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Verfahren und Anordnungen zur zusätzlichen intermittierenden Belastung
der Hinterräder eines Schleppers mit angehängtem Aufsattelpflung Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und Anordnungen zur zusätzlichen intermittierenden Belastung der Hinterräder
eines Schleppers mit Regelhydraulik, Dreipunktgestänge und mit einem an den unteren
Lenkern des Gestänges angehängtem Aufsattelgerät, insbesondere mit einem Aufsattelpflug,
von dem ein Teil seines Gewichtes durch ein oder mehrere am Ende des Gerätes angebrachte
Stützräder auf den Boden übertragen wird.
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Ein hierfür besonders geeignetes Verfahren ist in dem Patent .......
(Patentanmeldung P 17 82 59.7) beschrieben. Nach diesem Verfahren wird der von den
unteren Lenkern getragene und auch mit dem oberen Lenker lösbar gekuppelte Aufsattelpflug
während des Pflügen mit eingeschalteter Regelhydraulik betrieben und die Verbindung
zwischen Pflug und Schlepper über den oberen Lenker erst bei Überschreiten einer
einstellbaren Zugkraft im oberen Lenker gelöst, Bei diesem Verfahren wird die Regelhydraulik
nicht
dazu verwendet, den zugkraftbedarf des Pfluges durch Änderung seiner Arbeitstiefe
konstant zu halten, was im übrigen bei einem Aufsattelpflug mit einem Stützrad am
Ende des Pfluges auch zu keinem brauchbaren Ergebnis führen würde, sondern die Regelhydraulik
bewirkt hierbei nur ein standiges Anheben und Absenken des vorderen Pflugendes,
wobei die Anheb-und Absenkbewegung gleich und wegmäßig gesehen nicht oder nicht
wesentlich größer sind, als es für die Verstellung des Steuerschiebers aus der einen
in die andere Grenzlage erforderlich ist. Der Wechsel zwischen Anheben und- Absenken
führt zu einer intermittierenden Belastung der Hinterräder, weil bei jedem Aushebeversuch
der hydraulische Aushubzylinder bedingt durch die Kopplung des Pfluges mit dem oberen
Lenker versucht, den gesamten Pflug anzuheben. Hinzu kommt die vom Aushubzylinder
auf zubringende Beschleunigungskraft, so daß insgesamt eine zwar intermittierende,
aber erhebliche Mehrbelastung der Schlepperh.interräder erreicht wirdo Diese Mehrbelastung
führt zu einem Einhämmern der Reifen in den Boden, so daß durch diese eine größere
Zugkraft vom Schlepper auf den Boden übertragen werden kann.
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Eine Regelhydraulik kann in der angogebenen Weise nur arbeiten, wenn
bei jedem Anheben und bei jedem Absenken die in der Regelfeder eingestellte Kraft
erheblich über- bzw. unterschritten wird, so daß jedesmal eine sichere und schnelle
Verschiebung des Steuerschiebers aus der einen in die andere Grenzlage er folgt.
Dies ist bei einem Aufsattelpfiug sichergestellt, bei
einem solchen
Pflug tragen die unteren Lenker nur das vordere Ende des Pfluges, aber beim Anheben
versucht der Aushubzylinder den ganzen Pflug anzuheben, da dieser auch mit dem oberen
Lenker gekoppelt ist. Beim Anheben entstehen also bedeutende Zugkräfte im oberen
Lenker, die eine an der Regelfeder eingestellte Zug-oder Druckkraft weit überschreiten,
so daß es zu einem Absenken des Pfluges kommt.
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Bei einem Aufsattelpflug, von dem angenähert die Hälfte des Pfluggewichtes
durch das hintere Stützrad auf den Boden übertragen wird, wird beim Pflügen in den
unteren Lenkern eine Zugkraft entstehen, im oberen Lenker eine Druckkraft. Erhalt
die Regelhydraulik einen Impuls zum Anheben des Pfluges, so wechseln die Kraftrichtungen,
d.h. in den unteren Lenkern entstehen Druckkräfte, im oberen Lenker eine Zugkraft.
Unterstellt man, daß cie Regelfeder auf eine bestimmte Zugkraft im oberen Denier
eingestellt ist, die kleiner ist als dIe Zugkraft, die beim Anheben auftritt, so
wird die Regelfeder zusammengedrückt, der Steuerschieber verschoben und der Aushubzylinder
auf Senken umgestellt.
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Beim Absenken verschwindet die vom Pfluggewicht herrührende Zugkraft,
es tritt stattdessen eine Druckkraft im oberen Lenker auf, so daß die Regelfeder
und die Druckkraft den Steuerschieber in die andere Grenzlage führt, d.h. der Aushubzylinder
wird wieder auf Heben gestellt.
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Die Bewegung des Anhebens ist also auf den erforderlichen Weg eines
Steuerschiebers für eine Urns chaltbewegunp beinrenzt. eir.
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Ausheben des Pfluges wird die Hydraulik von Hand auf Heben gestellt,
d.h. eine Umschaltung der Regelhydraulik auf Absenken kann und darf während des
Aushebens des Pfluges am Ende einer Pflugfurche nicht stattfinden. Da andererseits
die Aushebehydraulik nicht in der Lage ist, das gesamte Pflug= gewicht anzuheben
und dies im übrigen auch zu einem Aufbäumen des Schleppers führen könnte, muß die
Kopplung des oberen Lenkers mit dem Pflug beim eigentlichen Ausheben gelöst werden.
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Das Patent sieht hierfür eine Kupplungsvorrichtung $vor, die beim
überschreiten einer eingestellten Zugkraft im oberen LEnker die genannte Kupplung
auslöst.
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Die Erfindung bezweckt, das Verfahren zur intermittierenden Belastung
der Hinterräder des Schleppers so zu gestalten, daß die Verbindung des an den unteren
Lenkern des Dreipunktgestänges angehängten Pfluges mit dem oberen lenker bzw0 mit
einem diesen ersetzenden9 am Schlepper angelenkten oder an ihm abgestützten Teil
oder mit dem Schlepper selbst auch während des Aushebens des Pfluges bestehen bleiben
und trotzdem eine Hberlastung der Aushebevorrichtung oder ein Aufbäumen des Schleppers
nicht eintreten kann. Zu diesem Zweck ist das genannte Verfahren zur zusätzlichen
intermittierenden Belastung der Hinterräder des Schleppers so gestaltet 9 da.3 der
von den unteren Lenkern getragene Pflug mit dem oberen Lenker bgwO mit einem diesen
Lenker ersetzenden, am Schlepper angelenkten oder abgestützten Glied oder mit dem
Schlepper selbst durch eine Kctto oder ein mehrgliedriges
Getriebe
so gekuppelt ist, daß beim Ausheben des Pfluges nur das vordere Ende des Pfluges
angehoben wird. Vorzugsweise ist dabei die genannte Verbindung so ausgebildet, daX
die Dage des Zugpunktes des Pfluges eine andere beim Anheben ist als beim Absenken
des Pfluges.
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Ausführungsbeispiele mehrerer Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens
gemäß der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben, in dieser
zeigen: Abb. 1 bis 6 zwei Ausführungsbeispiele, bei denen der an den unteren Lenkern
angehängte Pflug durch eine Kette mit einem den oberen lenker ersetzenden Glied
bzw. mit dem Schlepper selbst verbunden ist und Abb. 1 bis 9 ein Ausführungsbeisplel,
bei dem der Pflug mit dem Schlepper durch eine mehrgliedrige Kette verbunden ist0
Sämtliche Ausführungsbeispiele gehen von einem üblichen Schlepper aus, dh, von einem
Schlepper, der mit einem Dreipunktgestänge, einer hydraulischen Aushebevorrichtung
und mit einer Regelhydraulik ausgerüstet ist. In allen Abbildungen sind die beiden
unteren Lenker mit 2 und der obere Lenker mit 4 bezeichnet, die Anienkatellen des
oberen Lenkers am Schlepper mit 5 und mit 6 eine schematisch angedeutete Stange,
die auf die Regelfeder der Regalhydraulik einwirkt. Zum Schlepper gehört weiter
die erwähnte hydraulische Aushsbevorrichtung. Sie bootcht, wie z.B. aus
Abb.
1 hervorgeht, aus einem hydraulischen Zylinder 10 mit Kolbenstange 10ay die über
ein Gestänge 11a, 1 b und 11c mit den unteren Lenkern 2 des J)reipunktgestänges
gekuppelt ist. Mit Hilfe des hydraulischen Zylinders 10 können die unteren Lenker
angehoben oder in einer jeweils gewünschten Lage festgehalten werden.
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In allen Abbildungen ist der Pflugrahmen mit 1 bezeichnet, die zugehörigen
Schare mit 3 und das eigentliche Pflugvordergestell mit 8. Jeder Pflug ist am hinteren
Ende durch ein Stützrad 7 gegenüber dem Boden abgestützt, wie Abb. 1 zeigt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 ist der obere Lenker des Dreipunktgestänges
durch einen Winkelhebel 100 ersetzt, der bei 5 am Schlepper angelenkt ist und mit
einem Hebelarm 101 auf die Stange 6 einwirkt die zur Verstellung der Regelfeder
der regelhydraulik dient. Das vordere Ende des Aufsattel pfluges t ist wie üblich
von den unteren Lenkern 2 des Dreipunktgestänges geträgen. Der Anlenkpunkt ist mit
102 bezeichnet.
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Der Rahmen des Aufsattelpfluges 1 ist durch eine Kette103 mit dem
Winkelhebel 100 verbunden. Die Anlenkpunkte der Kette sind mit 104 und 105 bezeichnet.
Der Anlenkpunkt 105 der Kette am Pflug liegt hinter dem Anlenkpunkt 102 des Pfluges
den unteren Lenkern 2.
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In der in Abb. 1 gezeigten Lage beim Anheben des Pfluges ist die Kette
103 nicht gespannt, das vordere Ende des des Aufsattelpfluges wird also beim Anheben
ausschließlich von den unteren Lenkern 2 getragen, das hintere Ende wie üblich von
Stützrad 7, Der Anlenkpunkt 102 ist beim Anheben zugleich
der Zugpunkt
des Pfluges. Die am Pflug und Schlepper beim Anheben auftretenden Kräfte sind in
Abb. 1 eingetragen. Der Bodenwiderstand R ist mit dem Pfluggewicht G zu einer resultierenden
Kraft WO zusammengesetzt. Mit Hilfe von WO und der durch den Punkt 102 gehenden
Zugkraftlinie erhält man die Belastung B des Stützrades 7 und die Größe der Kraft
W1, die bei 102 angreift.
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Diese Kraft ist weiter zerlegt in eine Kraft V1 und eine Kraft Cl.
Die Kraft V1 stellt die Entlastung der Vorderräder durch die Kraft W1 dar. Die Kraft
Cl ist durch die Auflagestelle der Hinterräder gerichtet. Sie ist weiter zerlegt
in eine Kraft H1 und eine Kraft Z. Die Kraft H1 ist die Zusatz-Belastung der Hinterräder,
soweit sie von der Kraft W1 herrührt, also ohne Berücksichtigung des Schleppereigengewichtes.
Die Kraft Z ist die Zugkraft, die von den Schlepperhinterrädern auf den Boden übertragen
werden muß.
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Die Kraft W1 kann in Abb. 1 nur durch die unteren Lenker 2 und durch
die Hubstangen llc auf den Schlepper übertragen werden.
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Zerlegt man die Kraft W1 in diesem Sinn, so erhält man die Kraft U,
die auf die vorderen Anlenkpunkte der unteren Lenker einwirkt.
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Auf den oberen Lenker wird keine Kraft ausgeübt, da die Kette 103
ungespannt durchhängt.
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Die Regelfeder der Regelhydraulik ist auf eine bestimmte Druckkraft
im oberen Lenker eingestellt. Da in Abb. 1 die Kette 103 lose ist, wird vom Pflug
her eine Druckkraft auf die Regelfeder nicht ausgeübt. Das bedeutet, daß die Regelhydraulik
den Pflug
auf Senken umschaltet, was in Abb. 2 dargesteilt ist.
Bei der Absenkbewegung der unteren Lenker 2 wird die Kette 103 durch das Pfluggewicht
gespannt, so daß auf die Stange 6 eine sehr hohe Druckkraft ausgeübt wird, die durch
das t?bersetzungsver hältnis des Winkelhebels beliebig hoch gewählt werden kann,
mit der Wirkung, daß es sofort wieder zu einem Anheben des Pfluges kommt. Beim Anheben
wird die Kette 103 wieder spannungslos, so daß die Regelhydraulik wieder auf Senken
umgeschaltet wird. Man kann so ungefähr 60 Wechsel in der Minute erreichen.
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Beim Absenken des Pfluges, d.h. beim Straffen der Kette 103, wandert
der Zugpunkt vom Anlenkpunkt 102 zu dem ideellen Zugpunkt A, der vom Schnittpunkt
der Kette 103 und den unteren Denkern 2 gebildet wird, Hierbei ergibt sich eine
neue Verteilung der Kräfte, d.h. eine neue Kraft V2 und eine neue Kraft H2, die
der Entlastung der Vorderräder und der zusätzlichen Belastung der Schlepperhinterräder
entspricht. Der Unterschied zwischen den Kräften H2 und H1 entspricht der zusätzlichen
Belastung der Schlepperhinterräder beim Absenken des Pfluges. Zu den Kräften H1
und H2 kommen weiter die Beschleunigungs- sonder Verzögerungskräfte hinzu, die von
wesentlicher Bedeutung sind.
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Beim Absenken des Pfluges werden die Kräfte über die unteren Lenker
und den oberen Lenker auf den Pflug übertragen. Man erhält jetzt eine kleinere Zugkraft
U für die unteren Lenker und eine Zugkraft 0 im oberen Lenker, Diese Zugkraft wird;durch
den Arm 101 des Winkelhebels 100 in eine Druckkraft für die Regelfeder
umgesetzt,
d.h. der Regelfeder wird ein großer Bodenwiderstand vorgetäuscht, so daß diese die
Regelhydraulik sofort wieder auf Anheben umschaltet. Hierbei fällt die Kraft im
oberen Denker sofort auf Null, wahrend die Zugkraft in den unteren Lenkern ansteigt,
so daß es wieder zu einem Umschalten des Steuerschiebers kommt.
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In Abb. 1 und 2 ist unterstellt, daß der obere Lenker auf die Regelfeder
der Regelhydraulik einwirkt. Die Anordnung ist aber auch anwendbar, wenn die unteren
Lenker 2 die Regelfeder beeinflussen. Dies ist schematisch in Abb. 3 angedeutet.
Hier ist der Pflug 1 über die Kette 103 unmittelbar mit dem Schlepper verbunden.
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Die unteren Lenker 2 greif über einen Umkehrhebel 111 an dem Winkelhebel
106 der Regelhydraulik an.
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Die Kette 103 kann wie gestrichelt angedeutet auch an anderen Stellen
des Pflugrahmens angreifen. Je weiter der Angriffspunkt nach hinten verschoben wird,
umso größer ist die Belastung der Hinterräder beim Absenken des Pfluges.
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Bei Ausführungebeispiel nach Abb. 4 und 5 ist der Aufsattelpflug wieder
bei 102 an den unteren Lenkern 2 angehängt und wird von diesen getragen. Es ißt
weiter unterstellt, daß die unteren Lenker 2 über den doppelarmigen Hebel 106 auf
die Weder der Regelhydraulik einwirken, d.h. die Regelfeder wird auf Zug beansprucht.
Der obere Lenker 4 des Dreipunktgestänges ist von einer Stütze 107 getragen oder
durch diese ersetzt. , Diese stützt sioh an der Rückwand des Schleppergehäuses ab.
Das Ende der
Stütze 107 bzw. des oberen Lenkers 4 ist wieder durch
eine Kette 103 mit dem vorderen Ende des Aufsattelpfluges bei 105 verbunden.
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Die Kette 103 ist ungespannt, wenn die unteren Lenker 2 von den Hubstangen
11c getragen werden. In diesem Fall ergibt sich die aus Abb. 4 ersichtliche'Kraftverteilung,
d.h. eine Vorderachsentlastung V1 und eine zusätzliche Hinterachsbelastung H1e Der
Zugpunkt liegt im Anlenkpunkt 102 des Pfluges an den unteren Lenkern 2. Die Aufteilung
der Kraft W ist wieder vorgenommen.
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Beim Absenken des Pfluges wird, wie Abb. 5 zeigt, die Kette 103 gespannt.
Damit wandert der Zugpunkt von 102 zum Punkt A, der dem Schnittpunkt der unteren
Benker 2 mit der Kette 104 entspricht.
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Diese Verlagerung des Zugpunktes ergibt eine andere Aufteilung der
Kräfte, wie sie aus Abb. 5 ersichtlich ist, und zwar die Kräfte V2 und H2. H2 ist
kleiner als H1, d.h. beim Absenken des Pfluges wird die Hinterradbelastung kleiner.
Hinzu kommen aber die Kräfte für die Beschleunigung des Pfluggewichtsanteiles, ebenso
zu H1 wesentliche Verzögerungskräfte7 so daß im Betrieb größere zusätzliche Hinterradbelastungen
auftreten.
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In Abb. 4 und 5 sind die Kräfte in den unteren Lenkern wieder mit
U1 und U2 bezeichnet, die Kräfte in dem oberen Denken in Abb. 5 mit 0, in Abb. 4
ist sie Null. Wie ein Vergleich der Kräfte zeigt, treten sehr Kräftige Regelimpulse
auf, die mit Sicherheit ein sofortiges Umschalten des Regelschiebers veranlassen.
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Auch bei dem AusfEhrungsbeispiel nach Abb. 4 und 5 kann die Regelung
über den oberen Lenker erfolgen, wie dies in Abb. 6 gezeigt ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 7 bis 9 ist das Pflugvordergestell
8 bei 104 mit dem oberen Lenker 4 und bei 108 über einen Zwischenlenker 109 bei
102 mit den unteren Lenkern 2 gekuppelt. Am Yordergestell 8 ist weiter ein Anschlag
110 angebracht. Gegen diesen Anschlag legt sich der Zwischenlenker 109 bei dem in
Abb. 7 dargestellten Absenkvorgang des Pfluges. Beim Absenken liegt jeweils die
Lasche lib des Aushubgestänges nicht am Winkelhebel lla des gleichen Gestänges an,
d.h. die Stangen 11c können mit den Lenkern 2 frei nach unten gehen. Sie werden
vom Zylinder 10 nicht festgehalten.
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Bei der Absenkbewegung bildet das Pflugvordergestell 8 zusammen mit
dem Lenker 109 dank des Anschlages 110 eine starre Koppel, die zusammen mit dem
oberen Lenker 4 und den unteren Lenkern 2 ein übliches Dreiplluktgestknge bildet,
dessen ideeller Zugpunkt mit A bezeichnet ist. Dieser Zugpunkt liegt sehr weit vorn
mit dem Ergebnis, daß vom Schlepper ein verhältnismäßig kleiner Teil des Pfluggewichtes
G getragen wird, ein größerer Teil auf des Stiltzrad 7 entfällt. Dieser Teil ist
wie zuvor mit B2 bezeichnet. Das im Schwerpunkt des Pfluges angreifende Gewicht
G ist mit dem Bodenwiderstand R wieder zu einer Kraft WO zusammengesetzt. Aus dieser
Kraft sind wiederum die gräfte -B2 und W2 ermittelt. Die Kraft W2 geht durch den
ideellen Zugpunkt A. Man kann-hieraus wieder die Vorderradachsentlastung V2 und
die Hinterradachsbelastung
H2 ermitteln sowie die von den Schlepperhinterrädern
zu übertragende Zugkraft Z. Die Kräfte V2 und H2 werden relativ klein, was sich
aus dem weit vornliegenden Zugpunkt A ergibt. In Abb. 7 sind weiter noch die Kräfte
02 und U2 eingezeichnet, die im oberen Lenker bzw. in den unteren Lenkern wirksam
werden. Im oberen Lenker ergibt sich eine Druckkraft °2 in den unteren Lenkern eine
Zugkraft U2. Die Druckkraft im oberen Lenker 4 veranlaßt die Regelhydraulik auf
Heben umzustellen.
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Dieser Vorgang ist in Abb. 8 dargestellt. Beim Anheben der unteren
Lenker 2 löst sich der Zwischenlenker 109 vom Anschlag 110. Die unteren Lenker 2
wirken jetzt beim Anheben wie ein starrer Teil des Schleppers. Ein neues Viergelenk
mit dem Zugpunkt A' entsteht, das aus dem oberen Lenker, dem Pfluggestell 8 und
dem Zwischenlenker 109 entsteht. Für dieses Viergelenk gilt jetzt, wie aus dem Kräftediagramm
hervorgeht, eine Vorderachsentlastung V1 und eine Hinterradbelastung H1. Beide sind
wesentlich größer als in Abb. 7, so daß es zu einer zusätzlichen Belastung der Schlepperhinterräder
kommt. Sowohl in Abb. 7 wie in Abb. 8 sind die Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte
nicht berücksichtigt. In Abb. 7 kommen Verzögerungskräfte hinzu und in Abb. 8 Beschleunigungskräfte,
die die Kräfte V und H vergröBern.
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In Abb. 8 sind wiederum die Kräfte U1 und O eingetragen. Wie man sieht,
hat die Kraftrichtung im oberen Lenker gewechselt. Es ist jetzt anetelle einer Druckkraft
02 eine Zugkraft °1 vorhanden.
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Diese Zugkraft veranlaßt die Regelhydraulik sofort auf Senken
umzuschalten,
weil sie der Regelhydraulik eine zu kleine Zugkraft vortäuscht, obwohl die Zugkraft
Z in beiden Fällen die gleiche ist. Beim nachfolgenden Absenkvorgang stellen sich
die Verhältnisse nach Abb. 7 ein mit der Wirkung, daß ein periodisches Umschalten
der Regelhydraulik, d.h. ein periodischer Wechsel zwischen Heben und Senken erfolgt.
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Abb. 9 zeigt den Aushubvorgang am Ende einer Furche. Beim Ausheben
wandert der Zugpunkt auf einer Polkurve, und zwar bis in die Lage b" in Abb. 9.
Wie man aus dieser erkennt, tritt beim Aushebevorgang eine Erhöhung der Zugkraft
im oberen Lenker nicht auf, sondern sogar eine Druckkraft, d.h. die Aushebevorrichtung
hat nur das Gewicht des vorderen Endes des Pfluges auszuheben, nicht den ganzen
Pflug, d.h. trotzdem die Verbindung zwischen oberem Lenker und Pflug bestehen bleibt,
tritt eine oberlastung der Aushebevorrichtung oder ein Aufbäumen des Schleppers
nicht ein.