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"Selbsttätige Reihensteuerung oder Tiefenfüh-
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rung der Rodewerkzeuge einer Rübenerntemaschine" Die Erfindung betrifft
eine selbsttätige Reihensteuerung oder Tiefenführung der Rodewerkzeuge einer Rübenerntemaschine,
wobei die Lage der Rodewerkzeuge zu den Rüben in der Reihe oder die Höhenlage der
Rodewerkzeuge zur Erdoberfläche mit Hilfe eines Tasters abgetastet wird, der eine
auf die Lage der Rodewerkzeuge einwirkende Hydraulik zu- und abschaltet. Eine Steueranordnung
der vorgenannten Art ist beispielsweise aus der DE-OS 27 18 825 bekannt. Die vom
Taster betätigte Hydraulik bewirkt dabei ein Verschieben des Maschinenrahmens quer
zur Fahrtrichtung relativ zu einem Hilfsrahmen, der starr am Schlepper angekoppelt
ist. Ein Ausschlag des Tasters hat zwar ein dem Winkelausschlag proportionales Verschieben
der Rahmen zueinander zur Folge, so daß keine Übersteuerung über die an sich angestrebte
Position der Rodewerkzeuge zu den Rüben eintritt. Allerdings ist das Ausmaß der
möglichen Fehlerkorrektur auf die maximale Verschieblichkeit der Rahmen zueinander
beschränkt. Außerdem
ist diese Anordnung in ihrer mechanischen
Konstruktion relativ aufwendig und schwer. Nachteilig ist ferner, daß man an diese
spezielle Bauweise zweier gegeneinander verschieblicher Rahmen gebunden ist. Die
Verschiebung der Rübenerntemaschine quer zur Fahrtrichtung allein mittels zweier
Rahmen erfordert eine relativ große Stellkraft, da dies ein Querverschieben der
Räder der Maschine zur Folge hat.
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Aus der DE-PS 23 40 983 ist eine gattungsfremde Steueranordnung bekannt,
welche die Verlagerung eines Tasters elektrisch über eine wheatstone'sche Brücke
in eine Verschwenkung der Fahrräder der landwirtschaftlichen Maschine umsetzt, wobei
die Räderverschwenkung dem Tasterausschlag proportional ist. Diese Steueranordnung
ist relativ kompliziert, da sie neben den hydraulischen Mitteln für die Verstellung
der Maschinenräder eine recht aufwendige elektrische Steuerung verlangt, die darüberhinaus
für den rauhen landwirtschaftlichen Betrieb zu störanfällig ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, eine im wesentlichen
nur mit hydraulischen Mitteln arbeitende Steuereinrichtung zu schaffen, welche zumindest
einen Lenkausschlag der Räder oder die Höhenverstellung der Rodewerkzeuge der Maschine
bewirkt, wobei eine Proportionalität dieses Ausschlages, bzw. Höhenverstellung zur
Tasterauslenkung erreicht werden soll.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Steuerung gemäß eingangs genannten
Gattungsbegriff der Erfindung durch diese in erster Linie vorgesehen, daß einer
Verstellhydraulik der Räder des Roders eine hydraulische Rückkoppelung zugeordnet
ist, die im Cegensinn des ursprünglichen Tasterausschlages derart wirkt, daß sie
eine Proportionalität des Ausmaßes der Verstellung der Räder oder der Höhenverstellung
der Rodewerkzeuge zum Ausmaß des Tasterausschlages zur Folge hat. Funktionell zeichnet
sich diese selbsttätige Steuerung dadurch aus, daß sie nach einer Abweichung die
Rodewerkzeuge ohne ein Übersteuern genau in die gewünschte Position bringt. Das
durch ein Übersteuern bei bekannten Einrichtungen eintretende, nachteilige Hin-
und Herpendeln der Rodewerkzeuge um ihre richtige Position ist vermieden. Es erfolgt
eine Verstellung der Räder der Maschine, womit die hydraulische Verstellkraft sehr
effizient für die gewünschte Verlagerung der Maschine quer zur Fahrtrichtung ausgenutzt
wird. Die vorgesehenen hydraulischen Mittel sind zum Teil bei derartigen Maschinen
schon vorhanden. Sie sind robust und störunanfällig und damit für den rauhen landwirtschaftlichen
Betrieb gut geeignet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an jeder
Seite des Tasters ein bei dessen entsprechenden Ausschlag betätigter Endschalter
vorgesehen, der entsprechende Endschalter schaltet die Öffnung eines Wegeventiles
für die entsprechende Betätigung eines doppeltwirkenden Hydraulikzylinders für die
Räder. Ferner
ist ein mit dem Verstellhydraulikzylinder hydraulisch
in Reihe geschalteter doppeltwirkender RUckkoppelungshydraulikzylinder vorgesehen,
der den Taster in Richtung zu seiner neutralen Ausgangsstellung zurückbewegt. Auch
dieser Vorschlag zeichnet sich durch seinen einfachen Aufbau, nämlich im wesentlichen
zwei in Reihe geschaltete Hydraulikzylinder, und durch seine funktionelle Wirksamkeit
aus.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung schlägt vor, daß mit der
Verstellhydraulik als Rückkopplung ein hydraulisches Servo-Mengenreglerventil in
Reihe geschaltet ist und daß die Verschwenkung des Tasters ein Stellglied bewegt,
das das hydraulische Mengenreglerventil verstellt und damit die Ö1-zufuhrmenge zur
Verstellhydraulik proportional dem Tasterausschlag bemißt.
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Ferner sieht die Erfindung weitere Ausführungsmöglichkeiten vor, einschließlich
eines möglichen Ausgleiches der Abtriftbewegung der Maschine bei Fahrten quer zu
einem Hang. Hierzu sind die Merkmale und Vorteile im einzelnen den weiteren Unteransprüchen,
sowie der nachstehenden Beschreibung und der dazugehörigen Zeichnung von erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispielen zu entnehmen. In den schematischen Zeichnungen sind für das
Verständnis der Erfindung unwesentliche Teile weggelassen. Es zeigt: Fig. 1: Ein
erstes Ausführungsbeispiel in der Draufsicht,
Fig. 2: eine Abwandlung
des Ausfiihrungsbeispieles der Fig. 1, ebenfalls in der Draufsicht, Fig. 3: ein
drittes Ausfülrungsbeispiel in der Draufsicht, Fig. 4: eine weitere Variante der
Erfindung.
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Der allgemein mit 1 bezeichnete Roder wird in der Zugrichtung 2 bewegt.
Die Rübenreihe 3 wird von dem Taster 4 abgetastet, Weicht die Rübenerntemaschine
von der richtigen Lage zur Rübenreihe ab, d. h. verlagert sie sich quer zur Zugrichtung
2, so hat dies eine entsprechende Verlagerung des Tasters, hier ein Verschwenken
um den Punkt 5 zur Folge.
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Dies bewirkt, daß der Taster mit einem Schaltglied 6 einen der beiden
Endschalter 7, dies können elektrische Endschalter sein, zuschaltet und zwar den
in der Verschwenkrichtung des Gliedes 6 liegenden Endschalter. Hierdurch wird das-Wegeventil
8 entsprechend geöffnet, das sich im Weg der hydraulischen Zuleitungen 9 von einer
in der Zeichnung nicht dargestellten ölpumpe zu den beiden jeweils doppeltwirkenden,
in Reihe geschalteten Hydraulikzylindern 10, 11 befindet.
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Bevorzugt sind hierzu im Wegeventil 8 vom jeweiligen Endschalter geschaltete
Magnete 12 vorgesehen, so daß für die Dauer der Endschalterbetätigung der Ölstrom
durch die Hydraulikzylinder 10, 11 freigegeben wird. Der Hydraulikzylinder 10 ist
einerseits gemäß Ziff. 13 am Geräterahmen 14 des Roders und andererseits gemäß Ziff.
15 an der Achse 16 der Räder 17 angelenkt. Das Fließen einer bestimmten
Menge
Hydrauliköl hat eine Verstellung der Radachse 16 in dem Sinne zur Folge, daß die
Räder 17 die Maschine bei Fahrt in Zugrichtung so bewegen, daß eine Annäherung der
Rodewerkzeuge 18 an ihre richtige Lage zur Rübenreihe 3 erfolgt. Statt der Verschwenkung
der Achse 16 um ihren Anlenkpunkt 19 könnte die Hydraulik 10 die Verstellung der
Räder 17 auch über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Achsschenkellenkung
bewirken.
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Der Hydraulikzylinder 11 ist so zur Wirkung des Hydraulikzylinders
10 rückgekoppelt, daß er bei dessen Betätigung den Taster 4 in Richtung zu seiner
Neutral lage zurückbewegt. Dies geschieht im vorliegenden Ausführungsbeispiel in
der Weise, daß der Taster 4 mit den Endschaltern 7 an einem Steuerrahmen 20 befestigt
ist und daß der Hydraulikzylinder 11 mit einem FeuE estrerlunR diesem Steuerrahmen
angreift und ihn mit/dem Endschalter 7 quer zur Zugrichtung 2 verschiebt, wodurch
sich der Taster 4 in seine Neutrallage zurückschwenkt (die möglichen Schwenkrichtungen
des Tasters 4 sind durch den Doppelpfeil 4' angegeben). Diesem Rückkopplungseffekt
überlagert sich die Bewegungskomponente der Rodemaschine quer zur Rübenreihe aufgrund
der Schrägstellung der Räder 17. So lange der jeweilige Endschalter noch betätigt
ist, erfolgt über den Hydraulikzylinder 10 ein immer zunehmendes Verstellen der
Räder 17 im vorstehend beschriebenen Sinn. Wird nun der jeweilige Endschalter freigegeben
und die Ölzufuhr zu den Hydraulikzylindern 10, 11 unterbrochen, so ist der endgültige
Lenkausschlag der Räder 17 erreicht.
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Dieser Lenkausschiag der Räder ist proportional zu dem
ursprünglichen
Verschwenkwinkel des Tasters, d. h. dem ursprünglich gegebenen Ausmaß der Verlagerung
der Rodewerkzeuge 18 zu der Rübenreihe 3. Wie bereits erwähnt ergibt sich die Richtung
der Lenkverstellung der Räder 17 aus der Richtung der ursprünglichen Tasterverschwenkung.
Nach Wiederzurückgehen des Tasters 4 in die Neutrallage hat die Rodemaschine bzw.
haben deren Werkzeuge 18 noch nicht die richtige Lage zur Rübenreihe 3 erreicht.
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Vielmehr nähert sich die Rodemaschine bzw. deren Werkzeuge mit dem
endgültigen Lenkausschlag der Räder 17 bei Fahrt in Zugrichtung weiter der richtigen,
angestrebten Lage zur Rübenreihe 3. Diese Annäherung bewirkt nun ein Verschwenken
des Tasters in die seiner ursprünglichen Schwenkrichtung entgegengesetzte Richtung.
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Er schaltet den dann zugeordneten Endschalter 7, der das Wegeventil
8 entsprechend betätigt, worauf ein Ölstrom die Hydraulikzylinder 10, 11 nun in
der entgegengesetzten Richtung (bezogen auf die ursprüngliche, oben beschriebene
Steuerung) durchfließt. Damit verstellt der Hydraulikzylinder 10 die Lenkräder 17
im Sinne einer Verringerung des Lenkausschlages. Der Hydraulikzylinder 11 bewirkt
eine gegensinnige Verschiebung des Steuerrahmens 20. Dies hat ein fortlaufendes,
verlangsamtes Annähern der Rodemaschine 1, bzw. der Rodewerkzeuge 18 an die richtige
Lage zur Rübenreihe zur Folge. Nach Erreichen dieser Lage ist der Lenkausschlag
der Räder 17 gleich Null.
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Die Rodewerkzeuge 18 können sich in den Beispielen der Fig. 1 und
3 um den Betrag b quer zur Fahrtrichtung 2 relativ zum Geräterahmen 14 verschieben.
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Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist im wesentlichen Aufbau und
auch in der Funktion gleich dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1. Nur sind hier die
Rodewerkzeuge an einem Werkzeugrahmen 22 angebracht, der quer zur Zugrichtung 2
zum Geräterahmen 14 verschieblich ist und zwar zusammen mit dem Steuerrahmen 20.
Diese gemeinsame Verschiebung der Rahmen 20, 22 erfolgt ebenfalls von der Rückkopplungshydraulik
11. Diese Korrektur der Werkzeugstellung zur Rübenreihe ist unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit.
Der quer zur Zug- oder Fahrrichtung verlaufende Arbeits- und Steuerbereich der Rodewerkzeuge
wird hierdurch vergrößert.
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Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind Teile, welche mit Teilen der
Beispiele der Fig. 1 und 2 identisch sind, mit den selben Bezugsziffern bezeichnet.
Die Schwenkbewegung der Taster 4 wird in diesem Beispiel auf die Bewegung eines
Stellgliedes 23 übertragen, welches entsprechend ein hydraulisches Mengenregelventil
24 verstellt. Dieses Ventil liegt im Leitungszug 9 von der Ö1-pumpe zu dem Hydraulikzylinder
10, der auch in diesem Beispiel die Verstellung der Räder 17 bewirkt. Dieses Mengenregelventil
hat ebenfalls den erfindungsgemäßen hydraulischen Rückkopplungseffekt. Es läßt eine
seinem Verdrehwinkel proportionale Ölmenge in den Hydraulikzylinder 10 fließen,
was eine dem Winkelausschlag der Taster proportionale Verstellung der Räder 17 zur
Folge hat.
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Auch in diesem Ausführungsbeispiel geht die Erfindung -ebenso wie
in den übrigen Ausführungsbeispielen - davon aus, daß der richtigen Einstellung
des Roders zur Rübenreihe ein Anstellwinkel von Oo der Räder 17 zur Richtung der
Rübenreihe 3 zugeordnet wird und daß der Richtung und Größe des Einstellfehlers
des Roders zur Rübenreihe die Richtung und entsprechende Größe des Anstellwinkels
der Räder zur Richtung der Rübenreihe entspricht. Die Verstellrichtung des Servo-Mengenreglerventiles
24 hat auch die entsprechende Richtung des Ölstromes und damit die Bewegung des
doppelt wirkenden Hydraulikzylinders 10 zur Folge. Auch in diesem Beispiel wird
der Anstellwinkel der Räder 17 mit zunehmender Annäherung des Roders an seiner richtigen
Lage zur Rübenreihe 3 geringer, so daß bei Erreichen der richtigen Einstellung des
Roders der Anstellwinkel der Räder zur Reihe ebenfalls gleich Null geworden ist.
Es wird also auch an diesem Ausführungsbeispiel vermieden, daß der Roder über seine
richtige Einstellung zur Rübenreihe 3 in die entgegengesetzte Richtung hinausläuft
und damit die Rodewerkzeuge über ihre richtige Lage zur Rübenreihe hin- und herpendeln.
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Bei Fahrten am Hang, wobei die Hangneigung quer oder im Winkel zur
Fahrtrichtung verläuft, wird auf den Roder eine entsprechende, quer oder im Winkel
zur Fahrtrichtung gerichtete äußere Störkraft ausgeübt. Zu deren Ausgleich ist ein
bestimmter Anstellwinkel der Räder erforderlich, der eine Querkraft erzeugt, die
zur Störkraft im Gleichgewicht steht und ein weiteres Abweichen des Roders verhindert.
Dieses ist der Anstellwinkel der Räder, der
abhängig von der Tasterstellung
und damit proportional zur Abweichung des Roders von der richtigen Einstellung zur
Reihe ist. Diese Proportionalität kann durch Wahl eines anderen Übersetzungsverhältnisses
zwischen der Tasterauslenkung und dem Anstellwinkel der Räder verändert werden.
Hierdurch kann die bei Hangfahrten un, vermeidliche Abweichung der Lage der Rodewerkzeuge
18 von ihrer richtigen Position auf ein Maß verringert werden, das innerhalb der
möglichen Verschieblichkeit b der Rodewerkzeuge 18 zum Geräterahmen 14 liegt.
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Bei einer Anordnung nach den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und
2 kann das Übersetzungsverhältnis in der Weise geändert werden, daß der Anlenkpunkt
15 des Hydraulikzylinders 10 an der Achse 16 in deren Längsrichtung verschiebbar
ist, z. B. mit Hilfe eines Kreuzkopfes oder dergleichen 25, der entlang einer parallel
zur Achse 16 verlaufenden Führung 26 verschiebbar und in der jeweiligen Lage feststellbar
ist. Wird hierdurch der Abstand a vom Arilenkpunkt 15 des Hydraulikzylinders 10
zum Schwenkpuntk 19 der Achse 16 verringert, so wird das Übersetzungsverhältnis
wergrössert. Dies ist dann notwendig, wenn man an einem relativ steilen Hang bzw.
bei Hangneigung auf einen relativ glatten Boden zu Fahren hat. Bei einer geringen
Hangneigung bzw. auf rauhen oder ebenen Boden wird der Kreuzkopf oder dergleichen
25 entsprechend nach
außen verschoben, wodurch sich der Abstand
a erhöht und das Übersetzungsverhältnis entsprechend verringert.
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Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist ein verstellbares, hier nur
schematisch angedeutetes Ubersetzungsgetriebe 27 zwischen Taster 4 und Servo-Mengenreglerventil
24 vorgesehen. Hiermit wird bei gleichem Tasterausschlag die entsprechende Verstellbewegung
am Ventil 24 verkleinert oder vergrößert. Wird das Getriebe 27 z. B. auf eine größere
Übersetzung vom Taster zum Ventil eingestellt, so ergibt sich bei einer gleichen
Lageabweichung des Roders ein entsprechend größerer Anstellwinkel der Räder 17.
Die Rübenreihe "verldßt" somit erst bei größeren Störkräften den Arbeitsbereich
der Rodewerkzeuge 18.
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Wie bereits erwähnt ist die erfindungsgemäße Steuerung auch für die
Regelung der automatischen Tiefenführung der Rodewerkzeuge anwendbar. Der Taster
ist dann so anzuordnen und auszugestalten, daß er die Lage der Erdoberfläche au
den Rodewerkzeugen abtastet. Der Hydraulikzylinder 10 verstellt dann die Lage der
Rodewerkzeuge senkrecht zur Erdoberfläche und im Ausführungsbeispiel der Fig. 1,
2 verstellt der Hydraulikzylinder 11 die Lage des Tasters senkrecht zur Erdoberfläche.
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- Ansprüche -
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