DE2923355C2 - Vorrichtung zum Regeln der Stellung und Spreizung eines Werkzeugs oder einer Maschine - Google Patents

Description

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungssystem von zwei an den Enden der Hebe! angelenkter. Verbindungsstangen (19, 20) gebildet ist, die miteinander an einem Anlenkungspunkt (21) verbunden sind, welcher in zwei Gleitstücken (21,25) mit orthogonalen Achsen angeordnet ist die jeweils mit einem Verteiler verbunden sind, welcher die Versorgung eines Korrekturantriebs zur Korrektur der Minimalspreizung der Fühler bzw. der Ausrichtung der mittleren vertikalen Achse mit der Führungslinie steuert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daL' das Gleitstück, welches dem Verteiler zugeordnet ist, der den Korrekturantrieb zur Korrektur der Ausrichtung steuert, rechtwinklig zur mittleren vertikalen Achse ane-°ordnet ist, während das zweite Gleitstück parallel zu der genannten Achse angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungssystem von zwei symmetrischen Verbindungsstangen gebildet ist, die mit den Enden der Hebel der Fühler verbunden und untereinander durch eine Zwischenverbindungsstange verbunden sind, die im wesentlichen rechtwink'ig zu ihnen verläuft und mittels einer zentralen Anlenkung auf einer Stütze angebracht ist, welche so gleitet, daß die symmetrischen und unsymmetrischen Verschiebungen der Fühler in eine Drehbewegung bzw. eine Translationsbewegung der Zwischenverbindungsstange umgewandelt werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungssystem zwei an den Hebeln angelenkte kurze Verbindungsstangen aufweist, die miteinander durch eine gemeinsame kurze Verbindungsstange verbunden sind, welche im wesentlichen rechtwinklig zu ihnen verläuft und in ihrer Mitte auf einer Achse angelenkt ist. die von einer Stütze getragen ist, welche senkrecht zur mittleren vertikalen Achse gleitend angebracht ist und den der Ausrichtungskorrektur zugeordneten Verteiler steuert, wobei die genannte Stütze in der Bewegungsbahn der gemeinsamen Yerbindungsstange ein Befehlselement des der Korrektur der Spreizung zugeordneten Verteilers trägt.

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kinematik und betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei der die relative Stellung eines Werkzeugs oder Gegenstandes im Verhältnis zur Achse und Dicke einer linie gesteuert wird, die beispielsweise von einer Pflanzreihe unterschiedlicher Dicke gebildet sein kann. Lediglich als Beispiel sei hier auf Vorrichtungen hingewiesen, die benutzt werden, um die Führung eines Gerätes oder Werkzeugs oder einer Arbeitsmaschine im Verhältnis zu in einer Reihe gepflanzten Rebstöcken zu gewährleisten.

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art werden zwei Fühler an beiden Seiten gegen die Pflanzreihe gedrückt, und jeder von ihnen steuert einen Kontaktgeber. Schwankungen der relativen Position der Achse der Pflanzreihe gegenüber der Achse der Fühler erzeugen über diese Fühler eine Wirkung auf den einen oder anderen der Kontaktgeber, der dann einen Befehl an einen hydraulischen oder pneumatischen Schaltkreis weitergibt, welcher die Ausrichtung des Werkzeugs bzw. Geräts korrigiert.

Derartige Vorrichtungen arbeiten zufriedenstellend, solange die Dicke der Pflanzreihe gleichbleibend und regelmäßig ist; aber sie werden unwirksam, wenn die Pflanzreihe unterbrochen und von unregelmäßiger Dicke ist Es sind auch schon andere Vorrichtungen bekannt, bei denen die Kontaktgeber durch Elemente ersetzt sind, die sK α proportional mit dem Winkel der Fühler ändern. Dabei wird die Information elektrisch oder elektronisch weiterverarbeitet und dann an den Schaltkreis weitergegeben. Diesen Vorrichtungen fehlt es an Robustheit und Betriebssicherheit, besonders wenn es sich um Anwendungsfälle in der Landwirtschaft handelt

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung soll die genannten Nachteile tunlichst vermeiden und ist so konzipiert, daß die Steuerung der relativen Position der Achse der Pflanzlinie unabhängig von der Dicke und Regelmäßigkeit der Pflanzlinie erfolgt, und daß auch die to Steuerung der Dicke unabhäng'3 von der relativen Position des Geräts gegenüber der Achse der Pflanzlinie erfolgt. Die Ausführung des erfindungsgemäßen Gegenstandes ist einfach und robust und deshalb besonders geeignet für landwirtschaftliche Geräte. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltenen Maßnahmen.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Verbindungssystem aus einer Anordnung von zwei gleichen, nicht miteinander ausgerichteten angelenkten Verbindungsstangen, deren gemeinsamer, zu beiden Verbindungsstangen gehörender Anlenkungspunkt sich parallel zur Achse der Verschiebungen verschiebt, die sich aus unsymmetrischen Bewegungen der Fühler ergeben, und sich rechtwinklig zu der genannten Achse verschiebt, wenn sich die Verschiebungen aus symmetrischen Bewegungen ergeben.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Verbindungssystem aus einer Anord- *>o nung aus zwei gleichen, nicht ausgerichteten, an ihren Enden angelenkten Verbindungsstangen, die durch eine dritte Verbindungsstange miteinander verbunden sind, welche rechtwinklig zu ihnen verläuft.

Diese Verbindungsstange hat eine mittlere Antenna kung, die die Eigenschaft hat, wenn sie geführt wird, sich längs der Achse der genannten Verschiebungen zu verschieben, die sich aus unsymmetrischen Bewegungen der Fühler ergeben, und unter der Wirkung von

Verschiebungen, die sich aus symmetrischen Bewegungen ergeben, gegenüber der genannten Achse zu schwenken. Aufgabe der Filter ist es, je nach der gewünschten, abzuleitenden Befehlsart die verschiedenen relativen Bewegungen auszuwählen.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert In den Zeichnungen zeigen

F i g. 1 und 2 ein Anwendungsschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung an einem gezogenen landwirtschaftlichen Fahrzeug, wobei F i g. 2 die Ansicht längs der Linie H-II in F i g. 1 darstellt;

Fig.3 eine Queransicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig.4 den Schnitt im wesentlichen längs der Linie IV-IVin Fig.3;

Fig.5—7 verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

F i g. 1 und 2 zeigen die erfindungsgemäße Vorrichtung in Anwendung an einer Maschine 1, z. B. einer Traubenlesemaschine, die so aufgebaut ist, daß sie zwischen ihren Schenkeln in einer Reihe 3 gepflanzte Rebstöcke 2 aufnimmt Die Maschine 1 hat einen Befestigungspunkt 4, an dem ein von ihr bewegter Traktor 5 angelenkt ist Der Befestigungspunkt 4 ist im Verhältnis zum Rahmen der Maschine in Querrichtung bewegbar. Beispielsweise ist der Befestigungspunkt 4 von einem am Rahmen der Maschine angelenkten Arm 6 getragen, wobei eine Verbindung mit der Maschine so auch durch einen doppelt wirkenden Arbeitszylinder 7 hergestellt ist Der Arbeitszylinder 7 wird von einem durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gesteuerten Verteiler 8 beaufschlagt

Bei dem in F i g. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbei- J5 spiel ist die Vorrichtung an der Stirnfläche des Rahmens der Maschine 1 abgestützt Die Vorrichtung weist zwei als Ski geformte Fühler 9 und 10 auf. die sich horizontal und parallel zum Boden 5 sowie einander gegenüber erstrecken. Die Fühler 9 und 10 sind am Ende von -»o Hebeln 11 bzw. 12 befestigt, die an Anlenkungspunkten 13 bzw. 14 mit dem Rahmen der Maschine verbunden sind. Auf die Hebel 11 und 12 wirken zwei Federn 15 und 16, so daß die Fühler 9 und 10 gegen die Fflanzreihe 3 gedruckt werden. Bewegungen der Fühler 9 und 10 « rufen Verschiebungen der Anlenkungspunkte 17 und 18 längs einer zur vertikalen Ach.« X des Gerätes rechtwinkligen Achse hervor.

Alle zur Achse X symmetrischen Bewegungen der Fühler 9 und 10 erzeugen aufgrund der Symmetrie der > <> Konstruktion symmetrische Bewegungen der Anlenkungspunkte 17 und 18 gegenüber der Achse X.

An den Anlenkungspunkten 17 und 18 sind die beiden Hebel 11 und 12 mit zwei Verbindungsstangen 19 und 20 verbunden, die miteinander an einem Anlenkungspunkt " 21 verbunden sind

Jegliche Schwankung in der Dicke der Pflanzreihc 3 wirkt sich als Schwankung der Weite bzw. Spreizung der Fühler in symmetrischer Weise an der einen und anderen Seite der Achse X aus. Diese symmetrischen «> Verschiebungen werden an die Anlenkungspunkte 17 und 18 übertragen, die im entsprechenden Ausmaß an den Stangen 19 und 20 Zug oder Druck ausüben und eine entsprechende positive oder negative Verschiebung des Anlenkungspunktes 21 längs der Achse X &5 hervorrufen. Der Anlenkungspunkt 21 erstreckt sich durch ein Gleitstück 22, welches rechtwinklig zur Achse X ausgerichtet ist, und nimmt dies bei seiner Bewegung längs der Achse X mit Dieses als erster Filter wirkende Gleitstück 22 hat die Aufgabe, nur die Bewegungen längs der Achse X auszunehmen und sie mechanisch an einen Verteiler 23 weiterzugeben, der einen Arbeitszylinder 24 zur Korrektur der Minimalspreizung beaufschlagt.

Jegliche Verschiebung der Achse der Pflanzreihe 3 gegenüber der Achse X des Geräts macht sich als unsymmetrische Veränderung der Fühler gegenüber der Achse X bemerkbar. Diese unsymmetrischen Verschiebungen werden an die Anlenkungspunkte 17 und 18 übertragen, weiche die Verbindungsstangen 19 und 20 aufgrund der Verformung des von den Anlenkungspunkten 13, 14 und 17, 18 gebildeten Parallelogramms im gleichen Sinne mitnehmen. Die Verschiebung des Anlenkungspunktes 2t erfolgt in rechtwinkliger Richtung zur Achse X, und zwar an der der Verschiebung der Achse der Pflanzreihe entgegengesetzten Seite. Der Anlenkungspunkt 21 erstreckt sich auch durch ein Gleitstück 25, dessen Achse rechtwinklig zur Verschiebung verläuft Dies als zweiter Filter wirkende Gleitstück 25 erlaubt dem Anlenkt> -gspunkt 21 jegliche Bewegung längs der Achse X, is* jedoch durch Bewegungen rechtwinklig zur Achse X entsprechend der Achsabweichung der Pflanzreihe 3 direkt beeinflußt Dieses als Filter wirkende Gleitstück 25 ist mechanisch mit dem Verteiler 8 verbunden, der auf den Arbeitszylinder 7 einwirkt welcher die Stellung des Rahmens des Geräts gegenüber dem die Maschine 1 mit dem Traktor 5 verbindenden Arm 6 so korrigiert, daß die Achse X mit der Pflanzreihe 3 zusammenfällt

Bei einem in Fig.5 gezeigten abgewandelten Aiisführungsbeispiel der Erfindung ist die ganze mechanische Übertragung im Verhältnis zum Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 unverändert, wobei jedoch die Filter dank elektrischer Steuerung der Verteiler vereinfacht sind. Ein als Positionsfilter wirkendes Gleitstück 26 ist längs der Achse X geführt und kann sich rechtwinklig zu dieser Achse verschieben. Das Gleitstück wirkt an seinen beiden Enden auf Ko.ttaktgeber 27 und 28, die auf den der Zentrierung dienenden Verteiler 8 einwirken. Da das Gleitstück 26 nur einfach ve/gesehen ist wirkt es ohne jegliche Unsicherheit bald auf den Kontaktgeber 27, bald auf den Kontaktgeber 28. Der sich aus symmetrischen Bewegungen der Fühler oder der Steuerung der Dicke ergebende Befehl steht in direktem Zusammenhang mit der relativen Bewegung eines Anlenkungspunktes 29 aufgrund der Abstützung des Gleitstücks 26. Die Biegsamkeit des elektrischen Kabels eines Kontaktgebers 30 ermöglicht es, diesen Kontaktgeber auf der Stütze des Gleitstücks 26 und in Kontakt mit dem Anlenkungspunkt 29 anzubringen.

Fig.6 zeigt ein weiteres abgewandeltes Ausf'ihrungsbeispiel, bei den: die Hebel 11 und 12 über die Anltn-orngspunkte 17 und 18 mit zwei kurzen Verbindungsstangen 31 und 32 verbunden sind, welche ihrerseits an zwe. Anlenkungspunkten 34 und 35 mit einer gemeinsamen kurzen Verbindungsstange 33 verbunden sind. Die Verbindungsstange 33 ist an einem Anlenkungspur-kt 36 an einer Stütze 37 angebracht, die von einer Führung 38 abgestützt ist. Wenn die Fühler wegen Schwankungen in der Dicke der Pflanzreihe 3 den Anlenkungspunkten 17 und 18 symmetrische Verschiebungen übermitteln, übertragen die Verbindungsstangen 31 und 32 den Anlenkungspunkten 34 und der Verbindung.'stange 33 gleiche, aber entgegengesetzt gerichtete Verschiebungen, welche eine Schwenkbewegung der Verbindungsstange 33 um ihren Anlen-

kungspunkt 36 hervorrufen. Diese Schwenkbewegung der Verbindungsstange 33 gegenüber der Stütze 37 korrespondiert mit der von den Fühlern wahrgenommenen Schwankung der Dicke. Durch diese Schwenkbewegung wird ein Kontaktgeber 39 ausgelöst, der eine Korrektur der Minimalspreizung als Funktion der Dicke ermöglicht.

Unsymmetrische Bewegungen der Fühler oder der Steuerung des Zentrierens der Pflanzreihe rufen Verschiebungen in gleichem Ausmaß und in gleicher Richtung an den Anlenkungspunkten 17 und 18 hervor, die das aus den Verbindungsstangen 31, 32 und 33 bestehende Verbindungssystem nach der einen oder anderen Seite der Symmetrieachse X längs einer zu dieser rechtwinkligen Achse mit sich ziehen. Der der Wirkung des Verbindungssystems ausgesetzte Anlenkungspunkt 36 nimmt die Stütze 37 in der mit dem Rahmen einheitlichen Führung 38 mit. Je nach ihren Verschiebungen betätigt die Stütze 37 zwei mit dem Rahmen fest verbundene Kontaktgeber 40 bzw. 41, um, wie oben schon beschrieben, den Verteiler 8 zu steuern. Es sei erwähnt, daß die Bewegungen einander überlagert sein können. Die gleichzeitige Schwankung der Dicke und die Verschiebung der Mitte der Pflanzreihe rufen gleichzeitige Wirkungen an den Kontaktgebern zum Steuern der Spreizung und der Führung hervor.

In Fig. 7 ist ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel von oben gezeigt, bei dem die Fühler 9 und 10 an verstellbaren Parallelogrammen aus Verbindungsstangen 42—43 und 44—45 angebracht sind. Diese Art von Fühler hat den Vorteil, daß sie abrupte Schwankungen der Dicke oder eine Mittenabweichung der Pflanzreihe besser wahrnehmen. Eine einfache Einwirkung von vorn auf den Fühler 9 oder 10 ruft eine Schwenkbewegung einer Verbindungsstange 43 oder 45 hervor, die die Bewegung unter Zwischenschaltung von Torsionsstäben 46 bzw. 47 an Hebel 48 bzw. 49 weitergeben, welche mit den Verbindungsstangen 31 bzw. 32 über Anlenkungspunkte 50 bzw. 51 verbunden sind. Dadurch wird der Anlenkungspunkt 36 entsprechend verschoben, um den Kontaktgeber 40 oder 41 zu

ίο betätigen.

Die Art der Bewegungsübertragung ist keineswegs auf die wenigen hier gegebenen Beispiele beschränkt. Die in F i g. 7 gezeigten vertikalen Torsionsstäbe 46 und 47 können beispielsweise auch durch Mantelkabelan-Ordnungen ersetzt sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich in allen Fällen anwenden, in denen eine Führungslinie unregelmäßig und eine automatische Zentrierung des Werkzeugs oder Geräts auf der Achse der Führungslinie

unabhängig von der Dicke dieser Linie erwünscht ist oder wenn eine kontinuierliche Steuerung der variablen Dicke einer diskontinuierlichen, unregelmäßigen und von der Mitte der Achse des Werkzeugs oder Geräts abweichenden Linie erwünscht ist oder wenn die Zentrierung und Dicke gesteuert werden sollen, um entsprechend handeln zu können.

Ein Anwendungsfall in der Landwirtschaft ist beispielsweise die automatische Führung von Geräten längs einer Pflanzreihe, beispielsweise in Traubenlese-

maschinen, wie auf Stelzen angeordneten Maschinen oder längs einer von Bewässerungsleitungen gebildeten Führung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Regeln der Stellung und Spreizung eines Werkzeugs oder einer Maschine im Verhältnis zur Position und Dicke einer Führungslinie mit zwei Fühlern, die von zwei am Rahmen der Maschine angelenkten Hebeln getragen und dazu bestimmt sind, mindestens einen Korrekturantrieb zusteuern, dadurch gekennzeichnet, daß die den Fühlern (9,10) entgegengesetzten Enden der Hebel (11,12) mit einem angelenkten Verbindungssystem von elastischer Rückstellung in Ruhelage verbunden sind, welches die symmetrischen und unsymmetrischen relativen Verschiebungen der genannten Enden gegenüber einer mittleren vertikalen Achse in zwei getrennte und unabhängige Bewegungen umwandelt, welche zwei Verteiler zur Beaufschlagung von zwei Korrekturantrieben steu