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Vorrichtung zur Regelung der Zugkraft in den
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Unterlenkern eines Schlepperhubwerks Stand der Technik Die Erfindung
geht aus von einer Vorrichtung zur Regelung der Zugkraft in den Unterlenkern eines
Schlepperhubwerks nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche
Vorrichtung aus der ER-OS 2 435 187 bekannt, die mit einem elektrohydraulischen
Regler arbeitet und bei der beide Unterlenker fest mit einem als Welle ausgebildeten
Biegestab verbunden sind. Der Biegestab ist in zwei am Schleppergehäuse befestigten
Lagerblöcken drehbar gelagert und arbeitet mit einem in der Mitte zwischen den Lagerblöcken
angeordneten Meßwertaufnehmer zusammen. Der Meßwertaufnehmer liefert von der Summe
der Zugkräfte in den Unterlenkern und damit von der Durchbiegung des Biegestabs
abhängige Signale an den Regler. Von Nachteil bei dieser Vorrichtung ist einmal
die Ausbildung des Biegestabs als Welle und die damit verbundene Abnahme des zu
messenden Signals von einem sich drehenden Teil. Nachteilig ist vor allem die im
Betrieb infolge von Drehbewegungen und Verformungen des Biegestabs auftretende
Reibung
in den Lagerblöcken, was zu einer unerwünscht hohen Hysterese in der Regelvorrichtung
führt. Insbesondere stärkere Verformungen des Biegestabs führen zu dessen relativer
Verkürzung, damit zu Schiebebewegungen in den Lagerblöcken, wobei die dabei auftretende
Reibung die Hysterese stark beeinflussen kann.
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Ferner ist aus der DE-OS 3 021 035 eine Vorrichtung zur Zugkraftregelung
in den Unerlenkern eines Schlepperhubwerks bekannt, bei welcher der Biegestab in
jedem Lagerblock über eine kugelförmige Lagerhülse gelenkig gelagert ist. Auch hier
führt die Schiebebewegung des Biegestabs durch die Lagerhülse sowie eine Kippbewegung
im Gelenklager infolge Verformung des Biegestabs zur Reibung und damit zu Hysterese.
Insbesondere bei starken Verformungen und bei großen Lagerdurchmessern kann die
Hysterese unerwünschte Formen annehmen. Zudem bauen Gelenklager relativ aufwendig.
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Weiterhin ist aus der DE-OS 3 021 777 eine Vorrichtung zur Regelung
der Zugkraft in den Unterlenkern eines Schlepperhubwerks bekannt, die voll hydraulisch
und mit einem Biegestab arbeitet. Zur Verringerung der Hysterese ist hier der Biegestab
mit einem fest am Schleppergehäuse montierten Tragrahmen starr gekoppelt. Nachteilig
bei dieser Vorrichtung ist, daß bei dieser starren Konstruktion der Biegestab nur
relativ kleine Hübe ausführen kann. Zudem eignet sich ein aus Federstahl hergestellter
Biegestab schlecht für eine derartige Schweißkonstrukt ion.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie auch bei großen
Hüben des Biegestabs mit relativ geringer Hysterese arbeitet. Zudem baut die Vorrichtung
besonders einfach und robust und kann auch bei beschränkten Platzverhältnissen am
Schlepper eingesetzt werden.
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Die bei starker Verformung des Biegestabs infolge seiner Verkürzung
auftretende Schiebebewegung kann durch die exzentrische Lage der Schwenkachsen und
das Spiel der zugeordneten Bolzen aufgefangen werden und damit die Hysterese gesenkt
werden. Ferner lassen sich kleine Lagerdurchmesser realisieren, was die Hysterese
ebenfalls niedrig hält.
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Die vorgeschlagene Lagerung des Biegestabs führt ferner in vorteilhafter
Weise nur zu dessen Verformung in Meßrichtung. Zudem ist diese Biegestablagerung
günstiger gegen die höhere Belastung bei Transportstellung des Hubwerks mit senkrecht
zur Meßrichtung auftretenden Kräften.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung
möglich. Sie unterstützen vor allem eine hysteresearme und kostengünstige Lösung.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Zeichnung sowie der Beschreibung.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur
1 eine elektrohydraulische Vorrichtung zur Regelung der Zugkraft in den Unterlenkern
eines
Schlepperhubwerks in vereinfachter Darstellung, Figur 2 einen teilweisen Schnitt
gemäß I-I in Figur 1 in leicht vergrößertem Maßstab und Figur 3 in schematischer
Darstellung den Biegestab nach Figur 2 in verformtem Zustand.
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Beschreibung des Ausführungsbeispieles Die Figur 1 zeigt eine Vorrichtung
zur Zugkraftregelung an einem Schlepper 11, an dem über ein übliches Dreipunktgestänge
12 mit zwei Unterlenkern 13, 14 ein Pflug 15 angelenkt ist. Zum Heben und Senken
der Unterlenker 13, 14 ist auf dem Schlepper 11 eine hydraulische Einrichtung 16
vorgesehen. Zu letzterer gehört ein elektromagnetisch betätigbares Wegeventil 17,
das aus einem Tank 18 über eine Pumpe 19 mit Druckmittel versorgbar ist. Das Wegeventil
17 steuert über hydraulische Leitungen 21, 22 einen hydraulischen Kraftheber 23
und steht über eine Rücklaufleitung 24 mit dem Tank in Verbindung. Zum Betätigen
der Unterlenker 13, 14 ist der Kraftheber 23 über ein Hubgestänge 25 an den Unterlenkern
angelenkt. Ferner ist auf dem Traktor eine elektronisch gesteuerte Einrichtung 26
angeordnet, die mit einer Stromquelle 27 in Verbindung steht. Zur Sollwert eingabe
ist die Steuereinrichtung 26 über eine elektrische Leitung 28 mit einem Sollwertgeber
29 verbunden.
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Zur Istwerteingabe führt von der Steuereinrichtung 26 eine zweite
elektrische Leitung 31 zu einem elektromechanischen Meßwertaufnehmer 32. Eine dritte
elektrische Leitung 33 verbindet die Steuereinrichtung 26 mit dem Magneten des Wegeventils
17.
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Wie Figur 1 in Verbindung mit Figur 2 näher zeigt, sind die Unterlenker
13, ih mit Hilfe von Kugelpfannenlager 34,
35 auf den Enden eines
einteiligen Biegestabes 36 gelagert.
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Der Biegestab 36 selbst ist im Gehäuse 37 des Schleppers 11 mit Hilfe
von zwei Lagerstellen 38, 39 befestigt. Da die beiden Lagerstellen 38, 39 untereinander
gleich sind, wird im folgenden nur die Lagerstelle 38 näher beschrieben.
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Im Bereich der Lager stelle 38 ist der Biegestab 36 in einer Längsbohrung
41 einer Muffe 42 geführt, die in einem seitlich angeformten Auge 43 eine Querbohrung
44 aufweist. Die beiden Bohrungen 41 und 44 in der Muffe 42 verlaufen senkrecht
zueinander und in geringem Abstand voneinander, so daß sie sich teilweise durchdringen.
Die Muffe 42 ist mit Hilfe eines Bolzens 45 zwischen zwei am Gehäuse 37 befestigten
Lagerplatten 46, 47 schwenkbar gelagert, wobei der Bolzen 45 die Schwenkachse bildet.
Da der Biegestab 36 aus Federstahl besteht, ist der in die Querbohrung 44 eingesetzte
Bolzen 5 im Bereich des Biegestabes 36 mit einer halbkreisförmigen Aussparung versehen.
Der Biegestab 36 ist somit im Bereich der Lagerstellen 38, 39 durch die exzentrisch
zum Biegestab 36 liegenden Bolzen 45, die zudem zueinander parallel und in einer
lotrechten Ebene verlaufen, gelenkig gelagert. Die Verformung des Biegestabs 36
in der Mitte zwischen beiden Lagerstellen 38 und 39 wird von dem Meßwertgeber 32
aufgenommen.
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Die Wirkungsweise der elektrohydraulischen Vorrichtung 10 zur Regelung
der Zugkraft in den Unterlenkern 13, 14 ist an sich bekannt, so daß in diesem Zusammenhang
nicht näher darauf eingegangen wird. Beim Pflügen mit dem Schlepper 11 werden vom
Pflug 15 über die Unterlenker 13, 14 im Bereich der Kugelpfannenlager 34, 35 Zug-
oder Druckkräfte auf den Biegestab 36 ausgeübt, wobei er anstelle der in Figur 2
gezeichneten, gestreckten Lage eine leicht bogenförmig gekrümmte Form einnimmt,
wie sie schematisch in Figur 3
dargestellt ist. Die Größe der Verformung
des Biegestabs 36 im Bereich des Meßwertaufnehmers 32 ist proportional zur Summe
der in den Unterlenkern 13, 14 wirkenden Kräfte und wird vom Meßwertaufnehmer 32
als entsprechend proportionales, elektrisches Signal an die Steuereinrichtung 26
gemeldet. Wie aus Figur 3 näher ersichtlich ist, verkürzt sich mit zunehmender Verformung
des Biegestabes 36 der Abstand zwischen den auf der Längsachse des Biegestabes 36
liegenden Punkten 48. Durch die exzentrische Lagerung des Biegestabes 36 mit Hilfe
der in geringem Abstand von den Punkten 48 angeordneten Bolzen 45 wird nun erreicht,
daß diese Verkürzung von dem Spiel der Bolzen 45 aufgenommen werden kann. Eine aus
der Verkürzung des Biegestabes 36 resultierende Hy-sterese wird dadurch weitestgehend
vermieden, zumal der Lagerdurchmesser an den Bolzen 45 klein gewählt werden kann.
Durch diese Lagerung des Biegestabes 36 mit Hilfe von vertikalen Schwenkachsen 45
wird zudem erreicht, daß der Meßwertaufnehmer 32 nur die Biegung in Meßrichtung
erfaßt. Ferner ist von Vorteil, daß diese Art der Lagerung des Biegestabs 36 höhere
Belastungen aushält, wie sie bei Transportstellung des Pfluges 15 auftreten können.
Mit vorliegender Lagerung des Biegestabs 36 läßt sich selbst bei starken Verformungen
des Biegestabes eine hysteresearme Arbeitsweise der Vorrichtung 10 erreichen. Selbst
wenn dieser Abstand zwischen den Schwenkachsen 5 und den Punkten 48 nur etwa den
250ten Teil des Abstandes beider Schwenkachsen 45 voneinander beträgt, läßt sich
die infolge der Verkürzung des Biegestabes 36 auftretende Schiebebewegung im Bereich
der Bolzen 45 auf rund den zehnten Teil reduzieren, so daß sie im Bereich des Bolzenspieles
liegt. Am Biegestab 36 lassen sich am Meßwertgeber 32 ohne weiteres Hübe von 4 bis
6 mm erzielen,
was insbesondere bei Verwendung eines hydromechanischen
Meßwertaufnehmers vorteilhaft ist.
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Selbstverständlich sind Änderungen an der gezeigten Vorrichtung möglich,
ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So können anstelle der gezeigten Bauart
mit Muffen ohne weiteres andere Bauarten treten, ohne auf die mit der exzentrischen
Anordnung der Schwenkachsen 45 verbundenen Vorteile verzichten zu müssen. Der Biegestab
36 kann auch so ausgeführt werden, daß sich sein federnder Abschnitt nur zwischen
den Punkten 48 erstreckt. Die Vorrichtung 10 eignet sich ferner besonders für mechanische
und hydraulische Regler, bei denen für das Eingangssignal ein großer Hub des Biegestabs
36 zweckmäßig ist. Wenn der Biegestab 36 Druckkräfte verarbeiten soll, ist es vorteilhaft,
ihn etwa um ein Drittel seines Maximalhubes vorzubiegen.
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Anstelle der in Figur 2 gezeigten Muffe 42 kann auch eine Muffe verwendet
werden, die aus einem hülsenförmigen Teil besteht, an dem außen zur Bildung der
Schwenkachse 45 zwei Zapfen angeformt sind. Für den Fall, wo anstelle eines durchgehenden
Biegestabes ein Biegestab verwendet wird, dessen Enden jeweils in einer Muffe liegen,
kann an der Muffe ein den Unterlenker tragender, koaxial zum Biegestab verlaufender
Achsschenkelbolzen angeformt sein.
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