FI60076C - Anordning foer maetning och kontrollering av en traktors dragbelastning - Google Patents

Description

I Γβ] «« KUULUTUSJULKAISU ' C\C\ Π £L

W (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT c00/6 C(45) ^ J (51) Kv.ik.3/Int.ci.3 G 01 L 5/13 // A 01 B 63/112 SUOMI—Fl N LAND (21) PaunttihakarntM —- PatMiuntttning 3214/72 (22) Hakamiaptlvl — Amttnlngadag 15-11*72 ^ ^ (23) Alkupilvi — Glttlfhatadag 15-11.72 (41) Tullut lulkltakal — Bllvlt offantllj 23-05-73

Patentti-ja rekisterihallitut .... ...... . . . .....

_ ' (44) Nihttvtkslpanon Ja kuul.Julkaliun pvm. —

Patent- och registerttyrelten ' Anittan utiigd och utl.akrlftan publicarad 31 - 07 - 81 (32)(33)(31) hordatty atuoikaut—Bagtrd prlorltat 22-11-71 USA(US) 200958 (71) Massey-Ferguson Services N.V., Abraham de Veerstraat 7A, Curacao,

Alankomaiden Antillit-Nederländska Antillerna(NL) (72) Jean Jacques Lasoen, Villepreux, Ranska-Frankrike(FR) (74) Ruska & Co (5*0 Laite traktorin vetokuormituksen mittaamiseksi ja säätämiseksi -

Anordning för mätning och kontrollering av en traktors dragbelastning Tämä keksintö koskee laitetta traktorin vetokuormituksen mittaamiseksi ja säätämiseksi, jossa laitteessa on vetokuormituksen mukaan säädettävä liitäntälaite ja vetokuormia mittaava, traktoriin päistään kahdesta kohdin kiinnitetty taipuva tanko, jonka taipuma on tunnusteltavissa liitäntälaitteeseen vaikuttavalla tunnustelulaitteella.

Useimmissa traktoreissa, erityisesti maataloustraktoreissa, on nostettava konekäyttöinen kolmipisteliitäntälaite traktorin takana olevien työkalujen kiinnittämiseksi traktoriin. Yleensä näissä on vetokuormituksen tunnustelulaite, joka mittaa työkalun ja traktorin välistä veto-kuormitusta ja vaikuttaa säätöjärjestelmän kautta nostaen ja laskien liitäntälaitetta ja työkalua, jotta vetokuormitus saataisiin pysymään oleellisesti vakiona.

Ison traktorin vetokuormitusvoimat saattavat vaihdella välillä 3300 kg yhteen suuntaan ja 1350 kg vastakkaiseen suuntaan, mikä tarkoittaa yhteensä 4650 kg kuormitusvaihtelun väliä. Jotta vetokuormituksen mittauslaite toimisi tarkasti ja herkästi näin laajalla alueella, on käytettävä suhteellisen suurta voiman tunnustelijaa, esim. voimakasta jousta, joka vähentää liitäntälaitteen vetokuormituksen tunnusteLulait- * ö υ U Ί b teeseen nähden. Kun on kyseessä iso traktori, on siis suotavaa käyttää jousta, jonka taipuma-aste on hyvin alhainen tai jonka taipuma on melko pieni suurella vetokuormitusvoimaila. Tästä syystä on vaikeaa saada aikaan säätöä, joka toimisi koko vetokuormitusalueella. Olisi sen vuoksi suotavaa saada aikaan vetokuormituksen tunnustelujärjestelmä, missä voitaisiin käyttää jousta, jonka taipuma-aste on sopiva, mutta mikä antaisi ulostulosignaalin, joka olisi herkkä hyvin pienille veto-kuormitus voimien muutoksille.

On tunnettua, että mitataan taipuvan palkin tai tangon taipumaa ja tämän mittauksen avulla säädetään traktorin vetolaitetta.

Kuten edellä on mainittu, kyseessä ovat suuret vetovoimat. Edelleen taipuvien tankojen vaikuttavaa pituutta, mitä taipumaan tulee, rajoittaa niiden lähellä olevat muut laitteet, mukaanlukien liitäntäjärjestelyt, joita on käytetty työkalujen yhteydessä, ja erityisesti liittimien suhde traktoriin. On esimerkiksi usein suotavaa, että liittimet eivät ole yhdensuuntaisia, vaan niiden jatkeet leikkaavat toisensa teoreettisessa pisteessä, joka on juuri etuakselin takana, jolloin traktori ja työkalu pystytään hallitsemaan parhaiten ja vakavasti. On myöskin tarpeen, että liittimien ulommat päät ovat sellaiset, että ne soveltuvat erilaisten työkalujen kiinnittämiseen. Tästä johtuu, että traktoriin poikittain asetettavan mittaustangon pituus esimerkiksi on jokseenkin tarkoin määritelty. Tämä riippuu myöskin tangon asemasta traktorin pituussuunnassa, mutta jos oletetaan, että tanko on takimmaisessa asemassaan, sen vaikuttava pituus on silti rajoitettu. Edelleen tangon tai palkin paksuuden ja siten myöskin sen jäykkyyden määrää sille kohdistettavat kuormat ja sen materiaali.

Tämä kaikki vaikuttaa siihen mitattavaan poikkeamaan, jota voidaan käyttää vetolaitteen säätöön, ts. sen siirtymän (taipuman) määrään, joka voidaan todeta. Kuten edellä on viitattu erityisesti isojen traktorien suhteen, useinkin on käytettävissä vain hyvin pieniä taipumia. Oheisen keksinnön eräänä tarkoituksena on saada aikaan tapa, jolla vetokuormituksen säätöön käytettävää mitattavaa matkaa, poikkeamaa tai taipumaa lisätään.

Aikaisemmin on ollut tunnettua, että mitataan tangon keskikohdan absoluuttista taipumaa. Tämä on tietenkin se kohta, jossa normaalisti esiintyy suurin taipuma symmetrisillä kuormituksilla. Oheisen keksinnön mukaan mitataan taipuman kulma, ts. taipuvan tangon kaltevuus, ja tämä 3 60076 kerrotaan, jolloin on mahdollista mitata suurempi poikkeama-alue kuin jos vain mitattaisiin tangon taipuma. Keksinnön mukaiselle laitteelle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että tunnustelulaitteessa on taipuvalle tangolle sen ensimmäisen tukipisteen läheisyyteen laakeroitu, liitäntälaitteeseen vaikuttava, liikettä mittaava elin, jonka avulla taipuvan tangon toisen tukipisteen läheisyyteen toisesta päästään kiinnitetyn mittatangon vapaa pää on tunnusteltavissa,jolloin mittatanko kuormittamattomassa tilassa on pääasiallisesti taipuvan tangon suuntainen.

Edelleen, keksinnön sopivimman sovellutusmuodon mukaan tangon kaltevuuden muutos mitataan kahdesta toisistaan välimatkan päässä olevasta kohdasta. Nämä mittauskohdat ovat sopivimmin kummankin vastakkaisen tukipisteen tai laakerikohdan vieressä (ts. niiden pisteiden vieressä, joissa tapahtuu suurin kulman muutos), ja näiden mitattujen kaltevuuksien vaikutukset lasketaan yhteen vektoriaalisesti, jotta saataisiin aikaan vetokuormitussignaali.

Edelleen keksinnön mukaan pitkänomainen elin kiinnitetään taipuvaan tankoon kohtaan, jossa on kaltevuutta, ja toinen elin kiinnitetään taipuvaan tankoon toiseen kohtaan, joka on sopivimmin tangon vastakkaisen pään vieressä. Nämä kaksi elintä on yhdistetty keskenään siten, että molempien liikkeet yhdistetään, jolloin saadaan haluttu säätösig-naali.

Keksinnön yksityiskohtaisemman sovellutuksen mukaan toisena elimenä on nokkaelin ja vastakkaisena elimenä on pyörä, joiden välinen yhteys on sellainen, että niiden kummankin liikkeet vaikuttavat vetokuormitus-signaalielimen suhteelliseen' asemaan.

Keksinnön muut edut ja yksityiskohdat selviävät seuraavasta selityksestä ja oheisista piirustuksista, joissa kuva 1 esittää kaaviollisesti traktorin, liitäntälaitteen ja työkalun yhdistelmää, johon keksintöä voidaan soveltaa, kuva 2 on perspektiivikuva vetokuormituksen tunnustelulaitteesta,. kuva 3 esittä vetokuormituksen tunnustelulaitetta ja vetovarsien liitäntää siihen , osittain leikattuna pystysuorassa suunnassa, kuva 4 esittää myöskin vetokuormituksen tunnustelulaitetta ja sen asennusta, osittain leikattuna vaakasuorassa suunnassa, kuva 5 esittää suuremmassa mittakaavassa taipuman mittauslaitteen yksityiskohtia, 4 60076 kuva 6 on kaaviokuva vetokuormituksen tunnustelulaitteesta nollakuor-mituksella, kuva 7 on kaaviokuva vetokuormituksen tunnustelulaitteesta kuormitettuna ja kuva 8 esittää eroa symmetrisesti kuormitetun tangon kaltevuuden ja taipuman muutoksen välillä.

Piirustuksissa ja seuraavassa selityksessä on kuvattu keksinnön eräs sovellutusmuoto. On tietenkin selvää, että keksintöä voidaan soveltaa myös muulla tavoin silti saavuttaen myöhemmin selostetut edut.

Piirustuksissa kuva 1 esittää traktoria 1, joka on liitäntälaitteen avulla yhdistetty työkaluun 3· Liitäntälaitteeseen kuuluu kaksi alempaa liitäntävartta 5, joista vain toinen näkyy, sekä ylempi liitäntä-varsi 7· Liitäntävarret 5 ja 7 yhdessä muodostavat ennestään tunnetun kolimpisteliitännän. Alempia liitäntävarsia 5 nostetaan nostovarsien 9 avulla, jotka on yhdistetty nostovipuun 11, joka kääntyy akselin 16 ympäri. Vipua 11 kohottaa mäntä 14, joka toimii hydraulisessa sylinterissä 13·

Kuvioissa 2, 3 ja 4 varret 5 on tuettu tangon 17 päihin ,jota tankoa kannattavat laakerit 19 kuoressa 15· Sopivimmin sylinterimäisessä tangossa 17 on päätyosat 17a, halkaisijaltaan pienempi keskiosa 17b, ja ohennetut päätyosat 21, jotka menevät alempien liitäntävarsien 5 palloni velien 23 sisään. Traktorissa on kummallakin puolella haarukkamai-nen kannatinelin 25, johon männän varsien 14 alapäät on yhdistetty. Varret 14 on kääntyvästä yhdistetty lyhyisiin tappiakseleihin 26.

Tangon 17 ohennetut päät 21 ovat väljästi tappiakselien 26 päässä olevissa syvennyksissä 18 ja ne pääsevät vapaasti liikkumaan syvennyksien sisällä.

Kaksi levyä 20 on kiinteästi asennettu tangolle 17 ja kiinnitetty pulteilla 22 koteloon 15· Pultit kulkevat levyissä olevien rakojen 24 läpi ja nämä raot päästävät tangon 17 liikkumaan eteen- ja taaksepäin vetokuormituksen alaisena, mutta estävät tangon pyörimisen. Kuten kuvioista 3 ja 4 näkyy, ohennetut päät 21 pääsevät vapaasti liikkumaan rajoitetulla alueella tappiakselien 26 päissä olevissa syvennyksissä 18. Tangon 17 maksimitaivutus jompaan kumpaan suuntaan saa päät 21 koskettamaan akselien 26 aukkojen reunoja ja täten tanko 17 ei pääse taipumaan enempää.

5 60076

Pitkänomainen elin 27, jonka poikkileikkaus on sopivimmin L-muotoinen, on kiinnitetty puristinliittimellä 27a tangon 17 oikeanpuoleiseen päätyosaan 17a. Pultti 29 kiristää liittimen tankoon. Pitkänomaisen elimen 27 toisessa päässä on pyörä 31, joka koskettaa tangon 17 vasempaan päätyosaan kiristyvästi kiinnitettyä nokkaelintä 33· Kuten kuviosta. 5 näkyy, pyörä 31 koskettaa nokkaelimen 33 pintaa 35 saaden nokka-elimen 33 kiertymään akselinsa ympäri joka akseli yhtyy tangon 17 akseliin. Varren 33 ulompi pää on kääntyvästi yhdistetty tangon 37 alapäähän, joka tanko välittää varren 33 liikkeen säätömekanismiin C. Jousi 39 toimii traktorin kiinteän osan ja tangon 37 välillä painaen tankoa 37 alaspäin ja saa siten nokkaelimen 33 painumaan pyörää 31 vasten.

Säädin C, jonka yksityiskohdat eivät mitenkään liity oheiseen keksintöön, voi olla mitä tahansa sopivaa muotoa, ja siihen kuuluu hydraulinen venttiililaitteistö, joka aktivoi sylinterin 13 ja männän 14 nostamaan ja laskemaan liitäntävarsia liitäntävarsien vetokuormituksien ja niiden muutoksien mukaan.

Kun traktori vetää työkalua, alempiin liitäntävarsiin 5 kohdistuu veto jännityksiä ja rasituksia. Nämä voimat vaikuttavat tangon 17 ohennettuihin päihin 21 taivuttaen tankoa, kuten kuviossa 7 on kaaviomaisesti esitetty. Kuva 6 esittää tankoa kuormittamattomassa tilassa. Kun tanko 17 taipuu, elimen 27 liitospää pysyy liitoskohdassa tangon 17 suuntaisena. Koska elimen 27 toinen pää on vetovoimista vapaa, elin 27 pysyy suorana. Elimen 27 vapaan pään suhteellinen liike tankoon 17 nähden vapaan pään kohdalla on taivutetun tangon taipumakulman tai käyrän kaltevuuden funktio.

Kuviossa 8 on esitetty suurennettuna erotus tangon 17 suurimman taipuma-kohdan taipuman (a) ja etäisyyden (b) välillä, (b):n osoittaessa tangon kaltevuuden muutosta suurimmassa kulmanmuutoskohdassa tangon toisessa päässä tangon kummankin pään kuormituksen ollessa saman. Voidaan osoittaa, että etäisyyden (b) arvo on vähintään neljä kertaa etäisyyden (a) arvo tangon pienillä taipumilla,ja enemmän kuin nelinkertainen taipuman kasvaessa. Pienellä taipumalla suhde on ; = Mc * $1f jossa a on tangon suurin taipuma, b on akselin yhteen tukipisteeseen piirretyn tangon etäisyys toisesta tukipisteestä, c on tukipisteiden (19) välinen etäisyys ja d on etäisyys kuormituspisteestä (alemman liitän tävarren 5 yhtymäkohdasta) tukipisteeseen (19).

6 60076

Kun traktorin liitäntälaitteen kannattaman työkalun painon vaikutus on suurempi kuin työkalun ja traktorin välisten vetovoimien vaikutus, liitäntävarsiin 5 kohdistuu puristusvoima ja tanko 17 taipuu vastakkaiseen suuntaan. Tällöin elimen 27 vapaa pää on lähempänä tankoa kuin tangon ollessa kuormittamattomassa tilassa. Kuvassa 5 on esitetty yhtenäisellä viivalla kuormittamaton tila ja pistekatkoviivoi 11a nokkaelimen 33 ääriasento maksimikuormituksen alaisena. Katkoviiva 32 osoittaa suurimman puristuskuormituksen asentoa ja katkoviiva 3^ suurimman jännityksen asentoa tangon kumpaankin päähän kohdistuvien kuormitusten ollessa yhtäsuuret.

Esitetyt sovellutukset ovat vain eräs esimerkki tangon 17 kaltevuuden tai kulman mittaamistavasta. Kulman muutos voitaisiin tunnustella myös muilla tavoin keksinnön puitteissa. Edelleen keksintöä voitaisiin soveltaa traktoreihin, joissa mitattaisiin ylemmän liitäntävarren voimat ja siten säädettäisiin liitäntälaitetta ennalta määrätyn vetokuor-mituksen ylläpitämiseksi.

Claims (4)

1. 7 60076
2. 1. Laite traktorin (1) vetokuormjtuksen mittaamiseksi ja säätämiseksi, jossa laitteessa on vetokuormituksen mukaan säädettävä liitäntälaite ja vetokuormia mittaava, traktoriin päistään kahdesta kohdin kiinnitetty taipuva tanko (17), jonka taipuma on tunnusteltavissa liitäntä-laitteeseen vaikuttavalla tunnustelulaitteella, tunnettu siitä, että tunnustelulaitteeäsa on taipuvalle tangolle (17) sen ensimmäisen tukipisteen läheisyyteen laakeroitu, liitäntälaitteeseen vaikuttava, liikettä mittaava elin (33), jonka avulla taipuvan tangon (17) toisen tukipisteen läheisyyteen toisesta päästään kiinnitetyn mittatangon (27) vapaa pää on tunnusteltavissa, jolloin mittatanko kuormittamattomassa tilassa on pääasiallisesti taipuvan tangon (17) suuntainen. 2. patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että liikettä mittaavan elimen (33) muodostaa nokkaelin (35), joka on kosketuksessa mittatangon (27) liikkuvaan päähän sovitetun rullan (31) kanssa.
3. 3· Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteessa on jousi (39), joka painaa liikettä mittaavan elimen (33) nokkapintaa (35) rullaa (31) vasten.
4. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen laite, tunnettu siitä, että mittatanko (27) on kiinnitetty taipuvaan tankoon (17) puristusliittimen (29) avulla.