DE1557862A1 - Automatische Tiefenregelung von Bodenbearbeitungsgeraeten,die mittels Dreipunktgestaenge mit einem Traktor gekoppelt sind - Google Patents

Description

Automatische .Tiefenregelung von Bodenbearbeitungsgeräten, die mittels Dreipunktgestänge mit einem Traktor gekoppelt sind

Die Erfindung: betrifft eine automatische Tiefenregelung für die gleichmäßige Tiefenhaltung von Bodenbearbeitungsgeräten, vornehmlich. Pflügen, die mittels Dreipunktgestänge mit Traktoren gekoppelt und mit Hilfe eines Hydraulisch betätigten Krafthebers höhensesteuert -werden, sowie in deren Hydrauliksystem eine Automat ik eingreift, um während der Arbeit im Erdboden eine der Erdoberfläche entsprechende gleichmäßige Arbeitstiefe einzuhalten.

Es"sind bereits hydraulische Regelvorrichtungen bekannt, welche die Aufgabe haben, durch automatische Höhenverstellung des Krafthebers eine konstant bleibende Zugkraft des Traktors zu bewirken. Diese Systeme benutzen als Geberorgan die abgefederten oberen oder unteren Lenker der Dreipunktaufhängung und lassen durch die Lenkerausschlagedie Verstellung des Regelventiles über ein übertragungsgestänge ausführen. Dabei wird die Übertragungsbewegung entweder direkt oder gedämpft an das Regelventil übertragen. Es sind auch Regelungen, bekannt, die eine zeitlich verzögerte Gegensteuerung dem Zugkraftimpuls entgegenwirken lassen, um zu stark anhaltende Regelvorgänge herabzumindern. Bei gleichbleibender Bodenfest-igkeit wird/mit den"*genannten Systemen auch eine einwandfreie Tiefenhaltung erzielt, die jedoch sofort unterbrochen wird, wenn durch Krautinseln, wechselnde Bodenarten und wechselnde Bodenfeuchtigkeit die sich ändernden Zugkräfte die Lenkerabfederung verstellen. Es sind weiterhin Systeme bekannt, die das Bodenbearbeitungsgerät in einer vorgesehenen Tiefe starrhalten (Lagenregelung), wobei geringfügige Abweichungen von dieser .!Fixierung durch eine zugelassene Unempfindlichkeit zustande Iconmen können. Bei starken Nickschwankungen des Traktors, hervorgerufen durch eine unebene Oberfläche des Erdbodens, wird die Arbeitstiefe des Gerätes sofort unterbrochen.

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Außerdem ist auch eine Kombination der Zugkraft- und Lagenrege lung, die Mischregelung, welche versucht die Schwächen der beiden genannten Systeme zu mindern, bekannt. Hier ist es jedoch möglich,.aaß der Zugkraft- oder der Lagenregelungsanteil so stark zur Geltung können kann, daß das Bodenbearbeitungsgerät die vorgegebene Tiefe verläßt. Ferner v/erden Regelsystem angewandt, die mit Hilfe des Druckes in Kraftheborzylinder Drossel- und. Umgehungsventile steuern und bei denen zur .aufrechterhaltung einer gleichmäßiGen Arbeitstiefe ein erforderlicher Arbeitsdruck in Zylinder individuell vorwählbar ist und so ständig durch automatis ehe Zu- und Abschaltung des Forcier stromes konstant gehalt on v/ird. Diese Systeme können auch in Verbindung mit einer Zugkraft- oder Lagensteueruhg arbeiten, nachteilig wirkt sich hier aus, daß der Druck im Arbeitszylinder nur innerhalb von Grenzen, die durch die Form der Arbeitskörper des Bodenbearbeitungsgerätes gesetzt sind, als funktionsabhängige Größe zur Arbeitstiefe gelten Icann und daß andere Erscheinungen, wie wechselnde Bödenfestigkeit und ITickschwankun^en, ebenfalls eine Druckbeeinflussung vornehmen, d. h. e3 sind zu unterschiedliche Faktoren vorhanden, die durch ihr Auftreten eine Druckveränderung im Arbeitszylinder und damit eine Abweichung von der vorgegebenen Arbeitstiefe bewirken· Andere Systeme beaufschlagen den Kraftheber laufend mit variabler Druckenergie. Hierbei wird die Verstellung durch Bodenabtastorgane, Tastrollen oder Tastliufen erreicht. Der ITachteil dieser Systeme ist die bei der laufenden Druckbeaufschlagung erzeugte Wärmeenergie, welche die Hydraulikanlage des Traktors thermisch hoch belastet. Unzureichend ist ferner die Geberfunktion der Bodenabtastorgane, die lediglich Linien des Bodenreliefs abtasten ohne den tatsächlichen Cberflächenaustand des Erdbodens zu erfassen.

Zusammenfassend v/ird somit festgestellt, daß bei allen .genannten Systemen keine einwandfreie Tiefenhaltung ersielt werden Iiann, da.mit Geberimpulsen gearbeitet v/ird, die nicht auf gleichbleibende Arbeitstiefe gerichtet sind·

bad origina - 3 -.

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'■'Zweck der Erfindung ist, unter Vermeidung der genannten ITachtejLle,mit Hilfe geringen Aufwandes die agroteclmisciie Forderung der gleichmäßig tief en BearTDeitung des Erdbodens bei allen Oberflächen und Bodenfestigkeitsverhältnissen zu? ermöglichen.

Der jjrfindung liegt somit die Aufgäbe zugrunde, die Arbeitstiefe, unabhängig von der Bodenharte und Bodenunebenheiten,gleichmäßig zu halten* indem der Kraftheber so verstellbar ist, daß während der iagenveränderung des Traktors zum Gerät die vorgeschriebene H6he konstant bleibt.
ErfindüngsgemäßWirddieses so erreicht, daß ein mit dem Kraft-

_t heber^plineter in Verbindung stehendes Druckpendel gegen den HauptsteüerscMeber mit Hilfe eines Ealteventiles abgesichert ist · Bei Auftreten von j&ückschwankungen werden Schaltbewegungen in der Automatik hervorgerufen, welche die HegelvorgänGe auslösen, indem eine Druckhöhe im Erafthebereylinder durch eine Drossel teilreflektiert wird und eine Drucktiefe ein Druckgefälle von einem Öruclcspeicher entnimmt. Das vom Druckpendel verdrängte öl- ^olümen wird somit einmal vom Druckspeicher, indem sich während der £iefexüKihrung; des Gerätes im Boden ein Eonstantdruck, herri^end von de3? erdv/ärtsgerichteten Er aft des Gerätes, aufgebaut hat aufsenomiaen und zum anderen Mal vom Eraftheberzylinder. Ξΐη BeWegungsdämpf'er'hemmt während der Druckpendels teuerung die von einer Positipnsscheibeeiage die über

einen Dsoppelfederkraftscliluß erfolgte, so daß an einer Ir averse led4g3Jte^ YerStellbewegung der

?ösitionssc3ieibe Eingeleitet werden. Der Querschniibt der Drossel ist dabei so bemesseii, daß. bei langsacien Druckveränqerungen das Medium nicht reflektiert wird und somit die Druckenergie des Drticks|)eicher0 veräüiäerty ohne eine Verstellung des Druckpendels

herbeiaufyhren, ^ ./

%ir 7erme3jäung; großer^ ¥ersteJlüÄgen dee^Erafthebers macht das gesamte Verdrängunssvolupien^ des Druckspeichers weniger als 2% des Subvoluiaens des KrafthebersylindiiSrs ausj, damit Verändertmgen der D2?u<?kenergie des Ifeujcl:spe^her#33Ür geringfiisige Verste 1»- lungen des -liraf thobers nacii sich ziehen.

BAD ORIGINAL

Der Dämpfer dor lageregelung ist so ausgebildet, daß er als bewegungshennendes Teil mit einer Drossel versehen ist. Um die Druckleitungen zwischen den "beiden Teilen im letzten Dritteides Eraftheberhubes zu unterbrechen, ist zwischen dem Druckpendel und dem Kraftlieber zylinder ein programmgesteuertes Halteventil angeordnet.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine Arbeitsstellung, wenn das Gerät, z. B.

ein Pflug, sich in abgesenkter und waagerechter Stellung parallel zum Schlepper und zur Erdoberfläche befindet

Fig. 2: eine Arbeitsstellung, wenn das Gerät in abgesenkter und waagerechter Stellung sich weiterhin parallel zur Erdoberfläche befindet, obwohl sich der Schlepper nach vorn neigt

Fig. 3s eine Arbeitsstellung in der Umkehrung der nach "FiC 2 ge zeigt en Ilöglichkeit

Fig. 4: eine sclienatiselie Darstellung der Tiefenregelung

Der Konstantdruck in Kraftheber zylinder 1 baut sich auf beiden Seiten des Druckpendels 2 unter Passieren der Drossel 3 auf und spannt den Druckspeicher 4 entsprschnd den herrschenden Druck vor. Zum Ilauptsteuerschieber 5 ist das susamiaenoeschlossene System Ij 2; 3» 4 durch ein Halteventil 6 abgesichert, üline entstehende Druckspitze in Kraftheberzylinder 1 wird an der Drossel 3 teilreflektiert und wirkt sich voll auf die freie Seite des Druckpendels 2 aus» Dieses führt einen Ausschlag auf die von der Drossel 3 abgesicherten öeite hin aus. Das somit verdrängte ölvolumen nimmt der Dr uckspc icher 4 auf, wobei eis ichzeitig der Druck geringfügig ansteigt. Der Druckspeicher 4 ist dabei so ausgelegt, daß sein Speichervolumen unter 2% des Krafthebersylindervolunens lie^t. Das vom Druckpendel 2 verdrängte "Volumen soll im Druckspeicher 4 einen nöcliehst geringen Druckanstieg hervorrufen, dar.it zwischen der Druckspitze in llraftheber-

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zylinder ·1 und dem Druck im Druckspeicher 4 ein möglichst hohes Gefälle für Schaltkräfte an der Traverse 7? <le^;s VOrsteuerventiles 8 entsteht. Das Vor3teuerventil 8 steuert mit Hilfe des Durchfluß-Widerstanddruckes der Hydraulikanlage den Hauptsteuerschieber 5 in die jeweiligen Endlagen. Das an die Traverse 7 angreifende Gestänge 9> welches mit einem Doppelfederkraftschluß 10 gekoppelt ist, wird durch einen Dämpfer 11 an einer schnellen Bewegung, hervorgerufen durch eine plötzliche Drehung der Positionsscheibe 12, gehindert. Das heißt, der Regelungseingriff der Tiefensteuerung wird in solchen Fällen ausgeschaltet. Bei einer Drucktiefe im Kraft-' heberzylinder^ 1 schlägt das Druckpendel 2 in die andere Endlage, da der Druck vom. Druckspeicher A- an der Drossel 3 teilreflektiert wird und damit ein Druckgefälle die Schal tbewegung des Druckpendels 2 bewirkt. Ein stark dimensionierter.Doppelfe derkraftschluß 13 steuert das Druckpendel 2 bei Druckausgleich in die Mittelstellung zurücic. Die sinnfällige Endlagensteuerung des Ilauptsteuer Schiebers 5,hervorgerufen durch das Vorsteuerventil 8 schafft für den Steuervorgang große Strönungsquerschnitte, so daß eine Erwärmung des Druckmittels infolge drosselnder Übergangsquerschnitte weitgehendst vermieden wird. Durch einen Doppelfederkraftschluß 14 wird der Hauptßteuerschieber 3 schnell in seine Mittellage zurückgeführt, in der ein druckloser Durchfluß des Druckmediums gewährleistet ist. Sind durch die Druckpendelsteuerung bei Hickschwankungen des Traktors Kraftheberversteilungen eingeleitet, so wird durch den Tiefenregelungsteil die vorgegebene Arbeitstiefe immer wieder surückgoregelt und damitdie Stellung des Gerätes zum Traktor, d. h. die gewünschte Arbeitstiefe, wieder hergestellt. 7/ccliselnde Bodenfestigkeit 'erzeugen, wie bereits erwähnt, zeitlich lange Driickänderungen von geringfügiger Höhe im Kraftheborzylinder 1. Solche Druckänderungen'können die Drossel 3.. passie-.._ ren, ohne reflektiert zu werden. Sie rufen lediglich eine Veränderung der x>otentiellen Energie des Druckspeichers 4 hervor, welche aber auf die Verstellung des Kraftheberzylinders 1 nur einen geringen Einfluß hat, da diese Im Rahmen des vorgegebenen

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BAD ORiGiNAL

Empfindlichkeitsgrades dor Tiefenregelung lie[7b. .Für die Geschilderten Ilegelfunktionen ist charakteristisch, daß wechselnde Bodenfestigkeiteii und danit wechselnde Zugkraft !'.einerlei Einfluß auf die Tiefenhaltung des lirafthobers ausübt. Zwischen dom Kraftheborzylinder 1 und dem Druckpondel 2 ist ferner ein programmgesteuertes Ealtcvontil 15 angeordnet, welches in Arbeitsberoich dor Tiefenregelung eine Verbindung zwischen don "beiden genannten Organen so herstellt, daß es "bei überschreiten dos vorgegebenen Bereiches die Verbindung unterbricht. Dabei wird ein Ansprechen des Druckpendels 2 bei dor Transportstellung des Krafthebers, hervorgerufen durch stark wechselnde dynariische Gewichtsanteile dos transportierten Gerätes, während dor ?nhrt des Traktors verhindert. Lit dei.i Schaltsestän^e 16 l:aün ein Hastpunkt der Schwinge 17 durch Fixierung dos ;:a.adliobels 18 an einem Rastsegr.ent I9 festgelegt werden. Der VerctellhcbGl 20, welcher andersoitig die Positionsscheibe 12 abtastet, verstellt bei 7erdrehung der Kraftheberv/elle 21 die Schwingo. Erfolgt diese 7erstellung kurzzeitig, d. h. schlagartig, so VMvi.idort der Dämpfer 11 eine 7erstellung der 1'ravorce 7 und danit eic Auslösur/ eines liegelvorganges. Langsane 7-'-rdi'e::ungen der I-ositioasscLeilbo 12 überwinden die Dämpfung und leiten einen !.logelvorgang ein. Auf die beschriebene Art v/ird bei Jickbcv/egungen des Troktors der Einfluß der Tiefensteuerung ausgeschaltet, v/L'.Lre:id bei annähernd gerader Oberfläche die Tiofenposition sich ständig naclirogolt. Der Ini>uls wird dabei jeweils von dor I-csitio.isscr.eibo 12 ausgelöst. Erfolgt die "Jahl einer neuen Arbeitstiefe, so wird dieses durch die Yeränderung des 2astpunl:tes der Schwinge 17, nit Hilfe einer Verstellung dos 3-estänges 9 erreicht und ■ danit aber das Vorsteuerventil ü solange ein Steuervorgang dos I a-iptsteiiersclxiebers 5 eingeleitet, bis durch die Drehung der Positionsseheibe 12 der Verstellhebel 20 über das Gestänge 9 das Vorstouarvontil 8 on seine nullstellung, eingeleitet durch eine Verstellung des llrofthebersylinders 1, zurückbewegt v/ird.

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Claims (1)

1. .; ISS7882-

   Patentansprüche

   1. Automatische Tiefensteuerung von Bodenbearbeitungsgeräten, die mittels Dreipunktgestange mit einem Traktor gekoppelt sind, welche ausschließlich die Oberfläche des Erdbodens kopiert ohne auf den Einfluß wechselnder Bodenfestigkeiten zu reagieren, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Kraftheberzyliiider (1) in Verbindung stehendes Druckpendel (2) gegen den Kauptsteuersehieber (5) mit Hilfe eines Halteven- tllee (6) abgesichert ist, so daß bei Druckschwankungen Schaltbe\vegurigen zur Auslösung von RegeIvorgangen so erfolgen, daß eine Druckhöhe im Kraftheberzylinder (1) durch eine Drosöel (3) teilreflekiiert wird und eine Drucktiefe ein Druckgefälle von einem Druckspeicher (4) entnimmt, wobei das vom Druckpendel (2) verdrängte Ölvolumenvom Druckspeicher (4) aufgenommen Λ'/ird und daß^während der Druckpendelsteuerung der 'riefenregulierungsanteil durch einen Bewegungsdämpfer (11) so geherar.it wird,daß die von einer i-Ositionsscheibe (12) ' leiteten Verstellungen:., die über einen Doppelf ederkraftsehluß · (10) erfolgen, an einer Traverse (7) Be,^!funktionen lediglich bei langsamer Versteirbewegung oiiileiten.

   2. Automatische Tiefensteuerung nach Anspruch 1 dadurch Gekennzeichnet, daß dar querschnitt dor DrosGel (3) so beiriGsscn ist, daß seitlich langGane Druclareränderu:ir;e:i unreflektiert passieren können und somit eine: Änderung der Druckenorgie des Druckspeichers (4) bö\;iri;en, ohne eine Verstellung des Druckpendels (2) herbeisuführen.

   3· Automatische Tiefensteuerung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß zur Verneidung von gröBeren Verstollungen des Erafthebers das Gesar.te Vercträn::un;;svolunen dss üruckspoiciicrs (4) weniger als 2% des Voluraons des ICrafth zylinclers (i) ausmacht.

   - 2

   O O 9 Ö 1 7 / O O 8 8 ■■ BAD C

   ¹V. Automatische Tiefensteuerung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfer ( i1) eine Drossel (3) als ■bewefcuncsheimaendes Teil aufweist.

   5. Automatische Tiefensteuerung nach Anspruch 1 dadurch Gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckpendcl (2) und dem Krafthetierzylinder (1) ein programmgesteuertes Halteventil (15) angeordnet ist, welches die Druckleitung zwischen den "beiden Teilen im letzten Drittel des Kraftheljerhübes unterbricht.

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