DE2647077A1

DE2647077A1 - System und vorrichtung zur steuerung der pfluegetiefe

Info

Publication number: DE2647077A1
Application number: DE19762647077
Authority: DE
Inventors: Angelo Guarina; Gianfranco Salotti
Original assignee: Magneti Marelli SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 1975-10-23
Filing date: 1976-10-19
Publication date: 1977-05-05
Also published as: SE7611746L; FR2328381B3; NL7611758A; IT1043594B; FR2328381A1

Description

PATENTANWALT DIPL-INQ. JOACHIM STRASSE 2647077

HANAU RÖMERSTR.19 · POSTFACH 793 · TEL. (06181) 20803/20740 · TELEGRAMME: HANAUPATENT ■ TELEXs 4184782 pat

FABBRICA ITALIANA MAGNETI
MARELLI S.P.A.
Vi a GuastaI I a 2

Mailand, Italien 18. Oktober 1976

(2181846 IT) Str/MI - 11 459

System und Vorrichtung zur Steuerung der PfIügetiefe

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und eine elektronische Vorrichtung zur Steuerung der Einstechtiefe beim Pflügen mit einem Ackerschlepper.

Vorrichtungen zur Steuerung der Pflügetiefe mittels automatischer Kontrolle der PfIügIeistung an der Pflugschar sind bereits bekannt. Diese Vorrichtungen weisen eine Verdrehungsstange auf, welche die Pflügkraft abtasten kann und einen hydraulischen Kreislauf betätigt, der seinerseits das Anheben und Senken der Pflugschar bewirkt und zwar in Abhängigkeit der mehr oder weniger großen Belastung der Verdrehungsstange gegenüber einer vorgegebenen Kraft.

Aufgrund der Verwendung dieser Verdrehungsstange sind diese bekannten Vorrichtungen sehr aufwendig und kostspielig. Außerdem verringert sich beim Rutschen der Antriebsräder des Schleppers die seitens der Verdrehungsstange abgetastete Kraft mit dem Nachteil, daß die Pflugschar noch welter in

7Q9818/0305

den Boden einsticht, so daß der Schlepper angehalten wird und dadurch auch ein beträchtlicher Verschleiß der Bereifung zu verzeichnen ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der obengenannten Mangel. Zur Lösung dient allgemein ein elektronisches System zur Kontrolle der Einstech-Pflügetiefe, wobei die Tatsache ausgenutzt wird, daß bei zu großer Einstechtiefe ein Rutschen des Schleppers einsetzt. Dieses Rutschen wird abgetastet.

Hierzu wird ein der tatsächlichen Geschwindigkeit des Schleppers entsprechendes Signal gewonnen, und zwar ein solches Signal, das der Umfangsgeschwindigkeit der nicht angetriebenen Räder des Schleppers proportional ist. Außerdem wird ein Signal gewonnen, das der Umfangsgeschwindigkeit der Treibräder entspricht, wodurch ein dem Rutschen des Schleppers entsprechendes Signal durch Vergleich zustande kommt. Ein weiterer Vergleich findet zwischen dem Rutschsignal mit einem Signal statt, welches einem bestimmten Rutschen entspricht, um entsprechende logische Signale zu erhalten. Diese logischen Signale werden dann zur Steuerung des Anhebens oder Senkens oder auch zur Beibehaltung der jeweiligen Stellung der Pflugschar benutzt. Zwecks Ei— zielung einer maßgeblich gleichmäßigen bzw. konstanten Pflügetiefe, welche durch den vorgegebenen Rutschwert bestimmt wird, wird das Rutschwertsignal des Schleppers gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung mit einem beliebig breiten Bereich innerhalb des vorgegebenen Rutschwertes verglichen, so daß logische Signale zur Steuerung des Anhebens oder Senkens des Pfluges nur erfolgen, wenn das Signal des tatsächlichen Rutschens des Schleppers oberhalb oder unterhalb dieses Bereichs liegt.

Vorteilhafterweise läßt sich außerdem ein weiteres logisches Signal zur Steuerung der Anhebung des Pfiugs benutzen, wenn die Einstichtiefe einen vorgegebenen Wert erreicht hat oder übersteigt.

7Q9818/030S

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in der anliegenden Zeichnung dargestelI ten AusbiIdungsbeispiels:

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur

Durchführung, des erfindungsgemäßen Systems,

Fig. 2 eine Kurve mit einem RutschverI auf des Sch Ieppers und

Fig. 3 eine Anordnung ähnlich Fig. 1 an einem einfachen Sch i epper.

in ihren wesentlichen Teilen weist eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 zwei Geschwindigkeitssensoren A und B, eine elektronische Schaltung CE und eine Steuerschaltung CC auf, deren Ausgänge U und U an- zwei elektrisch gesteuerte Ventile EV und EV angeschlossen sind. Diese Ventile bewirken jeweils das Anheben oder Senken der Pflugschar unter Benutzung eines mediumabhängigen, etwa eines hydraulischen HiIfssystems.

Ein Sensor, beispielsweise A, gibt an den Eingang E- der Schaltung CE ein der Geschwindigkeit des Schleppers entsprechendes Signal, während der andere Sensor B an den Eingang E„ der Schaltung CE ein der Umfangsgeschwindigkeit der Räder des Schleppers proportionales Signal anlegt.

Aufgrund dieser Eingangssignale errechnet die Schaltung CE einen dem Durchrutschen des Schleppers entsprechenden Wert, welcher in derselben Schaltung CE mit einem entsprechenden vorgegebenen Rutschwert oder mit einem vorgegebenen Pflügetiefenwert verg I ei chbar i st.

709818/0306

Lediglich zur sinnfälligen Darstellung ist in der Fig. 2 eine willkürliche Kurve Sc in dieser Form eingezeichnet, die einen Verlauf des von CE errechneten Rutschwertes wiedergeben soll, während Sr das entsprechende lineare Bezugssignal ist. Aufgrund des Vergleichs der Werte der Kurven Ce und Sr gibt die Schaltung CE am Ausgang U logische Signale ab, welche über die Steuerschaltung CC das Erregen oder Abfallen eines oder des anderen Elektromagnet-Ventils EV₁, EV₇ bewirken, so daß das Anheben oder Senken des Pflugs erfolgt. Die logischen Signale können dabei auch derart sein, daß beide elektrisch betriebenen Ventile abgeschaltet bleiben. In diesem Fall würde der Pflug seine jeweilige gerade eingenommene Lage beibehalten. Soll ein allzu häufiges Betätigen (Anheben oder Senken) des Pfluges vermieden werden, wird das Signal Sc nicht mehr unmittelbar mit dem Bezugssignal Sr verglichen, sondern mit einem umgebenden Wertbereich um dasselbe herum, so daß eine bestimmte Bandbreite eines nicht ansprechenden Bereichs entsteht. Hierzu wird weiterhin auf die Fig. 2 Bezug genommen, in der mit "Sr + K" und mit "Sr - K" diejenigen Grenzwerte bezeichnet sind, welche den nicht ansprechenden Bereich begrenzen, so daß nur bei Werten von Sc oberhalb oder unterhalb dieses Nichtansprech-Bereichs (vgl. entsprechende Linien) am Ausgang von CE logische Signale auftreten, die zur Steuerung der elektrisch betätigten VentiIe· dienen. Damit wird eine dauernde Beaufschlagung der Pflugregulierung vermieden. Die Bandbreite kann einstellbar gemacht werden und die Breite des Ansprechbereichs bestimmt die Genauigkeit, mit welcher die Pflügetiefe gewünscht wird einzuhalten.

Das Bezugssignal Sr wird mittels einer schematisch durch den Pfeil DR dargestellten Steuerung bestimmt, während die Breite des nicht ansprechenden Bereichs mittels einer weiteren, durch den Pfeil DK bezeichneten Steuerung geschieht.

7Q9818/030S

Falls die Pflügearbeit eine bestimmte Tiefe nicht überschreiten soll, wird die Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit einer zusätzlichen logischen Schaltung RL ergänzt, welches zwischen den Ausgang U der Schaltung CE und den Eingang E der Stufe CC eingesetzt wird. An einem Eingang P der Schaltung RL liegt das Ausgangssignal einer Schwellen-Schaltung CS an und an einem anderen Eingang Q ist ein Taster oder Schalter I vorgesehen, der eine Freigabeschaltung für den Betrieb des Pfluges bewirkt,

Die Schaltung CS gibt ein logisches Signal zur Steuerung der Anhebung des Pflugs nur, wenn die Einstichtiefe den vorgegebenen Wert erreicht und übersteigt. Dieser vorgegebene Wert wird als Signal DP eingegeben.

Das andere für diesen Zweck erforderliche Signal wird aus der tatsächlichen Einstientiöfe des Pfluges gewonnen und hierfür
kann ein Differenzia I transformator TD benutzt werden, der
einen gleitenden Kern hat, welcher den senkrechten Verstellbewegungen des Pflugtragarmes folgt. Das so gewonnene Signal wird an die Schwellwertschaltung CS über einen Verstärker AM angelegt.

Der Schalter I wird durch den Fahrer nur. benutzt, wenn sich
der Schlepper auf dem zu beackernden Feld befindet und In Betrieb genommen werden soll. Dadurch besteht ein Schutz gegen unbeabsichtigtes Heben und Senken des Pflugs, welches Gefahren für den Benutzer oder andere Personen bringen könnte.

Die zuvor erwähnten logischen Schaltungen CE, RL, CC sind an sich bekannt und es erübrigt sich daher eine nähere Beschreibung. So kann beispielsweise die Schaltung CE aus einfachen Verstärkern mit Rechen- und Vergleichs-Funktionen bestehen. Die Schaltung RL kann aus einem logischen Netz mit normalen
Toren bestehen und die Stife CC aus Leistungsverstärkern mit Transistoren.

7Θ9818/030 8

In FIg. 3 ist eine Vorrichtung dargestellt, die an einen einfachen Schlepper angesetzt i.st. Dieser Schlepper ist mit einem Paar nicht angetriebener Räder RF und einem Paar Antriebsrädern RM versehen. Zur Vereinfachung der Übersicht sind die Schaltungen CE, RL und CC aus Fig. 1 in Form eines Blockes T dargestelIt.

Bei dieser Anwendung wird der Geschwindigkeitssensor A aus Fig. 1 durch zwei Aggregate C und C₂ gebildet, von denen jedes einen Taster S. und S„ und einen Spannungsfrequenzwandler C. und C« aufweist.

Die Taster S₁ und S_? wirken jeweils mit zwei Zahnrädern R. und R₂ zusammen, die ihrerseits fest mit den nicht angetriebenen Rändern RF verbunden sind. Durch die Drehung der Räder entsteht eine der Drehzahl der Räder proportionale Spannung bzw. ein verarbeitbares elektrisches Proportionalitätssignal. Die Wandler C , C₂ sind an den Eingang E. der«Scha Itung T angeschlosser», und zwar gegebenenfalls über eine Schaltung DM, die die Aufgabe hat, dafür zu sorgen, daß an den genannten Eingang E. entweder ein Signal anzulegen, das der jeweils höchsten Drehzahl eines der beiden Räder proportional ist öder das ein Signal anlegt, welches einer mittleren Geschwindigkeit oder der langsamsten Geschwindigkeit beider Räder entspricht.

In ähnlicher Welse besteht der Geschwindigkeits-Sensor B der Antriebsräder aus einem Aggregat G , welches aus einem Taster S und einem Frequenz/Spannungs-Wandler C₃ zusammengesetzt ist.

Der Taster S- empfängt -impulse über ein Zahnrad R,, das fest mit der Motorwöile M verbunden Ist. Der Wandler C ist unmittelbar an den anderen Eingang E₂ von T angeschlossen. An der Schaltung T liegen selbstverständlich auch der anhand von Fig. 1 beschriebene Schwel!kreis CS und der Schalter I an, während sei ne. Ausgänge lh und U₂ an die elektrisch gesteuerten Ventile EV. und EV_?

ti 7G9818/03Q5

angeschlossen sind. In der Darstellung von Fig. 3 sind die Schaltungen C , C„, C und DM als außerhalb des Blocks T befindlich angenommen, doch ist es selbstverständlich, daß sie in diesen einen Block gleichfalls mit eingeschlossen warden können.

Patentansprüche:

7Θ9818/03Ι

Claims

Patentansp rüche :

1. Elektronisches System zur Steuerung der Pflügetiefe eines landwirtschaftlichen Schlepperpflugs, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Durchrutschen der Schlepperräder proportionales Signal zur Steuerung der Einstichtiefe des Fluges dient.

2. Elektronisches System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennze i chnet, daß ein der tatsächlichen Schleppergeschwindigkeit proportionales Signal (^₁) und ein der Umfangsgeschwindigkeit der Treibräder des Schleppers proportionales Signal (E„) gewonnen wird, wobei sich aus beiden vorerwähnten Signalen ein dem Rutschen des Schleppers entsprechendes Signal ergibt, welches als Rutschsignal mit einem einer vorgegebenen Rutschbewegung entsprechenden Signal verglichen wird, um|daraus logische Signale (U₁, U-) zu erhalten, die wiederum zum Anheben oder Senken oder Beibehalten der Lage des Pfluges benutzt werden.

3. Elektronisches System gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Rutschsignal des Schleppers innerhalb einer Bandbreite eines nicht ansprechenden Bereiches des ungefähren Wertes der vorgegebenen Rutschbewegung verglichen wird, wobei diese Bandbreite einstellbar sein kann.

4. Elektronisches System gemäß Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres logisches Signal zur Steuerung des Anhebens des Pfluges benutzt wird, wenn die Einstichtiefe des Pfluges einen vorgegebenen Wert erreicht oder überschreitet.

9 -

7Q9818/030S

■Χ-

Elektronische Vorrichtung gemäß Ansprüchen 1 bis 3, zum Anheben und Absenken eines Pfluges aufgrund des Ansprechens zweier elektrisch gesteuerter Ventile (EV₁ und EV₉), dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Detektor (A) zur Ermittlung der Geschwindigkeit des Schleppers vorgesehen ist, welcher dieser Geschwindigkeit proportionale Signale liefert und daß ein Detektor (B) zur Ermittlung der Umfangsgeschwindigkeit der Antriebsräder des Schleppers vorgesehen ist, welcher dieser Geschwindigkeit entsprechende Signale liefert, und daß eine elektronische Schaltung (CE), an welche die genannten Signale angelegt sind, sowohl den Rutschwert (Sc) des Schleppers errechnet als auch das Signal der Rutschbewegung mit einem vorgegebenen Rutschwertsignal (Sr) vergleicht, um am Ausgang logische Signale abzugeben, wobei diese Schaltung mit Mitteln (DR) versehen Ist, um den vorgegebenen Rutschwert einzugeben und gegebenenfalls durch ein weiteres Signal (DK) die Breite des nicht ansprechenden Pflugbewegungsbereichs zu erweitern, und daß ferner ein Steuerschaltkreis (CC) , an welchen die logischen Signale angelegt sind eines oder keines der beiden Elektroventi Ie (EV., EV„) je nach den an ihren Eingang (E) (Fig. 1, 2) angelegten logischen Signalen erregt.

Elektronische Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß an den logischen Kreis (RL) das Ausgangssignal der elektronischen Schaltung (CE) angelegt Ist, während das Ausgangssignal an eine Verstärkerstufe (CC) angelegt ist, wobei an die Schaltung (RL) ein Startsignal (Q) und ein Korrektursignal (P) zur Vorgabe der Stellung der Pflugschar anlegbar ist und das Signal (P) aus der tatsächlichen Stellung der Pflugschar im Vergleich zu einer vorgegebenen Stellung gewonnen wird.

- 10 -

709813/0305

Elektronische Vorrichtung gemäß Ansprüchen 5 und 6, wobei der Schlepper ein einfacher Zugschlepper ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor für die Schlepper-Geschwindigkeit aus zwei Frequenz-Spannungswandlern besteht (C., C_) welche mittels Tastern (S₁* ^s ₂^ ^m'^{+ zwei} Zahnrädern zusammenwirken, die ihrerseits von den nicht angetriebenen Schlepper-Rädern (RF) in Drehung versetzt werden und an den ersten Eingang (E ) der elektronischen Schaltung (CE) über eine Schaltung (DM) zur Ermittlung der wirklichen Geschwindigkeit angeschlossen werden und daß die Tastorgane für die Umfangsgeschwindigkeit der Antriebsräder (RM) aus einem Frequenz-Spannungs-Wandler (C,) bestehen, welche über einen Taster (S,) mit einem von der Motorwelle (M) mitgenommenen Zahnrad gekuppelt ist und an den zweiten Eingang (E ) der elektronischen Schaltung (CE) angeschlossen ist.

7Q9818/030S