DE3739379A1 - Aufhaengevorrichtung mit bodenbearbeitungswerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufhängevorrichtung mit Bodenbearbeitungswerkzeug mit einem Rahmen, in dem das rotierende Werkzeug, insbesondere eine Walze, angebracht ist und einer Kupplung zur Be­ festigung an Front oder Heck einer Zugmaschine.

Auf dem Gebiet der Landwirtschaft sind unter­ schiedliche Bodenbearbeitungsgeräte bekannt, die an einer Zugmaschine befestigt werden und selbst­ laufend sind, d. h. sie besitzen keinen eigenen Antrieb und werden durch Schieben (Ziehen) in Ro­ tation versetzt. Hierunter fallen z. B. alle Typen von Walzen sowie bestimmte mit rotierenden Ein­ zelwerkzeugen ausgerüstete Eggen.

Bei starrer Aufhängevorrichtung entstehen beim Kurvenfahren translatorische Verschiebungen in Richtung der durch die rotierenden Werkzeuge be­ stimmten Achse, was zu Schereffekten führt. Da­ raus folgt, daß die Zugmaschine oftmals erhebli­ che zusätzliche Kräfte aufgrund der Scherbewe­ gung aufbringen muß. Um das gleiche Arbeitser­ gebnis zu erzielen, müssen wesentlich stärkere Zugmaschinen als eigentlich erforderlich einge­ setzt werden.

Zwar ist es ebenfalls bereits bekannt, bei Kur­ venfahrten der Zugmaschine das Bodenbearbeitungs­ werkzeug zu verschwenken. Hierzu wird an einer starr an der Zugmaschine befestigten und in der Mittelachse verlaufenden Deichsel der Rahmen mit dem Bodenbearbeitungsgerät am äußeren Ende und um eine vertikale, noch vor dem Werkzeug liegende Achse verschwenkbar befestigt. Ein wesentlicher Nachteil ist, daß eine seitliche Bewegung der Zugmaschine durch die Deichsel verstärkt und ver­ größert wird und sich in eine entsprechend über­ setzte seitliche Bewegung des Bodenbearbeitungs­ werkzeuges überträgt. Das im Rahmen angebrachte Gerät wird dann um einen Schwenkwinkel bewegt, der wesentlich größer ist als der der Zugmaschi­ ne. Hierdurch entsteht ein unruhiger Lauf und es bleiben nach wie vor gewisse Schereffekte be­ stehen.

Als Aufgabe liegt deshalb der Erfindung die Schaffung einer Aufhängevorrichtung zugrunde, bei welcher das Werkzeug bei Kurvenfahrten in op­ timaler Weise am Boden geführt wird.

Gelöst wid diese Aufgabe erfindungsgemäß da­ durch, daß Rahmen und Kupplung über zwei um die vertikale Achse verschwenkbare Lenker verbunden sind, deren Anlenkpunkte am Rahmen bei Frontan­ bau näher aneinander oder bei Heckanbau weiter entfernt voneinander liegen als der Abstand der Anlenkpunkte an der Kupplung, derart, daß die Verlängerung der Drehachse des Werkzeuges etwa durch den Mittelpunkt des durch die Zugmaschine beschriebenen Kreises verläuft.

In bekannter Weise wird die Aufhängevorrichtung über die Kupplung an der Front- oder Heckhydraulik der Zugmaschine befestigt, was insbesondere über eine 3-Punkt-Aufhängung erfolgen kann. Des wei­ teren ist das rotierende Werkzeug in an sich be­ kannter Weise in einem Rahmen befestigt. Für die Erfindung entscheidend ist nunmehr, daß zwischen Rahmen und Kupplung über zwei Lenker eine Ver­ bindung hergestellt ist, deren per definitionem in den Befestigungspunkten vorhandenen Schwenk­ achsen in der Vertikalen verlaufen.

Im Hinblick auf den Ort der Anlenkpunkte ist zu unterscheiden zwischen Front- und Heckanbau. Im er­ steren Fall liegen die Anlenkpunkte am Rahmen ab­ standsmäßig näher beieinander als die Anlenkpunkte an der Kupplung. Beim Heckanbau sind die Anlenk­ punkte am Rahmen hingegen weiter entfernt vonein­ ander als die an der Kupplung. Die Länge der Len­ ker und die Positionierung der Anlenkpunkte sind so zu wählen, daß bei einer Kreisfahrt der Zugma­ schine das Werkzeug so geschwenkt wird, daß die Rotationsachse des Werkzeuges in ihrer Verlänge­ rung durch den Mittelpunkt des durch die Zugma­ schine beschriebenen Kreises verläuft. Es ergeben sich dann optimale kinematische Verhältnisse bei Kurvenfahrten und Schereffekte des Werkzeuges am Boden unterbleiben völlig. Bei einer Walze sind dann die Einzelringe in erster Näherung parallel zu den Vorderrädern der Zugmaschine ausgerichtet. Geometrische Überlegungen zeigen, daß dies nur näherungsweise gilt, da bei der üblichen Einzel­ radaufhängung der Vorderräder für ein einwandfrei­ es Abrollen erforderlich ist, daß das kurveninnere Rad einen größeren Einschlag als das außenliegende aufweist. Nur dann rollen die Räder auf konzentri­ schen Kreisen um den Mittelpunkt der Kreisbewegung.

Funktion und Wirkungweise der Lenker ist wie folgt:

Bei seitlicher Bewegung der Zugmaschine wird die Kupplung mit der Zugmaschine geführt und deshalb translatorisch verschoben. Das hat zur Folge, daß der Rahmen auf der einen Seite, nämlich die, in deren Richtung die Bewegung der Zugmaschine ge­ schieht, durch die Führung des dort angeordneten Lenkers auf die Kupplung zu, am anderen gegenüber­ liegenden Ende durch den dort befindlichen Lenker von der Kupplung weg bewegt wird. Man erhält durch die beiden Lenker und aufgrund des Reibungs­ schlusses der Walzen mit dem Boden eine Schwenk­ bewegung des Werkzeuges in die Bewegungsrichtung der Zugmaschine.

Bei entsprechender Positionierung der Anlenkpunkte und Wahl der Länge der Lenker selbst, läßt sich aufgrund einfacher geometrischer Überlegungen er­ reichen, daß die Rotationsachse des Werkzeuges durch den Mittelpunkt des durch die Zugmaschine beschriebenen Kreises verläuft. Grundsätzlich bedeutet auch die näherungsweise Erfüllung dieser Bedingung schon eine erheblicher Fortschritt.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Aufhängevor­ richtung kann sowohl im Front- als auch Heckanbau an einer Zugmaschine befestigt werden. Im erste­ ren Fall müssen die Anlenkpunkte am Rahmen näher beieinander liegen als die an der Kupplung und bei einem Heckanbau müssen die Anlenkpunkte am Rahmen weiter entfernt liegen als die Anlenkpunkte an der Kupplung, um eine seitengerechte Schwenk­ bewegung des Werkzeuges zu erzielen. Gegenüber ziehendem Betrieb ist bei einem Frontanbau eine größere Kraft erforderlich, da die Zugmaschine versucht die Bodenunebenheiten durch Schieben zu überwinden.

Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile sind wesentlich.

Durch das Entfallen der Scherbewegung wird die von der Zugmaschine aufzuwendende Kraft einzig zur Bewegung des Werkzeuges und die Bearbeitung des Bodens verbraucht. Es sind keine zusätzlichen Kräfte zur axialen Verschiebung des Werkzeuges erforderlich, so daß schwächere und damit leich­ tere Schlepper eingesetzt werden können um das Gerät zu bewegen und den gleichen Bearbeitungs­ effekt zu erzielen. Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei Arbeiten am Hang auch bei Geradeausfahrt. Dann nämlich sorgt die Schwerkraft für eine natür­ liche Abdrift des Werkzeuges, was bei Verwendung der erfindungsgemäßen Aufhängevorrichtung eine Schwenkbewegung gegen den Hang erzeugt, in dem Sinne, daß das Werkzeug bergauf orientiert wird. Hierdurch entsteht völlig selbsttätig ein Ausgleich und eine Kompensation der natürlichen Abdrift, ohne daß, wie bisher üblich, durch den Fahrer gegen den Hang gesteuert werden muß. Das Ergebnis ist eine bessere Hangführung und eine einfachere Steuerung der Zugmaschine.

In einer speziellen Ausführungsform wird vorge­ schlagen, die Lenker in einer Ebene anzuordnen, so daß sie zusammen mit Kupplung und Rahmen bei Geradeausfahrt ein gleichschenkliges Trapez be­ schreiben. Bei Frontanbau bildet die Kupplung die Basis des Trapezes und die weitere hierzu pa­ rallele Grundlinie bildet der zwischen den beiden Anlenkpunkten befindliche Teil des Rahmens. Bei Kurvenfahrt verliert sich diese Parallelität. Da die Anlenkpunkte bei Frontanbau an der Kupplung weiter auseinander liegen als am Rahmen, bildet die Kupplung die Basis. Bei Heckanbau hingegen ist der Abstand der Anlenkpunkte am Rahmen größer als die auf der Kupplung zu wählen. Dann bildet der Rahmen die Basis des Trapezes. Um ein und dieselbe Aufhängevorrichtung sowohl im Front- als auch Heckanbau einsetzen zu können, ist eine Ver­ setzung der Anlenkpunkte zwingend. In einer vor­ teilhaften Weiterbildung wird deshalb vorgeschla­ gen, die äußeren Anlenkpunkte der Lenker auf dem Rahmen versetzbar zu machen, so daß beispielswei­ se durch Umstecken der Lenker das Trapez im Be­ reich des Rahmens seine größere Basis erhält, so daß sich die Vorrichtung dann für den Heckbetrieb, also auf Zug, einzusetzen eigent. Außer Umstecken sind selbstverständlich auch andere Möglichkeiten der Veränderung oder Verschiebung der Anlenkpunkte am Rahmen (aber auch an der Kupplung) denkbar.

Bei Frontanbau wirkt die schiebende Kraft der Zug­ maschine schräg nach unten, so daß durch die An­ pressung am Boden ein Kippmoment entsteht. Deshalb wird vorgeschlagen, an der Kupplung eine Rolle an­ zubringen, die von der Kupplungsseite her von oben am Rahmen anliegt, um eine zusätzliche Abstützung und Anpressung des Werkzeuges zu erreichen und das durch die Reaktionskräfte auf das Werkzeug ausge­ übte und verursachte Kippmoment zu kompensieren. Während der Kurvenfahrt läuft die Rolle auf der Oberseite des Rahmens unter Beibehaltung des An­ preßdruckes entlang.

Um beim Hochheben des Werkzeuges über die Hydrau­ lik der Zugmaschine ein selbsttätiges Ausrichten in Fahrtrichtung zu erreichen, ist vorgesehen, oberhalb der Rolle einen mittig nach oben zu spitz zulaufenden Bügel zu befestigen. Bei Anhe­ ben der gesamten Vorrichtung mit Hilfe der Hydrau­ lik erfährt das Werkzeug eine Entlastung, so daß der Rahmen etwas nach unten schwenkt. Gleichzeitig legt sich der Bügel von oben her an der Rolle an, und gleitet an ihm so lange entlang, bis die Rol­ le an der Spitze, also am obersten Punkt ange­ langt ist. Hierbei verschwenkt sich der Rahmen des Werkzeugs und wird in die Mittelstellung gezogen.

Schließlich ist noch von Vorteil, das Werkzeug um eine bei Geradeausfahrt in Fahrtrichtung weisende Achse verschwenkbar aufzuhängen, so daß entsprechend den Bodenunebenheiten Ausgleichsbewegungen möglich sind. Die Verschenkbarkeit kann insbesondere durch spezielle Gestaltung des Rahmens erfolgen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei­ bungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfing näher er­ läutert wird. Es zeigt

Fig. 1 eine Aufhängevorrichtung mit einer Walze als Werkzeug in Frontansicht,

Fig. 2 in Draufsicht die beiden Lenker, Kupplung und Rahmen.

Fig. 1 zeigt in schematisch gehaltener Perspek­ tivdarstellung in Schrägansicht von vorne eine er­ findungsgemäße Aufhängevorrichtung, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem Rahmen 1, einer Kupplung 2 und den beiden Lenkern 3 und 4 besteht. Der Rahmen dient zur Aufnahme des Werkzeuges, was im gezeigten Fall eine Walze 5 ist, die aus einer Vielzahl einzelner und nebeneinander angeordneter Ringe 6 besteht.

Die Kupplung 2 dient der Befestigung an der Front- oder Heckseite der hier nicht dargestellten Zug­ maschine. In der Regel wird es sich um die allgemein gegenläufige hydraulische 3-Punkt-Aufhängung handeln.

Für die Erfindung entscheidend ist die Verbindung zwischen Rahmen 1 und Kupplung 2. Sie erfolgt über Lenker 3, 4, deren Drehachsen in den sowohl auf dem Rahmen 1 befindlichen Anlenkpunkten 7 als auch in den auf der Kupplung 2 befindlichen Anlenkpunk­ ten 8 vertikal verlaufen. Das gezeigte Gerät ist für den Frontanbau bestimmt, weshalb der Abstand der auf der Kupplung 2 befindlichen Anlenkpunkte 8 größer ist als derjenige der Anlenkpunkte 7. Die jeweiligen Abstände sowie die Länge der Len­ ker 3, 4 ist so bemessen, daß bei Kurvenfahrt eine Schwenkbewegung der Walze 5 um eine vertikale Ach­ se um einen solchen Winkel vonstatten geht, daß die Drehachse der Walze 5 durch den Mittelpunkt des durch die Zugmaschine beschriebenen Kreises verläuft.

An der Kupplung 2 ist des weiteren eine Rolle 9 be­ festigt, die von oben her am Rahmen 1 aufliegt und während Kurvenfahrten abrollt. Hierdurch erreicht man eine zusätzliche Pressung der Walze gegen das Erdreich. Wird die Aufhängevorrichtung durch die Hydraulik in ihrer Gesamtheit nach oben ge­ hoben, bewegt sich der Rahmen 1 mit der darin be­ findlichen Walze 5 etwas nach unten, so daß die Rolle 9 von der Unterseite her an gegen den Bü­ gel 10 anzuliegen kommt, der in der Mitte nach oben spitz zuläuft und deshalb selbsttätig eine Ausrichtung des Rahmens 1 in die mittlere Lage vornimmt.

Im Rahmen 1 befindet sich eine bei Geradeaus­ fahrt in Fahrtrichtung weisende Achse 11, um wel­ che die Walze 5 verschwenkbar ist. Dies erlaubt einen pendelnden Ausgleich von Bodenunebenheiten.

Fig. 2 zeigt in Draufsicht Rahmen 1, Kupplung 2 und die beiden Lenker 3, 4. Aus Gründen der Klar­ heit wurde auf die Wiedergabe weiterer Einzelhei­ ten verzichtet.

In ausgezogener Linienführung ist die Position sämtlicher Teile bei Geradeausfahrt wiedergegeben. Rahmen 1, Kupplung 2 und die beiden gleichlangen Lenker 3, 4 bilden dann ein gleichschenkliges Tra­ pez. Da das gezeigte Gerät für den Frontanbau be­ stimmt ist, ist der Abstand der auf dem Rahmen 1 angeordneten Anlenkpunkte 7 kleiner als der auf der Kupplung 2 befindlichen Anlenkpunkte 8. Im üb­ rigen sind Rahmen 1 und Kupplung 2 jedoch pa­ rallel. Dies gilt gleichermaßen für die ebenfalls angedeutete Walze 5.

In strichpunktierter Linie sind die soeben be­ schriebenen Teile in einer Position wiedergegeben, die sie bei einer Rechtskurve der Zugmaschine an­ nehmen. Da sich die Zugmaschine und dadurch die daran befestigte Kupplung 2 nach rechts bewegen, die Walze 5 zunächst am Boden festgehalten wird, werden die beiden Lenker 3, 4 um einen durch den Lenkeinschlag der Zugmaschine bestimmten Winkel nach links verschwenkt. Dies bedeutet, daß sich das rechte Ende des Rahmens 1, also der rechte Anlenkpunkt 7 auf die Kupplung 2 zu, das andere Ende des Rahmens 1 bzw. der dort befindliche An­ lenkpunkt 7 vom Rahmen 2 wegbewegt wird. Man er­ hält folglich eine Schiefstellung des Rahmens 1 in bezug auf Kupplung 2. Da der Rahmen 1 der Auf­ nahme und Führung der Walze 5 dient, wird gleich­ zeitig die Walze 5 um den gleichen Winkel ver­ schwenkt. Länge und Anbringung der Lenker 3, 4 sowie die räumliche Position der Anlenkpunkte 7, 8 sind nach geometrischen Überlegungen so zu be­ messen, daß die Drehachse der Walze 5 in ihrer Verlängerung durch den Mittelpunkt des durch die Zugmaschine momentan beschriebenen Kreises ver­ läuft. Dann entfallen jegliche Schereffekte.

Im Ergebnis erhält man durch die Erfindung eine Aufhängevorrichtung, die bei minimalem Kraftauf­ wand optimale Laufeigenschaften insbesondere bei Kurvenfahrten aufweist und minimalen Kraftauf­ wand erfordert.

Claims (6)

1. Aufhängevorrichtung mit Bodenbearbeitungswerk­ zeug mit einem Rahmen, in dem das rotierende Werkzeug, insbesondere eine Walze, angebracht ist und einer Kupplung zur Befestigung an Front oder Heck einer Zugmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß Rahmen (1) und Kupplung (2) über zwei, um die vertikale Achse verschwenkbare Lenker (3, 4) verbunden sind, deren Anlenkpunkte (7) am Rahmen (1) bei Frontanbau näher aneinander oder bei Heckanbau weiter entfernt voneinander liegen als der Abstand der Anlenk­ punkte (8) an der Kupplung (2), derart, daß die Ver­ längerung der Drehachse des Werkzeuges durch den Mittelpunkt des durch die Zugmaschine be­ schriebenen Kreises verläuft.

2. Aufhängevorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß beide Lenker (3, 4), Kupplung (2) und Rahmen (1) ein gleichschenkliges Trapez bilden.

3. Aufhängevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkpunkte (7) am Rahmen (1), z. B. durch Umstecken, veränderbar sind.

4. Aufhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Kupplung (2) eine von oben am Rahmen anliegende Rolle (9) befestigt ist.

5. Aufhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß oberhalb der Rolle (9) ein mittig nach oben zu spitz zulaufender und vom Rahmen (1) ausgehender Bügel (10) befestigt ist.

6. Aufhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Werkzeug um die in Fahrtrichtung weisende Achse (11) verschwenk­ bar aufgehängt ist.