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II. Beschreibung und Stand der Tecnn1k: Titel: Mehrzweckgerätetrager
Die Erfindung betrifft eine landwirtschaftliche Zugmaschine mit variierbarer Antriebseinheit
nach dem Oberbegriff des Anspruchs I.
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Die oben beschriebene LZM ermöglicht durch die Variationsmöglichkeit
der Antriebseinheiten eine universellere und wirtschaftlich günstigere Anpassung
an den ;jeweiligen Einsatzbereich in der Hauptsache im landwirtschaftlichen Bereich.
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Der Stand der Technik ist dadurch gekennzeichnet, daß landwirtschaftliche
Zugmaschinen in der Regel einen Motor besitzen, der die Energie für alle Antriebsfunktionen
bereitstellt.
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Zum Teil sind landwirtschaftliche Zugmaschinen mit mehreren Motoren
ausgerüstet, die dann aber entweder ausschließlich dem Antrieb von Aufbauten dienen
oder fester Bestandteil des Fahrantriebs sind. Je nach den Erfordernissen werden
Motoren verschiedener Leistung eingesetzt. Die Kraftübertragung von der Zugmaschine
auf den Boden erfolgt entweder durch Hinterrad-oder Allradantrieb. Eine Verbesserung
der Kraftübertragunz wird im allgemeinen durch geeignete Wahl der Reifen, Zusatzgewichte
und Gewichtsübertragung angehängter bzw. angebaut er Geräte ermöglicht. Eine weitere
Verbesserung der Kraftübertragung ist nur möglich durch die Verwendung einer Triebachse,
die über die Wegzapfwelle angetrieben wird(z.B. Stalldungstreuer).
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III. Kritik am Stand der Technik: Am Stand der Technik sind folgende
Punkte zu kritisieren: 1. Unabhängig vom ,jeweiligen Einsatzbereich der landwirtschaftlichen
Zugmaschine steht immer die maximale Leistung des Antriebsaggregates zur Verfügung.
Daraus resultiert ein wirtschaftlich ungünstigeres Betriebsverhalten im Teillastbereich
im Vergleich zu einem leistungsschwächeren Motor, der im Bereich des maximalen Drehmoments
arbeitet.
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2. Das Leergewicht der Zugmaschine ist konstant und kann z.B.
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für Pflegemaßnahmen nicht weiter reduziert werden.
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3. Die gesamte Zugkraft wird von der Zugmaschine auf den Boden übertragen,
die deshalb ein entsprechend hohes Gewicht erfordert. Daraus resultiert eine Schädigung
der Bodenstruktur (Bodenverdichtung, Radschlupf). Die Beseitigung dieser Schäden
verlangt den Einsatz von Bodenlockerungsgeräten(Untergrundlockerer), die besonders
beim Pflug von der Reifengröße der Zugmaschine abhängig sind. Die Bodenbearbeitung
nach dem Pflügen wird bei großen Reifen entsprechend erschwert (Reifengröße, Schnittbreite
des Pflugkörpers).
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4. Die Einsatzmöglichkeiten zapfwellengetriebener Verbraucher sind
begrenzt, da jeweils nur eine Betriebsart(Motorzapfwelle mit vorgewählter Drehzahl
oder Wegzapfwelle) möglich ist.
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5. Der Auslastungsgrad einiger Antriebseinheiten ist in der Landwirtschaft
höchst unzureichend; wie z.B. Mähdrescher.
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IV. Ausgabe: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sinsatzmöglich-Ketten
landwirtschaftlicher Zugmaschinen zu verbessern und einen wirtschaftlich günstigeren
Betrieb zu ermögslichen Die LZM soll folgende Bedingungen erfüllen: 1. Anpassung
der Motorleistung an die ,jeweilige Betriebs-und Arbeitssituation.
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2. Die Variationsmöglichkeit des Antriebs darf die Grundfiinktion
der Basismaschine nicht beeinträchtigen.
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3. Das Betreiben von Motorzapfwelle(n), die 3.1. nur vom Basismotor
(Motor des Grundfahrzeuges) angetrieben wird (werden).
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3.2. nur vom aufgebauten zweiten Motor betrieben wird (werden) und
somit vom Fahrantrieb unabhängig ist (sind).
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3.3. von beiden Motoren emeinsam angetrieben wird (werden), wenn diese
zusammen auf das Getriebe des Fahrzeuges wirken.
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4. Den Betrieb einer Wegzapfwelle.
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V. Lösung der Auf gabe: Vorzugsweise wird die Aufgabe erfindungsmäßig
dadurch gelöst, daß die LZM als Basisfahrzeug (z.B. ein Geräteträger) so konstruiert
ist, daß ihr ein zweiter Motor aufmontiert werden kann. Dies ist z.B. beim Geräteträger
in dem Bereich möglich, wo sonst der Raum für Aufbaugeräte ist (Hilfsladefläche).
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Dieser zweite Motor wird mittels geeigneter Anbauteile und schnell
lösbarer Verbindungen am Rahmen der LM befestigt und kann nach Ausbau auch zum Antrieb
anderer Maschinen (z.B. Mähdrescher) genutzt werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn beide Motoren baugleich sind.
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Der Kraftanschluß des zweiten Motors ist so zu gestalten, daß folgende
Betriebszustände möglich sind: 1. Beide Motoren können gemeinsam auf das Getriebe
wirken (und je nach Ausführung auf die verschiedenen Verbraucher bzw. Nebenaggregate),
wobei wahlweise nur der Motor des Basisfahrzeuges oder beide Motoren gleichzeitig
betrieben werden können. Abschaltbar ist nur der zweite (aufgebaute) Motor.
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2. Wird der zweite Motor vom Getriebe entkoppelt, kann er zum alleinigen
Antrieb einer unabhängigen Zapfwelle (eventuell mit mehreren Anschlüssen) verwendet
werden.
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Siehe zu V. 1. und 2. Figur 1 Die Schaltung der Zapfwellen ist so
zu gestalten, daß alle Betriebsarten mit dem Basisfahrzeug möglich sind. Dadurch
wird ermöglicht, daß über die Grundfunktionen der Basismaschine alle Antriebsarten
von beiden Motoren (in gekoppeltem Zustand) betrieben werden können. Der Antrieb
der unabhängigen Zapfwelle durch den zweiten Motor ist nur möglich, wenn die unabhangiAe
Zapfwelle von den Grundfunktionen getrennt ist und der zweite Motor vom Basismotor
entkoppelt ist.
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Das Fahrzeuggetriebe muß so ausgelegt sein, daß es die Ieisit beider
Motoren ohne Beeinträchtigung seiner Funktion aufneYv£en kann.
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Sind beide Motoren miteinander gekoppelt, werden beide über eine gemeinsame
Leistungsregelung gesteuert.
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Im entkoppelten Zustand wi.rd der zweite Motor über ein separates
Regelungssystem gesteuert und ist von der Basismaschinensteuerung gelöst.
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Für diese separate Steuereinheit des zweiten Motors bietet sich vorzugsweise
ein System an, das lastunabhängig die Einstellung vorgewählter Motordrehzahlen ermöglicht.
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Die Resel- und Steuereinheiten der LZM sind im Bedienungsbereich des
Fahrzeugführers anzuordnen.
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Weiterhin ist, besonders bei Einsatz leistungsstärkerer Motoren, noch
folgende Ausführung möglich: 3. Der Motor des Basisfahrzeuges wirkt auf das Fahrzeuggetriebe
und die Weg- Motorzapfwelle. Der aufbaubar zweite Motor wirkt dann nur auf eine
unabhängige Motorzapfwelle(n).
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Dabei kann eine an den Basismotor angeschlossene Motorzapfwelle so
ausgeführt werden, daß sie wahlweise von jedem der beiden Motoren separat angetrieben
wird.
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Siehe zu V. 3. Figur 2 Für die Ausführung nach 3. entfallen die Kraftübertragungselemente
zwischen dem zweiten Motor und dem Fahrzeuggetriebe.
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Die Regelung des zweiten Motors ist dann so auszuführen, wie die oben
für den entkoppelten Betriebszustand (siehe oben S. 6) beschriebene Regelungseinheit.
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Nach den Ausführungen ist es möglich, am Heck der LZM gleichzeitig
eine Weg- und eine Motorzapfwelle zu betreiben.
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Weiterhin besteht die Möglichkeit, verschiedene Motorzapfwellen gleichzeitig
bei unterschiedlichen Zapfwellendrehzahlen zu nutzen.
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Außer den beschriebenen Zapfwellenbetriebsarten ist eine bertragung
der Motor-Wegzapfwelle auf die unabhängig betreibbare Zapfwelle technisch durchführbar.
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VI. Erzielbare Vorteile: Die erzielbaren Vorteile liegen: 1. in betriebszwirtschaftlicher
Hinsicht: 1.1. in einem günstigeren Brenns-toffverbrauch, da je nach Einsatzbereich
und erforderlicher Leistung die LZM wahlweise mit einem oder mit zwei Motoren einzusetzen
ist.
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1.2. in geringeren Anschaffungskosten, da die LZM einmal als Basisfahrzeug
bei Arbeiten einzusetzen ist, die nur eine geringe Motorleistung benötigen und dabei
z.B. für Pflegearbeiten auch ein geringeres Gewicht erforderlich machen.
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Weiterhin kann die SZM,ausgerüstet mit dem zweiten Motor, alle Aufgaben
einer leistungsstärkeren Zugmaschine übernehmen, wobei sich durch die Möglichkeit
zur Entkoppelung von Fahrantrieb und Motorzapfwellenantrieb bessere Einsatzmörlichkeiten
zapfwellengetriebener Verbraucher ergeben.
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Wird der zweite Motor so ausgeführt, daß er auch zum Betreiben anderer
Maschinen einsetzbar ist (z.B. als Antrieb eines Mähdreschers), dann ergeben sich
weitere Kostensenkungen bei der Anschaffung von landwirtschaftlichen oder anderen
Maschinen.
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2. in arbeitstechnischer Hinsicht: In arbeitstechnischer Hinsicht
entstehen Vorteile aufgrund der möglichen Trennung von Motordrehzahl und Fahrgeschwindi;-keit
durch den getrennten Antrieb der unabhängigen Zapfwelle über den zweiten Motor (z.B.
Betrieb von gezogenen Mähdreschern).
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Durch die Verwendung des Mähdreschermotors mit dem Geräteträger erhalten
kleinere Betriebe die Möglichkeit, kostengünstig z.B. in die Silotechnik (Maishäcksler)
einzusteigen.
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3. in ackerbaulicher Hinsicht: In ackerbaulicher Hinsicht entstehen
Vorteile durch bessere Verwendung der Wegzapfwelle mittels Triebachse, die 3.1.
eine Gewichtsreduzierung möglich macht (sowohl durch Abbau des zweiten Motors als
auch von der Grundkonzeption).
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3.2. eine Verminderung des Schlupfes bei unebenem Gelände bzw.
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bei ungünstigen Bodenverhältnissen und Hanglagen bringt
(z.B.
Strohpresse und Anhänger mit Triebachse).
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3.3. infolge Gewichtsreduzierung den Einsatz schmalerer Reifen möglich
macht, was eine erleichterte Bodenbearbeitung zur Folge hat (Einsatz schmälerer
Pflugkörper, leichtere Saatbettzubereitung).
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Dies ist vor allem bei leistungsstarker Ausführung der LZM von besonderem
Vorteil.
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Figur 1 Variante A Bezeichnungen: 1,2: Kreuzgelenk (drehstarre Kupplung)
3: Hydrodynamische Anlaufkupplung 4: Im Betrieb schaltbare Kupplung (Fahrkusplung)
5,6: Anschlußstellen für 2. Motorzapfwelle 7: Anschlußstelle Weg- und Motor-Zapfwelle
8-14: Kupplungen
Figur 1 Variante B Bezeichnungen: 1,2: Hydrodynamische
Anlaufkupplung 3: Schaltbare Kupplung 4: Im Betrieb schaltbare Kupplung (Fahrkupplung)
5,6: Kreuzgelenk 7-13: Kupplung 14: Anschluß 2. Motorzapfwelle
Figur
2 Bezeichnungen: 1,2: Kreuzgelenke (drehstarre Kupplung) 3: Im Betrieb schaltbare
Kupplung (Fahrkupplung) 4,5,6:Kupplungen 7: Antriebswelle für Wegzapfwelle 8: Anschlußstelle
für Weg- und Motor-Zapfwelle 9: Anschlußstelle für Motorzapfwelle