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Die Vorrichtung bezieht sich auf das flexible Ballastieren von Agrarfahrzeugen, insbesondere Traktoren, durch Schwerpunktverlagerung für eine schnelle Anpassung an wechselnde Verhältnisse.
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Wirkung der Schwerpunktverlagerung
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Durch das Anbauen von Arbeitsgeräten im Heck, wird die Hinterachse belastet und die Vorderachse entlastet, dadurch wird ein Ballastgewicht vorne notwendig. In den Patenten/ Offenlegung
EP 0 383 279 A2 und
DE10 2005 040 954 A1 geht es um eine anpassbare Ballastierung von Traktoren, indem ein Ballastgewicht den Schwerpunkt zu den Achsen verändert. Die Achslastverteilung beim Traktor ändert sich während des Betriebes, z.B. durch sich ändernde Zug- und Vertikalkräfte. Wird der Schwerpunkt des Ballastgewichtes in Fahrtrichtung nach vorne bewegt und dadurch der Abstand zur Vorderachse verändert, wird diese mehr belastet und die Hinterachse entlastet. Dadurch kann eine optimale Achslastverteilung sichergestellt werden.
Auf dem Feld ist es erwünscht, möglichst viel Gewicht auf den Traktor verlagern zu können, um eine hohe Zugleistung zu erhalten. Dieses kann auf unterschiedlichen Wegen erreicht werden, z.B. das Entlasten (Anheben) der ersten Achse des angehängten Gerätes oder bei einem Güllefass das Entleeren des Fasses zunächst im hinteren Bereich (2 Kammern im Fass). So bleibt über die Deichsel die Last auf dem Traktor erhalten. Dadurch entsteht eine große Last auf der hinteren Achse, die Vorderachse wird dadurch entlastet, eine ungünstige Achslastverteilung entsteht. Um auch vorne eine möglichst große Zugkraft entwickeln zu können, wird hier auch eine größere Last benötigt. Dieses wird durch die unten beschriebene Vorrichtung erreicht, indem der Schwerpunkt des Ballastgewichtes in Fahrtrichtung nach vorne verlagert wird. Dadurch wird ein Teil der Last von der Hinterachse auf die Vorderachse verlagert.
In der Regel ist bei einem Traktor mit Anbaugerät genügend Gesamtgewicht vorhanden, jedoch ist es nicht optimal auf die Achsen verteilt. Durch die Verwendung eines verlagerungsfähigen Ballastgewichts wird überschüssiges Gewicht von der Hinterachse auf die Vorderachse verlagert, ohne dass vorne ein größeres Ballastgewicht notwendig ist, nur durch die Schwerpunktverlagerung. Das Ballastgewicht kann dadurch kleiner ausgeführt werden. Durch diese Gewichtseinsparung wird unter anderem auch Kraftstoff eingespart und die mögliche Zuladung vergrößert.
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Stand der Technik
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Aus
EP 0 383 279 A2 ist eine solche Vorrichtung bekannt. Dabei handelt es sich um ein Agrarfahrzeug mit Unterflurmotor. Durch die Anordnung des Motors unter der Schlepperkabine wird ein Gewicht vorne zum Ausgleich notwendig. Dazu wird ein Ballastgewicht zwischen der Vorderachse und Schlepperkabine auf Fußbodenhöhe der Kabine angeordnet. Dieses Ballastgewicht kann über eine Schiebeführung seinen Schwerpunkt verändern. Durch diesen konstruktiven Aufbau der Vorrichtung ist aber nur eine begrenzte Verlagerung des Schwerpunkts möglich. Dementsprechend fällt der Effekt der Schwerpunktverlagerung gering aus.
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Aus
DE10 2005 040 954 A1 ist eine solche Vorrichtung bekannt, wobei dort das Ballastgewicht vor der Vorderachse auf Höhe der Motorhaube bzw. mit der Oberkante der Motorhaube abschließt. Durch einen Kragarm ist das Ballastgewicht mit einer horizontal ausgerichteten Schwenkachse verbunden, die in den zwei Ansetzklauen des Fronthubwerks schwenkbar gelagert ist. Entsteht durch das Arbeiten mit dem Traktor eine zu geringe Achslast auf der Vorderachse, kann das Ballastgewicht über ein Antriebsmittel nach vorne geschwenkt werden. Das Ballastgewicht führt durch den konstruktiven Aufbau eine Kreisbewegung aus, der Abstand des Schwerpunktes zur Vorderachse wird dadurch größer, damit steigt die Last auf der Vorderachse. Durch den konstruktiven Aufbau entsteht der Nachteil, dass der Kragarm in der Länge begrenzt ist, weil das Ballastgewicht sonst die Sicht für den Fahrer nach vorne behindert. Dadurch ist nur eine begrenzte Schwerpunktverschiebung möglich. Im ausgeschwenkten Zustand ist das Ballastgewicht von der Traktorkabine aus nicht zu sehen. Dadurch kann es zu ungewollter Kollisionen mit Gegenstände kommen. Wird das Ballastgewicht verbreitert, ist die Sicht im eingeklappten Zustand eingeschränkt. Durch eine unabsichtliche Fehleinstellung beim Anbauen, kann es zu einem ungewollten Kontakt zwischen Ballastgewicht und Motorhaube kommen, wenn dieses eingeklappt wird. Um einen einfachen Anbau der Vorrichtung zu erreichen, wird eine Abstellvorrichtung benötigt. Wird die Vorrichtung im eingeschwenkten Zustand abgestellt, ist zum einen der Schwerpunkt sehr weit oben, was bei unebenem Untergrund zu einem Umkippen (nicht sicheren Stand) führt, zum anderen wird eine gerade und feste Oberfläche benötigt. Bei der Mitnahme von Zusatzgewichten müssen diese zeitaufwändig über Langlöcher an die Kontur der Motorhaube angepasst werden. Dadurch, dass beim Verlagern eine Höhenänderung des Ballastgewichtes stattfindet, muss Arbeit verrichtet werden. Dieses erfordert höheren baulichen Aufwand. Der durch das oben angeordnete Ballastgewicht hohe Schwerpunkt (eingeklappter Zustand) wirkt sich negativ auf die Fahreigenschaften des Traktors aus. Das Schwenken des Ballastgewichts erfolgt über Hydraulikzylinder. Dafür werden Hydraulikanschlüsse vorne am Traktor benötigt.
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Die Standard-Ballastierung im Allgemeinen erfolgt über ein fest angebautes Ballastgewicht im Fronthubwerk oder feste Gewichte in den Rädern. Hier muss vor der Anwendung festgelegt werden, wie groß die Last auf der Vorderachse sein soll. Um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, wird das Gewicht immer nach der größten Beanspruchung ausgelegt. Auf wechselnde Betriebszustände während der Arbeit kann somit nicht reagiert werden. Wird das große Ballastgewicht nicht durchgehend benötigt, verursacht es einen höheren Kraftstoffverbrauch, da die Reifen mehr Walkarbeit verrichten und das überschüssige Gewicht mittransportiert werden muss.
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Aufgabenbeschreibung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, dass nicht nur stets eine flexible und optimale Ballastierung des Fahrzeuges gewährleistet ist, sondern auch die Handhabung verbessert wird.
Die Sicht auf das Ballastgewicht soll im ausgeklappten Zustand erhalten bleiben, was für eine hohe Übersichtlichkeit notwendig ist. Um den Aufwand an der Vorrichtung und auf der Traktorseite (hydraulische Anschlüsse) möglichst gering zu halten, soll eine Betätigung ohne Antriebsmittel (Hydraulikzylinder) möglich sein. Die Sicherheit im Straßenverkehr soll erhöht werden durch die Verwendung eines Unterfahrschutzes. Die Handhabung soll vereinfacht werden, so dass ein einfaches, unkompliziertes und sicheres Abstellen möglich ist. Zudem soll die Flexibilität bei unterschiedlichen Aufgaben durch einfaches Ablegen eines Teils des Ballastgewichts erhöht werden.
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Beschreibung des Aufbaus
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein in seiner Lage veränderliches Ballastgewicht (9) erfährt durch eine Kinematik (22) mit zwei oder mehr Drehachsen (17,18) seine Schwerpunktverlagerung durch eine im Wesentlichen horizontale Bewegung in Fahrtrichtung. Durch die Verlagerung des Schwerpunktes erhält die Vorderachse eine höhere Last.
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Das in Bodennähe unterhalb der Unterlenkerkoppelpunkte (14) angeordnete Ballastgewicht (9) und das Zusatzballastgewicht (10) sind über die Kinematik (22) mit mehreren Stäben (Druck-, Zugstab und Gelenkarm), die in einem festen Verhältnis zueinander angeordnet sind, verbunden. Die Kinematik (22) besteht aus einem Gelenkarm (6), an dem auf der einen Seite das Ballastgewicht (9) befestigt ist, und der auf der anderen Seite mit dem Druckstab (5) und dem Zugstab (7) verbunden ist. Die beiden Stäbe sind wiederum mit dem Rahmen (25) der Vorrichtung (2) verbunden. An dem Rahmen (25) befinden sich Unterlenkerkoppelpunkte (14). Über diese Punkte wird der Rahmen (25) an dem Fronthubwerk (13) des Traktors (1) befestigt. Die beiden Stäbe (5,7) und der Gelenkarm (6) sind schwenkbeweglich gelagert. Die horizontale Bewegung des Ballastgewichts (9) entsteht durch die zwei Drehachsen (17,18) des Druckstabs (5) und des Gelenkarms (6). Der Zugstab (7) ist für die Anlenkung des Gelenkarms (6) zuständig und bewirkt dessen Ausschwenken. Die Verwendung des Zugstabs (7) hat den Vorteil, dass nur eine Betätigung (4 oder 8) am Druckstab (5) für die Bewegung des Ballastgewichts (9) notwendig ist, da der Gelenkarm (6) über den Zugstab (7) automatisch mitbetätigt wird. In gewissen Fällen muss der Zugstab (7) auch Druckkräfte aufnehmen. Ein Oberlenker ist nicht notwendig für das Verschwenken des Ballastgewichts (9). Die Verdrehsicherung wird über die Drehmomentstütze (11) an den Unterlenkern (3) des Fronthubwerks (13) erreicht, Stütze (12) dient als Sicherung.
Durch die Verwendung eines Betätigungsstabes (4) ist kein Antriebsmittel (Hydraulikzylinder) notwendig. Dadurch werden keine Hydraulikanschlüsse vorn am Traktor benötigt. Dazu wird in der Oberlenkerhalterung (15) vom Traktor (1) ein Betätigungsstab (4) befestigt. Die gegenüberliegende Seite des Betätigungsstabs (4) wird an dem Druckstab (5) der Kinematik (22) befestigt. Beide Enden des Betätigungsstabes (4) sind drehbar gelagert. Durch das Anheben der Unterlenker (3) des Fronthubwerks (13) führt der Betätigungsstab (4) eine Kreisbewegung aus, der Drehpunkt (19) zwischen Betätigungsstab (4) und Druckstab (5) der Kinematik (22) entfernt sich von dem Traktor. Dadurch führt der Druckstab (5) eine Schwenkbewegung nach vorne aus. Da alle Stäbe der Kinematik (22) miteinander verbunden sind, wird hierdurch die Bewegung ausgelöst und der Schwerpunkt des Ballastgewichts (9) wandert nach vorne.
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Alternativ kann das Ausklappen mit einem Antriebsmittel (8) z.B. Hydraulikzylinder erfolgen. Das Antriebsmittel (8) wird zum einen an dem Druckstab (5) der Kinematik (22) befestigt. Die gegenüberliegende Seite wird an dem Rahmen (25) der Vorrichtung (2) ebenfalls drehbeweglich befestigt. Wird das Antriebsmittel (8) ausgefahren, führt das zu einer Schwenkbewegung des Druckstabes (5) nach vorne. Durch die Kinematik (22) wird hierdurch die Bewegung ausgelöst und der Schwerpunkt des Ballastgewichts (9,10) wandert nach vorne.
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Die konstruktive Anordnung des Ballastgewichts (9) und des Zusatzballastgewichts (10) in Bodennähe bzw. unterhalb der Unterlenkerkoppelpunkte (14) hat mehrere Vorteile. Das Ballastgewicht (9,10) kann dadurch breit ausgeführt werden, ohne dass die Sicht nach vorne im eingefahren Zustand eingeschränkt ist. Im ausgeklappten Zustand ist es aber immer noch sichtbar, was bei
DE10 2005 040 954 A1 nicht der Fall ist. Dadurch sind Zusammenstöße mit Gegenständen vermeidbar.
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Ein weiterer Vorteil ist der Unterfahrschutz. Bei Straßenfahrten wird das Ballastgewicht (9) eingeklappt. Durch die breite Ausführung des Ballastgewichtes (9) dient es gleichzeitig als Unterfahrschutz, was die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht.
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Durch die Anordnung des Ballastgewichtes (9) in Bodennähe ist es ohne spezielle Abstellvorrichtung direkt auf dem Boden abstellbar. Der Boden muss nicht besonders gerade oder fest sein. Durch den niedrigen Schwerpunkt ist immer ein sicherer Stand gewährleistet. Es kann keine gefährliche Situation durch ein Umfallen der Vorrichtung (2) entstehen.
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Ein weiterer konstruktiver Vorteil ist, dass nicht für jede Anwendung ein schweres Ballastgewicht (9) und Zusatzballastgewicht (10) erforderlich ist, z.B. bei leichten Transportarbeiten. Durch das in Bodennähe angeordnete Ballastgewicht (9), kann das Zusatzballastgewicht (10) ohne großen Aufwand durch Entfernen von Bolzen (26) schnell abgestellt werden. Das Zusatzballastgewicht (10) muss nicht zeitaufwändig händisch demontiert werde, wie es bei anderen vergleichbaren Vorrichtungen der Fall ist. Auch nach dem Absetzen des Zusatzballastgewichts (10) kann das verbliebene Ballastgewicht (9) nach wie vor als Unterfahrschutz verwendet werden.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform (3 u. 4) zeichnet sich dadurch aus, dass die Mitnahme von landwirtschaftlichen Geräten jeglicher Art mittels der Standard 3-Punkt-Aufnahme möglich ist. Der Aufbau der Kinematik (22) wird nicht verändert. Im eingeschwenkten Zustand des Ballastgewichts (9) werden die Unterlenkerkoppelpunkte (20) an dem Rahmen (25) freigegeben. Als weiterer Koppelpunkt dient der Oberlenkerkoppelpunkt (21) an der Oberlenkerhalterung (23) zum Ankoppeln des Zusatzgerätes. Die Oberlenkerhalterung (23) ist wiederum über den Oberlenker (24) mit dem Traktor (1) verbunden. Da die Oberlenkerhalterung (23) fest mit dem Rahmen (25) der Vorrichtung (2) verbunden ist, wird dadurch die Vorrichtung (2) gegen Verdrehen gesichert. In gewissen Anwendungen ist die Aufnahme von Anbaugeräten notwendig, um zusätzliche Fahrten zu sparen und damit Kosten zu reduzieren.
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Dadurch, dass die Kinematik (22) eine mehr oder weniger horizontale Bewegung ausführt, muss keine Hubarbeit verrichtet werden, es entstehen keine großen Drehmomente, was einen einfacheren Aufbau ermöglicht.
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Durch die Verwendung der Kinematik (22) mit 2 Stäben (5;7) und einen Gelenkarm (6), heben sich die Kräfte nahezu auf, so dass im Verhältnis nur eine geringe Kraft für die Verlagerung des Schwerpunktes notwendig ist.
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Figurenliste
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- 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung (2) im eingeklappten Zustand. Aufgenommen wird die Vorrichtung (2) im Fronthubwerk (13) des Traktors (1) über die Unterlenkerkoppelpunkte (14). Das Ballastgewicht (9) und das Zusatzballastgewicht (10) sind in Bodennähe bzw. unterhalb der Unterlenkerkoppelpunkte (14) angeordnet. Die Verdrehsicherung der Vorrichtung (2) erfolgt über die Drehmomentstütze (11), die sich an dem Unterlenker (3) abstützt. Die Stütze (12) dient als Sicherung. Die Betätigung erfolgt über den Betätigungsstab (4), der zum einen in der Oberlenkerhalterung (15) des Traktors (1) und zum anderen an dem Druckstab (5) der Kinematik (22) drehbar gelagert ist. Durch das Anheben der Unterlenker (3) führt der Betätigungsstab (4) eine Kreisbewegung aus. Der Drehpunkt (19) zwischen Betätigungsstab (4) und Druckstab (5) der Kinematik (22) entfernt sich von dem Traktor (1). Dadurch führt der Druckstab (5) eine Schwenkbewegung in Fahrtrichtung nach vorne aus. Da der Druckstab (5), Gelenkarm (6) und Zugstab (7) der Kinematik (22) miteinander verbunden sind, wird hierdurch die Bewegung ausgelöst und der Schwerpunkt des Ballastgewichts (9,10) wandert nach vorne.
- 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung (2) im ausgeklappten Zustand. Die Betätigung erfolgt über den Betätigungsstab (4). Die Verdrehsicherung wird über die Drehmomentstütze (11) sichergestellt, die sich an den Unterlenkern (3) abstützt.
- 3 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung (2) im eingeklappten Zustand. Die Verdrehsicherung der Vorrichtung (2) erfolgt hier über die Oberlenkerhalterung (23) bzw. deren Koppelpunkt (16), der wiederum über den Oberlenker (24) mit dem Traktor (1) verbunden ist. Das Ausklappen erfolgt hier mit dem Antriebsmittel (8) z.B. Hydraulikzylinder. Mit dieser konstruktiveren Ausgestaltung ist es möglich, dass landwirtschaftliche Geräte jeglicher Art mittels der Standard 3-Punkt-Aufnahme über den Oberlenkerkoppelpunkt (21) und Unterlenkerkoppelpunkte (20) mitgeführt werden können. Die konstruktive Ausgestaltung der Verdrehsicherung der Vorrichtung (2) ist unabhängig davon, ob die Vorrichtung mit dem Antriebsmittel (8) oder über den Betätigungsstab (4), ausgeklappt wird.
- 4 zeigt die gleiche konstruktive Ausgestaltung wie 3, nur im ausgeklappten Zustand.
- 5 zeigt die Vorrichtung in der Ansicht von vorne
- 6 zeigt das Absetzen eines Teils des Ballastgewichtes. Die Vorrichtung (2) wird soweit abgesenkt, bis das Zusatzballastgewicht (10) auf dem Boden steht. Durch Entfernen des Bolzens (26) und anschließendes Rückwärtsfahren mit dem Traktor (1) wird das Zusatzballastgewicht (10) auf dem Boden abgestellt. Durch diese konstruktive Ausgestaltung entfällt ein zeitaufwändiges händisches Demontieren der Zusatzballastgewichte, wie es bei anderen Vorrichtungen üblich ist.
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Bezugszeichenliste
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- (1)
- Traktor
- (2)
- Vorrichtung
- (3)
- Unterlenker Fronthubwerk
- (4)
- Betätigungsstab
- (5)
- Druckstab
- (6)
- Gelenkarm
- (7)
- Zugstab
- (8)
- Antriebsmittel
- (9)
- Ballastgewicht
- (10)
- Zusatzballastgewicht
- (11)
- Drehmomentstütze
- (12)
- Stütze
- (13)
- Fronthubwerk Traktor
- (14)
- Unterlenkerkoppelpunkt Vorrichtung/ Fronthubwerk
- (15)
- Oberlenkerhalterung Traktor
- (16)
- Koppelpunkt Oberlenker Vorrichtung
- (17)
- Drehachse Druckstab
- (18)
- Drehachse Gelenkarm
- (19)
- Drehpunkt
- (20)
- Unterlenkerkoppelpunkte Vorrichtung
- (21)
- Oberlenkerkoppelpunkt Vorrichtung
- (22)
- Kinematik
- (23)
- Oberlenkerhalterung Vorrichtung
- (24)
- Oberlenker
- (25)
- Rahmen Vorrichtung
- (26)
- Bolzen
- (26)
- Fahrtrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0383279 A2 [0002, 0003]
- DE 102005040954 A1 [0002, 0004, 0010]
