SE508048C2 - Mikroprocessorstyrd sten- och överlastsäkring vid plogar - Google Patents

Description

l5 20 25 30 35 508 048 igen till normalt plöjningsläge.

Ett specifikt syfte med uppfinningen är att tillförsäkra att den kraft som skall krävas för att bringa plogkroppen att vika undan, kan regle- ras i förhållande till hur fast jordmånen är.

Bland tidigare kända lösningar, där ett eller flera av ovan nämnda delsyften har realiserats, kan nämnas norsk patentskrift nr 134.354.

Denna patentskrift avser en plogås försedd med en fjädermekanism, som skall tillåta att plogkroppen svänger upp automatiskt när den stöter mot ett hinder i jorden. Denna kända plogås kännetecknas speciellt av att den har en led som tillåter rörelse av plogkroppen även i sido- riktningen och andra riktningar som ligger mellan rörelse i horison- tal- och vertikalplan. Nämnda led kan innefatta två delar som hålls i anliggning mot varandra med hjälp av fjädermekanismen, vilka leddelar kan vippa i förhållande till varandra, och varvid fjädern/fjädrarna är så stram/a att lederna har full anliggning mot varandra när plogkrop- pen arbetar i normal jord.

Vid anordningen enligt norsk patentskrift nr 134.354 utnyttjas vid en utföringsform en bladfjäder, som skall utöva den nödvändiga motkraf- ten.

Vid en annan känd lösning är denna bladfjäder ersatt av en hydraulisk cylinder. Det finns dessutom ytterligare kända lösningar baserade på olika principer för kraftgivare och kraftöverföringsmekanismer.

En gemensam nackdel vid samtliga kända lösningar är att det är arbets- och tidskrävande att ändra den motkraft som påverkar plogkroppen. Med uttrycket "plogkropp" avses i detta sammanhang att innefatta ett plog- kroppspar av den typ som används vid växelplogar, och som är monterat på en gemensam plogås, varvid den ena plogkroppen i paret befinner sig i verksamt plöjningsläge, medan den andra plogkroppen är i overksamt beredskapsläge, genom att det för sådana plogkroppspar är tillräckligt att en automatisk sten- överlastsäkringsanordning är tillordnad den 10 15 20 25 30 35 508 048 gemensamma plogåsen, alltså en anordning för varje individuell plog- kropp eller för varje växelplogkroppspar.

Vid kända anordningar av aktuellt slag är det ändå svårare att ändra kraftkaraktäristiken, det vill säga variationen av den kraft varmed plogkroppen hålls tillbaka då den träffar en sten och pressas över denna.

Ingen av de hittills kända lösningarna tillåter automatisk anpassning av nämnda motkropp under varierande jordförhållanden under plöjning.

Syftet med föreliggande uppfinning är att avhjälpa brister, nackdelar och användningsbegränsningar vid kända sten- och överlastsäkrings- anordningar för plogar. Den nya anordningen skall automatiskt kunna anpassas till aktuella jordförhållanden, så att användaren inte behöver tänka på inställningar eller justeringar.

Detta syfte uppnås genom att utforma en anordning av aktuellt slag så att den uppvisar de kännetecken som anges i de efterföljande patent- kravens kännetecknande del.

Med anordningen enligt uppfinningen uppnås följande väsentliga för- delar: (i) tidskrävande anpassning och justering elimineras; (ii) plogen kommer att gå mer stabilt än tidigare; (iii) plöjnings- resultatet förbättras; (iv) plöjningshastigheten kan ökas; (v) plog- komponenternas livstid förlängs. Allt detta medför en bättre drifts- ekonomi.

Exempel på föredragna utföringsformer av uppfinningen visas schema- tiskt i bifogade ritningar, varvid Fig. 1 visar en första utföringsform av sten- och överlastsäkrings- anordningen, varvid en plogkropp visas i två olika lägen, nämligen i arbets- eller plöjningsläge med heldragna linjer och i delvis uppsvängt stenpasseringsläge med streckade 10 15 20 25 30 35 508 048 linjer varvid tillordnat elektrisk/elektronisk utrustning väsentligen visas i blockschemaform, Fig. 2A visar en andra utföringsform av sten- och överlastsäkrings- anordningen i en sidovy motsvarande vyn enligt Fig. 1, Fig. 2B visar en tredje utföringsform av sten- och överlastsäkrings- anordningen representerande ett något modifierat utförande av anordningen enligt Fig. 2A och visad i en motsvarande sidovy, och Fig. 3 visar en fjärde utföringsform av sten- och överlastsäkrings- anordningen visad i en sidovy motsvarande de föregående figu- rerna .

I de fyra ritningsfigurerna används samma hänvisningsbeteckningar för samma delar, medan för konstruktivt och/eller funktionellt liknande komponenter används motsvarande hänvisningsbeteckningar (t ex 10, 10A, 105, 100).

Först hänvisas till Fig. 1: I denna ritningsfigur betecknar hänvisningssiffran 1 en rörformad plogås som vid sin (i förhållande till framdrivningsriktningen) bakre ände uppbär en plogkropp l', som kan utgöra den ena plogkroppen i ett plogkroppspar för växelplog (varvid den andra, overksamma plogkroppen ej är visad).

Plogåsen 1 är i sin främre ände tillordnad en led 2, som tillåter svängning av plogåsen 1 och därmed plogkroppen 1' åtminstone i verti- kalplanet.

Denna led 2 kan i princip vara av samma slag som beskrivs i norsk patentskrift nr 134.354 och sålunda tillåta svängning av plogås/plog- kropp 1, 1' även i sidoriktningarna samt andra riktningar som ligger mellan svängning i vertikal- och horisontalplan. Leden 2 kan härvid omfatta exempelvis fyra kulor 3' anordnade på en hållare 3 som till- sammans med kulorna 3' bildar den ena ledhalvdelen, genom att kulorna 3' är anordnade för ingrepp i komplementära kulsäten utformade i det 10 15 20 25 30 35 508 048 främre flänspartiet 1" på den rörformade plogåsen 1, varvid nämnda flänsparti 1" med kulsäten utgör den andra ledhalvdelen.

Nämnda led 2 kan emellertid vara utformad på helt andra sätt, såvida den tillåter nämnda svängning av plogås/plogkropp åtminstone i verti- kalplanet.

Hållaren 3 som bildar ledens 2 andra del är stelt fästad till en icke visad plogram, så att hållaren 3 i stort sett upprätthåller sitt vertikala läge oberoende av plogåsens/plogkroppens 1, 1' läge; jämför fullt uppdraget läge för delarna 1, 1' och 3 i förhållande till desam- ma delarnas streckmarkerade läge.

Till hållaren 3 är kopplad ett dragstag 4 som, med plogås 1 och plogkropp 1' i normalt plöjningsläge, sträcker sig centralt genom den rörformade plogåsen l. Ett likande dragstag med motsvarande kopplings- punkt till hållaren 3 är känd genom ovan nämnda norska patentskríft och representerar således ingen ny teknik inom det.aktuella området.

Vid plogåsens l bakre ände är koncentriskt ansluten en hydraulisk cylinder 5, vars kolv är betecknad 5' och kolvstång 5". Kolvstångens 5" främre ände är via en led 6 sammankopplad med dragstagets 4 bakre ände.

Till cylinderns 5 ena kammare 7 (kammaren vid kolvens 5' kolvstångs- sida - den andra kammaren är betecknad 7') tillförs hydraulolja från en tryckoljekälla 8. Oljetrycket regleras med hjälp av en tryckregle- ringsventil 9.

Enligt den i Fig. l visade utföringsformen är cylinderns 5 kolv 5' tillordnad en positionsavkännare 10 som är anordnad att registrera kolvens 5' läge (eventuellt kolvstångens 5" läge) i cylindern 5.

Lägeskännaren 10 är anordnad att avge styrsignaler, som är represen- tativa för kolvens 5' läge vid varje tillfälle, genom ett digitalt filter ll till en mikroprocessor 12, som är anordnad att avge styr- 19 15 20 25 30 35 508 048 signaler till tryckregleringsventilen 9, antingen direkt eller genom en lämplig regulator 13.

Den automatiska sten- och överlastsäkringsanordningen enligt den i Fig. 1 visade utföringsformen fungerar på följande sätt: Vid varje tidpunkt upprätthålls ett hydraultryck i cylinderkammaren 7 på kolvens 5' kolvstångssida. Detta medför att plogåsen 1 med plog- kropp 1' hålls på plats i plöjningsläget.

Under plöjning registrerar positionskännaren 10 det varierande mot- ståndet i jorden 14 via varierande kolvlägen i cylindern 5.

Om denna variation blir för stor, det vill säga överskrider ett förut- bestämt värde, ökas hydraultrycket i cylinderkammaren 7 till dess skillnaden åter motsvarar nämnda förutbestämda värde. Om nämnda skill- nad däremot skulle bli för liten, alltså mindre än förutbestämd mini- mumskillnad, minskas trycket i cylinderkammaren 7 till dess skillnaden (variationen) åter motsvarar önskat värde.

Om lägesutslaget i lägesavkännaren 10 blir större än på förhand bestämt värde, innebär detta i regel att plogkroppen 1' har träffat en sten 15 eller annat hinder i jorden 14. Härvid regleras trycket i cylinderkammaren 7 på kolvens 5' kolvstångssida beroende av kolvläget så att önskat kraftförlopp uppnås.

När kolvens 5' rörelsehastighet blir nära noll, innebär detta att plogkroppen 1' har tagit sig över toppen av stenen 15 eller annat hinder, varvid trycket i cylinderkammaren 7 ökas till det värde det hade innan plogkroppen 1' träffade stenen 15 eller annat hinder, så att plogkroppen 1' snarast möjligt återförs tillbaka till normalt plöjningsläge.

Mikroprocessorn 12 är anordnad att kunna registrera och behandla de signaler som den via det digitala filtret 11 fås överförda från läges- avkännaren 10, och avger på basis därav styrsignaler till tryckregle- 508 048 ringsventilen 9. Hela processen styrs av ett program som är uppgjort för denna uppgift och som är implementerat i mikroprocessorn 12.

Fig. 2A visar en andra utföringsform av sten- och överlastsäkrings- anordningen enligt uppfinningen.

Denna utföringsform skiljer sig från utföringsformen enligt Fig. 1 väsentligen genom att cylinderkammaren 7a' motstående kolvens 5' kolv- stångssida är stängd och luftfylld, och genom att en tryckavkännare 10a används istället för en lägesavkännare 10 enligt Fig. l.

Den tredje utföringsformen enligt Fig. 2B representerar en modifika- tion av Fig. 2A-utförandet genom att den luftfyllda cylinderkammaren 7a' i Fig. 2A här är oljefylld. Denna oljefyllda cylinderkammare är betecknad 7B' och är tillordnad en ackumulator 16.

Vid den andra, respektive tredje utföringsformen, kan trycket regist- reras i luftkammaren 7a', respektive oljekammaren 7b', med hjälp av en tryckavkännare lOa, respektive lOb. Sådana luft- respektive olje- trycksmätningar i cylínderkammaren 7a', respektive 7b', kommer att ha direkt sammanhang med plogläget. Regleringen kan därför i princip utföras på samma sätt som beskrivs i anslutning till Fig. 1.

Fig. 3 visar en fjärde utföringsform av sten- och överlastsäkrings- anordningen enligt uppfinningen.

Såsom vid utförandena enligt Fig. 2A och 2B används i Fig. 3 en tryck- avkännare lOc istället för en lägesavkännare 10 enligt Fig. 1, men vid utförandet enligt Fig. 3 är tryckavkännaren lOc tillordnad cylinder- kammaren 7c på kolvens kolvstångssida, så att trycket här mäts i samma kammare 7c som där trycket styrs/regleras.

Regleríngsprocessen kan vid denna utföringsform, Fig. 3, utföras på det sättet att tryckregleringsventilen 9 normalt hålls stängd. När plogkroppen l möter varierande motstånd i jorden kommer plogkroppen att röra sig något i förhållande till plogramen, varvid rörelserna 10 15 20 25 30 35 508 048 överförs till kolven 5', så att det skapas varierande tryckförhållan- den i cylinderkamrarna 7c, 7c'. Denna tryckvariation kommer att vara direkt avhängig av plogkroppens 1' rörelse i förhållande till plog- ramen. Regleringen kan i princip utföras på nästan samma sätt som tidigare beskrivits. När tryckvariationen blir för stor, släpps lite olja in i cylinderkammaren 7c på kolvens 5' kolvstångssida så att trycket här ökar. När tryckvariationen blir för liten, det vill säga underskrider ett förutbestämt minimivärde, släpps litet olja ut ur kammaren 7c så att trycket minskar.

När plogkroppen 1' stöter mot en sten, det vill säga när trycket i kammaren 7c under loppet av en kort tidsrymd överskrider ett förut- bestämt gränsvärde, som är till exempel 20 % större än det omedelbart föregående, öppnas tryckregleringsventílen 9. När plogkroppen 1' gli- der över stenen, pressas olja ut genom tryckregleringsventilen 9. Öppningen i ventilen anpassas vid varje tillfälle så att tryckförlop- pet blir det önskade. När plogkroppen kommit upp på toppen av stenen, pressas ingen mer olja ut, varvid trycket sjunker mot atmosfäre- trycket. När trycket underskrider ett bestämt gränsvärde, styrs olja åter in i systemet, så att trycket ökar efter ett önskat mönster till dess trycket åter blir detsamma som det var innan plogkroppen 1' träf- fade stenen.

Claims (9)

10 15 20 25 30 508 048 PATENTKRAV

1. Automatiskt verkande sten- och överlastsälcringsanordning för en- eller flerskärs- plogar, innefattande minst en plogkropp (1°) respektive ett plogkroppspar som uppbärs av en plogås (1) som är ledbart upphängd i plogramen, en anordning (4-6) anordnad att utöva en nedhållande krafi på plogkroppen, och vari ingår en hydraulcylinder (S, 5 ', 5”), en tryckregulator (8, 9, 13) för nämnda nedhållande anordning (4-6), en avkännare (10, lOa, 10b, 10c) och en mikroprocessor (12), k ä n n e t e c k n a d av att avkännaren (10, 10a, 10b, 10c) är anordnad att registrera plogkroppens läge i förhållande till plogramen (3) och att förmedla denna till mikroprocessorn (12) som är förbunden med avkännaren (10, lOa, 10b, 10c) och står i fimktionell förbindelse med tryckregulatom (8, 9, 13) och är programmerad så att tryckregulatom (8, 9, 13), för att minimera plogkroppens (1') relativa rörelser i förhållande till plogramen (3), verkar på nämnda anordning (4-6), som utövar en nedhållande kraft på plogkroppen, som reaktion på olika motstånd i jorden och, vid hinder i jorden som överskrider ett förutbestämt motståndsvärde, medger en undanrörelse.

2. Automatiskt verkande sten- och överlastsäkringsanordning enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att cylindem (5) ger reducerad nedhållande kraft medan en plogkropp (1 °) passerar ett hinder för att därefter ge ökad nedhållningskrafi för att pressa plogkroppen (1”) tillbaka till plöjningsläge.

3. Automatiskt verkande sten- och överlastsäkringsanordning enligt krav l, k ä n n e - t e c k n a d av att anördningen (4-6), tryckregulatom (9), avkärmaren (10, l0a, 10b, 10c) och rnikroprocessom ( 12) är anordnade att kontinuerligt justera den nedhållande krafien så att en plogkropp (1 ') i plöjningsläge erhåller små vibrationsliknande lägesändringar i förhållande till plogramen som följd av varierande plöjningskrafl, samt vidare anordnad att reducera den nedhållande kraften om lägesändringama och/eller tidsderiverande lägesvärden överskrider ett på förhand inställt värde.

4. Automatiskt verkande sten- och överlastsäkringsanordning enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att avkännaren utgörs av en lägesavkännare (10). 10 15 20 5018 048 10

5. Automatiskt verkande sten- och överlastsäkringsanordning enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att avkännaren utgörs av en tryckavkännare (10a, 10b, lOc) anordnad att registrera trycket på den ena eller den andra sidan av kolven (5 ') i hydraulcylindem (5).

6. Automatiskt verkande sten- och överlastsäkringsanordning enligt krav 5, k ä n n e - t e c k n a d av att en cylinderkammare (7a”) på motsatt sida av kolvens (5') kolvstångs- sida är stängd och lufifylld, och att tryckavkännaren (10a) är tillordnad nämnda cylinderkammare (7a').

7. Automatiskt verkande sten- och överlastsäkringsanordning enligt krav 5, k ä n n e - t e c k n a d av att en cylinderkammare (7b') på motsatta sidan av kolvens (5') kolv- stångssida är oljefylld samt företrädesvis försedd med en ackumulator (16), och att cylinderkammaren (7b'), eventuellt ackumulatom (16), är tillordnad nämnda tryckavkännare (10b).

8. Automatiskt verkande sten- och överlastsäkringsanordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att mellan avkännaren (10, lOa, 10b, lOc) och mikroprocessom (12) är infört ett digitalt filter (11)_

9. Automatiskt verkande sten- och överlastsäkringsanordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att mellan mikroprocessom (12) och tryck- regleringsventilen (9) är införd en regulator (13).