DE19652615C1

DE19652615C1 - Hydraulische Überlastsicherung für Pflüge

Info

Publication number: DE19652615C1
Application number: DE1996152615
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr Ing Anisch; Thomas Bidell
Original assignee: EBERHARDT MASCHINENFABRIK GmbH
Current assignee: EBERHARDT - MENGELE PRODUCTIONS GMBH, 89367 WALDST
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 1998-03-12
Anticipated expiration: 2016-12-19

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Überlastsicherung für Pflüge, insbesondere für Drehpflüge vom "Non-stop"-Typ, wobei es den Pflugkörpern beim Auftreffen auf ein Hindernis im Boden möglich ist, nach oben gegen die Wirkung eines elastischen Systems zu schwenken, das sie nach Passieren des Hindernisses in die Arbeitsstellung zurückbringt, mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. dem des Patentanspruches 13.

Derartige hydraulische Überlastsicherungen müssen den Pflugkörpern bei sehr unter schiedlichen Bodenbeschaffenheiten und über den breiten Bereich der einstellbaren Schnittbreiten einen optimalen Schutz bieten. Dazu ist es erforderlich, daß sie einmal bezüglich der Auslösekraft beim Auftreffen des Pflugkörpers auf ein Hindernis und zum anderen hinsichtlich der Kraftverläufe der sich an die Auslösekraft anschließen den Aushub- bzw. Rückstellkräfte in Abhängigkeit vom Bodenwiderstand äußerst va riabel sind.

Grundsätzlich gilt, daß Überlastsicherungen für Pflüge bei allen Bodenbeschaffenhei ten und Schnittbreiten so eingestellt sein sollen, daß die Auslösekräfte etwa zwei bis zweieinhalb Mal größer als der mittlere Bodenwiderstand sind, damit sie ausschließ lich auf Hindernisse im Boden ansprechen und nicht schon durch partiell überhöhte Bodenwiderstände den Pflugkörper ausschwenken lassen. Andererseits dürfen aber ihre Aushub- und Rückstellkräfte bei höheren mittleren Bodenwiderständen nicht pro portional wie die Auslösekräfte anwachsen, weil das ansonsten zu hohem Verschleiß sämtlicher am Ausschwenken beteiligter Teile und der das Hindernis mit zu hoher Aushubkraft überwindenden Pflugkörper führen würde.

Deshalb sind die hydraulischen Überlastsicherungen beim Pflügen im Bereich niedri ger mittlerer Bodenwiderstände so ein gestellt, daß nach dem Auslösen die Aushubkraft durch ihr Zusammenwirken mit einem hydropneumatischen Druckspeicher gegenüber der Auslösekraft nur leicht ansteigt oder abfällt. Beim Pflügen im Bereich höherer mittlerer Bodenwiderstände dagegen ist die Auslösekraft am größten und mit einset zendem Ausschwenken des Pflugkörpers beim Auftreffen auf ein Hindernis fällt sie schlagartig auf die Aushubkraft ab, deren Größe vom Innendruck des hydropneuma tischen Druckspeichers bestimmt ist.

Diese Anforderungen versucht die hydraulische Überlastsicherung nach der EP 0 109 882 A1 dadurch zu erfüllen, daß die mit Pflugkörpern ausgestatteten Grindel gelenkig am Pflugrahmen befestigt sind. Jeder Grindel wird mittels eines Zylinders, der von der Traktorhydraulik mit variablem Druck beaufschlagbar ist, an das Gelenk angepreßt und damit in der Arbeitsposition gehalten. Die mit den Zylindern verbundenen Hy draulikleitungen gehen einmal in Parallelschaltung über ein Kraftverstärkerventil zu einem hydropneumatischen Druckspeicher, oder sie stehen ebenfalls in Parallelschal tung über eine separate und wahlweise zu- bzw. abschaltbare Umgehungsleitung di rekt mit dem hydropneumatischen Druckspeicher in Verbindung. Bei letztgenannter Umgehung des Kraftverstärkerventils ist es mit dieser Lösung im Bereich niedriger mittlerer Bodenwiderstände zwar möglich, gegen den Innendruck des hydropneumati schen Druckspeichers einen Kraftverlauf über dem Aushubweg zu erzeugen, wo die Auslösekraft den niedrigsten Wert aufweist und die Aushubkraft sanft ansteigt, jedoch als Überlastsicherung im Bereich höherer mittlerer Bodenwiderstände unter Einschal tung des Kraftverstärkerventils bestehen aber erhebliche funktionelle Mängel. Einer der Mängel ist daraufzurückzuführen, daß die Auslösekraft schlagartig absinkt, ohne daß sich der Pflugkörper ein Stück bewegen konnte bzw. die Auslösekraft wenigstens noch eine gewisse Zeit anliegen würde. Das führt beim Pflügen in schweren Böden dazu, daß aufkleine Hindernisse oder partiell überhöhte Bodenwiderstände zurückge hende kurzzeitige und sehr hohe Kraftspitzen zu einem Ausschwenken der Pflugkörper führen und dadurch ungewollte Störungen im Arbeitsablaufentstehen. Der zweite funktionelle Mangel ist, daß nach dem Ausschwenken eines Pflugkörpers für die übri gen Pflugkörper nicht mehr der hohe Betrag der Auslösekraft wie für den ersten Pflugkörper zur Verfügung steht, so daß bis zum Zurückführen der aus geschwenkten Pflugkörper in die Arbeitsposition die anderen Pflugkörper unkontrolliert ausschwenken können. Außerdem ist an dieser hydraulischen Überlastsicherung noch der komplizierte Aufbau des Kraftverstärkerventils zu bemängeln, was mit erhöhten Herstellungskosten verbunden ist. Ein weiterer Nachteil des Kraftverstärkerventils besteht noch darin, daß nach einer Veränderung des Druckes in der Traktorhydraulik durch andere Bodenverhältnisse oder Schnittbreiten jedes Mal ein Abgleich der sich im Kraftverstärkerventil befindenden zwei Ventile notwendig wird, der langwierig und mit Fehleinstellungen verbunden ist.

Der Mangel des schlagartigen Absinkens der Auslösekraft und das unkontrollierte Ausschwenken der weiteren Pflugkörper wurde mit einer anderen Ausführung nach der EP 0 109882 A1 dadurch beseitigt, daß alle Zylinder der Grindel mit einem unlösbar an ihnen befestigten Kraftverstärkerventil ausgerüstet wurden. Das in das Kraftver stärkerventil integrierte Überdruckventil sorgt nämlich im Gegensatz zu vorstehender Lösung dafür, daß die Auslösekraft über eine gewisse Zeit und damit noch über einen bestimmten Weg beim Ausschwenken des Pflugkörpers erhalten bleibt bzw. sogar noch leicht ansteigt, bis seine mechanische Betätigung die Auslösekraft auf die Aushubkraft absenkt, was aber nur beim Pflügen mit höheren mittleren Bodenwiderständen von Vorteil ist. In leichten Böden mit niedrigen mittleren Bodenwiderständen dagegen führt ein solcher Kraftverlauf zum Herausreißen der Steine aus dem Boden, weil die Pflugkörper nicht leichtgängig genug ausweichen können. Weitere Nachteile dieser geänderten Ausführung sind, daß sich die mechanische Betätigung des Überdruck ventils im Zylinder befindet, wodurch sich dessen Baulänge vergrößert, daß die Ver wendung von Ermüdung unterliegenden mechanischen Federn zu stark schwankenden Auslösekräften führt und daß für das Erzeugen eines deutlichen Unterschiedes zwi schen der Auslösekraft und der Aushubkraft eine entsprechend stark dimensionierte mechanische Feder notwendig ist.

Schließlich wäre noch auf die hydraulische Überlastsicherung nach der EP 0 350 343 B1 hinzuweisen, die gegenüber der Überlastsicherung nach der EP 0 109 882 A1 ein bedienerfreundlicheres Kraftverstärkerventil besitzt. Da aber alle übrigen genannten Mängel der vorstehenden Lösungen auch damit nicht ausgeräumt werden konnten, erübrigen sich dazu weitergehende Ausführungen.

Damit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Überlastsicherung für Pflüge zu schaffen, wobei wahlweise einmal für den Fall des Vorhandenseins nied riger mittlerer Bodenwiderstände die Auslösekraft für die Pflugkörper im Überlastfall niedriger als der sich daran anschließende sanft ansteigende Kraftverlauf der vom Innendruck des hydropneumatischen Druckspeichers bestimmten Aushubkraft ist und wobei zum anderen für den Fall des Vorhandenseins höherer mittlerer Bodenwider stände die Auslösekraft deutlich größer als die Aushubkraft ist, die außerdem noch vor dem schlagartigen Abfallen auf den Wert der Aushubkraft über einen bestimmten Teil des Weges der Pflugkörper beim Ausschwenken beibehalten wird, bei der das Aus schwenken eines Pflugkörpers die Auslösekraft der übrigen Pflugkörper nicht beein flußt, an der durch die Veränderung des von der Traktorhydraulik erzeugten Druckes keine Einstellarbeiten zum Abgleich des Kraftverstärkerventils notwendig sind und die in bezug auf die Gesamtheit der zur hydraulischen Überlastsicherung gehörenden Bauteile kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruches 1 bzw. den des Pa tentanspruches 13 gelöst, wobei in den Unteransprüchen Merkmale enthalten sind, die die Erfindung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.

Durch die Anbringung des Kraftverstärkerventils am vorderen Ende des einfachwir kenden Zylinders im Abstand des Hubes "a" vor seiner mechanischen Betätigung in die "Offen"-Stellung wirkt der im Druckraum des einfachwirkenden Zylinders entste hende ansteigende Hydraulikdruck beim Auftreffen des Pflugkörpers auf ein Hindernis auf das Kraftverstärkerventil ein. Da das als Zweiflächenventil ausgebildet ist und aufgrund der vorgesehenen hydraulischen Verbindung der Rückfläche seines Ven tilstößels mit dem Druckraum und dessen Stirnfläche mit dem hydropneumatischen Druckspeicher verbleibt dieses solange in der "Geschlossen"-Stellung, wie das Pro dukt aus Hydraulikdruck im Druckraum mal Rückfläche des Ventilstößels kleiner als das Produkt aus Hydraulikdruck in den übrigen Leitungen mal Stirnfläche des Ven tilstößels bleibt. Das ist die Phase des Ansteigens der auf die Pflugkörper einwirken den Kraft bis zum Wert der Auslösekraft. Erst wenn erstgenanntes Produkt größer als das zweite wird, fließt das Hydrauliköl gegen den Widerstand des Kraftverstärkerven tils in Richtung hydropneumatischer Druckspeicher. Dabei steigt die Auslösekraft un ter der Einwirkung des Widerstandes des hydropneumatischen Druckspeichers noch leicht an, bis der Stößelkopf des Ventilstößels nach dem Hub "a" von dem mit dem Kolben verbundenen Bauteil erreicht ist und zwangsweise von diesem in die "Offen"-Stellung geschaltet wird. In dem Augenblick sinkt die auf den Pflugkörper einwirkende Kraft schlagartig auf die niedrige Aushubkraft ab, deren Größe ausschließlich vom Innendruck des hydropneumatischen Druckspeichers beim Ausschwenken des Pflug körpers bestimmt ist. Hat der Pflugkörper das Hindernis passiert, schwenkt die der Aushubkraft vom Betrag her entsprechende Rückstellkraft den Pflugkörper in die Ar beitsposition zurück, wobei zuerst das Hydrauliköl durch das zwangsweise offengehal tene Kraftverstärkerventil zurückfließt und wobei nach Erreichen seiner "Geschlossen"-Stellung der Rest des Hydrauliköls durch das Rückschlagventil in den Druck raum des einfachwirkenden Zylinders fließt. Da der hier beschriebene Kraftverlauf aber nur für das Pflügen im Bereich höherer mittlerer Bodenwiderstände ideal ist, ist jedes Kraftverstärkerventil noch zusätzlich mit einer separat betätigbaren Einrichtung zum Schalten in die "Offen"-Stellung ausgestattet, so daß damit die Wirkung des Kraftverstärkterventils über dem gesamten Weg des Ausschwenkens des Pflugkörpers aufgehoben ist. Damit läßt sich der für das Pflügen im Bereich niedriger mittlerer Bo denwiderstände optimale Kraftverlaufverwirklichen, das heißt, die Auslösekraft weist den niedrigsten Wert auf und sie steigt dann unter Einwirkung des hydropneumati schen Druckspeichers beim Ausschwenken des Pflugkörpers an.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, das mit dem Kolben verbundene Bauteil als Kol benstange mit rohrförmigem Querschnitt auszubilden, weil damit einmal eine exakte Gleitführung des Kolbens gegeben ist und zum anderen in deren Innenraum genügend Platz zur spielgebenden Aufnahme der mit dem Kolben verbundenen Zugstange ver bleibt. Da die Zugstange während des Ausschwenkens des Pflugkörpers ihre Lage zur Kolbenstange geringfügig ändert, ist besagtes Spiel und eine gelenkige Verbindung mit dem Kolben notwendig, wofür sich die Verwendung einer Kugelscheibe in Verbindung mit einer Kugelmutter anbietet. Eine am vorderen Ende der Kolbenstange angearbei tete Anlaufschräge dient zum sicheren und sanften Verschieben des Ventilstößels des Kraftverstärkerventils. Durch die Verbindung der Zugstange mit dem Kolben des ein fachwirkenden Zylinders einerseits und deren Verbindung über ein Gelenk mit dem Pflugrahmen andererseits ist es dem gelenkig am Pflugrahmen befestigten Grindel möglich, unter der Einwirkung des eingestellten Hydraulikdruckes einmal die Pflug körper bis zu einer gewissen Belastung in der Arbeitsposition festzuhalten und zum anderen im Überlastfall deren Ausschwenken gegen das hydraulische Federsystem in Gestalt des hydropneumatischen Druckspeichers zu ermöglichen.

Eine bevorzugte Anbringung des Kraftverstärkerventils am vorderen Flansch des ein fachwirkenden Zylinders mittels eines sich im vorderen Flansch befindenden An schlußgewindes und einer das Kraftverstärkerventil anpressenden Befestigungs schraube erlaubt den wahlweisen Einsatz eines Kraftverstärkerventils mit dem bau gleichen einfachwirkenden Zylinder.

Bezüglich der konstruktiven Ausbildung des Kraftverstärkerventils hat sich eine zur Seite des hydropneumatischen Druckspeichers hin konisch öffnende Gestalt des Ven tilsitzes bewährt, weil dann Ventilstößel unterschiedlicher Abmessungen einsetzbar sind. Das ermöglicht es, z. B. für den in Arbeitsrichtung gesehenen vorderen Pflug körper aus der Sicht der auf ihn einwirkenden höchsten Belastung ein dementspre chendes Auslöseverhalten gegenüber den übrigen Pflugkörpern zu erzeugen. Es kön nen aber auch alle Ventilstößel durch gleiche Ventilstößel anderer Abmessungen aus getauscht werden. Letztendlich dient diese Möglichkeit zum Einsatz verschiedener Flächenverhältnisse zwischen der Stirnfläche und der Rückfläche des Ventilstößels, wobei sich über alle Einsatzfälle gesehen dafür als bevorzugte Größenordnung ein Wert von 1,3 bis 3 herausgestellt hat. Für die konstruktive Ausbildung des Ventilstö ßels bietet es sich an, seinen mit der Kolbenstange in Kontakt kommenden Stößelkopf zur Vermeidung von Abrieb auf der Kolbenstange aus Gleitlagermaterial herzustellen und lösbar am Ventilstößel anzubringen. Der Ventilstößel sollte auch in seinem Inne ren das eingangs bei der Funktionsbeschreibung schon einmal erwähnte Rückschlag ventil aufnehmen, um diesen ohnehin vorhandenen Bauraum sinnvoll auszunutzen. Damit wird es gleichzeitig möglich das Hydrauliköl vom hydropneumatischen Druck speicher zum Druckraum des einfachwirkenden Zylinders in der "Geschlossen"-Stellung des Kraftverstärkerventils durch den Ventilstößel hindurch gegen das ausge hobene Rückschlagventil zu leiten. Auch für die separat betätigbare Einrichtung zum zwangsweisen Schalten des Kraftverstärkerventils in die "Offen"-Stellung ist der Ventilstößel in sinnvoller Weise nutzbar, indem er auf seiner dem Stößelkopf gegen überliegenden Seite eine quer zu seiner Längsachse ausgerichtete Durchgangsboh rung aufweist, in der ein im Gehäuse des Kraftverstärkerventils drehbar gelagerter Exzenterbolzen spielgebend aufgenommen ist. Spielgebend ist deshalb notwendig, weil der Ventilstößel in der "Geschlossen"-Stellung des Kraftverstärkerventils Bewegungs freiheit zur Ausübung seiner eigentlichen Funktion haben muß. Wird dagegen der Ex zenterbolzen um ca. 180 Grad verdreht, hebt der Ventilstößel ganz vom Ventilsitz ab und das Kraftverstärkerventil befindet sich dann ständig in der "Offen"-Stellung. In diesen beiden Stellungen ist eine Arretierung des Exzenterbolzens gegenüber dem Ge häuse des Kraftverstärkerventils zweckmäßig.

Nach der zweiten Aufgabenlösung gemäß der Ausführungsvariante nach dem selb ständigen Nebenanspruch 13 ist das Kraftverstärkerventil in Arbeitsrichtung des Pflu ges gesehen hinten am einfachwirkenden Zylinder befestigt, wodurch lediglich seine Betätigungseinrichtung zum Schalten in die "Offen"-Stellung in Abhängigkeit vom Hub "a" des Kolbens geändert werden mußte. Der konstruktive Aufbau des Kraftverstärkerventils und seine Einord nung in den Hydraulikkreislauf ist gegenüber der ersten Ausführungsvariante gleich geblieben, so daß sich die Funktionsweise beider Ausführungsvarianten nicht unter scheidet.

Eine bevorzugte Lösung für die Betätigungseinrichtung besteht darin, daß an der Rückseite des Kolbens ein Bolzen angebracht ist, der über den gesamten Hub "a" des Kolbens aus seiner hintersten Position heraus in einem Schiebeteil steckt, um dieses von der Schaltung des Ventilstößels des Kraftverstärkerventils in die "Offen"-Stellung zurückzuhalten. Dazu steckt der Bolzen bündig in einer zum Schiebeteil gehörenden Nabe, deren Breite dem Hub "a" entspricht. Wenn sich der Bolzen um den Betrag des Hubes "a" nach vorn bewegt hat, gibt er die Nabe frei und das Schiebeteil wird unter Einwirkung einer vorgespannten Druckfeder auf den Stößelkopf des Kraftverstärker ventils gedrückt. Kommt dann der Kolben beim Zurückschwenken der Pflugkörper kurz vor ihrer Arbeitsposition wieder in den Bereich der Nabe, schiebt sich der Bolzen mit seinem angearbeiteten Konus in die Nabe, so daß sie vom Stößelkopf des Kraft verstärkerventils abgehoben wird und das Kraftverstärkerventil nun wieder die "Geschlossen"-Stellung einnimmt.

Damit wären als Vorteile für diese hydraulische Überlastsicherung in beiden Ausfüh rungsvarianten zu nennen, daß sie in der Lage ist, funktionell alle Ansprüche an eine hydraulische Überlastsicherung bei allen mittleren Bodenwiderständen und allen ein gestellten Schnittbreiten der Pflugkörper optimal zu erfüllen. Das heißt, sie erzeugt durch die Möglichkeit der ständigen Schaltung der Kraftverstärkerventile in die "Offen"-Stellung den richtigen Kraftverlauf beim Auslösevorgang in Böden mit nied rigem mittleren Bodenwiderstand. Des weiteren stellt sie in den Bereichen höherer mittlerer Bodenwiderstände eine hohe Auslösekraft bereit, die sie auch noch über ein Stück des Aushubweges der Pflugkörper beibehält, so daß tatsächlich nur Hindernisse im Boden zum Ausschwenken der Pflugkörper führen und damit ein störungsfreier Ar beitsablauf beim Pflügen gewährleistet ist. Danach fällt die Auslösekraft auf die nied rige Aushub- bzw. Rückstellkraft ab, damit die Pflugkörper leichtgängig genug den Hindernissen ausweichen können und daß die am Ausschwenken beteiligten Bauteile sowie die Pflugkörper nicht sehr hohen und Verschleiß verursachenden Kräften ausge setzt sind. Da jeder einfachwirkende Zylinder mit einem erfindungsgemäßen Kraftver stärkerventil ausgestattet ist, wird das Auslöseverhalten der Pflugkörper untereinander nicht beeinflußt. Als weitere Vorteile dieser hydraulischen Überlastsicherung wären noch ihre einfache Einstellung und die kostengünstige Herstellung zu nennen.

Die Erfindung soll nun anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert wer den, wobei die einzelnen Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht aufeinen Drehpflug beim Auftreffen des hinteren Pflugkörpers auf ein Hindernis im aus geschwenkten Zustand,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Pflug mit allen zur hydraulischen Überlast sicherung gehörenden Bauteilen,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Zusammenwirkens des Kraft verstärkerventils mit dem einfachwirkenden Zylinder am Grindel vom Auftreffen des Pflugkörpers auf ein Hindernis bis zum Erreichen der Auslösekraft und deren Beibehalten über einen Teil des Weges des Pflugkörpers beim Ausschwenken,

Fig. 4 den Beginn der vollen Öffnung des Kraftverstärkerventils beim Aus schwenken des Pflugkörpers,

Fig. 5 die Stellung des Kolbens des Zylinders am Grindel bei maximal ausge schwenktem Pflugkörper und dabei voll geöffnetem Kraftverstärkerventil,

Fig. 6 die Stellung des Kolbens des Zylinders am Grindel beim zurückschwen kenden Pflugkörper im Moment des Schließens des Kraftverstärkerventils,

Fig. 7 ein Diagramm des Kraftverlaufes der auf den Pflugkörper einwirkenden Kraft F beim Auftreffen auf ein Hindernis über dem Aushubweg H beim Ausschwenken des Pflugkörpers über das Hindernis,

Fig. 8 ein Teilschnitt durch den einfachwirkenden Zylinder am Grindel mit einer ersten Ausführung und Anordnung des Kraftverstärkerventils,

Fig. 9 ein Schnitt nach Fig. 8 durch das Kraftverstärkerventil

Fig. 10 eine schematische Darstellung des Zusammenwirkens des Kraftver stärkerventils mit dem einfachwirkenden Zylinder am Grindel im Zu stand wie in Fig. 3 mit einer anderen Anordnung und Betätigung des Kraftverstärkerventils,

Fig. 11 den Beginn der vollen Öffnung des Kraftverstärkerventils beim Aus schwenken des Pflugkörpers in der Anordnung und der Betätigung nach Fig. 10.

In den Fig. 1 und 2 ist am Beispiel eines Drehpfluges eine hydraulische Überlast sicherung mit allen dazu gehörenden Bauteilen dargestellt. Dieser Drehpflug besteht aus einem Pflugrahmen 1, der Grindel 2 mit daran befestigten Pflugkörpern 3 trägt. Dazu weist jeder Grindel 2 an seinem in Arbeitsrichtung gesehenen vorderen Ende eine Platte 4 auf die zusammen mit einer am Pflugrahmen 1 befestigten weiteren Platte 5 aufgrund ihrer formschlüssig zueinanderpassenden Gestalt Gelenke 6 bildet. Am hinteren Ende jedes Grindels 2 ist ein einfachwirkender Zylinder 7 befestigt, des sen Kolben 8 von vorn mit variierbarem Hydraulikdruck beaufschlagt ist, der von der Traktorhydraulik geliefert und über ein Manometer 9 angezeigt wird.

Im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung nach den Fig. 1 bis 9 ist der Kolben 8 mit dem hinteren Ende einer Zugstange 10 über eine Kugelscheibe 11 und eine Ku gelmutter 12 verbunden. Das vordere Ende der Zugstange 10 steht mit einem an der Platte 5 angebrachten Gelenk 13 in Verbindung. Am vorderen Flansch 14 jedes ein fachwirkenden Zylinders 7 ist mittels einer in ein Anschlußgewinde 15 einschraubba ren Befestigungsschraube 16 ein Kraftverstärkerventil 17 lösbar befestigt. Dessen aus seinem Gehäuse 18 herausragender Ventilstößel 19 ist gegenüber einem mit dem Kol ben 8 verbundenen Bauteil 20 so angeordnet, daß dieses Bauteil 20 erst nach einem Hub "a" mit dem Ventilstößel 19 in Kontakt kommt und dadurch das Kraftverstärker ventil 17 in die "Offen"-Stellung schaltet. In dem Fall ist das Bauteil 20 eine fest mit dem Kolben 8 verbundene Kolbenstange 21, die im vorderen Flansch 14 des einfach wirkenden Zylinders 7 konzentrisch zu diesem angeordnet und nach außen ab gedichtet gleitgeführt ist. Sie weist einen rohrförmigen Querschnitt auf damit die Zugstange 10 durch sie hindurch bis zum Kolben 8 reicht. In Fig. 8 ist am besten zu sehen, daß die Kolbenstange 21 in der hintersten Stellung des Kolben 8 dessen vorderen Flansch 14 nur unwesentlich überragt, aber sich in dieser Position immer noch hinter dem Ven tilstößel 19 des Kraftverstärkerventils 17 befindet. Am vorderen Ende der Kolbenstan ge 21 ist eine Anlaufschräge 22 für den Stößelkopf 23 des Ventilstößels 19 vorgesehen. Die hydraulische Verbindung zwischen dem Druckraum 24 je des einfachwirkenden Zylinders 7 und dem Hydraulikkreislauf in dem sich an geeigneter Stelle ein hydro pneumatischer Druckspeicher 25 befindet, geht aufgrund vorstehend beschriebener Anordnung des Kraftverstärkerventils 17 grundsätzlich durch dieses hindurch. Dabei ist die Rückfläche 26 des Ventilstößels 19 mit dem Druckraum 24 und seine Stirnfläche 27 mit dem hydropneumatischen Druckspeicher 25 hydraulisch verbunden, so daß das Kraftverstärkerventil 17 als Zweiflächenventil arbeitet. Den inneren Aufbau des Kraft verstärkerventils 17 zeigen die Fig. 8 und 9 im Detail. Hier ist die konisch offene Gestalt des Ventilsitzes 28 in der "Geschlossen"-Stellung des Kraftverstärkerventils 17 zu sehen, d. h. wenn der Außendurchmesser der Rückfläche 26 bzw. der Stirnfläche 27 des Ventilstößels 19 auf diesem aufsitzt. Der Ventilstößel 19 weist auf der dem Stö ßelkopf 23 gegenüberliegenden Seite eine in Längsrichtung des Ventilstößels 19 zei gende Durchgangsbohrung 29 auf die von innen mit einem Rückschlagventil 30 ver schlossen ist. Dieses Rückschlagventil 30 besteht aus einer Kugel 31, die von einer vorgespannten Druckfeder 32 in Verbindung mit einem Zylinderstift 33 auf die Öff nung der Durchgangsbohrung 29 gedrückt wird. An gleicher Stelle des Ventilstößels 19 ist noch eine quer zu seiner Längsrichtung zeigende Durchgangsbohrung 34 einge arbeitet, in der ein im Gehäuse 18 des Kraftverstärkersventils 17 drehbar gelagerter Exzenterbolzen 35 spielgebend aufgenommen ist. Der Exzenterbolzen 35 ist auf einer Seite mit einer Lasche 36 verschweißt, die wahlweise mittels einer Befestigungs schraube 37 in Sacklöchern 38 am Gehäuse 18 in zwei sich gegenüberliegenden Stel lungen festlegbar ist.

Die Fig. 10 und 11 zeigen das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung in sche matischer Darstellung. Hier ist das völlig gleich wie im ersten Ausführungsbeispiel aufgebaute Druckverstärkerventil 17 hinten am einfachwirkenden Zylinder 7 befestigt. Die hydraulische Verbindung zwischen dem Druckraum 24, dem Kraftverstärkerventil 17 und den übrigen Teilen des Hydraulikkreislaufes ist analog wie im ersten Ausfüh rungsbeispiel geschaltet. Das den Ventilstößel 19 des Kraftverstärkerventils 17 betäti gende Bauteil 20 besteht aus einem mit dem Kolben 8 fest verbundenen und diesen nach hinten überragenden Bolzen 39, dessen mit einem Konus 40 versehenes Ende in der Nabe 41 eines Schiebeteils 42 steckt. Das Schiebeteil 42 ist dem Kraftverstärker ventil 17 gegenüberliegend so am einfachwirkenden Zylinder 7 befestigt, daß es unter Einwirkung der Kraft einer vorgespannten Druckfeder 43 auf den Stößelkopf 23 des Kraftverstärkerventils 17 hin bzw. von diesem weg verschiebbar in einer Gleitführung 44 aufgenommen ist.

Im Diagramm nach Fig. 7 ist für beide Ausführungsbeispiele der auf den Pflugkörper 3 einwirkende Kraftverlauf über dem Aushubweg dargestellt, wenn der Pflugkörper 3 auf ein Hindernis im Boden trifft. Dabei entspricht F_B dem mittleren Bodenwiderstand, F₀ der Halte kraft beim normalen Pflügen, F₁ der Auslösekraft, F₂ der beibehaltenen Auslösekraft in der "Geschlossen"-Stellung des Kraftverstärkerventils 17, F_{3 . . . 4} der Aushubkraft in der "Offen"-Stellung des Kraftverstärkerventils 17 und F_{4 . . . 5} der Rückstellkraft beim Einsetzen des Pflugkörpers 3 in den Boden.

Bezugszeichenliste

1 Pflugrahmen
2 Grindel
3 Pflugkörper
4 Platte
5 Platte
6 Gelenk
7 einfachwirkender Zylinder
8 Kolben
9 Manometer
10 Zugstange
11 Kugelscheibe
12 Kugelmutter
13 Gelenk
14 vorderer Flansch
15 Anschlußgewinde
16 Befestigungsschraube
17 Kraftverstärkerventil
18 Gehäuse
19 Ventilstößel
20 Bauteil
21 Kolbenstange
22 Anlaufschräge
23 Stößelkopf
24 Druckraum
25 hydropneumatischer Druckspeicher
26 Rückfläche
27 Stirnfläche
28 Ventilsitz
29 Durchgangsbohrung
30 Rückschlagventil
31 Kugel
32 vorgespannte Druckfeder
33 Zylinderstift
34 Durchgangsbohrung
35 Exzenterbolzen
36 Lasche
37 Befestigungsschraube
38 Sackloch
39 Bolzen
40 Konus
41 Nabe
42 Schiebeteil
43 vorgespannte Druckfeder
44 Gleitführung

Claims

1. Hydraulische Überlastsicherung für Pflüge, insbesondere für Drehpflüge vom "Non-stop"-Typ, bei der

- die Pflugkörper an einem Grindel befestigt sind, der am vorderen Ende eine Platte aufweist, die mit einer am Pflugrahmen befestigten weiteren Platte Gelenke bildet,
- am hinteren Ende je des Grindels ein einfachwirkender Zylinder befestigt ist, dessen Kolben von vorn mit variierbarem Hydraulikdruck beaufschlagt ist und der über eine Zugstange mit der am Pflugrahmen befestigten Platte über ein Gelenk verbunden ist,
- jeder einfachwirkende Zylinder über ein Kraftverstärkerventil mit einem hydro pneumatischen Druckspeicher in hydraulischer Verbindung steht,
- der Ventilstößel des Kraftverstärkerventils teilweise durch ein mit dem Kolben verbundenes Bauteil betätigbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Kraftverstärkerventil (17) am einfachwirkenden Zylinder (7) diesen nach vorn überragend derart befestigt ist, daß sein aus dessen Gehäuse (18) vor stehender Ventilstößel (19) erst nach einem Hub (a) des Kolbens (8) von dessen Bauteil (20) in die "Offen"-Stellung schaltbar ist,
b) das Kraftverstärkerventil (17) als Zweiflächenventil ausgebildet ist, dessen Ventilstößel (19) einerseits mit dem Druckraum (24) des einfachwirkenden Zylinders (7) und dabei seine Rückfläche (26) beaufschlagend und anderer seits mit dem hydropneumatischen Druckspeicher (25) und damit seine Stirn fläche (27) beaufschlagend hydraulisch verbunden ist,
c) das Kraftverstärkerventil (17) eine separat betätigbare Einrichtung zum Schal ten des Ventilstößels (19) in die "Offen"-Stellung aufweist.

2. Hydraulische Überlastsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Ventilstößel (19) des Kraftverstärkerventils (17) betätigende Bauteil (20) eine fest mit dem Kolben (8) verbundene Kolbenstange (21) ist, die im vorderen Flansch (14) des einfachwirkenden Zylinders (7) konzentrisch zu diesem angeord net und nach außen abgedichtet gleitgeführt ist, die einen rohrförmigen Quer schnitt aufweist und die in der hintersten Stellung des Kolbens (8) dessen vorderen Flansch (14) nur unwesentlich überragt.

3. Hydraulische Überlastsicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen Ende der Kolbenstange (21) eine Anlaufschräge (22) für den Stößel kopf (23) des Ventilstößels (19) des Kraftverstärkerventils (17) vorgesehen ist.

4. Hydraulische Überlastsicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (10) einenends mit dem Kolben (8) über eine Kugelscheibe (11) und eine Kugelmutter (12) verbunden ist, indem sie spielgebend in der Kolbenstange (21) steckt und daß sie anderenends mit der Platte (5) am Pflug rahmen (1) über ein Gelenk (13) verbunden ist, wobei der Kolben (8), die Kolben stange (21) und die Zugstange (10) zueinander konzentrisch angeordnet sind.

5. Hydraulische Überlastsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß das Kraftverstärkerventil (17) mit dem vorderen Flansch (14) des einfachwirkenden Zylinders (7) mittels einer in ein Anschlußgewinde (15) ein schraubbaren Befestigungsschraube (16) lösbar verbunden ist.

6. Hydraulische Überlastsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5, da durch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (19) konzentrisch im Gehäuse (18) des Kraftverstärkerventils (17) angeordnet und darin quer zur Kolbenstange (21) verschiebebeweglich aufgenommen ist.

7. Hydraulische Überlastsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 oder 6, da durch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (28) im Gehäuse (18) des Kraftverstär kerventils (17), der in der "Geschlossen"-Stellung als Auflage für den Außen durchmesser der Rückfläche (26) bzw. der Stirnfläche (27) des Ventilstößels (19) dient, eine sich zur Seite des hydropneumatischen Druckspeichers (25) hin ko nisch öffnende Gestalt aufweist.

8. Hydraulische Überlastsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (19) auf der dem Stößelkopf (23) gegenüberliegenden Seite eine in Längsrichtung des Ventilstößels (19) zeigende Durchgangsbohrung (29) aufweist, die einerseits eine hydraulische Verbindung zwischen dem hydropneumatischen Druckspeicher (25) und dem Druckraum (24) des einfachwirkenden Zylinders (7) darstellt und die andererseits mit einem die hydraulische Verbindung zwischen dem Druckraum (24) des einfachwirkenden Zylinders (7) und dem hydropneumatischen Druckspeicher (25) verschließenden und konzentrisch im Ventilstößel (19) angeordneten Rückschlagventil (30) aus gestattet ist.

9. Hydraulische Überlastsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächenverhältnis der Stirnfläche (27) zu der aus einem äußeren Kreisring bestehenden Rückfläche (26) des Ventilstößels (19) eine Größenordnung von 1,3 bis 3 aufweist.

10. Hydraulische Überlastsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Gleitlagermaterial bestehende Stößelkopf (23) des Kraftverstärkerventils (17) in den Ventilstößel (19) eingeschraubt ist.

11. Hydraulische Überlastsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (19) auf der dem Stößelkopf (23) gegenüberliegenden Seite eine quer zu seiner Längsachse zeigende Durch gangsbohrung (34) aufweist, in der ein im Gehäuse (18) des Kraftverstärkerven tils (17) drehbar gelagerter Exzenterbolzen (35) spielgebend aufgenommen ist.

12. Hydraulische Überlastsicherung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterbolzen (35) innerhalb einer Umdrehung um seine Mittelachse in zwei sich gegenüberliegenden Stellungen am Gehäuse (18) des Kraftverstärkerventils (17) festlegbar ist.

13. Hydraulische Überlastsicherung für Pflüge, insbesondere für Drehpflüge vom "Non-stop"-Typ, bei der

- die Pflugkörper an einem Grindel befestigt sind, das am vorderen Ende eine Platte aufweist, die mit einer am Pflugrahmen befestigten weiteren Platte Gelenke bildet,
- am hinteren Ende jedes Grindels ein einfachwirkender Zylinder befestigt ist, dessen Kolben von vorn mit variierbarem Hydraulikdruck beaufschlagt ist und der über eine Zugstange mit der am Pflugrahmen befestigten Platte über ein Gelenk verbunden ist,
- jeder einfachwirkende Zylinder über ein Kraftverstärkerventil mit einem hydropneumatischen Druckspeicher in hydraulischer Verbindung steht,
- der Ventilstößel des Kraftverstärkerventils teilweise durch eine mit dem Kolben verbundenes Bauteil betätigbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Kraftverstärkerventil (17) am einfachwirkenden Zylinder (7) diesen nach hinten überragend derart befestigt ist, daß sein aus dem Gehäuse (18) vor stehender Ventilstößel (19) erst nach einem Hub (a) des Kolbens (8) von dessen Bauteil (20) in die "Offen"-Stellung schaltbar ist,
b) das Kraftverstärkerventil (17) als Zweiflächenventil ausgebildet ist, dessen Ventilstößel (19) einerseits mit dem Druckraum (24) des einfachwirkenden Zylinders (7) und dabei seine Rückfläche (26) beaufschlagend und andererseits mit dem hydropneumatischen Druckspeicher (25) und damit seine Stirnfläche (27) beaufschlagend hydraulisch verbunden ist,
c) das Kraftverstärkerventil (17) eine separat betätigbare Einrichtung zum Schal ten des Ventilstößels (19) in die "Offen"-Stellung aufweist.

14. Hydraulische Überlastsicherung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das den Ventilstößel (19) des Kraftverstärkerventils (17) betätigende Bauteil (20) ein fest mit dem Kolben (8) verbundener und diesen nach hinten überragender Bolzen (39) mit Konus (40) ist, der in der hintersten Stellung des Kolbens (8) in der Nabe (41) eines Schiebeteils (42) steckt, die in dieser Position dem Stößelkopf (23) des Ventilstößels (19) unter Einwirkung der Kraft einer vorgespannten Druckfeder (43) spielgebend gegenübersteht.

15. Hydraulische Überlastsicherung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebeteil (42) dem Kraftverstärkerventil (17) gegenüberliegend am ein fachwirkenden Zylinder (7) befestigt ist, wobei das Schiebeteil (42) in Richtung der Längsachse des Ventilstößels (19) unter Einwirkung der Kraft der vorge spannten Druckfeder (43) auf den Stößelkopf (23) hin verschiebebeweglich in einer Gleitführung (44) aufgenommen ist.