NO173311B - Stein- og overlastsikringsanordning for ploger - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en automatiskvirkende stein- og overlastsikringsanordning for en- eller flerskjærs ploger, hvor hver plogkropp henholdsvis hvert plogkropp-par (ved vendeplog) blir båret av en plogås som er svingbart opphengt i plogrammen med svingbarhet i det minste i mer eller mindre vertikale plan, og hvor plogåsen og dermed plogkroppen henholdsvis plogkropp-paret omfatter en innretning innrettet til å utøve en nedholdskraft på plogkroppen, og hvori inngår en hydraulisk sylinder.

For en slik automatiskvirkende stein- og overlastsikringsanordning som skal tilordnes plogkroppen henholdsvis hver plogkropp henholdsvis hvert plogkropp-par (ved vendeplog) indidviduelt, må det stilles følgende generelle krav: (i) Den kraft hvormed plogkroppen henholdsvis hver plogkropp holdes i arbeidsstilling i jorden under pløyingen, skal ikke være større enn nødvendig; (ii) nevnte kraft skal være noe større enn den største pløyemotstand som kan påregnes til enhver tid, slik at plogkroppen henholdsvis hver plogkropp blir holdt stødig på plass i pløyeposisjon i jorden; (iii) når en plogkropp treffer en stein eller det på annen måte inntrer en overbelastningssituasjon, skal plogkroppen gli lettest mulig over steinen og derunder omtrentlig følge konturene av denne, hvoretter plogkroppen skal gå tilbake til arbeidsposisjonen så snart den har passert steinen henholdsvis så snart overbelastningssituasjonen er opphevet;

(iv) når en plogkropp av flere treffer en stein, skal ovennevnte sikringsforløp ikke ha noen innflytelse på de andre plogkropper og heller ikke på plogkonstruksjonen for øvrig, hvilket betinger at den plogkropp som påvirkes av en stein, ikke blir holdt igjen med for stor kraft.

Foreliggende oppfinnelse går generelt ut på å skaffe til-veie en stein- og overlastsikringsanordning av angjeldende art som blant annet tilfredsstiller ovennevnte generelle krav, slik at anordningen sikrer at plogkroppen henholdsvis hver plogkropp blir holdt i stødig arbeidsstilling i jorden under pløying med en kraft som bare ubetydelig overstiger den maksimale pløyemotstandskraft som kan påregnes under de rådende pløyeforhold, som særlig bestemmes av jordsmonntype. Når en plogkropp treffer en stein i jorden eller belastning-en på plogkroppen ellers blir for stor, skal anordningen i-følge oppfinnelsen sikre at plogkroppen kan vike unna og om nødvendig svinge opp av jorden. Den kraft hvormed plogkroppen blir holdt igjen, skal styres i plogkroppens forskjel-lige posisjoner. Når steinen eller annen hindring er passert, skal plogkroppen automatisk bli presset tilbake igjen til normal pløyeposisjon.

Et spesifikt formål med oppfinnelsen består i å sikre at den kraft som skal til for å bringe plogkroppen til å vike unna, kan reguleres i forhold til hvor fast jordsmonnet er.

Blant tidligere kjente løsninger hvor ett eller flere av de ovenfor angitte delformål er realisert, kan nevnes norsk patentskrift nr. 134.354.

Dette patentskrift omhandler en plogås utstyrt med en fjær-mekanisme som skal tillate at plogkroppen svinger automatisk opp når den støter mot en hindring i jorden. Denne kjente plogås utmerker seg særlig ved at den har et ledd som tillater bevegelse av plogkroppen også i sideretningen og andre retninger som ligger mellom bevegelse i horisontal- og verti-kalplan. Nevnte ledd kan omfatte to deler som holdes i anlegg mot hverandre ved hjelp av fjærmekanismen, hvilke leddeler kan vippe i forhold til hverandre, og hvor fjæren(e) er så stram(me) at leddelene har fullt anlegg mot hverandre når plogkroppen arbeider i normal jord.

Ved anordningen ifølge norsk patentskrift nr. 134.354 blir det ved en utførelsesform benyttet en bladfjær som skal yte den nødvendige motkraft.

Ved en annen kjent løsning er denne bladfjær erstattet av en hydraulisk sylinder. Det finnes dessuten ytterligere kjente løsninger basert på ulike prinsipper for kraftgivere og kraftoverføringsmekanismer.

En felles ulempe ved samtlige kjente løsninger er at det er arbeids- og tidkrevende å endre den motkraft som påvirker plogkroppen. Uttrykket "plogkropp" er i denne forbindelse også ment å dekke et plogkropp-par av den type som benyttes ved vendeploger, og som er montert på en felles plogås, hvor den ene plogkropp i paret befinner seg i virksom pløye-stilling, mens den andre plogkropp er i uvirksom beredskaps-stilling, idet det for slike plogkropp-par er tilstrekkelig at en automatisk stein- og overlastsikringsanordning er tilordnet den felles plogås, altså en anordning for hver individuell plogkropp eller for hvert vendeplogkropp-par.

Ved kjente anordninger av angjeldende art er det enda van-skeligere å endre kraftkarakteristikken, det vil si variasjonen av den kraft hvormed plogkroppen blir holdt igjen når den treffer en stein og presses oppover.

Ingen av de hittil kjente løsninger tillater automatisk tilpasning av nevnte motkraft under varierende jordforhold under pløying.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å avhjelpe mangler, ulemper og anvendelsesbegrensninger ved kjente stein- og overlastsikringsanordninger for ploger. Den nye anordning skal kunne tilpasse seg de aktuelle jordforhold automatisk, slik at brukeren ikke trenger å tenke på inn-stillinger eller justeringer.

Dette formål er realisert ved å utforme en anordning av angjeldende art slik at den oppviser de trekk som er angitt i etterfølgende patentkravs karakteristikk.

Med anordningen ifølge oppfinnelsen oppnås følgende vesentlige fordeler: (i) tidkrevende tilpasning og justering elimineres; (ii) plogen vil gå mer stabilt enn før; (iii) pløyeresultatet forbedres; (iv) pløyehastigheten kan økes; (v) plogkomponentenes levetid forlenges. Alt dette resul-terer i en bedre driftsøkonomi.

Eksempler på foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen

er skjematisk illustrert i medfølgende tegninger, hvor

Fig. 1 viser en første utførelsesform av stein- og overlast-sikringsanordningen, hvor en plogkropp er vist i to ulike posisjoner, nemlig i arbeids- eller pløyeposisjon med fullt opptrukne linjer og i delvis oppsvingt stein-passasjeposi-sjon med stiplede linjer, idet tilordnet elektrisk/elektron-isk utstyr stort sett er vist i blokkskjemaform; Fig. 2A viser en andre utførelsesform av stein- og overlast-sikringsanordningen i et sideriss svarende til risset ifølge fig. 1; Fig. 2B viser en tredje utførelsesform av stein- og over-lastsikringsanordningen som representerer en noe modifisert utførelse av anordningen ifølge fig. 2A og vist i et mot-svarende sideriss; og Fig. 3 viser en fjerde utførelsesform av stein- og overlast-sikringsanordningen vist i et sideriss svarende til de foregående figurer.

I de fire tegningsfigurer er det for samme deler benyttet identiske henvisningstall, mens det for konstruktivt og/eller funksjonelt lignende komponenter er benyttet tilsvarende henvisningsbetegnelser (f.eks. 10,10a,10b,10c).

Det henvises først til fig. 1:

I denne tegningsfigur betegner henvisningstallet 1 en rør-formet plogås som ved sin (i forhold til fremtrekksretning-en) bakre ende bærer en plogkropp l<1> som kan utgjøre den ene plogkropp i et plogkropp-par for vendeplog (hvor den annen, uvirksomme plogkropp ikke er vist).

Plogåsen 1 er ved sin fremre ende tilordnet et ledd 2 som tillater svingning av plogåsen 1 og dermed plogkroppen 1' i det minste i vertikalplanet.

Dette ledd 2 kan i prinsippet være av samme art som beskrevet i norsk patentskrift nr. 134.354 og således tillate svingning av plogås/plogkropp 1,1' også i sideretningene og andre retninger som ligger mellom svingning i vertikal- og horisontalplan. Leddet 2 kan derved omfatte for eksempel fire kuler 3 * anordnet på en brakett 3 som sammen med kulene 3' utgjør den ene ledd-halvdel, idet kulene 3' er innrettet for inngrep i komplementære kuleseter utformet i et fremre flensparti 1" av den rørformede plogås 1, hvor nevnte flensparti 1" med kuleseter utgjør den annen ledd-halvdel.

Dette ledd 2 kan imidlertid være utformet på helt andre måter, såfremt det tillater nevnte svingning av plogås/plogkropp i det minste i vertikalplanet.

Braketten 3 som utgjør leddets 2 ene del, er stivt festet til en ikke vist plogramme, slik at braketten 3 opprett-holder sin stort sett vertikale posisjon uansett plogåsens/ plogkroppens 1, l<1> stilling, jfr. fullt opptrukket posisjon for delene 1, 1' og 3 sammenlignet med de samme delers inn-stiplede posisjon.

Til braketten 3 er koplet et strekkstag 4 som, med plogås 1 og plogkropp 1' i normal pløyestilling, strekker seg sen-tralt gjennom den rorformede plogås 1. Et lignende strekkstag med tilsvarende koplingspunkt til braketten 3 er kjent fra ovennevnte norske patentskrift og representerer således ikke ny teknikk på angjeldende område.

Ved plogåsens 1 bakre ende er konsentrisk tilkoplet en hydraulisk sylinder 5 hvis stempel er betegnet med 5' og stem-pelstang med 5". Stempelstangens 5" fremre ende er via et ledd 6 koplet sammen med strekkstagets 4 bakre ende.

Til sylinderens 5 ene kammer 7 (kammeret ved stemplets 5<1 >stempelstangside - det annet kammer er betegnet med 7<1>) blir det tilført hydraulisk olje fra en trykkoljekilde 8. Olje-trykket blir regulert ved hjelp av en trykkreguleringsventil 9.

Ifølge den i fig. 1 viste utførelsesform er sylinderens 5 stempel 5' tilordnet en posisjonsføler (posisjonstransduktor, potensiometer) 10 som er innrettet til å registrere stemplets 5' posisjon (eventuelt stempelstangens 5" posisjon) i sylinderen 5.

Posisjonsføleren 10 er innrettet til å avgi styresignaler, som er representative for stemplets 5' posisjon til enhver tid, gjennom et digitalt filter 11 til en mikroprosessor 12 som er innrettet til å avgi styresignaler til trykkreguleringsventilen 9, enten direkte eller gjennom en passende regulator 13.

Den automatiske stein- og overlastsikringsanordning ifølge den i fig. 1 viste utførelsesform fungerer på følgende måte:

Det blir til enhver tid opprettholdt et hydraulisk trykk

i sylinderkammeret 7 på stemplets 5<1> stempelstangside. Dette bevirker at plogås 1 med plogkropp 1<1> blir holdt på plass i pløyeposisjon.

Under pløying registrerer føleren 10 den varierende motstand i jorden 14 via varierende stempelposisjoner i sylinderen 5.

Hvis denne variasjon blir for stor, det vil si overskrider en forutbestemt verdi, økes det hydrauliske trykk i sylinderkammeret 7 inntil variasjonen igjen svarer til nevnte forutbestemte verdi. Dersom nevnte variasjon derimot skulle bli for liten, altså mindre enn forutsatt minimumsvariasjon, minskes trykket i sylinderkammeret 7 inntil variasjonen igjen svarer til ønsket verdi.

Hvis posisjonsutslaget i posisjonsføleren 10 blir større enn en på forhånd bestemt verdi, er dette i regelen ensbetydende med at plogkroppen 1' har truffet en stein 15 eller en annen hindring i jorden 14. Da styres trykket i sylinderkammeret 7 på stemplets 5' stempelstangside, avhengig av stempelposi-sjonen, slik at ønsket kraftforløp oppnås.

Når stemplets 5' bevegelseshastighet blir lik null, betyr dette at plogkroppen 1<1> har kommet seg over toppen av steinen 15 eller en annen hindring, og trykket i sylinderkammeret 7 blir da økt til den verdi det hadde før plogkroppen 1' traff steinen 15 eller en annen hindring, slik at plogkroppen 1' snarest mulig blir brakt tilbake i normal pløyeposisjon.

Mikroprosessoren 12 er innrettet til å kunne registrere og behandle de signaler som den via det digitale filter 11 får overført fra posisjonsføleren 10, og avgir på basis derav styresignaler til trykkreguleringsventilen 9. Hele prosessen styres av et program som er laget for denne oppgave, og som er implementert i mikroprosessoren 12.

Fig. 2A viser en andre utførelsesform av stein- og overlast-sikringsanordningen ifølge oppfinnelsen.

Denne utførelsesform avviker fra utførelsesformen ifølge fig. 1 i det vesentlige ved at sylinderkammeret 7a' motsatt stemplets 5' stempelstangside er lukket og luftfylt, og ved at det istedenfor en posisjonsføler 10 ifølge fig. 1 er benyttet en trykkføler 10a.

Den tredje utførelsesform ifølge fig. 2B representerer en modifikasjon av fig. 2A-utførelsen derved at det luftfylte sylinderkammer 7a' i fig. 2A her er oljefylt. Dette olje-fylte sylinderkammer er betegnet med 7b' og er tilordnet en akkumulator 16.

Ved andre henholdsvis tredje utførelsesform kan trykket registreres i luftkammeret 7a<1> henholdsvis oljekammeret 7b<1 >ved hjelp av en trykkføler 10a henholdsvis 10b. Slike luft-henholdsvis oljetrykkmålinger i sylinderkammeret 7a<1> henholdsvis 7b<*> vil ha direkte sammenheng med plogposisjonen. Reguleringen kan derfor i prinsippet foregå på samme måte som beskrevet i tilknytning til fig. 1.

Fig. 3 viser en fjerde utførelsesform av stein- og overlast-sikringsanordningen ifølge oppfinnelsen.

Som ved utførelsene ifølge fig. 2A og 2B, er det i fig. 3 benyttet en trykkføler 10c istedenfor en posisjonsføler 10 ifølge fig. 1, men ved utførelsen ifølge fig. 3 er trykk-føleren 10c tilordnet sylinderkammeret 7c på stemplets stempelstangside, slik at trykket her måles i det samme kammer 7c hvor trykket styres/reguleres.

Reguleringsprosessen kan ved denne utførelsesform, fig. 3, foregå på den måte at trykkreguleringsventilen 9 normalt holdes stengt. Når plogkroppen l møter varierende motstand i jorden, vil plogkroppen bevege seg noe i forhold til plogrammen, og bevegelsene vil bli overført til stemplet 5', slik at det skapes varierende trykkforhold i sylinderkammer-ne 7c, 7c'. Denne trykkvariasjon vil være direkte avhengig av plogkroppens 1' bevegelse i forhold til plogrammen. Reguleringen kan i prinsippet foregå på nesten samme måte som tidligere beskrevet. Når trykkvariasjonen blir for stor, slippes noe olje inn i sylinderkammeret 7c på stemplets 5' stempelstangside slik at trykket øker her. Når trykkvariasjonen blir for liten, det vil si underskrider en forutbestemt minimumsverdi, slippes noe olje ut av kammeret 7c slik at trykket minsker.

Når plogkroppen 1' støter mot en stein, det vil si når trykket i kammeret 7c i løpet av et kort tidsrom overskrider en forutbestemt grenseverdi som er for eksempel 20% større enn det umiddelbart foregående, åpner trykkreguleringsventilen 9. Når plogkroppen 1' glir over steinen, presses olje ut gjennom trykkreguleringsventilen 9. Åpningen i ventilen vil til enhver tid tilpasses slik at trykkforløpet blir slik som ønsket. Når plogkroppen er kommet på toppen av steinen, vil det ikke være mer olje som presses ut, og trykket synker mot atmosfæretrykket. Når trykket underskrider en bestemt grenseverdi, styres olje inn i systemet igjen, slik at trykket tiltar etter et ønsket mønster inntil trykket igjen blir det samme som det var før plogkroppen 1<*> traff steinen.

Claims (9)

1. Automatiskvirkende stein- og overlastsikringsanordning for én- eller flerskjærs ploger, hvor hver plogkropp (l<1>) henholdsvis hvert plogkropp-par (ved vendeplog) blir båret av en plogås (1) som er svingbart (2) opphengt i plogrammen med svingbarhet i det minste i mer eller mindre vertikale plan, og hvor plogåsen (1) og dermed plogkroppen (1') henholdsvis plogkropp-paret omfatter en innretning (4-6) innrettet til å utøve en nedholdskraft på plogkroppen (1'), og hvori inngår en hydraulisk sylinder (5, 5',5"), karakterisert ved at sylinderen (5) er koplet til en trykkilde (8) via en trykkregulator (9), og at minst én føler (10; 10a; 10b; 10c) er innrettet til å avføle og reagere på plogkroppens (l<1>) posisjon i forhold til plogrammen og som avgir signaler til en mikroprosessor (12) som er koplet til trykkregulatoren (9), slik at den gir varierende nedholdskraft ved varierende pløyemotstand og hindringer i jordsmonnet.

2. Automatiskvirkende stein- og overlastsikringsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at sylinderen (5) gir redusert nedholdskraft mens en plogkropp (1') passerer en hindring, for deretter å gi økt nedholdskraft for å presse plogkroppen (1') tilbake til pløyestil-ling.

3. Automatiskvirkende stein- og overlastsikringsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at innretningen (4-6), trykkreguleringsventilen (9), føleren (10; 10a; 10b; 10c) og mikroprosessoren (12) er innrettet til å kontinuerlig justere nedholdskraften slik at en plogkropp (1') i pløyestilling får små vibrasjonslignende posisjons-endringer i forhold til plogrammen som følge av varierende pløyekraft, og videre er innrettet til å redusere nedholdskraften hvis posisjonsendringene og eller tidsderiverte verdier av posisjon overskrider en forhåndsinnstillt verdi.

4. Automatiskvirkende stein- og overlastsikringsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at føle-ren er en posisjonsføler (10).

5. Automatiskvirkende stein- og overlastsikringsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at føle-ren er en trykkføler (10a; 10b; 10c) innrettet for registre-ring av trykket på den ene eller annen side av stemplet (5<1>) i den hydrauliske sylinder (5).

6. Automatiskvirkende stein- og overlastsikringsanordning ifølge krav 5, karakterisert ved at sylinderkammeret (7a<1>) motsatt stemplets (5') stempelstangside er lukket og luftfylt, og at trykkføleren (10a) er tilordnet dette sylinderkammer (7a').

7. Automatiskvirkende stein- og overlastsikringsanordning ifølge krav 5, karakterisert ved at sylinderkammeret (7b') motsatt stemplets (5') stempelstangside er oljefylt samt fortrinnsvis forsynt med en akkumulator (16), og at sylinderkammeret (7b<1>) og eventuelt akkumula-toren (16) er tilordnet nevnte trykkføler (10b).

8. Automatisk virkende stein og overlastsikringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det mellom føleren (10; 10a; 10b; 10c) og mikroprosessoren (12) er innskutt et digitalt filter (11).

9. Automatiskvirkende stein- og overlastsikringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det mellom mikroprosesoren (12) og trykkreguleringsventilen (9) er innskutt en regulator (13).