DE4222108A1 - Zugkraftregelung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein landwirtschaftliches Fahrzeug mit einem an dem Fahrzeug über eine Dreipunktanbauvor­ richtung angebauten Pflug gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1.

Das von den Autoren Hyde-Kühn verfaßte Buch "Landmaschinenlehre" (Band 2, erschienen im VEB-Verlag Technik, Berlin) behandelt im Kapitel 2.2 das Thema "Pflüge", wobei die Pflüge an einem Fahrzeug, insbesondere an einem Traktor anbaubar sind. So geht aus diesem Kapitel (insbesondere Bild 2.16) hervor, daß an einem Rahmen beweg­ bar angeordnete Pflugkörper mit zumindest einem Hydraulikzy­ linder in Verbindung stehen. Bei hydraulischen Überlast­ sicherungen werden die Pflugkörper von je einem Arbeitszy­ linder gegen einen Anschlag in die Normalarbeitslage ge­ drückt. Zum Überwinden eines Hindernisses schwenkt der Pflugkörper gegen den Hydraulikdruck aus. Dieser Hydraulik­ druck ist während des Arbeitsvorganges konstant und dient lediglich der Realisierung der Überlastsicherung in einer horizontalen Richtung. Darüber hinaus ist es allgemein be­ kannt, einen Pflug über eine Dreipunktanbauvorrichtung an einem Fahrzeug anzubauen und eine Zugkraftregelung durch­ zuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeug- Pflugkombination derart auszugestalten, daß in Abhängigkeit der auf die Pflugkörper wirkende Kraft die Zugkraft steuer- bzw. regelbar ist. Weiterhin ist es vorgesehen, daß das Fahrzeug in den Steuer- bzw. Regelvorgang mit einbezogen wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zu­ mindest ein Sensor zur Erfassung der auf die Pflugkörper wirkenden Kraft vorgesehen ist, wobei in Abhängigkeit der erfaßten Kraft die Zugkraftregelung erfolgt. Die Erfassung der auf die Pflugkörper wirkenden Kraft hat den Vorteil, daß die Zugkraftregelung derart erfolgt, daß die Zugkraft optimal eingestellt werden kann, wodurch ein optimales Pflugergebnis erzielt werden kann. Aufgrund der optimalen Einstellung der Zugkraft bzw. der Zugkraftregelung wird verhindert, daß das Fahrzeug mit dem angebauten Pflug zu dem schon gepflügten Boden bzw. zu dem noch ungepflügten Boden zieht. In diesem Zusammenhang ist die Zugkraftrege­ lung nicht allein auf Maßnahmen an dem landwirtschaftlichen Fahrzeug beschränkt, sondern bezieht sich auch auf Ein­ stell- bzw. Verstellmöglichkeiten an dem Pflug derart, daß die auf die Pflugkörper wirkende Kraft (Anlagedruck) auf einem optimal Wert gehalten wird. Die Einstellung bzw. Ver­ stellung der Pflugkörper zur Erzielung des optimalen Wertes erfolgt in vorteilhafter Weise hydraulisch, da in der Regel das landwirtschaftliche Fahrzeug mit einem Hydrauliksystem ausgestattet ist. Weitere Einstellmöglichkeiten, wie z. B. eine manuelle oder eine elektromotorische Verstellung sind denkbar.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine elektronische Steuereinheit vorgesehen, der die mittels des Sensors er­ faßte Kraft sowie weitere pflug- bzw. fahrzeugspezifische Größen, wie z. B. Drehzahl eines Antriebsmotors des Fahrzeu­ ges, zugeführt werden. Die Erfassung von pflug- bzw. fahr­ zeugspezifischen Größen hat den Vorteil, daß der Regelungs­ vorgang unter Berücksichtigung mehrerer Größen optimal durchgeführt werden kann. Darüber hinaus ist es aufgrund der Erfassung der fahrzeugspezifischen Größen möglich, das Fahrzeug selber in den Steuer- bzw. Regelvorgang mit einzu­ beziehen. So ist es denkbar, auf Grundlage der erfaßten Kraft beispielsweise die Leistung des Antriebsmotors oder eine Getriebeeinstellung (Gang) eines Getriebes des Fahr­ zeuges derart zu beeinflussen, daß der Anlagedruck der Pflugkörper den optimalen Wert erreicht. Ebenso ist es denkbar, in den Regelvorgang einen Antriebsschlupf des Fahrzeugs oder die Stellung der Dreipunktanbauvorrichtung bzw. an dieser wirkende Kräfte einzubeziehen.

In Weiterbildung der Erfindung weist die elektronische Steuereinheit ausgangsseitig zumindest einen Aktuator zur Beeinflussung pflug- bzw. fahrzeugspezifischer Parameter auf. Bei den pflug- bzw. fahrzeugspezifischen Parametern handelt es sich - wie schon dargestellt - um die Motor­ leistung, einen eingelegten Gang des Getriebes des Fahrzeu­ ges, die Stellung der Dreipunktanbauvorrichtung, die Stel­ lung des gesamten Pfluges bzw. die Stellung einzelner Pflugkörper in Bezug auf die Zugkraftlinie.

In Weiterbildung der Erfindung erfaßt der Sensor als eine den Anlagedruck darstellende Größen einen Hydraulikdruck in zumindest einem dem Pflug zugeordneten Hydraulikzylinder (indirekte Erfassung). So ist beispielsweise ein Pflug der­ art ausgestaltet, daß die einzelnen Pflugkörper bewegbar an einem Rahmen des Pfluges angeordnet und durch den zumindest einen Hydraulikzylinder bewegbar (verstellbar) sind. Zur Erzielung des optimalen Anlagedruckes wird der Hydraulik­ druck in dem Hydraulikzylinder erfaßt, so daß anhand dieser erfaßten Größe eine optimale Einstellung möglich ist. Darüber hinaus ist es denkbar, den zur Einstellung der Pflugkörper einsetzbaren Hydraulikzylinder ebenfalls als Überlastsicherung zu verwenden.

In Weiterbildung der Erfindung ist ein Hydraulikzylinder mehreren Pflugkörpern über Verbindungselemente zugeordnet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß die in Fahrtrich­ tung des Fahrzeuges hintereinander angeordneten Pflugkörper gemeinsam und gleichartig von einem einzigen Hydraulikzy­ linder bewegbar und einstellbar sind.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Sensor zur Erfassung einer zwischen dem Pflugkörper und einem an dem Rahmen des Pfluges angeordneten Streichbleches wirkenden Kraft ausge­ bildet (direkte Erfassung). Diese direkte Erfassung hat den Vorteil, daß sofort und genau ein Wert für den Anlagedruck erfaßt werden kann, der zwischen dem Pflugkörper und dem sich auf der Zugkraftlinie bzw. parallel zu der Zugkraft­ linie bewegenden Streichblech herrscht. Zum Schutz des Sen­ sors erfolgt die Anbringung in vorteilhafter Weise in Bewe­ gungsrichtung des Fahrzeuges betrachtet hinter den Pflug­ körpern. Als Sensoren werden solche Sensoren verwendet, die robust sind und den von den Pflugkörpern ausgeübten Druck direkt erfassen (Drucksensoren) oder beispielsweise den Ab­ stand zwischen Pflugkörper und Streichblech genau erfassen, wobei aus dem erfaßten Abstand bzw. der Abstandsänderung ein Wert für den Anlagedruck abgeleitet werden kann.

In Weiterbildung der Erfindung weist die elektronische Steuereinheit eine Eingabeeinheit zur manuellen Vorgabe ei­ nes Grenzwertes für die auf die Pflugkörper wirkende Kraft (Anlagedruck) auf. Auf Grundlage der manuellen Vorgabe des Grenzwertes ist damit eine optimale Regelung der Zugkraft bzw. des Anlagedruckes möglich, da der Grenzwert fahr­ zeugabhängig bzw. in Abhängigkeit der Fahrzeug-Pflugkombi­ nation gewählt und eingestellt werden kann.

In Weiterbildung der Erfindung weist die elektronische Steuereinheit zumindest eine Ausgabeeinheit auf, die in ei­ ner Fahrerkabine des Fahrzeuges angeordnet ist. Über die in der Fahrerkabine angeordnete Ausgabeeinheit ist eine An­ zeige des Anlagedruckes sowie weiterer pflug- bzw. fahr­ zeugspezifischer Größen möglich, so daß sich der Fahrer nach der Anzeige der Ausgabeeinheit orientieren kann, um zu einem optimalen Pflugergebnis zu gelangen. Die Anzeige kann in genauen Werten (Druckwerte bzw. Kraftangaben) erfolgen. Darüber hinaus ist eine Tendenzanzeige denkbar ("Fahrzeug zieht zum Gepflügten" bzw. "Fahrzeug zieht zum Ungepflüg­ ten"). Darüber hinaus ist eine akustisch arbeitende Ausgabe­ einheit denkbar, die dann ein Signal abgibt, wenn ein zu­ lässiger Bereich für den Anlagedruck verlassen wird, so daß der Fahrer des Fahrzeuges korrigierende Maßnahmen ergreifen kann.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind im folgenden nä­ her beschrieben und in den Figuren dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine elektronische Steuereinheit für die Zug­ kraftregelung,

Fig. 2 eine erste Ausbildung eines Pfluges,

Fig. 3 eine weitere Fahrzeug-Pflugkombination.

Fig. 1 zeigt eine elektronische Steuereinheit für die Zug­ kraftregelung, die in vorteilhafter Weise in dem landwirt­ schaftlichen Fahrzeug untergebracht ist. Eine Steuereinheit 1 weist eine Recheneinheit 1.1, eine Speichereinheit 1.2, eine Überwachungseinheit 1.3 sowie eine Ein-/Ausgabeeinheit 1.4 auf, die innerhalb der Steuereinheit 1 und mit Kompo­ nenten außerhalb der Steuereinheit 1 verschaltet sind. So ist die Steuereinheit 1 mit einem Sensor 2 zur Erfassung des Anlagedruckes verschaltet. Weiterhin sind Sensoren 3 und 4 zur Erfassung von pflug- bzw. fahrzeugspezifischen Größen, wie z. B. die Drehzahl eines Antriebsmotors des Fahrzeuges oder die Stellung der Dreipunktanbauvorrichtung vorgesehen. Weiterhin ist der Steuereinheit 1 eine Eingabe­ einheit 5 zugeordnet, die beispielsweise als alphanumeri­ sche Tastatur, in Form von optischen Eingabeelementen oder als Funktionstasten zur manuellen Vorgabe eines Grenzwertes für die auf die Pflugkörper wirkende Kraft ausgebildet ist. Ausgangsseitig ist die Steuereinheit 1 mit Aktuatoren 6 bis 8 verschaltet, auf deren Ausbildung und Funktion im Zusam­ menhang mit den Fig. 2 und 3 noch näher eingegangen wird. Weiterhin sind Ausgabeeinheiten 9 und 10 vorhanden, wobei die Ausgabeeinheit 9 zur Anzeige des Anlagedruckes und die Ausgabeeinheit 10 als Warnanzeige (beispielsweise für einen Grenzwert) ausgebildet ist. Mit der Steuereinheit 1 und den angeschlossenen Komponenten ist der gesamte Regelvorgang (Zugkraftregelung bzw. Regelung des Anlage­ druckes) durchführbar.

Fig. 2 zeigt eine erste Ausbildung eines Pfluges 11, wobei in Fig. 2a eine Seitenansicht und in Fig. 2b eine Drauf­ sicht auf den Pflug 11 gezeigt ist. Der Pflug 11 weist einen Rahmen 12 auf, an dem Pflugkörper 13 bewegbar ange­ ordnet sind. Die Pflugkörper 13 sind mit an sich bekannten Hydraulikzylindern 14 gegen Überlast gesichert. Darüber­ hinaus sind die Pflugkörper 13 über Befestigungselemente 15 derart drehbar an dem Rahmen 12 angeordnet, daß diese von einem Hydraulikzylinder 16 über Verbindungselemente 17 zur Einstellung des Anlagedruckes verstellt werden können. Die bewegbar (drehbar) angeordneten Pflugkörper 13 sind über Ausleger 18 und die Verbindungselemente 17 (Streben) mit dem Hydraulikzylinder 16 verbunden, wie dies in Fig. 2b ge­ zeigt ist. Die Bewegung des Hydraulikzylinders 16 bzw. der Verbindungselemente 17 erfolgt in der mit X bezeichneten Richtung. So wird zur indirekten Erfassung des Anlage­ druckes mittels des Sensors 2 der Druck in dem Hydraulikzy­ linder 16 erfaßt und dieser über den Aktuator 6 von der Steuereinheit 1 zur Einstellung eines optimalen Anlage­ druckes betätigt. Weiterhin ist eine Ausbildung des Sensors 2 derart denkbar, daß eine Drehbewegung der Ausleger 18 bzw. eine Längsbewegung der Verbindungselemente 17 erfaßt und daraus eine Größe für den Anlagedruck abgeleitet wird. Nicht weiter bezeichnet ist im Bereich des Hydraulikzylin­ ders 16 die Dreipunktanbauvorrichtung, über die der Pflug 11 mit dem nicht gezeigten Fahrzeug verbunden ist.

Fig. 3 zeigt eine weitere Fahrzeug-Pflugkombination. Neben den schon teilweise in Fig. 2 beschriebenen und mit den gleichen Bezugsziffern versehenen Komponenten weist der in Fig. 3 gezeigte Pflug 11 einen Hydraulikzylinder 19 auf, der von dem Aktuator 6 betätigbar ist und über eine ent­ sprechende und gezeigte Kinematik den Anlagedruck ein­ stellt. Weiterhin ist ein Hydraulikzylinder 20 zur Einstel­ lung der Vorderfurchenbreite sowie ein Hydraulikzylinder 21 zur Einstellung der Arbeitsbreite des Pfluges 11 vorgese­ hen. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, daß die Aktua­ toren 6 bis 8 zur Betätigung der Hydraulikzylinder 19 bis 21 vorgesehen sind, wobei beispielsweise die Einstellung des Hydraulikzylinders 19 automatisch erfolgt und die Ein­ stellung der Hydraulikzylinder 20 und 21 über die Eingabe­ einheit 5 (zum Beispiel manuell) erfolgt. Bei dem in dieser Figur gezeigten Pflug 11 ist jedem Pflugkörper 13 ein Streichblech 22 zugeordnet, wobei der Sensor 2 zur Erfas­ sung der zwischen dem Pflugkörper 13 und dem an dem Rahmen 12 angeordneten Streichblech 22 wirkenden Kraft F (bzw. An­ lagedruck) ausgebildet und angeordnet ist. Der Pflug 11 ist in Fig. 3 über eine nicht bezeichnete Dreipunktanbauvor­ richtung und einem skizzenhaft gezeichneten Ackerschlepper (linker Bereich der Fig. 3) verbunden.

Claims (8)

1. Landwirtschaftliches Fahrzeug mit einem an dem Fahr­ zeug über eine Dreipunktanbauvorrichtung angebauten Pflug, welcher zumindest an einem Rahmen angeordnete Pflugkörper aufweist, wobei eine Zugkraftregelung in Abhängigkeit der Fahrzeug-Pflugkombination erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Sensor (2) zur Erfassung der auf die Pflugkörper (13) wirkenden Kraft vor­ gesehen ist, wobei in Abhängigkeit der erfaßten Kraft die Zugkraftregelung erfolgt.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Steuerein­ heit (1) vorgesehen ist, der die erfaßte Kraft sowie wei­ tere pflug- bzw. fahrzeugspezifische Größen wie z. B. Dreh­ zahl eines Antriebsmotors des Fahrzeugs zugeführt werden.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit (1) ausgangsseitig zumindest einen Aktuator (6, 7, 8) zur Beeinflussung pflug- bzw. fahrzeugspezifischer Parameter auf­ weist.

4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (2) einen Hydraulik­ druck in zumindest einem dem Pflug (11) zugeordneten Hydraulikzylinder erfaßt (indirekte Erfassung).

5. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hydraulikzylinder (16) meh­ reren Pflugkörpern (13) über Verbindungselemente (17) zuge­ ordnet ist.

6. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (2) zur Erfassung einer zwischen dem Pflugkörper (13) und einem an dem Rahmen (12) angeordneten Streichblech (22) wirkenden Kraft ausge­ bildet ist (direkte Erfassung).

7. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit (1) eine Eingabeeinheit (5) zur manuellen Vorgabe eines Grenzwertes für die auf die Pflugkörper (13) wirkende Kraft aufweist.

8. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit (1) zumindest eine Ausgabeeinheit (9, 10) aufweist, die in einer Fahrerkabine des Fahrzeuges angeordnet ist.