DE2654047C3

DE2654047C3 - Steuervorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug

Info

Publication number: DE2654047C3
Application number: DE2654047A
Authority: DE
Inventors: Maurice Cyril Justin Fere Champenoise Marne Lestradet
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-11-28
Filing date: 1976-11-29
Publication date: 1981-08-13
Also published as: CA1101521A; FR2369634A2; DE2654047A1; DE2654047B2; NL7613082A; DK529776A; FR2369634B2

Description

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Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Steuervorrichtungen, mit denen der Fahrverlauf eines Fahrzeuges vermittels eines beweglichen Spurverlaufsträgers über einen mit der Steuerung des Fahrzeuges gekoppelten Fühler gesteuert werden kann, um der auf dem Spurverlaufsträger beliebig vorgegebenen Spur zu folgen, sind bekannt (FR-PS 11 83 400).

Eine Berücksichtigung der mit dem Fahrzeug zu bestreichenden Fläche in dem Sinne, daß eine vorgegebene Fläche von in bestimmter Richtung und die ganze Fläche schließlich abdeckenden hin- und hergehenden Parallelspuren bestrichen wird, ist mit einer solchen Vorrichtung nicht vorgesehen und auch nicht möglich.

Ein solches Steuerproblem stellt sich insbesondere auf dem Gebiet der Landwirtschaft, wo bspw. in aufeinanderfolgenden Zügen und parallelen Streifen ein Ackergelände vor seiner Bebauung, d. h. vor der Durcharbeitung oder dem Einsäen bearbeitet werden oder sein Pflanzenbewuchs durch Bestäuben behandelt werden muß.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, mit einem Fahrzeug eine vorgegebene Fläche in bestimmter Richtung und in Parallelspuren hin- und hergehend zu überfahren und somit flächendeckend zu bestreichen.

Diese Aufgabe ist mit einer Steuervorrichtung der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches genannten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung bedeutet natürlich nicht, daß ein Fahrzeugführer entbehrlich wird, sondern sie stellt für diesen ein Hilfsmittel dar, das vorteilhaft ein Überstreichen der vorgegebenen Fläche in genauen Parallelspuren ermöglicht, was wiederum sicherstellt, daß bspw. beii.i Düngen oder Behandeln mit Schädlingsbekämpfungsmitteln keine Fläohenauslassungen oder Flächenüberschneidungen auftreten.

Nichtsdestoweniger ist die Vorrichtung auch dann anwendbar, wenn das Fahrzeug selbsttätig gesteuert wird.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Steuervorrichtung in einer Seitenansicht;

F i g. 2 die Steuervorrichtung in der anderen Seitenvorrichtung;

Fig. 3 die Steuervorrichtung gemäß Fig. 1, 2 in Vorderansicht;

Fig.4 in Draufsicht ein zur Steuervorrichtung gehörendes Anzeige- un<3 feinstellelement;

Fig.5 teilweise in Schnitt und Ansicht das Element gemäß Fig.4;

F i g. 6 die graphische Darstellung eines zu befahrenden Flächenbereiches;

F i g. 7 die graphische Aufzeichnungsspur der durchfahrenen Spur (P, P2) gemäß F i g. 6;

F i g. 8 die Anordnung der Steuervorrichtung an einem Fahrzeug;

F i g. 9 in Seitenansicht die Anordnung weiterer Vorrichtungselemente am Fahrzeug gemäß Fi g. 8;

F i g. 10 eine Einzelheit von Ortungshilfsmitteln;

F i g. 11 die Steuervorrichtung in anderer Ausfuhrungsform;

Fig. 12 in Vorderansicht das Rad des Fahrzeuges gemäß F i g. 8;

Fig. 13 in Draufsicht den ganzen Vorderradbereich des Fahrzeuges gemäß F i g. 8;

Fig. 14 in Vorderansicht und vergrößert weitere Einzelheiten des Steuergetriebes nach F i g. 12,13;

Fig. 15 die zum Steuergetriebe gemäß Fig. 14 gehörende Steuerschaltung;

F i g. 16 den hydraulischen Teil der Steuerschaltung;

Fig. 17 im Schnitt und vergrößert ein Einzelelement der hydraulischen Steuerschaltung nach Fig. 16;

F i g. 18 ein weiteres hydraulisches Steuerungsteil;

Fig. 19 eine elektronische Ausführungsform der Steuerschaltung und

F i g. 20 eine weitere besondere Ausführungsform.

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus drei Teilen, nämlich einer Programmiereinrichtung, einer Einrichtung zum Ablesen des eingegebenen Programmes und einer Anlage zum Messen und Verwerten der von dem mit diesen Vorrichtungen ausgestatteten Fahrzeug bestimmten Steuerungen.

In der Programmiereinrichtung gemäß F i g. 1 läuft ein Aufzeichnungsband 1, und zwar als zunächst noch leeres Band, von einer Bandtrommel 8 zu einer Bandtrommel 2 und zurück, die beide auf Kugellagern 17 gelagert sind.

Die Aufzeichnung erfolgt mit einem Schreiber 3.

Das von der Bandtrommel 8 ablaufende Band 1 läuft über eine ebene Schreibunterlage 7, mitgenommen von einer Förderrolle 5, gegen die das Band 1 von zwei Spannrollen 4, 6 gedrückt wird, die an einem beweglichen Spannrollenhalter 9 sitzen. Der in Pfeilrichtung Fi bewegliche Spannenrollenhalter 9 ist mit einem Langloch 16 an einem Führungsbolzen 15 geführt und steht untet dem Druck einer Feder 14, die zwischen dem Spannrollenhalter 9 und einem winkelförmigen Haltestück 11 verspannt ist, das mittels Schrauben 12 am kastenförmigen Gehäuse 13 befestigt ist. Der Spannrollenhalter 9 sitzt dabei verschieblich auf einem Haltebolzen 10 des Haltestückes.

Auf der anderen Seite der in F i g. 1 gezeigten Gehäusefläche, an der die Bandtrommeln 2, 8 gelagert sind, sind die Antriebselemente angeordnet (F i g. 2), die aus einer Wahlkupplung und einem Reibscheibenantrieb bestehen. Die Antriebswelle 18 für die Programmiereinrichtung ist durch eine biegsame Welle mit dem nicht dargestellten Antrieb verbunden. Es handelt sich, wie dargestellt, um ein Zahnradgetriebe, das mit einem der Räder des Fahrzeuges, vorzugsweise einem getriebenen Rad, verbunden ist, um zu vermeiden, daß der Antrieb über ein mitlaufendes Rad erfolgt, das ggf. einem Schlupf unterworfen ist.

An der Antriebswelle 18 sitzt drehfest ein Ritzel 19. Die Wahlkupplung wird von einer kleinen Stt Ischeibe 20 gebildet, die zwei drehbare Ritzel 21,22 trägt und die mit einem gekrümmt verlaufenden Langloch 23 die Weile 24 umgreift, auf der ein Ritzel 25 sitzt. Durch diese

Anordnung ist es möglich, die beiden Ritzel 19,25 durch Verstellung der Stellscheibe wahlweise über eines der beiden Ritzel 21, 22 zu kuppeln, wodurch je nach Eingriff des Ritzels 21 oder 22 am Ritzel 19 die Banddurchlaufrichtung umgekehrt wird.

Die Welle 24, die das Ritzel 25 trägt, ist mit der Förderrolle 5 drehfest verbunden, die mit einem Gummibelag versehen ist, um das Aufzeichnungsband 1 mitzunehmen. Die Bandtrommeln 2, 8 werden durch Reibung mitgenommen, und zwar mittels entsprechend gelagerter Reibscheiben 26 bis 31 (F i g. 3).

Die Bandtrommel 8 hat eine doppelte Reibscheibe 26, die zwischen sich die auf der Achse 32 gelagerte Reibscheibe 27 einklemmt, die auf der anderen Seite zwischen der doppelten Reibscheibe 28 eingeklemmt ist, ι ^r> die auf der Achse der Förderrolle 5 läuft. Auf dieser Achse sitzt eine weitere doppelte Reibscheibe 29, in die eine zweite, auf der Achse 33 gelagerte Reibscheibe 30 eingreift, die ihrerseits in die doppelte Reibscheibe 31 auf der Achse der Bandtrommel 2 eingreift.

Dieser Getriebeausbildung und Zuordnung der erwähnten Einzelelemente entspricht die Waagrechtstellung des Stellhebels 34 der Stellscheibe 20, der Ausrückstellung des Ritzels 25 bzw. einer Ruhestellung.

Mit dieser Aufzeichnungsvorrichtung bzw. ihrem 2> Schreiber 3 wird auf dem Aufzeichnungsband 1 grafisch, wenn es vor der Schreibunterlage 7 vorbeiläuft, die vom Fahrzeug durchfahrene Spur aufgezeichnet.

Um seitliche Spurabweichungen zu erfassen, ist der Schreiber 3 querverschieblich in Pfeilrichtung F2 (F i g. 3) gelagert und zwar auf einem Träger 35, der auf Verstellführungen 36 sitzt und bei dem Stellstangengelenk 41 mit einer Stellstange 37 verbunden ist, die mit ihrem anderen Ende mittels des .Stellstangengelenkes 40 an einer Steiikurbel 38 angelenkt ist. Diese Stellkurbel *"> 38 dreht sich mit der Welle 39. die ihre Verdrehbewegung über eine biegsame Welle von einem hier nicht dargestellten Leitrad erhält.

Am Träger 35 ist ein Schreibhalter 42 mit einer Schraube 43 befestigt derart daß der Schreiber 3 durch ·«> Schwerkraft auf der Schreibunterlage 7 etwa unter 45" zur Auflage kommt, über die das Aufzeichnungsband 1 läuft.

Der Schreiber 3 könnte auch mit Druckelementen zur Aufiage gebracht werden, um den Schreibkontakt des ίϊ Schreibers 3 zum Aufzeichnungsband 1 zu verbessern.

Zum Ablesen dient ein Fühler, der den Schreiber 3 ersetzt und der genau der vom Schreiber 3 aufgezeichneten grafischen Spur folgt.

Die Elemente zum Orten und Aufzeichnen der vom >ß Fahrzeug fortlaufend eingenommenen Richtungen bestehen gemäß F i g. 4. 5 aus einer einen Kompaß bildender: Bussole 44. die es ermöglicht die geografische Ausrichtung des Fahrzeuges zu definieren. Die Bussole 44 hat ein drehbewegliches Zifferblatt, dessen Hauptflä- " ehe durch zwei mit Zahlen, bspw. von 0 bis 60, versehene Flächen gebildet und von denen die eine hell und die andere dunkel gehalten ist Jeder Zahl ist ein feiner Strich zugeordnet, um eine genaue Einstellung zu den Zeigern 49, 50 zu gewährleisten. Konzentrisch und «> unabhängig zur Bussole 44 können zwei Stellringe 51,52 betätigt werden, von denen der eine den Zeiger 49 und der andere den Zeiger 50 trägt Die Verstellung erfolgt jeweils durch die Stellknöpfe 62, 63, wodurch man die genannten Zeiger gegenüber den Ortungszahlen von ^b5 Abfahrt und Ankunft auf den aufzuzeichnenden Weg einstellen kann. Ein Stellring 46. der immer die Achse der Bussole 44 als Zentrum hat und eine 0-Markierung aufweist, hat eine Lasche 53, die von einem Stift 64 (Fig.3) mitgenommen wird, zeigt die Stellung der lenkbaren Räder des Fahrzeuges an. Eine Markierung 45, auf einem äußeren, stationären Ring 47 erlaubt es, die 0-Markierung darauf einzustellen und ggf. den Einschlagwinkel der Räder zu messen.

Durch eine ringförmige Fassung 48 ist das Ganze zusammengehalten.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt, wobei bspw. eine Fläche gemäß F i g. 6 bei der Benutzung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung in parallele, aber nicht gerade Streifen aufgeteilt gedacht sei.

Nach diesem Beispiel bringt man das Bearbeitungsfahrzeug an den unteren Feldquerrand 56 und an den linken Feldrand 54, von wo aus die Spur längs des Randstreifens 55 durchfahren wird. In der Abfahrtsstellung stellt man mittels der Bussole 44 die Richtung des Feldes und folglich die Richtung fest, die das Fahrzeug einzunehmen beginnt. Man stellt dann den Zeiger 49 auf bspw. die Zahl (30) der dunklen Zone unter der bspw. Voraussetzung ein, daß diese Zahl genau Norden anzeigt und daß das Fahrzeug in Richtung 0 weist. Das Fahrzeug beginnt nun auf dem Streckenabschnitt P einer vollkommen geradlinigen Spur zu folgen, wobei der Schreiber 3 auf dem Aufzeichnungsband 1, das mit einer zum Fahrzeug proportionalen Geschwindigkeit gefördert wird (Pfeil F₂ in Fig. 1) eine gerade Linie 57 (F i g. 7) zieht. Während dieser Streckendurchfahrt ohne Radeinschlag bleibt die Stellung des Zeigers 49 zu seinem Bezugszeichen (30) unverändert

Sobald das Fahrzeug die Abwinklung Pi erreicht, muß der Fahrer einen Einschlag der Räder vornehmen, um der neuen Richtung zu folgen, die sein Fahrzeug einnehmen muß. In diesem Augenblick bewirkt das Einschlagen der Räder eine seitliche Verstellung des Schreibers 3, was zu einem entsprechenden winkligen Aufzeichnungsverlauf 58 (Fig. 7) auf dem Aufzeichnungsband 1 führt.

Sobald der Fahrer gegenzulenken beginnt, um sein Fahrzeug auf den abgeknickten, aber wieder geraden Streckenabschnitt P₂ zu bringen, trägt der Schreiber 3 diese neue Richtungsänderung in Form des winkligen Spurverlaufs 59 auf. Wenn das Fahrzeug dann wieder seine gerade Richtung ohne weitere Änderung auf dem zweiten Streckenabschnitt durchfährt entspricht dies der Geraden 60 (F i g. 7) auf dem Aufzeichnungsband 1.

Hat das Fahrzeug den gegenüberliegenden Feldquerrand 61 erreicht stellt man den Zeiger 50 auf eine Zahl der dunklen Fläche der Bussole (F i g. 4), bspw. die (20), stellt diese Zahl auf eine andere Markierung, steckt das Gebiet so ab. indem man das Fahrzeug in eine neue Ausgangsstellung bringt, die unmittelbar neben dem durchfahrenen Streifen 55 liegt und rüeki die Sicilscheibe 20 aus.

Nach einer halben Drehung, nachdem sich das Fahrzeug in Rückkehrstellung befindet, versichert man sich, daß dieses in Richtung der 0-Markierung orientiert ist und daß die Zahl (20) der schwarzen Zone genau auf dem Zeiger 50 steht Wenn das Fahrzeug um 180° gedreht ist befindet sich die Ortung der schwarzen Zone nunmehr in der weißen Zone, d. h. umgekehrt zur Richtung der vorher durchfahrenen Spur. Man tauscht den Schreiber 3 gegen einen Fühler aus, um der vorher aufgezeichneten Spur zu folgen, wobei die Laufrichtung des Aufzeichnungsbandes 1 vor dem Losfahren mittels der Stellscheibe 20 umgekehrt wird.

Diese Programmier- und Ableseeinrichtung erlaubt es. die vorgegebenen Fläche in absolut parallelen

Spuren zu befahren, wodurch jede Auslassung bzw. Überschneidung einer Zone vermieden wird.

Das Programmiergerät kann auch ein anderes als ein Schreibgerät sein, bspw. könnte es sich um ein beleuchtetes optisches oder Tonregistriergerät handeln, s wobei man ggf. die bekannte Arbeitsweise von kinematografischen Tonabnehmern anwenden könnte. Man kann sich auch, um den Weg vorher zu programmieren, eines Kalasterplanes oder irgendeines anderen entsprechenden Kartenhilfsmittels bedienen. κι

Die Vorrichtung kann auch bei Maschinen mit selbsttätiger Steuerung angewendet werden, Es genügt in diesem Fall, die Vorrichtung mit einer Servosteuerung auszurüsten, die zu der Programmiereinrichtung gehört. ι >

Die Vorrichtung, die im Beispiel als mechanisch arbeitendes Gerät dargestellt ist, kann auch auf folgender Basis arbeiten: elektrisch durch Spannungsänderung, elektronisch durch Frequenzwandlung, elektromagnetisch durch Variation des Magnetfeldes, optisch jii durch Lichtänderungen auf Fotowiderstandszellen oder auch hydraulisch.

Die in F i g. 8 nur angedeutete Landmaschine 101 mit Führerstand 102 hat vorn zwei Lenkräder 103, die auf einer Achse 104 sitzen und von einem Steuerrad 117 aus r> mit Steuersäule 105 gelenkt werden können.

Ein Drittes, weder gelenktes noch motorisch angetriebenes Rad 106 ist vorn an der Frontseite 110 der Maschine, wie dargestellt, an einer Gabel 107 gelagert, die ihrerseits an einem nahezu horizontalen Halter 108 «> sitzt, der um eine horizontale Querachse 109 schwenkbar ist.

An der Frontseite 110 ist ferner unter etwa 45^l ein Ausleger 111 lixiert der an seinem oberen Ende eine Trägerfläche 112 mit einer Schutzhaube 113 aufweist, an ΐϊ der die Ortungsmittel gemäß F i g. 9 untergebracht sind. zu denen auch ergänzend zwei verstellbare Visierelemente 114 gehören, die über dem Aufzeichnungs· und Ablesegerät 116 im Führerstand 102 hinter der Windschutzscheibe 115 angeordnet sind. Die Länge des w Auslegers 111 ist so gewählt, daß sich die Trägerfläche 112 etwa drei Meter vor der Masse der Maschine 101 befindet. Der Ausleger 111 und die Schutzhaube 113 sind aus einem Nicht-Eisenmetall gefertigt, bspw. Holz, und auf die Längsachse der Maschine ausgerichtet.

Gemäß Fig.9 bestehen die Ortungsmittel unter der Schutzhaube 113 einerseits aus einem Navigationskompaß 118 mit einer Kugelhaube und andererseits einer auf X-X ausgerichteten Optik, die das Zentrum des Kompasses mit den Visierelementen 114 optisch 5t) verbindet Der Navigationskompaß 118 sitzt mit seinem Gehäuse auf der Trägerfläche 112, und seine Windrose ist ersetzt durch zwei Sektoren 118a, b von jeweils 180" mit unterschiedlicher Färbung, wobei jeder Sektor mit einer Hunderterteilung versehen ist. Die Optik 119 weist eine feine, zentrale, vertikale Mittellinie 120 und zwei Linsen 121 auf, von denen die eine bikonvex und die andere konvex-konkav ist Eine Lichtquelle 122 ist in der Nähe der Gradeinteilung angeordnet um die Ablesung zu erleichtern. Die Schutzhaube 113, die zum Führer- e>o stand hin offen ist, schirmt das ganze gegen eine Blendung von außen ab.

Die Anordnung des Kompasses weit vor der Masse der Maschine hält den Kompaß von magnetischen Einflüssen durch die Maschinenmasse frei. Die Licht- < >5 quelle 122 ist über einen Schalter 124 mit der Batterie 123 der Maschine verbunden.

Gemäß Fig. 10 sind die beiden Visierelemente 114 jeweils verstellbar auf übereinander angeordneten Stangen 125 angeordnet, die ihrerseits im Führerstand 102 im Sinne der Fig.9 mittels Halteelementen 126 über dem Gerät 116 befestigt sind.

Gemäß Fig. 11 weist das Aufzeichnungs- und Ablesegerät 116 einen vertikal in Maschinenlängsachse ausgerichteten Steg 127 auf, der auf einer Grundplatte 128 befestigt ist, die mittels Trägern 129 im Führerstand 102 gehalten ist. Am Steg 127 sind jeweils übereinander drei Wellen 130, 131, 133 angeordnet, von denen die beiden äußeren 130, 131 zur Führung eines Aufzeichnungsbandes 132 mit Walzen versehen sind, während die dritte Achse 133 zwei Andruckrollen trägt, die das Aufzeichnungsband 132 gegen eine Querplatte 133a drücken, die unter Federdruck steht und zwar von der Seite aus, an der sich das Schreibpult 134 befindet, das auf der Grundplatte 128 gelagert ist.

Die drei Wellen 130,131,133 werden von drei Ritzeln 135a. b, c angetrieben, die außen an den Wellen 130,131, 133 angebracht sind. Zwei Schaltritzel 135c/, e sind frei drehbar auf einem Schwenkhebel 136 angebracht, der auf der Achse des Steuerritzels 135/"schwenkbar ist, das auf der anderen Seite vom Ritzel 135£> angeordnet ist und der es ermöglicht, die Ritzel 135t/. e wahlweise anzutreiben, d. h. also jeweils im Eingriff mit den Ritzeln 135b. f. Das äußere Ende der Welle 133, die das Ritzel 1356 trägt, durchgreift dabei frei den Schwenkhebel 136 in einer halbkreisförmigen Aussparung. Diese Anordnung ermöglicht es, lediglich durch Betätigung des Schwenkhebels 136 die Andruckrollen der Welle 133 und damit das Aufzeichnungsband entweder in der einen oder anderen Richtung mitzunehmen.

Die gleichen Antriebsbedingungen ergeben sich für die Wellen 130, 131 mit ihren Ritzeln 135a. c. die durch Zwischenritzel 135^. h angetrieben werden. Das Steuerritzel t35f ist auf eine Welle 137 aufgekeilt, die kraftschlüssig mit dem Kupplungskopf einer biegsamen Welle 138 verbunden ist. Das Aufzeichnungsgerät 116 weist schließlich einen Schreiber 139 auf, der über das Aufzeichnungsband 132 bewegt wird und zwar im Bereich des Schreibpultes 134. Der Schreiber sitzt an einem Steuerzylinder 140 und kann auch gegen einen Lesekopf 141 ausgetauscht werden, indem man einen Drehknopf 142 auf einer am Steuerzylinder 140 sitzenden Tragleiste 142a um 180° dreht. Der Schwenkhebel 136 für die Einstellung der Auf- und Abrollrichtung des Aufzeichnungsbandes kann außerdem eine Totpunktstellung einnehmen. Die Ritzel 135a, c sitzen auf den Wellen 130, 131 unter Zwischenschaltung von Reibringen 130a, 131a, durch die ein weicher Antrieb des Auf- und Abrollvorganges ohne ungewöhnliche Spannungsbeanspruchung bewirkt werden kann.

Die biegsame weiie i3ä ist mit ihrem anderen Ende (siehe F i g. 8) mit der Achse des freilaufendes Rades 106 gekoppelt und überträgt so die Drehung dieses Rades 106 in das Aufzeichnungsgerät in dem das Aufzeichnungsband 132 proportional zur Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges läuft

Die Ortungseinrichtung dieses Gerätes ist im Oberteil der F i g. 11 erkennbar und besteht aus einem Zeiger 143, zwei Signallampen 144 und zwei Zählern 145. Der Zeiger 143 ist der längere Teil eines zweiarmigen Hebels, der drehbar in einem Lager 146 sitzt und dessen wesentlich kürzerer Teil 147 durch einen zweiten Steuerzylinder 148 verstellbar ist Der Zeiger 143 befindet sich vor einem halbkreisförmigen Zifferblatt 149, das senkrecht und quer zur Maschine steht und auf der Mitte oben eine 0-Markierung 150 aufweist Auf

beiden Seiten sind Teilungsmarkierungen 149a, b angebracht (bspw. in Metern) und die von oben nach unten abnehmend bspw. Durchmessergrößen von (32) bis auf (8) Meter anzeigen.

Gemäß Fig. 12, 13 ist ein Steuerzylinder 151 im Bereich der Achse 104 der Maschine derart angeordnet, daß er vom Steuerrad 117 aus bedient werden kann.

Wie aus Fig. 14 ersichtlich, besteht dieser Steuerzylinder 151 aus zwei nebeneinander angeordneten Zylindern 151a, b, deren Kolbenstangen 152a, b nach entgegengesetzten Seiten orientiert sind. Beide Zylinder 151a, b sind an ihren Enden durch zwei Halter 153 verbunden, die ihrerseits wieder miteinander durch zwei Querhalter 154,155 verbunden sind.

Unterhalb des Querhalters 154 und zwischen den beiden Zylindern 151a, b bewegt sich eine lange Steuerstange 156, an der mittels Schellen 157 jeweils die äußeren Enden der Kolbenstangen 152a, b befestigt sind.

An einem Ende der Steuerstange 156 sitzt eine Gelenkaufnahme 158 zur Aufnahme einer Gelenkkugel 159 (siehe auch F i g. 8, 12). Das Ganze ist an der Achse 104 befestigt, so daß die Stange 156 zu dieser parallel verschieblich ist. Nach vorn ist der Zylinder 151 durch ein elastisches Lager 160 (Fig. 12) gehalten, das einerseits unter dem Zylinder 151 und andererseits auf einer Konsole 161 und an der Achse 104 mittels einer Schelle 162 befestigt ist. Die Steuerstange 156 ist nach einem der gelenkten Räder iO3 gerichtet, so daß sich das Kugelgelenk etwa in der Höhe der Radaufhängung 163 des betreffenden Rades 103 befindet (Fig. 12). Die Gelenkkugel 159 weist einen nach oben gerichteten Fortsatz 164 auf, der mittels eines horizontalen Schwenkannes 165 über Zwischenstücke 166, 167 mit einer Steuerstange 168 in Verbindung steht, die die Radaufhängung 163 betätigt. Mit dieser Gestängeanordnung wird erreicht, daß die Verstellung der Lenkräder 103 vom Steuerrad 117 aus mit einer Verstellung der Steuerstange 156 und der Zylinderstangen 152a, b erfolgt, die damit verbunden sind.

F i g. 15 (in Verbindung mit F i g. 8) zeigt, daß mit dem Steuerzylinder 151, wie oben beschrieben, ein elektrischer Schaltkreis gekoppelt ist. der Anzeigeelemente aufweist, die aus den beiden Signallampen 144 und den beiden Zählern 145 bestehen. Der Querhalter 154 ist mit einem Längsschlitz 169 versehen, der über der Steuerstange 156 angeordnet ist und in dem sich ein Zapfen 170 verschieben kann, der von der Steuerstange 156 bewegt wird. Am Zapfen 170 sitzt ein elektrisch isolierender Arm 171 mit einem Kontakt 172. Auf dem Querhalter 155 sitzt eine Kontaktleiste mit leitenden Flächen 173a, b, die mittig durch ein Intervallstück 174 getrennt sind, auf das sich der Kontakt 172 einstellt, wenn sich die beweglichen Teile der Zylinder in Mittelstellung befinden, d. h. also, wenn die Lenkräder 103 gerade gerichtet sind. Ein elektrischer Leiter 175 steht am Anschlußpunkt 176 in der Mitte des Armes 171 mit dem Kontakt 172 in Verbindung und führt zur Batterie 123, während zwei andere Leitungen 177a, b von den leitenden Flächen 173a, b zum anderen Pol der Batterie 123 geführt sind.

In den Leitungen 177a, b liegen die Signallampen 144, zu denen parallel Leitungen 178a, b mit den Zählern 145 und Schaltern 179a, b verlaufen.

Die beiden Schalter 179a, b werden von benachbart angeordneten Schaltscheiben 180a, b betätigt, die nebeneinander auf der Welle 137 sitzen. Daraus ergibt sich, daß bei gerade stehenden Rädern 103 der Kontakt 172 mit beiden Flächen 173a, b in Kontakt steht und beide parallelen Kreise geschlossen sind, wodurch beide Signallampen 144 brennen und beide Zähler 145 mit der Maßgabe laufen, wie die Schaltscheiben 180a, b die Schalter 179a, b betätigen. Werden dagegen die Lenkräder 103 nach links oder rechts eingeschlagen, dann wird die Steuerstange 156 in entsprechender Richtung verschoben, wobei der Kontakt 172 nur eine der beiden Flächen 173a, b berührt, so daß nur eine der

H) beiden Signallampen 144 entsprechend aufleuchtet und nur der entsprechende Zähler 145 weiterzählt. Wie Fig. 11 erkennen läßt, ist der Steuerzylinder 151 mit dem Zeiger 143 verbunden.

Gemäß Fig. 14, 16 ist jeder Zylinder 151a, b am kolbenstangenfernen Ende an Anschlüssen 181a, b mit Leitungen 184a, b versehen, die beide über Leitungen 182a, b zu den Eingängen eines Vierwegeventiles 183 führen, dessen Ausgänge durch zwei andere Leitungen 184a, b mit den Anschlüssen 185a, b an den beiden Enden des Steuerzylinders 148 verbunden sind.

Aus Fig. 17 ist erkennbar, daß dieser Steuerzylinder 148 zwei Kolben 187a, b an einer gemeinsamen Kolbenstange 188 aufweist, an der mittig ein Stellhebel 189 sitzt, der einen Längsschlitz 190 durchgreift, so daß sein äußeres Ende in eine Nut 191 am kürzeren Teil 147 des Zeigers 143 eingreifen kann.

Die Zylinder 148, 151 und das ganze Leitungssystem sind mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt. Zum hydraulischen System gehört noch ein Drehwegeventil 186, das mit den Leitungen 184a, b und mit einem Flüssigkeitsvorratsbehälter 192 verbunden ist. Das Dreiwegeventil 186 ermöglicht es, den Zeiger 143 auf die 0-Markierung 150 des Zifferblattes 149 einzustellen, aber wenn die Räder 103 gerade gestellt sind. Das ganze System ist betriebsbereit, wenn das Ventil 186 nach der Einstellung des Zeigers 143 geschlossen ist.

Das Vierwegeventil 183 ermöglicht es, den Weg des Zeigers umzuschalten, wenn die Maschine einen Rückweg einschlagen muß. Es kann auch vorgesehen

•40 werden, das Vierwegeventil 183 durch den Schwenkhebel 136 (Fig. 11) auf drei Stellungen einzustellen, um damit die Behandlung zu vereinfachen.

Wie aus Fig.8, 13 ersichtlich, ist ferner ein weiterer Steuerzylinder 193 am Halter 108 des freilaufenden Rades 106 vorgesehen. Dieser Halter 108 hat Form und Anordnung einer waagerechten Platte gemäß F i g. 13.

Der Steuerzylinder 193 entspricht in seinem Aufbau gleich dem des Doppelzylinders 151, weist jedoch keine elektrische Schaltung auf. Das Kugelgelenk (Fig. 13), das mit dem Zylinder 193 verbunden ist, wird von einem Fortsatz 164a getragen.

Wenn das Rad um seine Vertikalachse schwenkt, wird der Zylinder in Tätigkeit gesetzt und zwar gegenüber der Mittelstellung in der einen oder anderen Richtung.

Gemäß Fig. 18 ist der Steuerzylinder 193 in einen hydraulischen Steuerkreis entsprechend dem der Fig. 16 geschaltet, d.h. er enthält ein Vierwegeventil 183a, ein Dreiwegeventil 186a und einen Flüssigkeitsvorratsbehälter 192a, wobei der hydraulische Kreis an die Enden des Steuerzylinders 140 angeschlossen ist, der den Schreiber 139 betätigt

Dieser Steuerzylinder 140 entspricht in seinem Aufbau dem des Zylinders 148 mit dem Unterschied, daß der Stellhebel 189 direkt am Zeiger 143 befestigt ist Das Dreiwegeventil 186a ermöglicht eine vorherige Zentrierung des Schreibers 139 am Aufzeichnungsgerät, wenn das frei mitlaufende Rad 106 gerade steht Die Anordnung ist derart, daß, wenn sich das Rad 106

entweder nach rechts oder nach links verstellt, seine vertikale Drehachse die Stange gemeinsam für den Doppelzylinder 193 antreibt, wobei diese ihrerseits durch die Zwischenschaltung des hydraulischen Kreises eine Verschiebung des Doppelkolbens im Zylinder 140 bewirkt und damit folglich den Schreiber 139 entweder nach rechts oder nach links verstellt.

Die Fig. 19 zeigt eine andere Ausführungsform bezüglich des Antriebes für das Aufzeichnungsband, ausgehend vom vor dem Fahrzeug laufenden Rad 106 (Fig. 19), das für diesen Fall mit einer Polscheibe 194 versehen ist, deren Pole nacheinander an einem stationären Fühler 195 vorbeilaufen, der über eine Leitung 1% mit einer Elektronik 197 in Verbindung steht, die Anschlüsse 198,-199 für Vor- und Rückwärtsfahrt und eine Ausgangsleitung 200 aufweist, die zu einem Schrittmotor 201 führt, der mit der Welle 137 (siehe F i g. i 1) des Aufzeichnungsgerätes verbunden ist. Die Vorwärtsschrittschaltungen des Motors 201 werden vom Fühler 195 gesteuert, wobei der Winkel des Aufzeichnungsbandvorschubes von der Anzahl der von der Polscheibe 194 ausgeführten Einzelschritte abhängig ist.

Die Steuerung des Fahrzeuges kann anstatt einer Handsteuerung und Beobachten durch einen Fahrer ^ auch durch selbsttätiges Abtasten der auf dem Aufzeichnungsband aufgezeichneten Spur und durch ein selbsttätiges Betätigen der Fahrzeugsteuerung, vorzugsweise auf lichtelektrischem Wege erfolgen und zwar durch einen Steuerungsantrieb der bspw. auf die jü Steuersäule einwirkt.

Bspw. ist dafür ein Detector vorgesehen, der auf den Steuerungsantrieb einwirkt und gemäß Fig. 20 eine Fotozelle 202 am Ende eines Lichtleitkabels 203a aufweist, dessen anderes Ende 204 am Lesekopf 141 des π Aufzeichnungs- und Ablesegerätes angeordnet ist, der der aufgezeichneten Spur 206 auf dem Aufzeichnungsband folgt.

Die Ausleuchtung der Spur erfolgt von einer Lichtquelle 205 aus über ein Lichtleitkabel 2036. Die Fotozelle 202 steht mit einem elektrischen Steuerkreis 207, dessen Ausgang zu einem Motor 208 für die Verstellung bspw. der Steuersäule 105 führt. Die Verwendung von Lichtleitkabeln 203a, b hat gegenüber einer Direktabtastung der Spur 206 mit der Fotozelle 202 den Vorteil, diese stationär anordnen zu können.

Bei dieser Ausführungsform stellt man zunächst die Steuerzylinder und den einstellbaren Kontakt 172 auf das Intervallstück 174, sofern die Richtung absolut gerade ist, so daß der Zeiger 143 auf der 0-Markierung 150 steht, wobei beide Signallampen 144 aufleuchten und die beiden Zähler 145 auf 0 stehen. Dabei ist der Schreiber auf das Aufzeichnungsband aufgesetzt und der Schwenkhebel 136 (Fig. 1!) auf »Vorwärts« gestellt. Man nimmt dann von der Anzeige des Navigationskompasses 118 durch eines der Visierelemente 11 Kenntnis. Dann bringt man das landwirtschaftliche Fahrzeug auf den Weg und folgt dabei dem Feldrand 54 der zu überdeckenden Fläche. Am Ende dieses Weges bringt man den Schwenkhebel 136 auf seine Neutralstellung und notiert erneut die Anzeige des Kompasses 118, die man durch das andere Visierelement 114 abliest.

Dann wird die Maschine um 180° umgelenkt und auf die parallele Folgespur für die Rückfahrt ausgerichtet, nachdem man die Markierung des Zifferblattes 149 eingestellt hat, die dem Wendekreisdurchmesser entspricht. Am Ende der Wende wird sich die betreffende Zone des Kompasses, z. B. die rote, in gleicher Weise gedreht haben und an Stelle der anderen stehen. Man sieht dann durch das zweite Visierelement 114 die entsprechende Ortungsziffer vor der Halbdrehung ersetzt, man gewinnt wieder die gerade Richtung und stellt den Kompaß auf die gewünschte Zahl ein. Dann korrigiert man bei langsamer Vorwärtsfahrt (noch vor dem oberen Feldquerrand 61) die Stellung des Fahrzeuges derart, daß man sich genau in Richtung der Markierung des Kompasses befindet. Ist die Ausrichtung in Ordnung, brennen beide Signallampen 144. Sollte eine verlöschen, dann korrigiert man leicht, bis die andere wieder aufleuchtet, und schließlich stellt man die beiden Zähler 145 vor dem Start auf 0, und beide Signallampen 144 leuchten in diesem Augenblick wieder auf. Am Ende der Spurstrecke benutzt man wieder, um eine Wendung zu vollziehen, die beiden Zähler 145 derart, daß sie genau identische Zahlen angeben. Die Maßnahmen, um die beiden Signallampen 144 zum Leuchten zu bringen und auf gleiche Zahlen an den Zähler 145 einzustellen, entsprechen der Bewegung des Steuerrades 117. Am Ende des Rückweges geht man wieder entsprechend vor.

Die Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsband ist besonders nützlich, wenn die zu befahrende Spur eine Kurve ist. während für gerade Spuren die Signallampen 144 und Zähler 145 im Prinzip ausreichen. Es sei auch darauf hingewiesen, daß man die Umkehrung der Steuerrichtung der Steuerzylinder mittels der Vierwegeventile bewirken kann, die jedoch nur in dem Augenblick bewirkt werden muß, wo die beiden Signallampen am Ende jeder Fahrstrecke gemeinsam aufleuchten.

Anstelle einer hydraulischen Steuerung könnte man auch rein elektrische Steuerungen verwenden, wobei die SteuerzylindeY bspw. durch lineare elektrische Stellmotoren zu ersetzen wären.

Ein zusätzliches Hilfsmittel für die Kontrolle der Fahrzeugwendung bestünde darin, zunächst die Länge der Geraden zu messen, die während der Wendung auf dem Aufzeichnungsband aufgezeichnet worden ist, um dann bei Folgewendungen das Fahrzeug anzuhalten, sobald es die auf dem Aufzeichnungsband aufgezeichnete Länge erreicht hat, da an dieser Stelle das Fahrzeug notwendigerweise eine Schwenkung urn l§0° erreicht haben muß.

Anstelle eines Aufzeichnungsbandes 132 könnte man bei sinngemäßer Geräteanpassung auch eine Kassette verwenden.

Hierzu 12 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 10 15 20 30 35

1. Steuervorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug, zur jeweiligen parallelen Spurhaltung längs einer zuvor durchfahrenen Spur, bestehend aus einem beweglichen Spurverlaufsträger und einem mit der Fahrzeugsteuerung gekoppelten Spurverlaufsfolgeelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Spurverlaufsfolgeelement in Form eines wahlweise zur Wirkung bringbaren Schreibers (3) und Fühlers in einem von der durchfahrenen Spur (P, P2) abhängig verstellbaren Halter (42) angeordnet ist, der in Wirkverbindung mit einem Richtungseinstell- und Richtungsverlaufsanzeigeelement (44, 118) stehend ausgebildet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Richtungsverlaufsanzeigeeiement als Bussole (44) mit zwei halbkreisförmig bezifferten, mit 180°-Teilung versehenen Flächen ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bussole (44) mit Zeigern (49, 50) zusammenwirkende numerische Teilungen aufweist, die in Relation zu den Bewegungen der Schreibers (3) beweglich sind und die gleichzeitig als Anzeigeelement ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden halbkreisförmigen Flächen von zwei konzentrischen Kreisringen umgeben sind, von denen der eine Ring (47) feststeht und eine feste Markierung (45) aufweist und der andere drehbare Stellring (46) mit den Lenkrädern des Fahrzeuges in Wirkverbindung steht und eine 0-Markierung und den gleichbeweglichen Zeiger (49) aufweist, wobei die Bussole (44) von dem zweiten beweglichen Zeiger (50) für die Rückfahrt des Fahrzeuges übergriffen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unter Schwerkraft wirksame, an einem querverstellbaren Trägev (35) in einem Halter (42) angeordnete Schreiber (3) einem beweglichen Aufzeichnungsband (1) zugeordnet ist, wobei der Träger (35) über Getriebeelemente, nämlich Stellstange (37), Stellkurbel (38), Welle (39) Stellstangengelenk (41) und biegsame Welle mit mindestens einem der Lenkräder des Fahrzeuges in Wirkverbindung steht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsband (1), wie Papierband, auf Bandtrommeln (2, 8) geführt ist, die antriebsmäßig mit mindestens einem Rad des Fahrzeuges durch Übertragungselemente verbunden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungselemente für das über eine Schreibunterlage (7) geführte Aufzeichnungsband (1) aus einer Förderrolle (5) und zwei Spannrollen (4, 6) gebildet sind, die an einem unter Spannung einer Feder (14) stehenden Spannrollenhalter (9) sitzen und gegen die Förderrolle (5) gedrückt sind, wobei für die Drehbewegung der Trommeln (2,8) und der Rollen (4,5,6) Reibscheiben (26 bis 31) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einem Ritzel (25) versehenen Förderrolle (5) eine um die Antriebswelle (18) schwenkbare Stellscheibe (20) zugeordnet ist, an der zwei weitere Ritzel (21, 22) angeordnet sind, die

45

50

60

65 wahlweise mit dem Ritzel (25) und einem Ritzel (19) auf der Antriebswelle (18) in Eingriff bringbar angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkrad aSs antriebsfreies Rad ausgebildet ist

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem als Aufzeichnungsband (1) ausgebildeten Spurverlaufsträger ein Lesekopf (141) zugeordnet ist

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bussole (44) in Form eines mit Gradeinteilung versehenen Navigationskompasses (118) ausgebildet und auf einem nicht magnetischen Ausleger (111) entfernt von der Fahrzeugmasse angeordnet und dem Kompaß (118) Anpeilelemente zugeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpeilelemente aus mindestens einem Vissierelement (114) im Führerstand (102) des Fahrzeuges und aus einer Optik (119) gebildet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Signalgeberelementen, wie Zeiger (143), Signallampen (144), Zählern (145) zur Richtungsänderungsanzeige des Fahrzeuges versehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn:- eichnet, daß der sich unter der Wirkung des Lenkrades (103) gegenüber eine 0-Markierung (150) verstellbare Zeiger (143) als zweiarmiger Hebel mit einem kürzeren Teil (147) ausgebildet ist, wobei der 0-Markierung (150) beidseitig eine Teilungsmarkierung (149a^ für die Wendekreisdurchmesser zugeordnet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Signallampen (144) und die Zähler (145) über zwei parallele Leitungen (177a, b) mit durch ein Intervallstück (174) getrennten Flächen (t73a, b) elektrisch verbunden sind, denen ein beweglicher Kontakt (172) zugeordnet und dieser je nach Richtungswechsel auf eine der beiden Flächen (173a, b) oder bei Neutralstellung auf das Intervallstück (174) eingestellt ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsband (1, 132) und der Schreiber (3, 139) in Abhängigkeit von der Fahrzeugführung beweglich sind und mit dem Lenkrad (103) und durch Übertragungselemente, nämlich Steuerzylinder (140, 148, 151) und Leitungen (177a, b) mit den Signalelementen (143, 144, 145) unter Ausbildung eines hydraulischen oder pneumatischen Schaltkreises verbunden sind, wobei zwischen den Leitungen (182a, b und 184a, b) ein Vierwegeventil (183) angeordnet ist und daß ferner ein elektrischer Schaltkreis mit Leitungen (175, 177a, b) und beweglichem Kontakt (172) vorgesehen ist, der mit dem Steuerzylinder (151) und den Signalelementen (144,145) mechanisch bzw. elektrisch in Verbindung steht.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsband (132) mit einer Elektronik (197) für die Geschwindigkeitsübertragung des Fahrzeuges in Wirkverbindung steht, wobei ein Geschwindigkeitsdetector (194,195) einen Motor (201) für den Antrieb des Aufzeichnungsbandes steuert.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler bzw. Lesekopf (141) mit einem optischen Leseelement (202) verbunden ist und mit einem elektrischen Steuerkreis (207), der zu einem Richtungssteuermotor (208) für die Steuersäule (105) geführt ist