DE3430125A1

DE3430125A1 - Vorrichtung zur steuerung einer schwenkbar an einem fahrzeug befestigten maschinenbaugruppe

Info

Publication number: DE3430125A1
Application number: DE19843430125
Authority: DE
Inventors: Andreas 6303 Hungen Reichhardt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-08-16
Filing date: 1984-08-16
Publication date: 1986-02-27

Description

Vorrichtung zur Steuerung einer schwenkbar an
einem Fahrzeug befestigten Maschinenbaugruppe Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung einer schwenkbar an einem Fahrzeug befestigten Maschinenbaugruppe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Steuerung der Maschinenbaugruppe einer Erntemaschine, beispielsweise eines Mähdreschers. Dabei soll das Schneidwerk eines Mähdreschers im Betrieb so geführt werden, daß ein vorbestimmter Mindestabstand zum Boden gewährleistet ist und das Getreide in gleichbleibender Höhe abgeschnitten wird. Der größte Gewichtsteil des Schneidwerks wird z.B. von mehreren hydraulischen Zylindern getragen, die einerseits am Schneidwerk und andererseits am Ende des Fahrgestells gelenkig gelagert sind und eine Höheneinstellung des Schneidwerks ermöglichen. Das gefuhrte Schneidwerk folgt mit seinem Restgewicht den Bodenunebenheiten, ohne sich in den Boden einzugraben oder vom Boden abzuheben.
Aus der DE-OS 32 30 330 sind bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer derartigen Maschinenbaugruppe bekannt, wobei die Maschinenbaugruppe mit mindestens einem federnden Element an dem Maschinenrahmen federnd abgestützt ist und diese Federung es ermöglicht, die Maschinenbaugruppe mit einem Restgewicht am Boden abzustützen und die Krafteinwirkung auf das Schneidwerk zu messen, oder in einer anderen Ausfükuzurgsform den Zugwiderstand des Geräts im Boden zu messen. Eine aufgrund von Unebenheiten des Bodens veränderliche Kraft wirkt auf dieses federnde Element und wird in eine elektrische Größe umgesetzt, die einem zum Auflagedruck oder auch zum Zugwiderstand der Maschinenbaugruppe und damit einem zur Bodenunebenheit proportionalen Istwert entspricht, welcher mit Hilfe einer elektronischen Schaltung mit einem verstellbaren Sollwert verglichen wird. Das resultierende Differenzsignal wird dann zur Einstellung der hydraulisch betätigten Maschinenbaugruppe benutzt, so daß durch diesen Regelvorgang eine stetige Höheneinstellung des Schneidwerks ohne große Schwankungen erzielt wird und eine konstante Belastung der Maschinenbaugruppe gewährleistet ist.
Das obige Verfahren setzt allerdings die Federung der Maschinenbaugruppe mit mechanischen Federn, die zu Kraftänderungen proportionale Längenänderungen liefer:l, voraus. Derartige Federn erfordern einen verhältnismäßig großen konstruktiven Aufwand und auch einen relativ großen Platzbedarf. Bei Maschinen, die hingegen über gar keine derartigen federnden Elemente oder über Gasdruckfedern verfügen, stellt sich außerdem das Problem der Messung und Umsetzung der wirkenden Kräfte.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, die eine stetige Höheneinstellung von Maschinenbaugruppen mit einfachsten Mitteln gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung der Maschinenbaugruppe wird anstelle der wirkenden Kräfte, die in Systemen ohne mechanische Federn einer direkten Messung nicht zugänglich ist, ein im Nubsystem oder ein in der Hydraulikeinrichtung der Maschinenbaugruppe herrschender, von der Bodenbeschaffenheit abhängiger, Druck gemessen. Bei dieser Druckmessung wird der jeweils gemessene Druck in eine Größe umgesetzt, die dann als ein Istwert zur Verfügung steht und in einer Regeleinrichtung,wie sie z.B. bereits aus der DE-OS 32 30 330 bekannt ist, durch Vergleich mit einem Sollwert ein Differenzsignal zur Steuerung der Maschinenbaugruppe liefert, so daß auch bei Fahrzeugen ohne mechanische Federung eine konstante Belastung der Maschinenbaugruppe gewährleistet ist.
Soll z.B. der Zugwiderstand eines Anbaugeräts an einem Traktor gemessen werden, wobei die Zugkraft von einem oberen Lenker auf das Anbaugerät übertragen wird, so bietet die Druckmessung zur Oberlenkerregelung, insbesondere bei Verwendung von hydraulischen Oberlenkern, eine besonders geeignete Möglichkeit, eine exakte Führung des Anbaugeräts zu erzielen, wobei eine gleichbleibende Zug- oder Schubkraft des Geräts im Boden gewährleistet ist.
Darüber hinaus kann ohne Verwendung der mechanischen Federn zur Abfederung der Maschinenbaugruppe der konstruktive Aufwand für die Steuerung gering gehalten werden, womit außerdem ein geringer Platzbedarf verbunden ist.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen naher erläutert. Dabei zeigen: F I G . 1 eine Seitenansicht eines Schneidwerks und einen Teil des Fahrwerks mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Messung des Druckes, und F I G . 2 eine weitere Einrichtung der Erfindung zur Messung des Druckes.
Die in FIG. 1 dargestellte Seitenansicht eines Schneidwerks eines Mähdreschers besteht aus einem Maschinenrahmen 1, an dem um eine horizontale Achse 2 schwenkbar ein Schneidwerk 3 angelenkt ist. Ein hydraulischer Hubzylinder 4, der zwischen dem Maschinenrahmen 1 und dem Schneidwerk 3 angeordnet ist, hebt und senkt das Schneidwerk 3. Der Hubzylinder 4 gehört zu einer hydraulischen Hubeinrichtung, die weiterhin eine Stickstoffblase 5, ein elektrisches Hubventil 6 und einen Meßzylinder 8, in dem sich ein Meßplättchen 7 mit einem Dehnungsmeßstreifen befindet, aufweist, wobei das Meßplättchen mit einer elektronischen Schaltung 9 zur Regelung des Drucks in der Hubeinrichtung verbunden ist.
Die elektronische Schaltung 9 kann dabei so ausgebildet sein, wie es in der zitierten DE-OS 32 30 330 bereits beschrieben ist, wobei ein Operationsverstärker oder Vergleicher ein Differenzsignal aus einem Sollwert und einem Istwert bildet. Ein Potentiometer ist als Sollwertgeber mit einem Eingang des Operationsverstärkers verbunden, wohingegen in diesem Fall der Dehnungsmeßstreifen als Istwertgeber mit dem anderen Eingang des Operationsverstärkers verbunden ist. Ein weiteres mit dem Operationsverstärker verbundenes Potentiometer dient zur Einstellung für die Toleranz und Empfindlichkeit der Regelung. Uber einen Signalverstärker und das Hubventil 6, das ein direkt und kontaktlos ansteuerbares Hydraulikventil ist, ist der Ausgang des Operationsverstärkers wieder mit der hydraulischen Hubeinrichtung verbunden und so die Regelschleife geschlossen.
Über den Sollwertgeber der elektronischen Schaltung 9 wird die Hubeinrichtung mit einem bestimmten einstellbaren Druck beaufschlagt, um das Schneidwerk 3 so vom Maschinenrahmen abzustützen, daß es mit einem bestimmten Restgewicht am Boden aufliegt. Beim t)berfahren von Bodenwellen ändert sich der Druck in der hydraulischen Hubeinrichtung und damit unter anderem im Meßzylinder 8, so daß über das Meßplättchen 7 mit dem Dehnungsmeßstreifen, der die Materialspannung des direkt vom Druck beaufschlagten Meßplättchens wiedergibt, der geänderte Druck in eine geänderte elektrische Größe, d.h. in einen geanderten Istwert, umgesetzt wird. Der Operationsverstärker bildet durch Vergleich mit dem Sollwert aus dem Sollwertgeber ein Differenzsignal, das, durch den Signalverstärker verstärkt, das Hubventil betätigt. Der Hubzylinder 4 bewegt sich daraufhin solange in der durch das Differenzsignal der Regelung vorgegebenen Weise bis der Gasdruck, der durch den Sollwertgeber eingestellt ist, erreicht ist und damit der vorgewhhlte Auflagedruck der Maschinenbaugruppe wieder eingestellt ist.
In ähnlicher Weise kann auch eine elektronisch gesteuerte Kraftheberanlage für Frontanbaugeräte bei reaktoren mit elektronischer Zugwiderstands- bzw. Schubwiderstandsregelung durch die Druckmessung in einer hydraulischen Einrichtung erfolgen. Dabei ist z.B.
bei einer Kraftheberanlage mit einer Oberlenkerregelung der obere Lenker in Form eines Hydraulikzylinders ausgeführt, wobei der Druck in diesem Zylinder, der mit der oben beschriebenen Vorrichtung gemessen und umgesetzt werden kann, den Zug- bzw. Schubwiderstand des Geräts wiedergibt. Bei einem vorgegebenen Sollwert durch den Sollwertgeber der Regeleinrichtung kann der so umgesetzte Druck-Istwert mit dem Sollwert verglichen werden und mit dem oben beschziebenen Regelvorgeng auf den eingestellten Sollwert zurückgeregelt werden, so daß eine exakte Führung des Geräts im Boden bei gleichbleibender Zug- oder Schubkraft erzielt wird.
FIG. 2 zeigt eine zur Druckmessung mit dem Dehnungsmeßstreifen alternative Druckmeßeinri chtung, die aus einem Meßzylinder 8', der in die hydraulische Einrichtung einer Maschinenbaugruppe geschaltet ist, aus einer in diesem Meßzylinder befindlichen Eolbenstange 10, aus einer Schraubenfeder 11 und aus einem elektrischen Scheibenpotentiometer besteht. Der bei Bodenunebenheiten in dem mit der Meßeinrichtung verbundenen hydraulischen Einrichtung veränderliche Druck bewirkt im Meßzylinder 8' eine Veränderung der Lage der Kolbenstange 10, die wiederum eine proportionale Änderung der Spannung in der Feder 11 zur Folge hat, welche in dem Scheibenpotentiometer 12 in eine entsprechende Änderung einer elektrischen Größe umgesetzt wird. Diese elektrische Größe kann dann nach dem oben beschriebenen Verfahren als Istwert mit der entsprechenden elektronischen Schaltung über die Druckregelung in der hydraulischen Einrichtung zur Steuerung der Maschinenbaugruppe ausgewertet werden.
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Claims

Patentansprüche S Vorrichtung zur Steuerung einer schwenkbar an einem Fahrzeug befestigten Maschinenbaugruppe, die mit einem Restgewicht am Boden aufliegt, wobei die Abstützung des übrigen Gewichts über eine Hubeinrichtung erfolgt und wobei eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, die aus einer ihr zugeführten Größe (Istwert), die sich proportional zu Bodenunebenheiten verändert, und aus einer durch einen vorgesehenen Sollwertgeber einstellbaren Größe (Sollwert) ein Differenzsignal bildet zur Einstellung der durch die Hubeinrichtung betätigten Maschinenbaugruppe zur Bodenfläche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Messung eines entsprechend dem Auflagedruck bzw. der Schub- oder Zugkraft eines Anbaugerätes sich ändernden Druckes in einem einstellbaren Gasdruckspeicher der Hubeinrichtung oder direkt an der Hubeinrichtung vorgesehen ist zum Umsetzen dieses Druckes in eine Größe, die der Regeleinrichtung als Istwert zur Steuerung der Maschinenbaugruppe zugeführt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Einrichtung zur Messung des veränderlichen Druckes den Druck in eine elektrische Größe umsetzt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Messung des veränderlichen Druckes einen Dehnungsmeßstrelfen aufweist, der die Materialspannung z.B. eines Plättchens wiedergibt, welches direkt von dem Druck beaufschlagt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Messung des veränderlichen Druckes eine Schraubenfeder aufweist, deren Spannung, die sich proportional zu dem Druck ändert, von einem elektrischen Potentiometer in die elektrische Größe umgesetzt wird.