Verfahren zum Betreiben eines angehängten landwirtschaftlichen Arbeitsgeräts und angehängtes landwirtschaftliches Arbeitsgerät
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines angehängten landwirtschaftlichen Arbeitsgeräts gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein angehängtes landwirtschaftlichen Arbeitsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Zur Bodenbearbeitung werden je nach Einsatzzweck unterschiedliche landwirtschaftliche Arbeitsgeräte eingesetzt. Angehängte landwirtschaftliche Arbeitsgeräte werden dabei mittels einer Zugmaschine über den Untergrund bewegt.
Um das Arbeitsgerät auf dem Untergrund, wie insbesondere dem Boden oder Erdboden abzustützen, ist wenigstens ein Tragrad vorgesehen. Dieses läuft über den Untergrund beziehungsweise den Boden. Das wenigstens eine Tragrad dient dazu, das Arbeitsgerät in der eingestellten Höhe über dem Untergrund zu führen. Des Weiteren wird die Stützlast an der Zugmaschine reduziert.
Um Kurvenfahrten zur ermöglichen, sind aus dem Stand der Technik nachlaufende Tragräder bekannt. Dies wird durch eine Tragradhalterung mit einer vertikalen Schwenkachse erreicht. Die Rotationsachse des Tragrads ist dabei von der Schwenkachse beabstandet angeordnet. Dadurch kann das Tragrad der Bewegung des Arbeitsgeräts folgen.
Nachteilig an den bekannten nachlaufenden Tragrädern ist allerdings, dass dies nur bei großen Kurvenradien und bei Beibehaltung der Fahrtrichtung zuverlässig funktioniert. Bei engen Kurven, Wendemanövern oder sogar Rückwärtsfahrten schwenken die Tragräder praktisch auf der Stelle herum. Dies führt zu Verdichtungen und insbesondere seitlichen Verschiebungen
des Erdbodens. Bei Rückwärtsfahrten müssen die Tragräder daher gegebenenfalls gegen Verschwenken gesperrt werden.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu überwinden. Insbesondere sollen Verdichtungen und Erdbewegungen sowie zusätzlicher Aufwand bei Rückwärtsfahrten möglichst vermieden werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines angehängten landwirtschaftlichen Arbeitsgeräts mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das angehängte landwirtschaftliche Arbeitsgerät weist einen Ausleger auf, wobei es sich insbesondere um eine Sämaschine oder einen Grubber handeln kann. Das Arbeitsgerät ist mit wenigstens einem Tragrad zur Abstützung des Auslegers auf einem Untergrund, insbesondere Erdboden, ausgestattet. Das Arbeitsgerät zeichnet sich dadurch aus, dass das wenigstens eine Tragrad aktiv gesteuert wird. Dies bedeutet insbesondere, dass das wenigstens eine Tragrad eine definierte Ausrichtung beziehungsweise Stellung hat. Im Stand der Technik wird dagegen die Ausrichtung beziehungsweise Stellung durch Verschwenken aufgrund der Einwirkung des Untergrunds bestimmt. Damit lässt sich die Ausrichtung beziehungsweise Stellung des wenigstens einen Tragrads passend zur Bewegung des Arbeitsgeräts steuern. Insbesondere kann die Rotationsrichtung des Tragrads passend zur Bewegungsrichtung des Arbeitsgerätes eingestellt werden.
Bevorzugt wird wenigstens eine Achse des wenigstens einen Tragrads angetrieben. Es handelt sich bei der Achse vorzugsweise um eine Rotationsachse und/oder eine Schwenkachse und/oder eine Kippachse. Auf diese Weise kann die Ausrichtung und/oder Stellung des Tragrades in einer Richtung oder mehreren Richtungen beeinflusst werden, insbesondere aktiv.
Dem wenigstens einen Tragrad, vorzugsweise wenigstens einer oder jeder der Achsen des Tragrads, wird wenigstens eine Antriebsvorrichtung, vorzugsweise ein motorischer Antrieb, zugeordnet. Insbesondere wird jeweils
ein Abtrieb je Achse vorgesehen. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die einzelnen Achsen und/oder Richtungen sowie damit die Ausrichtung und/oder Stellung des Tragrades unabhängig voneinander einstellbar und/oder steuerbar wird.
Die Ausrichtung und/oder die Position und/oder Höhe des wenigstens einen Tragrads wird bevorzugt relativ zum Arbeitsgerät eingestellt. Die Einstellung wird weiter bevorzugt in Bezug auf das Arbeitsgerät vorgenommen. Allerdings kommen die Auswirkungen der Einstellung letztlich gegenüber dem Untergrund zum Tragen. Das durch die Tragräder gestützte Arbeitsgerät wird in entsprechender Höhe über den Untergrund getragen. Das Tragrad wird vorzugsweise um eine insbesondere vertikale Schwenkachse verschwenkt, insbesondere zur Anpassung an die Bewegung des Arbeitsgeräts relativ zum Untergrund. Die Schwenkachse dürfte bevorzugt die vorrangig entscheidende Achse zum Erreichen der erfindungsgemäßen Vorteile sein, insbesondere im Hinblick auf die Anpassung der Rotationsrichtung an die Bewegungen des Arbeitsgeräts.
Das wenigstens eine Tragrad wird bevorzugt rotativ angetrieben. Die Rotationsgeschwindigkeit des wenigstens einen Tragrads um seine Rotationsachse kann gesteuert werden, Dies erfolgt insbesondere jeweils zur Anpassung an die Bewegung relative zum Untergrund. Hierfür kann insbesondere jeweils ein Antrieb erforderlich sein. Die aktive Anpassung auch der Drehgeschwindigkeit verbessert insbesondere die Laufeigenschaften des wenigstens einen Tragrads und damit des Arbeitsgeräts.
Bevorzugt wird die wenigstens eine Achse des wenigstens einen Tragrads, vorzugsweise jede der Achsen, angetrieben. Hierzu dient insbesondere wenigstens ein motorischer Antrieb. Auf diese Weise wird ein gezielter Antrieb des Tragrads ermöglicht. Damit lässt sich das Tragrad passend zur Bewegung des Arbeitsgeräts antreiben, also insbesondere mit derpassenden Geschwindigkeit zum Untergrund.
Das wenigstens eine Tragrad wird vorzugsweise motorisch gelenkt und/oder angetrieben. Insbesondere ist wenigstens eine Steuerungseinheit zur Steuerung des Antriebs vorgesehen. Damit wird ein automatisierter Betrieb ermöglicht. Im Stand der Technik ist dagegen lediglich ein Nachlaufen des wenigstens einen Tragrads vorgesehen. Außerdem ist bei den vorbekannten Arbeitsgeräten eine manuelle Einstellung des wenigstens einen Tragrads erforderlich.
Insbesondere werden/wird der aktuelle Bewegungszustand des Arbeitsgeräts und/oder einer Zugmaschine für den Antrieb der wenigstens einen Achse des Tragrads berücksichtigt. Es werden bevorzugt vergangene Bewegungen berücksichtigt. Es können insbesondere auch für die Zukunft vorhergesagte Bewegungen berücksichtigt werden. Vorzugsweise lassen sich Kurvenradien verwenden. Insbesondere werden/wird der weitere Fahrtverlauf aufgrund von Daten typischer Fahrtverläufe und/oder von Positionsdaten (GPS) und/oder mittels wenigstens eines Sensors ermittelter Daten prognostiziert. Vorzugsweise werden zukünftig zu erwartende Bewegungszustände und/oder geeignete Stellungen des wenigstens einen Tragrades prognostiziert.
Die oben formulierte Aufgabe wird auch gelöst durch ein angehängtes landwirtschaftliches Arbeitsgerät mit den Merkmalen des Anspruch 9. Bei dem Arbeitsgerät handelt es sich beispielsweise um eine Sämaschine oder einen Grubber. Es weist einen Ausleger mit einem Tragbalken auf sowie wenigstens ein Tragrad zur Abstützung auf einem Untergrund. Das Arbeitsgerät zeichnet sich dadurch aus, dass eine aktive Steuerung des wenigstens einen Tragrads vorgesehen ist. Damit kann insbesondere erreicht werden, dass das wenigstens eine Tragrad zumindest nahezu jederzeit passend zur Bewegung des Arbeitsgeräts über den Untergrund ausgerichtet ist. Damit ist insbesondere auch keine Sperrung der Ausrichtung des Tragrads bei Rückwärtsfahrt mehr nötig.
Das Tragrad und/oder dessen Verbindung mit dem Ausleger beziehungsweise Tragbalken weist insbesondere wenigstens eine angetriebene Achse auf. Es handelt sich vorzugsweise um eine Rotationsachse und/oder eine Schwenkachse und/oder eine Kippachse. Mittels der wenigstens einen Achse kann eine Anpassung der Ausrichtung des wenigstens einen Tragrads zur Bewegung des Arbeitsgeräts sichergestellt werden.
Es ist vorzugsweise wenigstens ein motorischer Antrieb für die wenigstens eine Achse vorgesehen. Insbesondere handelt es sich um einen elektromotorischen und/oder pneumatischen und/oder hydraulischen Antrieb. Es sind/ist vorzugsweise wenigstens ein motorischer Antrieb zur Ausrichtung und/oder Rotation des Tragrads vorgesehen. Motorische Antriebe eignen sich für einen automatischen statt des bekannten manuellen Betriebs.
Eine Steuerung ist bevorzugt zum motorischen Antreiben der wenigstens eine Achse des Tragrades vorgesehen. Weiter vorzugsweise ist wenigstens ein Sensor zur Ermittlung des aktuellen Bewegungszustandes und/oder zur Prognose zukünftig zu erwartender Bewegungszustände vorgesehen. Insbesondere wird der aktuelle und/oder zukünftig zu erwartende Kurvenradius bestimmt, woraus sich vorzugsweise die geeignete Stellung des wenigstens einen Tragrads ergibt. Derartige Datenquellen eignen sich besonders zur Steuerung des wenigstens einen Tragrads.
Bevorzugt ist wenigstens ein Sensor zur Ermittlung der tatsächlichen Stellung des wenigstens einen Tragrads vorgesehen. Dies dient vorzugsweise dazu, die tatsächliche Stellung des wenigstens einen Tragrads regeln zu können. Auf diese Weise wird eine Messung der tatsächlichen Ausrichtung des Tragrads möglich. Eine Regelung der Ausrichtung wird statt einer einfachen Steuerung ermöglicht. Hierzu kann ein Vergleich der gemessenen Werte mit den vorgesehenen Werten für die Ausrichtung des wenigstens einen Tragrads vorgenommen werden.
Steuersignale für das wenigstens eine Tragrad lassen sich vorzugsweise anhand von Bewegungsdaten eines Zugfahrzeugs ermitteln. Insbesondere ist eine Kopplung der Steuerung des wenigstens eine Tragrads mit einer Steuerung eines Zugfahrzeugs vorgesehen. Auf diese Weise lassen sich Bewegungsdaten des Zugfahrzeugs nutzen, um das wenigstens eine Tragrad des Arbeitsgeräts geeignet zu steuern.
Weiter bevorzugt ist eine insbesondere motorische Höheneinstellung des wenigstens einen Tragrads vorgesehen. Damit lässt sich die Höheneinstellung ebenfalls automatisch, also insbesondere ohne manuellen Eingriff einer Person vornehmen. Dies ist anders als dies im Stand der Technik vorgesehen ist und vorteilhaft.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen im Folgenden näher beschrieben. In dieser zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Arbeitsgeräts angehängt an eine Zugmaschine,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Arbeitsgerät der Fig. 1 , und
Fig. 3 eine Detailansicht eines Tragrads des erfindungsgemäßen Arbeitsgeräts.
In der Fig. 1 ist ein landwirtschaftliches Arbeitsgerät 10 dargestellt. Das Arbeitsgerät ist hier an eine Zugmaschine 11 angehängt.
Das Arbeitsgerät 10 weist einen Maschinenrahmen 12 auf. Der Maschinenrahmen 12 umfasst im Wesentlichen einen Deichselabschnitt 13 und einen Ausleger beziehungsweise Tragbalken 14. Am Deichselabschnitt 12 sind außerdem zwei Laufräder 15 vorgesehen. Diese dienen zum Abstützen des Deichselabschnitts 13 auf dem Untergrund.
Der Tragbalken 14 dient dazu, eines oder mehrere entsprechende Aggregate
für die Bodenbearbeitung aufzunehmen. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem Arbeitsgerät 10 um eine Sämaschine. Dementsprechend ist hier beispielhaft ein Säaggregat 16 dargestellt. Dieses Säaggregat 16 ist dazu in üblicher weise am Tragbalken 14 befestigt.
Hierzu können beispielsweise Klemmvorrichtungen oder Verschraubungen dienen, alternativ auch dauerhafte Verbindungen. Mehrere dieser Säaggregate 16 können nebeneinander am Tragbalken 14 befestigt sein. Dies dient dazu, Saatgut in entsprechenden Reihen auf oder in den Untergrund abzulegen.
Am Tragbalken 14 sind außerdem zwei Tragräder 17 befestigt. Dazu dient jeweils ein Tragradrahmen 18. Der Tragradrahmen 18 ist am Tragbalken 14 des Arbeitsgeräts 10 mittels eines Kopplungselements 19 montiert. Zum leichteren Austausch, beispielsweise bei Defekten, kann dieses Kopplungselement 19 lösbar mit dem Tragbalken 14 verbunden sein. Alternativ kann das Kopplungselement 19 auch fest mit dem Tragbalken 14 verbunden werden, um beispielsweise Kosten einzusparen.
Am freien Ende des Tragradrahmen 18 ist ein Schwenklager 20 für eine Tragradschwinge 21 vorgesehen. Die Tragradrahmen 18 verläuft dazu hier vom Tragbalken 14 schräg aufwärts zeigend. Damit wird Platz für das Tragrad 17 und die Tragradschwinge 21 unterhalb des Tragradrahmens 18 geschaffen. Das Tragrad 17 und die Tragradschwinge 21 sind dadurch unterhalb des Tragradrahmens 18 und des Schwenklagers 20 drehbar angeordnet.
Die Tragradschwinge 21 ist in üblicher Weise als U-förmiges Element ausgebildet. Sie weist dementsprechend zwei hier nach unten zeigende Ausleger 22 auf. Zwischen den beiden in Richtung Untergrund weisenden freien Enden der Ausleger 22 der Tragradschwinge 21 verläuft eine horizontale Rotationsachse 23 für das Tragrad 17. Die Rotationsachse 23 dient dazu, das Tragrad 17 um die eigene Achse rotierbar zu lagern.
Gegebenenfalls kann die Rotationsachse 23 mit entsprechenden insbesondere leichtlaufenden Lagern versehen sein, wie beispielsweise Kugellagern oder ähnlichem
Um die Tragradschwinge 21 und damit das Tragrad 17 schwenkbar am Tragradrahmen 19 zu lagern, weist das Schwenklager 20 eine Schwenkachse 24 auf. Die Schwenkachse 24 verläuft hier in im Wesentlichen vertikaler Richtung, also praktisch senkrecht zum Untergrund in der Arbeitsstellung des Arbeitsgeräts 10. Das Tragrad 17 ist mit der Tragradschwinge 21 somit um die vertikale Schwenkachse 24 am Tragradrahmen 18 gelagert.
Zur Sicherstellung der erfindungsgemäßen Funktionsweise ist darüber hinaus hier eine Antriebseinheit 25 vorgesehen. Die Antriebseinheit 25 weist im erfindungsgemäßen Beispiel den eigentlichen Antrieb 26 auf, bei dem es sich beispielsweise um einen Hydraulikzylinder, einen Motor, ein Pneumatikzylinder oder ähnliches handeln kann. In diesem Fall ist ein Hydraulikzylinder als Antrieb 26 vorgesehen. Außerdem ist an der Schwenkachse 24 ein Exzenter 27 befestigt. Dieser dient dazu, dass der hydraulische Antrieb 26 ein Drehmoment auf die Schwenkachse 24 ausüben kann. Alternativ kann hier auf einfache Weise beispielsweise ein elektromotorischer Antrieb verwendet werden.
Die Schwenkachse 24 ist einerseits drehbar im Tragradrahmen 19 gelagert. Andererseits ist sie fest mit der Tragradschwinge 21 verbunden. Daher führt eine Rotation der Schwenkachse 24 dazu, dass die Tragradschwinge 21 gegenüber dem Tragradrahmen 19 und damit dem Arbeitsgerät 10 verschwenkbar gelagert ist.
Das Verfahren wird im Folgenden grob skizziert:
Je nach Fahrtrichtung des Arbeitsgeräts 10 beziehungsweise der diese ziehenden Zugmaschine 11 kann nun die Stellung des Tragrads 17 relativ
zum Arbeitsgerät 10 eingestellt werden. Die Antriebseinheit 25 wird dabei dazu verwendet, die Laufrichtung des Tragrads 17 entsprechend einzustellen. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass das Tragrad 17 entsprechend der aktuellen Bewegungsrichtung über den Untergrund abrollt anstatt beispielsweise seitlich über den Boden geschoben zu werden.
Die Antriebeinheit 25 wird entsprechend durch eine hier nicht dargestellte Steuerung betrieben. Die Steuerung kann beispielsweise im Arbeitsgerät 10 oder in der Zugmaschine 11 vorgesehen sein, gegebenenfalls auch kombiniert an beiden Stellen. Sie dient dazu, entsprechende Messdaten zu erfassen und die Stellung der Tragräder 17 entsprechend einzustellen.
Als Grundlage für die Ermittlung des einzustellenden Schwenkwinkels können beispielsweise Daten, wie die aktuelle Bewegungsrichtung des Arbeitsgeräts 10, dienen. Dies kann auch im Vergleich zur Bewegung der Zugmaschine 11 ermittelt werden, beispielsweise durch Feststellung eines Winkels zwischen den beiden Bewegungsrichtungen von Zugmaschine 11 und Arbeitsgerät 10. Auch Daten, wie zum Beispiel die Lenkradstellung der Zugmaschine 11 lassen sich einbeziehen. Weitere Daten, wie GPS-Daten, Kartendaten oder andere Aspekte, wie beispielsweise Randstreifen oder Zustand des Untergrundes können in die Berechnung einbezogen werden.
Das Arbeitsgerät 10 kann dementsprechend auch eigene Sensoren, insbesondere Positionserfassungssensoren, wie beispielsweise GPS- Sensoren, Abstandsensoren oder allgemein Bewegungssensoren, aufweisen. Die entsprechenden Sensoren können naturgemäß auch an eine Zugmaschine 11 zusätzlich oder statt am Arbeitsgerät 10 angeordnet sein.
Anhand ausgewählter oder sämtlicher Ausrichtungsdaten, Positionsdaten sowie Bewegungsdaten und eventueller weiterer Messwerte kann dann eine Prognose für die aktuelle beziehungsweise in naher Zukunft vorgesehene Bewegung des Arbeitsgeräts 10 berechnet werden. So lassen sich die Tragräder 17 entsprechend in die Bewegungsrichtung verschwenken. Hierzu
kann mittels der Antriebseinheiten 15 der entsprechende Schwenkwinkel eingestellt werden.
Gegebenenfalls kann die Steuerung auch zu einer Regelung erweitert werden. Die Steuerung kann insbesondere auch eine einzelne Regelungseinheit aufweisen. Es kann die aktuelle Position beziehungsweise Ausrichtung des Tragrads erfasst werden, um diese mit der gewünschten Einstellung abzugleichen und die tatsächliche Ausrichtung gegebenenfalls zu regeln.
Zur Erfassung der tatsächlichen Position dienen entsprechende Sensoren, wie beispielsweise Winkelsensoren oder andere Messgeräte. Diese dienen zur Erfassung der aktuellen Stellung beziehungsweise Position der Tragräder 17. Indem dann die prognostizierte Einstellung der Tragräder 17 mit der tatsächlichen Stellung beziehungsweise Position verglichen wird, kann eine Regelung erfolgen. Auf diese Weise kann dann sichergestellt werden, dass das jeweilige Tragrad 17 der vorgesehenen Stellung optimal folgt.
Bezuqszeichen
10 Arbeitsgerät
11 Zugmaschine
12 Maschinenrahmen
13 Deichselabschnitt
14 Tragbalken
15 Laufräder
16 Säaggregat
17 Tragrad
18 Tragradrahmen
19 Kopplungselement
20 Schwenklager
21 Tragradschwinge
22 Ausleger
23 Rotationsachse
24 Schwenkachse
25 Antriebseinheit
26 Antrieb
27 Exzenter