DE1557813C - Tastradlose Steuereinrichtung zur Kon stanthaltung der Arbeitstiefe eines Boden bearbeitungsgerates - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine tastradlose Steuereinrichtung zur Einstellung und automatischen Konstanthaltung der Arbeitstiefe eines an einen Schlepper angebauten und von dessen durch ein Steuergerät betätigten hydraulischen Kraftheber gehobenen oder gesenkten Bodenbearbeitungsgerätes.

Es sind bisher im wesentlichen zwei Steuersysteme zur Einstellung und automatischen Konstanthaltung der Arbeitstiefe bei derartigen Bodenbearbeitungsgeräten, insbesondere bei an Schleppern angebauten Pflügen bekannt. Bei einem System wird die Einstellung auf dem Umweg über den Arbeitswiderstand des Bodenbearbeitungsgerätes ermöglicht. Der Arbeitswiderstand ist bekanntlich unter anderem abhängig von der Arbeitstiefe. Bei dem bekannten System wird der Arbeitswiderstand in dem Aufhängegestänge des Gerätes am Schlepper wirksam. Ein Teil des Aufhängegestänges wird über eine Feder an den Schlepper angeschlossen. Einer Arbeitsstellung entspricht demnach auch ein Arbeitswiderstand und dementsprechend auch eine bestimmte Einfederung.

Die Abweichungen davon werden als Regelimpulse auf das Steuergerät übertragen. Damit wird die Selbstregelung der Arbeitstiefe des Gerätes ermöglicht. Diese Selbstregelung befriedigt jedoch nicht, da die Voraussetzung für eine genaue Einhaltung der Arbeitstiefe eine vollkommen gleichmäßige Bodenbeschaffenheit ist, was selten zutrifft. Ein laufendes Nachsteuern während der Arbeit über einen Handhebel ist daher unerläßlich.

Ein anderes Regelsystem benutzt ein Tastrad, das, pendelnd am Schlepper angebracht, auf der noch nicht bearbeiteten Bodenfläche abrollt. Die Stellungen der Hubarme des Krafthebers entsprechen der Arbeitsstellung des Gerätes. Durch die kinematische Verbindung der Hubarme mit dem Tastrad ist daher die Arbeitsstellung des Gerätes festgelegt, wobei die Verbindung entsprechend der gewünschten Arbeitsstellung des Gerätes von Hand eingestellt werden kann. Bei richtiger Wahl der Hebelübersetzungen im Gestänge können die Eigenbewegungen des Schleppers so ausgeglichen werden, daß sie auf die Regelung ohne Einfluß bleiben.

Das Gestänge für die Hubkinematik an den Schleppern ist bei verschiedenen Typen unterschiedlich. Es ist daher nicht möglich, diese vorgenannten Bedingungen für die Regelung vollkommen zu erfüllen. Es gelingt dies immerhin so weit, daß diese Regelung anerkanntermaßen der zuerst beschriebenen Regelung weit überlegen ist. Ein Eingriff von Hand in diese Selbstregelung ist bei diesem System nur in seltenen Fällen notwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum selbsttätigen Regeln der Arbeitstiefe eines Bodenbearbeitungsgerätes zu entwickeln, die die Abweichungen vom Sollwert der Arbeitstiefe unbeeinflußt von Nickbewegungen des Fahrzeuges bzw. Schleppers zum Regeln der eingestellten Arbeitstiefe benutzt. .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Impulsgeber zur Regelung auf konstante Arbeitstiefe ein mit dem Bodenbearbeitungsgerät oder dessen Anbaugestänge starr verbundener, deren Höhenbewegungen mitmachender Arm vorgesehen ist, welcher auf ein zusätzliches, in vertikaler Längsebene des Schleppers schwenkbares, den Steuerschieber; des Steuergerätes beeinflussendes Stellglied.;.

einwirkt, wobei Impulsgeber und Stellglied so zueinander angeordnet sind, daß sich ihr Berührungspunkt in Arbeitslage des Gerätes und bei unveränderter Arbeitstiefe im Falle des Nickens des Schleppers auf einem um die Hinterachse des Schleppers verlaufenden Kreisbogen bewegt, so daß bei Nickbewegungen des Schleppers das Steuergerät unbeeinflußt bleibt.

Erfindungsgemäß ist am freien Ende des Impulsgebers eine Rolle gelagert, die an einer Fläche des schwenkbaren Stellgliedes anliegt, wobei die Fläche entweder einen Teil einer Zylinderfläche mit ihrer Achse in der Achse der Hinterräder des Schleppers oder eine Tangente an eine solche Zylinderfläche an der Berührungsstelle mit der Rolle bildet.

In einer speziellen Ausführungsform besteht der Impulsgeber aus zwei Teilen, von denen der eine Teil am Gerät fest angebracht ist und der andere Teil den festen Teil mittels zweier Rollen zwischen sich faßt, wobei der dem Schlepper zugewandte Teil am Stellglied angelenkt ist und dieser Gelenkpunkt auf einer Tangentialfläche zu einer Zylinderfläche mit der Achse in der Achse der Hinterräder des Schleppers beim Nicken des Schleppers bewegbar ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Impulsgeber am Anbaugestänge für das Gerät höhenverstellbar befestigt. Das Stellglied ist auch mittels eines Handhebels zwecks Einstellung des Sollwertes der Arbeitstiefe schwenkbar. Erfindungsgemäß arbeitet das Stellglied mittels eines Handhebels sowie der Handstellhebel der Lagesteuerung auf einem gemeinsamen Schieber des Steuergerätes.

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgedankens dargestellt. Dabei zeigt

F i g. 1 schematisch in Seitenansicht eine Ausführungsform der Steuereinrichtung mit geneigt ausgeführter, aber rechtwinklig bzw. annähernd rechtwinklig auf dem Radius der Hinterradachse stehender Fläche des Stellgliedes,

F i g. 2 in entsprechender Darstellung wie F i g. 1 eine Ausführungsform mit horizontaler, aber lotrecht und rechtwinklig auf dem Radius der Hinderradachse stehender Fläche des Stellgliedes,

F i g. 3 in entsprechender Darstellung eine weitere Ausführungsform mit einem zweiteiligen Impulsgeber, dessen eines Lager sich senkrecht über der Hinterradachse des Schleppers befindet,

F i g. 4 in perspektivischer Darstellung die auseinandergezogenen Einzelteile des Impulsgebers in der Ausführungsform gemäß Fig. 1,

Fig. 5 in entsprechender Darstellung wie Fig. 4 Einzelheiten des Impulsgebers in der Ausführungsform nach F i g. 2 und

F i g. 6 in perspektivischer Darstellung Teile der Steuereinrichtung in der Ausführungsform nach Fig. 3.

Entsprechend den in Fig. 1 bis 6 gezeigten drei Ausführungsbeispielen ist das Bodenbearbeitungsgerät 1 — im nachfolgenden kurz Gerät 1 genannt — über die beiden Unterlenker 2 in den beiden Punkten 3 und über den Oberlenker 4 in Punkt 5 am Schlepper 6 beweglich angebaut. Die beiden Hubarme 7 sitzen fest auf der Hubwelle 8, welche durch den nicht dargestellten Kraftheber gedreht wird. An den beiden Hubarmen 7 sind die beiden Hubstangen 9 angelenkt, die ihrerseits gelenkig an den beiden Unterlenkern 2 angreifen. Das Gerät 1 ist in den Gesamtabbildungen jeweils in Arbeitsstellung gezeigt.

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Durch Drehen der Hubwelle 8 kann das Gerät 1 ah- weguhg der Fläche 21 zu einer Verstellung des Wingehoben und gesenkt werden; Ah einem der beiden kels zwischen den beiden Verbindungslinien α und b Hubarme 7 ist die 'Stange.10 angelenkt, welche mit und damit zu einer Drehung des Stellgliedes 17 um ihrem anderen Ende an einem beweglichen Zwischen- die Achse 18 und einer Verschiebung des Steuerhebel U gelenkig angreift, der mit Hilfe des Hand- 5 Schiebers 20.

Stellhebels 12 so verstellt werden kann, daß er auf Die Steuereinrichtung gemäß F i g. 1 im besonderen

einen Schalter 13 des Steuergerätes 14 einwirkt. Beim und gemäß Fig. 2 und 3 im allgemeinen arbeitet

Hineinschieben des Schalters 13 stellt das Steuergerät folgendermaßen. Löst das Gerät 1 aus irgendeinem

14 den Kraftheber auf »Heben«'. Grund, z.B. durch ein tieferes Einsinken der Hinter-

^; Beim Drehen der Hubarme 7 auf »Heben« stellt io räder des Schleppers 6 eine Lagesteuerung aus und

die Stange 10 den beweglichen Zwischenhebel 11 sinkt somit das Gerät 1 tiefer in den Boden, so ver-

wieder zurück. Das heißt, der Schalter 13 wandert schwenkt der unter Federspannung stehende Hebel

wieder so lange nach außen, bis das Steuergerät 14 17 bzw. das Stellglied, beeinflußt vom Impulsgeber

den Kraftheber auf »Stillstand« gestellt hat. Diese 15 und der Fläche 21 entgegen dem Uhrzeigersinn,

Einzelteile sind in Fig. 4 deutlicher dargestellt. 15 so daß die Rolle 19 den Steuerschieber 20 in das

Wie aus der perspektivischen Darstellung gemäß Steuergerät 14 hineinschiebt. Dadurch wird der Fig.4 hervorgeht, ist der Handstellhebel 12 in der Druck des Krafthebers erhöht und damit die Hubfesten Drehachse 31 gelagert. Das Steuergerät 14 und kraft der Arme 7. Die Folge davon ist, daß das Gedie feste Drehachse 31 sind starr am Schlepper be- rät 1 angehoben wird. Erfolgt eine Lagenänderung festigt. Mit dem Handstellhebel 12 wird die Dreh- 20 des Gerätes 1 in der Arbeitsstellung nach oben, so achse 32 des beweglichen Zwischenhebels 11 verstellt. wird der Steuerschieber 20 entsprechend der um-Der bewegliche Zwischenhebel 11 verschiebt bei Ver- gekehrten Bewegung des Stellgliedes 17 aus dem Schiebung der Drehachse 32 durch den Handstell- Steuergerät 14. ausgefahren, so daß eine Rückregehebel 12 auch den Schalter 13 und stellt damit das lung in die ursprüngliche Arbeitstiefe erfolgt. Dies Steuergerät 14 auf »Heben«. Bei »Heben« wandert 25 ist die an sich bekannte Lagesteuerung des Gedie Stange 10 nach links, und der Zwischenhebel 11 rätes.

dreht sich zurück. Die Rolle 33 wandert nach rechts Erfolgt dagegen eine Nickbewegung des Schleppers, und der Schalter 13 ebenfalls, bis dieser eine Stellung so bewegen sich die Verbindungslinien a, b, c wie erreicht hat, bei der das Steuergerät 14 auf »Still- ein unverschiebliches Dreieck im Kreisbogen um die stand« steht, womit die Hubbewegung beendet ist. 30 Hinterradachse 22, wobei die Rolle 16 auf der Fläche Dieses ist die an sich bekannte Lagesteuerung des 21 abrollt und ohne daß ein Einfluß auf das Steuer-Regelsystems. . gerät ausgeübt wird. In der Arbeitsstellung bei selbst-

Die erfindungsgemäßen Mittel zur Konstanthaltung tätiger Regelung ist übrigens die sogenannte »Lage-

der Arbeitstiefe sind in den Fig. 1 bis 6 in drei ver- steuerung« außer Wirkung. Der bewegliche Zwischen-

schiedenen Ausführungsmöglichkeiten gezeigt. Ge- 35 hebel 11 hat sich vom Schalter 13 bzw. dem Steuer-

mäß F i g. 1 weist der starr am Gerät 1 befestigte schieber gelöst.

Impulsgeber 15 an seinem freien Ende eine schräge Die in F i g. 2 und 5 gezeigte Ausführungsform ist

Fläche 21 auf, die eine Tangente zu einem konzen- bezüglich der Lagesteuerung wie die Vorrichtung

trisch zur Hinterradachse verlaufenden Kreis bildet. gemäß F i g. 1 und bezüglich der Steuereinrichtung

Die Fläche 21 steht somit in bezug auf die horizon- 40 zur Konstanthaltung der Arbeitstiefe pnnzipiell eben-

tale Ebene schräg, jedoch rechtwinklig zum Hinter- falls gleich der Ausführungsform gemäß Fig. 1 auf-

radradius. Am freien Ende des Stellgliedes 17 ist die gebaut, so daß eine weitere Funktionsbeschreibung

Rolle 16 gelagert, welche in Arbeitsstellung des Ge- nicht erforderlich ist. Abweichend bei der Ausfüh-

rätes mit der Fläche 21 in Berührung steht. Das Stell- rungsform gemäß F i g. 2 ist, daß die mit der Rolle 16

glied 17 ist in der Nähe seines anderen freien Endes 45 in Berührung stehende Fläche 21 des Impulsgebers

auf der starr mit dem Schlepper verbundenen Achse 15 horizontal angeordnet ist und die Rolle 16 senk-

18 schwenkbar gelagert. Das andere freie Ende des recht über der Hinterradachse 22 angeordnet ist. Wie

Stellgliedes greift mit einer Rolle 19 am Steuer- aus Fig. 5 zu ersehen ist, ist zwischen der Rolle 16

schieber 20 des Steuergerätes 14 lose an. und dem Hebel 17 eine Stange 23 angeordnet. Die

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, bildet die Verbin- 50 Rolle 16 muß daher noch eine senkrechte Führung

dungsliniea zwischen der Hinterradachse 22 und der in Form des Schlitzes 25 haben. Die Stange 23 ist

Achse 18 eine unveränderliche Größe. Die Achse 18 dabei mit einen Zapfen 24 zur Aufnahme der Rolle

dreht sich bei einer Nickbewegung des Schleppers 16 ausgestattet. Der Zapfen 24 bildet dabei das

um die Hinterradachse 22 im Abstand der Verbin- Gegenstück zur Führungsstange 26 mit dem Schlitz

dungsliniea. , 55 25. Die Stange 23 ist ihrerseits in der Gestängeachse

Entsprechend der Verbindungslinie α ist die Ver- 27 gelagert. Eine Feder 29 greift einerseits in das

bindungslinie b zwischen der Achse der Rolle 16 und Loch 30 an der Stange 23 ein und hebt das Gestänge

der Achse 18 eine unveränderliche Größe. Da sich an. In Arbeitsstellung bringt die Feder 29 die Rolle

die Nickbewegung des Schleppers auf die Hinterrad- 16 und das Gestänge 23 und..l7 mit dem Impulsgeber

achse 22 bezieht, stehen die beiden Verbindüngs- 60 15 in kraftschlüssige Verbindung. Wenn das Gerät 1

linien α und b bei einer solchen Bewegung in gleich- aus der Arbeitsstellung ausgehoben wird, legt sich

bleibender Winkellage zueinander, d.h., bei der das durch die Feder29 angehobene Gestänge über

Nickbewegung bewegt sich auch die Rolle 16 auf den Hebel 17 an das am Schlepper 6 angebrachte

einer Kreisbahn um die Hinterradachse 22, somit Federlager 28 an.

bleibt auch bei dieser Bewegungsart die Verbindüngs- 65 Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3 und 6

linie c eine unveränderliche Größe. besteht der Impulsgeber aus zwei Teilen, nämlich

In dem Fall, wo eine Aufundabbewegung durch 15 a und 156, von denen der eine Teil 15 a am Ge-

das Gerät 1 erzeugt wird, kommt es durch die· Be- - rät 1 fest angebracht ist und der andere Teil ISb den

festen Teil 15 α mittels zweier Rollen 16 a und 16 b zwischen sich faßt. Der dem Schlepper zugewandte Teil 15 b ist am Stellglied 17 angelenkt, und dieser Gelenkpunkt 17 a ist wiederum auf einer Tangentialfläche zu einer Zylinderfläche mit der Achse in der Achse 22 der Hinterräder des Schleppers beim Nicken desselben bewegbar. Wie aus F i g. 6 erkennbar ist, ist der Impulsgeber 15 a, 15 b nicht am Arbeitsgerät 1, sondern erfindungsgemäß so an der Dreipunktaufhängung angeordnet, daß die gleiche Wirkung eintritt, als wäre er am Gerät 1 angebracht. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist darin zu sehen, daß das gesamte Regelgestänge am Schlepper 6 angebracht ist und die verschiedensten Geräte bzw. Typen ohne jede Ergänzung oder Umrüstung an die Dreipunktaufhängung angeschlossen werden können.

Das Gestänge entspricht hierbei vollkommen der Ausführung, wie sie in F i g. 3 gezeigt wird. Es ist natürlich auch bei den Ausführungen gemäß Fig. 1 und 2 anwendbar. Der Impulsgeber 15a ist in diesem Fall an dem Beschlag 36 eingehängt, und dieGrobverstcllung erfolgt hierbei über die Lochreihe 37 in dem Beschlag 36. Auf diese Weise wird vermieden, daß bei der Einstellung weit auseinanderliegender Arbeitstiefen die Einstellung nur mit Hilfe des Stellgliedes 17 erfolgen muß. Die genaue Einstellung der Arbeitstiefe des Gerätes 1 erfolgt über den Handstellhebel 34 für die Korrektur. Der Beschlag 36 besteht aus einem Blech 38, an welches ein senkrechter Winkel angeschweißt ist, an dessen Schenkel die Lochreihe 37 untergebracht ist. Dieser T-förmige Beschlag 36 ist an den Enden des Bleches 38 drehbar angelcnkt. Der Oberlenker 4 greift dabei durch ein Fenster 40 des die Lochreihe 37 tragenden Winkelblcches 39. Die Verstellung des Impulsgebers 15 a in der Lochreihe 37 erfolgt über den Stift 41. In Arbeitsstellung stützt sich dann der Impulsgeber 15 α über den Stift 41 und den Stift 42 ab. der sich seinerseits an dem Schenkel des Winkelbleches 39 abstützt. Die Teile 36. 15a, 15i> werden über die in Fig. 3 gezeigte Feder 29. also in Arbeitsstellung gestreckt und mit dem Stellglied 17 kraftschlüssig gehalten.

Zur Korrektur für die Selbstregelung des Arbeitsgerätes 1 ist erfindungsgemäß eine Handverstellung vorhanden, welche eine Korrektur der Arbeitstiefe in engen Grenzen zuläßt. In F i g. 4 ist dies der Handstellhebel 34, welcher in der festen Drehachse 35 gelagert ist. Durch den Handstellhebel 34 wird die Drehachse 18 des Stellgliedes 17 verstellt. Die Verstellung der Achse 18 bewirkt somit über die Rolle 19 eine direkte Einwirkung auf den Steuerschieber 20, welcher über das Steuergerät 14 die Hubkraft des Krafthebers beeinflußt.

Da die Gestänge für die Lagesteuerung und die Selbstregelung vollkommen unabhängig voneinander sind, kann man auch mit beiden Gestängen auf ein und denselben Steuerschieber arbeiten, also mit beiden z. B. auf dem Steuerschieber 13. Im übrigen sei vermerkt, daß die Gestängeausbildung so getroffen ist, daß die Rollen 16 bzw. 16 a und 16 b nur in Arbeitsstellung des Gerätes an den Flächen 21 anliegen, so daß beim Hochschwenken des Gerätes die Regeleinrichtung zur Konstanthaltung der Arbeitstiefe nicht betätigt wird.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Tastradlose Steuereinrichtung zur Einstellung und automatischen Konstanthaltung der Arbeitstiefe eines an einem Schlepper angebauten und von dessen durch ein Steuergerät betätigten hydraulischen Kraftheber gehobenen oder gesenkten Bodenbearbeitungsgerätes, dadurch gekennzeichnet, daß als Impulsgeber zur Regelung auf konstante Arbeitstiefe ein mit dem Bodenbearbeitungsgerät oder dessen Anbaugestänge starr verbundener, deren Höhenbewegungen mitmachender Arm (15) vorgesehen ist, welcher auf ein zusätzliches, in vertikaler Längsebene des Schleppers schwenkbares, den Steuerschieber (20) des Steuergerätes (14) beeinflussendes Stellglied (17) einwirkt, wobei Impulsgeber und Stellglied so zueinander angeordnet sind, daß sich ihr Berührungspunkt in Arbeitslage des Gerätes und bei unveränderter Arbeitstiefe im Falle des Nickens des Schleppers auf einem um die Hinterachse (22) des Schleppers verlaufenden Kreisbogen bewegt, so daß bei Nickbewegungen des Schleppers das Steuergerät unbeeinflußt bleibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Impulsgebers (15) eine Rolle (16) gelagert ist, die an einer Fläche (21) des schwenkbaren Stellgliedes (17) anliegt, wobei die Fläche (21) entweder einen Teil einer Zylinderfläche mit ihrer Achse in der Achse (22) der Hinterräder des Schleppers oder eine Tangente an eine solche Zylinderfläche an der Berührungsstelle mit der Rolle (16) bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber aus zwei Teilen (15 a, ISb) besteht, von denen der eine Teil (15 a) am Gerät fest angebracht ist und der andere Teil (15 b) den festen Teil (15 a) mittels zweier Rollen (16 a, 16 b) zwischen sich faßt, wobei der dem Schlepper zugewandte Teil (15 b) am Stellglied (17) angelenkt ist und dieser Gelenkpunkt (17 a) auf einer Tangentialfläche zu einer Zylinderfläche mit der Achse in der Achse (22) der Hinterräder des Schleppers beim Nicken des Schleppers bewegbar ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (15) am Anbaugestänge für das Gerät höhenverstellbar befestigt ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (17) auch mittels eines Handhebels (34) zwecks Einstellung des Sollwerts der Arbeitstiefe schwenkbar ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (17) mittels seines Handhebels (34) sowie der Handstellhebel (12) der Lagesteuerung auf einen gemeinsamen Schieber des Steuergerätes arbeiten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen