DE3218846A1

DE3218846A1 - Unterlenkermesswertgeber

Info

Publication number: DE3218846A1
Application number: DE3218846A
Authority: DE
Inventors: Gottfried Achberger; Franz 7990 Friedrichshafen Müller
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1982-05-19
Filing date: 1982-05-19
Publication date: 1983-11-24
Also published as: GB2120074A; GB8313541D0; GB2120074B; IT1163295B; IT8320914A0

Description

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ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN TZS/br-hg

Aktiengesellschaft Akte 5827 DE/P

Friedrichshafen 3 17.05.1982

Die Erfindung bezieht sich auf einen ünterlenkermeßwertgeber, insbesondere für einen Schlepper, als Kraftmeßeinrichtung einer Regelung zur Konstanthaltung der Arbeitstiefe eines vom Schlepper über Oberlenker und unterlenker gezogenen und geführten Bodenbearbeitungsgeräts, mit einem Summierglied zur Gewinnung einer resultierenden, physikalischen Größe, gebildet aus den an den-ünterlenkern angreifenden Zugkräften und mit einem Sensor zur Erfassung und Umsetzung der gewonnenen Größe.

Aus der DE-PS 28 55 544 ist ein Unterlenkermeßwertgeber bekannt, bei dem eine Resultierende aus Kräften gebildet wird, die an Unterlenkerkurbeln angreifen. Eine Massivwelle umfaßt einen mittleren, verdrehsteifen Abschnitt sowie als Torsionseinrichtung zwei außenliegende, sich am Getriebegehäuse abstützende weitere Abschnitte. Die Massivwelle ist in gehäuseseitig vorgesehenen Gleitlagern gelagert. Die Abtastung von Verdrehwegen der Massivwelle wird durch das jeweilige Spiel der Gleitlager beeinflußt.

Aus der DE-PS 30 17 735 ist ein weiterer Unterlenkermeßwertgeber bekannt, bei dem als Torsionseinrichtung ein Torsionsrohr konzentrisch zu einer SummierungswelIe angeordnet ist. Das Torsionsrohr ist an seinem einen Ende mit der Summierungswelle und an seinem anderen Ende mit dem Gehäuse drehfest verbunden. Bei diesem bekannten Gegenstand ist eine kompakte Bauweise erreichbar, ein notwendiges Lagerspiel geht aber auch hier in die Messung mit ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere für einen Schlepper einen Unterlenkermeßwertgeber zu schaffen,- der gegenüber dem Bekannten bei kleinem Bauaufwand hysteresefrei ist und daher kleinste Signalwerte verarbeiten kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

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Die Erfindung weist gegenüber den bekannten Gegenständen die Vorteile auf, daß der Meßwertgeber schon auf sehr kleine Verstellwege reagiert, und die Servohydraulik dementsprechend schon bei ganz geringen Kraftänderungen an den unteren Lenkern wirken kann, weil das bei den bekannten Meßwertgebern nachteilige Lagerspiel vollständig eliminiert ist. Wegen der Möglichkeit einer Anlenkung eines Zugpendels an der verwindungssteifen Platte erübrigt sich bei Anwendung der Erfindung auf einen Schlepper eine zusätzliche Maßnahme für die Anbringung eines Zugpendels unmittelbar am Schlepper.

Die Erfindung wird an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 schematisch eine Teilansicht eines rückwärtigen Bereichs eines Schleppers mit angehängtem Bodenbearbeitungsgerät und dem erfindungsgemäßen Unterlenke rmeßwertgeber,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines ünterlenkermeßwertgebers gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Meßwertgebers mit einem Biegestab,

Fig. 4 einen Schnitt entlang einer Linie IV-IV durch das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3.

An einem Schlepper 1 (Fig. 1) ist über ein Dreipunktgestänge ein Bodenbearbeitungsgerät 5, z. B. ein Pflug, angelenkt. Dieses Gerät kann bedarfsweise von einem Hubarm 8 über eine Hubstange 7 angehoben bzw. abgesenkt werden. Zu dem Dreipunktgestänge gehören ein Oberlenker 3 sowie zwei Unterlenker 29, 30 (Fig. 1, 2). Fährt der Schlepper 1 in Richtung eines Pfeils 4, dringt das Bodenbearbeitungsgerät 5, je nach Untergrund, mehr oder weniger tief in den Boden ein. Um die Zugkraft am Schlepper möglichst konstant zu hai-

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ten, wird das Bodenbearbeitungsgerät 5 bei größerer Zugkraft über t den Hubarm 8 und die Hubstange 7 angehoben, bei geringerer Zugkraft abgesenkt.

Der XJnte rlenkermeßwertgeber umfaßt eine verwindungssteife Platte 6 (Fig. 1, 2), die zur Erhöhung ihrer Steifigkeit aus der Ebene der Platte herausstehende Wände 49, 66, 67 (Fig. 2) hat. !;! Der Anbringung der Platte 6 am Schlepper 1 dienen Bohrungen 55, j{ 56,57,58.An der Platte 6 sind Arme 41, 42 vorgesehen, die außer-I halb des verwindungssteifen Bereichs der Platte eine vorgegebene I Elastizität aufweisen und der Befestigung von Bolzen 39, 40 dienen, I die mit Kugelgelenken 47, 48 versehen sind, mit deren Hilfe ihrer-1 seits die Unterlenker 29, 30 auf den Bolzen gelagert sind. Auf den s* Bolzen 39, 40 fest angebrachte Scheiben 45, 46 verhindern ein Herp untergleiten der Kugelgelenke 47, 48 von den Bolzen.

; Die Bolzen 39, 40 (Fig. 2) sind beim Ausführungsbeispiel je-

k weils mit einem konischen Abschnitt versehen, der jeweils in eine

$ am Ende der Arme 41, 42 sitzende Nabe 43, 44 mit einer konischen

-'j Innenbohrung eingesteckt und mittels jeweils einer Mutter 53, 54

^ gekontert ist, so daß sich eine starre Verbindung zwischen den

I Bolzen 39, 40 und den Armen 41, 42 ergibt. Die Bolzen 39, 40 sind

^!| jeweils mit Fortsätzen 37, 38 versehen, deren freie Enden 35, 36

j$ in einer Hülse 21 sitzen, die als Summierglied dient. Die Hülse 21

Pj wird von einem Stößel 20 eines Sensors 28 abgetastet. Gegen Ver-

$ schmutzung kann zwischen der Hülse 21 und dem Sensor 28 eine den

(i Stößel 20 umgebende Tülle 19 aus weichem Material, z. B. Gummi,

I vorgesehen sein. Der Sensor 28 sitzt auf einer Tragplatte 18, die

I ihrerseits an der Wand 67 der Platte 6 befestigt ist.

Der Sensor 28 wird beim Ausführungsbeispiel durch eine in einem hydraulischen Kreis liegende Verstelldrossel (Fig. 2) gebildet. Der Kreis umfaßt ferner einen von einem Wegeventil 14 über eine Leitung 15 gesteuerten Zylinder 16 zur Betätigung des Hubarms 8. Eine aus einem Behälter 10 fördernde, als Arbeitspumpe eingesetzte Pumpe 9 arbeitet auf eine Leitung 13, die zu dem Wege-

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ventil 14 führt und von dort als Leitung 17 zum Behälter 10 zurückgeführt ist. Der Pumpe 9 liegt ein Druckbegrenzungsventil 11 parallel. Der hydraulische Kreis umfaßt ferner eine als Steuerpumpe eingesetzte, weitere Pumpe 12, die auf eine Brückenschaltung arbeitet, die aus Drosseln 23, 24, einer Verstelldrossel 27 und dem Sensor 28 in Form einer Verstelldrossel besteht. Der Sensor 28 ist über eine Leitung 22 an die Verstelldrossel 27 angeschlossen, eine Leitung 31 führt von dem Sensor 28 zurück zu dem Behälter 10.

An die hydraulische Brückenschaltung sind an die beiden hydraulischen Steuereingänge des Wegeventils 14 führende Steuerleitungen 25, 26 angeschlossen. Mittels der Verstelldrossel 27 wird die hydraulische Brückenschaltung so eingestellt, daß an den Steuereingängen des Wegeventils gleiche Druckverhältnisse herrschen. Durch die Wirkung zweier Federn am Wegeventil wird sein Schieber in der aus Fig. 2 ersichtlichen Mittellage gehalten. Hiardurch fördert die Pumpe 9 Druckmittel zum Behälter 10 zurück.

Durch Betätigung des Stößels 20 des Sensors 28 kann die Symmetrie der hydraulischen Brückenschaltung gestört werden. Steigt beispielsweise der in der Steuerleitung 26 herrschende Druck gegenüber dem in der Steuerleitung 25 herrschenden an, dann wird das Wegeventil 14 so verstellt, daß die Leitung 13 über das Wegeventil 14 mit der Leitung 15 verbunden wird, der Zylinder 16 erhält Druckmittel und betätigt den Hubarm 8, wodurch das Bodenbearbeitungsgerät 5 über die Hubstange 7 angehoben wird.

Fällt dagegen der in der Steuerleitung 26 herrschende Druck unter den in der Steuerleitung 25 vorhandenen Wert ab, dann wird der Schieber des Wegeventils 14 in die entgegengesetzte Endlage gebracht, wodurch die Leitung 17 über den Schieber des Wegeventils 14 mit der Leitung 17 und damit dem Behälter 10 verbunden wird. Durch diese Maßnahme wird dem Zylinder 16 über die Leitung 15, das Wegeventil 14 und die Leitung 17 der Druck genommen, das Bodenbearbeitungsgerät 5 senkt sich durch Eigengewicht und nimmt hierbei den Hubarm 8 über die Hubstange 7 mit.

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In einem von den Wänden 49, 67 gebildeten Raum 50 befinden sich nur der Sensor 28 und die Enden der Ansätze 37, 38 der Bolzen 39, 40. Die Ansätze 37, 38 gelangen durch Öffnungen 51, 52 in den Raum 50 hinein.

Fährt der Schlepper 1 in Richtung des Pfeils 4, dann greifen über die Unterlenker 29, 30 und die Kugelgelenke 47, 48 Kräfte in Richtung der Pfeile 64, 65 an den Bolzen 39, 40 an. Da letztere starr mit den· Armen 41, 42 verbunden sind, verwinden sich diese gegenüber der verwindungssteifen Platte 6 geringfügig. Bezogen auf Stellen 61, 62 (Fig. 2) ergibt sich jeweils ein Weg 59 bzw. 60 der elastischen Verformung, die freien Enden 35 bzw. 36 der Fortsätze 37, 38 werden entsprechend ausgelenkt und bilden über die Hülse 21 eins Summe der beschriebenen Bewegung. Die Auslenkung der Hülse 21 schließlich führt zu einer mehr oder weniger großen Betätigung des Stößels 20 des Sensors 28. Die Betätigung des Sensors 28 hat eine Reaktion des hydraulischen Kreises in der oben beschriebenen Weise und ein Anheben bzw. Absenken des Bodenbearbeitungsgeräts 5 zur Folge.

An der Platte 6 kann ein Bolzen 63 (Fig. 1, 2) befestigt und mit einer Mutter 68 versehen sein. Mit Hilfe dieser Befestigungsmittel kann ein Zugpendel angebracht werden, sofern dies für das betreffende Bodenbearbeitungsgerät notwendig ist. Eine separate Befestigungsmöglichkeit für ein Zugpendel unmittelbar am Schlepper ist dann nicht mehr nötig.

An einer anderen, verwindungssteifen Platte 70 (Fig. 3) sind gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung Arme 81, 82 vorgesehen, die jeweils in einer Nabe 93, 94 enden. Letztere dienen der Befestigung von Bolzen 79, 80 mit Hilfe der Muttern 53, 54 in der oben beschriebenen Weise. Auf den Bolzer, sind gleichermaßen die Unterlenker 29, 30 über Kugelgelenke 47, 48 verschwenkbar gelagert und gegen Herunterfallen durch die Scheiben 45, 46 gesichert.

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An dem den Scheiben 45, 46 entgegengesetzten Ende der Bolzen 79, 80 sind Lagerstücke 73, 74 an den Bolzen vorgesehen, die entweder durch entsprechende Bearbeitung der Bolzenenden gebildet oder auf die Bolzen aufgesetzt sind. Die Lagerstücke 73, 74 sind mit Ausnehmungen versehen, in denen die Enden eines Biegestabs 71 gelagert sind. Der Biegestab 71 ist vorgespannt und mittels eines Führungsbügels 83 (Fig. 3, 4) an einer Tragplatte 72 geführt, die an einer Wand 89 der Platte 70 angebracht ist und der Befestigung des Sensors 28 dient. Die Wand 89 sowie weitere Wände 88, 91, 92 versteifen die Platte 70.

Bei fahrendem Schlepper 1 in Richtung des Pfeils 4 greifen über die Unterlenker 29, 30 des Bodenbearbeitungsgeräts 5 und die Kugelgelenke 47, 48 Kräfte in Richtung der Pfeile 64, 65 an den f

Bolzen 79, 80 an. Hierdurch erfolgt eine geringe Verbiegung der | Arme 81, 82 an der verwindungssteifen Platte 70. Die lastabhängige k Verbiegung der Arme 81, 82 gegenüber Stellen 84 bzw. 85 hat Wege bzw. 87 zur Folge, die ein MaB für die elastische Verformung der Arme sind. Diese elastische Verformung hat eine Änderung der Vorspannung, also der Durchbiegung des Biegestabs 71, zur Folge, wobei der Biegestab 71 die Summe aus den elastischen Verformungen | der beiden Arme 81, 82 unmittelbar bildet. Während beim Ausfüh- Ij rungsbeispiel nach Fig. 2 die funktioneile Verbindung zwischen den |; Bolzen und dem Sensor über die als Summierglied wirkende Hülse er- | folgte, geschieht die funktioneile Verbindung beim Ausführungs- | beispiel nach Fig. 3 unmittelbar über den Biegestab 71. Der Befestigung der Platte 70 am Schlepper 1 dienen Bohrungen 75, 76, 77, 78. Der Sensor 28 und der Biegestab 71 sind in einem Raum 95 geschützt untergebracht, der durch die Wände 89, 91, 92 und das Wandteil 90 gebildet ist.

Die Platte 6 (Fig. 2), wie auch die Platte 70 (Fig. 3), kann als einstückiges Gußteil hergestellt werden. Die beiden Platten sind ebenso als gewichtsparende Rahmen mit Querverstrebungen herstellbar.

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Der erfindungsgemäße ünterlenkermeßwertgeber kann auch als Überwachungsgeber-im Stahlbau, bei Baumaschinen, Werkzeugmaschinen ύ oder im Kranbau eingesetzt werden. Seine Anwendung ist überall ff dort gegeben, wo eine hydraulische Überwachung, Regelung oder ά Steuerung angewendet wird.
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Be zug s ze ichen

1	Schlepper	35	Ende
2	Getriebegehäuse	36	Ende
3	Oberlenker	37	Fortsatz
4	Pfeil	38	Fortsatz
5	Bodenbearbeitungsgerät	39	Bolzen
6	Platte	40	Bolzen
7	Hubstange	41	Arm
8	Hubarm	42	Arm
9	Pumpe	43	Nabe
10	Behälter	44	Nabe
11	Druckbegrenzungsventil	45	Scheibe
12	Pumpe	46	Scheibe
13	Leitung	47	Kugelgelenk
14	Wegeventil	48	Kugelgelenk
15	Leitung	49	Wand
16	Zylinder	50	Raum
17	Leitung	51	öffnung
18	Tragplatte	52	öffnung
19	Tülle	53	Mutter
20	Stößel	54	Mutter
21	Hülse	55	Bohrung
22	Leitung	56	Bohrung
23	Drossel	57	Bohrung
24	Drossel	58	Bohrung
25	Steuerleitung	59	Weg
26	S te ue r1e i tung	60	Weg
27	Verstelldrossel	61	Stelle
28	Sensor	62	Stelle
29	Unterlenker	63	Bolzen
30	Unterlenker	64	Pfeil
31	Leitung	65	Pfeil

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Friedrichshafen γ

TZS/br-hg

Akte 5827 DE/P

17.05.1982

66	Wand
67	Wand
68	Mutter
70	Platte
71	Biegestab
72	Tragplatte
73	Lagerstück
74	Lagerstuck
75	Bohrung
76	Bohrung
77	Bohrung
78	Bohrung
79	Bolzen
80	Bolzen

81	Arm
82	Arm
83	Führungsbügel
84	Stelle
85	Stelle
86	Weg
87	Weg
88	Wand
89	Wand
90	Wandteil
91	Wand
92	Wand
93	Nabe
94	Nabe
95	Raum

Claims

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN TZS/br-hg Aktiengesellschaft Akte 5827 DE/P Friedrichshafen 17.05.1982 unterlenkermeßwertgeber Ansprüche

1. Unterlenkermeßwertgeber, insbesondere für einen Schlepper, als Kraftmeßeinrichtung einer Regelung zur Konstanthaltung der Arbeitstiefe eines vom Schlepper über Oberlenker und unterlenker gezogenen und geführten Bodenbearbeitungsgeräts, mit einem Summierglied zur Gewinnung einer resultierenden, physikalischen Größe, gebildet aus den an den Dnterlenkern angreifenden Zugkräften und mit einem Sensor zur Erfassung und Umsetzung der gewonnenen Größe, dadurch gekennzeichnet , daß eine verwindungssteife Platte (6; 70) zur Befestigung am Schlepper (1) vorgesehen ist, die einerseits eine starre Verbindung zwischen dem Schlepper (1) und dem Sensor (28) herstellt und andererseits Arme (41, 42; 81, 82) vorgegebener Elastizität zur Befestigung von, der verschwenkbaren Lagerung der Unterlenker (29; 30) dienenden Bolzen (39, 40; 79, 80) aufweist, die über das Summierglied in funktioneller Verbindung mit dem Sensor (28) stehen.

2. Unterlenkermeßwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (41, 42; 81, 82) ein einstückiges Teil mit der Platte (6; 70) bilden.

3. Unterlenkermeßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Bolzen (39, 40; 79, 80) fest an den Armen (41, 42; 81, 82) der Platte (6; 70) angebracht sind.

4. Unterlenkermeßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (39, 40) mit Fortsätzen (37, 38) versehen sind, deren freie Enden (35, 36) über das Summierglied (Hülse 21) in funktioneller Verbindung mit dem Sensor (28) stehen (Fig. 2).

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5. Dnterlenkermeßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (79, 80) über einen zwischen ihnen eingespannten Biegestab (71) als Summierglied in funktioneller Verbindung mit dem Sensor (28) stehen (Fig. 4) .

6. Dnterlenkermeßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (28) eine in einem hydraulischen Kreis liegende Verstelldrossel ist.

7. Dnterlenkermeßwertgeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Sensor (28) ein Brückenglied einer hydraulischen Brückenschaltung ist.

8. Dnterlenkermeßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der verwindungssteifen Platte (6; 70) Mittel (63, 68) zur Anlenkung eines Zugpendels für ein Bodenbearbeitungsgerät vorgesehen sind.

9. ünterlenkermeßwertgeber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegestab (71) in Lagerstükken (73, 74) gelagert ist, die an den Bolzen (79, 80) angebracht sind.

10. Dnterlenkermeßwertgeber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegestab (71) in Lagerstükken (73, 74) gelagert ist, die einstückige Teile mit den Bolzen (79, 80) bilden.

11. Dnterlenkermeßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß anstatt der Platte (6; 70) ein verwindungssteifer Rahmen verwe *det wird.