DE3042499C2

DE3042499C2 - Vorrichtung zum Anschließen von landwirtschaftlichen Arbeitsgeräten an einem Schlepper

Info

Publication number: DE3042499C2
Application number: DE19803042499
Authority: DE
Inventors: Hans Ing.(grad.) 4044 Kaarst Gretschmann
Original assignee: International Harverster Corp
Current assignee: J I Case 4040 Neuss De GmbH
Priority date: 1980-11-11
Filing date: 1980-11-11
Publication date: 1983-12-15
Also published as: DE3042499A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anschließen von landwirtschaftlichen Arbeitsgeräten an einem Ackerschlepper über ein Dreipunktgestänge, dessen untere Lenker an die Enden eines über mindestens ein Tragelement an einem Getriebegehäuse des Ackerschleppers gelagerten Biege- oder Drehstabes anschließbar sind, dessen Auslenkung oder Durchbiegung infolge der in den unteren Lenkern auftretenden Zugkräfte unter Verwendung eines Fühlstiftes als Regelgröße für die Regelung eines Krafthebers dient, wobei die Tragelemente als der Durchbiegung und der scheinbaren Längenänderung bzw. Verdrehung des Biege- oder.Drehstabes; durch elastische Verformung ohne äußere Reibung folgende, biege- oder drehelastische Zwischenteile ausgebildet sind, die an ihrem inneren Teil mit dem Biege- oder Drehstab und an ihrem äußeren Randteil mit dem Getriebegehäuse bzw. dem Schlepperrumpf fest verbunden sind.

Eine derartige Vorrichtung ist unter Verwendung eines Biegestabes aus der FR-PS 20 96 707 und unter Verwendung eines Drehstabes aus der DE-OS18 07 536 bekannt Bei der Vorrichtung nach der FR-PS 20 96 707 ist ein rechteckförmiger Biegestab innerhalb von zwei im Querschnitt U-förmig gestalteten Kautsehuk-Εϊε-menten angeordnet, die ihrerseits in einem im Querschnitt wannenförmig ausgebildeten Lagerelement am Schlepperrumpf bzw. Getriebegehäuse befestigt sind.

Nachteilig ist, daß die aus Kautschuk bestehenden elastischen Elemente belastungs- und zeitabhängige Reibung und Hysterese aufweisen, wodurch die Regelgröße verfälscht wird, zumal sich die elastomeren Elemente fast über dtz gesamte Länge des Biegestabes erstrecken. Hinzu kommt daß im Hinblick auf den rauhen Einsatz von Ackerschleppern in der Landwirtschaft sowie durch Witterungseinflüsse unkontrollierbare Alterungserscheinungen in den elastischen Elementen auftreten, was einen frühzeitigen Austausch erforderlich macht, wenn ein proportionales Ansprechverhalten gewährleistet sein soll.

Bei der Vorrichtung unter Verwendung eines Drehstabes nach der DE-OS 1807 536 ist zwar der Drehstab nicht auf annähernd seiner gesamten Länge, so doch im Bereich seiner Lagerstellen in den Seitenwänden des Getriebegehäuses mittels hohlzylindrischer Ringe aus synthetischem Kunststoff eingespannt, wobei die Innenfläche jedes Ringes auf dem Drehstab festgeklebt ist Das Auftreten von äußerer Reibung und Hysterese gilt auch für diese bekannte Vorrichtung.

Ein hochempfindlicher Meßwertumformer unter Verwendung einer eingespannten Welle zur Regulierung der Arbeitstiefe von an Ackerschleppern aufgesattelten oder angehängten landwirtschaftlichen Arbeitsgeräien, beispielsweise Pflügen, ist aus der US-PS 35 20 369 bekannt Hierbei ist zur Verringerung übermäßiger Reibung bzw. von Zeitverzögerung im Ansprechverhalten vorgesehen, die Welle in der Ebene der Unterlenker mit sie umgebenden Ringen über mehrere sich radial erstreckende, gummielastische Blattfedern zu verbinden. Eine Auslenkung der Ringe durch erhöhte Zugkraftanforderung in den Unterlenkern wirkt sich über ein die Ringe verbindendes Gestänge und Ober einen daran angeschlossenen Stellhebel auf die Zugkraftregelung aus.

Schließlich ist aus der US-PS 30 22 830 bekannt einen an seinen Enden fest eingespannten Biegestab von einem Rohr zu syngeben und die Biegestab in der Mitte zwischen seinen Einspannstellen mit einem Fühlstift zu versehen, die die Durchbiegung infolge Zugkraftbean-

spruchung über ein mechanisches Hcbelsystem einem Steuerventil für den Kraftheber übermittelt

Die Abstützung des Bügelstabes dieser bekannten Vorrichtung erfolgt bei der Durchbiegung über endseitig systemfest angeordnete Abstützkanten und Anlageflächen, die in axialer Richtung des Biegestabes Abstand zueinander haben. Kommen die Enden des Biegestabes bei hoher Zugkraftanforderung an den Anlageflächen auf Anschlag, ist der Proportiorialitätsbereich der Meßumformung nicht mehr gewährleistet

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Aufhängung eines Biegestabes oder Drehstabes zum Anschluß an die Lenker des Dreipunktgestänges in baulich einfacher und kastengünstiger Weise so auszubilden, daß die bisher auftretende Refbung an den Lagerstellen und damit eine unerwünschte Hysterese vermieden wird, wobei eine solche Aufhängung auch nachträglich in einen Schlepper eingebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die biege- oder drehelastischen Zwischenteile als ungefähr tellerförmige Verformüngselementft ausgebildet sind.

Biegestab bzw. Drehstab bilden die Regelfeder für die Zugkraftregelung. Die Regelfeder hat aber einen ganz entscheidenden Einfluß auf die Bildung der Eigenfrequenz des sich aus Schlepper und Arbeitsgerät zusammensetzenden Systems. Diese Eigenfrequenz des Systems soll möglichst hoch sein, um eine schnelle und genaue Regelung zu ermöglichen. Will man wesentliche Verbesserungen an einem mechanisch-hydraulischen oder mechanisch-elektronischen bzw. elektronisch-hydraulischen Regelsystem erreichen, muß der Grundsatz beachtet werden, daß die Regelfeder bei gleichzeitig geringstmöglicher Reibung bzw. Hysterese so steif wie möglich ausgebildet wird. Würde man eine weiche Feder verwenden, so wird eine stoßartige Erhöhung der Zugkraft, die eigentlich eine sofort einsetzende große Regelamplitude auslösen sollte, in einem solchen Maße abgefedert -und verzögert, daß momentan nur ein kleiner Teil der Steuergröße gemessen und dem *o Steuergerät gemeldet wird und deshalb auch nur eine ungenügende Regelung erfolgen kann.

Rechnerisch ist die Eigenfrequenz proportional der Wurzel aus der Federrate. Wenn die Federrate entsprechend erhöht wird, läßt sich auch eine in +5 annäherndem Maße steigende Eigenfrequenz erzielen, durch die entsprechend bessere Regeleigenschaften möglich sind. Die Federkonstante soll mindestens so hoch sein, daß sich zusammen mit der Schleppermasse eine Eigenfrequenz von mindestens 8 Hz ergibt.

Grundsätzlich ist der ^verformungsgrad der biege- oder drehelastischen Zwischenteile nicht als weich zu bezeichnen. Durchbiegung oder Torsion dieser Zwischenteile müssen im Proportionalitätsbereich liegen, wenn sie als Meßwertumformer verwendbar sein sollen.

Nach einer ersten Ausführungsform können die elastischen Zwischenteile als Membranen ausgebildet sein, die mit dem Biegestab fest verbunden und an ihren äußeren Enden im Getriebegehäuse oder außerhalb des Getriebegehäuses an diesem versehraubt sind. so

Mit dem Begriff Membrane sollen Zwischenteile verstanden werden, die ähnlich wie schwingungselastische Membrane wirken und mit ihrem inneren Teil oder Rand an dem Biegestab oder Drehstab befestigt sind, während sie mit ihrem äußeren, über den Umfang des " Biege- oder Drehstabei hervortretenden Randteil im Getriebegehäuse bzw. am Schlepperrumpf befestigt Durch eine von der kreisrunden Form abweichende Ümrißgestalt der Membran oder der Baiin, mit der die Membran an dem Getriebegehäuse verschraübt ist, aber auch durch eine ändere, unsymmetrische Anordnung oder durch mit in einer bevorzugten Richtung verlaufenden Sickeii auf der Membran läßt sich die Charakteristik der Durchbiegung variieren, d. h, die Membran kann in der einen Richtung biegeelastischer als in der anderen Richtung gemacht werden.

Im Bereich der größtmöglichen Durchbiegung des Biegestabes greift an diesem ein die Durchbiegung messender Fühlstift an, der entweder in der Innenwandung des Gertebegehäüses oder in einem den Biegestab auf radialem Abstand umgebenden Rohr gelagert ist Das Rohr kann entweder über die Membran oder unmittelbar mit dem Biegestab verbunden seih, wobei nur dafür gesorgt sein muß, diß außerhalb der Befestigungsenden zwischen Rohr und Biegestab dieser einen das Messen der Durchbiegung ermöglichenden radialen Abstand aufweist Der Be liich zwischen der Lagerung und der Befestigung ans Blspsstab dient bei dieser Ausführungsvariante als Membran.

Für alle Ausführungsvarianten ist es entscheidend, daß der Biegestab biegeelastisch aufgehängt isi, was bedeutet, daß die Beanspruchung des Materials der elastischen Zwischenteile bis unterhalb der Streckgrenze erfolgt so daß keine bleibende Verformung eintritt

In der Beschreibung näher erläuterte Ausführungsbeispiele der Vorrichtung nach der Erfäidung sind in den Zeichnungen wiedergegeben. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt der Biegestabaufhängung im Getriebegehäuse entlang der Linie I-I in Fig.2 nach einer ersten Ausführungsform,

Fig.2 eine Seitenansicht auf das Getriebegehäuse mit einer Biegestabaufhängung mittels membranartiger Verformungselemente,

F i g. 3 einen Schnitt der Biegestabfederung entlang der Linie III-III in .Fig.4 nach einsr -«eiteren Ausführungsform,

F i g. 4 eine Seitenansicht mit innerhalb des Getriebegei.äuses angeordneten Biegestab,

Fig.5 eine Seitenansicht auf das Getriebegehäuse mit außerhalb angeordnetem Biegestab und

F i g. 6 einen Schnitt durch das eine Ende eines Biegestabes nach einer weiteren Ausführungsform.

F i g. 1 und 2 zeigen ein Getriebegehäuse 1 eines Zugschleppers für landwirtschaftliche Geräte. Der Zugschlepper ist mit einem üblichen hydraulischen Dreipunktgestänge versehen, dessen Unterlenker an den Enden eines Biegestabes 5 angeschlossen werden können.

Nach den Ausführupgsbeispielen der F i g. 1 und 2 ist der ^i igest ab 5 innerhalb des Getriebegehäuses 1 auf Abstand zur Hinterachse angeordnet und jeweils im Bereich seiner Bnden mit einer bieg« elastischen Membrane (Verformungselement) 6 verseilen, die an ihrem inneren Teil mit dem Biegestab fest verbunden und mit ihreei äußeren Rand an der jeweiligen Seitenwand des Getriebegehäuses 1 durch Schraubbolzen verbunden ist,

Bei kreisförmiger Ausbildung der Membranen bzw. einer Verschraubung der Membranen auf einem Kreis ist der Biegestab senkrecht zu seiner Achse nach allen Richtungen hin gleichmäßig biegeelastisch. Beide Membranen an beiden Seiten können sich daher gleichmäßig verformen bzw. können der Durchbiegung des Biegestabes reibungsfrei folgen. Bei einer von der kreisrunden Form abweichenden oder unsymmetri-

sehen Umrißgcstalt der Membranen bzw. bei einer Verschraubung der Membranen auf einer der kreisrunden Form abweichenden oder unsymmetrischen Bahn können die Membranen in einer bevorzugten Richtung biegeelastisch gemacht werden.

Im Bereich der größtmöglichen Durchbiegung des Biegestabes greift am Biegestab ein die Durchbiegung messender Fühlstift 8 an, der ein Steuerventil betätigt, welches seinerseits einen Regelgeber steuert. Da die Urtierlenker sich im wesentlichen horizontal erstrecken und in ihnen vorwiegend Zugkräfte auftreten, biegt sich der Biegestab im wesentlichen nach vorne durch. In der durch den Biegestab verlaufenden Horizontalebene ist daher zweckmäßigerweise der Fühlstift angeordnet und beispielsweise an der Innenwandung des Getriebegehäuses gelagert.

Eine weitere Ausführungsvariante besteht nach den

F i g. 3,4 und 5 darin, daß der Biegestab S auf radialem Abstand von einem Rohr 9 umgeben ist, welches über die Membranen 6 mit dem Biegestab verbunder ist. Der Fühlstift 8 ist hierbei im Rohr 9 gelagert. Der Biegestab

s kann bei dieser Ausführungsvariantc, wie F i g. 4 zeigt, innerhalb des Getriebegehäuses oder, wie Fig.5 zeigt, außerhalb und in Fahrtrichtung des Zugschleppers hinter dem Getriebegehäuse angeordnet bzw. gelagert sein.

ίο Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 ist das Rohr 9 an seinen äußeren Enden direkt mit dem Biegestab 5 durch Schweißen verbunden. Außerhalb dieser Enden weist das Rohr einen größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Biegestabes auf, so daß in

is diesem Bereich die Durchbiegung des Biegestabes mittels des im Inneren des Rohres 9 gelagerten Fühlstiftes gemessen werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zuni Anschließen von landwirtschaftlichen Arbeitsgeräten an einem Ackerschlepper über ein Dreipunktgestänge, dessen untere s Lenker an die Enden eines über mindestens ein Tragelement an einem Getriebegehäuse des Ackerschleppers gelagerten Biege- öder Drehstabes anschließbar sind, dessen Auslenkung oder Durchbiegung infolge der in den unteren Lenkern auftretenden Zugkräfte unter Verwendung eines Fühlstiftes als Regelgröße für die Regelung eines Krafthebers dient, wobei die Tragelemente als der Durchbiegung und der scheinbaren Längenänderung bzw. Verdrehung des Biege- oder Drehstabes is durch elastische Verformung ohne äußere Reibung folgende, biege- oder drehelastische Zwischenteile ausgebildet sind, die an ihrem inneren Teil mit dem Biege- oder Drehstab und an ihrem äußeren Randteil mit dem Getriebegehäuse bzw. dem Schlepperrumpf fest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die biege- oder drehelastischen Zwischenteile als ungefähr tellerförmige Verformungselemente (6) ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungselemente (6) eine von der kreisrunden Form abweichende Umrißgestalt aufweisen bzw· auf einer von der kreisrunden Form abweichenden Bahn mit dem Getriebegehäuse (1) verschraubt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungselemente (6) eine unsymmetrische Umrißgestalt anweisen bzw. auf einer in bezug auf die Achse des Biegestabes (5) unsymmetrischen Bahn mit dem C- etriebegehäuse (1) verschraubt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfonnungselemente (6) eine quadratische Umrißger.talt aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungselemente (6) mit in einer bevorzugten Richtung verlaufenden Sicken versehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegestab (5) auf radialem Abstand *5 von einem Rohr (9) umgeben ist, welches über die Verformungselemente (6) mit dem Biegestab verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (9) an seinen äußeren Enden so direkt mit dem Biegestab (5) fest verbunden ist und außerhalb der Enden einen größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Biegestabes aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Rohres der Fühlstift (8) angeordnet ist

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Federkonstante des Biegestabes bzw. Drehstabes (5), daß sich zusammen mit der *o Schleppermasse eine Eigenfrequenz von mindestens 8 Hz ergibt.