DE3503135C2 - Pflug mit halbautomatischer Überlastsicherung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz von Pflügen u. a. Bodenbearbeitungsgeräten gegen Überlastung mit einer mittelbar oder unmittelbar zwischen einem Werkzeug­ holm und einem Sperrelement angeordneten und auf Wälzflä­ chen frei abrollenden Rolle.

Derartige Überlastsicherungen werden eingesetzt, um das Deformieren bzw. Zerstören beispielsweise des Pflugrah­ mens bzw. Pflugkörpers beim Auffahren auf Steine, starke Wurzeln u.ä. zu vermeiden. Während bei den sogenannten voll­ automatischen Überlastsicherungen der Werkzeughalm bzw. beispielsweise der Pflugkörper mit dem Werkzeughalm beim Auftreffen auf einen entsprechend großen Stein oder Wurzel um einen Punkt weggeschwenkt wird und dann automatisch wieder in seine Ausgangslage zurückgedrückt wird, ist es bei den sogenannten halbautomatischen Überlastsicherungen notwendig, das Zuggerät anzuhalten und den ausgeschwenkten Werkzeughalm durch Zurückstoßen wieder in seine Arbeitsstellung zurückzu­ drücken, wobei dieser sich am Erdreich bzw. im Erdreich abstützt. Bei bekannten halbautomatischen Überlastsicherungen wird der Werkzeughalm in der Regel durch starke Federn und eine Sperrklinke o. ä. in der Normalstellung gehalten. Beim Auftreffen auf ein Hindernis klinkt die Sperre nach Über­ windung des eingestellten Federdruckes aus und der Werkzeug­ halm schwenkt um einen Drehpunkt nach hinten. Dabei hat es sich als schwierig herausgestellt, mit Hilfe der Feder den Punkt genau einzustellen, bei dem der Werkzeughalm mit dem angeschlossenen Werkzeug ausschwenkt. Dies gilt insbe­ sondere deshalb, weil die Wirkung der Überlastsicherung bereits nach kurzer Zeit durch Rost und andere Einflüsse verändert wird.

Es ist eine Überlastsicherung bekannt (DE-AS 10 90 895), bei der der das Arbeitsgerät tragende Werkzeughalm um eine Achse schwenkbar zwischen zwei Platten vorgesehen ist, wobei ein oberer Hebelarm dieses Werkzeughalms mit einer Nut ver­ sehen ist, in die sich eine ebenfalls an den Platten ver­ schwenkbar gelagerte, mit einer Rolle versehene U-förmig gebogene federnde Klinke mit der Rolle verklinkt. Bei einer Ausführungsform dieser Überlastsicherung liegt die in der Klinke vorgesehene Rolle außerdem noch in Aussparungen der beiden Platten, die auf einer Seite mit Schrägflächen ver­ sehen sind. Bei einer anderen Ausführungsform ist an Stelle dieser Schrägflächen ein Lenker mit dem Ende der Klinke gelenkig verbunden, der um einen Zapfen schwenkbar an den Platten befestigt ist. Wirkt eine erhebliche Kraft auf das Pflugschar ein, so wird der dieses tragende Werkzeughalm um seine Schwenkachse etwas verschwenkt. Dadurch wird die U-förmig gebogene Klinke etwas deformiert, so daß sich der Abstand zwischen der Schwenkachse der Klinke und der Rolle verändert, d. h. je nach Lage der Schwenkachse der Klinke zu der Schwenkachse des Werkzeughalms vergrößert oder ver­ kleinert. Dieses Nachgeben der Klinke bewirkt, daß die am anderen Ende vorgesehene Rolle gegen die Schrägflächen an den Platten gelangt und bei Überschreiten einer gewissen Kraft aus der Nut in dem Werkzeughalm herausgedrückt wird, so daß diese den Werkzeughalm freigibt. Die gleiche Funktion wie diese Schrägflächen an den Platten hat ein am Ende der Klinke angreifender Lenker. Nachteilig dabei ist, daß zwi­ schen der Rolle und den Trägerplatten einerseits und der Rolle und dem Werkzeughalm andererseits erhebliche Reibungs­ kräfte auftreten, so daß eine hohe Abnutzung gegeben ist. Die Vorrichtung arbeitet daher nach kurzer Zeit unzuverläs­ sig, zumal ein Einstellen der genauen Auslösekraft nicht möglich ist. Ein Funktionieren ist im übrigen überhaupt nur dann möglich, wenn die Schrägflächen mit einer für Land­ maschinen ungewöhnlichen großen Genauigkeit hergestellt werden.

Auch mit einer Rolle arbeitet die aus der DE-AS 12 04 445 bekannte Überlastsicherung, die frei zwischen Sperrklinke und Werkzeughalm gelagert angeordnet ist. Durch diese freie Lagerung der Rolle soll die Reibung reduziert werden bzw. nur noch im Auslösebereich als Rollreibung auf­ treten. Die Sperrklinke wird mit einer starken Feder vorge­ spannt, so daß die Überlastsicherung erst mit Überwinden der Federkraft ausgelöst wird. Durch die große Vorspannkraft der Feder ist es nur unter großen Schwierigkeiten möglich, den Werkzeughalm gegen die Federkraft wieder in seine Ar­ beitsstellung zurückzuschwenken, nachdem dieser einmal ausge­ löst wurde. Außerdem benötigt die bekannte Überlastsicherung einen großen Raum für die Unterbringung der einzelnen Bau­ teile. Dadurch werden die Freiräume zwischen der Anlenkung am Pflugrahmen und den Werkzeugen sehr eingeengt, die für die Pflugarbeit sehr wichtig sind. Zusätzlich wird das Ge­ wicht des Pfluges mit einer derartigen Überlastsicherung so groß, daß der Einsatz dieser Pflüge nur in Verbindung mit großen, d. h. eine erhebliche Zugkraft aufweisenden Schleppern möglich ist.

Statt einer starken Feder sieht eine aus der DE-AS 12 47 726 bekannte Überlastsicherung eine biegsame Klinke vor, die an einem Ende drehbar am tragenden Teil gelagert und über eine gelagerte Rolle mit dem Werkzeughalm verbunden ist. Bei Belastung rutscht die Klinke durch Verformen aus der Rolle heraus. Die Klinke selbst ist durch eine Feder wiederum vorgespannt, so daß das gesamte System sowohl durch die Federkraft als auch durch die Lagerung der Rolle und der übrigen Teile erheblichen Reibungseinflüssen unterworfen ist. Je nach Schmierung löst das System mehr oder weniger früh aus, so daß auch hier eine genaue Einstellung nicht möglich ist. Nachteilig ist weiter der große Raumbedarf für die einzelnen Bauteile, so daß der weiter oben schon erwähnte Freiraum erheblich eingeschränkt wird.

Trotz dieser beschriebenen Nachteile sind diese halb­ automatischen Überlastsicherungen wesentlich kostengünstiger als die vollautomatischen Steinsicherungen, die aufgrund der notwendigen Automatik und der damit verbundenen Gewichte in der Regel wegen der begrenzten Hubkraft des Schleppers mit weniger Furchen auskommen müssen als Standardgeräte. Sie verursachen im übrigen aber weniger Zeitverlust und sind einfacher zu handhaben als die bekannten Abschersiche­ rungen, bei denen der Schlepperfahrer bei Bruch jeweils den Schlepper verlassen und einen neuen Abscherstift ein­ setzen muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache, kompakte, leichtgewichtige halbautomatische Über­ lastsicherung für Bodenbearbeitungsgeräte, insbesondere Pflüge der eingangs genannten Art zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Sperrelement und Werkzeughalm, zwischen denen die Rolle angeordnet ist, im Bereich ihrer Wälzflächen bei Belastung eine Winkeländerung erfahrend ausgebildet sind.

Diese Sperre bzw. die Rolle ist gemäß der Erfindung so gelagert, daß bei auftretender Überlast nur die Rollrei­ bung überwunden werden muß, um die Auslösung zu bewirken. Dies erreicht die erfindungsgemäße Lösung dadurch, daß die beiden Flächen bzw. Teile, zwischen denen die Rolle ange­ ordnet ist, eine Winkeländerung erfahren, die den Rollvorgang einleiten und zugleich erleichtern. Damit kann der Ansprech­ punkt der Überlastsicherung einerseits genau vorgegeben und andererseits genau eingehalten werden. Die Rolle selbst und ihre Funktion wird auch durch auftretende Rostbildung o. ä. nicht beeinflußt. Umweltbedingungen können somit die Funktionstüchtigkeit der Überlastsicherung nicht negativ beeinflussen.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung sind Sperrelement und Werkzeughalm im Bereich ihrer Wälzflächen so ausgebildet oder angeordnet, daß ihre Normalen im Auslöse­ augenblick annähernd parallel zueinander verlaufen. Sperrelement und Werkzeughalm halten damit die Rolle jeweils allenfalls linienförmig, wodurch die Reibung auf ein Minimum reduziert ist. Diese linienförmige Berührung der Rolle einmal mit dem Sperrelement und zum anderen mit dem Werkzeughalm wird nach dieser zweckmäßigen Ausführungsform gerade auch im Auslösemoment eingehalten, so daß in diesem entscheidenden Moment optimale Bedingungen gegeben sind.

Dabei hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, daß die Normalen der Wälzflächen bzw. der die Wälzflächen tra­ genden Teile auch in Ruhestellung annähernd parallel zuein­ ander verlaufen. Auf diese Weise ist ein optimaler Auslöse­ vorgang von Anfang an gewährleistet, wobei immer die oben geschilderte linienförmige Berührung zwischen Sperrelement und Rolle einerseits und Werkzeughalm und Rolle andererseits vorhanden ist.

Die Rolle wird in der Arbeitsstellung besonders zweck­ mäßig zwischen den beiden parallelen Wälzflächen gehalten, indem das Sperrelement als die Rolle zweiseitig abstützender und aus einer vorgebbaren Totpunktlage schwenkbarer Haken ausgebildet ist. Zusammen mit dem Werkzeughalm ist die Rolle somit von drei Seiten umgeben, wobei der Haken aufgrund Form und Lage die Totpunktlage vorgibt, aus der die Rolle herausbewegt werden muß, um dem Sperrelement bzw. dem Haken und damit dem Werkzeughalm die Freiheit zu geben. Wird diese Totpunktlage überwunden, gibt der Haken als Sperrelement nach bzw. wird weggedrückt, so daß die lediglich über die Rolle bewirkte Sperre des Werkzeughalms gelöst wird, so daß dieser dem Hindernis im Boden ausweichen kann.

Die Überlastsicherung kann einfach, genau und zweckmäßig eingestellt bzw. den Gegebenheiten entsprechend verstellt werden, da nach einer vorteilhaften Ausbildung der Erfin­ dung der Haken von einer Exzenterschraube gehalten und um diese schwenkbar angeordnet ist. Auf diese Art und Weise kann die Totpunktlage verändert und damit der Ansprechzeit­ punkt der Überlastsicherung verändert werden. Eine andere Möglichkeit ist die, daß der Drehpunkt, um die der Haken schwenkbar ist, versetzbar angeordnet ist. Auch auf diese Art und Weise kann die Totpunktlage verändert und den je­ weiligen Gegebenheiten zweckmäßig angepaßt werden. Die für die Wirkung der Überlastsicherung günstige Lagerung der Rolle ist dadurch gegeben, daß sie zwischen Werkzeughalm und Sperrelement lose gehalten ist, allerdings gegen Heraus­ fallen gesichert. Damit können auf die Rolle nur die geringen Kräfte der Rollreibung einwirken. Ein unbeabsichtigtes seit­ liches Herausfallen der Rolle beim Ansprechen der Überlast­ sicherung wird gemäß einer Ausbildung der Erfindung verhin­ dert, indem sie gegen seitliches Herausrutschen durch Füh­ rungen gesichert ist. Diese Führungen haben mit der eigent­ lichen Funktion der Überlastsicherung nichts zu tun, können somit auch die Ansprechgenauigkeit nicht beeinflussen. Sie wirken lediglich als Sicherung, wenn die Rolle über ihren vorgegebenen Spielraum hinausrutscht, ohne daß dadurch nach­ teilige Kräfte auf die Überlastsicherung einwirken. Die bei Belastung auftretende Winkeländerung kann besonders günstig dadurch bewerkstelligt werden, daß der die Rolle haltende Teil des Werkzeughalms nachgiebig, vorzugsweise als Blattfeder ausgebildet ist. Die Blattfeder ist dabei zweckmäßig auswechselbar ausgebildet, um die Montage zu erleichtern bzw. ein Auswechseln bei Bedarf zu erleichtern. Da auch der Haken nachgiebig ist, d. h. beispielsweise aus Federstahl besteht, ist so sichergestellt, daß bei auftreten­ der Belastung die Wälzflächen bzw. ihre Normalen annähernd parallel zueinander verlaufen und sich so verstellen, daß die Rolle bei Erreichen der vorgegebenen Last ansprechen und das Sperrelement ausklinken kann.

Die Wirkung der Blattfeder wird begünstigt, da die Blattfeder ausbildungsgemäß am Ende eingespannt und im Ab­ stand zur Wälzfläche am Werkzeughalm abgestützt ist. Die Blattfeder wird auf diese Art und Weise praktisch vorge­ spannt, weil sie beim Ansprechen, d. h. beim Belasten der Spitze mittig einen Bauch wirft, um so das Ansprechen des Sperrelements zum vorgegebenen Punkt zu unterstützen.

Das Zurückschwenken des Werkzeughalms in die Ausgangs­ stellung und das Wiedereinrasten des Sperrelements wird wesentlich erleichtert, indem die Kopffläche des Werkzeug­ halms als Anlaufschräge ausgebildet ist. Die Rolle läuft somit beim Wiedereinklinken auf der schrägen Kopffläche in die Raststellung zurück, wodurch auch bei plötzlichen Belastungen beim Zurückstoßen des Schleppers eine Verformung der Rolle nicht eintreten kann.

Sind zwei Werkzeughalme gegenüberliegend angeordnet, beispielsweise bei einem Drehpflug, so wird ein Herausschwen­ ken des Hakens aus seine Halteposition aufgrund der Schwer­ kraft dadurch verhindert, daß die einander gegenüberliegend angebrachten, als Haken ausgebildeten Sperrelemente zweier Werkzeughalme über einen Distanzhalter vorzugsweise eine Feder gegeneinander abgestützt sind. Diese Feder ist ledig­ lich so bemessen, daß der jeweils dem nicht in Arbeitsposi­ tion befindlichen Werkzeug zugeordnete Haken in seiner Halte­ position gehalten wird. Für die Funktion der Überlastsiche­ rung an sich wird diese Feder und ihre Auslegung, d. h. ihre Stärke nicht benötigt.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß eine einfache und genau wirkende, halbautomatische Über­ lastsicherung geschaffen ist, die vorteilhaft robust auszu­ bilden und durch Umweltbeeinflussungen nicht in ihrer Wirk­ samkeit beeinträchtigt wird. Der Auslösezeitpunkt bzw. der Auslösepunkt kann genau vorgegeben werden, wodurch die Wirk­ samkeit der Überlastsicherung wesentlich verbessert ist. Weiter ist vorteilhaft, daß durch verhältnismäßig einfache Maßnahmen und mit Hilfe konstruktiv einfacher Teile eine Veränderung des Ansprechpunktes der Überlastsicherung möglich ist, so daß eine Anpassung an die auf dem Felde vorhandenen Gegebenheiten vorgenommen werden kann.

Ein Beispiel und Vorteile des Erfindungsgegen­ standes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausfüh­ rungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigt:

Fig. 1 eine Überlastsicherung in Seitenansicht in Arbeitsposition,

Fig. 2 eine Überlastsicherung im Auslösemoment,

Fig. 3 die Lagerung des Sperrelementes und

Fig. 4 zwei einander gegenüberliegend angeordneten Überlastsicherungen.

Bei der in Fig. 1 bis 4 im Ausschnitt wiedergegebenen Überlastsicherung handelt es sich um eine solche für Pflüge 1. Fig. 4 zeigt eine für Drehpflüge geeignete bzw. vorge­ sehene Überlastsicherung.

Der Werkzeughalm 5 ist am Pflugrahmen 2 über die Über­ lastsicherung gesichert angebracht. Als Sicherung wirkt ein Sperrelement 6. Zwischen dem Sperrelement 6 und dem Werkzeughalm 5 ist eine Rolle 7 angeordnet und zwar so, daß sie lediglich im Bereich der Wälzflächen 11, 12 Berührung mit dem Werkzeughalm 5 einerseits und dem Sperrelement 6 andererseits hat. Die Rolle 7 und auch die Rolle 9 nach Fig. 4 sind walzenförmig ausgebildet und werden seitlich durch hier nicht wiedergegebene Führungen an einem Herausfallen aus der Überlastsicherung gehindert.

Das Sperrelement 6 ist bei der Einzeldarstellung nach Fig. 1 ebenso wie bei der Doppeldarstellung nach Fig. 4 wo es mit 8 bezeichnet ist, als Haken 14 ausgebildet, der über seinen Hakenrücken 15 zusätzlich zusammen mit dem Winkel 18 ein unbeabsichtigtes Herausrutschen der Rolle 7, 9 ver­ hindert. Der Haken 14 ist über die Exzenterschraube 16 oder auch eine einfache Schraube mit dem Gehäuse 29 bzw. dem Pflugrahmen 2 verbunden. Die Exzenterschraube 16 ist so angeordnet, daß der Haken 14 sich in einer Totpunktlage befindet, die sicherstellt, daß der Haken erst bei einer bestimmten Kraft bzw. Überlast sich aus seiner Lage heraus­ bewegen kann. Über die Exzenterschraube 16 kann durch ein­ faches Drehen der jeweilige Drehpunkt so verändert werden, daß sich die Totpunktlage entsprechend verändert. Mit Ver­ änderung der Totpunktlage wird der Ansprechpunkt der Über­ lastsicherung verändert bzw. den Gegebenheiten entsprechend angepaßt.

Der Winkel 18 ist durch die Halteschraube 19 am Werk­ zeughalm 5 befestigt. Über die Halteschraube 19 ist damit gleichzeitig die Blattfeder 22 gehalten, über die ebenso wie über den Haken 14 bzw. über seine entsprechende Ausbil­ dung erreicht wird, daß sich die auf die Rolle 7, 9 wirkenden Wälzflächen 11, 12 bei Belastung verändern.

Die Wirksamkeit der Blattfeder 22 ist einmal durch den Rücksprung 23 im Bereich der Spitze 24 und einmal durch die einseitige Fixierung am Ende 25 gegeben. Darüberhinaus weist der Winkel 18 eine Ausnehmung 27 auf, die eine Aufbäu­ mung der Blattfeder 22 zuläßt, wie Fig. 2 verdeutlicht. Die Kopffläche 28 des Werkzeughalms 5 ist abgeschrägt, um bei Wiedereinrasten der Überlastsicherung ein Abrollen der Rolle 7, 9 auf ihr zu ermöglichen und damit das Einrasten zu erleichtern.

Fig. 2 zeigt die Überlastsicherung nach Fig. 1 im Aus­ lösemoment, wobei deutlich wird, daß sowohl der Haken 14 wie auch die Blattfeder 22 im Bereich der Wälzfläche 11, 12 sich so verbiegen, daß sie annähernd parallel zueinander verlaufen, wodurch nach wie vor die linienförmige Berührung zwischen Werkzeughalm 5 bzw. Sperrelement 6, 8 und Rolle 7, 9 gegeben ist. Bei weiterem Überschreiten des hier wieder­ gegebenen Punktes wird der Haken 14 freigegeben, so daß er mit der Rolle 7 zusammen wegspringt und den Werkzeughalm 5 freigibt. Die Überlastsicherung hat dann angesprochen und kann durch Rückwärtsstoßen des Gerätes bzw. des Pfluges 1 wieder in die Sperrstellung gebracht werden.

Fig. 3 verdeutlicht die Ausbildung der Exzenterschraube 16, mit der der Haken 14 am Pflugrahmen 2 befestigt ist.

Fig. 4 schließlich gibt eine Ausbildung der Erfindung beispielsweise bei einem Drehpflug wieder, wo die beiden die Rollen 7, 9 haltenden Sperrelemente 6, 8 über den Di­ stanzhalter 10, hier eine Feder so abgestützt werden, daß sie aufgrund ihres Eigengewichtes nicht aus der Halteposition herausgeschwenkt werden können.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Schutz von Pflügen u. a. Bodenbear­ beitungsgeräten gegen Überlastung mit einer mittelbar oder unmittelbar zwischen einem Werkzeugholm und einem Sperrelement angeordneten und auf Wälzflächen frei abrollenden Rolle, dadurch gekennzeichnet, daß Sperrelement (6, 8) und Werkzeugholm (5), zwischen denen die Rolle (7, 9) angeordnet ist, im Bereich ihrer Wälzflächen (11, 12) bei Belastung eine Winkeländerung erfahrend ausge­ bildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sperrelement (6, 8) und Werkzeugholm (5) im Bereich ihrer Wälzflächen (11, 12) so ausgebildet oder angeordnet sind, daß ihre Normalen im Auslöseaugenblick annähernd parallel zueinander verlaufen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Normalen der Wälzflächen (11, 12) bzw. der die Wälz­ flächen tragenden Teile auch in Ruhestellung annähernd parallel zueinander verlaufen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (6, 8) als die Rolle (7, 9) zweiseitig abstützender und aus einer vorgebbaren Totpunktlage schwenk­ barer Haken (14) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Haken (14) von einer Exzenterschraube (16) gehalten und um diese schwenkbar angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Rolle (7, 9) lose zwischen Werkzeugholm (5) und Sperrelement (6, 8) liegt, allerdings gegen Herausfallen gesichert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (7, 9) gegen seitliches Herausrutschen durch Führungen gesichert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Rolle (7, 9) haltende Teil des Werkzeugholms (5) nachgiebig, vorzugsweise als Blattfeder (22) ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (22) auswechselbar ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (22) am Ende (25) eingespannt und im Abstand zur Wälzfläche (11, 12) am Werkzeugholm (5) abge­ stützt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopffläche (28) des Werkzeugholms (5) als Anlauf­ schräge ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einander gegenüberliegend angebrachten, als Haken (14) ausgebildeten Sperrelementen (6, 8) zweier Werkzeugholme (5) diese über einen Distanzhalter (10) vorzugsweise eine Feder gegeneinander abgestützt sind.