstrecken. Das untere Ende des Drehstabes ist formschlüssig..in einem Bock 2' des Sehlepperrumpfes . eingespannt. Die Drehstabfeder liegt über ihre ganze Länge in einer entsprechend profilierten Durchbohrung einer Hülse 10, deren oberes Ende in einer zylindrischen Bohrung eines zweiten Lagerbockes 20 drehbar ist. Zwischen den Böcken 2, 20 hat die Hülse auf einer Seite einen Längsschlitz 21, der nahe dem Bock 20 in einen Querschlitz 22 ausläuft. An einer geeigneten Stelle der Hülsenlänge ist mindestens eine Klemmschraube 24 vorgesehen. Sie hat den Zweck, das Drehspiel des Federstabes in der Hülse'streckenweise zu vermindern oder ganz aufzuheben (Abb. 14), so daß die wirksame Federlänge verkürzt wird und die Steifigkeit zunimmt: Mittels einer Druckschraube 25 wird umgekehrt der Schlitz 21 an einem Ende der Hülse 10 auf das für die elastische Verdrehung des Federstabes erforderliche Maß erweitert. Zur Verminderung der Spreiz- und Klemmkräfte der Schrauben sind Längsnuten 26 in der Hülse vorgesehen.

Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 16 bis 19 zeichnet· sich durch einfachere Formgebung und geringere Herstellungskosten aus: Die Drehstabfeder 1 besteht aus einem Rundstab mit einer über die ganze Länge sich erstreckenden Abflachung. Das unten gezeichnete Ende ist in einer entsprechend geformten Bohrung des Bockes 2 drehtest gelagert, während das andere Ende mit der Hülse 10 formschlüssig verbunden ist, die sich hier in einem Bock 20 drehen kann. Die Bohrung der Hülse 10 enthält eine im Querschnitt rechteckige Längsnut zur Aufnahme

eines Federkeils 28 neben der Drehstabfeder 1. Das in der Zeichnung obere Ende des Federkeils ist mit dem Drehstab in der Hülse fest eingespannt. Die elastische Verdrehung des Federstabes wird durch eine entsprechende Verjüngung des Federkeils ermöglicht. Mittels einer Klemmschraube 18 kann der Federkeil nach Bedarf an die Abflachung des Dreh-Stabes herangedrückt werden, wodurch das Verdrehungsspiel für den Federstab vermindert, die Steifigkeit also erhöht wird. Das freie Ende des Federkeils, gegen das die Drehstabfeder bei einer Verdrehung drückt, erhöht die Gesamtsteifigkeit der Federung. Gegebenenfalls kann jedoch das freie Ende des Federkeils 28 bis an die Stelle der Druckschraube 18 verkürzt werden, wenn man die Reibung an den Keilflanken vermeiden will.

In A b b. 20 und 21 sind Drehstabfedern mit verstärkten Einspann- und Klemmsitellen für einen Zugkraftmesser entsprechend dem vorangehenden Beispiel dargestellt. Die Verstärkungen werden von zylindrischen Bunden mit einseitiger oder zweiseitiger Abflachung gebildet.

In den Ausführungen nach Abb. 16 bis 21 kann zur besseren Ausnutzung des Werkstoffes ein der Einspannstelle in der Hülse 10 benachbarter Abschnitt der Drehstabfeder 1 in Länge und/oder Durchmesser kleiner ausgeführt sein als die übrige Feder. Das ist möglich, weil bei gelockerter Klemmschraub'e 18, d. h. weicher Feder, betriebsmäßig nur halb so große Kräfte am Hebelarm wirken wie bei harter Feder. . -.-...

Eine Weiterbildung des vorangehenden Ausführungsbeispiels im Sinne einer Verkürzung der axialen Länge ist in den A b b. 22 bis 25 wiedergegeben, die sich auch durch eine einfache und billige Möglichkeit der Fertigung auszeichnet. Zwei Federstäbe 1, 30 von Rechteckquerschnitt mit abgerundeten Kanten mit einem Seitenverhältnis von etwa 1:2 sind besonders günstig. Es sind jedoch auch andere Querschnittsformen geeignet. Das in Abb. 22 obere Ende dieser Federstäbe ist in der Hülse 10 fest eingespannt, die ihrerseits in einem Bock 20 drehbar gelagert ist. Zum Zweck der Einspannung ist das Ende der Hülse längsgeschlitzt und mittels eines Klemmringes 31 verspannt, der zugleich als Geberhebel 32 für den Taststift 6 ausgebildet sein kann. Das in der Zeichnung untere Ende der Drehstabfeder 1 ist in einem Bock 2 fest eingespannt, der zugleich eine Klemmschraube 18 für die Feder 30 aufnimmt. Bei gelockerter Schraube wird nur die Feder 1 verdreht, während die Feder 30 sich dabei leicht durchbiegt. Mit zunehmender Anspannung der Schraube 18 nimmt auch die Feder 30 in steigendem Maße an der Verdrehung teil. Wenn das Ende der Feder 30 fest gegen die Feder 1 gedrückt ist, ergibt sich im Grenzfall eine doppelte Steifigkeit gegenüber dem Zustand bei ganz gelockerter Schraube.

Der Zugkraftmesser nach Abb. 26 bis 28, der nur eine einfache Rundstabfeder enthält, zeichnet sich durch eine weitere Verkleinerung der Abmessungen aus: Der Federstab 1 hat zwei Abschnitte, die durch verstärkte Bunde von quadratischem Querschnitt begrenzt sind. Der mittlere Bund 35 ist in der längs durchgeteilten Hülse 10 und der Bund 36 ist in dem Bock 2 fest eingespannt. Der Bund 37 liegt in einer Buchse 38, die im Bock 20 drehbar gelagert ist. Eine Klemmschraube 18 im Bock 20 ermöglicht ein Festspannen der Buchse 38. In diesem Zustand nehmen beide Keilängen der Drehstabfeder 1 an der Verdrehung teil. Die Steifigkeit ist infolgedessen doppelt so groß wie bei gelöster Klemmschraube. Die Enden der Hülse 10 sind mittels geteilter Lager 39 unmittelbar auf dem Drehstab geführt. Damit ergeben sich kleine Abmessungen und entsprechend geringe Lagerreibung.

Claims

Patentansprüche:

1. Zugkraftmesser für die Regelung hydraulischer Kraftheber von Ackerschleppern mit einer Drehstabfeder als Meßglied, vorzugsweise mit Angriff des oberen Lenkers einer Dreipunktanlenkung für das Arbeitsgerät an der Drehstabfeder, dadurch gekennzeichnet, daß die Steifigkeit der Feder durch Änderung ührear wirksamen Länge und/oder ihrer Biegungsfederung verstellbar ist.

2. Zugkraftmesser nach Anspruch 1 mit einer die Feder umschließenden Hülse mit Angriffsstellen für die Zugkraft einerseits und das Regelglied des Krafthebers anderseits, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (la) und die Innenform der Hülse (10 a) an einzelnen Stellen oder Über .ihre ganze Länge ein von der Kreisform abweichendes Querschnittsprofil haben, und daß ein Verdrehungsspiel zwischen Feder und Hülse an einer oder mehreren Stellen mittels Schrauben (24, 25) einstellbar oder ausschaltbar ist (Abb. 12 bis 15).

3. Zugkraftmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (10 a, 10 b, 10 c) an den Angriffsstellen der Schrauben (24, 15 a, 15 b) nach Art einer Spannschelle mit einseitigem Längsschlitz (21, 21a) ausgebildet sind, die nur zeitweilig, nämlich bei angezogenen Schrauben (24, 15a, ISb) die Feder (la, Ib, Ic) formschlüssig umgeben und dadurch die Wirkungslänge der Feder vermindern bzw. ihre Verdrehfestigkeit erhöhen (A b b. 12 bis 15 bzw. 6 bis 8).

4. Zugkraftmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (10 a) über einen größeren Teil oder ihre ganze Länge einen Schlitz (21) aufweist und durch Schrauben (24) an einer Stelle zusammendrückbar und an einer anderen Stelle mit Schrauben (25) auseinanderdrückbar ist (Abb. 12).

5. Zugkraftmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (10 a, 10 b, 10 c) in ihrem geschlitzten Teil derart federnd ausgebildet ist, daß eine Verdrehung der Feder (la, Ib, Ic) eine elastische Aufweitung der Hülse bewirkt (A b b. 6 bis 8 bzw. 12 bis 15).

6. Zugkraftmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssige Verbindung zwischen der Feder (la, Ib, Ic) und der Hülse (10) und/oder die Einspannstelle (2) der Feder am Schlepper nach Art einer Spannschelle mit Längsschlitz und Schraube ausgebildet sind (Abb. 12 bis 15).

7. Zugkraftmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder aus mehreren Profilstäben z. B. mit Flachquerschnitt (Ic) oder Sechskantquerschnitt (Ib) besteht, die zwecks formschlüssiger Verbindung mit umgebenden Teilen, beispielsweise mittels Schrauben (18 c), aneinander- oder mittels Schrauben (15,

15 α, 15 δ) und Klemmschellen (12, 13, 14) zusammengepreßt werden (Abb. 6 bis 11).

8. Zugkraftmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder mit ihren beiden Enden am Schlepper eingespannt ist (Abb. 1).

9. Zugkraftmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder auf etwa halber Länge (35) mit der Hülse (10) und an einem Ende (36) mit dem Schlepper formschlüssig verbunden ist, während das andere Ende (37)" am Schlepper drehbar gelagert und wahlweise formschlüssig, beispielsweise mittels Schraube (18d), feststellbar ist (Abb. 26 bis 28).

10. Zugkraftmesser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelle der Lagerung des einen Endes (37) der Feder mit demselben Profil wie die Einspannstellen (35, 36) ausgebildet und von einer Buchse (38) mit Innenprofil und äußerer Zylinderform umschlossen ist, die durch geeignete Mittel (18 d) zeitweilig gegen Verdrehung gesichert werden kann (A b b. 26 Ms 28).

11. Zugkraftmesser nach einem der Ansprüche 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannstellen (35, 36, 37, 35c, 36«, 37d) und die feststellbare Lagerstelle (38) mit größerem Querschnitt als die dazwischen befindlichen Drehstabteile (Id) ausgebildet sind (Abb. 26 bis 28).

12. Zugkraftmesser nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Kreisquerschnitt ausgebildeten Drehstabteile (Id) mittels längsgeteilter Lagerbuchsen (39) in den Enden der Hülse geführt sind (Abb. 26 bis 28).

13. Zugkraftmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flachkeil.(28) neben der Drehstabfeder (Ie) in der Hülse einseitig eingespannt ist und daß das verjüngte freie Ende des Flachkeils (28) mittels einer Schraube (18 b) mehr oder weniger an die Feder (Ie) heranstellbar ist (Abb. 16 bis 19).

14. Zugkraftmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit ebenen Flächen aufeinanderliegende Drehstabfedern (1, 30) mit ihrem einen Ende ge^- meinsam in der Hülse (10) eingespannt sind, während das andere Ende nur der einen Feder (1) an Gehäuseteilen (2) des Schleppers eingespannt und der anderen Feder (30) mit Spiel geführt und nach Bedarf beispielsweise mittels Schraube (18 α) feststellbar ist (A b b. 22 bis 25).

In Beträcht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 722 915, 813 318,

891;

deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1846 016;
Landtechn. Forschung, 8 (1958), Heft 5, S. 132

bis 134.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen