DE2837031C2 - Vorrichtung zur Geradführung eines Dränschwerts eines Dränpfluges - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Geradführung des Dränschwertes eines Dränpfluges, bei der das Dränschwer» an einem mit einem Zuggerät gelenkig verbundenen Rahmen befestigt ist und die Höhenlage des Dränschwertes über ein um eine waagerechte Achse drehbares Führungsglied durch eine hydraulische KoIbenZylinderanordnung verstellbar ist, die durch einen Verstärkerumformer betätigbar ist, der Signale einer HöhenlageMeßeinrichtung erhält, und bei der das Dränschwert durch eine zweite hydraulische KolbenZylinderanordnung um eine horizontale Achse drehbar ist.

Da bei der Verlegung von Dränrohren in offenen Gräben beträchtliche Erdmassen bewegt werden müssen, was die Verlegungsgeschwindigkeit einschränkt und zu Störungen der fruchtbaren oberen Bodenschichten führt, sind Dränpflüge entwickelt worden, die eine grabenlose Verlegung der Dränrohre gestatten.

Diese Dränpflüge weisen jeweils ein Dränschwert auf, das an einen hinreichend leistungsstarken Schlepper angeschlossen ist. Bei Beginn der Arbeiten wird es auf die erforderliche Tiefe in den Untergrund eingelassen und schneidet einen schmalen Schlitz in den Boden, auf dessen Sohle kontinuierlich das Dränrohr verlegt wird. Der im Boden gebildete Schlitz schließt sich unmittelbar hinter dem Dränschwert Dabei erfolgt so gut wie keine senkrechte Bodenbewegung, und nach Verlegung des Dränrohres muß kein Graben gefüllt werden. Dadurch bleibt die Struktur des fruchtbaren Bodens weitgehend unangetastet.

Die wichtigste Forderung, die an einen verlegten Dränstrang gestellt wird, ist die Genauigkeit der Einhaltung sowohl der Tiefe an jedem Punkt des Dränstranges als auch der gesamten Sollneigung. Während bei der Verlegung im offenen Graben eine y Kontrolle (mit Hilfe von Geräten und sogar visuell) und eine rechtzeitige Korrektur von unzulässigen Abweichungen möglich ist, muß bei der grabenlosen Verlegung eine möglichst automatisch arbeitende Vorrichtung zum Geradeführen des Dränpfluges vorhanden se^:n, die die erforderliche Verlegungsgenauigkeit (Tiefe und Neigung des Dränstranges) zu gewährleisten vermag, denn bei der grabenlosen Verlegung sind keine nachträglichen Korrekturen möglich.

Mit einer derartigen Vorrichtung befaßt sich die Erfindung.

Aus der DDPS 1 01 933 ist eine Vorrichtung der anfangs angegebenen Art bekannt, bei der nur ein Steuerkreis vorhanden ist. Das Dränschwert ist daher dem Einfluß von Störungen durch die Unebenheiten des Bodens ausgesetzt, auf dem sich der Schlepper bewegt. Durch vertikale Verschiebungen des Schleppers wird die Winkelstellung des Dränschwertes gestört. Die Wiederherstellung dieser Stellung mittels eines Systems zur Einhaltung der Winkelstellung ist nicht gleichbedeutend mit der Einhaltung der erforderlichen Aushubtiefe an jedem Punkt. Außerdem wird der Eintritt des Dränschwertes in eine neue Tiefe, der die Folge der Änderung seiner Winkelstellung ist, verlangsamt und geht auf einem relativ langen Weg vor sich, d. h. das System besitzt nicht die erforderliche Schnellwirkung. Dieser Nachteil hängt damit zusammen, daß durch eine Drehung der Vorderkante des Dränschwertes, die als Führungsglied dient, nicht unmittelbar seine Höhenlage beeinflußt wird, sondern nur daß Kräfte erzeugt werden, welche es im Boden drehen. Beim Schwenken des Dränschwertes sowohl direkt als auch infolge der Drehung der Vorderkante ändert sich außerdem der Bodenaushubwinkel, was das Dränschwert aus den optimalen Aushubverhältnissen bringt, den Schneidwiderstand ändert und neue Störungen der Fahrbedingungen des Schleppers verursacht. Beim Drehen der Vorderkante des Dränschwertes entgegen dem Uhrzeigersinn besteht außerdem die Gefahr, daß der benachbarte Fuß des Dränschwertes in eine Lage gerät, die sich unter der planmäßigen Sohle des einzuschneidenden Schlitzes befindet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Geradführung eines Dränschwertes zu schaffen, die eine hohe Verlegungsgenauigkeit des

Dränrohres sowohl nach Tiefe als auch Neigung sichere, wobei diese Genauigkeit unabhängig von dem Profil der Oberfläche, auf der sich der Schlepper bewegt, und unabhängig von der Verlegungsgeschwindigkeit gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Geradführung des Dränschwerts eines Dränpfluges, bei der das Dränschwert an einem mit einem Zuggerät gelenkig verbundenen Rahmen befestigt ist und die Höhenlage des Dränschwertes über ein um eine waagerecht Achse drehbares Führungsglied durch eine hydraulische KolbenZylinderanordnung verstellbar ist, die durch einen Verstärkerumformer betätigbar ist der Signale von einer HöbenlageMeßeinrichtung erhält, und bei der das Dränschwert durch eine zweite hydraulische KolbenZylinderanordnung um eine horizontale Achse drehbar ist, dadurch gelöst, daß das drehbare Führungsglied als beiderseits aus dem Dränschwert herausragende, auseinandergehende Flügel ausgebildet ist, die mit einem Verbindungsglied starr verbunden sind, das am Dränschwert mittels zweier übereinander angeordneter Zugstangen angelenkt ist, deren Verlängerungen in Bewegungsrichtung des Dränpfluges zusammenlaufen, und daß die zweite hydraulische KolbenZylinderanordnung durch einen Verstärkerumformer betätigbar ist, der Signale von einer WinkellageMeßeinrichtung erhält.

Durch die gleichzeitige Wirkung zweier Steuerkreise wird der Vorteil erreicht, daß durch die Stabilisierung des Führungsgliedes nach zwei Koordinaten (Winkel und Höhe) der Einfluß von Störgrößen wesentlich abgeschwächt wird, die bestrebt sind, die Bewegurgsbahn des Führungsgliedes zu verzerren. Dadurch wird die praktische Unabhängigkeit der Verlegung hinsichtlich Genauigkeit und Geschwindigkeit von Oberflächenunebenheiten unter dem Schlepper und eventuellen Kraftwirkungen auf das Arbeitsorgan und folglich auch die Dränageverlegung mit erforderlicher hoher Genauigkeit gewährleistet

Zur Gewährleistung eines Heraushebens des Dränschwertes aus dem Boden bei stillstehendem Dränpflug ist es vorteilhaft einen mit einer gesteuerten Verriegelung versehenen drehbaren Sektor an dem Verbindungsglied anzuordnen und die Flügel starr an diesem Sektor zu befestigen.

Zur Regelung des Abstandes zwischen der Drehachse der Flügel und dem Angriffspunkt der resultierenden Kraft können außerdem bei der Notwendigkeit den Dränpflug dem Betrieb unter verschiedenen Bodenverhältnissen anzupassen, zur Bewegung des Verbindungsgliedes zwischen diesem und dem Dränschwert eine hydraulische KolbenZylinderanordnung vorgesehen sein, das Verbindungsglied eine Führung aufweisen, in der ein Gleitstück angeordnet ist das über ein Gelenk mit dem hinteren Ende der oberen Zugstange verbunden ist und zur Verschiebung des Gleitstücks eine KolbenZylinderanordnung vorgesehen sein, die am Gleitstück und am Verbindungsglied angelenkt ist.

Dabei kann die Führung des Gleitstücks geradlinig oder bogenförmig mit dem Krümmungsmittelpunkt des Bogens im Gelenk des vorderen Endes der oberen Zugstange ausgebildet werden.

Durch die letztere Variante ist eine zusätzliche Schwenkbewegung der Flügel während der Regelung des Abstandes zwischen der Drehachse der Flügel und dem Angriffspunkt der resultierenden Kraft unnötig.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Beschreibung unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung mit dem Dränschwert das starr mit dem Rahmen verbunden ist

Fig.2 eine Variante des Dränpflugs, bei dem der Rahmen mit dem Dränschwert gelenkig verbunden ist

Fig.3 ein Schema des Anschlusses des drehbaren Führungsgliedes an das Dränschwert mit der Möglichkeit der Verlagerung des Momentangeschwindigkeitspols,

Fig.4 das gleiche Schema wie in Fig.3 mit krummliniger Führung des Gleitstücks,

Fig.5 eine Vorrichtung zur Gewährleistung des Dränschwerthubes bei unbewegtem Dränpflug (Betriebsstellung) und

F i g. 6 das gleiche Schema wie in F i g. 5 beim Heben des Dränschwerts aus dem Graben.

Der Dränpflug zur grabenlosen Verlegung von Dränrohren weist nach F i g. 1 ein Dränschwert 1 auf, das starr mit einem Rahmen 2 verbunden ist dessen Vorderende an einer KolbenZylinderanordnung 3 zum Schwenken des Dränschwerts 1 in vertikaler Richtung angelenkt ist Der Zylinder dieser KolbenZylinderanordnung 3 steht mit einem (nicht dargestellten) Schlepper in Verbindung. Die Vorrichtung zum Geradeführen des Dränschwerts besteht aus zwei Systemen zur Lagesteuerung des Dränschwerts t, nämlich einem System der Winkelstabilisierung und einem System der Höhenlagesteuerung. Das System der Winkelstabilisierung des Dränschwerts 1 enthält eine WinkellageMeßeinrichtung 4 des Dränschwerts 1, die am Rahmen 2 angeordnet ist, einen Verstärkerumformer 5, der Signale der Meßeinrichtung 4 erhält, und die KolbenZylinderanordnung 3.

Das System der Höhenlagesteuerung des Dränschwerts 1 umfaßt eine HöhenlageMeßeinrichtung 6, die an dem starr mit dem Dränschwert 1 verbundenen Rahmen 2 angeordnet ist, einen Verstärkerumformer 7 (der Signale von der Meßeinrichtung 6 erhält) und ein aus Flügeln 8 gebildetes drehbares Führungsglied. Die Flügel 8 sind mit dem Dränschwert 1 mit Hilfe einer oberen Zugstange 9 und einer unteren Zugstange 10 verbunden, deren vordere Enden mit dem Dränschwert 1 über Gelenke verbunden und deren hintere Enden an einem Verbindungsglied 11 angelenkt sind, mit dem die Flügel 8 starr verbunden sind. Zwischen dem Verbindungsglied 11 und dem Dränschwert 1 ist eine KolbenZylinderanordnung 12 vorgesehen.

Wie aus F i g. 1 bis 6 ersichtlich, sind die obere Zugstange 9 und die untere Zugstange 10 derart angeordnet daß sich ihre Verlängerungen an einem in Fahrtrichtung des Dränpflugs vorne liegenden Punkt B kreuzen. Die Zustangen 9 und 10, das Dränschwert 1 und das Verbindungsglied 11 bilden also ein Gelenkviereck mit nicht paralleler Ober und Unterseite.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Variante des Dränpflugs ist der Rahmen 2 einerseits am Dränschwert 1 und andererseits am Schlepper angelenkt, und die KolbenZylinderanordnung 3 zum Schwenken des Dränschwerts 1 ist zwischen dem Rahmen 2 und dem Dränschwert 1 angeordnet Bei dieser Variante sind die Meßeinrichtungen 4 und 6 unmittelbar am Dränschwert 1 angeordnet.

Im übrigen weist der Dränpflug zur Geradeführung die gleiche Vorrichtung wie der vorher beschriebene Dränpflug auf.

F i g. 3 zeigt eine Variante des Anschlusses der Flügel 8 an das Dränschwert 1, bei der die Möglichkeit einer Lageänderung des Kreuzungspunktes B der Zugstangen

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9 und 10 besteht. Bei dieser Variante ist ein Gleitstück 13 zur Änderung des Konvergenzwinkels der Zugstangen 9 und 10 am hinteren Ende der oberen Zugstange 9 angelenkt, und das Verbindungsglied 11 weist eine Führung 14 des Gleitstücks 13 auf, die mit dem hinteren Ende der unteren Zugstange 10 gelenkig verbunden ist. Zwischen dem Gleitstück 13 und der Führung 14 ist eine zusätzliche KolbenZylinderanordnung 15 zur Verschiebung des Gleitstücks 13 auf der Führung 14 angeordnet. Bei der in F i g. 3 dargestellten Variante des Dränpflugs ist die Führung 14 geradlinig ausgebildet.

Eine weitere Variante des Dränpflugs (Fig.4) ist mit dem nach Fig.3 weitgehend identisch, nur ist hier die Führung 16 krummlinig nämlich auf einem Kreisbogen mit dem Mittelpunkt im Gelenk des Vorderendes der oberen Zugstange 9 gekrümmt ausgebildet.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Dränpflug zur grabenlosen Verlegung von Dränrohren kann mit einer Vorrichtung ausgerüstet sein, die die Herausführung des Dränschwertes 1 aus dem Schlitz nach oben ohne Vorbzw. Rückwärtsfahrt des Schleppers gewährleistet. Wie F i g. 5 und F i g. 6 zeigen, ist dazu am Verbindungsglied 11 ein Sektor 18 mittels eines horizontalen Quergelenks 17 angeschlossen. Die Flügel 8 sind starr mit dem Sektor 18 verbunden. Der Sektor 18 ist im Körper des Verbindungsgliedes 11 durch eine Verriegelung 19 mit einer Steuerstange 2Ci und einer Feder 21 feststellbar.

Der mit der beschriebenen Führungsvorrichtung ausgestattete Dränpflug zur grabenlosen Verlegung von Dränrohren arbeitet wie folgt:

Der Dränpflug wird auf die erforderliche Anfangstiefe in einer vorläufig ausgehobenen Grube oder einem Sammelgraben abgesenkt und beginnt seine Vorwärtsbewegung, wobei er die Dränageleitung auf die Grabensohle verlegt. Die WinkelliigeMeßeinrichtung 4 des Dränschwerts 1 gibt ununterbrochen Signale über die Abweichung der Winkelstellung des Dränschwerts 1 von der planmäßigen Stell mg. Im entsprechenden Verstärkerumformer 5 werden diese Signale in Befehle umgeformt, die an der KolbenZylirideranordnung 3 zur Schwenkung des Dränschwerts 1 ankommen. Die nach oben oder unten gerichtete Schwenkung des letzteren erfolgt entweder samt dem Rahmen 2 in bezug auf den Schlepper (Fig. 1) oder des Dränschwerts 1 in bezug auf den Rahmen (F i g. 2). Gleichzeitig damit mißt die HöhenlageMeßeinrichtung 6 kontinuierlich die Abweichung der Höhe des Dränschwerts 1, genauer gesagt, der Höhe seiner Schneide A, d. h. der Schlitztiefe, von der planmäßigen. Diese Abweichung wird mit der Einrichtung 6 hinsichtlich einer Grundlinie gemessen, z. B. in bekannter Weise mit einem Kopierdraht einem Laserstrahl, einer Visierlinie eines optischen Geräts od. dgl.

Nach der Verstärkung und Umformung in ihrem Verstärkerumformer 7 wirken die Signale der Einrichtung 6 als Stellbefehle auf die KolbenZylinderanordnung 12 zur Drehung der Höhenlagesteuerorgane des Dränschwerts 1 ein. Unter der Wirkung der Anordnung drehen sich das Verbindungsglied 11 und die starr &o damit verbundenen Flügel 8.

Die gleichzeitige Wirkung von Einrichtungen 4 und 6, d.h. Stabilisierung des Dränschwerts 1 nach zwei Koordinaten (Winkel, Höhe), schwächt den Einfluß von Störgrößen, die die Bewegungsbahn des Dränschwerts ^bi zu verzerren suchen, wesentlich ab. Durch die beschriebene Steuerung wird eine Schnellwirkung dadurch bewirkt, daß das Verbindungsglied 11 und die Flügel 8 über zwei Gelenkstangen 9 und 10, die mit dem Dränschwert 1 und dem Verbindungsglied 11 ein Gelenkviereck mit vorne zusammenlaufenden Ober und Unterseite bilden, mit dem Dränschwert 1 verbunden sind. Der Kreuzungspunkt (B) der Verlängerung dieser Zugstangen ist der Momentangeschwindigkeitspol der Flügel 8 bei ihrer Drehung. Durch diese Einrichtung wird die Anordnung des Drehpunktes der Flügel 8, der gleichsam ein imaginäres Gelenk für ihre Befestigung am Messer ist, und des Druckpunktes, d. h. des Angriffspunktes einer am Dränschwert 1 angreifenden steuernden Hubkraft, in einem beträchtlichen Abstand voneinander gewährleistet. Je größer dieser Abstand ist, desto schnellwirkender wird das Steuersystem. Die Flügel 8 führen jedoch keine ebene Bewegung aus. Bei der Steuerung findet auch eine gewisse Drehung der Flügel 8 statt. Dabei stellen sich die Flügel 8 im Gleichgewichtszustand unter einem gewissen Anstellwinkel ein, der eine Vertikalkomponente hervorruft, welche die Tendenz des Dränschwertes 1 zum Einsinken unter dem Einfluß seines Gewichts und der Form der Schneide, an der die nach unten gerichtete Komponente der Bodenreaktion auftritt, ausgleicht, wodurch die Steuerbedingungen wesentlich verbessert werden.

Die Lageregelung des Momentandrehpunktes (B) der Flügel kann bei der Änderung von physikalischmechanischen Bodeneigenschaften erforderlich sein, weil die Schnellwirkung des Systems in unterschiedlichen Böden verschieden sein muß.

Diese Regelung wird durch die Wirkung der KolbenZylinderanordnung 15 (Fig.3) gewährleistet, die das Gleitstück 13 und mit diesem auch das hintere Gelenk der oberen Zugstange 9 die Führung 14 hinauf oder hinab verschiebt. Die Änderung der gegenseitigen Stellung der Zugstangen 9 und 10 verändert den Winkel zwischen ihnen und bringt näher oder entfernt den Momentandrehpunkt (B)der Flügel 8. Bei der in Fig.3 dargestellten Variante ändert sich dabei die Winkelstellung der Flügel 8, und für deren Korrektur wird die Wirkung der KolbenZylinderanordnung 12 nötig sein, die die Flüge! 8 in die Gleichgewichtsstellung bewegt.

Der in Fig.4 gezeigte Mechanismus erfordert keine derartige zusätzliche Regelung, weil die Wirkung der KolbenZylinderanordnung 15 keine Drehung der Flügel 8 nach sich zieht, denn die Verschiebung des Gleitstücks 13 erfolgt auf der Bogenführung 16, deren Mittelpunkt im vorderen Gelenk der oberen Zugstange 9 liegt. Die variablen Momentandrehpunkte sind mit B bzw. B' bezeichnet.

Im Zuge der Verlegung kann es erforderlich werden, das Dränschwert 1 am Ort bei stillstehendem Schlepper aus dem Dränschlitz zu heben. Dies wird beispielsweise beim Stoßen auf ein unüberwindliches Hindernis (großer Stein oder desgleichen) oder beim Betrieb in beengten Verhältnissen, wenn das Dränrohr dicht an einem künstlichen Bau endet, notwendig. Dieser Hub wird durch die in die Schlitzwände eingreifenden Flügel verhindert

Die in F i g. 5, 6 dargestellte Vorrichtung gewährleistet diesen Hub. Dazu zieht der Maschinenführer die Verriegelung 19 mit Hilfe der Steuerstange 20 zurück, und dem Sektor 18 bietet sich die Möglichkeit frei im Gelenk 17 um das Verbindungsglied 11 bis zu der in F i g. 6 gezeigten Stellung zu drehen. Dabei werden die Flügel 8 auf einer bogenförmigen Bahn bewegt Die Flügel 8 nehmen dann eine etwa lotrechte Stellung ein, so daß sie nur einen geringen Widerstand beim Herausziehen des Dränschwertes 1 leisten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Geradführung des Dränschwerts eines Dränpfluges, bei der das Dränschwert an einem mit einem Zuggerät gelenkig verbundenen Rahmen befestigt ist und die Höhenlage des Dränschwertes über ein um eine waagerechte Achse drehbares Führungsglied durch eine hydraulische KoIbenZylinderanordnung verstellbar ist, die durch einen Verstärkerumformer betätigbar ist, der Signale von einer HöhenlageMeßeinrichtung erhält, und bei der das Dränschwert durch eine zweite hydraulische KoIbenZylinderanordnung um eine horizontale Achse drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Führungsglied als beiderseits aus dem Dränschwert (1) herausragende, auseinandergehende Flügel (8) ausgebildet ist, die mit einem Verbindungsglied (11) starr verbunden sind, das am Dränschwert (1) mittels zweier übereinander angeordneter Zugstangen (9 und 10) angelenkt ist, deren Verlängerungen in Bewegungsrichtung des Dränpfluges zusammenlaufen, und daß die zweite hydraulische KoIbenZylinderanordnung (3) durch einen Verstärkerumformer (5) betätigbar ist, der Signale von einer WinkellageMeßeinrichtung (4) erhält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Verbindungsglied (11) ein mit einer gesteuerten Verriegelung (19) versehener drehbarer Sektor (18) angeordnet und die Flügel (8) starr an diesem Sektor (18) befestigt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung des Verbindungsgliedes (11) zwischen diesem und dem Dränschwert (1) eine hydraulische KolbenZylinderanordnung (12) vorgesehen ist, daß das Verbindungsglied (11) eine Führung (14 oder 16) aufweist, in der ein Gleitstück (13) angeordnet ist, das über ein Gelenk mit dem hinteren Ende der oberen Zugstange (9) verbunden ist, und daß zur Verschiebung des Gleitstücks (13) eine KoIbenZylinderanordnung (15) vorgesehen ist, die am Gleitstück (13) und am Verbindungsglied (11) angelenkt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (14) des Gleitstücks (13) geradlinig ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (16) des Gleitstücks (13) bogenförmig mit dem Krümmungsmiuelpunkt des Bogens im Gelenk des vorderen Endes der oberen Zugstange (9) ausgebildet ist.