DE2743157A1

DE2743157A1 - Ueberlastsicherung fuer ein bodenbearbeitungswerkzeug

Info

Publication number: DE2743157A1
Application number: DE19772743157
Authority: DE
Inventors: Loren Glenn Arnold; Ia Davenport; Robert Vick Green; Jack Cleveland Wiley
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1976-10-01
Filing date: 1977-09-24
Publication date: 1978-04-06
Also published as: ES462799A1; AU2931177A; DE2743157C3; DE2743157B2; MX145219A; US4128130A; AU506703B2; BE859186A; CA1075071A; GB1591383A; AR219093A1

Description

DEERE & COMPANY EUROPEAN OFFICE

überlastsicherung für ein Bodenbearbeitungswerkzeug

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überlastsicherung für ein nach hinten oben ausschwenkbares und in die Arbeitsstellung rückführbares Bodenbearbeitungswerkzeug, das an einem unteren, anderenends am Rahmen für das Bodenbearbeitungswerkzeug angelenkten Lenker vertikal schwenkbar angeschlossen und über einen Haltearm in seiner Arbeitsstellung festsetzbar ist, der an einer anderenends oberhalb der Anschlußstelle des unteren Lenkers am Rahmen angelenkten, spannbaren Federeinrichtung angreift.

Bei der bekannten Überlastsicherung (US-PS 35 65 180), von der die Erfindung ausgeht, kann das Bodenbearbeitungswerkzeug zwei voneinander unabhängige Bewegungen, die normalerweise miteinander kombiniert sind, ausführen, und zwar einmal um seine Anlenkstelle an dem Rahmen nach hinten oben schwenken und zum andern um seine Anlenkstelle an dem unteren Lenker drehen. Bei der Schwenkbewegung des Bodenbearbeitungswerkzeuges um seine Anlenkstelle am Rahmen verringert sich der wirksame Hebelarm des dem Hochschwenken entgegenwirkenden Momentes, während sich der Hebelarm des dem Drehen des Bodenbearbeitungswerkzeuges um seine Anlenkstelle an dem unteren Lenker entgegenwirkenden Momentes vergrößert. Dies bedeutet, daß insbesondere, wenn das Bodenbearbeitungswerkzeug bereits um seine Anlenkstelle an dem Rahmen hochgeschwenkt ist, noch eine relativ große Kraft überwunden werden muß, um eine Drehung um die Anlenkstelle des Bodenbearbeitungswerkzeuges an dem unteren Lenker erreichen zu können.

Demgegenüber wird die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe darin gesehen, daß die zu überwindende Kraft bei bereits um seine Anlenkstelle am Rahmen hochgeschwenktem Bodenbearbeitungswerk-

8 0 9-644-/0671

DEERE & COMPANY EUROPEAN OFFICE

27Λ3157

zeug geringer wird. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß der Haltearm beim Schwenken des Bodenbearbeitungswerkzeuges um seine Anlenkstelle an dem unteren Lenker aus seiner Arbeitsstellung in seiher wirksamen Länge verkürzbar ist. Auf diese Weise wird somit beim Drehen des Bodenbearbeitungswerkzeuges um seine Anlenkstelle am unteren Lenker der wirksame Hebelarm des der Drehbewegung entgegenwirkenden Momentes verkürzt, wodurch letztlich bei hochgeschwenktem Bodenbearbeitungswerkzeug nur noch eine geringe Kraft nötig ist, um dieses um seine Anlenkstelle an dem unteren Lenker zu drehen.

Im einzelnen ist der Haltearm als Kniegelenk ausgebildet, wobei dieses einen am Bodenbearbeitungswerkzeug rückwärtig hinter seiner Anlenkstelle am unteren Lenker schwenkbar angreifenden Kniehebel aufweist, der an einem an der Federeinrichtung angreifenden Hebel vertikal schwenkbar angeschlossen ist.

Nach der Erfindung wird eine besonders stabile überlastsicherung dann erreicht, wenn das Bodenbearbeitungswerkzeug über ein Parallelogrammgestänge an dem Rahmen angeschlossen ist, weshalb nach der Erfindung vorgeschlagen wird, daß der Haltearm mit der Kurbel eines den unteren Lenker als Schwinge aufweisenden Parallelogrammgestänges verbunden ist, wobei die Kurbel anderenends zwischen der Anlenkstelle der Federeinrichtung und dem unteren Lenker am Rahmen angreift und die Koppel die Anlenkstelle der Kurbel an dem Haltearm mit der Anlenkstelle des Bodenbearbeitungswerkzeuges an dem unteren Lenker verbindet. Hierbei ist es aber bereits nicht mehr neu, einen Pflugkörper über ein Parallelogrammgestänge an einem Rahmen anzuschließen (DT-PS 304 070).

Zweckmäßig kann die Kurbel an dem Hebel des Haltearms angeschlossen sein.

93^47067

DEERE & COMPANY EUFlOPEAN OFFICE

Was nun die Verbindung des Haltearms mit der spannbaren Federeinrichtung anbelangt, so ist nach der Erfindung vorgesehen, daß der Haltearm an einem Gehäuse angreift, das mit seiner Stirnseite gegen eine auf einer Stange zusammenschiebbare Feder anliegt, wobei die Stange mit dem Rahmen verbunden ist.

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

Fig. 1 die erfindungsgemäße Überlastsicherung in Seitenansicht,

Fig. 2 die spannbare Federeinrichtung nach Fig. 1 in der Draufsicht,

Fig. 3 die Überlastsicherung nach der Erfindung in Rückansicht,

Fig. 4, den Pflugkörper mit Parallelogrammgestänge bei der Überwindung eines Hindernisses,

Fig. 7 den Pflugkörper in seinen verschiedenen Positionen, wenn er nur um seine Anlenkstelle an dem Rahmen verschwenkt,

Fig. 8 den Pflugkörper in seinen verschiedenen Positionen, wenn er um seine Anlenkstelie am unteren Lenker und darüber hinaus um seine Anlenkstelle am Rahmen verschwenkt.

Mit dem mit 1O in der Zeichnung angedeuteten Rahmen eines Pfluges ist ein Parallelogrammgestänge verbunden, dessen Gestell von dem Endteil des Rahmens 10 gebildet ist. Hierbei ist die Kurbel 13 an

8098 U/067 1

DEERE & COMPANY EUROPEAN OFFICE

einem Gelenkpunkt 11 und der untere Lenker 14 an einem Gelenkpunkt 12 angeschlossen, die beide an dem Rahmen vorgesehen sind und ein vertikales Verschwenken zulassen. Die Koppel des Parallelogrammgestänges ist als Arm 15 ausgebildet, und dieser hat etwa die gleiche Länge wie das Gestell. Infolge der Parallelogrammaufhängung kann das Bodenbearbeitungswerkzeug, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Pflugschar, im wesentlichen senkrecht verstellt werden. Hierdurch bleibt der Angriffswinkel des Pflugkörpers im wesentlichen der gleiche, wenn er über Hindernisse hinweggleitet und wieder in den Boden in seine volle Arbeitsposition gelangt.

Das Parallelogrammgestänge wird in Richtung auf seine untere Stellung über eine Federeinrichtung, die schwenkbar an dem Rahmen 10 vorgesehen ist, gedrückt. Diese Federeinrichtung ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt und weist im einzelnen zwei horizontal quer auseinanderliegende Federn 18 auf, die wiederum auf Stangen angeordnet sind, die in Ringschrauben 16 und 17 auslaufen. Diese sind wiederum vertikal schwenkbar mit dem Rahmen 10 verbunden. Wie ferner aus Fig. 2 hervorgeht, so ist jede Stange an ihrem Ende mit einer Mutter 19 versehen, gegen die die Enden der auf den Stangen aufsitzenden Federn 18 anliegen können. Ein C-förmig ausgebildetes Gehäuse 41 umgibt die Federn 18 und sorgt dafür, daß sie zueinander ausgerichtet bleiben. Mit dem vorderen Ende des Gehäuses 41 ist eine vertikale Platte 42 verbunden, die öffnungen aufweist, durch die die Stangen hindurchgeführt, sind. Auf diese Weise liegen die Federn einenends gegen die Muttern 19 und anderenends gegen die vertikale Platte 42 an, so daß bei Verschiebung des Gehäuses in Richtung auf die Muttern zu die Federn 18 gespannt werden. An dem Gehäuse 41 greift über einen Zapfen 22 ein Hebel 20 an, der seinerseits über eine Anlenkstel-Ie 21 mit dem Parallelogrammgestänge verbunden ist. Durch diese Verbindung wird, wenn das Parallelogrammgestänge angehoben wird,

8 0 9 8 u7 0 6 7 1

DEERE & COMPANY EUROPEAN OFFICE

d.h. um seine Gelenkpunkte 11 und 12 am Rahmen 10 verschwenkt, der Zapfen 22 sich nach rückwärts bewegen und dadurch das Gehäuse 41 mitnehmen und die Federn 18 zusammendrücken. Hierdurch wiederum üben die Federn 18 auf das Parallelogrammgestänge eine Kraft aus, die dieses in die Arbeitsposition zurückschwenken will. Im ganzen gesehen erlaubt somit diese Anordnung eine Art Schwimmbewegung oder eine Vertikalbewegung zwischen den in Fig. 1 wiedergegebenen Buchstaben A und B des Schemas A, B, C, D. Sollte nun das Bodenbearbeitungswerkzeug auf normale Hindernisse treffen oder in schwererem Boden arbeiten, so kann es sich nach oben bewegen, wobei der Angriffswinkel der Pflugspitze kaum verändert wird. Dieser Höhenbewegung wirkt aber die einstellbare Federeinrichtung entgegen.

Die einstellbare Federeinrichtung wirkt über den Hebel 20 derart, daß der Pflugkörper im Boden gehalten wird, wobei sie auch einer Drehbewegung um seine Anlenkstelle 2 4 am unteren Lenker 14 entgegenwirkt. Diese Drehbewegung soll aber nur bei außergewöhnlichen Hindernissen auftreten, und es ist ein besonderes Gestänge vorgesehen, das den Pflugkörper normalerweise in seiner Arbeitsstellung hält und andere, als die zur Überwindung des Hindernisses erforderlichen, Drehbewegungen verhindert. Dieses Gestänge weist im einzelnen einen zweiten Hebel 30 auf, der mit einem Grindel 23 des Pflugkörpers fest verbunden ist. Der Grindel 23 und der zweite Hebel 30 sind über einen Zapfen 26 mit dem unteren Ende eines Kniehebels 2 5 drehbar verbunden. Gleichfalls sind der Grindel 23 und der zweite Hebel 30 schwenkbar über die Anlenkstelle 2 4 mit dem unteren Ende des Armes 15 und mit dem rückwärtigen Ende des unteren Lenkers 14 verbunden. Der Kniehebel 25 ist mit dem Hebel 20 über einen Zapfen 27 derart verbunden, daß sie zusammen ein Kniegelenk bilden, das lediglich eine Bewegung in Richtung auf den Rahmen 10 hin zuläßt. Hierzu ist der Kniehebel 25 mit einer Anschlagfläche 28 versehen, die ihrerseits gegen

80981 A/0671

DEERE & COMPANY EUROPEAN OFFICE

einen Anschlag 29 zur Anlage kommen kann, der seinerseits an dem Hebel 20 vorgesehen ist. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, so halten die Federn 18 normalerweise die Anschlagfläche 28 gegen den Anschlag 29, so daß in der normalen Arbeitsposition das Kniegelenk nicht eingeknickt ist. Die während des normalen Einsatzes auf das Bodenbearbeitungswerkzeug einwirkenden Kräfte bewirken, daß der Kniehebel 25 dazu tendiert, sich entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn um die Anlenkstelle 21 zu drehen. Dieser Drehbewegung wird eine Bewegung im Uhrzeigerdrehsinn um die Anlenkstelle 21 entgegengesetzt, die von den Federn hervorgerufen wird, die dazu tendieren, den Hebel 20 im Uhrzeigerdrehsinn zu verschwenken. Beim Auftreten besonders großer Kräfte, beispielsweise dann, wenn die Pflugspitze unter einen Stein greifen sollte, wird das entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn wirkende Moment soweit ansteigen, bis es das im Uhrzeigerdrehsinn wirkende Moment der Federn überwindet und bis das Kniegelenk einknickt (Fig. 4), wodurch das Bodenbearbeitungswerkzeug um seine Anlenkstelle 24 drehen kann.

Die Kräfte, die auftreten, wenn das Bodenbearbeitungswerkzeug auf ein Hindernis trifft, setzen sich in Richtung des Pfeiles F₁ (Fig. 1) fort und verlaufen dicht an der Achse der Anlenkstelle 21 vorbei, so daß sich ein kurzer Hebelarm A₁ ergibt. Die von den Federn ausgeübten Kräfte sind mit F~ angegeben, wirken den Kräften F₁ entgegen und haben einen wesentlich größeren Hebelarm A~.

Arbeitet nun der Pflug unter normalen Arbeitsbedingungen, so werden größere Änderungen in den Zugkräften bewirken, daß die Pflugkörper sich anheben oder in eine Schwimmstellung gelangen, und zwar innerhalb des vertikalen Bereiches, der durch die Punkte A und B in dem in Fig. 1 wiedergegebenen Schema angedeutet ist. Diese Zugkräfte treffen normalerweise in der

— 9 —

8098U/0671

DEERE & COMPANY

EUROPEAN OFFICE

Horizontalen auf die Pflugkörper auf und werden von den Federn kompensiert, die durch das Kniegelenk wirken und verhindern sollen, daß sich die Pflugkörper drehen. Da diese Kräfte sich normalerweise unter denjenigen befinden, die bewirken, daß das Kniegelenk einknickt und dadurch ein Drehen des Pflugkörpers hervorrufen könnte, wird nur eine geringe Hubbewegung des Parallelogranungestänges auftreten. Wie bereits ausgeführt wurde, ermöglicht das Parallelogrammgestänge, daß bei dem Hochschwenken die Pflugkörper nahezu in der Senkrechten mit geringer horizontaler Verschiebung verschwenkt werden. Dieser Bewegung können die Federn nicht entgegenwirken. Sollte nun der Pflug auf Hindernisse treffen, wie sie in Fig. 7 dargestellt werden, so kann er diese einfach dadurch überwinden, daß sein Pflugkörper in die Höhe um die Gelenkpunkte 11 und 12 verschwenkt, wobei ein Drehen der Pflugkörper nicht erforderlich wird.

Manchmal kann jedoch der Pflugkörper auf Hindernisse auftreffen, die eine Beschädigung des Pflugkörpers hervorrufen könnten. Ein derartiges Beispiel ist in Fig. 8 dargestellt. Dieses Hindernis kann dadurch überwunden werden, daß der Pflugkörper um seine Anlenkstelle 24 am unteren Lenker 14 verschwenkt, wie dies in den Fig. 4 bis 6 dargestellt ist. Sollte der Pflugkörper auf ein derartiges Hindernis treffen, so wird er mit seiner Pflugspitze unter dieses Hindernis, beispielsweise einen Felsen, greifen und dann anfangen, sich zu drehen (siehe Fig. 4), wobei die auf ihn einwirkenden Kräfte dazu beitragen, daß das Kniegelenk einknickt. Um nun dieses Hindernis zu überwinden, wird der Pflugkörper sich drehen, wobei die Pflugspitze dem in Fig. 1 durch die Buchstaben A bis D wiedergegebenen Weg folgt. Bei weiterer Vorwärtsbewegung des Pfluges wird die Drehbewegung des Pflugkörpers um die Anlenkstelle 2 4 dadurch gestoppt werden, daß das vordere Ende 35 des zweiten Hebels 30 des Grindels 23 gegen einen Anschlag 36 zur Anlage kommen wird, der wiederum am unteren Lenker 14 vorgesehen

- 10 -

8098U/0671

DEERE & COMPANY EUROPEAN OFFICE

- 10 -

ist. Zu jenem Zeitpunkt ist der untere Lenker 14 mit dem Grindel starr verbunden, und eine weitere Verschwenkung kann nur noch um den Gelenkpunkt 12 erfolgen. Die Drehung des Pflugkörpers erfolgt nun mit einem größeren Radius, und die Bewegung des Pflugkörpers ist mehr senkrecht gerichtet und wird den in Fig. 1 durch die Buchstaben D, E und C beschriebenen Weg befolgen (siehe auch Fig. 5), wenn das Parallelogrammgestänge sich in seine angehobene Position bewegen muß. Sobald nun die Pflugspitze in den Bereich E, G, C kommt, wird die Hubbewegung etwas durch die Federn unterstützt, da die Kraftlinien, die durch die Federn hervorgerufen werden, unterhalb und oberhalb des Schnittpunktes der Kurbel 13 mit dem unteren Lenker 14 verlaufen. Hierbei wird das resultierende Moment, das auf das Parallelogrammgestänge wirkt, von einem Moment entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn, das das Parallelogrammgestänge nach unten drücken will, in ein Moment im ührzeigerdrehsinn wechseln, wodurch das Parallelogrammgestänge und das Bodenbearbeitungswerkzeug nach oben gedruckt werden können.

Wenn nun der Pflugkörper das Hindernis überwunden hat, dann wird die Federeinrichtung auf den Hebel 20 derart wirken, daß das Kniegelenk wieder seine Ausgangsstellung einnimmt, d.h. nicht mehr eingeknickt ist, wodurch der Pflugkörper wieder in eine in Fig. 6 wiedergegebene Position gelangt. In dieser Stellung befindet sich das Parallelogrammgestänge immer noch in seiner angehobenen Position und der untere Lenker 14 liegt gegen einen Anschlag 40 an, der an dem Rahmen 10 vorgesehen ist. Wenn sich nun die Federn 18 wieder ausdehnen, um das Kniegelenk 20, 25 in seine Ausgangsposition zu bringen, dann wird die Anschlagfläche 28 wieder gegen den Anschlag 2 9 zur Anlage kommen, wodurch der Pflugkörper wieder seinen richtigen Schnittwinkel einnimmt. Die Federn nehmen dann eine Stellung ein, in der sie den Pflugkörper wieder in ien Boden drücken, und, unter-

8098 1¹I /0 671

DEERE & COMPANY

EUROPEAN OFFICE

- 11 -

stützt durch die Schwerkraft, wird der Pflugkörper schnell in seine Arbeitsposition zurückkehren.

Obwohl auch eine andere Dimensionierung des Parallelogrammgestänges und des Kniegelenkes verwendet werden kann, ist das bevorzugte Ausführungsbeispiel derart dimensioniert, daß die Pflugkörper normale Hindernisse im Feld leicht überwinden können. Hierbei kann der Punkt A, wenn er sich in seiner vertikalen Schwimmstellung befindet oder um ein Hindernis dreht, jeden Weg innerhalb des Schemas in Fig. 1 beschreiben. Dieses Schema kann in Grenzen dadurch verändert werden, daß die strukturellen Dimensionen eingestellt werden.

8098U/0671

/ti

Leerseite

Claims

DEERE & COMPANY EUROPEAN OFF1CE CaSe N° · 1 1 1 2 1 Patentansprüche

1.) überlastsicherung für ein nach hinten oben ausschwenkbares und in die Arbeitsstellung rückführbares Bodenbearbeitungswerkzeug, das an einem unteren, anderenends am Rahmen für das Bodenbearbeitungswerkzeug angelenkten Lenker vertikal schwenkbar angeschlossen und über einen Haltearm in seiner Arbeitsstellung festsetzbar ist, der an einer anderenends oberhalb der Anschlußstelle des unteren Lenkers am Rahmen angelenkten, spannbaren Federeinrichtung angreift, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltearm (20, 25) beim Schwenken des Bodenbearbeitungswerkzeuges um seine Anlenkstelle (24) an dem unteren Lenker (14) aus seiner Arbeitsstellung in seiner wirksamen Länge verkürzbar ist.

2. überlastsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltearm (20, 25) als Kniegelenk ausgebildet ist.

3. Überlastsicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kniegelenk einen am Bodenbearbeitungswerkzeug rückwärtig hinter seiner Anlenkstelle (24) am unteren Lenker (14) schwenkbar angreifenden Kniehebel (25) aufweist, der an einem an der Federeinrichtung (18, 19, 41, 42) angreifenden Hebel (20) vertikal schwenkbar angeschlossen ist.

4. Überlastsicherung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltearm (20, 25) mit der Kurbel (13) eines den unteren

98²U /0671

/NSPECT₅₀

DEERE & COMPANY

EUROPEAN OFFICE

Lenker (14) als Schwinge aufweisenden Parallelogrammgestänges verbunden ist, wobei die Kurbel anderenends zwischen der Anlenkstelle der Federeinrichtung (18, 19, 41, 42) und dem unteren Lenker am Rahmen (10) angreift und die Koppel die Anlenkstelle (21) der Kurbel an dem Haltearm mit der Anlenkstelle (2 4) des Bodenbearbeitungswerkzeuges an dem unteren Lenker verbindet.

5. Oberlastsicherung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbel (13) an dem Hebel (20) des Haltearms (20, 25) angeschlossen ist.

6. Überlastsicherung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltearm (20, 25) an einem Gehäuse (41) angreift, das mit seiner Stirnseite gegen eine auf einer Stange zusammenschiebbare Feder (18) anliegt, wobei die Stange mit dem Rahmen (10) verbunden ist.

- 3 8098 U/0R7 1