DE3838496A1 - Safety circuit for the control of hoists - Google Patents
Safety circuit for the control of hoistsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsschaltung für die Rege lung von Hubwerken, insbesondere von Pflügen an Landmaschi nen.The invention relates to a safety circuit for the rain Development of hoists, especially plows on agricultural machinery nen.
Bei einer bekannten Sicherheitsschaltung für eine Regelung von Hubwerken an Landmaschinen umfaßt die Regelung je einen Sollwertsteller zur Vorgabe je eines Sollwerts für die Kraft als Kraftsollwert (W K ) und für die Lage als Lagesollwert (W L ). Weiter sind entsprechende Istwertgeber für einen Kraft istwert X K und einen Lageistwert X L vorgesehen. Mit einem Mischsteller kann das am Hubwerk befestigte Werkzeug entweder auf konstante Zugkraft oder konstante Lage oder eine definier te Verknüpfung aus diesen Größen bzw. Mischung beider zugehö rigen Signale geregelt werden. Der Mischsteller kann dazu auf reine Lageregelung oder reine Kraftregelung sowie eine Zwi schenstellung zur Mischung beider Regelungen eingestellt wer den. Weiter ist eine Hubbegrenzung bekannt, die den Hub des Hubwerks bzw. des daran befestigten Werkzeugs auf einen maxi mal eingestellten Hubsollwert vorranging vor der Regelung be grenzt.In a known safety circuit for regulating hoists on agricultural machinery, the regulation comprises a setpoint adjuster for specifying a setpoint for the force as a force setpoint ( W K ) and for the position as a position setpoint ( W L ). Corresponding actual value transmitters are also provided for a force actual value X K and an actual position value X L. With a mixer actuator, the tool attached to the hoist can be regulated either to constant tractive force or constant position or a defined combination of these quantities or a mixture of the two associated signals. The mixer controller can be set to pure position control or pure force control as well as an intermediate position to mix both controls. Furthermore, a stroke limitation is known which limits the stroke of the hoist or the tool attached to it to a maximum set stroke value prior to the control.
Bei einer derartigen Vorrichtung muß aus Sicherheitsgründen gewährleistet sein, daß bei Inbetriebnahme der Vorrichtung und Vorliegen einer Differenz zwischen Soll- und Istwert das auslenkbare Hubwerk nicht selbsttätig auf den Sollwert ver stellt wird. Wird beispielsweise bei einem Ackerschlepper die Höhe des Hubwerks durch einen Hebel eingestellt, kann es passieren, daß nach Abschalten des Ackerschleppers der Hebel verstellt wird, so daß bei Wiedereinschalten eine Differenz zwischen tatsächlicher Höhe des Hubwerks und eingestellter Höhe vorliegt. Ohne eine entsprechende Sicherheitsschaltung würde dann das Hubwerk selbsttätig in die Lage fahren, die der Hebelstellung entspricht. Da dies mit erheblichen Ge fahren verbunden ist, ist es erforderlich, eine Sicherheits schaltung zu schaffen, die unkontrollierte Auslenkungen bei Inbetriebnahme der Vorrichtung verhindern.Such a device must be used for safety reasons be guaranteed that when starting the device and the existence of a difference between the setpoint and actual value deflectable hoist not automatically ver to the setpoint is posed. For example, in a tractor Height of the hoist set by a lever, it can happen that after turning off the tractor the lever is adjusted so that when switched on again a difference between the actual height of the hoist and the set one Height is present. Without an appropriate safety circuit the hoist would then automatically move into position corresponds to the lever position. Since this with considerable Ge driving is connected, it is necessary to have a security circuit to create the uncontrolled deflections Prevent start-up of the device.
In der bekannten Sicherheitsschaltung sind Mittel vorgesehen, die bei Inbetriebnahme der Verstelleinrichtung und Vorliegen einer Differenz zwischen Soll- und Istwert das auslenkbare Element auf dem Istwert verriegeln und daß das verriegelte, auslenkbare Hubwerk beim Nachstellen des Sollwertes auf den Istwert entriegelt wird.Means are provided in the known safety circuit when commissioning the adjustment device and available the difference between the setpoint and actual value Lock element on the actual value and that the locked, deflectable hoist when adjusting the setpoint to the Actual value is unlocked.
Hierbei können aber gefährliche Zustände und Bewegungen dann auftreten, wenn am Mischsteller reine Kraftregelung vorge wählt ist: Wenn der eingestellte Kraftsollwert (W K ) kleiner als das Gewicht des Hubwerks bzw. des Pfluges ist, wird der Pflug über die Kraftregelung abgesenkt. Ist der Kraftsollwert W K dagegen größer eingestellt als dem Gewicht des Pflugs ent sprechend, fährt der Pflug in seine oberste Lage. Bei der be kannten Sicherheitsschaltung muß für die Aktivierung der Rege lung bei eingestellter, reiner Kraftregelung der Kraftsoll wert W K auf den Kraftistwert X K hin verstellt werden. Dieser Zustand entspricht aber einem labilen Gleichgewichtszustand, da geringe Abweichungen und Verstellungen des Kraftsollwerts gegenüber diesem Zustand bereits ein Heben oder Senken auslö sen. Somit wird in den meisten Fällen durch den Bedienvorgang bei der Aktivierung eine Bewegung ausgelöst, die zudem uner wartet kommt, da nur die Sicherheitsschaltung entriegelt wer den sollte. Solche unerwarteten und unkontrollierten Bewegun gen sind gefährlich und können zu Unfällen führen.However, dangerous states and movements can occur if pure force control is selected on the mixer: If the set power setpoint ( W K ) is less than the weight of the hoist or plow, the plow is lowered using the force control. However, if the force setpoint W K is set higher than the weight of the plow, the plow will move to its uppermost position. In the known safety circuit, the force setpoint W K must be adjusted to the actual force value X K in order to activate the control when pure force control is set. However, this state corresponds to an unstable equilibrium state, since slight deviations and adjustments to the force setpoint compared to this state trigger a lifting or lowering. Thus, in most cases, the operation triggers a movement when activated, which is also unexpected because only the safety circuit should be unlocked. Such unexpected and uncontrolled movements are dangerous and can lead to accidents.
Es ist eine weitere Sicherheitsschaltung bekannt, die in einem Regelungssystem mit getrennten Sollwerten für die Lage und Kraftregelung arbeitet. Die Regelung wird dadurch akti viert, daß der Sollwert für die Lageregelung über den soge nannten Aushubhebel in die oberste Stellung gebracht wird. Dann beginnt die Regelung sofort mit dem Hebevorgang, falls das Hubwerk bzw. der Pflug nicht schon in der obersten Stellung steht. Diese Bewegung läßt sich normalerweise da durch stoppen, daß der Aushubhebel zurückgenommen wird. Ist aber der Kraftsollwert je nach eingestellter Mischung für Kraftregelung, Lageregelung oder jeden beliebigen Zwischenzu stand auf einen genügend hohen Wert eingestellt, dann hebt die Regelung dementsprechend, ohne auf die Rücknahme des Aus hubhebels zu reagieren. Der Grund dafür liegt darin, daß der höher eingestellte Sollwert immer dominiert, was im normalen Regelbetrieb auch sinnvoll und zweckmäßig ist. Beim vorliegen den Aktivierungsvorgang kann dieses Dominieren des höheren Sollwerts zu unkontrollierten und gefährlichen Bewegungen beim Aktivierungsvorgang führen.Another safety circuit is known, which in a control system with separate setpoints for the location and force control works. The regulation becomes active fourth, that the setpoint for the position control via the so-called called lifting lever is brought into the uppermost position. Then the control starts immediately with the lifting process, if the hoist or plow is not already in the top one Position. This movement can usually be seen there by stopping the lifting lever from being withdrawn. Is but the force setpoint depending on the set mixture for Force control, position control or any intermediate stood at a high enough value, then lifts the scheme accordingly, without having to withdraw the off to respond to the lever. The reason for this is that the higher setpoint always dominates what is normal Regular operation is also useful and appropriate. At the present the activation process can dominate the higher Setpoint for uncontrolled and dangerous movements during the activation process.
Mit der Sicherheitsschaltung nach den Merkmalen des Anspruchs 1 wird erreicht, daß bei der Inbetriebnahme einer Maschine, beispielsweise eines Ackerschleppers, die Regelung zunächst nicht entsprechend der Regelfunktion arbeitet, da dies zu un kontrollierten, unerwarteten und unfallträchtigen Bewegungen des Hubwerks führen kann. Insbesondere liegt ein solcher Zu stand dann vor, wenn im abgestellten Zustand Sollwerte, Mischungsverhältnisse zwischen Lage- und Kraftregelung, End lagenbegrenzungen und ähnliches, verstellt worden sind. Über die Sicherheitsschaltung erfolgt eine Aktivierung der Rege lung nur dann, wenn drei Bedingungen erfüllt sind, bei deren Vorliegen gefährliche Bewegungszustände ausgeschlossen sind. With the safety circuit according to the features of the claim 1 is achieved that when starting up a machine, for example, a tractor, the regulation first does not work according to the control function, as this is too un controlled, unexpected and accident-prone movements of the hoist. In particular, there is such a prevailed when in the parked state setpoints, Mixing ratios between position and force control, end position limits and the like have been adjusted. over the safety circuit activates the rain only if three conditions are met, in the case of which Hazardous movement conditions are excluded.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er läutert.An embodiment of the invention is shown in the drawing shown and in the description below he purifies.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Lageistwerts X L vom eingestellten Kraftsollwert W K zeigt, Fig. 1 is a diagram showing the dependence of the actual position value X L from the set force setpoint W K,
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Sicherheitsschaltung, Fig. 2 is a block diagram of the safety circuit,
Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung der Arbeits weise der Sicherheitsschaltung. Fig. 3 is a flowchart illustrating the working of the safety circuit.
Im Koordinatenkreuz der Fig. 1 ist nach rechts der Kraftsoll wert W k und nach oben der Lageistwert X L aufgetragen. Der Nullpunkt für den Lageistwert X L entspricht der Bodenober kante. Negative Werte von X L bedeuten somit, daß ein im vor liegenden Ausführungsbeispiel behandelter Pflug in den Boden eingebracht ist und positive Werte von X L bedeuten, daß der Pflug aus dem Boden ausgefahren ist. Die eingezeichnete Strecke A-B entspricht somit dem Aushubweg für den Pflug über dem Boden, wobei die waagrechte Linie am Punkt A der obersten möglichen Lage des Pfluges entspricht.In the coordinate system of FIG. 1 of the force target value K is plotted W and upwardly of the actual position value X L to the right. The zero point for the actual position value X L corresponds to the top edge of the floor. Negative values of X L thus mean that a plow treated in the previous exemplary embodiment has been introduced into the ground and positive values of X L mean that the plow has moved out of the ground. The drawn-in distance AB thus corresponds to the excavation path for the plow above the ground, the horizontal line at point A corresponding to the highest possible position of the plow.
An der senkrechten Linie A-B entspricht der dort liegende Kraftsollwert W K dem Gewicht des Pfluges. Bei größeren Kraft sollwerten und Einstellung einer reinen Kraftregelung wird der Pflug in seine oberste Lage ausgehoben, bei geringeren Kraftsollwerten abgesenkt.The force setpoint W K on the vertical line AB corresponds to the weight of the plow. The plow is raised to its uppermost position when the force setpoints are high and a pure force control is set; when the force setpoints are lower, the plow is lowered.
Im Blockschaltbild der Fig. 2 ist schematisch ein Pflug 1 dargestellt, der an einem Gestänge 2 mit einer Hubeinrichtung befestigt ist und damit angehoben und abgesenkt werden kann. Aus der Art der Aufhängung, insbesondere bei Betrachtung der etwa waagrechten Strebe 3, ist zu ersehen, daß für den Fall, daß der Pflug 1 in den Boden eingesenkt wurde und der (nicht dargestellte) Schlepper nach rechts zieht, eine Gegenkraft auf den Pflug 1 nach links aufgebracht wird.In the block diagram of FIG. 2, a plow 1 is shown schematically, which is attached to a linkage 2 with a lifting device and can thus be raised and lowered. From the type of suspension, especially when looking at the approximately horizontal strut 3 , it can be seen that in the event that the plow 1 has been sunk into the ground and the tractor (not shown) pulls to the right, a counterforce on the plow 1 is applied to the left.
Über die Strebe 3 und eine daran gelenkig befestigte, federn de Druckplatte 4 wird ein Kraft-Istwertgeber 5 beaufschlagt, der ein Kraftistwertsignal X K abgibt. Aufgrund der beschriebe nen Pflugaufhängung ist zu erkennen, daß zu kleiner werdenden Kraftistwertsignalen X K des Kraftistwertgebers 5 größer wer dende Zugkräfte am Pflug 1 gehören, da dann die Druckplatte 4 mehr vom Kraftistwertgeber 5 abhebt. Das Istwertsignal X K ist somit mit umgekehrten Vorzeichen in der Regelung zu bewerten bzw. mit minus 1 zu multiplizieren.Via the strut 3 and an articulated, spring-loaded pressure plate 4 , an actual force value transmitter 5 is applied, which emits an actual force value signal X K. Due to the described plow suspension it can be seen that the actual force value signals X K of the actual force value transmitter 5 become smaller and greater tractive forces on the plow 1 , since the pressure plate 4 then lifts more from the actual force value sensor 5 . The actual value signal X K is thus to be evaluated with the opposite sign in the control or to be multiplied by minus 1.
Wenn der Pflug dagegen oberhalb des Bodens ausgehoben wurde, drückt der Pflug 1 entsprechend seinem Gewicht über die Stre be 3 wegen seiner Aufhängung schräg nach oben auf die Druck platte 4. Der ermittelte Kraftistwert X K entspricht dabei dem Gewicht des Pfluges 1 und nimmt (im statischen Fall) hier seinen größten Wert an. Siehe dazu auch die Darstellung in Fig. 1.If, on the other hand, the plow was raised above the ground, the plow 1 presses according to its weight over the stre 3 because of its suspension diagonally upwards on the pressure plate 4 . The actual force value X K determined corresponds to the weight of the plow 1 and (in the static case) assumes its greatest value here. See also the illustration in FIG. 1.
Weiter ist ein Lageistwertgeber 6 vorgesehen, der über eine Kurvenscheibe 7 entsprechend der Pflugstellung mehr oder weni ger stark ausgelenkt wird und ein Lageistwertsignal X L ab gibt.Furthermore, a position actual value transmitter 6 is provided, which is more or less strongly deflected via a cam 7 according to the plow position and emits a position actual value signal X L.
Das Lageistwertsignal X L und das Kraftistwertsignal X K werden einer Sicherheitsschaltung 8 zugeführt, in der in einer ersten Freigabebedingung das Kraftistwertsignal X K in einem ersten Komparator 9 mit dem eingestellten Kraftsollwert W K verglichen wird. Ist der eingestellte Kraftsollwert W K klei ner als der negative Wert des Kraftistwertsignals (- X K ) wird auf der Leitung 10 ein erstes Freigabesignal erzeugt. Diese erste Bedingung stellt sicher, daß der Pflug 1 bei eingeschal teter (und später aktivierter) reiner Kraftregelung oder ent sprechend deren Mischungsverhältnis das Bestreben hat, den Pflug 1 nach unten zu bewegen. Der gefährlichste Zustand liegt ohnehin dann vor, wenn der Pflug unerwartet und unkon trolliert nach oben ins Führerhaus gefahren werden könnte.The Lageistwertsignal X L and X Kraftistwertsignal K are fed to a safety circuit 8, in which the Kraftistwertsignal X K is compared in a first comparator 9 with the adjusted power target value W K in a first release condition. If the set power set value W K klei ner than the negative value of the Kraftistwertsignals (- X K) supplies a first enable signal is generated on line 10 degrees. This first condition ensures that the plow 1 with switched on (and later activated) pure force control or accordingly their mixing ratio has the tendency to move the plow 1 down. The most dangerous condition is when the plow could be driven up into the cab unexpectedly and in an uncontrolled manner.
Weiter wird in einem zweiten Komparator 11 das Lageistwertsig nal X L mit einem eingestellten Hubbegrenzungssollwert W HB ver glichen. Falls der Hubbegrenzungssollwert WHB größer als der Lageistwert X L ist, wird auf einer Leitung 12 ein zweites Freigabesignal erzeugt. Da die Hubbegrenzung und damit der Hubbegrenzungssollwert W HB Vorrang vor der übrigen Regelung hat, würde ohne die vorstehende Bedingung der Pflug bei der Aktivierung der Regelung sofort unerwartet auf den einge stellten, niedrigeren Hubbegrenzungswert abgesenkt werden.Furthermore, the position actual value signal X L is compared with a set stroke limitation setpoint W HB in a second comparator 11 . If the stroke limitation setpoint W HB is greater than the actual position value X L , a second enable signal is generated on a line 12 . Since the stroke limitation and thus the stroke limitation setpoint W HB have priority over the rest of the control, the plow would be lowered unexpectedly to the set, lower stroke limitation value when the control was activated without the above condition.
Das Vorliegen der beiden vorstehenden Bedingungen bzw. der Freigabesignale auf den Leitungen 10 und 12 ist für eine Frei gabe der Regelung gleichzeitig und parallel erforderlich. Daher sind diese Freigabesignale einem UND-Glied 13 zuge führt. Beim Vorliegen der beiden Bedingungen schaltet das UND-Glied 13 durch, wobei auf einer Leitung 14 ein zusammenge faßtes Freigabesignal erzeugt wird, das einem weiteren UND- Glied 15 zugeführt wird. Bei einem durchgeschalteten UND- Glied 15 wird über die Leitung 16 die Regelung 17 aktiviert, was schematisch über einen Schalter 18 dargestellt ist.The presence of the two above conditions or the release signals on lines 10 and 12 is required for a release of the control simultaneously and in parallel. Therefore, these enable signals are fed to an AND gate 13 . In the presence of the two conditions, the AND gate 13 switches through, a summarized release signal is generated on a line 14 , which is fed to a further AND gate 15 . With an AND gate 15 connected through, the control 17 is activated via the line 16 , which is shown schematically by a switch 18 .
Dazu ist als weitere Bedingung am UND-Glied 15 erforderlich, daß in einem dritten Komparator 19 die Bedingung erfaßt wird, daß der Lagesollwert W L gleich dem Lageistwert X L ist oder daß dieser Zustand durch Verstellung am Lage-Sollwertsteller, dem sogenannten Aushubhebel, erreicht oder passiert wurde. Dann wird über die Leitung 20 das zweite Signal für die Durch schaltung des UND-Glieds 15 erzeugt, so daß die Regelung 17 aktiviert wird. Die Aktivierung wird somit über den Aushub hebel bzw. den Lagesollwertsteller beim Vorliegen der ersten beiden Bedingungen vorgenommen, wobei der Lagesollwert und Lageistwert zur Deckung gebracht werden, und es auch aus reichend ist, diesen Zustand zu überfahren. Dies ist wesent iich und vorteilhaft, da zur Aktivierung der Regelung der Zu stand, wo sich der Lagesollwert und Lageistwert decken, nicht genau gesucht werden muß, was bei Einbeziehung der Totzonen zu einer unbequemen Suchaufgabe würde. Andererseits kann der Pflug nach der Aktivierung ausgehend vom Lageistwert mit dem Aushubhebel sofort dirigiert und verstellt werden; der Pflug "hängt" praktisch nach der Aktivierung sofort am Aushubhebel. Dieser Fall entspricht dem Normalfall, wenn über den Misch steller reine Lageregelung oder zumindest ein Lageregelungsan teil eingestellt wurde. Wenn reine Kraftregelung eingestellt ist, wird in Kauf genommen, daß sich bei der Aktivierung wegen der ersten Bedingung der Pflug kontrolliert auf den Boden absenkt (das kann auch noch verhindert werden, wenn man die Aktivierung nur in reiner Lageregelung zuläßt), jedoch keine gefährliche Bewegung in Richtung auf die Fahrerkabine nach oben durchführt.For this purpose, a further condition on the AND gate 15 is that the condition is detected in a third comparator 19 that the position setpoint W L is equal to the actual position value X L or that this state is achieved by adjusting the position setpoint adjuster, the so-called lifting lever or happened. Then, the second signal for the through circuit of the AND gate 15 is generated via line 20 , so that the control 17 is activated. The activation is thus carried out via the excavation lever or the position setpoint adjuster when the first two conditions are met, the position setpoint and actual position value being brought into line, and it is also sufficient to run over this state. This is essential and advantageous, since to activate the control the state where the position setpoint and actual position value coincide does not have to be searched exactly, which would be an uncomfortable search task if the dead zones were included. On the other hand, the plow can be directed and adjusted immediately with the lifting lever based on the actual position value; the plow practically "hangs" on the lifting lever immediately after activation. This case corresponds to the normal case when pure position control or at least one position control part has been set via the mixer. If pure force control is set, it is accepted that when activated, the plow will lower to the ground in a controlled manner due to the first condition (this can also be prevented if the activation is only permitted in pure position control), but no dangerous movement in the direction of the driver's cabin.
Anhand des Flußdiagramms nach Fig. 3 wird die Funktion der Sicherheitsschaltung nochmals erläutert:The function of the safety circuit is explained again using the flow diagram according to FIG. 3:
Als erste Bedingung für die Aktivierung der Regelung wird die Tendenz zum Absenken des Pfluges aus der Kraftregelung durch die Bedingung W K kleiner - X K verlangt. Das negative Vor zeichen ist wegen der bereits beschriebenen Gegebenheiten er forderlich, daß kleinsten Kraftsollwerten W K größte Zugkräfte entsprechen.The first condition for the activation of the regulation is the tendency to lower the plow from the force regulation by the condition W K less - X K. The negative sign is because of the conditions already described he required that the smallest force setpoints W K correspond to the greatest tensile forces.
Als zweite Bedingung für die Aktivierung der Regelung wird verlangt, daß der Hubbegrenzungssollwert W HB über dem Lageist wert liegt, so daß bei einer Aktivierung der Regelung die Hub begrenzung nicht eingreift.As a second condition for the activation of the control system, it is required that the stroke limitation setpoint W HB is above the actual position value, so that the stroke limitation does not intervene when the control system is activated.
Beim Vorliegen der beiden ersten Bedingungen wird als letzte Bedingung verlangt, daß über den Lagesollwertsteller bzw. Aus hubhebel der Lagesollwert W L mit dem Lageistwert X L zur Deckung gebracht wird oder daß diese Stellung kurzzeitig passiert wurde, worauf sofort die Regelung aktiviert wird und anspricht und der Pflug 1 damit im Regelfall sofort mit dem Aushubhebel über die Lageregelung dirigiert werden kann.If the first two conditions are met, the last requirement is that the position setpoint W L is made to coincide with the position actual value X L via the position setpoint lever or lifting lever, or that this position has been briefly passed, whereupon the control is activated and responds and the plow 1 can usually be directed with the lifting lever over the position control.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19883838496 DE3838496A1 (en) | 1988-11-12 | 1988-11-12 | Safety circuit for the control of hoists |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19883838496 DE3838496A1 (en) | 1988-11-12 | 1988-11-12 | Safety circuit for the control of hoists |
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DE3838496A1 true DE3838496A1 (en) | 1990-05-17 |
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ID=6367107
Family Applications (1)
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DE19883838496 Withdrawn DE3838496A1 (en) | 1988-11-12 | 1988-11-12 | Safety circuit for the control of hoists |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3838496A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0517419A2 (en) * | 1991-06-03 | 1992-12-09 | New Holland U.K. Limited | Draft control system with safety disconnect |
-
1988
- 1988-11-12 DE DE19883838496 patent/DE3838496A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0517419A2 (en) * | 1991-06-03 | 1992-12-09 | New Holland U.K. Limited | Draft control system with safety disconnect |
EP0517419A3 (en) * | 1991-06-03 | 1993-01-13 | Ford New Holland Ltd. | Draft control system with safety disconnect |
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