SE536461C2 - Jordbruksmaskin försedd med en kraftregleringsanordning, förfarande för styrning av ett bearbetningsdjup samt en kraftregleringsanordning - Google Patents

Abstract

11 SAM MAN DRAG Jordbruksmaskin (10) försedd med jordbearbetningsdon (12) vilka är monteradepä en höj- och sänkbar bärarm (231) eller bärram till ett chassi (24) varvid nämndadon (12) via dess bärarm (231) är anordnade att åtminstone inta ett arbetsdjup(19) vid vilket nämnda don (12) bearbetar marken vid ett förvalt arbetsdjup, varvidjordbruksmaskinen (10) ärförsedd med en kraftregleringsanordning innefattandeen sidkraftssensor (17, 31, 32) ansluten till ett styrsystem (15) som i sin tur är an-slutet till ett hydraulsystem (16) vilket är anslutet till ätminstone en lyftanordning(25), exempelvis en hydraulcylinder, som är anordnad att reglera arbetsdjupet förjordbearbetningsdonet (12) beroende av en styrsignal frän sidkraftssensorn (17, 31, 32). samt ett förfarande och en kraftregleringsanordning för en sådan. (Fig. 2a, 2b)

Description

535 451 2 Dessutom är syftet med uppfinningen att åstadkomma ett förfarande för styrning av bearbetningsdjupet av ett jordbearbetningsdon i en jordbruksmaskin.

Sammanfattning av uppfinningen Genom föreliggande uppfinning, såsom denna framstår i de självständiga patentkraven, uppfylls ovan angivna syften varvid nämnda nackdelar har elimine- rats. Lämpliga utföringsformer av uppfinningen anges i de osjälvständiga patent- kraven.

Enligt uppfinningen är en lösning på problemen att ett reglersystem är an- ordnat att anpassa bearbetningsdjupet hos de jordbearbetande redskapen ljord- bruksmaskinen beroende på hur mycket operatören svänger alternativt hur stor sidbelastnlngen är pä förredskapet. Detta innebär att maskinen blir mer manövrer- bar samt att strukturen på maskinen skonas vilket i sin tur kan leda till lägre stan- dardkostnad på maskinen då den inte behöver dimensioneras för onödigt höga laster. Med LS-hydraulik så finns bra möjligheter för ett sådant system.

Enligt en första utföringsform av uppfinningen vid ett traktordrivet jord- bruksredskap ställer traktorföraren in önskat bearbetningsdjup på förredskapet och så länge han kör rakt fram så kommer detta djup hållas. Om han svänger med traktorn så är det en givare, som endera är en lägesgivare eller en avståndsmäta- re, som känner av vinkelförändringen mellan traktorn och draget på maskinen.

Denna förändring av vinkeln används som ett ingående värde för hur reglersyste- met ska anpassa bearbetningsdjupet på förredskapet.

Enligt en andra utföringsform av uppfinningen vid ett traktordrivet jord- bruksredskap ställer traktorföraren in önskat bearbetningsdjup på förredskapet och så länge som spänningsnivåerna i t.ex. draget eller i ett av de jordbearbetande redskapen vid sidlast, är inom givna nivåer så bibehålls bearbetningsdjupet.

Spänningsnivåerna mäts genom trådtöjningsgivare som är placerade på lämpligt ställe, pålvid draget eller pä/vid redskapen. Skulle spänningsniväerna stiga så ska reglersystemet anpassa bearbetningsdjupet så att Spänningsnivåerna hålls under en given nivå. Nivån på spänningen kan till viss del vara justerbar, med givet max- imalt värde, så att traktorföraren själv kan reglera känsligheten i systemet, det vill säga hur snabbt och hur mycket förredskapet höjs vid ökad sidbelastning.

Uppfinningen avser en jordbruksmaskin försedd med jordbearbetningsdon vilka är monterade på en höj- och sänkbar bärarm eller bärram till ett chassi ijord- 25 535 461 3 bruksmaskinen. Nämnda don är via dess bärarm anordnade att åtminstone inta ett arbetsdjup vid vilket nämnda don bearbetar marken vid ett förvalt arbetsdjup.

Jordbruksmaskinen är vidare försedd med en kraftregieringsanordning innefattan- de en sidkraftssensor ansluten tiil ett styrsystem som i sin tur är anslutet till ett hydrauisystem vilket är anslutet till åtminstone en lyftanordning, exempelvis en hydraulcylinder, som är anordnad att reglera arbetsdjupet för jordbearbetningsdo- net beroende av en styrsignal från sidkraftssensorn. Regleringen av arbetsdjupet kan ske på flera olika sätt exempelvis genom att jordbearbetningsdonets vertikala läge förändras iförhåilande till jordbruksmaskinens chassi. Alternativt kan det ver- tikala läget av stödhjul eller bärhjul på maskinen ändras för att därmed ändra jord- bearbetningsdonets vertikala läge i förhållande till markytan. Vidare kan hela chassit till jordbruksmaskinen genom dess upphängning i ett dragfordon iägesför- ändras för att därmed ändra jordbearbetningsdonets vertikala läge i förhållande till markytan. Speciellt är det vid svängar av jordbruksmaskinen oavsett om jord- bruksmaskinen är bogserad, buren eller självgående som dessa sidkrafter uppträ- der. Uppfinningen bygger således på att någon form av givare registrerar endera en sväng eller krafterna direkt. Vid bogserad jordbruksmaskin kan dessutom en givare anordnas som registrerar själva dragfordonets sväng såsom rattutslag eller hjulinstälining vilken givares signal sedan korreleras till en justersignal för hydrau- liken för anpassning av arbetsdjupet. Även om ett hydrauliksystem är indikerat för denna anpassning av arbets- djupet kan även elektriska eller pneumatiska system för denna anpassning utgöra alternativ.

I en utföringsform av uppfinningen är lyftanordningen ansluten mellan bär- armen och ett chassi ijordbruksmaskinen och därmed anordnad att påverka nämnda arbetsdjup beroende av en ingående styrsignal till styrsystemet från sid- kraftssensorn som står i ett valt förhållande till den sid kraft som verkar på jordbe- arbetningsdonet.

I en utföringsform av uppfinningen beror sidkraftssensorns styrsignal av vinkeln mellan ett dragfordon och ett drag på jordbruksmaskinen. Således erhålls en styrsignal från en vinkelgivare vilken styrsignal sedan korreleras till en juster- signal för hydrauliken för anpassning av arbetsdjupet. Denna utföringsform medför en enkel och skyddad installation av vinkelgivaren vid anslutningen mellan drag- fordon och jordbruksmaskin eftersom rörelsema skerjust där. 20 25 535 451 4 l en utföringsform av uppfinningen är en lägesgivare eller en avståndsmä- tare anordnad att avkänna vinkelförändringen för nämnda vinkel och skapa nämn- da styrsignal. Utföringsformen indikerar på olika typer av signalgivare.

I en utföringsform av uppfinningen skapas sidkraftssensorns styrsignal av en töjningsgivare placerad på jordbruksmaskinen. Denna utföringsform använder givare som direkt reagerar på en kraftpåverkan mot någon del av jordbruksmaski- nen varvid givarens signal är direkt proportionell mot sidkraftens storlek.

I en utföringsform av uppfinningen är töjningsgivaren placerad på draget till jordbruksmaskinen. Placeringen av töjningsgivaren väljs så att dess påverkan blir tillräckligt stor utan att placeringen medför att givaren utsätts för otillåten me- kanisk påverkan genom jordbruksmaskinens användning. len utföringsform av uppfinningen är töjningsgivaren placerad på eller i nära anslutning till jordbearbetningsdonet. Denna placering av givaren ger maxi- malt utslag men fortfarande är placeringen tillräckligt skyddad från mekanisk på- känning genom jordbruksmaskinens användning.

Uppfinningen avser även ett förfarande för styming av bearbetningsdjupet av ett jordbearbetningsdon i en jordbruksmaskin. Vid denna styrning bidrar en kraftpåverkan på en sidkraftsensor för jordbearbetningsdonet att åstadkomma en justersignal för påverkan av en lyftanordning, exempelvis ett hydraulsystem. Lyft- anordningen reglerar i sin tur bearbetningsdjupet av jordbearbetningsdonet bero- ende av storleken av nämnda justersignal. Detta förfarande uttrycker uppfinningen mera allmänt för att åstadkomma en sidkraftanpassning av arbetsdjupet i ettjord- bruksredskap. l en utföringsform av uppfinningen bestäms justersignalen genom att en styrsignal från en sidkraftssensorjämförs i ett styrsystem med gränsvärden för sidokrafter varvid justersignalen representerar dessa sidokrafter.

Vidare avser uppfinningen även en kraftregleringsanordning innefattande sensorer anslutna till ett styrsystem samverkande med ett hydraulsystem. Senso- rerna är monterade på en jordbruksmaskin försedd med jordbearbetningsdon på ett sådant sätt att sensorernas styrsignaler beror av sidkrafter på jordbru ksmaski- nens jordbearbetningsdon och att hydraulsystemet styrs av styrsignalerna till att via hydraulcylindrar anpassa arbetsdjupet av jordbruksmaskinens jordbearbet- ningsdon. Sensorerna i en sådan kraftregleringsanordning kan vara av den typ som beskrivits ovan. 20 536 461 5 I en utföringsform av uppfinningen är sensorerna placerade endera på ett drag på jordbruksmaskinen eller på jordbearbetningsdonen.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer nu med hänvisningar i anslutning till bifogade rit- ningsfigurer att närmare beskrivas. Ritningsfigurerna visar endast principsklsser avsedda att underlätt förståelsen av uppfinningen.

Figur 1a visar schematiskt en vy uppifrån av en jordbruksma- skin enligt en första utföringsform av uppfinningen.

Figur 1b visar en delvy från sidan av två redskap till en jord- bruksmaskin enligt figur 1a.

Figur 2a visar schematiskt en utföringsform enligt figur 1a vid svängning av jordbruksmaskinen.

Figur 2b visar en delvy från sidan av två redskap till en jord- bruksmaskin enligt figur 2a.

Figur 3 visar en sidovy av en jordbruksmaskin enligt en andra utföringsform av uppfinningen.

Beskrivning av uppfinningen Figur 1a visar en jordbruksmaskin 10 bogserad av en traktor 11. Jord- bruksmaskinen är försedd med ett flertal jordbearbetande redskap 12 eller jordbe- arbetningsdon såsom pinnar, tallrikar, billar etc. av vilka två redskap visas fràn si- dan i en delvy i figur 1b. Jordbruksmaskinen 10 är försedd med ett drag 13 vilket är anslutet till en draganordning 14 på traktorn 11. Figuren visar även att traktorn eller jordbruksmaskinen är försedd med ett styrsystem 15 och ett hydraulsystem 16. Till styrsystemet 15 är en sidkraftssensor 17 i form av en vinkelgivare ansluten.

Denna vinkelgivare känner av vinkeln mellan draget 13 och traktorns färdriktning 18. I figuren är denna vinkel o=0° genom att traktorn drarjordbruksmaskinen rakt fram. De frontkrafter Ff som redskapen 12 påverkas av är i huvudsak riktade bakåt rakt mot redskapen vilket innebär att ju djupare redskapen arbeta ju högre blir de påverkande krafterna, Ff. Vid körning rakt framåt är arbetsredskapen inställda för arbete vid sitt maximala arbetsdjup 19max enligt figur 1b.

Figur 2a visar samma konstellation av jordbruksmaskin 10 och traktor 11 som i figur 1a. I denna figur svänger däremot traktorn så att dess färdriktning 18 20 30 535 451 6 avviker fràn dragriktningen 21 av jordbruksmaskinens drag 13. I den visade figu- ren är denna vinkel a ca 40° och detta är att betrakta som en maximal vinkel vid svängning när jordbruksmaskinen dras av en traktor. Genom att jordbruksmaski- nen och dess redskap 12 genom en sådan sväng delvis vrids i förhållande till mar- ken åstadkommer denna vridning sidkrafter Fs på redskapen 12. Dessa sidkrafter Fs påverkar dels redskapen 12 och dels redskapens upphängning 23 och dess bärarm 231 se figur 2b, samt upphängningens 23 infästning ijordbruksmaskinens 10 chassi 24. Eftersom antalet redskap 12 i en sådan jordbruksmaskin är avse- värt, iföreliggande fall 12 stycken men kan vara uppemot 50 stycken eller mer, så kommer dessa sidkrafter att bli betydande. Vid en sådan sväng med ekipaget kommer sidkraftssensorn/vinkelgivaren att kontinuerligt eller intermittent att skicka styrsignaler till styrsystemet 15 vilka styrsignaler tolkas till att motsvara vissa nivå- er på sidkrafternas Fs storlek. Sidkrafternas Fs storlek jämförs med lagrade vär- den i styrsystemet 15 endera enligt kontinuerliga tabeller eller enligt tabeller av in- tervalltyp.

I kontinuerliga tabeller motsvarar varje grad av vinkelförändring en viss sidokraft vilken representeras av en styrsignal som jämförs med lagrade signalni- våer vilka ger upphov till en justersignal som sänds till hydraulsystemet 16. Hyd- raulsystemet kommer härvid att minska arbetsdjupet 19 av redskapet till ett juste- rat arbetsdjup 19just beroende på justersignalens storlek. Således motsvarar varje vinkel en specifik justersignal vilken motsvarar ett bestämt arbetsdjup på redska- pen 12.

I tabeller av intervalltyp kommerjustersignalen att anta ett visst värde när vinkeln överskrider en viss förutbestämt värde, exempelvis 10°, och en justersignal skickas till hydraulsystemet som anpassar arbetsdjupet till ”10°-djupet”. Därefter behålls detta arbetsdjup till dess vinkeln överskrider 20° varvid en ny justersignal skickas till hydraulsystemet som anpassar arbetsdjupet till ”20°-djupet” och så vi- dare. lntervallerna för vinklarna kan bestämmas till andra värden är10°, 20°, 30°, 40°, exempelvis 15°, 25°, 35°.

Hydraulsystemet 16 påverkar hydraulcylindrar 25 till att lyfta respektive sänka redskapen 12 genom hydraulfluid genom hydraulledningar 26 till och från hydraulcylindrarna 25. Som vidare framgår av figurerna 1a och 2a så är styrsy- stemet 15, hydraulsystemet 16 och sidkraftssensorn 17, iden nu visade utförings- 20 30 538 451 7 formen av en vinkelgivare, anslutna till traktorn via matningsledningar för deras re- spektive elförsörjning.

Figur 3 visar en andra utföringsform av en jordbruksmaskin 10 visad från sidan och anordnad att anslutas till ett drag på en traktor på motsvarande sätt som visats i tidigare figurer. Till jordbruksmaskinen 10 är anslutet ett styrsystem 15, ett hydraulsystem 16 för att via hydraulledningar 26 påverka hydraulcylindrar 25 till att lyfta respektive sänka redskap 12 anslutna till jordbruksmaskinen. På motsvaran- de sätt som redovisats ovan ärjordbruksmaskinen försedd med sidkraftssensorer 31 , 32 i form av trådtöjningsgivare för att genom styrsystemet beräkna vilka sidokrafter som verkar på redskapen vid svängning av jordbruksmaskinen.

En utföringsform av användningen av trådtöjningsgivare som sidkraftssen- sor 31 är att denna/dessa är placerade någonstans på draget 13, företrädesvis vid dragets infästning till jordbruksmaskinens chassi 24, för att registrera töjningar i draget när detta utsätts för ett böjande moment när jordbruksmaskinen svänger.

Den styrsignal som alstras av trådtöjningsgivaren 31 skickas till styrenheten 15 via en första signalledning 33.

En alternativ utföringsform av användningen av en sidkraftssensor 32 i form av en trådtöjningsgivare är att denna/dessa är placerade på arbetsorganet, det vill säga redskapet 12, företrädesvis vid dess övre del där böjmomentet blir som störst, för att registrera töjningari redskapet när detta utsätts för ett böjande moment närjordbruksmaskinen svänger. Den styrsignal som alstras av trådtöj- ningsgivaren skickas till styrenheten 15 via en andra signalledning 34. Detta visas i den separata figuren i figur 3 där ett arbetsredskap har flyttats ut från dess hålla- re enligt pilen.

De alstrade styrsignalerna från sidkraftssensorerna 31, 32, det vill säga trådtöjningsgivarna, behandlas i styrenheten 15 för att representera en justersignal som är proportionell mot sidkrafterna och med hänsyn till dessa skicka denna jus- tersignal till hydraulsystemet 16 för att med hjälp av hydraulcylindrama 25 sänka eller höja redskapen 12 till den nivå som motsvararjustersignalen enligt den visa- de dubbelpilen.

Styrsystemet 15 och hydraulsystemet 16 drivs via matningsledningar 35, 36 från ett dragfordon/traktor.

Denna andra utföringsform är även lämpad för självgående jordbruksma- skiner, det vill säga vilka inte är bogserade av en traktor eller liknande. 535 451 8 Som sidkraftsensor/-sensorer kan även andra anordningar än de som vi- sats i utföringsexemplen vara tillämpliga.

Den beskrivna sidkraftsmätningen pà redskapen i en jordbruksmaskin kan även vara kombinerad med kraftmätning i längdled på redskapen för att korrigera arbetsdjupet av redskapen.

Signalbehandlingen sker som tidigare beskrivits, det vill säga att en elekt- risk styrsignal som representerar sidokrafterna överförs till en justersignal för kor- rigering av redskapens/arbetsorganens arbetsdjup enligt tidigare beskrivna och förutbestämda tabeller.

Vidare kan flera töjningsgivare med olika placeringar på jordbruksmaski- nens delar kombineras till att representera en justersignal för korrigering av ar- betsdjupet.

Claims (11)

20 25 30 536 451 PATENTKRAV

1. Jordbruksmaskin (10) försedd med jordbearbetningsdon (12) vilka är mon- terade på en höj- och sänkbar bärarm (231) eller bärram till ett chassi (24) varvid nämnda don (12) via dess bärarm (231) är anordnade att åtminstone inta ett ar- betsdjup (19) vid vilket nämnda don (12) bearbetar marken vid ett förvalt arbets- djup, kännetecknad av att jordbruksmaskinen (10) är försedd med en kraftregle- ringsanordning innefattande en sidkraftssensor (17, 31, 32) ansluten till ett styrsy- stem (15) som i sin tur är anslutet till ett hydraulsystem (16) vilket är anslutet till åtminstone en lyftanordning (25), exempelvis en hydraulcylinder, som är anordnad att reglera arbetsdjupet för jordbearbetningsdonet (12) när jordbruksmaskinen svänger beroende av en styrsignal från sidkraftssensorn (17, 31, 32) vilken regi- strerar endera en sväng av jordbruksmaskinen eller direkt sidkrafterna på jordbe- arbetningsdonet så att jordbearbetningsdonet höjs vid ökad sidbelastning.

2. Jordbruksmaskin enligt patentkravet 1, kännetecknad av att lyftanord- ningen (25) är ansluten mellan bärarmen (231) och ett chassi (24) i jordbruksma- skinen (10) och därmed anordnad att påverka nämnda arbetsdjup (19) beroende av en ingående styrsignal till styrsystemet (15) från sidkraftssensorn (17, 31, 32) som står i ett valt förhållande till den sidkraft (Fs) som verkar på jordbearbetnings- donet (12).

3. Jordbruksmaskin enligt något av patentkraven 1-2, kännetecknad av att sidkraftssensorns (17) styrsignal beror av vinkeln (a) mellan ett dragfordon (11) och ett drag (13) på jordbruksmaskinen (10).

4. Jordbruksmaskin enligt patentkravet 3, kännetecknat av att en läges- givare eller en avståndsmätare är anordnad att avkänna vinkelförändringen för nämnda vinkel (a) och skapa nämnda styrsignal.

5. Jordbruksmaskin något av patentkraven 1-4, kännetecknat av att sid- kraftssensorns (31, 32) styrsignal skapas av en töjningsgivare placerad på jord- bruksmaskinen (10). 20 30 535 451 10

6. Jordbruksmaskin enligt patentkravet 5, kännetecknat av att töjningsgiva- ren är placerad pà draget (13) till jordbruksmaskinen (10).

7. Jordbruksmaskin något av patentkraven 5-6, kännetecknat av att töj- ningsgivaren är placerad pà eller i nära anslutning till jordbearbetningsdonet (12).

8. Förfarande för styrning av bearbetningsdjupet av ett jordbearbetningsdon i en jordbruksmaskin, kännetecknat av att en kraftpåverkan pà en sidkraftsensor (17, 31, 32) för jordbearbetningsdonet (12) åstadkommer en justersignal för på- verkan av en lyftanordning, exempelvis ett hydraulsystem (16), vilken i sin tur re- glerar bearbetningsdjupet (19) av jordbearbetningsdonet ( 12) beroende av storle- ken av nämnda justersignal.

9. Förfarande enligt patentkravet 8, kännetecknat av att justersignalen be- stäms genom att en styrsignal från en sidkraftssensor (17, 31, 32) jämförs i ett styrsystem (15) med gränsvärden för sidokrafter (Fs) varvid justersignalen repre- senterar dessa sidokrafter.

10. Kraftregleringsanordning innefattande sensorer (17, 31 , 32) anslutna till ett styrsystem (15) samverkande med ett hydraulsystem (16), kännetecknad av att sensorema är monterade på en jordbruksmaskin (10) försedd med jordbearbet- ningsdon (12) på ett sådant sätt att sensorernas styrsignaler beror av sidkrafter (Fs) på jordbruksmaskinens (10) jordbearbetningsdon ( 12) och att hydraulsyste- met (16) styrs av styrsignalerna till att via hydraulcylindrar (25) anpassa arbetsdju- pet av jordbruksmaskinens (10) jordbearbetningsdon (12).

11. Kraftregleringsanordning enligt patentkravet 10, kännetecknad av att sensorerna (17, 31 , 32) är placerade endera på ett drag (13) på jordbruksmaski- nen eller på jordbearbetningsdonen (12).