DE4138289C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zugstrebe für die Übertragung von Zugkräften, insbesondere Hubstrebe oder Oberlenker einer Dreipunktanbauvorrichtung eines Traktors, welche über Anschlußenden, durch deren Zentren die Zugachse der Zugstrebe verläuft, an den Anschlußpunkten der miteinander zu verbindenden Teile angeschlossen sind.

Viele landwirtschaftliche Geräte sind als am Traktor anzu­ hängende Zusatzgeräte konzipiert. Das trifft insbesondere auf leichtere Bodenbearbeitungsgeräte wie Eggen und Fräsen und auf Geräte zu, die dem Boden Düngemittel und Saatgut zuführen, wie Düngerstreuer und Sämaschinen. Es ist üb­ lich, diese Traktor-Zusatzgeräte über eine Dreipunktanbau­ vorrichtung mit Oberlenker und Unterlenkern funktionell mit dem Traktor zu verbinden. Bei den nicht mit dem Boden in Berührung stehenden Traktor-Zusatzgeräten, mit deren Hilfe dem Boden Stoffe zugeführt werden, wie Düngerstreuer und Sämaschinen ist es dabei aus betriebswirtschaftlichen und Umweltschutzgründen nicht ausreichend, nur eine Aus­ bringung der geladenen Stoffe oder Güter vom Fahrersitz aus durch eine vorgewählte Einstellung zu erreichen, sondern es kommt auch darauf an, eine genaue Dosierung der Stoffe zu erreichen. Diese Dosierung wird durch eine kontinuierliche Gewichtsbestimmung des beladenen Zusatzgerätes möglich gemacht, so daß zu jedem Zeitpunkt auch und gerade unter den Bedingungen des Befahrens land­ wirtschaftlich genutzter Flächen der durch die Ausbringung der Stoffe entstehende Gewichtsverlust bestimmbar ist.

Bei schweren von der Dreipunktanbauvorrichtung am Traktor­ heck getragenenen Geräten tritt eine Entlastung der Vorderachse ein, die beim Arbeitseinsatz mit 4-Rad-Antrieb zu einer Verringerung des Beitrags, den die Vorderräder zur Traktion leisten könnten, führt. Einrichtungen zur Gewichtsbestimmung von mit Gütern belandenen Traktor- Zusatzgeräten, auch Traktorwaagen genannt, gehören bereits zum Stand der Technik.

Aus der DE 35 39 825 C2 ist es bekannt, Rahmenkonstruktionen einzusetzen, die zwischen der Dreipunktanbauvorrichtung des Traktors und dem Zusatzgerät angeordnet sind. Die Rahmenkonstruktion besteht aus einem Lastrahmen und Tragrahmen, die durch ein Federgehänge verbunden sind und einen Drucksensor zur Gewichtsbestimmung aufweisen.

In der DE 39 23 198 A1 ist eine Traktorwaage beschrieben, die ebenfalls eine Rahmenkonstruktion besitzt und eben­ falls zwischen Dreipunktanbauvorrichtung und Traktor-Zu­ satzgerät angeordnet ist. Diese Lösungsvorschläge haben den Nachteil, daß eine zusätzlich angebrachte Konstruktion das Gewicht des Gesamtsystemes Traktor-Zusatzgerät erhöht, und die Kinematik des Anbaugerätes ändert, welche kostenaufwendig ist und den Wartungsaufwand steigert. Aus der DE 38 20 757 A1 ist es bekannt, eine elektrohydrau­ lische Hubwerks- Regeleinrichtung eines Traktors mit einer Vorrichtung zur Gewichtsbestimmung der angehängten Lasten, wie mit Gütern beladene Traktor-Zusatzgeräte, zu kombi­ nieren, ohne daß eine zusätzliche Rahmenkonstruktion, die zwischen Dreipunktanbauvorrichtung und Traktor-Zusatzgerät angeordnet ist, verwendet wird. Durch geeignete Plazierung von Sensoren in der Regeleinrichtung werden sowohl lastab­ hängige als auch lageabhängige Signale gewonnen, die über eine elektronische Auswerteeinheit eine Gewichtsbestimmung ermöglichen.

Die Einbeziehung der elektrohydraulischen Hubwerks-Regel­ einrichtung in die Gewichtsbestimmung bringt verschiedene Probleme mit sich. So ist es notwendig, eine Kompensation statischer und hydraulischer Störeinflüsse und der relativ großen Hysterese bei der hier angewandten reinen Druck­ messung zu berücksichtigen, was in diesem Falle eine auf­ wendige Elektronik erfordert. Die Integration der Ge­ wichtsbestimmungseinrichtung in das vorhandene elektrody­ namische Hubwerks-System erlaubt keine von dem System unabhängige Gewichtsbestimmung. Probleme, die im hydrau­ lischen System entstehen können, führen dann immer dazu, daß auch die Gewichtsbestimmung gestört ist. Auch eine schwerpunkt- und hubhöhenunabhängige Gewichtsbestimmung, die weitestgehend möglich ist, erfordert jedoch erhöhten technischen und elektronischen Aufwand. Alle diese Ein­ richtungen sind hinsichtlich ihrer Funktion gefährdet, wenn das von der Dreipunktanbauvorrichtung aufgenommene Gerät in der für den Transport angehobenen Stellung für das Fahren auf unebenen Wegen und Straßen zu Stößen führt, die die normale Belastung im Arbeitseinsatz wesentlich überschreiten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Zugstrebe zu schaffen, mit der zuverlässig und langlebig Signale zu gewinnen sind, die von der Größe der auf die Zugstrebe einwirkenden Zug­ kräfte abhängen und die einen Überlastungsschutz im Bereich der Meßwerter­ fassung gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß quer zur Zugachse eine Teilungsebene vorhanden ist, welche die Zugstrebe in ein Strebenoberteil und ein Strebenunterteil teilt, daß das Strebenoberteil und das Strebenunterteil durch einen außerhalb der Zugachse angeordneten, aber parallel dazu verlaufenden Biegebalken miteinander ver­ bunden sind, daß das Strebenoberteil und das Streben­ unterteil durch einen Spalt voneinander getrennt sind, der in der Teilungsebene und quer zum Biegebalken verläuft, daß von dem Biegebalken versetzt ein am Streben­ oberteil verankerter den Strebenunterteil (10) durchdringender Anschlag angeordnet ist, der den Spalt überbrückt und eine die Breite des Spaltes begrenzt veränderbare Relativbewegung zwischen Strebenoberteil und Streben­ unterteil zuläßt, und daß eine Meßeinrichtung zur Messung der Breite des Spaltes parallelversetzt vom Biegebalken vorgesehen ist.

Durch die in der Zugstrebe auftretenden Zugkräfte wird durch das dabei entstehende Biegemoment eine Verbiegung des Biegebalkens verursacht, der außerhalb der Kraftwir­ kung der Zugachse angeordnet ist. Dies führt zu einer Vergrößerung des Spaltes. Die Breite des Spaltes wird mit einer geeigneten Meßeinrichtung, beispielsweise einem Sensor, gemessen. Die Größe des Spaltes ist direkt propor­ tional zur anliegenden Kraft. Durch Veränderung der Länge des Biegebalkens und durch Veränderung des Abstandes zwischen Biegebalken und Meßeinrichtung ergibt sich eine vorbestimmbare Größe der Breite des Spaltes. Der Biege­ balken ist in seiner Belastbarkeit so ausgelegt, daß im Bereich der zu messenden Lasten eine gut meßbare Breite des Spaltes erzeugt wird.

Da in der Praxis aber häufig deutlich höhere dynamische Spitzenbelastungen auftreten, würde der Biegebalken über­ dehnt, wenn dieser nur auf die Nennlast ausgelegt wäre. Um die möglichen Überlastungen zu vermeiden, ist ein Anschlag eingebaut, der eine zu große Verbreiterung des Spaltes verhindert. Bei Belastungen, die oberhalb der zulässigen Belastbarkeit des Biegebalkens auftreten, werden diese Kräfte durch den Anschlag abge­ fangen, so daß keine unzulässige Verformung des Biege­ balkens auftreten kann. Dies bedeutet, daß das Meßsystem in seiner Empfindlichkeit auf seine Nominallast ausgelegt werden kann, daß aber andererseits auch Spitzenlasten, die in ihrer Größe nicht mehr gemessen werden müssen, über­ tragen werden können. Das Meßelement wird hierdurch nicht über­ beansprucht. Diese Einheit hat ferner den Vorteil, daß sie in den vorhandenen Bauraum innerhalb der Dreipunktanbau­ vorrichtung gut zu integrieren ist und als Bestandteil der Zugstreben im Kraftfluß liegt. Es ist keine aufwendige externe Montage von zusätzlichen Meßeinrichtungen erfor­ derlich.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Anschlag außerhalb der Zugachse angeordnet ist.

Vorzugsweise verläuft die Zugachse zwischen Biegebalken und Anschlag.

Um einen möglichst großen Meßbereich mit hoher Genauigkeit erreichen zu können, ist in Konkretisierung der Erfindung vorgesehen, daß die Meßeinrichtung mit einem größeren Versatz zur Zugachse angeordnet ist als der Anschlag.

Vorzugsweise wird vorgesehen, daß die Meßeinrichtung zur Messung der Breite des Spaltes im Strebenoberteil oder Strebenunterteil angeordnet ist und die gegenüberliegende Fläche des anderen Strebenteils als Referenzfläche dient.

In Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß der Spalt in einen eine zum Biegebalken parallele Wandung aufweisenden Durchbruch mündet.

Eine besonders große Veränderung des Spaltes kann dadurch erreicht werden, daß sowohl das Strebenoberteil als auch das Strebenunterteil an der dem Biegebalken entge­ gengesetzten Seite der Zugachse angeordnete und nur durch den Spalt getrennte Ansätze aufweisen, an denen der Anschlag angebracht ist und an denen die Meßeinrich­ tung zur Messung der Breite des Spaltes angeordnet ist.

Vorzugsweise ist der Anschlag als Schraube ausge­ staltet, welche in eine Gewindebohrung im Strebenoberteil eingeschraubt und durch eine Bohrung im Strebenunterteil hindurchgeführt ist.

Eine besonders einfache Messung ergibt sich, wenn die Meßeinrichtung als Näherungssensor oder dgl. Sensor gestaltet ist, der mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist. Diese erzeugt das nötige Signal für den Fahrer hinsichtlich der in der Zugstrebe wirkenden Kraft.

Als bevorzugte Anwendung kommen Hubstreben, die den Kraftarm eines Traktors mit den Unterlenkern verbinden oder Oberlenker zur Verbindung von Traktor und Gerät in Betracht. Es kommt auch eine Anwendung in sonstigen Verbindungen mit Zugkraftübertragung beispielsweise der Zuganhängung eines Gerätes an einem Traktor in Frage.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bezüglich einer Hubstrebe als Zugstrebe erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Traktor mit Dreipunktanbauvorrichtung,

Fig. 2 einen Teil einer Hubstrebe mit Strebenoberteil und Strebenunterteil sowie Meßeinrichtung im Schnitt.

Gemäß Fig. 1 befindet sich eine Dreipunktanbauvorrichtung 2 am hinteren Teil eines Traktors 1. Diese Darstellung der Dreipunktanbauvorrichtung 2 zeigt die für diese Erfindung wichtige Anordnung eines Unterlenkers 3, eines Oberlenkers 4, einer Hubstrebe 5 und eines Kraftarmes 6, der die Hub­ streben 5 und damit die Unterlenker 3 hebt und senkt. Die Hubstrebe ist dabei nach der Erfindung gestaltet. An den beiden Unterlenkern 3 und am Oberlenker 4 ist eine Last 7 in Form eines Gerätes, beispielsweise eines Dünger­ streuers, das von der Dreipunktanbauvorrichtung 2 getragen wird, angebracht. In einem Anlenkungsbereich 8 der Hub­ strebe 5 am Kraftarm 6 ist die erfindungsgemäße Ausbildung der Hubstrebe 5 vorgesehen. Fig. 2 zeigt einen Schnitt dieses Teils der Hubstrebe 5. Es ist der Anlenkungsbereich 8 mit dem Strebenoberteil 9 und dem Strebenunterteil 10 zu sehen, die durch den Biegebalken 11 miteinander verbunden sind. Der Biegebalken 11 erstreckt sich parallel zur Zug­ achse 12. Diese verläuft durch die Zentren der Anschluß­ enden der Hubstrebe 5 am Kraftarm 6 bzw. zugehörigen Unterlenker 3 als Anschlußpunkte. Quer zur Zugachse 12 und zum Biegebalken 11 verläuft ein Spalt 13. Er mündet in einen Durchbruch 14 mit einer zur Zugachse 12 und zum Biegebalken 11 parallelen Wandung. Auf der dem Biegebalken 11 entgegengesetzten Seite der Zugachse 12 ist ein Anschlag 15 angeordnet. Der Anschlag ist als Schraube mit einem Schraubenkopf 16 ausgebildet. Die Schraube durchdringt die Bohrung 23 des Ansatzes 18a, des Strebenunterteiles 10 und ist in die Gewindebohrung 22 des Strebenoberteiles 9 parallel zur Zugachse 12 eingeschraubt. Die freie Länge zwischen Schraubenkopf 16 und der Außenfläche des Ansatzes 18b ist so eingestellt, das im Bereich der normalen Zugbelastung eine Änderung der Breite des Spaltes 13 möglich ist. Bei Überlast wird eine weitere Verformung bzw. Aufweitung des Spaltes 13 durch Anlage des Schraubenkopfes 16 an der Außenfläche des Ansatzes 18b des Strebenunterteiles 10 verhindert. Die Schraube übernimmt dann einen Teil der einwirkenden Zugkraft. Die Zugachse 12 verläuft zwischen Biegebalken 11 und Schraube. In einer Bohrung 17 des Ansatzes 18b des Strebenunterteiles 10 ist eine Meßeinrichtung 19 für die Messung der Breite des Spaltes 13 aufgenommen. Das Strebenunterteil 10 ist unterhalb des Biegebalkens 11 und unterhalb des Ansatzes 18b in Richtung Unterlenker 3 weitergeführt. Das Strebenoberteil 10 ist mit einem Anschlußauge 20 am Kraftarm 6 angelenkt. Die vom Unterlenker 3 und Kraftarm 6 ausgeübte Zugkraft verläuft in der Zugachse 12 und verursacht eine Verbiegung des Biegebalkens 11, was wiederum zu einer Verbreiterung des Spaltes 13 führt, die von der Meßeinrichtung 19 in Form eines Näherungssensors gemessen wird.

Der Sensor mißt die Veränderung der Breite des Spaltes 13, die proportional der vom Kraftarm 6 bzw. Unterlenker 3 ausgehenden Krafteinwirkung ist, die unmittelbar im Zusammenhang mit dem Gewicht der an der Dreipunktanbau­ vorrichtung 2 angehängten Last 7 steht. Durch die eine Relativbewegung zwischen Strebenoberteil und Strebenunterteil 10 zulassende Schraube ist eine Verbreiterung des Spaltes 13 ohne weiteres möglich. Der Schraubenkopf 16 verhindert, daß eine Überdehnung des Biegebalkens 11 auftreten kann. Die Schraube übernimmt in diesem Falle die Funktion einer Überlastsicherung. Die Wahl des Abstandes 21 und der Länge des Biegebalkens 11 beeinflußt die Breitenänderung des Spaltes 13. Ferner ist die Meßeinrichtung 19 mit einer Auswerteeinheit 24 verbunden, die ein zugkraftabhängiges Signal für den Bediener bzw. Fahrer erzeugt.

Claims (9)

1. Zugstrebe für die Übertragung von Zugkräften, insbe­ sondere Hubstrebe oder Oberlenker einer Dreipunktan­ bauvorrichtung eines Traktors, welche über Anschluß­ enden, durch deren Zentren die Zugachse der Zugstrebe verläuft, an den Anschlußpunkten der miteinander zu verbindenden Teile angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß quer zur Zugachse (12) eine Teilungsebene vor­ handen ist, welche die Zugstrebe (5) in ein Streben­ oberteil (9) und ein Strebenunterteil (10) teilt, daß das Strebenoberteil (9) und das Strebenunterteil (10) durch einen außerhalb der Zugachse (12) angeordneten, aber parallel dazu verlaufenden Biegebalken (11) miteinander verbunden sind, daß das Strebenoberteil (9) und das Strebenunterteil (10) durch einen Spalt (13) voneinander getrennt sind, der in der Teilungs­ ebene und quer zum Biegebalken (11) verläuft, daß von dem Biegebalken (11) versetzt ein am Strebenoberteil (9) verankerter, dem Strebenunterteil (10) durchdringender Anschlag (15) angeordnet ist, der den Spalt (13) überbrückt und eine die Breite des Spaltes (13) begrenzt veränderbare Relativbewegung zwischen Strebenoberteil (9) und Strebenunterteil (10) zuläßt, und daß eine Meßeinrichtung (19) zur Messung der Breite des Spaltes (13) parallelversetzt vom Biegebalken (11) vorgesehen ist.

2. Zugstrebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (15) außerhalb der Zugachse (12) angeordnet ist.

3. Zugstrebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Zugachse (12) zwischen Biegebalken (11) und Anschlag (15) verläuft.

4. Zugstrebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (19) mit einem größeren Versatz zur Zugachse (12) angeordnet ist als der Anschlag (15).

5. Zugstrebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (19) zur Messung der Breite des Spaltes (13) im Strebenoberteil (9) oder Strebenunter­ teil (10) angeordnet ist und die gegenüberliegende Fläche des anderen Strebenteils als Referenzfläche dient.

6. Zugstrebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (13) in einen eine zum Biegebalken (11) parallele Wandung aufweisenden Durchbruch (14) mündet.

7. Zugstrebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Strebenoberteil (9) als auch das Stre­ benunterteil (10) an der dem Biegebalken (11) entgegengesetzten Seite der Zugachse angeordnete und nur durch den Spalt (13) getrennte Ansätze (18a, 18b) aufweisen, an denen der Anschlag (15) angebracht ist und an denen die Meßeinrichtung (19) zur Messung der Breite des Spaltes (13) angeordnet ist.

8. Zugstrebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (15) als Schraube ausgebildet ist, welcher in eine Gewindebohrung (22) im Strebenoberteil (9) eingeschraubt ist und durch eine Bohrung (23) im Strebenunterteil (10) hindurch­ geführt ist.

9. Zugstrebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (19) als Näherungssensor gestaltet ist, der mit einer Auswerteein­ richtung (24) verbunden ist.