DE2638378A1

DE2638378A1 - Zugwiderstandsregelung fuer ein zugfahrzeug mit einem hydrostatischen antrieb

Info

Publication number: DE2638378A1
Application number: DE19762638378
Authority: DE
Inventors: Stanley Martin Gregerson
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1975-09-15
Filing date: 1976-08-26
Publication date: 1977-03-24
Also published as: US4023622A; NL7609868A; RO74504A; CA1056262A; JPS637722B2; ES451516A1; AU1621776A; IT1078322B; AR211346A1; AU498331B2; BR7606066A; FR2323933A1; JPS5238301A

Description

DEERE & COMPANY ' _{Case Ho}_ _1O832

RUFtOPEAN OFFICE

Zugwiderstandsregelung für ein Zugfahrzeug mit einem hydrostatischen Antrieb

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zugwiderstandsregelung für
ein mit einem Stellmittel ausgerüstetes Zugfahrzeug mit einem
eine Speiseleitung aufweisenden hydrostatischen Antrieb und
einem auf Zugwiderstände ansprechenden Meßwertgeber, dessen Impulse auf eine das Stellmittel betätigende Steuereinheit übertragbar sind.

Bei einer bekannten Zugwiderstandsregelung (US-PS 2 94O 53O)
werden die Impulse von einer Meßwertstange abgegriffen, die mit den unteren Lenkern einer herkömmlichen Drexpunktgerätekupplung verbunden ist. Somit werden bei derartigen Regelungen die vom
Gerät ausgelösten Widerstandskräfte unmittelbar auf den Meßwertgeber übertragen. Da sich aber auch bei sich ändernden Zugwiderständen das Drehmoment am Zugfahrzeug ändert, ist auch bereits
vorgeschlagen, den Impuls für die Zugwiderstandsregelung von
dem Drehmoment am Ackerschlepper abzugreifen (US-PS 3 575 241).

Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe wird darin gesehen, bei Zugfahrzeugen mit einem hydrostatischen Antrieb dessen Flüssigkeitsdruck zur Widerstandsregelung auszunutzen. Diese Aufgabe
ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß der Meßwertgeber auf Flüssigkeitsdruck anspricht und mit der Speiseleitung des hydrostatischen Antriebes verbunden ist. Auf diese Weise
ist eine äußerst einfache Vorrichtung geschaffen, über die sich ändernde Belastungen abgegriffen und zur Auslösung eines Regelvorganges herangezogen werden können. Es ist somit nicht mehr
nötig, die Lenker einer Drexpunktgerätekupplung derart auszubilden, daß von ihnen ein Impuls abgegriffen werden könnte.

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Eine Regelhydraulik bei Zugmaschinen ist normalerweise auch so ausgelegt, daß sie neben der reinen Zugwiderstandsregelung auch auf Lage eingestellt werden kann. Bei derartigen Zugwiderstandsregelungen ist nach der Erfindung das Lagegestange von dem auf Flüssigkeitsdruck ansprechenden Meßwertgeber über einen Nockenhebel betätigbar. Dieser Nockenhebel ergibt die Möglichkeit des wahlweisen Ansprechens und unter Umständen, je nach Ausbildung des Nockens, daß die Lageeinstellung ganz überspielt wird.

Andererseits ist es gemäß der Erfindung aber auch möglich, daß die Zugwiderstandsregelung ganz ausgeschaltet wird oder in ihrer Empfindlichkeit einstellbar ist, weshalb nach der Erfindung weiter vorgeschlagen wird, daß die Ansprechempfindlichkeit des auf Flüssigkeitsdruck ansprechenden Meßwertgebers einstellbar ist.

Im einzelnen weist der Meßwertgeber nach der Erfindung einen mit der Speiseleitung des hydrostatischen Antriebes verbundenen Kolben auf, der in Abhängigkeit vom Druck in der Speiseleitung gegen die Wirkung einer Feder verschiebbar ist. Diese wiederum ist einstellbar, wodurch die Empfindlichkeit des Meßwertgebers variierbar ist.

Bei einer auch auf Lage einstellbaren Zugwiderstandsregelung ist schließlich der Kolben des auf Flüssigkeitsdruck ansprechenden Meßwertgebers mit dem Nockenhebel schwenkbar verbunden, dessen Nockenfläche gegen einen in einem Schlitz geführten Venti!hebel der Steuereinheit unter der Wirkung einer Feder anliegt und der in einem Schlitz des Lagegestänges geführt ist. Auf diese Weise wird beim Ansprechen des Meßwertgebers dieser bzw. sein Kolben axial verschoben, wodurch der Nockenhebel um • seine Anlenkstelle am Kolben verschwenkt und seine Nockenfläche gegen den Ventilhebel zjir Anlage kommt, so daß dieser die Steuereinheit im öffnenden Sinne betätigen kann. Beim Anheben des

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Stellmittels wird die auf den hydrostatischen Antrieb wirkende Last verringert, so daß der Meßwertgeber unter der Wirkung seiner Feder wieder eingefahren wird, wodurch der Kolben den Nockenhebel zurückschwenkt und der Ventilhebel unter der Wirkung seiner Feder wieder in eine Neutralstellung zurückgehen kann, so daß der Steuervorgang wieder unterbrochen wird.

In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher erläutertes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 einen Ackerschlepper mit hydrostatischem Antrieb,

Fig. 2 die Zugwiderstandsregelung in schematischer Darstellung,

Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel für einen Nocken.

In Fig. 1 der Zeichnung ist der mit einem hydrostatischen Antrieb ausgerüstete Ackerschlepper mit 10 bezeichnet. Er weist einen Hauptrahmen 12 mit Vorderrädern 14 und rückwärtigen Treibrädern auf. Ferner ist am Hauptrahmen 12 ein Verbrennungsmotor 18 vorgesehen, der ein hydrostatisches Getriebe 20 antreibt. Der Ackerschlepper 10 ist ferner mit zwei unteren Lenkern 22 und einem oberen Lenker 24 ausgerüstet, die dazu dienen, um mit einem Gerät verbunden zu werden.

In Fig. 2 ist die Widerstandsregelung mit 30 bezeichnet. Zur Widerstandsregelung gehören ein Steuerhebel 32, der schwenkbar mit anderen, noch nachfolgend zu beschreibenden Teilen in einem Gehäuse 34 angeordnet ist. Mit dem Steuerhebel 32 ist über einen Stift 35 eine Stange 36 schwenkbar verbunden, die wiederum über einen Steuerstift 38 mit einem Zwischenhebel 40 in Verbindung steht.

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Der Zwischenhebel 40 ist mit einem Schlitz 42 in etwa seiner Mitte versehen und nimmt dort einen Bolzen 44 verschiebbar auf. Dieser ist fest mit einem Ventilhebel 46 versehen, der seinerseits über einen Gelenkbolzen 48 an einer Steuereinheit 50 angelenkt ist. Letztere weist einen Pumpenstößel 52 und einen Sumpfstößel 54 auf, die über den Ventilhebel betätigbar sind, so daß eine Zylinderpumpe 56 mit einer Innenkammer 60 in der Steuereinheit 50 oder die Innenkammer 60 mit einem Sammelbehälter 58 in Verbindung kommen können.· In der Neutralstellung werden die Stößel nicht über den Ventilhebel 46 betätigt und beide liegen auf ihrem Sitz auf.

Die Innenkammer 60 ist über eine Leitung 62 mit dem zylinderseitigen Ende eines Stellmittels 64 verbunden. Dessen Kolbenstange ist an dem oberen Lenker 24 angelenkt. Letzterer ist somit über die Kolbenstange 66 um eine Welle 68 verschwenkbar, wenn das Stellmittel 64 ein- oder ausgefahren wird.

Die Welle 68 ist ferner mit einem öhr 72 verbunden, an dem ein Lagefühlgestänge 70 angreift. Dieses weist im einzelnen eine Gewindestange 74 auf, die auf das Gewinde 78 einer Taststange 76 aufschraubbar ist. Die Gewindeverbindung, dient dazu, um Herstellungstoleranzen ausgleichen zu können. Die Taststange ist ferner mit einem Flachteil versehen, an dem wiederum ein Taststift 80 angeordnet ist, über den die Taststange 76 und der Zwischenhebel 4O miteinander schwenkbar verbunden sind. An einem Ende des Flachteils der Taststange 76 ist ferner noch ein Bolzen 82 vorgesehen, der schwenkbar und drehbar in den Schlitz 84 eines Nokkenhebels 86 eingreift.

Der Nockenhebel 86 weist eine Nockenflache 88 auf, die in ihrer Arbeitsstellung gegen den Bolzen 44 anliegt und der Kraft einer Feder 90 entgegenwirkt, die an dem Bolzen 44 angreift.

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Ein Meßwertgeber 92 ist mit einem Kolben 94 ausgerüstet, der über einen Kolbenbolzen 96 mit dem Nockenhebel 86 verbunden ist. Der Kolben 94 wiederum ist in einem Gehäuse 98 verschiebbar gelagert. Dieses weist Innengewinde 102 auf, in das eine Hülse 100 eingeschraubt werden kann. Wenn nun diese Hülse in das Gehäuse 98 eingeschraubt wird, so wird eine Feder 104 gespannt, die dadurch gegen einen am Kolben 94 vorgesehenen Kolbenflansch 106 mit anwachsender Federkraft anliegt. Der im Gehäuse 98 verschiebbare Teil des Kolbens 94 ist von einer Dichtung 108 umgeben, die Leckölverluste aus einem Druckraum 110 verhindert.

Der Druckraum 110 ist über eine Leitung 112 mit einer Leitung verbunden, die bereits zu dem hydrostatischen Getriebe 20 gehört. Die Leitung 114 ist mit zwei hydrostatischen Antrieben 116 verbunden, die mit den Treibrädern 16 umlaufen. Die hydrostatischen Antriebe 116 sind ferner über eine Leitung 118 und die Leitung an die eine Seite eines VentilSchiebers 120 angeschlossen, über den die Fahrtrichtung des Ackerschleppers umgekehrt werden kann. An die andere Seite des VentilSchiebers 120 ist eine Pumpe 122 mit veränderbarer Förderkapazität und der Sammelbehälter 58 angeschlossen.

Bei der Darstellung der Widerstandsregelung in Fig. 2 befindet, sich der obere Lenker 24 in seiner untersten Stellung, so daß auch das Stellmittel in seiner eingefahrenen Position dargestellt ist. Die Steuereinheit befindet sich in Neutralstellung, und auch der Meßwertgeber nimmt eine Stellung ein, in der keine Impulse übertragen werden.

Um nun den oberen Lenker anheben zu können, betätigt die Bedienungsperson den Steuerhebel in Pfeilrichtung R. Durch die Bewegung des Steuerhebels 32 wird der Zwischenhebel 40 um den Taststift 80 verschwenkt. Da dabei der Bolzen 44 gegen das rechte Ende des Schlitzes 42. in dem Zwischenhebel 40 über die Feder 90 anliegt, wird der Ventilhebel 46 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn

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um den Bolzen 48 verschwenkt, wodurch der Pumpenstößel 52 betätigt und die Zylinderpumpe 56 mit dem Stellmittel 64 verbunden wird.

Wenn nun das Stellmittel 64 ausgefahren wird, wird der obere Lenker 24 bis in eine Position angehoben, die der Position des Steuerhebels 32 proportional ist, wobei die Welle 68 ebenfalls gedreht wird, um das Lagefühlgestange 70 proportional auf einem Bogen zu verstellen, der durch die im Uhrzeigerdrehsinn erfolgende Bewegung des Zwischenhebels 40 um den Steuerstift 38 bestimmt ist. Die Bewegung des Taststiftes 80 des Zwischenhebels 40 bewirkt, daß der Ventilhebel 46 im Uhrzeigerdrehsinn um den Bolzen 48 umläuft, so daß der Pumpenstößel 52 wieder die Zylinderpumpe 56 von dem Stellmittel 64 trennt, nachdem der obere Lenker eine vorherbestimmte Höhe erreicht hat, die der Stellung des Steuerhebels 32 proportional ist.

Wenn der Ackerschlepper sich im Stillstand befindet, werden die hydrostatischen Antriebe 116 nicht druckbeaufschlagt, so daß sich der Meßwertgeber 92 in seiner Ruhestellung befindet, wobei der Kolben 94 in das Gehäuse 98 infolge der Wirkung der Feder 104 eingefahren ist.

Wird nun der Ackerschlepper in Bewegung gesetzt und wünscht die Bedienungsperson, das angeschlossene Gerät abzusenken, so wird der Steuerhebel 32 in eine Richtung bewegt, die durch den Pfeil L angedeutet ist. Diese Bewegung des Steuerhebels 32 resultiert in einer entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn erfolgenden Bewegung des Zwischenhebels 40 um den Taststift 80. Diese Bewegung wiederum ermöglicht, daß der Ventilhebel 46 im Uhrzeigerdrehsinn unter der Wirkung der Feder 90 verschwenkt und gegen den Sumpfstößel 54 zur Anlage kommt, wodurch das Stellmittel 64 mit dem Sammelbehälter 58 verbunden wird. Wenn nun die Flüssigkeit aus dem Stellmittel austritt, kann der obere Lenker 24 bis in eine Stellung absinken, die proportional der Stellung des Steuerhebels 32 ist,

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wobei die Welle 68 sich dreht, um das Lagefühlgestänge 70 proportional auf einem Kreisbogen zu bewegen, der durch den Zwischenhebel 40 bestimmt ist, der entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn um den Steuerstift 38 umläuft. Die Bewegung des Zwischenhebels 40 wiederum bewirkt eine entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn erfolgende Bewegung des Ventilhebels 46, wodurch der Sumpfstößel 54 freigegeben wird und die Steuereinheit 50 wieder in ihre Neutralstellung gelangt, in der das Stellmittel 64 weder mit der Zylinderpumpe 56 noch mit dem Sammelbehälter 58 verbunden ist.

Wenn nun der obere Lenker abgesenkt wird, so werden die auf den oberen Lenker und die unteren Lenker 22 über das Gerät einwirkenden Zugwiderstände ansteigen. Die Zugwiderstände sind je nach den verschiedenen Bodenbedingungen unterschiedlich und wirken auf den Ackerschlepper 10 eine Bremskraft aus. Dadurch wird der Hydraulikdruck in der Leitung 114 des hydrostatischen Getriebes 20 durch die Pumpe 122 erhöht, bis der Druck proportional dem Zugwiderstand ist, um eine konstante Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten.

Ist es nun gewünscht, daß die Widerstandsregelung lediglich lageabhängig ist, wobei die Arbeitstiefe proportional der Stellung des Steuerhebels 32 ist, so braucht lediglich die Hülse 100 in das Gehäuse 98 des Meßwertgebers 92 eingeschraubt zu werden, wodurch die Feder 104 eine so große Kraft auf den Kolben 94 ausübt, daß dieser auch unter hydraulischem Maximaldruck nicht verschoben werden kann.

Die Empfindlichkeit der Widerstandsregelung 30 kann durch Ändern der Spannung der Feder 104 infolge Herausdrehens der Hülse 100 verändert werden. Die Vorspannung ist proportional der maximalen Widerstandskraft, bei deren Überschreiten das Gerät angehoben wird, um die Widerstandskraft zu verringern.

Um die Empfindlichkeit bei einer vorherbestimmten Tiefe einstellen zu können, braucht die Bedienungsperson lediglich im Einsatz

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die Hülse 100 so weit zu drehen, bis der Kolben 94 aus dem Gehäuse 98 in Abhängigkeit von dem hydrostatischen Druck in dem Druckraum 110 austritt. Die nach außen gerichtete Bewegung des Kolbens 94 wird übersetzt und bewirkt eine im Uhrzeigerdrehsinn erfolgende Bewegung des Nockenhebels 86 um den Kolbenbolzen 96, wenn der Schlitz 84 auf dem Bolzen 82 gleitet. Die richtige Einstellung ist erreicht, wenn die Nockenfläche 88 des Nockenhebels 86 gegen den Bolzen 44 anliegt, ohne daß eine Aktivierung der Steuereinheit 50 erfolgt.

Wenn nun die Widerstandskraft nachläßt, dann wird der Nockenhebel 86 nicht mehr gegen den Bolzen 44 anliegen, so daß die Stellung des oberen Lenkers nicht beeinflußt wird.

Wenn nun die Zugkräfte ansteigen, wird die Nockenfläche 88 des Nockenhebels 86 gegen den Bolzen 44 zur Anlage kommen und ihn von dem rechten Ende des Schlitzes 42 fortbewegen, wodurch die Steuereinheit 50 derart betätigt wird, daß die Pumpe 56 mit dem Stellmittel 64 verbunden wird. Wenn nun das Stellmittel 64 ausgefahren wird, wird der obere Lenker 24 angehoben, wodurch sich das Lagefühlgestänge 70 auf einem Kreisbogen bewegt, der durch die im Uhrzeigerdrehsinn erfolgende Bewegung des Zwischenhebels 40 um den Steuerstift 38 bestimmt ist. Die Bewegung des Lagefühlgestanges 70 wiederum bewirkt eine im Uhrzeigerdrehsinn erfolgende Bewegung des Nockenhebels 86 um den Kolbenbolzen 96. Die Nockenfläche 88 ist mit einer vorherbestimmten Konfiguration versehen, so daß erst nach einer bestimmten Bewegung des Lagefühlgestänges und des Kolbens 94 der Bolzen 44 und der Ventilhebel 46 bewegt werden, wodurch die Steuereinheit 50 in ihre Neutralstellung zurückgeführt wird. Die Konfiguration ist so gewählt worden, um eine optimale Balance zwischen Lage- und Widerstandsregelung bei unterschiedlichen Bodenverhältnissen zu erhalten. Wenn nun die Zugwiderstände infolge Anhebens des Gerätes abnehmen, dann wird der Kolben 94 des Meßwertgebers 92 eingefahren, wodurch der Bolzen 44 sich wieder auf das rechte Ende des

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Schlitzes 42 unter der Wirkung der Feder 90 zu bewegen kann. Der Ventilhebel 46 wird dann bewegt, wodurch die Steuereinheit 50 das Stellmittel 64 mit dem Sammelbehälter 58 verbindet, so daß der obere Lenker 24 sich senken kann. Der obere Lenker 24 senkt sich so lange ab, bis er proportional zu der Stellung des Steuerhebels 32 sich befindet, und auch das Lagefühlgestange 70 kehrt in seine Ausgangsstellung zurück, in der sich dann der Ventilhebel 46 und die Steuereinheit 50 in ihrer Neutralstellung befinden, in der alle Ein- bzw. Auslässe verschlossen sind.

Die Widerstandsregelung 30 weist ferner das Merkmal auf, daß der obere Lenker durch Anwendung von äußeren Kräften angehoben werden kann, wobei die Zylinderpumpe 56 nicht arbeitet. Eine Bewegung des oberen Lenkers 24 wird zunächst bewirken, daß der Kolben des Stellmittels ein Vakuum erzeugt und dann daß das Lagefühlgestänge 70 sich bewegt, so daß das Stellmittel 64 mit dem Sammelbehälter 58 verbunden wird.

Nach einer weiteren Ausführung kann eine reine Widerstandsregelung dadurch erreicht werden, daß anstelle des Nockenhebels 86 ein Nokkenhebel 186 mit einer Nockenfläche 188 Verwendung findet. Der Unterschied in den Nockenflächen 88 und 188 besteht darin, daß bei dem Nockenhebel 186 der geometrische Punkt der Nockenfläche 188 gleichen Abstand zu dem Kolbenbolzen 96 aufweist, wobei der geometrische Punkt bei dem Nockenhebel 86 in einem vorherbestimmten Maße, wie es durch die gestrichelten Linien in Fig. 3 gezeigt ist, geändert ist. Dies hat den gleichen physikalischen Effekt, als ob der Kolben 94 gegen den Bolzen 44 direkt anliegen würde. Hierdurch ist es also möglich, daß die Widerstandsregelung 30 nur auf Zug bei einer vorher gewählten Tiefe anspricht, und zwar in Abhängigkeit von den Druckvariationen über und unter den vorherbestimmten Druck, der über die Hülse 100 eingestellt ist.

Bei eingestelltem oberen Lenker und eingestelltem vorherbestimmtem Druck bewirkt ein Ansteigen der Widerstandskräfte, daß der obere

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Lenker angehoben wird. Dieses Anheben des oberen Lenkers bei dieser Ausführung bewirkt jedoch nicht, daß das Lagefühlgestänge 70 die Steuereinheit 50 in ihre Neutralstellung zurückführt. Stattdessen muß die Widerstandskraft, die von dem Meßwertgeber 92 abgegriffen wird, zunächst wieder abnehmen, bevor die Steuereinheit 50 in die Neutralstellung zurückgeführt werden kann. Gleichermaßen wird eine abnehmende Zugkraft es dem oberen Lenker 24 erlauben, daß er abgesenkt wird, wobei der Senkvorgang nicht eher unterbrochen wird, bis die Zugkräfte wieder auf den vorherbestimmten Wert angestiegen sind.

Patentansprüche

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Claims

DEERE & COMPANY Case No> 10832 EUROPEAN OFFICE Patentansprüche

1. Zugwiderstandsregelung für ein mit einem Stellmittel ausgerüstetes Zugfahrzeug mit einem eine Speiseleitung aufweisenden hydrostatischen Antrieb und einem auf Zugwiderstände ansprechenden Meßwertgeber, dessen Impulse auf eine das Stellmittel betätigende Steuereinheit übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber (92) auf Flüssigkeitsdruck anspricht und mit der Speiseleitung des hydrostatischen Antriebes (116) verbunden ist.

2. Zugwiderstandsregelung nach Anspruch 1 mit einem Lagegestänge, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagegestänge von dem auf Flüssigkeitsdruck ansprechenden Meßwertgeber (92) über einen Nockenhebel (86) betätigbar ist.

3. Zugwiderstandsregelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechempfindlichkeit des auf Flüssigkeitsdruck ansprechenden Meßwertgebers (92) einstellbar ist.

4. Zugwiderstandsregelung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber (92) einen mit der Speiseleitung des hydrostatischen Antriebes (116) verbundenen Kolben (94) aufweist, der in Anhängigkeit vom Druck in der -Speiseleitung gegen die Wirkung einer Feder (104) verschiebbar ist.

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5. Zugwiderstandsregelung nach Anspruch 4/ dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (104) einstellbar ist.

6. Zugwiderstandsregelung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (94) des auf Flüssigkeitsdruck ansprechenden Meßwertgebers (92) mit dem Nockenhebel (86) schwenkbar verbunden ist, dessen Nockenfläche (88) gegen einen in einem Schlitz (42) geführten Ventilhebel (46) der Steuereinheit (50) unter der Wirkung einer Feder (90) anliegt und der in einem Schlitz (84) des Lagegestänges geführt ist.