DE7817788U1

DE7817788U1 - Hubwerk mit nachgeordnetem dreipunktgestaenge zum anheben von bodenbearbeitungsgeraeten, insbesondere eines pfluges

Info

Publication number: DE7817788U1
Application number: DE19787817788
Authority: DE
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1978-06-14
Filing date: 1978-06-14
Publication date: 1980-05-29

Description

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Die Erfindung betrifft ein Hubwerk mit einem nachgeordneten Dreipunktgestänge zum Anheben von Bodenbearbeitungsgeräten nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Hubwerke mit nachgeordneten Dreipunktgestängen werden üblicherweise an Traktoren zum Anheben und Tragen von landwirtschaftlichen Bodenbearbeitungsgeräten verwendet und sind hinlänglich bekannt.

Dabei wird nicht in erster Linie die Leistungsfähigkeit einer Kraftheberanlage an einem Ackerkehlepper nach dem installierten, theoretischen Arbeitsvermögen (Kolbenkraft χ Hublänge) beurteilt, sondern eher nach der durchgehenden Hubkraft über die Aushubhöhe an der Ackerschiene bzw. auch dem Hubwinkel an der Hubwelle. Daraus allein erhält man jedoch in vielen Fällen keinen ausreichenden Aufschluß über das Leistungsvermögen, vor allem dann, wenn ein großer Pflug mit großem Schwerpunktabstand, gemessen von der Ackerschiene, gehoben werden muß. In diesem Fall wirkt sich die Kinematik des Gelenkvierecks Schlepper, Oberlenker, Unterlenker und Koppelhöhe bei den bekannten Dreipunktgestängen auf den Verlauf der Hubkraft im Schwerpunkt des Gerätes stark aus, und zwar dahingehend, daß bei steigender Aushubhöhe das in dem Geräteschwerpunkt gedacht wirkende, aushebbare Gewicht -i τητν% λ.·*» I^ 1 j^ -i ν« ^x ■*· *ι*^ -ν Λ -π vvJ —»■»·» "C¹ ««^3 *-± *-3 >■>.*-« ΤΤπν»ττΛ\-ν·/-Γρ·*\/τοο *~*Λ *"* s*^ ν* τη -ΐ ■*■* -ΐ _Η ■lllUUCi. JV ^. CLJ. L^J- WJ-X- *-1 U.J.1U. CUlL litil\U.^ \_L^S IiUiJWJ.^ UU^ C=O ^^_XJ.^XX IUXIi^

malen Wert erreicht. Die Folge ist, daß das eigentliche maxi-Akge 5496

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male Gewicht, das über die gesamte Höhe gehoben werden kann/ bestimmt ist durch das minimale Gewicht, das am Ende eines Hubvorganges noch gehoben werden kann. Obwohl zwar zu berücksichtigen ist, daß zu Beginn des Hubes ein Kraftüberschuß in bezug auf das zu hebende Gewicht vorhanden sein muß, um einmal auf das dem Gerät lastende Erdreich mit auszuheben und zum anderen dem Gerät eine Beschleunigung zu erteilen, so ist durch den sinkenden Hubkraftverlauf ersichtlich, daß zum völligen Ausheben eines Gewichtes beim gegenwärtigen Stand der Technik ein Kraftheber eingesetzt werden muß, der über den gesamten Hubbereich einen z. T. ganz erheblichen Kraftüberschuß aufweist. Dadurch baut der Kraftheber zwangsläufig größer, wird teurer und damit unwirtschaftlicher.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hubwerk mit einem nachgeordneten Dreipunktgestänge zum Heben von Bodenbearbeitungsgeräten zu schaffen, dessen Hubkraftverlauf im wesentlichen konstant mit einem Maximum im vorderen Hubbereich ist, also einen relativ kleinen Kraftüberschuß zum Heben eines Gewichtes aufweist.

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

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Es erweist sich als besonders überraschend, daß der geforderte, optimale Hubkraftverlauf im Geräteschwerpunkt allein durch die Art der Anordnung des Hubwerkes und dem nachgeordneten Dreipunktgestänge möglich ist.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Vorschlages wird anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben. Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1 das Schema eines Hubwerkes mit einem nachgeordneten Dreipunktgestänge,

Fig. 2 den Hubkraftverlauf des Hubwerkes nach Fig. 1 an der Hubwelle,

Fig. 3 den Drehmomentverlauf des Hubwerkes nach Fig. 1 an der Ackerschiene bzw. den Gerätekoppeipunkten,

Fig. 4 den Hubkraftverlauf des Hubwerkes nach Fig. 1 im Geräteschwerpunkt.

In Fig. 1 ist ein Hubzylinder mit 1, ein auf einer Hubwelle 2 drehfest befestigter Hubarm mit 3.. zwei in einer Unterlenkerwelle 4 gelagerte Unterlenker mit 5 und ein in einem Anlenkpunkt 6 gelagerter Oberlenker mit 7 bezeichnet. Eine Ackerschiene 8, die aus dem der Unterlenkerwelle 4 entAkte 5496

gengesetzten Ende des Unterlenkers 5 liegt, ist über eine Koppel 9 mit dem Oberlenker 7 verbunden. Eine Hubstange 10 führt von einem Gelenk 11 des Hubarmes 3 zu einem Gelenk 12, das an einem mit dem Unterlenker 5 fest verbundenen Winkelstück 13 sitzt. Am Hubarm 3 is-£ ein Winkelstück 14 mit einem Gelenk 15 angebracht, an dem ein Hubkolben 16 angreift. Ein ein Arbeitsgerät tragender Gerätearm 17 ist an der Koppel 9 befestigt.

Aus der für Dreipunktgestänge gültigen Beziehung

_r _ M

^G - Γ

ist ersichtlich, daß das übersetzungsverhältnis i = m/n, wie es durch bekannte Verfahren (z. B. nach Hain, Hütte II B, S. 147) ermittelt wird, auf den Verlauf des maximal auszuhebenden Gewichtes einen erheblichen Einfluß hat. Dabei bedeutet G das aushebbare Gewicht, R den wirksamen Abstand des Gewichtes vom Geräteschwerpunkt bezüglich der Unterlenkerwelle und M das an der Hubwelle wirksame Drehmoment.

Dabei wird das übersetzungsverhältnis i über den gesamten Hubverlauf sehr stark verändert und erreicht besonders gegen Ende des Hubes einen relativ größeren Wert. Dies wird bedingt durch die Tatsache, daß der ideelle Führungspunkt

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des Dreipunktgestänges, nämlich der Schnittpunkt zwischen verlängertem Ober- und Unterlenker 7 und 5, bei völlig ausgehobenem Gerät sehr nahe an die Unterlenkerwelle 4 reicht und dadurch das übersetzungsverhältnis i anwächst.

Dieser ansteigenden Tendenz des Übersetzungsverhältnisses i und der damit verbundenen, fallenden Tendenz des über die gesamte Höhe aushebbaren Gewichtes G wird nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag durch einen stark ansteigenden Habkraftverlauf an der Ackerschiene 8 bzw. den Koppelpunkten entg eg eng ewir kt.

Das aushebbare Gewicht G an der Ackerschiene 8 bzw. den Koppelpunkten ergibt sich allgemein zu:

_G _

^GA -

Dabei bedeuten im einzelnen:

P : die Hubkraft beider Hubzylinder, R : der wirksame Hebelarm des Hubkraftkolbens 16,

bezogen auf die Hubwelle 2, R₂.: der wirksame Hebelarm der Hubstangen 10, bezogen

auf die Unterlenkerwelle 4, Rj.: der wirksame Hebelarm der Hubstangen 10, bezogen

auf die Hubwelle 2,
R₁₁: der wirksame Abstand des Gewichtes Gw bezogen

auf die Unterlenkerwelle 4, h : Wirkungsgrad des Gestänges.

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I (ill

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind die Hubarme 3 auf der Hubwelle 2 und die Hubstangen 10 über die Winkelstücke bezüglich, der Unterlenker 5 so angeordnet, daß der wirksame Hebelarm, nämlich der senkrechte Abstand R„ zwischen den Hubstangen 10 und der Hubwelle 2, gegen Ende des Hubes kleiner ist als zu Beginn.

Die Anlenkung der Hubstangen 10 an die Unterlenker 5 erfolgt über die Winkelstücke 13 derart, daß die Länge des wirksamen Hebelarmes R_ft, der senkrechte Abstand zwischen den Hubstangen 10 und der Unterlenkerwelle 4, von einem Minimum bei Hubbeginn zu einem Maximum bei Hubende verläuft.

Die Hubarme 3, die Hubwelle 2 und die Winkelstücke 14, an denen die Hubkolben 16 angreifen, sind so angeordnet, daß die Drehmoitientkennlinie P χ R an der Hubwelle 2 im mittleren

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Bereich des Hubes ein Maximum aufweist und am Ende des Hubes größer ist als zu Beginn. Fig. 2 gibt den Verlauf der Drehmomentkennlinie an der Hubwelle 2 wieder.

Der durch diese Maßnahmen erzielbare Verlauf der Hubkraft an der Ackerschiene bzw. den Koppelpunkten mit stark ansteigender Tendenz bezüglich der Aushubhöhe ist in Fig-, 3 wiedergegeben.

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Durch diese Auslegung wird der entgegengesetzten Tendenz des Übersetzungsverhältnisses i bei angebautem Arbeitsgerät entgegengewirkt und bei einem im wesentlichen im Rahmen der Norm (DIN 9674) liegenden Maß der Koppelhöhe 9 kann ein ausgeglichener Verlauf der Hubkraft im Geräteschwerpunkt erreicht werden.

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02.06.1978 T-PA fl-hg

Claims

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Schutzanspruch

Hubwerk mit nachgeordnetem Dreipunktgestänge zum Anheben von Bodenbearbeitungsgeräten, insbesondere eines Pfluges, wobei Hubkolben an zwei in einer Hubwelle drehfest gelagerten Hubarmen angeordnet sind und wobei über Hubstangen zwei in einer Unterlenkerwelle gelagerte Unterlenker mit den freien Enden des Hubarme verbunden sind und die Unterlenker über eine Koppel mit einem Oberlenker verbunden sind, wobei die Koppel, an der ein Gerätearm sitzt, an einer Ackerschiene des Unterlenker s drehbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß

a) an jedem Hubarm (3) ein Winkelstück (14) mit einem Gelenk (15) in Richtung des f-aran angreifenden Hubkolbens (1) angeordnet ist,

- wobei der von der Verbindungsgeraden zwischen der Hujhwelle

(2) und dem Gelenk (15) einerseits und der Achse des Hubkolbens (1) andererseits eingeschlossene Winkel zu Beginn des Hubes größer als 90°, im mittleren Bereich gleich 90° und am Ende des Hubes kleiner als 90° ist

- und wobei der von dem Hubarm (3) und der Hubstange (10) eingeschlossene Winkel am Ende des Hubes kleiner ist als der entsprechende Winkel zu Beginn des Hubes und daß der Winkel am Ende des Hubes kleiner ist als die Differenz zwischen 180° und dem Winkel zu Beginn des Hubes,

b) die Hubstangen (1C) an Winkelstücken (13) angelenkt sind, die an den Unterlenkern (5) angeordnet sind,

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- wobei der von dem Unterlenker (5) und der Hubstange (10) eingeschlossene Winkel zu Beginn des Hubes kleiner ist als 90° und als der Winkel am Ende des Hubes.

Akte 5496/F T-PA fa-wa 10.03.1980