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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Bewegungssteuerung zwischen
einem Rahmenglied 24 und einer landwirtschaftlichen Arbeitseinheit
und eine landwirtschaftliche Mähmaschine
mit solch einer Bewegungssteuerung.
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Ein
bekanntes Hydrauliksystem für
eine landwirtschaftliche Anwendung enthält in der Regel einen oder
mehrere Hydraulikzylinder, die druckbeaufschlagtes Hydraulikfluid
von einer Druckquelle, wie zum Beispiel einer Hydraulikpumpe in
einem landwirtschaftlichen Traktor, erhalten. Im Falle eines einzigen
Zylinders enthält
der Hydraulikzylinder ein Paar Fluidleitungen, die mit Kammern auf
jeweiligen Seiten eines an einem Arbeitszylinder befestigten Kolbens
in Verbindung stehen. Die Fluidleitungen sind mit einer Doppelauslasshydraulikreihe
verbunden, die sich rückwärtig am
Traktor befindet und von der Kabine aus betätigt wird. Im Falle von mehreren miteinander
verbundenen Hydraulikzylindern empfängt jeder der Zylinder in Abhängigkeit
von der besonderen Anwendung parallel oder in Reihe Druckfluid.
Hydraulikzylinder dieser Art sind im Allgemeinen zum Anheben schwerer
Lasten und dergleichen nützlich.
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Weiterhin
ist es möglich,
eine Last, wie zum Beispiel ein schwenkbar mit einem anderen Rahmenglied
verbundenes Tragglied, durch die Verwendung von Federn, Gegengewichten
usw. auszugleichen. Im Falle von Federn können eine oder mehrere Federn
zwischen der auszugleichenden Last und dem schwenkbar verbundenen
Rahmenglied auf einander gegenüberliegenden
Seiten des Schwenkpunkts platziert werden, um die Last in einer
allgemein zentrierten Ausrichtung bezüglich des Rahmenglieds zu halten.
Federkonfigurationen dieser Art können zum Ausgleichen von Lasten
geeignet sein, sind möglicherweise
aber auch sperrig und hinsichtlich Platzbedarfs unpraktisch. Des
Weiteren bieten solche Federanordnungen einen gewissen Widerstand
gegen eine Relativbewegung zwischen den Traggliedern, verhindern
jedoch keine Bewegung zwischen ihnen.
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Des
Weiteren zeigt die EP-A2-1 051 895 ein Mähwerk, das schwenkbar an einem
Träger
befestigt ist, während
die Kippbewegung zwischen dem Mähwerk
und dem Träger
durch einen dazwischen verbundenen Hydraulikzylinder und einen gezielt
mit dem Hydraulikzylinder verbundenen Gasspeicher gesteuert wird.
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Darüber hinaus
offenbart die
DE 100
10 548 C eine landwirtschaftliche Maschine mit einer werkzeugartigen
Mähtrommel,
die zusammen mit einem Hilfsrahmen lateral bezüglich der Fahrtrichtung bewegt
werden kann. Diese Bewegung wird durch ein 4/3-Hydraulikventil entweder über einen
Sensor, um Kontakt mit einem Hindernis zu vermeiden, oder manuell,
um das Werkzeug in seine Arbeitsposition zu bringen, gesteuert.
Die Bewegung wird durch zwei doppeltwirkende Hydraulikzylinder bewerkstelligt. Zwei
der vier Fluidkammern dieser Hydraulikzylinder sind durch eine Hydraulikleitung
miteinander verbunden, um eine gleichzeitige Bewegung in einer der
beiden Richtungen zu erreichen. Die verbleibenden Kammern erhalten
Fluid von einer Pumpe oder führen
es über
das 4/3-Ventil einem Sumpf zu.
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Es
hat sich als ein Problem herausgestellt, dass die bekannten Lösungen entweder
teuer sind oder regelmäßiger Wartung
bedürfen.
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Dieses
Problem ist durch die Lehre der Ansprüche 1 bzw. 8 gelöst worden,
während
die jeweiligen abhängigen
Ansprüche
vorteilhafte Verbesserungen oder Weiterentwicklungen der allgemeinen Lehre
lehren.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Arbeitseinheit,
wie zum Beispiel ein Schneidkopf einer landwirtschaftlichen Mähmaschine,
bezüglich
des Rahmenglieds ausgeglichen ist, ohne das komplizierte und relativ
teure Sensoren und Steuerungen verwendet werden.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass die Position der Arbeitseinheit
bezüglich
des Rahmenglieds durch Schließen
des Ventils gezielt verriegelt werden kann.
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Noch
ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Vorbelastung am ersten
Hydraulikzylinder gezielt eingestellt werden kann.
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Ein
noch weiterer Vorteil besteht darin, dass die Hydraulikzylinder
dahingehend wirken, eine zwischen der Arbeitseinheit und den Rahmengliedern aufgrund
von im Betrieb an der Arbeitseinheit erzeugten Belastungen auftretende
Relativbewegung zu dämpfen.
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Unter
Bezugnahme auf die folgende Beschreibung einer Ausführungsform
der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gehen die
oben erwähnten
und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und
die Art und Weise, wie diese erzielt werden können, deutlicher hervor und
wird die Erfindung besser verständlich;
in den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer landwirtschaftlichen Mähmaschine, die eine Ausführungsform
eines Hydrauliksystems der vorliegenden Erfindung enthält;
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2 eine
fragmentarische Seitenansicht des in 1 gezeigten
Hydrauliksystems der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
Draufsicht des in den 1 und 2 gezeigten
Hydrauliksystems; und
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4 eine
schematische Darstellung des in den 1–3 gezeigten
Hydrauliksystems.
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Nunmehr
auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 Bezug
nehmend, wird eine landwirtschaftliche Mähmaschine 10 gezeigt,
die eine Ausführungsform
eines hydraulischen Bewegungssteuersystems 12 der vorliegenden
Erfindung enthält.
Die landwirtschaftliche Mähmaschine 10 ist
im Allgemeinen an einer Zugeinheit 14 und an einem Paar
Arbeitseinheiten 16, wie Schneidköpfe, von denen in 1 einer
in der zusammengeklappten Transportposition allgemein in einer Linie
mit der Zugeinheit 14 gezeigt wird, befestigt oder enthält diese. Der
Schneidkopf 16, wie die Arbeitseinheit im Folgenden genannt
wird, enthält
einen Scheibenmähbalken 18,
der von einer Teleskopantriebswelle 20 angetrieben wird,
die sich zwischen einer sich an der Zugeinheit 14 befindenden
Energiequelle erstreckt. Eine landwirtschaftliche Mähmaschine 10 mit
einem Scheibenmähbalken 18 ist
allgemein bekannt und wird deshalb hier nicht ausführlicher
beschrieben. Zum Beispiel vertreibt der Rechtsnachfolger der vorliegenden
Erfindung einen Mähaufbereiter
mit einem Scheibenmähbalken.
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Die
landwirtschaftliche Mähmaschine 10 enthält weiterhin
eine Dreipunktanbauvorrichtung 22, die ein Rahmenglied 24 in
Form eines Freiträgers schwenkbar
stützt.
Das Rahmenglied 24 enthält
ein nahe gelegenes Ende, das schwenkbar mit der Dreipunktanbauvorrichtung 22 verbunden
ist, und ein abgelegenes Ende 26, das am Schwenkpunkt 28 schwenkbar
mit dem Schneidkopf 16 verbunden ist. Der Schneidkopf 16 definiert
ein Tragglied, das den Scheibenmähbalken 18 stützt, und
enthält
ein nahe gelegenes Ende 30 und ein abgelegenes Ende 32 (bezüglich der
Dreipunktanbauvorrichtung 22). Das abgelegene Ende 26 des
Rahmenglieds 24 ist an einer Stelle ungefähr in der
Mitte zwischen dem nahe gelegenen Ende 30 und dem abgelegenen
Ende 32 schwenkbar mit dem Tragglied oder Schneidkopf 16 verbunden.
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Nunmehr
auf die 2–4 Bezug
nehmend, wird das Hydrauliksystem 12 ausführlicher
beschrieben. Das Hydrauliksystem 12 funktioniert dahingehend,
den Schneidkopf 16 bezüglich
des Rahmenglieds 24 auszugleichen und die Position des Schneidkopfs 16 bezüglich des
Rahmenglieds 24 gezielt zu verriegeln. Im Allgemeinen enthält das Hydrauliksystem 12 einen
ersten Hydraulikzylinder 34, eine Vorbelastungs- oder Ausgleichsfeder 36,
einen zweiten Hydraulikzylinder 38, eine erste Fluidleitung 40 und
eine zweite Fluidleitung 42.
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Der
erste Hydraulikzylinder 34, der in 4 schematisch
gezeigt wird, enthält
ein Zylindergehäuse 44.
Ein Arbeitszylinder 46 mit einem Kopf 48 ist hin- und herbeweglich
im Zylindergehäuse 44 angeordnet.
Das Zylindergehäuse 44 definiert
eine erste Kammer 47 mit einem variablen Volumen auf einer Seite
des Kopfs 48, die dem Arbeitszylinder 46 gegenüberliegt.
Das Zylindergehäuse 44 definiert
auch eine zweite Kammer 49 mit einem variablen Volumen auf
einer Seite des Kopfs 48, die neben dem Arbeitszylinder 46 liegt.
Ein erstes Ende 50 des ersten Hydraulikzylinders 34 ist
an einem Ende des Zylindergehäuses 44 positioniert;
und ein zweites Ende 52 des ersten Hydraulikzylinders 34 ist
an einem Ende des Arbeitszylinders 46 gegenüber dem
Kopf 48 positioniert. Das erste Ende 50 ist an
einem sich vom Rahmenglied 24 erstreckenden Flansch 54 befestigt.
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Die
Vorbelastungsfeder 36 enthält ein erstes Ende, das an
einem sich vom Rahmenglied 24 erstreckenden Flansch 58 befestigt
ist. Des Weiteren enthält
die Vorbelastungsfeder 36 ein zweites Ende 60,
das am zweiten Ende des ersten Hydraulikzylinders 34 befestigt ist.
Bei der gezeigten Ausführungsform
ist die Vorbelastungsfeder 36 eine Spannfeder, könnte aber
in Abhängigkeit
von den zum Anlegen einer gewählten
axialen Vorbelastung an den Arbeitszylinder 46 des ersten
Hydraulikzylinders 34 in einer erforderlichen Richtung
für den
unten ausführlicher erläuterten
Zeck auch eine Druckfeder sein. Es können auch andere Arten von
Gliedern, die eine Last erzeugen, verwendet werden. Um das erste
Ende 56 der Feder 36 mit dem Flansch 58 zu
kuppeln, verbindet ein einstellbares Vorbelastungsglied 62 in
Form eines mechanisch einstellbaren Gewindebolzens das erste Ende 56 mit
dem Flansch 58. Das Ausmaß, zu dem der Bolzen 62 in
eine geeignete Kupplung am ersten Ende 56 eingeschraubt
ist, bestimmt die an die Feder 36 und den hydraulischen
Arbeitszylinder 46 angelegte Vorbelastung. Es könnte auch
ein elektrisch oder hydraulisch angetriebenes Stellglied zur Einstellung
des Vorbelastungsglieds 62 verwendet werden. Des Weiteren
könnte
die Feder 36, statt mit dem Hydraulikzylinder verbunden
zu sein, zwischen dem Rahmenglied 24 und dem Schneidkopf 16 angebracht
sein.
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Der
zweite Hydraulikzylinder 38 ist zwischen dem Rahmenglied 24 und
dem Schneidkopf 16 verbunden. Der zweite Hydraulikzylinder 38 enthält ein Zylindergehäuse 64 (4).
Ein Arbeitszylinder 66 mit einem Kopf 68 ist hin-
und herbeweglich im Zylindergehäuse 64 angeordnet.
Das Zylindergehäuse 64 definiert
eine erste Kammer 70 mit einem variablen Volumen auf der
dem Arbeitszylinder 66 gegenüberliegenden Seite des Kopfs 68.
Das Zylindergehäuse 64 definiert
des Weiteren eine zweite Kammer 72 mit einem variablen
Volumen auf einer Seite des Kopfs 68, die neben dem Arbeitszylinder 66 liegt.
Der zweite Hydraulikzylinder 38 enthält ein erstes Ende 74, das
mit einem sich am abgelegenen Ende 26 vom Rahmenglied 24 erstreckenden
Flansch 76 verbunden ist, und ein zweites Ende 78,
das mit einem sich vom Schneidkopf 16 erstreckenden Flansch 80 (2 und 3)
verbunden ist.
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Die
erste Kammer 47 im ersten Hydraulikzylinder 34 ist über die
erste Fluidleitung 40 mit der ersten Kammer 70 im
zweiten Hydraulikzylinder 38 strömungsverbunden. Die zweite
Kammer 49 im ersten Hydraulikzylinder 34 ist über die
zweite Fluidleitung 42 mit der zweiten Kammer 72 im
zweiter. Hydraulikzylinder 38 strömungsverbunden. Ein elektrisch
betätigtes
Ventil 82 ist in der zweiten Fluidleitung 42 eingesetzt.
In der geschlossenen Position verhindert das Ventil 82 einen
Fluidstrom zwischen der zweiten Kammer 49 des ersten Hydraulikzylinders 34 und
der zweiten Kammer 72 des zweiten Hydraulikzylinders 38.
Das Ventil 82 kann auch manuell betätigbar sein (wie zum Beispiel
durch ein Magnetventil usw.), wird aber vorzugsweise auf Grundlage
einer Betriebsposition des Schneidkopfs 16 elektrisch gesteuert.
Zum Beispiel ist der Schneidkopf 16 zwischen einer Transportposition
(wie in 1 gezeigt), einer Arbeitsposition
und einer angehobenen Feldposition beweglich. Das Ventil 82 ist
geschlossen, wenn sich der Schneidkopf 16 in der Transportposition
oder in der angehobenen Feldposition befindet, um die Position des
Schneidkopfs 16 bezüglich
des Rahmenglieds 24 zu verriegeln.
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Im
Betrieb wird das Transportrad 84 vom Schneidkopf 16 entfernt,
und das Rahmenglied 24 wird bezüglich der Dreipunktanbauvorrichtung 22 geschwenkt,
bis sich der Schneidkopf 16 in einer Arbeitsposition (allgemein
senkrecht zu der in 1 gezeigten Position) befindet.
Der Gewindebolzen 62 wird in das erste Ende 56 der
Feder 36 geschraubt, bis die Feder 36 mit einer
gewünschten
Vorbelastung beaufschlagt wird. Dadurch wird wiederum der Arbeitszylinder 46 mit
einer axialen Zugbelastung beaufschlagt, wodurch das Hydraulikfluid
in der zweiten Kammer 49 des ersten Hydraulikzylinders 34 komprimiert
wird. Mit dem Ventil 82 in der geöffneten Position überträgt das komprimierte
Fluid in der zweiten Kammer 49 Fluiddruck auf die zweite
Kammer 72 des zweiten Hydraulikzylinders 38. Dadurch
wird wiederum eine axiale Hubkraft am Arbeitszylinder 66 und am
Flansch 80 des Schneidkopfs 16 angelegt. Das Anlegen
einer größeren Vorbelastung
an die Feder 36 führt
zu einer größeren Hubkraft
an dem abgelegenen Ende 32 des Schneidkopfs 16.
Umgekehrt führt
das Anlegen einer kleineren Vorbelastung an die Feder 36 zu
einer kleineren Hubkraft am distalen Ende 32 des Schneidkopfs 16.
Auf diese Weise kann der Schneidkopf 16 bezüglich des
Drehpunkts 28 ausgeglichen werden. Das Anlegen einer Hubkraft, wie
beschrieben, setzt voraus, dass der Teil des Schneidkopfs 16 außerhalb
der Schwenkverbindung 28 schwerer ist als der innere Teil.
Ist dies nicht der Fall, dann würde
eine Druckfeder statt der Spannfeder 36 verwendet werden,
was dazu führt,
dass durch das auf das Kopfende des Kolbens 68 des zweiten Hydraulikzylinders 38 wirkende
Druckfluid eine Schubkraft ausgeübt
wird. Natürlich
könnte
dies auch dadurch erreicht werden, dass die Spannfeder 36 festgehalten
wird, der zweite Hydraulikzylinder 38 aber so angebracht
wird, dass sein Stabende links der Schwenkverbindung 28 mit
dem Schneidkopf 16 verbunden ist, wie in 2 zu
sehen.
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Während die
Feder 36 zum Ausgleichen des Schneidkopfs 16 um
die Schwenkverbindung 28 wirkt, wirken die Hydraulikzylinder 34 und 38 zum Dämpfen jeglicher
Bewegung des Schneidkopfs 16 um die Schwenkverbindung 28,
die bei der Bewegung des Schneidkopfs 16 über unebenes
Gelände oder
Hindernisse verursacht wird.
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Wenn
sich die landwirtschaftliche Mähmaschine 10 dem
Ende eines Felds nähert,
werden die Dreipunktanbauvorrichtung 22 und der Schneidkopf 16 bei
einem Wendemanöver
in der Regel in eine angehobene Feldposition angehoben, bevor sie
das Feld in einer entgegengesetzten Richtung überquert. Die Position der
Anbauvorrichtung 22 bezüglich
der Zugeinheit 14 kann unter Verwendung eines geeigneten
Sensors und einer Steuerung (nicht gezeigt) erfasst werden. Die
Steuerung schließt
das Ventil 82 auf Grundlage eines Eingangssignals, um einen
Fluidstrom zwischen dem ersten Hydraulikzylinder 34 und
dem zweiten Hydraulikzylinder 38 zu verhindern, wodurch
die Position des Schneidkopfs 16 bezüglich des Rahmenglieds 24 verriegelt
wird. Ebenso wird das Rahmenglied 24 in die in 1 gezeigte
Position geschwenkt, so dass sich der Schneidkopf 16 allgemein
in einer Linie mit der Zugeinheit 14 befindet, wenn sich
der Schneidkopf 16 in einer Transportposition befindet.
Die Position des Rahmenglieds 24 bezüglich der Dreipunktanbauvorrichtung 22 kann
unter Verwendung eines geeigneten Sensors (nicht gezeigt) erfasst
und in eine Steuerung eingegeben werden. Die Steuerung schließt wieder
das Ventil 82, so dass die Position des Schneidkopfs 16 bezüglich des Rahmenglieds 24 während des
Transports nicht schwenkt. Dieses Merkmal, nämlich das Sperren der Bewegung
zwischen dem Rahmenglied 24 und dem Schneidkopf 16 in
Abhängigkeit
von dem Zustand oder der Position des Schneidkopfs 16 oder
der landwirtschaftlichen Mähmaschine 10 und
durch Verriegeln des Steuerzylinders, ist eine Erfindung an sich und
könnte
Teil einer anderen Patentanmeldung oder eines unabhängigen Anspruchs
bilden.