DE19622762A1 - Nutzfahrzeug, insbesondere für die Landwirtschaft - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Nutzfahrzeug, das insbesondere in der Landwirtschaft verwendet wird und das die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.

Ein Nutzfahrzeug mit diesen Merkmalen ist zum Beispiel aus der DE 41 29 509 C2, die sich insbesondere auf Baumaschinen und da wiederum auf Radlader bezieht, oder aus der DE- OS 28 56 583 bekannt, die insbesondere einen Traktor mit einem am Heck angeordneten Anbaugerät zeigt. Ein solches Anbaugerät ist üblicherweise mit Hilfe von mindestens ei­ nem, normalerweise aber zwei Hydrozylindern in einer in Fahrtrichtung verlaufenden, verti­ kalen Ebene bewegbar und bei der Arbeit auf dem Feld abgesenkt. Dabei treten im Fahr­ verhalten des Nutzfahrzeugs keine größeren Probleme auf, da das Anbaugerät unabhängig von seiner Masse über dem Boden abgestützt wird und da die Fahrgeschwindigkeit im Ar­ beitsbetrieb gering ist. Schwierigkeiten würden sich jedoch ergeben bei der Fahrt des Nutzfahrzeugs mit ausgehobenen Anbaugerät und größerer Geschwindigkeit, wenn das Anbaugerät dann starr an das Nutzfahrzeug angekoppelt wäre. Bei der Fahrt über einen unebenen Untergrund könnten starke Nickschwingungen auftreten, die dazu führen, daß die durch das Gewicht des Anbaugeräts ohnehin bereits verringerte statische Vorderachs­ last teilweise oder sogar ganz aufgehoben wird. Um Nickschwingungen zu verhindern, die das Fahrverhalten des Nutzfahrzeugs beeinträchtigen und auch das Befinden des Fahr­ zeugführers stören, sind nach dem Inhalt der genannten Druckschriften die Hydrozylinder für das Bewegen des Anbaugeräts weitgehend ungedrosselt mit einem Hydrospeicher ver­ bindbar. Die Verbindung wird über ein Ventil hergestellt, sobald die Fahrgeschwindigkeit des Nutzfahrzeugs einen bestimmten Wert überschreitet. Dann ist die starre Koppelung des Anbaugeräts an das Nutzfahrzeug durch Zwischenschaltung eines Feder- Dämpfungselements aufgehoben. Die Federsteifigkeit und das Dämpfungsmaß dieses Fe­ der-Dämpfungselements können so ausgelegt werden, daß es hinsichtlich der Nickschwin­ gungen als Schwingungsabsorber arbeitet.

Nun ist jedoch die Geschwindigkeit des Nutzfahrzeugs nicht unbedingt ein Kriterium dafür, ob Nickschwingungen zu dämpfen sind oder nicht. Bei der Fahrt über eine holprige Strecke können schon bei einer kleinen Geschwindigkeit starke Nickschwingungen auftreten. Ande­ rerseits kann die Geschwindigkeit, bei der die Dämpfung einsetzten soll, nicht zu niedrig gewählt werden, da auch im Arbeitsbetrieb schon recht hohe Geschwindigkeiten erreicht werden.

Ziel der Erfindung ist es also, ein Nutzfahrzeug, das die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 3 aufweist, so weiterzubilden, daß bei weiterhin automatischer Zuschal­ tung des Hydrospeichers die Dämpfung von Nickschwingungen in besserer Anpassung an die jeweilige Situation erfolgt.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß bei einem Nutzfahrzeug mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 der Hydrospeicher und der Hydrozylinder im Bereich einer Transportposition des Anbaugerätes selbsttätig miteinander verbindbar sind. Die Dämpfung wird also nicht mehr in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, sondern in Abhängigkeit von der Lage des Anbaugerätes zugeschaltet. lnsbesondere bei einem am Heck eines Ak­ kerschleppers befindlichen Anbaugerät kann man nämlich davon ausgehen, daß oberhalb eines bestimmten Niveaus mit diesem Gerät nicht gearbeitet wird, und deshalb von diesem Niveau ab nach oben keine starre Koppelung zwischen Anbaugerät und Ackerschlepper mehr notwendig ist. Jede Lage des Anbaugeräts oberhalb dieses Niveaus kann als Trans­ portposition betrachtet werden, in der das Anbaugerät von oder zu einem Arbeitseinsatz gefahren werden kann.

Vorzugsweise sind der Hydrospeicher und der Hydrozylinder gemäß Anspruch 2 im voll angehobenen Zustand des Anbaugeräts miteinander verbunden. Üblicherweise befindet sich das Anbaugerät während eines Transports in dieser Position. "Voll angehoben" bedeu­ tet dabei nicht, daß das Hubwerk in Richtung nach oben an einem Anschlag anliegt. Ein Ausschwingen nach oben ist noch möglich.

Das Ziel der Erfindung wird auch mit einem Nutzfahrzeug gemäß Anspruch 3 erreicht. Die­ ser Anspruch bezieht sich in seinem Oberbegriff auf ein Nutzfahrzeug, das mit einem Lage­ regelsystem für das Arbeitsgerät ausgestattet ist. Zu dem Lageregelsystem gehört ein Soll­ wertgeber, der gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 3 durch seine Position bestimmt, ob der Hydrospeicher und der Hydrozylinder fluidisch weitgehend ungedrosselt miteinander verbunden sind oder nicht. Die Verbindung wird in einem Positionsbereich des Sollwertgebers hergestellt, der einem Bereich um eine Transportposition des Anbaugeräts entspricht.

Vorzugsweise sind gemäß Anspruch 4 der Hydrospeicher und der Hydrozylinder im voll ausgelenkten Zustand des Sollwertgebers miteinander verbunden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen eines Nutzfahrzeugs gemäß Anspruch 1 finden sich in den Unteransprüchen 5 bis 9 und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen eines Nutzfahrzeugs gemäß Anspruch 3 in den Unteransprüchen 5 und 6 sowie 10 bis 12.

Die Verbindung zwischen dem Hydrospeicher und dem oder den Hydrozylindern wird ge­ mäß Anspruch 5 vorteilhafterweise durch ein Ventil hergestellt oder unterbrochen. Dabei wird unter einer unterbrochenen Verbindung auch schon eine solche Verbindung verstan­ den, bei der zwischen dem Hydrospeicher und dem Hydrozylinder noch ein Drosselquer­ schnitt offen ist. Der Drosselquerschnitt ändert kaum etwas an der starren Ankuppelung des Anbaugeräts an das Nutzfahrzeug. Durch ihn hindurch ist jedoch der Speicher, wenn auch jeweils mit einer gewissen Verzögerung, auf den im System herrschenden Lastdruck auf­ ladbar. Anstelle der Drossel oder in Serienschaltung zu ihr kann auch ein Druckabschalt­ ventil verwendet werden, mit dessen Hilfe sich der Druck im Hydrospeicher auf einen maxi­ malen Wert begrenzen läßt, der unterhalb des maximal aufbaubaren Lastdrucks liegt.

Bei einem Zuschalten des Hydrospeichers in unmittelbarer Abhängigkeit von der Lage des Anbaugeräts ist in der vorteilhaften Ausgestaltung gemäß Anspruch 7 das Ventil mecha­ nisch über ein mit dem Anbaugerät mitbewegtes Betätigungselement betätigbar. Wird das Ventil in Abhängigkeit von der Lage des Sollwertgebers betätigt, so geschieht dies vorteil­ hafterweise gemäß Anspruch 10 ebenfalls mechanisch. Solche mechanischen Lösungen bieten den Vorteil der Leckagefreiheit, so daß keine Leckageleitung zu dem Ventil führen muß.

Gemäß den Ansprüchen 8 bzw. 11 kann jedoch die Transportposition des Anbaugerätes bzw. einer der Transportpositionen des Anbaugerätes entsprechende Position des Soll­ wertgebers durch einen Schalter erfaßbar sein und das Ventil in Abhängigkeit vom Aus­ gangssignals des Schalters betätigt werden. Bei dem Schalter kann es sich um einen hy­ draulischen Schalter, also um ein hydraulisches Ventil handeln. Vorzugsweise wird jedoch ein elektrischer Schalter verwendet, in Abhängigkeit von dessen Ausgangssignal das Ventil zwischen Hydrospeicher und Hydrozylinder elektrisch betätigbar ist. Die Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 7 bzw. 10 und 8 bzw. 11 bieten sich insbesondere für Nachrüstsätze an, mit denen bereits hergestellte Ackerschlepper ausgerüstet werden können. Es muß nicht in ein vorhandenes Regelungssystem des Hubwerks eingegriffen werden.

Viele Ackerschlepper sind heute mit einem elektrohydraulischen Lageregelsystem (EHR) für das Anbaugerät ausgestattet, das einen elektrischen Sollwertgeber, einen elektrischen La­ gesensor für das Hubwerk und ein elektrisches Steuergerät umfaßt. Gemäß Anspruch 9 ist nun vorgesehen, daß ein elektrisches Betätigungselement des zwischen Hydrospeicher und Hydrozylinder liegenden Ventils von dem elektrischen Steuergerät in Abhängigkeit vom Ausgangssignals des Lagersensors ansteuerbar ist. Gemäß Anspruch 12 dagegen ist das elektrische Betätigungselement des Ventils von dem elektrischen Steuergerät in Abhängig­ keit vom Ausgangssignals des Sollwertgebers ansteuerbar.

Zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugs sind in den Zeichnun­ gen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher er­ läutert.

Es zeigen

Fig. 1 das erste Ausführungsbeispiel, bei dem ein zwischen einem Hydrospeicher und einem das Anbaugerät bewegenden Hydrozylinder angeordnetes Ventil mecha­ nisch vom das Anbaugerät tragenden Hubwerk betätigbar ist,

Fig. 2 das zweite Ausführungsbeispiel, bei der das Ventil zwischen Hydrospeicher und Hydrozylinder mechanisch von einem Sollwertgeber des Hubwerkregelsystems betätigbar ist, und

Fig. 3 eine ein Druckabschaltventil enthaltende hydraulische Schaltung für ein drittes Ausführungsbeispiel.

In den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 ist als Nutzfahrzeug ein Acker­ schlepper 10 gezeigt, an dessen heckseitigem Hubwerk 11 ein Anbaugerät 12 befestigt ist, das in den Figuren nur als ein eine in Richtung des eingezeichneten Pfeils wirkende Ge­ wichtskraft erzeugender Block schematisch angedeutet ist und bei dem es sich zum Bei­ spiel um einen mehrscharigen Pflug handeln kann. Das Hubwerk 11 weist in paralleler An­ ordnung zueinander zwei Hubarme 13 auf, die an einer Hubwelle 14 angebracht sind. Am der Hubwelle entfernten Ende der Hubarme 13 sind gelenkig zwei Hubstangen 15 befestigt, die wiederum gelenkig mit den unteren Lenkern 16 verbunden sind. Diese sind um eine Achse 17 drehbar am Rahmen des Ackerschleppers 10 gehalten. Ein Hydrozylinder 18 ist bodenseitig ebenfalls gelenkig am Rahmen des Ackerschleppers 10 abgestützt und mit dem Ende seiner Kolbenstange 19 gelenkig mit einem Hubarm 13 verbunden. Entspre­ chend den zwei Hubarmen 13 sind auch zwei Hydrozylinder 18 vorhanden. Das Aus- und Einfahren der Kolbenstangen 19 der beiden Hydrozylinder 18 bewirkt ein Heben und Sen­ ken der unteren Lenker 16 und damit des Anbaugerätes 12. Zwei obere Lenker 20, die ebenfalls das Anbaugerät mit dem Rahmen des Ackerschleppers 10 koppeln, verhindern dabei ein Abkippen des Anbaugeräts.

Die Hydrozylinder 18 sind einfach wirkende Hydrozylinder mit einem Druckraum 43 (siehe Fig. 3), der über einen Sperrblock 25 mit einem Regelventil 26 fluidisch verbunden ist.

Über das Regelvenil kann von einer nicht näher dargestellten Pumpe gefördertes Hydrauli­ köl in die Druckräume der beiden Hydrozylinder 18 hineinströmen oder Hydrauliköl aus den Druckräumen zu einem Tank abfließen. Das Regelventil 26 gehört zu einem elektrohydrau­ lischen oder servohydraulischen Regelsystem für die Lage des Hubwerks 11 und für die mit dem Hubwerk 11 auf das Anbaugerät 12 übertragbare Kraft. Das Regelsystem umfaßt auch einen Sollwertgeber 27, mit dem von Hand ein Sollwert für die Lage oder die Kraft vorgege­ ben werden kann. Zum Regelsystem gehören natürlich auch nicht näher dargestellte lst­ wertaufnehmer für die Lage und die Kraft.

An die Verbindungsleitung zwischen dem Sperrblock 25 und den beiden Druckräumen 43 der Hydrozylinder 18 ist mit einem ersten Anschluß ein 2/2 Wegeventil 30 angeschlossen, mit dessen zweitem Anschluß ein Hydrospeicher 31 verbunden ist. Das 2/2 Wegeventil 30 besitzt eine Ruhestellung, die durch eine Druckfeder 32 bewirkt wird und in der der Hydro­ speicher 31 mit den Druckräumen der Hydrozylinder 18 über eine im Wegeventil ausgebil­ dete Drossel 33 verbunden ist. Die Ruhestellung nimmt das Ventil im Arbeitseinsatz des Ackerschleppers 10 ein, wenn das Anbaugerät 12 abgesenkt ist. Aufgrund der Drossel 33 stellt sich im Hydrospeicher 31 jeweils ein geglätteter Lastdruck ein. Lastdruckspitzen wer­ den vom Hydrospeicher 31 ferngehalten.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 wird das 2/2 Wegeventil 30 in unmittelbarer Abhängigkeit von der Position des Anbaugeräts 12 betätigt. Dazu ist an der Hubwelle 14 ein Nocken 34 vorgesehen, der in einer bestimmten Höhenlage des Anbaugeräts 12 oder genauer der Hubarme 13 das 2/2 Wegeventil 30 aus der gezeigten Ruhestellung in eine zweite Schalt­ stellung bringt. ln dieser Schaltstellung ist der Druckraum 43 eines jeden Hydrozylinders 18 ungedrosselt mit dem Hydrospeicher 31 verbunden. Der Nocken 34 kann zum Beispiel so gestaltet sein, daß das Ventil 30 geschaltet wird, kurz bevor das Hubwerk 11 und das An­ baugerät 12 voll angehoben sind. Denkbar ist jedoch die Umschaltung des Ventils 30 auch schon bei einer geringeren Höhe des Anbaugeräts 12, die jedoch über einem Niveau liegt, unterhalb dessen üblicherweise mit dem Anbaugerät gearbeitet wird.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 wird das 2/2 Wegeventil 30 mechanisch über den Hand­ hebel des Sollwertgebers 27 betätigt, der dazu einen Nocken 35 aufweist. Die Umschaltung des Wegeventils 30 erfolgt, wenn der Sollwertgeber 27 in eine Position gebracht worden ist, die einem angehobenen, insbesondere dem voll angehobenen Zustand nahekommenden Zustand des Anbaugeräts 12 entspricht.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 entspricht der Druck im Hydrospeicher 31 nach der Um­ schaltung des Wegeventils 30 jeweils dem in den Hydrozylindern 18 herrschenden Lastdruck. Dieser kann erheblich sein, wenn man an den Fall denkt, daß nach einer Ver­ schwenkung des Sollwertgebers 27 zum Beispiel ein Pflug noch aus dem Erdreich gehoben wird.

Die Ausführung nach Fig. 1 erscheint insofern günstiger, da das Wegeventil 30 erst bei angehobenem Anbaugerät umgeschaltet wird und vorher aufgrund der Drossel 33 kurzzei­ tige Druckspitzen nicht zum Hydrospeicher 31 durchgelassen werden.

Zudem kann durch eine Variante der Ausführung nach Fig. 1 verhindert werden, daß der Hydrospeicher über einen gewissen Druck hinaus aufgeladen wird. Diese Variante ist in Fig. 3 gezeigt. Das Wegeventil 30 aus Fig. 1 ist dort durch ein 2/2 WegevenUl 40 ersetzt, das in der Ruhestellung seinen mit dem Hydrozylinder 18 verbundenen Anschluß und sei­ nen mit dem Hydrospeicher 31 verbundenen Anschluß vollkommen gegeneinander ab­ sperrt. Parallel zum Wegeventil 40 sind in Reihe zueinander ein Abschaltventil 41 und ein Rückschlagventil 42 geschaltet. Solange der Lastdruck im Druckraum 43 des Hydrozylin­ ders 18 kleiner ist als ein am Druckabschaltventil 41 eingestellter Druck, folgt der Ladedruck des Hydrospeichers 31 dem Lastdruck. Übersteigt der Lastdruck den am Druckabschalt­ ventil 41 eingestellten Druck, so schließt das Druckabschaltventil. Der Ladedruck im Hydro­ speicher 31 steigt nicht weiter mit dem Lastdruck an.

Bei offener Verbindung zwischen den Hydrozylindern 18 und dem Hydrospeicher 31 bilden das Hubwerk 11 und das Anbaugerät 12 eine abgefederte Masse, die um ein Nullniveau nach oben und nach unten ausschwingen können soll. Deshalb ist mit dem Sollwertgeber 27 das Hubwerk nur bis zu einem solchen Niveau anhebbar, in dem nach oben noch ein freier Weg besteht.

Claims (12)

1. Nutzfahrzeug, insbesondere für die Landwirtschaft, mit einem über mindestens ei­ nen Hydrozylinder (18) in einer in Fahrtrichtung verlaufenden, vertikalen Ebene bewegba­ ren Anbaugerät (12) und mit einem Hydrospeicher (31), der zur Dämpfung von Nickschwin­ gungen mit einem Druckraum (43) des Hydrozylinders (18) weitgehend ungedrosselt ver­ bindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrospeicher (31) und der Hydrozylinder (18) im Bereich einer Transportposition des Anbaugerätes (12) selbsttätig miteinander ver­ bindbar sind.

2. Nutzfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrospeicher (31) und der Hydrozylinder (18) im voll angehobenen Zustand des Anbaugeräts (12) mitein­ ander verbunden sind.

3. Nutzfahrzeug, insbesondere für die Landwirtschaft, mit einem über mindestens ei­ nen Hydrozylinder (18) in einer in Fahrtrichtung verlaufenden, vertikalen Ebene bewegba­ ren Arbeitsgerät (12), mit einem Lageregelsystem für das Anbaugerät (12), zu dem ein Sollwertgeber (27) gehört, und mit einem Hydrospeicher (31), der zur Dämpfung von Nick­ schwingungen mit einem Druckraum (43) des Hydrozylinders (18) weitgehend ungedrosselt verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrospeicher (31) und der Hydrozylinder (18) in einem Positionsbereich des Sollwertgebers (27), der einem Bereich um eine Trans­ portposition des Anbaugerätes (12) entspricht, selbsttätig miteinander verbindbar sind.

4. Nutzfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrospeicher (31) und der Hydrozylinder (18) im voll ausgelenkten Zustand des Sollwertgebers (27) mit­ einander verbunden sind.

5. Nutzfahrzeug nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hydrozylinder (18) und dem Hydrospeicher (31) ein Ventil (30, 40) an­ geordnet ist, von dem eine Stellung einnehmbar ist, in der Hydrozylinder (18) und Hydro­ speicher (31) weitgehend ungedrosselt miteinander verbunden sind.

6. Nutzfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer weiteren Stellung des Ventils (30) Hydrozylinder (18) und Hydrospeicher (31) über einen Drossel­ querschnitt (33) insbesondere des Ventile (30) miteinander verbunden sind.

7. Nutzfahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (30, 40) mechanisch über ein mit dem Anbaugerät (12) mitbewegtes Betätigungselement (34) betätigbar ist.

8. Nutzfahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trans­ portposition des Anbaugerätes (12) durch einen Schalter erfaßbar ist und daß das Ventil in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Schalters betätigbar ist.

9. Nutzfahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem elektrohydraulischen Lageregelsystem für das Anbaugerät ausgestattet ist, das einen elek­ trischen Lagesensor und ein elektrisches Steuergerät umfaßt, und daß ein elektrisches Betätigungselement des Ventils von dem elektrischen Steuergerät in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Lagesensors ansteuerbar ist.

10. Nutzfahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (30) mechanisch über den Sollwertgeber (27) betätigbar ist.

11. Nutzfahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Transportposition des Anbaugeräts entsprechende Position des Sollwertgebers durch einen Schalter erfaßbar ist, und daß das Ventil in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Schal­ ters betätigbar ist.

12. Nutzfahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß es mit ei­ nem elektrohydraulischen Lageregelungssystem für das Anbaugerät ausgestattet ist, zu dem ein elektrischer Sollwertgeber und ein elektrisches Steuergerät gehören, und daß ein elektrisches Betätigungselement des Ventils von dem elektrischen Steuergerät in Abhän­ gigkeit vom Ausgangssignal des Sollwertgebers ansteuerbar ist.