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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein landwirtschaftliches Gerät, das einen
Stützrahmen
mit einer gekoppelten beweglichen Einheit und eine Steuervorrichtung
zum Bewegen der beweglichen Einheit bezüglich des Stützrahmens
umfasst.
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Die
bewegliche Einheit kann aus einer ersten Position in eine zweite
Position bewegt werden, beispielsweise von einer Transportposition
in eine Arbeitsposition. Die Steuervorrichtung weist einen doppelt
wirkenden Bedienzylinder auf, um die bewegliche Einheit über einen
Totpunkt hinaus zu bewegen. Der Bedienzylinder umfasst eine Kolbenstange
und einen Kolben. Der Kolben ist in einem Zylindergehäuse untergebracht
und teilt das Zylindergehäuse
in eine erste und eine zweite Kammer. Eine erste und eine zweite Öffnung sind
zum Zuleiten und Ableiten eines Fluids aus bzw. in die erste oder
zweite Kammer vorgesehen. Durch das Zuleiten und Ableiten von Fluid
kann der Kolben bewegt werden. Die Steuervorrichtung weist ferner
ein Verschlussmittel auf, um einen Durchlass für das Fluid in eine Kammer
zu verschliefen.
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Ein
solches landwirtschaftliches Gerät
ist bekannt. Die Steuervorrichtung weist einen hydraulischen Bedienzylinder
auf. Der Bedienzylinder hat zwei Enden, mit denen der Bedienzylinder
mit jeweils einer gelenkig angebrachten Einheit, wie beispielsweise
einem Mähkopf,
und mit einem festen Stützrahmen,
beispielsweise einem Traktor oder Auflieger, fest verbunden werden
kann. Der bekannte Bedienzylinder ist mit einem Gehäuse und
darin mit einem Kolben und einer Kolbenstange versehen. Der Kolben
teilt das Gehäuse
in eine erste und eine zweite Kammer, wobei in die erste oder zweite
Kammer über Öffnungen
im Gehäuse
ein Fluid zu- oder abgeleitet werden kann. Hierdurch wirkt der Bedienzylinder doppelt.
Der bekannte Bedienzylinder steht über eine Leitung mit einem
ersten Verschlussmittel in Strömungsverbindung.
Wenn der Kolben über
einen vorher bestimmten Hubweg und eine vorher bestimmte Bewegungsrichtung
innerhalb des Zylindergehäuses bewegt
wird, wird das erste Verschlussmittel aktiviert, wodurch ein Verschlusselement,
beispielsweise ein Hahn, geschlossen wird. Hierdurch bleibt die
Menge Fluid in der Kammer zwischen dem Kolben und dem Verschlusselement
auf der entgegengesetzten Seite des Kolbens der Bewegungsrichtung
des Kolbens konstant oder nahezu konstant. Die Bewegung des Kolbens
wird hierdurch jedoch nicht blockiert. Der Kolben kann noch über eine
Entfernung X in der Bewegungsrichtung weiter bewegt werden, wobei
X größer als
Null ist. Ein sicheres Maß an
Bewegungsfreiheit der beweglichen Einheit ist somit gewährleistet.
Funktional kann der Bedienzylinder vom Zeitpunkt des Verschlusses
an als ein einfach wirkender Zylinder betrachtet werden.
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Die
Steuervorrichtung mit Bedienzylinder eignet sich insbesondere zur
Anwendung bei einem Mähkopf
als bewegliche Einheit, wobei der Mähkopf aus einer Transportposition
in eine Arbeitsposition gebracht werden muss. Mit Hilfe des doppelt
wirksamen Bedienzylinders kann der Mähkopf aus der Transportposition über einen
Totpunkt hinaus gebracht werden. Auch bei einem Schiefstand des
landwirtschaftlichen Geräts
bringt der doppelt wirkende Bedienzylinder die bewegliche Einheit über den
Totpunkt. Nach dem Totpunkt kann das Verschlusselement bedient werden,
so dass der Bedienzylinder weiter als einfach wirkender Zylinder
funktioniert. Der Bedienzylinder befindet sich dann in einer so
genannten Floating-Position (schwebende Position). Unter der Wirkung
seines Eigengewichts kann der Mähkopf
sich weiter in die Arbeitsposition bewegen. In der Arbeitsposition
verfügt
der Mähkopf über eine ausreichende
Bewegungsfreiheit, um bei Betrieb auftretende Unebenheiten ausgleichen
zu können.
Die Bewegungsfreiheit in der Arbeitsposition verringert die Gefahr
einer Blockierung des landwirtschaftlichen Geräts.
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Ein
Problem des bekannten landwirtschaftlichen Geräts mit Steuervorrichtung zum
Ansteuern des Bedienzylinders besteht darin, dass die Steuervorrichtung
eine relativ komplizierte mechanische Schaltung ihrer Bestandteile
aufweist. Wegen der Komplexität
kann es zu Störungen
kommen. Darüber hinaus
benötigt
die mechanische Schaltung einen Einbauraum, der in einigen Fällen nur
begrenzt verfügbar
ist. Bei einer doppelten Anwendung des Bedienzylinders, beispielsweise
bei einem Doppelmäher, der
in einer so genannten Schmetterlingsposition hinter einem Traktor
angebracht ist, ist der Einbauraum für die Bestandteile der mechanischen
Schaltung gering. Dies kann zum Beispiel auch für die Zugänglichkeit der mechanischen
Schaltung zu Wartungszwecken nachteilig sein.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, mindestens teilweise Abhilfe
gegen mindestens einen der oben genannten Nachteile bzw. eine zweckmäßige Alternative
zu schaffen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist insbesondere,
die Komplexität der
Vorrichtung zum Ansteuern des Bedienzylinders zu verringern, um
somit die Störungsanfälligkeit
und den notwendigen Einbauraum der Vorrichtung zu verringern.
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Diese
Aufgabe wird mit einem landwirtschaftlichen Gerät mit den Merkmalen des Anspruchs
1 erreicht.
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Das
erfindungsgemäße landwirtschaftliche Gerät umfasst
einen Stützrahmen
mit einer gekoppelten beweglichen Einheit und einer Steuervorrichtung
für das
Bewegen der beweglichen Einheit bezüglich des Stützrahmens.
Die Einheit kann aus einer ersten Position in eine zweite Position
bewegt werden. Bei der ersten Position handelt es sich beispielsweise
um eine Transportposition und bei der zweiten Position handelt es
sich beispielsweise um eine Arbeitsposition. Bei der Bewegung aus
der ersten Position in die zweite Position bewegt sich die bewegliche Einheit über einen
Totpunkt hinaus. Die Steuervorrichtung verfügt über einen doppelt wirkenden
Bedienzylinder, um die bewegliche Einheit über den Totpunkt hinaus zu
bewegen. Der Bedienzylinder umfasst eine Kolbenstange und einen
Kolben, wobei der Kolben in einem Zylindergehäuse untergebracht ist und das
Zylindergehäuse
in eine erste und eine zweite Kammer unterteilt. Eine erste und
eine zweite Öffnung
ist vorgesehen, um ein Fluid aus bzw. in die erste bzw. zweite Kammer
zu- bzw. abzuleiten. Die Steuervorrichtung umfasst ferner ein Verschlussmittel,
um einen Durchlass für
das Fluid in eine Kammer zu verschließen.
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Wesentlich
für das
erfindungsgemäße landwirtschaftliche
Gerät ist,
dass der Bedienzylinder einen Verschlusskörper umfasst. Der Verschlusskörper ist
in der ersten oder zweiten Öffnung
positioniert. Der Verschlusskörper
kann aus einer Verschlussposition in eine Öffnungsposition bewegt werden.
In der Verschlussposition verschließt der Verschlusskörper die Öffnung,
und in der Öffnungsposition
lässt der Verschlusskörper die
Zuleitung von Fluid zu. In der Verschlussposition ist der Verschlusskörper vom
Kolben beabstandet und in der Öffnungsposition
liegt der Verschlusskörper
am Kolben an. Hierdurch bestimmt die Position des Kolbens die Position
des Verschlusskörpers
und abhängig
von der Position des Kolbens kann der doppelt wirkende Bedienzylinder zu
einem einfach wirkenden Bedienzylinder umgeschaltet werden. Der
einfach wirkende Bedienzylinder in der zweiten Position bietet den
Vorteil, dass der beweglichen Einheit eine Bewegungsfreiheit in
solchem Umfang bereitgestellt wird, dass beispielsweise Unebenheiten
des Bodens abgefangen werden können.
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Durch
die Anordnung des in der Öffnung platzierten
Verschlusskörpers
kann auf eine Reihe sonst äußerlich
angeordneter Bestandteile verzichtet werden, wie beispielsweise
ein außerhalb
des Zylindergehäuses
in einer Fluidzuleitung anzuordnendes Verschlussmittel. Da die Bestandteile
geschützt angeordnet
sind, kann vorteilhafterweise die Störungsanfälligkeit der Steuervorrichtung
reduziert werden. Dadurch, dass der Kolben im Zylindergehäuse am Verschlusskörper anliegen
kann, kann vorteilhafterweise auf einen außerhalb des Zylindergehäuses bereitgestellten
Verlagerungssensor zum Signalisieren der Verlagerung der beweglichen
Einheit verzichtet werden. Dies kann neben einer Kosteneinsparung auch
eine Einsparung beim Einbauraum bewirken.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass durch den innen untergebrachten Verschlusskörper der
Einbauraum der Steuervorrichtung beschränkt werden kann.
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In
einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen
Geräts
ist der Verschlusskörper
länglich,
insbesondere stiftförmig.
Vorzugsweise erstreckt sich der Verschlusskörper in Axialrichtung innerhalb
des Zylindergehäuses.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Verschlusskörper
länglich
und weist einen verbreiterten Kopf mit einer Ringfläche auf,
die in der Verschlussposition gegen einen Ventilsitz in der Öffnung anliegt.
Die Ringfläche
des verbreiterten Kopfes entspricht dem ringförmigen Ventilsitz in der Öffnung.
In der Verschlussposition liegt der Verschlusskörper mit der Ringfläche am Ventilsitz
an. Dadurch, dass sich der längliche
Verschlusskörper
durch die Öffnung
und bis in die erste oder zweite Kammer erstreckt, stützt sich
der Verschlusskörper
gegen den Kolben ab. Hierdurch bestimmt der Kolben die Position
des Verschlusskörpers.
Durch Zuleiten von Fluid durch die Öffnung wird ein Druck auf den
Verschlusskörper
in Richtung des Kolbens ausgeübt.
Vorteilhafterweise sind hierdurch keine zusätzlichen Federelemente notwendig,
um den Verschlusskörper
in eine bestimmte Richtung zu schieben.
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In
einer Ausführungsform
ist der Außenumriss
des Verschlusskörpers
bezüglich
der Abmessung der Öffnung
im Zylindergehäuse
so dimensioniert, dass ein vollständiger Durchlass von Fluid
in die Kammer im Bedienzylinder möglich ist. In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
kann der Verschlusskörper
oder die Öffnung
mit mindestens einer sich in Längsrichtung
erstreckenden Rille als Durchlass für Fluid versehen sein, so dass
in einer Öffnungsposition
des Verschlusskörpers
ein vollständiger
Durchlas des Fluids über
die Öffnung
in die Kammer zugelassen wird. Der Verschlusskörper kann am Außenumfang
des Kopfes mit mindestens einer sich in Längsrichtung erstreckenden Rille
zum Durchlassen von Fluid versehen sein. Die Rille kann beispielsweise
als ebene Fläche
in einem zylinderförmigen Außenumfang
des Verschlusskörpers
ausgeführt sein.
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In
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
kann der Verschlusskörper über einen
Hubweg von mindestens 40 mm, insbesondere von mindestens 70 mm in
die und aus der Verschlussposition bewegt werden. Vorzugsweise handelt
es sich bei dem Fluid um eine hydraulische Flüssigkeit.
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Vorzugsweise
ist das Zylindergehäuse
mit maximal zwei Öffnungen
zum Zuleiten und Ableiten von Fluid versehen. In einer besonderen
Ausführungsform
kann das Zylindergehäuse
mit einer dritten Ableitungsöffnung
zum Ableiten von Fluid versehen sein. Die dritte Ableitungsöffnung kann
mit einem Verschlussmittel in Strömungsverbindung stehen, welches
sich bei einem bestimmten Öffnungsdruck öffnet. Vorzugsweise
kann dieser Öffnungsdruck
eingestellt werden. In einer weiteren Ausführungsform steht die dritte
Ableitungsöffnung
in Strömungsverbindung
mit einem Akkumulator, beispielsweise einem Druckfass, welches vorzugsweise
mit einem Manometer versehen ist. In einer Ausführungsform können sowohl
ein Verschlussmittel, das sich bei einem bestimmten Öffnungsdruck öffnet, als
auch ein Akkumulator vorgesehen sein.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das erfindungsgemäße landwirtschaftliche
Gerät als Mäher ausgeführt. Ein
Mähkopf
bildet die gekoppelte bewegliche Einheit. Der Mähkopf umfasst einen Bewegungsrahmen,
beispielsweise einen Stangenmechanismus, der an einem ersten Ende
einen Gelenkpunkt und an einem zweiten Ende mindestens ein Bewegungselement
aufweist. Insbesondere bei einem Mähkopf ist es vorteilhaft, wenn
sich der Mähkopf
nach dem Verschließen
mit Hilfe eines Verschlusskörpers
frei bewegen kann, um Unebenheiten im Boden auffangen zu können. Die
bereitgestellte Steuervorrichtung ist bei einem Mäher vorteilhaft,
um den Mähkopf über einen
Totpunkt hinaus zu bewegen. Im Totpunkt liegt der Schwerpunkt des
Mähers bei
einer Gelenkbewegung oberhalb des Gelenkpunkts. Bei dem Totpunkt
kann es sich beispielsweise um eine Position handeln, bei der der
Mähkopf
in vertikaler Position angebracht ist. Bei einer Bewegung des Mähkopfs aus
der Transportposition in die Arbeitsposition bewegt sich der Mähkopf durch
diese vertikale Position. Der Bedienzylinder ist zuerst doppelt
wirksam, wobei der Mähkopf
in die vertikale Position geschoben werden kann. Aus der vertikalen Position
kann der Mähkopf
danach durch sein Eigengewicht weiter in die Arbeitsposition abgesenkt
werden.
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Weitere
Ausführungsformen
werden in den Unteransprüchen
definiert.
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Die
Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen
näher beschrieben,
welche eine praktische Ausführungsform
der Erfindung darstellen, die jedoch nicht einschränkend aufzufassen
sind, und in denen:
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1 eine
Ansicht eines Längsschnitts
eines Bedienzylinders zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen
Gerät zeigt.
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1 zeigt
eine Ansicht eines Längsschnitts des
Bedienzylinders 10, der sich zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen
Gerät eignet.
Bei dem landwirtschaftlichen Gerät
handelt es sich beispielsweise um einen Mähkopf oder einen Schüttler. Das
landwirtschaftliche Gerät
weist eine bewegliche Einheit auf. Die bewegliche Einheit verfügt beispielsweise über einen
Stangenmechanismus, der an einem Ende mindestens ein Bearbeitungselement
aufweist, das positionierbar sein muss. Um die bewegliche Einheit
bewegen zu können,
ist eine Steuervorrichtung vorgesehen. Mit Hilfe der Steuervorrichtung
kann die bewegliche Einheit über einen
Totpunkt hinaus bewegt werden, wonach die bewegliche Einheit unter
dem Einfluss ihres Eigengewichts weiter absinken kann.
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Die
bewegliche Einheit kann mit Hilfe des Bedienzylinders 10 wieder
nach oben bewegt werden.
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Der
Bedienzylinder 10 ist mit Befestigungsenden 11 versehen,
so dass er mit dem Stangenmechanismus verbunden werden kann. Der
Bedienzylinder verfügt über ein
Zylindergehäuse 12.
In dem Zylindergehäuse
kann sich ein Kolben 13 hin und her bewegen. Der Kolben 13 ist
fest mit einer Kolbenstange 14 verbunden. An gegenüberliegenden
Seiten des Kolbens 13 sind eine erste Kammer 15 und eine
zweite Kammer 16 gebildet, die über eine erste Öffnung 17A und
eine zweite Öffnung 17B,
die in Strömungsverbindung
mit jeweils der ersten Kammer 15 bzw. der zweiten Kammer 16 stehen,
mit einer hydraulischen Flüssigkeit
gefüllt
werden können.
Die erste Kammer 15 ist an der der Kolbenstange 14 gegenüberliegenden
Seite des Kolbens 13 gebildet. Die Kolbenstange 14 erstreckt
sich von dem Kolben 13 durch die zweite Kammer 16.
Die Öffnungen 17A, 17B dienen
zum Zuleiten und Ableiten der hydraulischen Flüssigkeit. Die Öffnungen 17A, 17B sind
in dem Zylindergehäuse 12 vorgesehen.
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In
der ersten Öffnung 17A zur
ersten Kammer 15 ist ein Verschlusskörper angeordnet. Der Verschlusskörper 18 ist
länglich.
Der Verschlusskörper 18 verfügt über ein
in die erste Kammer 15 ragendes Element 18B und
einen sich daran anschließenden verbreiterten
Kopf 18A mit einer im Wesentlichen ringförmigen Fläche an dessen
Stirnseite. An einem inneren Ende der ersten Öffnung 17A ist ein
Ventilsitz gebildet. Der Verschlusskörper 18 ist so bemessen, dass
er nach Zurücklegen
eines bestimmten Hubwegs die Öffnung
durch Anlage der Ringfläche
des Kopfes 18A an dem Ventilsitz verschließt. Dadurch verfügt der Verschlusskörper über eine Öffnungsposition
und eine Verschlussposition. Beim Zuleiten einer hydraulischen Flüssigkeit
durch die erste Öffnung 17A wird
der Verschlusskörper 18 in
Richtung des Kolbens 13 gedrückt. Das herausragende Element 18B erstreckt
sich in Richtung des Kolbens 13.
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In 1 liegt
das herausragende Element 18B direkt am Kolben 13 an.
Hierdurch befindet sich die Ringfläche des Kopfes 18A in
einem Abstand zum Ventilsitz in der Öffnung 17A, so dass
für die Durchleitung
der hydraulischen Flüssigkeit
in die erste Kammer 15 ein Durchlass gewährleistet
bleibt. Der Verschlusskörper 18 bewegt
sich beim Zuleiten der hydraulischen Flüssigkeit mit dem Kolben 13,
so dass die Ringfläche
des Kopfes 18A des Verschlusskörpers 18 an dem Ventilsitz
in der Öffnung 17A anliegt.
Hierdurch wird der Durchlass von hydraulischer Flüssigkeit
in die Kammer geschlossen und der Verschlusskörper 18 befindet sich
in der Verschlussposition. Der Kolben 13 kann sich in Richtung
des Verschlusskörpers 18 noch
weiter bewegen. Dazu kann es beispielsweise infolge einer Bewegung
der beweglichen Einheit durch ihr Eigengewicht kommen. Während dieser
Weiterbewegung kann der Bedienzylinder als ein einfach wirkender
Zylinder aufgefasst werden.
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In
der gezeigten Ausführungsform
ist der Kolben 13 mit einem Verschlussmittel 19 versehen, das
sich bei einem bestimmten Öffnungsdruck öffnet. Das
Verschlussmittel 19 ist im Kolben 13 integriert. Das
Verschlussmittel 19 kann einstellbar sein, so dass der Öffnungsdruck
eingestellt werden kann. Das Verschlussmittel 19 kann beispielsweise
dazu dienen, einen unzulässigen Überdruck
in der ersten Kammer 15 zu verhindern.
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Ein
unzulässiger Überdruck
in der ersten Kammer 15 durch eine solche Kraft kann beispielsweise
eine Verriegelung der beweglichen Einheit verursachen, so dass es
zu Beschädigungen
kommen kann. Das integrierte Verschlussmittel 19 in dem
Kolben 13 kann somit als Sicherheitsventil fungieren.
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Neben
den gezeigten Ausführungsformen sind
verschiedene Varianten möglich,
ohne den in den beigefügten
Ansprüchen
definierten Schutzumfang zu verlassen.
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In
einer Variante der gezeigten Ausführungsform kann beispielsweise
eine dritte Öffnung
in eine der Kammern vorgesehen sein. In einer Variante können beispielsweise
Federmittel vorgesehen sein, die mit dem Verschlusskörper zusammenwirken.
Die Federmittel können
beispielsweise zwischen dem Kopf des Verschlusskörpers und dem Kolben positioniert sein.
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Gemäß der Erfindung
wird ein landwirtschaftliches Gerät geschaffen, das in funktioneller Hinsicht
einen doppelt wirkenden Bedienzylinder umfasst, der mit Hilfe einer
Steuervorrichtung durch einen Verschlusskörper verschlossen werden kann,
so dass der Bedienzylinder als einfach wirkender Bedienzylinder
funktioniert. Gemäß der Erfindung
ist somit eine einfache Konstruktion möglich, so dass hinsichtlich
der Installations- und Wartungskosten erhebliche Kosteneinsparungen
möglich
sind. Darüber hinaus
reicht für
die einfache Konstruktion des erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Geräts ein geringer
Einbauraum aus.