DE3023046A1

DE3023046A1 - Regelungsvorrichtung fuer die hoehenverstellbaren lenker eines ackerschleppers

Info

Publication number: DE3023046A1
Application number: DE19803023046
Authority: DE
Inventors: Richard Arthur Schafer
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1979-07-02
Filing date: 1980-06-20
Publication date: 1981-01-08
Also published as: JPS6339202B2; IT8049134A0; YU157380A; AR230547A1; AU5881480A; ES492970A0; US4271910A; GB2054339B; IT1127503B; FR2460093B1; GB2054339A; AU530121B2; DE3023046C2; ES8101834A1; JPS568604A; CA1129707A; MX150209A; FR2460093A1

Description

DEERE & COMPANY

ElHOP=AN OFFICE

Regelungsvorrichtung für die höhenverstellbaren Lenker eines Ackerschleppers

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelungsvorrxchtung für die höhenverstellbaren Lenker eines Ackerschleppers mit einem als Torsionsstab ausgebildeten und einenends mit dem Schleppergehäuse fest verbundenen Meßwertgeber, einem an einen Lenker angeschlossenen und die von diesem Lenker ausgehenden Kräfte auf den Torsionsstab übertragenden Stellarm und einem die Werte des Meßwertgebers übertragenden Impulsgeber.

Bei dieser bekannten Regelungsvorrichtung (US-PS 3 246 702) sind die unteren Lenker über je ein Kugelgelenk an Stellarme angeschlossen, die auf einer Hülse aufgeschweißt sind. In dieser Hülse ist der Tors ions stab derart angeordnet, daß ein Ende mit dem Ackerschleppergehäuse und sein anderes Ende mit der Hülse verspannt ist. Bei dieser Anordnung werden die von den unteren Lenkern ausgehenden Kräfte nicht genau übertragen, da Hysterese oder Impuls-Verfälschungen infolge der zueinander relativ bewegbaren Teile auftreten.

Demgegenüber wird die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe darin gesehen, diese Regelungsvorrxchtung derart auszubilden, daß sie keine zueinander relativ bewegbare Teile aufweist.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst worden, daß der Stellarm mit dem Torsionsstab fest verbunden ist und den Impulsgeber aufnimmt. Auf diese Weise ist eine äußerst einfache Anordnung geschaffen worden, die Zugkräfte, die von den Lenkern der Dreipunktkupplung ausgehen, proportional überträgt.

030062/Ό775

DEERE & COMPANY

EUROPEAN OFFICE

Im einzelnen ist nach der Erfindung der Torsionsstab konisch ausgebildet, wobei das Ende mit dem größeren Querschnitt mit dem Schleppergehäuse fest verbunden ist, so daß das andere Ende mit dem kleineren Querschnitt den Stellarm aufnehmen kann. Dieser ist erfindungsgemäß im wesentlichen U-förmig ausgebildet und sein Steg kann den Torsionsstab aufnehmen, während zwischen den Schenkeln die jeweiligen unteren Lenker angeordnet sind.

Zweckmäßig ist der Stellarm mit dem Torsionsstab keilverzahnt.

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

Fig. 1 einen Ackerschlepper in Rückansicht mit der Dreipunktgerätekupplung,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2 - 2 in Fig. 1, Fig. 3 die Regelungsvorrichtung im Schnitt,

Fig. 4 den Steuerkreis für die Regelungsvorrichtung und

Fig. 5 einen am Impulsgeber angebauten Potentiometer.

In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Ackerschlepper mit 10, sein Schleppergehäuse mit 12 und seine Räder mit 14 bezeichnet. Auf dem Schleppergehäuse 12 ist ein Fahrerstand 16 angeordnet, und die Dreipunktgerätekupplung, die mit dem Schleppergehäuse 12 verbunden ist, weist zwei schwenkbar angeordnete untere Lenker 18, einen oberen Lenker 20, zwei Hubarme 22 an den gegenüberliegenden Seiten einer Hubwelle 24 und zwei Hubstangen 26 auf, die die Hubarme mit den unteren Lenkern bei Drehung der Hubwelle vertikal verschwenken. Die Hubwelle 24 wird, wie es in Fig. 5 angedeutet ist,

030062/0775

DEERE & COMPANY

Ej^O=HiN! OFFICE

über einen Hydraulikzylinder 28 beaufschlagt. Die Dreipunktgerätekupplung ist herkömmlicher Bauart und die erfindungsgemäße Regelungsvorrichtung kann selbstverständlich auch an anderen Bauarten von Dreipunktgerätekupplungen Verwendung finden.

Die Regelungsvorrichtung weist im einzelnen je einen konisch ausgebildeten, als Meßwertgeber dienenden Torsionsstab 30 auf, die an jeder Seite des Ackerschleppers vorgesehen sind. Jeder Torsionsstab ist an seinem den größeren Querschnitt aufweisenden Ende mit einem mit Bohrungen versehenen Flansch ausgerüstet, so daß dieses Ende mit dem Ackerschlepper über Schrauben 32 verbunden werden kann. Von dem Ackerschlepper aus erstreckt sich, somit jeder Torsionsstab nach außen zu einem Ende mit einem kleineren Querschnitt. Dieses Ende ist mit Gewinde versehen, so daß eine Mutter 34 aufgeschraubt werden kann. Hinter dem Gewinde ist der Torsionsstab ferner mit einer Keilverzahnung 36 ausgerüstet. Auf dem Torsionsstab 30 ist, wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, ein Stellarm 38 angeordnet, der im Querschnitt umgekehrt U-förmig ausgebildet ist und eine ebenfalls Keilverzahnung aufweisende quer verlaufende öffnung 40 in seinem Steg hat. Diese öffnung ist auf den Torsionsstab 30 aufschiebbar, so daß die Kei!verzahnungen des Torisonsstabes 30 und des Stellarmes 38 ineinandergreifen. Der Stellarm 38 ist keilförmig ausgebildet und wird auf dem Torsionsstab 30 über die Mutter 34 gehalten. Die Schenkel des Stellarmes sind aufgebohrt und können in ihren Bohrungen einen Zapfen 42 aufnehmen, der wiederum zur schwenkbaren Aufnahme des vorderen Endes eines unteren Lenkers 18 über ein Kugelgelenk 44 dient.

Ein Impulsgeber 46 in Form einer Lasche ist mit jedem Stellarm 38 verbunden und erstreckt von diesen nach oben, so daß sein freies Ende neben dem Schleppergehäuse 12 zu liegen kommt. Ein linearer Potentiometer 48 kann dann mit dem oberen Ende des Impulsgebers 46 über Schrauben 52 verbunden werden. Dieser Potentiometer 48 ist mit einem Taststift 50 an seinem bewegbaren Teil versehen, der

030062/0775

DEERE & COMPANY

EUROPEAN OFFICE

— 5 —

gegen das Schleppergehäuse 12 anliegt. Der Potentiometer 48 wird an dem Impulsgeber 46 durch eine Schutzkappe 60 abgedeckt, die über Schrauben 62 mit dem Impulsgeber verbunden ist. Der Taststift 50 ist durch eine flexible Hülle 64 abgedeckt, deren eines Ende zwischen der Basis des Potentiometers 48 und dem Impulsgeber 46 eingeklemmt ist und deren anderes Ende sich zwischen einem Ring 68 und dem Schleppergehäuse 12 befindet. Der Ring 68 ist über Schrauben 66 mit dem Schleppergehäuse 12 verbunden.

Ein Steuerkreis für die Regelungsvorrichtung ist in Fig. 4 dargestellt, in der die Potentiometer 48 zusätzlich noch mit "R" und "L" gekennzeichnet sind, um die Potentiometer auf der rechten und auf der linken Seite des Ackerschleppergehäuses anzudeuten. Die Ausgangssignale der Potentiometer werden in einem Sammler 70 zusammengefaßt, der ein einziges Signal an einen Steuerkreis 72 über eine Leitung 74 weitergibt. Die Bedienungsperson kann ein Signal für eine gewünschte Widerstandskraft oder Arbeitstiefe an den Steuerkreis über einen Handhebel 76 geben. Dieser Handhebel ist mit einem Kontaktarm 78 eines Drehwiderstandes 80 versehen. Der Kontaktarm 78 wiederum ist mit dem Steuerkreis 72 über eine Leitung 82 verbunden, um ein Signal in den Steuerkreis 72 geben zu können. Die tatsächliche Position der unteren Lenker 18 oder die Arbeitstiefe des Arbeitsgerätes wird in den Steuerkreis 72 durch eine Leitung 84 signalisiert, die ebenfalls an einen Kontaktarm 86 eines Widerstandes 88 angeschlossen ist. Der Kontaktarm 86 ist mit der Hubwelle 24 verbunden und bewegt sich mit dieser. Ihr Steuerkreis 72 erzeugt dann ein Ausgangssignal, das durch eine Leitung 90 in ein elektrohydraulisches Ventil 92 ge- " langt, das wiederum die Druckflüssigkeit zu oder aus dem Hydraulikzylinder 28 steuert. Dieses Ventil 92 ist mit einer Pumpe 94 über eine Hydraulikleitung 96 und mit einem Sammelbehälter 98 über eine Hydraulikleitung 100 verbunden. Gleichzeitig steht das Ventil 92 mit dem Hydraulikzylinder 28 über eine Hydraulikleitung 102 in Verbindung.

030062/0775

DEERE & COMPANY

EUROPEAN OFFCE

Der Steuerkreis 72 und das elektrohydraulische Ventil 92 bilden die Kontrollmittel für den Hydraulikzylinder 28. Der Steuerkreis kann so eingestellt werden, daß das Regelungssystem entweder anspricht auf die Lage des Gerätes oder nur auf die Widerstandskräfte oder auf eine Kombination der beiden, so daß, wenn der Lage- oder Zugkraftwert einen vorherbestimmten Grenzwert überschreitet, der Steuerkreis den Hydraulikzylinder 28 betätigt, damit eine entsprechende Verstellung des Gerätes erfolgen kann.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise des Regelungssystems wird angenommen, daß an die unteren Lenker 18 und an den oberen Lenker 20 ein Pflug angeschlossen ist. Durch Betätigung des Handhebels 76 wird dann die Bedienungsperson ein Signal für die gewünschte Widerstandskraft vorgeben. Der Steuerkreis 72 vergleicht dann dieses Signal mit dem Zugkraftsignal, das er durch die Leitung 74 erhält, und gibt dann ein Teilsignal an das Ventil 92 über die Leitung 90 weiter. Wenn man annimmt, daß die Betätigung des Handhebels 76 erfolgte, wenn sich der Pflug in einer gehobenen Position befindet, dann würde das Widerstandssignal niedrig sein, so daß das Teilsignal für das Ventil 92 dieses in eine Position verstellen würde, in der es die Hydraulikleitung 100 mit der Hydraulikleitung 102 verbindet, so daß das Gewicht des Gerätes bewirkt, daß der Kolben des Hydraulikzylinders eingefahren wird, wobei Druckflüssigkeit in den Sammelbehälter 98 zurückfließt.

Trifft nun der Pflug auf den Boden und tritt in diesen ein, so entsteht an den unteren Lenkern 18 eine nach rückwärts gerichtete Kraft, die auf die Stellarme 38 wirkt, wodurch diese etwas rückwärtig durchgebogen werden und eine torsionale Verformung erfolgt. Diese Verformung der Torsionsstäbe 30 wird durch die Bewegung der Impulsgeber 46 auf das Schleppergehäuse 12 zu gemessen. Wenn nun das obere Ende der Impulsgeber 46 sich auf das Schleppergehäuse .12 zu bewegt, dann werden die Taststifte 50

03006270775

DEERE & COMPANY

der Potentiometer 48 nach innen geschoben, wodurch das Potential der Potentiometer 48 geändert wird. Die Signale der Potentiometer werden dann in dem Sammler 70 aufgefangen und ein einziges Signal der Widerstandskraft wird dann in den Steuerkreis 72 durch die Leitung 74 gelangen. Das Signal in der Leitung 74 wird dann mit dem Signal in der Leitung 82 verglichen und, wenn sie übereinstimmen, d.h. wenn kein Fehler zwischen den beiden besteht, dann wird von dem Steuerkreis 72 ein Signal durch die Leitung 90 zu dem Ventil 92 gelangen, durch das das Ventil 92 wieder in eine geschlossene Position zurückgeführt wird. Wenn nun die Widerstandskräfte variieren, dann wird auch das Signal in der Leitung 74 variieren und der Steuerkreis 72 wird ein Fehlersignal durch die Leitung 90 zum Ventil 92 senden, damit die entsprechende Einstellung des Gerätes durch Betätigung des Hydraulikzylinders erfolgen kann. Beispielsweise, wenn die Widerstandskraft über den von der Bedienungsperson eingestellten Wert steigt, dann wird der Steuerkreis 72 ein Fehlersignal zu dem Ventil 92 senden, über das die Pumpe mit dem Hydraulikzylinder 28 über die Hydraulikleitungen 96 und 102 verbunden wird, so daß das Gerät angehoben wird, bis die beiden Eingangssignale in dem Steuerkreis 72 über die Leitungen 74 und 82 wieder übereinstimmen.

Bei einer entsprechenden Einstellung des Steuerkreises 72 werden die Signale in den Leitungen 82 und 84 verglichen, so daß die unteren Lenker und somit das angeschlossene Gerät nur in Abhängigkeit von der Lage gesteuert werden.

Der Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, daß die Regelungsvorrichtung, die aus den Torsionsstäben 30, den Stellarmen 38 und den Impulsgebern 46 besteht, in ihrem Aufbau äußerst einfach ist und keine relativ zueinander bewegbare Teile aufweist, die Hysterese oder Widerstandskräfteverluste hervorrufen könnten.

— 8 —

030062/0775

DESRE & COMPANY

Beim Ausführungsbeispiel ist die Regelungsvorrichtung mit den unteren Lenkern 18 verbunden. Sie kann aber auch mit dam oberen Lenker 20 verbunden werden, was allerdings den Nachteil hätte, daß dann bei aufgesattelten Geräten eine Regelung nicht mehr erfolgen würde, da dort der obere Lenker keine Verwendung findet.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Potentiometer 48 und der Steuerkreis, der schematisch in Fig. 4 dargestellt ist, nur als Beispiel für die vielen Möglichkeiten gelten sollen, wie ein Signal, das von der Regelungsvorrichtung ausgelöst wird, verwendet werden kann. So kann beispielsweise die erfindungsgemäße Regelungsvorrichtung mit variablen Transformern oder variablen Induktionsspulen verwendet werden, wie sie in den US-PSen 3 516 und 3 994 348 beschrieben sind. Gleichfalls kann die erfindungsgemäße Regelungsvorrichtung in einem ausschließlich mechanischen System Verwendung finden, in dem die oberen Enden der Impulsgeber 46 mit einem Lastteil verbunden sind, wie es in der US-PS 3 520 369 beschrieben ist.

030062/0775

Leerseite

Claims

Patentansprüche

.J Regelungsvorrichtung für die höhenverstellbaren Lenker eines Ackerschleppers mit einem als Torsionsstab
ausgebildeten und einenends mit dem Schleppergehäuse
fest verbundenen Meßwertgeber, einem an einen Lenker
angeschlossenen und die von diesem Lenker ausgehenden Kräfte auf den Torsionsstab übertragenden Stellarm
und einem die Werte des Meßwertgebers übertragenden
Impulsgeber, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellarm (38) mit dem Torsionsstab (30) fest verbunden ist und den Impulsgeber (46) aufnimmt.
2. Regelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionsstab (30) konisch ausgebildet ist und das Ende mit dem größeren Querschnitt mit dem Schleppergehäuse (12) fest verbunden ist.
3. Regelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellarm (38) im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und sein Steg den Torsionsstab (30) und seine Schenkel den Lenker (18, 20) aufnehmen .
4. Regelungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Stellarm (38) und Torsionsstab (30) miteinander keilverzahnt sind.
5. Regelungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (45) mit einem Potentiometer (48) verbunden ist, dessen bewegliches Teil gegen das Schleppergehäuse (12) anliegt.

Q3006-2/a77 5

ORIGINAL INSPECTED