DE1279406B - Einrichtung zur Steuerung der Arbeitstiefe von Bodenbearbeitungsgeraeten - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

AOIb

Deutsche Kl.: 45 a-65/06

Nummer: 1279 406

Aktenzeichen: P 12 79 406.8-23 (K 52384)

Anmeldetag: 14. März 1964

Auslegetag: 3. Oktober 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung der Arbeitstiefe von Bodenbearbeitungsgeräten, die in der Höhe verstellbar an einer Zugmaschine angebracht sind, unter Benutzung der Geschwindigkeit der Winkeländerungen, die von der Zugmaschine beim Überfahren der Bodenunebenheiten ausgeführt werden, als Führungsgröße, nach Patent 1 237 831. Zur Ausübung dieses Verfahrens einer Höhenverstellung des Bodenbearbeitungsgerätes nach der augenblicklichen Krümmung der Boden-Oberfläche zur Aufrechterhaltung einer möglichst gleichbleibenden Arbeitstiefe enthält die Einrichtung nach dem Hauptpatent als Meßeinrichtung für die Winkelgeschwindigkeit zwei hintereinandergeschaltete Glieder einerseits zum Messen der jeweiligen Winkelneigung der Zugmaschine und andererseits zum Messen der Änderungsgeschwindigkeit. Als Meßglied für die Winkelneigung dient dabei vorzugsweise ein Schwimmerpaar auf einem Flüssigkeitsspiegel. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfachere und empfindlichere Meßeinrichtung zu schaffen.

Die Erfindung besteht darin, daß als Meßglied für die Winkelgeschwindigkeit ein in einem drehbaren Bügel gelagerter Kreisel dient, dessen Drehachse und die Bügelachse im rechten Winkel zueinander und in einer senkrechten Längsebene des Schleppers angeordnet sind, wobei das Kreiselmoment als Winkelausschlag des Bügels in der einen oder anderen Drehrichtung gegen Federkräfte gemessen wird. In dieser Anordnung führt die Kreiselachse zwangläufig dieselben Winkeländerungen wie die Zugmaschine aus, und das dabei rechtwinklig zur Ebene der Winkeländerungen auftretende Moment ist direkt proportional zur Geschwindigkeit der Winkeländerungen der Zugmaschine. An die Stelle der zwei Meßglieder ist auf diese Weise ein einziges Meßglied getreten. Ein weiterer Vorzug des Kreisels als Meßglied besteht darin, daß Beschleunigungen und Verzögerungen der Zugmaschine in ihrer Fahrtrichtung das Meßergebnis nicht verfälschen. Schließlich ermöglicht der Kreisel, auf kleinstem Raum größere Meßkräfte aufzubringen und eine hohe Empfindlichkeit der Messung mit geringen Winkelausschlägen der Kreiselachse herzustellen, die sich günstig den kurzen Stellwegen des Stellgliedes anpassen.

Nach der Erfindung ist die Drehachse des Kreisels vorzugsweise waagerecht in Fahrtrichtung angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß beim Überfahren der rauhen Oberfläche des Ackerbodens auftretende Änderungen der Seitenneigung der Zugmaschine

Einrichtung zur Steuerung der Arbeitstiefe von
Bodenbearbeitungsgeräten

Zusatz zum Patent: 1237 831

Anmelder:

Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft,
5000 Köm

Als Erfinder benannt:
Hermann Möller, 5000 Köln

ao nicht die Messung der Winkeländerungen in einer senkrechten Längsebene stören, da solche Änderungen der Seitenneigung in der Drehebene des Kreisels aufgenommen werden.
Es erscheint vorteilhaft, den Kreisel von einem

as kleinen Elektromotor antreiben zu lassen, der in den Bügel fest eingebaut ist. Eine biegsame Stromzuleitung nimmt die geringen Winkelbewegungen auf. In Zugmaschinen ist meist ein spannungsgeregelter Gleichstrom vorhanden, so daß sich ohne weiteres eine annähernd gleichbleibende Drehzahl des Motors ergibt. Mit einer geringen Drehmomentbelastung, beispielsweise einer Luftwirbelbremse, kann nötigenfalls die Konstanthaltung der Drehzahl noch verbessert werden.

Die von der Steuereinrichtung vorgenommenen Höhenverstellungen des Arbeitsgerätes gegenüber der Zugmaschine sind der vom Fahrer vorgewählten Arbeitstiefe des Gerätes überlagert. Etwaige Fehler der Messung oder Steuerung beeinträchtigen deshalb nur diesen Teil der Verstellung und sind, bezogen auf die Arbeitstiefe, verhältnismäßig gering. Es ist deshalb denkbar, daß durch geringe Unterschiede der Fahrgeschwindigkeit entstehende Fehler der Steuerung praktisch in Kauf genommen werden können.

Die Steuerung mittels eines Kreisels von bestimmtem Trägheitsmoment und Drehzahl setzt eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit voraus. Für den Fall, daß größere Schwankungen der Fahrgeschwindigkeit

der Zugmaschine vorhanden sind, könnten Fehler der Stellgröße in Weiterbildung der Erfindung dadurch ausgeglichen werden, daß in der Übertragung zwi-

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sehen dem Meßglied und dem Stellglied eine veränderliche Übersetzung vorgesehen ist, die von einem zweiten, fahrgeschwindigkeitsabhängigen Meßglied, beispielsweise einem Fliehkraftregler, verstellbar ist. Der Antrieb für dieses zweite Meßglied kann vom Abtrieb der Zugmaschinen oder einer wegabhängigen Zapfwelle oder einem Tachometerantrieb abgeleitet sein.

Wenn die Schwankungen der Fahrgeschwindigkeit nicht erheblich sind, die Zugmaschine jedoch bei der einen und anderen Bodenbearbeitung mit wesentlich verschiedener Geschwindigkeit fährt, kann das zweite Meßglied dadurch gespart werden, daß eine veränderliche Übersetzung in der Übertragung zwisehen dem Meßglied und dem Stellglied von Hand einstellbar ist. Die Verstellung braucht dann nur beim Wechsel der Bearbeitungsart vorgenommen zu werden.

Es sei noch erwähnt, daß durch Schwankungen der Fahrgeschwindigkeit verursachte Steuerungsfehler auch auf grundsätzlich andere Weise ausgeglichen werden könnten: Da das Kreiselmoment der Drehgeschwindigkeit des Kreisels direkt proportional ist, ist es möglich, derartige Steuerungsfehler durch Änderung der Kreiseldrehzahl beispielsweise damit auszugleichen, daß der Kreisel über ein Differentialgetriebe einerseits von einem mit gleichbleibender Drehzahl laufenden Motor und anderseits von einer fahrgeschwindigkeitsabhängigen Welle angetrieben ist. Hierzu bedarf es jedoch einer biegsamen Welle oder Gelenkkupplungen in der Übertragung des Antriebes auf den pendelnd gelagerten Kreisel.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt.

Abb. 1 zeigt eine Steuerung mit einem Kreisel als Meßglied; in

Abb. 2 ist außerdem ein fahrgeschwindigkeitsabhängiges Meßglied vorgesehen.

In Abb. 1 ist als Bodenbearbeitungsgerät ein Pflug 1 in üblicher Weise mittels einer Viergelenkkette an der Zugmaschine angebaut. Der Pflug ist mittels eines einfach wirkenden -hydraulischen Stellmotors 2 über einen Winkelhebel 3 und Zugstangen 4 in der Höhe verstellbar gegenüber der Zugmaschine. Der Hebel 5 gestattet die Vorwahl des Sollwertes der Arbeitstiefe, indem er mit seinem unteren Ende an einer axial verschiebbaren Steuerhülse 6 und mit seinem mittleren Teil über eine Stange 7 gelenkig am Winkelhebel 3 angreift.

Ein Kreisel 10, der von einem, kleinen Elektromotor 11 angetrieben wird, ist mit seiner Achse waagerecht in Fahrtrichtung in einem Bügel oder Gehäuse 12 gelagert, das seinerseits mittels Zapfen 13,14 um eine in der Zugmaschine festliegende senkrechte Achse schwenkbar ist. Die Schwenkbewegungen werden von einem Hebel 15 über eine Schubstange 16 auf den in der Steuerhülse 6 verschiebbaren Steuerschieber 17 (Stellglied) übertragen. Zwei an der Stange 16 in entgegengesetzter Richtung angreifende Schraubenfedern 18 messen das Kreiselmoment als Maß der Zusammendrückung der einen oder anderen Feder. Die äußeren Enden der Meßfedern sind in festen Lagern \9 abgestützt. Die Steuerkanäle der Schieberhülse 16 und des Schiebers 17, die Druckmittelpumpe und die verschiedenen Leitungen zwischen Pumpe, Steuerschieber und Stellmotor sind der Einfachheit halber nicht mitgezeichnet.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Wenn die Zugmaschine beim Überfahren einer Bodenunebenheit eine Winkelbewegung in einer senkrechten Längsebene ausführt, nimmt der Kreisel an dieser Bewegung teil. Dabei erzeugt er um die senkrechte Achse der Zapfen 13,14 ein Drehmoment am Bügel 12, das bei gleichbleibender Fahrgeschwindigkeit der jeweiligen Geschwindigkeit der Winkelbewegung der Zugmaschine direkt proportional ist. Das Maß der Verschiebung des Steuerschiebers 17 aus seiner Absperrstellung ist die Stellgröße, die der augenblicklichen Winkelgeschwindigkeit der Zugmaschine entspricht. Der Stellmotor 2 bewirkt eine "entsprechende Höhenverstellung des Pfluges, wobei die Stange 7 über den Hebel 5 die Steuerhülse 6 in die Absperrstellung zum Schieber 17 zurückführt. Wenn eine Winkeländerung der Zugmaschine beendet ist, stellen die Federn 18 die Ausgangsstellung des Schiebers 17 wieder her, und der Stellmotor folgt dieser Bewegung unmittelbar, so daß der Pflug wieder die vorgewählte Höhenlage gegenüber der Zugmaschine einnimmt.

Bekannte Maßnahmen für eine Beeinflussung des zeitlichen Ablaufs der einzelnen Steuervorgänge, z. B. Dämpf- oder Sprungschalter, sind als nicht zur Erfindung gehörig in der Zeichnung weggelassen.

Die Einrichtung nach Abb.2 enthält sämtliche Einzelheiten der Abb. 1, die daher mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Darüber hinaus zeigt A b b. 2 einen Fliehkraftregler 20, der von einer fahrgeschwindigkeitsabhängigen Welle 21 angetrieben ist und dessen axialen Ausschläge auf einen Winkelhebel 22 übertragen werden. Der zweite Arm dieses Winkelhebels trägt am Ende einen Zapfen 23, der in einem Längsschlitz 24 eines zwischen Stange 16 und Steuerschieber 17 eingeschalteten zweiarmigen Hebels 25 verschiebbar ist. Mit der Änderung des Längenverhältnisses der Hebelarme wird auf diese Weise der mit höherer Fahrgeschwindigkeit zu große Stellweg des Kreisels am Steuerschieber 17 entsprechend verkleinert, so daß der Stellweg des Steuerschiebers unter sonst gleichen Umständen trotz verschiedener Fahrgeschwindigkeiten gleichbleibt.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Steuerung der Arbeitstiefe von Bodenbearbeitungsgeräten,, die in der Höhe verstellbar an einer Zugmaschine angebracht sind, unter Benutzung der Geschwindigkeit der Winkeländerungen, die von der Zugmaschine beim Überfahren der Bodenunebenheiten ausgeführt werden, als Führungsgröße, nach Patent 1237831, dadurch, gekennzeichnet, daß als Meßglied für die Winkelgeschwindigkeit ein in einem drehbaren Bügel (12) gelagerter Kreisel (10) dient, dessen Drehachse und die Bügelachse im rechten Winkel zueinander und in einer senkrechten Längsebene des Schleppers angeordnet sind, wobei das Kreiselmoment als Winkelausschlag des Bügels (12) in der einen oder anderen Drehrichtung gegen Federkräfte (Federn 18) gemessen wird.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Kreisels (10) waagerecht in Fahrtrichtung
ordnet ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Meßfedern (18) in zueinander entgegengesetzten Richtungen am Stellglied (17) angreifen.

4. Steuereinrichtung nach einem der Anspräche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektromotor (11) für den Antrieb des Kreisels (10) in den Bügel (12) fest eingebaut ist.

5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektromotor (11) für den Antrieb des Kreisels (10) eine Drehmomentbelastung erhält, beispielsweise durch eine Luftwirbelbremse.

6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Übertragung zwischen dem Meßglied (10-18) und dem Stellglied (17) eine veränderliche Übersetzung (23-25) vorgesehen ist.

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites, fahrgeschwindigkeitsabhängiges Meßglied, beispielsweise ein Fliehkraftregler (20), für die Änderung der Übersetzung (23-25) vorgesehen ist.

8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisel (10) über ein Differentialgetriebe einerseits von einem mit gleichbleibender Drehzahl laufenden Motor und andererseits von einer fahrgeschwindigkeitsabhängigen Welle angetrieben ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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