DE2216748C3 - Hydraulisch betätigte Hubeinrichtung an Arbeitsfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigte Hubeinrichtung an Arbeitsfahrzeugen wie Mähdreschern und Schleppern, deren Druckmittelzufuhr von einer Steuervorrichtung beeinflußt wird, die von einem einstellbaren Sollwertgeber und einem Istwertgeber elektrisch angesteuert wird.

Aus der DT-OS 15 82 161 ist bereits eine hydraulische Hubeinrichtung an einem Mähdrescher bekannt, bei der die Druckmittelzufuhr zum Hubzylinder von einem elektrisch ansteuerbaren Steuergerät beeinflußt wird. Dabei werden zur Übertragung der Regeleinflüsse auf das Steuergerät elektrische Schaltmittel verwendet. Ein druckabhängiges und ein lageabhängiges Glied ist mit einem elektrischen Istwert-Meßglied verbunden, dessen elektrische Eigenschaften sich entsprechend den Einflüssen auf die beiden vorgenannten Glieder verändert. Dieses elektrische Istwert-Meßglied ist mit einem mit einem Handhebel verbundenen elektrischen Sollwert-Stellglied zu einer Nachlaufsteuerung geschaltet, die das genannte Steuergerät beeinflußt.

In seiner Arbeitsstellung, d. h. beim Mähen arbeitet diese Hubeinrichtung vollkommen zufriedenstellend. Umständlich ist allein das Anheben des Mähtisches am Feldrand. Dazu muß die Bedienungsperson den Sollwertsteller in die maximal mögliche Einstellung bringen. Über die Nachlaufsteuerung wird dadurch der Mähtisch in seine Transportstellung gebracht, in der der Mähdrescher gewendet werden kann. Soll der Mähdrescher sodann wieder in seine Arbeitsstellung gebracht werden, so muß die Bedienungsperson den Sollwertsteller wieder in die vorher innegehabte Stellung bringen. Dieses Verfahren ist umständlich und zeitraubend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulisch betätigte Hubeinrichtung an einem Arbeitsfahrzeug der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der das Arbeitsgerät, also z. B. der Mähtisch, ohne Verstellung des Sollwertes leicht angehoben bzw. in seine Transportstellung gebracht werden und darauf z. B. nach dem Wenden des Arbeitsfahrzeuges wieder in die dem bisherigen Sollwert entsprechende Stellung gebracht werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß wahlweise anstelle eines der beiden Geber — Sollwertgeber oder Istwertgeber — ein Extremwertsimulator zugeschaltet werden kann.

Das hat den Vorteil, daß z. B. durch Betätigen eines einfachen Kippschalters ein dem maximalen Sollwert entsprechender Regeleinfluß erzeugt wird. Natürlich ist es auch möglich, einen dem maximalen Sollwert entsprechenden Istwert zu simulieren.

Simuliert der Extremwertsimulator anstelle des Istwertgebers den minimalen Istwert, so muß die Hubbewegung in der höchst zulässigen Stellung der Hubeinrichtung durch einen Endschalter begrenzt werden.

Besonders vorteilhaft ist, wenn der Soll- und der Istwert von einem Komparator verglichen werden und der Geber, an dessen Stelle der Extremwertsimulator treten kann, über eine Diode mit dem Komparator verbunden ist. Wird über diese Diodenschaltung nach dem Maximalwert gesteuert, so muß keine Umschaltung sondern nur eine Zu- bzw. wieder Abschaltung des Simulators erfolgen.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine hydraulisch betätigte Hubeinrichtung an einem Mähdrescher in vereinfachter Darstellung,

Fig. 2 ein in Einzelheiten abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Hubeinrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Hubeinrichtung und

Fig.4 ein viertes Ausführungsbeispiel der Hubein richtung.

Die hydraulisch betätigte Hubeinrichtung an einen Mähdrescher hat eine Pumpe 1, die aus einem Behälter I Druckmittel in eine Druckleitung 3 fördert, welche zi einem elektromagnetisch betätigten 3-Wege-Ventil * führt. Zwischen der Pumpe 1 und dem 3-Wege-Ventil' ist an die Druckleitung 3 ein als Sicherheitsventi wirkendes Druckbegrenzungsventil 5 angeordnet. Von 3-Wege-Ventil 4 führt eine Arbeitsleitung 6 zu einen Hubzylinder 7. Der Hubzylinder 7 ist schwenkbar an Fahrgestell des Mähdreschers angelenkt und nimm einen dicht und gleitend geführten Hubkolben 8 au Eine Kolbenstange 9 des Hubkolbens 8 ist schwenkba am Mähtisch 10 des Mähdreschers befestigt. Ei Druckspeicher 11 ist über eine Zweigleitung an di Arbeitsleitung 6 angeschlossen.

Das 3-Wegc-Venti! 4 hat drei Schaltstellungen. In de Neutralstellung des Steuerschiebers des 3-Wege-Ventil ist die Druckleitung 3 über eine Rücklaufleitung 12 m dem Behälter 2 verbunden. Die zum Hubzylinder führende Arbeitsleitung 6 ist in der Neutralstellung de

i'euerschiebers abgeschlossen. Der Steuerschieber des J-Wege-Ventils 4 kann von je einem Elektromagneten 13, 14 in eine seiner beiden Endstellungen bewegt werden. Und zwar ist in der Hubstellung die Druckleitung 3 mit der Arbeitsleitung 6 verbunden, während die Rücklaufleitung 12 gesperrt ist. In seiner Senkstellung ist sowohl die Druckleitung 3 als auch die Arbeitsleitung 6 mit der Rücklaufleitung 12 verbunden.

Über eine Zweigleitung 15 ist an die Arbeitsleitung 6 ein druckabhängiges Glied 16 angeschlossen. Dieses hat in der gewählten Ausführungsform einen gegen eine Feder 17 arbeitenden Meßkolben 18. Dabei ist die Feder 17 des druckabhängigen Glieds 16 mit dem Schleifer eines als Potentiometer ausgebildeten elektrischen Istwertgeber 19 so verbunden, daß die von den im druckabhängigen Glied 16 herrschenden Druckkräften bewirkten Längsverschiebungen des Meßkolbens 18 die Stellung des Schleifers 19' gegenüber dem Widerstand des Potentiometers 19 in einem mittleren Bereich des Widerstands verändern. Außerdem ist der Schleifer 19' des Istwertgebers 19 noch mit einem Anschlußarm 20 am Mähtisch verbunden, der bei lageabhängiger Regelung der Mähtischhöhe die Lage des Schleifers 19' gegenüber einem oberen Bereich des Widerstands des Istwertgebers 19 verändert. Zusätzlich wird der Istwertgeber 19 noch von einer Tastvorrichtung 21 beeinflußt, die die Stellung des Mähtisches 10 in Bezug auf den Boden ermittelt. Bei Tastregelung der Mähtischhöhe wird so der Schleifer 19' des Istwertgebers 19 in einem unteren Bereich am Widerstand verschoben.

Parallel zum Istwertgeber 19 liegt ein ebenfalls als Potentiometer ausgebildeter Sollwertgeber 22, der einen Schleifer 22' hat. Der Schleifer 22' ist mit einem Handhebel 23 verbunden und läßt sich mit dessen Hilfe verschieben.

Die Eingänge 24, 25 eines als Komparator 26 ^schalteten Operationsverstärkers sind über je einen Eingangswiderstand mit dem Schleifer 19' des Istwertgebers 19 und mit dem Schleifer 22' des Sollwertgebers verbunden. In die Leitung vom Eingang 25 zum Schleifer 22' des Sollwertgebers 22 ist eine Diode 27 geschaltet. Über einen Schalter 28 kann dem Sollwertgeber 22 ein Extremwertsimulator 29 paraKclgeschaltet werden, wobei die Diode 27 den Stromweg zum Schleifer 22' des Sollwertgebers 22 sperrt. Der Extremwertsimulator 29 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als Ohmscher Widerstand ausgestaltet. Der Widerstand des Extremwertsimulators 29 ist so bestimmt, daß er den maximalen Sollwert, der am Sollwerteeber 22 eingestellt werden kann, simuliert.

Der Ausgang 30 des Komparator 26 ist über Leistungsverstärker 31,32 mit den Elektromagneten 13, 14 des 3-Wege-Ventils 4 verbunden. Dabei ist der Leistungsverstärker 32 direkt mit dem Ausgang 30 des Komparator 26, der Leistungsverstärker 31 aber über eine Umkehrstufe 33 mit dem Ausgang 30 des Komparator 26 verbunden.

Die Funktion der Hubeinrichtung ist folgendermaßen: Wählt der Fahrer mit dem Handhebel 23 die gewünschte Mähtischhöhe. so verstellt er dabei den Schleifer 22' des Sollwertgeber 22 beispielsweise in die in Fig. I dargestellte etwa mittlere Lage im tastabhän-■ .._ n„_„;^K j™ PrviKntinmciprv Wenn angenommen wird daß der Mähtisch 10 in der Transportstellung gehalten ist, steht auch der Schleifer 19' des Istwertgebers 19 in seiner obersten Stellung, so daß in der in F i g. 1 gezeigten Stellung des Schleifers 22' des Sollwertpotentiometers zum Schleifer 19' des Istwertgebers 19 in Senkrichtung verstellt ist. Es tritt zwischen den Schleifern 19' und 22' der beiden Geber eine Differenzspannung auf, weil der Schleifer 19' ein anderes Potential abgibt als der Schleifer 22'. Am Ausgang 30 des Komparator 26 wird dann eine dieser Differenzspannung entsprechende Steyerspannung abgegeben, wodurch der Elektromagnet 13 des 3-Wege-Ventils 4 den Steuerschieber desselben in seine Senkstellung bewegt. Damit wird der Mähtisch 10 gesenkt, weil Druckmittel aus dem Hubzylinder 7 in den Behälter 2 abfließt. Gleichzeitig wird der mit dem Anschlußarm 20 des Mähtisches 10 verbundene Schleifer 19' des Istwertgebers 19 so weit verstellt, bis zwischen den Schleifern 19' und 22' keine Differenzspannung mehr besteht. In diesem Moment wird am Ausgang 30 des Komparator 26 die Steuerspannung auf Null abfallen, so daß der Elektromagnet 13 des 3-Wege-Ventils 4 nicht mehr erregt wird. Damit fällt der Steuerschieber des 3-Wege-Ventils 4 wieder in seine Neutralstellung zurück, in der die Druckleitung 6 abgeschlossen ist.

Sinngemäß der gleiche Regelvorgang setzt ein, wenn der Schleifer 19' des Istwertgebers 19 entweder über die Tastvorrichtung 21 oder das druckabhängige Glied 16 verschoben wird.

Kommt der Mähdrescher zum Feldende, so muß der Mähtisch 10 aus seiner Arbeitsstellung in die Transportstellung geschwenkt werden. Dazu betätigt der Fahrer den Schalter 28, wodurch anstelle des Sollwertgebers 22 der Extremwertsimulator 29 eingeschaltet wird. Da der Widerstand des Extremwertgebers 29 so bemessen ist. wie er am Sollwertgeber in der obersten Stellung des Schleifers 22 wirksam werden würde, verhält sich der Komparator 26 so, als hätte der Fahrer den Handhebel 23 in die oberste Stellung verschwenkt: Der Steuerschieber des 3-Wege-Ventils 4 wird damit in die Hebestellung geschoben. Der sinngemäß gleiche Vorgang läuft ab, wenn am Feldanfang wieder aus der Transport- in die Arbeitsstellung geschaltet wird, indem der Schalter 28 vom Fahrer wieder geöffnet wird.

Bei dem hier beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel der Hubeinrichtung sind beide Geber — der Istwertgeber 19 und der Sollwertgeber 22 — als Potentiometer ausgebildet. Es ist aber für den Fachmann selbsn erständlieh, daß anstelle der Potentiometer auch andere z. B. induktive oder kapazitive Geber verwendet werden können.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Hubeinrichtung entspricht fast vollkommen dem in Fig. 1 beschriebenen. Ein Unterschied liegt darin, daß der Extremwertsimulator nicht anstelle des Sollwertgebers geschaltet werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann ein Extremwertsimulator 36 über einen Schalter 37 dem Istwertg^ber 19 parallelgeschaltet werden. Die Leitung vom Schleifer 19' des Istwertgebers 19 zum Eingang 24 des Kornparators 26 ist dazu über eine Diode 38 geführt, die die Leitung bei Cetätigung des Schalters 37 absperrt. Der Widerstand des Extremwcrtsimulators 36 ist dabei so bemessen, daß er einen minimalen Istwert simuliert, der etwa der untersten Stellung des Schleifers 19' am Istwertgeber in Fig. 2 entsprechen würde. Die Funktion ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Hubeinrichtung sinngemäß die gleiche wie schon oben beschrieben. Da jedoch die Rückführung der Regeleinrichtung dabei unterbrochen ist. muß bei maximaler Hubhöhe der Magnet über einen vom Hubwerk betätigten Endschalter 14'

stromlos geschaltet werden.

In Fig.3 ist eine weitere Abwandlung der Hubeinrichtung dargestellt. Hier sind einem polarisierten Relais 41 zwei Leistungsverstärker 42 und 43 vorgeschaltet. Der Schleifer 19' des Istwertgebers 19 ist mit den parallel angeordneten Leistungsverstärkern 42 und 43 über eine Leitung 44 verbunden. Der Schleifer 22' des Sollwertgebers 22 ist an die Verstärker 42 und 43 durch eine Leitung 45 angeschlossen. Vom Verstärker 42 führen zwei Leitungen 46, 47 zu einer Spule 48 des Relais 41, und vom Verstärker 43 führen zwei Leitungen 49,50 zu einer Spule 51 des Relais 41. Das Relais 41 hat einen Anker 52 mit einer Schaltbrücke 53, die in ihrer in der Zeichnung dargestellten Lage die Mittelstellung zwischen zwei Kontaktpaaren 54, 55 und 56, 57 ,5 einnehmen. Die Kontakte 54, 56 sind über eine Leitung 58 mit der Spannungsquelle verbunden. Vom Kontakt 55 führt eine Leitung 59 zu dem den Senkimpuls auslösenden Elektromagneten 13 und vom Kontakt 57 führt eine Leitung 60 zu dem den Hubimpuls auslösenden Elektromagneten 14.

In der Leitung 45, die den Schleifer 22' des Sollwertgebers 22 mit den Leistungsverstärkern 42, 43 verbindet, ist ein Wechselschalter 61 angeordnet, der in der gezeichneten Stellung die Verstärker 42,43 mit dem Schleifer 22' verbindet. In seiner zweiten Schaltstellung verbindet der Schalter 61 die Leistungsverstärker 42,43 mit einem Exiremwertsimulator 62. Der Widerstandswert des als Ohmscher Widerstand ausgebildeten Extremwertsimulators 62 ist so bestimmt, daß er einen Sollwert simuliert, der der obersten Stellung des Schleifers 22' des Sollwertgebers 22 entspricht.

Die Wirkungsweise der Hubeinrichtung nach Fig. 3 ist ähnlich wie die der Hubeinrichtung nach F i g. 1 und 2. Die Verstärker 42, 43 und das Relais 41 mit den zwei Spulen 48,51 sind lediglich so geschallet, daß sich in der Spule 51 nur dann ein Magnetfeld aufbaut, wenn der Schleifer 22' des Sollwertgebers 22 zum Schleifer 19' des lstwerigebers 19 in Hubrichtung verlagert ist, und daß sich in der Spule 48 nur dann ein Magnetfeld aufbaut, wenn der Schleifer 22' zum Schleifer 29' in Senkrichtung verlagert ist. Je nachdem ob die Spule 48 oder 51 erregt ist, verbindet die Schallbrücke 53 die Kontakte 54, 55 oder 56, 57, wodurch entweder der Elektromagnet 13 oder der Elektromagnet 14 erregt wird.

Will der Fahrer den Mähtisch 10 am Feldende aus der Arbeitsstellung in die Transportstellung bewegen, so betätigt er den Wechselschalter 61 aus der in F i g. 3 gezeigten Stellung in seine zweite Schaltstellung. Durch den Extremwertsimulator 62 verhält sich die Hubeinrichtung dann so, als wenn der Handhebel 23 in seiner obersten Schaltstellung sich befinden würde.

Das in F i g. 4 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel der Hubeinrichtung unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 nur dadurch, daß in der Leitung 45, die die Leistungsverstärker 42, 43 mit dem Schleifer 22' des Sollwertgebers 22 verbindet, ein Wechselschalter 64 angeordnet ist In der in F i g. 4 dargestellten Schaltstellung verbindet der Wechselschalter 64 die Leistungsverstärker 42, 43 mit einem festen Abgriff 65 am Sollwertgeber 22. Der feste Abgriff 65 ist an der Stelle am Sollwertgeber 22 angeordnet, an der sich der Schleifer 22' in seiner höchsten Stellung befindet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Funktion eines gesondert angeordneten Extremwertsimulators vom Sollwertgeber 22 selbst übernommen. Im übrigen entspricht die Funktion des Ausführungsbeispiels gem F i g. 4 vollkommen der des Ausführungsbeispiels gern F ig. 3.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Hydraulisch betätigte Hubeinrichtung an Arbeitsfahrzeugen wie Mähdreschern und Schleppern, deren Druckmittelzufuhr von einer Steuervorrichtung beeinflußt wird, die von einem einstellbaren Sollwertgeber und einem Istwertgeber elektrisch angesteuert wird, dadurch gekennzeichne ι, daß wahlweise anstelle eines der beiden Geber (19, 22) ein Extremwertsimulator (29, 36, 62) zugeschaltet werden kann.

2. Hubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Extremwertsimulator (29, 62) anstelle des Sollwertgebers (22) den maximalen Sollwert simuliert.

3. Hubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Extremwertsimulator (36) anstelle des Istwertgebers (19) den minimalen Istwert simuliert, wobei die Hubbewegung in der höchst zulässigen Stellung der Hubeinrichtung (10) durch einen Endschalter (14') begrenzt wird.

4. Hubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Geber (19, 22) als Potentiometerschaltung, induktiver, kapazitiver oder anderer elektrischer Geber aufgebaut ist.

5. Hubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß der Extremwertsimulator (29, 36, 62) als Ohmscher, induktiver, kapazitiver oder anderer elektrischer Geber ausgebildet ist.

6. Hubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Soll- und Istwert von einem Komparator (26) verglichen werden.

7. Hubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber, an dessen Stelle der Extremwertsiniulator treten kann, über eine Diode (27, 38) mit dem Komparator verbunden ist.