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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein landwirtschaftliches
Fahrzeug.
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Bei üblichen
Traktoren ist das Fahrgestell durch den Motor und das Getriebe-Gehäuse gebildet.
Die Vorder- und Hinterachsen sind bezüglich des Fahrgestells festgelegt.
In manchen Fällen
kann die Kabine gegenüber
dem Fahrgestell gefedert sein, um dem Fahrer eine gewisse Bequemlichkeit
zu geben, oder die Vorderachse kann gefedert sein, doch sind die
Hinterräder
und die Hinterachse normalerweise nicht gefedert. Aufgrund der sehr
großen
ungefederten Masse der Hinterräder,
der Hinterachse, des Motors und des Getriebes sind derartige Traktoren
für ein
schnelles Fahren auf öffentlichen
Straßen
nicht gut geeignet.
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Es
wurden Traktoren vorgeschlagen, die für die Fahrt entlang normaler
Straßen
besser geeignet sind, beispielsweise in der GB-A-2 252 278, die
ein Fahrgestell aufweisen, das durch eine gefederte Aufhängung mit
den Rädern
und Radachsen verbunden ist. Bei derartigen Traktoren ist, wie dies
bei den vorstehend beschriebenen herkömmlicheren Traktoren der Fall
ist, die Anbaukupplung, die zum Schleppen landwirtschaftlicher Arbeitsgeräte, wie
zum Beispiel eines Pfluges verwendet wird, direkt auf der Achse befestigt,
das heißt
an der ungefederten Masse des Traktors.
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Die
US-A-5 404 958 beschreibt einen landwirtschaftlichen Traktor, der
einen Achskörper
und eine Fahrzeug-Teilbaugruppe aufweist. Eine allgemein vertikale
Hubbaugruppe ist starr an der Fahrzeug-Teilbaugruppe befestigt und
steht mit einem Hubrahmen in Eingriff, der in der Höhe einstellbar
ist. Der Hubrahmen trägt
Kupplungs- und/oder Antriebsanordnungen für Arbeitsgeräte. Ein
Hydraulikzylinder ist zwischen dem Hubrahmen und dem Achskörper angeordnet.
Der Zylinder ist mit einem hydropneumatischen Druck-Vorratsbehälter verbunden und
wirkt als eine elastische Federhalterung. Eine Verriegelung kann
eingeschaltet werden, um die Hubbaugruppe starr an dem Achskörper festzulegen. Eine
Transportverriegelung kann selektiv eingeschaltet werden, um die
Hubbaugruppe starr mit dem Hubrahmen zu verbinden. Ein Wählventil
verbindet selektiv die Druckkammer des Hydraulikzylinders entweder
mit einem hydropneumatischen Druck-Vorratsbehälter oder mit einer Hub-Steueranordnung.
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In
der US-A-4 174 854 ist ein Tiefaufreißer gezeigt, der eine gefederte
Hinterachse aufweist. Die Federung ist entweder vollständig betriebsfähig oder vollständig verriegelt,
wie bei der landwirtschaftlichen Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Steuerung einer Traktor-Anbaukupplungs-Baugruppe über eine
Steuerung eines Traktor-Federungsmechanismus zu erleichtern.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein landwirtschaftliches Fahrzeug geschaffen, das
ein gefedertes Fahrgestell, eine Hinterachs-Baugruppe, die einen
Teil der ungefederten Masse des Fahrzeuges bildet und mit dem Fahrgestell über eine
hydraulische Federung verbunden ist, und eine Anbaukupplungs-Baugruppe
aufweist, die auf dem Fahrgestell derart befestigt ist, dass die
Anbaukupplungs-Baugruppe
einen Teil der gefederten Masse des Fahrzeuges bildet, wenn dieses
in einer Transport-Betriebsart arbeitet, wobei die hydraulische
Federung zusätzlich
eine Arbeits-Betriebsart aufweist, in der die Federung verriegelt
ist, um das Fahrgestell in einer feste Höhe gegenüber der Hinterachs-Baugruppe
zu halten.
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Die
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federung eine weitere
Arbeits-Betriebsart hat,
bei der die Federungsbewegungen nicht vollständig beseitigt sind, jedoch
ihre Amplitude beschränkt
ist.
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Bei
der vorliegenden Erfindung bildet im Betrieb in der Transport-Betriebsart
die Anbaukupplung und irgendein daran befestigtes Arbeitsgerät einen Teil
des gefederten Gewichtes des Fahrzeuges, sodass das Fahrzeug sicher
mit größerer Geschwindigkeit
entlang befestigter Straßenoberflächen fahren kann.
Wenn sich andererseits das Fahrzeug in der Arbeits-Betriebsart befindet,
beispielsweise wenn es zum Schleppen eines Pfluges auf einem Feld
verwendet wird, so wird das Fahrgestell durch die Federung mit der
Hinterachs-Baugruppe verriegelt, oder es wird lediglich ein begrenztes
Ausmaß einer
Bewegung zugelassen, und die gesamte Einheit verhält sich
in der gleichen oder im Wesentlichen in der gleichen Weise wie ein
konventioneller Traktor, der eine starre Hinterachse hat.
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Es
wird bevorzugt, dass die Federung -Gas-über-Öl-Druckzylinder haben sollte,
sodass die Höhe
des Fahrgestells dynamisch geändert
werden kann. In diesem Fall können
durch Anheben oder Absenken der Federungs-Höhe die Druckzylinder der Federung
oder Aufhängung
dynamisch auf der Grundlage eines Signals gesteuert werden, das
von einem geeigneten Sensor abgeleitet wird, um beispielsweise eine
konstante Zugkraft aufrechtzuerhalten. Weiterhin kann durch Beseitigung
eines Teils der Gas Akkumulator-Kapazität die Amplitude von Federungsbewegungen
beschränkt
werden.
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Die
Erfindung wird weiter in Form eines Beispiels unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines Traktors gemäß der Erfindung ist; und
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2 eine
schematische Darstellung ist, um die Kräfte zu zeigen, die auf einen
Pflug wirken, der mit einem freien Gestänge verbunden ist.
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Es
wird zunächst
auf 1 Bezug genommen, in der ein allgemein mit 10 bezeichneter
Traktor ein Fahrgestell 12 aufweist, das auf der Hinterachse 14 mit
Hilfe einer Aufhängung
oder Federung 16 befestigt ist, die Gas-über-Öl- Druckzylinder umfasst. Eine
Anbaukupplungs-Baugruppe 6 ist an dem Fahrgestell 12 derart
befestigt, dass sie einen Teil der gefederten Masse des Traktors 10 bildet.
Die Anbaukupplungs-Baugruppe 6 ist zur Anbringung eines
Arbeitsgerätes,
wie zum Beispiel eines Pfluges 18 oder eines anderen Arbeitsgerätes bestimmt,
das zusätzlich
mit der Zapfwellen-Antriebswelle des Traktors 10 verbunden
sein kann.
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Das
von dem Traktor 12 zu schleppende Arbeitsgerät weist
einen starren Rahmen 40 an seinem vorderen Ende auf, der
mit der Anbaukupplungs-Baugruppe an zwei unteren Gabeln 22 und
einem oberen Ring 24 gekoppelt ist. Die unteren Gabeln 22 sind
an den Enden von Armen 26 ausgebildet, die schwenkbar auf
dem Fahrgestell 12 an einem Punkt A befestigt sind. Der
Ring 24 ist auf dem freien Ende einer Stange 30 angeordnet,
dessen anderes Ende schwenkbar an dem Fahrgestell 12 befestigt ist.
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Die
Arme 26 sind so ausgelegt, dass sie durch ein in den Zeichnungen
nicht gezeigtes Hydraulik-System abgesenkt und angehoben werden können. Wenn
sich der Traktor in einer Arbeits-Betriebsart befindet, das heißt, wenn
er zum Schleppen eines Arbeitsgerätes verwendet wird, werden
die Arme 26 abgesenkt, wie dies gezeigt ist. Wenn sich der
Traktor in einer Transport-Betriebsart befindet, das heißt wenn
das Arbeitsgerät
von einer Arbeitsstelle zu einer anderen transportiert wird, möglicherweise
entlang einer befestigten Straße,
so werden die Arme 26 angehoben und das Arbeitsgerät wird im Abstand
von dem Boden gehalten. Hydraulikzylinder ( nicht gezeigt ) sind
für den
Zweck des Anhebens und Absenden der Arme 26 vorgesehen.
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Wie
dies gut bekannt ist, findet bei Verwendung der Anbaukupplung in
der schwimmenden Betriebsart, wie dies in den Zeichnungen gezeigt
ist, ein Pflug automatisch seine eigene Arbeitstiefe. Dies wird
kurz anhand der 2 erläutert, es wird jedoch auch
zur vollständigeren
Erläuterung
auf eine Veröffentlichung
auf Seite 200 der Ausgabe der Veröffentlichung „Farm Implement
and Machinery Review" verwiesen,
die am 1. Februar 1966 veröffentlicht
wurde.
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In 2 ist
der starre Rahmen des Pfluges mit 40 bezeichnet, und die
Pflugscharen sind mit 42 bezeichnet. Die auf dem Pflug
wirkenden Kräfte
umfassen eine vertikale Komponente V, die im Wesentlichen konstant
ist und von Faktoren abhängt,
wie zum Beispiel dem Gewicht des Pfluges und den Boden-Reaktionskräften die
nach oben oder unten wirken können.
Die horizontalen Zugkräfte
D1, D2 oder D3 hängen
von der Pflügetiefe,
der Schar-Größe und der
Art des Bodens ab. Die horizontale Zugkraft ändert sich nicht wesentlich
mit der Geschwindigkeit, vorausgesetzt dass die Geschwindigkeit
innerhalb des normalen Arbeitsbereichs für Bodenbearbeitsgeräte (4 bis
14 km/h) liegt.
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Der
Pflug ist um den Schwenkpunkt A der Arme 26 verschwenkbar.
Eine Position eines stabilen Gleichgewichts der Schar 42 herrscht
vor, wenn die Wirkungslinie der Resultierenden der horizontalen und
vertikalen Kraftkomponenten durch den Schwenkpunkt A der Arme hindurchläuft. Wenn
eine Störung
aus dieser Position erfolgt, führen
die auf die Schar wirkenden Kräfte
diese in die stabile Position in einer ähnlichen Weise zurück, wie
die Kräfte
auf einem Pendel. Wenn daher der Boden einfach zu bearbeiten ist,
so dringt die Schar tiefer ein, während, wenn ein härterer Boden
bearbeitet wird, die Tiefe der Furche automatisch verringert wird.
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Die
Tiefe der Pflug-Furche kann durch Ändern der Geometrie der Anbaukupplung
geändert werden.
Somit ist es durch Ändern
der Position der Stange 30 gegenüber dem Haltebügel 32 möglich, die
Tiefe zu steuern. Zu diesem Zweck können Vorkehrungen getroffen
werden, um es zu ermöglichen, dass
das Ende der Stange 30 an einer von mehreren unterschiedlichen
Positionen zu befestigen ist.
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Beim
Stand der Technik wurde unabhängig davon,
ob Traktoren mit oder ohne eine Federung konstruiert wurden, die
Anbaukupplung immer an der ungefederten Masse befestigt, das heißt die Anbaukupplung
war immer starr mit der Hinterachse verbunden. Dies hat schwerwiegende
Nachteile in der Transport-Betriebsart, weil hierdurch die Geschwindigkeit
begrenzt wird, mit der der Traktor gefahren werden kann. Im Gegensatz
hierzu ist bei der vorliegenden Erfindung die Anbaukupplung an dem
Fahrgestell 12 befestigt und daher in der Transport-Betriebsart
abgefedert. Der Pflug kann unter Verwendung der (nicht gezeigten)
Hydraulik-Zylinder der Anbaukupplung 6 aus dem Boden gehoben
werden, und der Traktor kann sicher mit größerer Geschwindigkeit auf befestigten
Straßen
fahren, wobei der Pflug in Abstand von dem Boden gehalten wird.
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Wenn
er sich in der Arbeits-Betriebsart befindet, wird die hydraulische
Federung 16 des Traktors dazu verwendet, die Bewegung des
Fahrgestells gegenüber
der Hinterachse zu verhindern oder zu beschränken, sodass sich der Traktor
insgesamt in der gleichen Weise wie ein Traktor ohne Federung verhält.
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Fahrzeug-Federungen
umfassen ein Federelement und ein stoßabsorbierendes oder dämpfendes
Element. Das Federelement kann eine Blattfeder oder eine Schraubenfeder
sein, doch ist es im Fall von Gas-über-Öl-Druckzylindern durch komprimierte Luft
gebildet. Das Öl
wird zum Dämpfen
verwendet, und durch Pumpen von Öl
in die Strebe ist es weiterhin möglich,
die Höhe
des Fahrgestells oberhalb der Hinterachse einzustellen. Die Dämpfung wird
durch einen doppeltwirkenden Kolben (einer, der Arbeitskammern auf
beiden Seiten aufweist) mit Hilfe einer Drosselung der Rücklaufströmung von
einer seiner Arbeitskammern zu der anderen bewirkt, um die Dämpfungswirkung
zu ändern.
Wenn die Verbindung zwischen den zwei Arbeitskammern vollständig verhindert
wird, so ist die Federung effektiv blockiert. Wenn ein Teil der
Gas Akkumulator-Kapazität
beseitigt wird, wird das maximale Ausmaß der Bewegung der Federung
beschränkt.
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Eine
Aufhängung
oder Federung mit Gas-über-Öl-Druckzylindern
kann damit zur Einstellung der Höhe
des Fahrgestells oberhalb der Hinterachse verwendet werden, wodurch
alle drei Punkte der Anbaukupplung angehoben oder abgesenkt werden.
Die Höhe
des Fahrgestells kann auf diese Weise eingestellt und während des
Pflügens
konstant gehalten werden, wobei man sich auf die vorstehend beschriebene
Pendelwirkung der Dreipunkt-Anbaukupplung verlässt, um die Furchen-Tiefe zu
bestimmen.
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Alternativ
kann durch Pumpen von Öl
in die Druckzylinder die Höhe
der Aufhängung
in einer geschlossenen Regelschleife gesteuert werden, um eine konstante
Zugkraft aufrechtzuerhalten. In diesem Fall kann beispielsweise
die Zugkraft gemessen und die Fahrzeughöhe in einer Richtung geändert werden,
durch die die Zugkraft auf einen vorgegebenen Wert gehalten wird.