DE2255715B2 - Vorrichtung zum erfassen und regeln der zugkraft einer zugmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen und Regeln der Zugkraft einer Zugmaschine, die mit einem in Abhängigkeit von der Zugkraft verstellbaren Kraftheber und mit einem an seinen Enden die Zugkräfte aufnehmenden, in der Zugmaschine zweifach gelagerten Biegestab versehen ist, dessen Durchbiegung durch eine den Kraftheber beeinflussende Fühlvorrichtung abtastbar ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (US-PS 40 530) ist ein die Durchbiegung des Biegestabes abtastender Fühler in dem Gehäuse der Zugmaschine gelagert, das sich ebenfalls unter der Wirkung der Zugkräfte verformt, so daß der Abstand zwischen dem Drehpunkt des Fühlers und dem Biegestab verändert wird. Dadurch ergibt sich eine Ungenauigkeit, die durch den Fühler mit seinem langen Hebearm auf die Steuereinrichtung für den Kraftheber vergrößert übertragen wird. Auch das Lagerspiel des Biegestabes geht in die Messung des Fühlers ein und wird entsprechend der Vergrößerung durch den Übertragungshebel auf das Steuerglied für den Kraftheber übertragen. Die Genauigkeit der Steuerung wird dadurch weiter ungünstig beeinflußt. _ft0

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Genauigkeit der Steuerung eines Krafthebers zu verbessern und sie unabhängig von der Verformung des Gehäuses und dem Lagerspiel des Biegestabes zu machen.

Hierzu ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Fühlvorrichtung ein auf dem Biegestab in der Nähe e'nen Auflagers gelagertes, den Kraftheber beeinflussendes Bewegungsabnahmeglied aufweist mit dem das freie Ende eines mit seinem anderen Ende in der Nähe des anderen Auflagers des Biegestabes auf diesem befestigten Meßstabes abtastbar ist der unbelastet etwa parallel zum Biegestab verläuft

Durch diese Ausbildung der Fühlvorrichtung werden die Ungenauigkeiten, die sich durch die Verformung des Gehäuses und durch das Lagerspiel des Biegestabes in dem Gehäuse ergeben können, ausgeschaltet weil die Teile, durch deren Bewegungen relativ zueinander die Steuervorgänge ausgelöst werden, unmittelbar mit dem Biegestab selbst verbunden sind. Durch die Erfindung wird also eine genauere Steuerung des Krafthebers entsprechend der an dem Kraftheber auftretenden, vom Widerstand des Anhängergerätes abhängigen Zugkraft erreicht

Bei einer Vorrichtung zum Messen schwerer Lasten ist es bekannt (US-PS 23 19 299), die Last von einer auf zwei Schneiden gelagerten Platte aufnehmen zu lassen, an deren einem Ende ein die Platte umfassender Bügel befestigt ist Dieser trägt eine mit ihrem Taststift auf dem anderen Ende der Platte aufliegende Meßuhr. Bei Belastung stellt sich der Bügel auf die Tangente an die Biegeli.iie in dem einen Auflager ein. Die Meßuhr liefert dann ein Maß für das von der Platte aufgenommene Gewicht Der Gedanke, statt der Durchbiegung eines Meßkörpers die Tangente an seiner Biegelinie als Maß für die Belastung des Meßkörpers und damit zu einer Gewichtsbestimmung zu verwenden, ist daher bekannt. Für die zu lösende Aufgabe liefert aber der Stand der Technik keinen Hinweis.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung gekennzeichnet

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 in einer schematischen Seitenansicht eine Zugmaschine mit einem Kraftheber und einem Gerät;

F i g. 2 in einer vergrößerten perspektivischen Darstellung das Zugkraftfühlgestänge;

F i g. 3 in einem verkürzten senkrechten Schnitt das Zugkraftfühlglied und die Verbindungen zwischen dem Zugkraftfühlglied und den Zuggestängegliedern;

Fig.4 die Zugkraftfühlvorrichtung und ihre Lagerung in einem allgemein waagerecht verlaufenden Schnitt;

F i g. 5 in einem noch größeren Maßstab Einzelheiten der das Messen der Durchbiegung ermöglichenden Einrichtung;

Fig.6 schematisch die Zugkraftfühlvorrichtung im unbelasteten Zustand;

F i g. 7 schematisch die Zugkraftfühlvorrichtung im belasteten Zustand; und

F i g. 8 in einer graphischen Darstellung den Unterschied zwischen den Änderungen der Neigung und der Durchbiegung eines symmetrisch belasteten Stabes.

In F i g. 1 erkennt man eine Zugmaschine 1, mit der ein landwirtschaftliches Gerät 3 durch einen Kraftheber verbunden ist. Zu dem Kraftheber gehören zwei untere Gestängeglieder 5, von denen in F i g. 1 nur eines sichtbar ist, und ein oberes Gestängeglied 7. Die Gestängeglieder 5 und 7 bilden zusammen eine Dreipunktaufhängevorrichtung bekannter Art. Die unteren Gestängeglieder 5 können mit Hilfe von Hubgliedern 9 gehoben werden, die mit einem Hubarm 11 verbunden sind, welcher mit einer Schwenkwelle 16

drehfest verbunden ist Der Hubarm ti kann mit Hufe eines mit einem hydraulischen Zylinder 13 zusammenarbeitenden Kolbens 14 gehoben werden. " Gemäß F i g. 2,3 und 4 sind die unteren Gestängeglieder 5 auf den Enden eines Biegestabes 17 gelagert, der !einerseits von Lagern 19 getragen wird, die in ein Gehäuse 15 eingebaut sind. Der Biegestab 17 ist vorzugsweise zylindrisch und weist Endabschnitte 17a, einen mittleren Abschnitt 176 von kleinerem Durchmesser sowie äußere Endabschnitte 21 von kleinerem ,₀ Durchmesser ais die Endabschnitte 17a zum Aufnehmen von in die unteren Gestängeglieder 5 eingebauten Kugelgelenken 23 auf. Zu der Zugmaschine gehören zwei gegabelte Stützglieder 25, von denen je eines auf jeder Seite der Zugmaschine angeordnet ist; mit dem , gegabelten Ende jedes Stützgliedes 25 ist das untere Ende der Kolbenstange des zugehörigen Kolbens 14 mittels eines kurzen Zapfens 26 gelenkig verbunden. Die einen kleineren Durchmesser aufweisenden Endabschnitte 21 des Biegestabes 17 werden mit lockerem Sitz von Aussparungen 18 in den benachbarten Enden der Zapfen 26 aufgenommen, in denen diese Endabschnitte frei bewegbar sind.

Mit dem Biegestab 17 sind zwei Platten 20 jeweils durch eine Keilverzahnung verbunden, und diese Platten sind mittels Schrauben 22 an dem Gehäuse 15 befestigt. Die Schrauben 22 ragen durch Schlitze 24 der Platten 20 hindurch, und die Schlitze lassen Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Biegestabes 17 unter der Wirkung von Zugkräften zu, doch verhindern sie ^₀ Drehbewegungen des Biegestabes 17. Gemäß F i g. 3 und 4 können sich die dünneren Endabschnitte 21 des Biegestabes 17 in den Aussparungen 18 in den benachbarten Enden der Zapfen 26 in einem begrenzten Ausmaß bewegen. Eine maximale Durchbiegung des Biegestabes 17 in der einen oder anderen Richtung veranlaßt die Endabschnitte 2t, sich an die Wände der Aussparungen 18 der Zapfen 26 anzulegen, so daß die Wände dieser Aussparungen als Anschläge zur Wirkung kommen, um ein weiteres Durchbiegen des Biegestabes 17 zu verhindern.

Mit dem rechten Endabschnitt 17a des Biegestabes 17 ist mit Hilfe einer Klemmeinrichtung ein als langgestrecktes Bauteil ausgebildeter Meßstab 27 fest verbunden, der vorzugsweise einen L-förmigen Querschnitt hat und auf dem Biegestab 17 durch eine Schraube 29 festgeklemmt ist. Das entgegengesetzte Ende des Meßstabes 27 trägt eine Rolle 31, die mit einem Bewegungsabnahmeglied 33 zusammenarbeitet, das auf dem linken Endabschnitt 17a des Biegestabes 17 drehbar gelagert ist. Gemäß Fig.5 weist das Bewegungsabnahmeglied 33 einen Hebel mit einer nockenartigen Fläche 35 auf, mit der die Rolle 31 zusammenarbeitet, um das Bewegungsabnahmeglied um seine mit der Achse des Biegestabes 17 zusammenfallende Drehachse zu drehen. Das Bewegungsabnahmeglied 33 ist an seinem äußeren Ende mit dem unteren Ende eines Gestängegliedes 37 verbunden, das die Bewegung des Bewegungsabnahmegliedes auf eine Steuereinrichtung C überträgt. Zwischen einem an der Zugmaschine 1 befestigten Teil und dem Gestängeglied 37 stützt sich eine Feder 39 ab, um das Gestängeglied nach unten vorzuspannen und hierdurch das Bewegungsabnahmeglied 33 in seiner Anlage an der Rolle zu halten.

Die Steuereinrichtung C kann auf beliebige Weise ausgebildet und mit einer hydraulischen Ventileinrichti.n<j versehen sein, die bewirkt, daß der hydraulische Zylinder 13 mit dem Kolben 14 betätigt wird, um die Gestängeglieder des Krafthebers in Abhängigkeit von den auf die Gestängeglieder wirkenden Zugkräften und ihren Änderungen zu heben bzw. zu senken.

Wenn die Zugmaschine 1 ein Gerät 3 nachschleppt, treten in den unteren Gestängegliedern 5 Zugkräfte auf, die auf die dünneren Endabschnitte des Biegestabes 17 wirken, so daß dieser in der in Fig.7 schematisch dargestellten Weise durchgebogen wird. Fig.6 zeigt den Biegestab 17 im unbeanspruchten Zustand, d. h. für den Fall, daß keine Zugkräfte zur Wirkung kommen. Wenn sich der Biegestab 17 durchbiegt, behält das eingespannte Ende des Meßstabes 27 an der Einspannstelle seine parallele Lage zu dem Biegestab bei. Da auf das andere Ende des Meßstabes 27 keine Zugkräfte wirken, behält er seine gerade Form bei. Die Bewegung des freien Endes des Meßstabes 27 gegenüber dem Biegestab 17 ist eine Funktion des Durchbiegungswinkels oder der Neigung der Kurve, längs welcher sich der durchgebogene Biegestab 17 erstreckt.

Fig.8 veranschaulicht in einem übertriebenen Maßstab den Unterschied zwischen der Auslenkung a des Biegestabes 17 am Punkt seiner maximalen Durchbiegung und der Strecke b, die die Änderung der Neigung θ des Biegestabes am Punkt ihrer maximalen Winkelversetzung am einen Ende des Biegestabes bei gleich großer Belastung der Enden des Biegestabes widerspiegelt Es läßt sich zeigen, daß die Strecke b bei kleinen Durchbiegungen des Biegestabes 17 mindestens dem Vierfachen der Strecke a entspricht und diesen Wert bei zunehmender Durchbiegung des Biegestabes noch überschreitet Bei einer geringen Durchbiegung des Biegestabes ergibt sich das Verhältnis zwischen b und a aus der Gleichung

hia =

4(c + d)

wenn a die maximale Durchbiegung des Biegestabes, b den Abstand einer den Biegestab an seiner einen Lagerung tangierenden Linie von der anderen Lagerung des Stabes, c den Abstand zwischen den beiden Lagerungen 19 und d den Abstand zwischen dem Belastungspunkt, d.h. der Anschlußstelle des unteren Gestängegliedes 5, und der benachbarten Lagerung bezeichnet.

Wenn die Wirkung des Gewichts des durch das Gestänge der Zugmaschine unterstützten Geräts größer wird als die Wirkung der zwischen dem Gerät und der Zugmaschine auftretenden Zugkräfte, werden die Gestängeglieder 5 durch Druckkräfte beansprucht, so daß sich der Biegestab 17 in der entgegengesetzten Richtung durchbiegt. Hierbei ist das freie Ende des Meßstabes 27 dem Biegestab 17 näher benachbart als bei dem in Fig.6 dargestellten, unbeanspruchten Zustand des Biegestabes. F i g. 5 veranschaulicht mit Volumen die Stellung des Bewegungsabnahmegliedes 33 für den Fall der Belastung Null sowie mit strichpunktierten Linien die äußersten Stellungen, die das Bewegungsabnahmeglied bei einer maximalen Belastung erreicht. Hierbei veranschaulichen die strichpunktierten Linien 32 die bei der größten Zugkraft auftretende Stellung, während die strichpunktierten Linien 34 die Stellung bei der maximalen Druckkraft für den Fall veranschaulichen, daß auf beide Enden des Biegestabes 17 gleich große Kräfte wirken.

Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion landelt es sich lediglich um ein Beispiel für eine von nehreren Möglichkeiten zum Messen des Neigungswin- ;els des Biegestabes 17. Man könnte auch andere einrichtungen zum Fühlen des Winkelausschlags benutzen. Ferner läßt sich die Konstruktion auch bei Zugmaschinen anwenden, bei denen die auf das obere Gestängeglied wirkenden Kräfte gemessen werden, um das Gestänge so zu steuern, daß eine beliebig vorbestimmte Zugkraft aufrechterhalten wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erfassen und Regeln der Zugkraft einer Zugmaschine, die mit einem in Abhängigkeit von der Zugkraft verstellbaren Kraftheber und mit einem an seinen Enden die Zugkräfte aufnehmenden, in der Zugmaschine zweifach gelagerten Biegestab versehen ist, dessen Durchbiegung durch eine den Kraftheber beeinflussende Fühlvor- ι ο richtung abtastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlvorrichtung ein auf dem Biegestab (17) in der Nähe seines einen Auflagers gelagertes, den Kraftheber beeinflussendes Bewegungsabnahmeglied (33) aufweist, mit dem das freie Ende eines mit seinem anderen Ende in der Nähe des anderen Auflagers des Biegestabss (17) auf diesem befestigten Meßstabes (27) abtastbar ist, der unbelastet etwa parallel zum Biegestab (17) verläuft

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegungsabnahmeglied (33) aus einem Hebel mit einer nockenartigen Fläche (35) besteht, die an einer Rolle (31) in Anlage gehalten ist, welche auf dem bewegbaren Ende des Meßstabes (27) angeordnet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Feder (39), die die nockenartige Fläche (35) des Bewegungsabnahmegliedes (33) gegen die Rolle (31) drückt

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß der Meßstab (27) durch eine Einspanneinrichtung (29) drehfest auf dem Biegestab (17) festgeklemmt ist