DE102021115079A1

DE102021115079A1 - Verfahren und Einrichtung zur Fahrsteuerung einer landwirtschaftlichen Maschine

Info

Publication number: DE102021115079A1
Application number: DE102021115079.5A
Authority: DE
Inventors: Felix Kalverkamp; Klemens Kalverkamp
Original assignee: Kalverkamp Innovation GmbH
Current assignee: Kalverkamp Innovation GmbH
Priority date: 2021-06-11
Filing date: 2021-06-11
Publication date: 2022-12-15

Abstract

Ein Verfahren und eine Einrichtung sind zur Fahrsteuerung einer landwirtschaftlichen Maschine vorgesehen. Dabei wird eine Tragstruktur nach Art eines umrüstbaren Gantry-Systems genutzt, das aus einer Straßenausrichtung in eine auf dem Feld nutzbare Arbeitsausrichtung durch Schwenkbewegungen von zumindest vier Rädern umstellbar ist. Das erfindungsgemäße Konzept sieht vor, dass nunmehr zumindest eines der Räder der Tragstruktur während einer jeweiligen Fahrphase umgestellt werden kann. Damit wird insbesondere eine reifenschonende Verfahrensführung möglich, wobei für die Räder des Systems eine Stütz-Schwenk-Verbindung vorgesehen ist, bei der ein Stützabstand zur Radachse eine variable Schwenkverstellung der Systemkomponenten ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fahrsteuerung einer landwirtschaftlichen Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine dafür vorgesehene Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Zur Durchführung von Fahrsteuerungen an landwirtschaftlichen Maschinen werden seit langem unterschiedliche Stützradanordnungen eingesetzt (DE L21866, EP 0 486 413 B1 ). Bekannt sind auch unterschiedliche Varianten von Mehrachslenkungen, die vorzugsweise für landwirtschaftliche Ernte- oder Schlepperfahrzeuge mit gesteuerten Achsen eingesetzt werden ( DE 197 16 201 B4 ). Aus DE 10 2012 008 383 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beeinflussung einer Fahrlage eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei jeweilige Komponenten zum Ausgleich von Wankmomenten vorgesehen sind. Aus EP 3 406 125 B1 ist eine landwirtschaftliche Maschine bekannt, deren Deichselrahmen um eine Achsrahmenschwenkachse von einem Öffnungswinkel in Arbeitsstellung zu einem Öffnungswinkel in Transportstellung geschwenkt werden kann.
Bei der selbstfahrenden Erntemaschine gemäß EP 0 486 413 B1 ist vorgesehen, dass diese insbesondere in Form einer Mähmaschine ausgeführt ist und diese leicht von einer Arbeitsstellung in eine Transportstellung versetzt werden kann.
Aus DE 10 2019 109 001 A1 ist ein motorgetriebenes Fahrzeug für die Landwirtschaft bekannt, dessen Fahrgestell zumindest zwei Achsen mit zugeordneten Rädern aufweist. Im Bereich dieses eine Rahmenkonstruktion umfassenden Fahrgestells sind alle Räder hydraulisch lenkbar, wobei die Räder einer Achse direkt lenkbar sind und sich die Räder der anderen Achse durch eine automatische Steuerung korrespondierend dazu orientieren. Bei einer selbstfahrenden Erntemaschine gemäß DE 10 2011 113 698 A1 sind an wenigstens zwei Achsen jeweilige vordere und hintere Räder angeordnet, die so miteinander verbunden sind, dass mit auf die vorderen Räder sowie die hinteren Räder wirkenden Bremsen insgesamt ein Antiblockiersystem zum Steuern von wenigstens einigen der Bremsen erreicht ist.
Gemäß US 3,825,087 ist ein landwirtschaftliches Fahrzeug mit einem Rahmenaufbau gezeigt, an dessen vier Eckbereichen jeweils ein lenkbares Rad angeordnet ist, wobei dieses um den Drehpunkt der Räder schwenkbar ist. Eine ähnliche Konstruktion ist gattungsbildend in EP0 703 411 B1 gezeigt, wobei ein Gantry-Fahrzeug ausgehend von einem sechseckigen Zentralbasisträger jeweilige Bodenabstützungen mit Radpaaren aufweist, die ebenfalls im Stand zu verstellen sind, wobei eine Schwenkung um den Drehpunkt der Räder erfolgt. Diese möglichen Radverstellungen durch Schwenkungen der Räder beim Stillstand des Gantry-Systems sind auch in US 6,029,431 und GB 1578857 gezeigt.
Die Erfindung befasst sich mit dem Problem, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Fahrsteuerung einer landwirtschaftlichen Maschine mit Gantry-System so zu gestalten, dass die Radverstellung bei einem Wechsel von Straßenausrichtung auf Arbeitseinrichtung und umgekehrt im Wesentlichen ohne Standreibung im Bereich der Stützräder ausführbar ist und dabei in kurzer Zeit eine optimale Umstellung erreicht werden kann.
Die Erfindung löst dieses Problem mit einem Verfahren und einer Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 10. Hinsichtlich wesentlicher weiterer Ausgestaltungen des Verfahrens sowie der Einrichtung wird auf die Ansprüche 2 bis 9 bzw. 11 bis 22 verwiesen.
Das Verfahren zur Fahrsteuerung ist für eine landwirtschaftliche Maschine vorgesehen, die als ein umrüstbares Gantry-System ausgeführt ist. Dieses aus DE 10 2017 007 265 bekannte Gantry-System definiert eine Tragstruktur, die mit einem Basisträger und endseitig an diesem vorgesehenen Bodenabstützungen in Form von Rädern o. dgl. versehen ist. Mit dieser Konstruktion kann das Gantry-System ausgehend von einer eine Fahrbreite bildenden Straßenausrichtung in eine als Arbeitsbreite auf dem Feld nutzbare Arbeitsausrichtung umgestellt und aus dieser Lage zurück in die Straßenausrichtung positioniert werden. Dabei wird in Standposition eine Schwenkbewegung der Räder um eine Hochachse ausgeführt.
Die erfindungsgemäße Verfahrensführung zur Fahrsteuerung dieses Gantry-Systems sieht vor, dass nunmehr zumindest eines der Räder während einer jeweiligen Fahrphase umgestellt wird. Dazu sind unterschiedliche Möglichkeiten im Bereich der Fahrsteuerung eröffnet, wobei jeweilige Aktoren zur Einleitung der Schwenkbewegung in Synchronisation zur jeweiligen Fahrphase einsetzbar sind.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass während einer Fahrphase der Tragstruktur die Umstellung aus der jeweils aktuellen Ausrichtung eingeleitet wird und dabei mittels einer über die Fahrsteuerung aktivierbaren Schwenkbewegung zumindest eines der Räder verlagert wird. Ebenso ist denkbar, dass die Umstellung mittels paarweise verlagerbarer Räder eingeleitet wird.
Die erfindungsgemäße „Fahrphasen-Umstellung“ sieht insbesondere vor, dass sämtliche der vier Räder gleichzeitig um ihre Hochachse schwenkverlagert werden.
Eine vorteilhafte Ausführung des Verfahrens sieht vor, dass bei einer Umstellung aus der jeweils aktuellen Ausrichtung zumindest eine Stellphase ausgeführt wird, während der vorzugsweise bis zu drei der Räder zwangsgeführt verlagerbar sind und dabei die gesamte Tragstruktur gleichzeitig mittels eines Schwenkantriebs des vierten Rades in die geplante Ausrichtung bewegt wird.
Die Fahrphasen-Umstellung sieht insbesondere vor, dass ausgehend von der sich in Straßenausrichtung bewegenden Tragstruktur die beiden vorlaufenden Räder der Bodenabstützung gegensinnig schwenkend nach außen in eine ca. 90°-Position verlagert werden. Dabei wird erreicht, dass bei Fortsetzung der Fahrbewegung nunmehr mittels des Schwenkantriebs eines der beiden bereits in 90°-Position verlagerten Räder die Tragstruktur im Bereich eines der noch in Straßenausrichtung befindlichen Räder um eine von diesem definierte Hochachse geschwenkt werden kann.
Die weitere Verfahrensführung sieht vor, dass die um die Hochachse des einen nachlaufenden Rades um 90° geschwenkte Tragstruktur mit einer dabei erreichten Arbeitsausrichtung von drei Rädern nunmehr die richtungsgeänderte Fahrbewegung fortsetzt, dabei das noch in Straßenausrichtung befindliche Rad in einer mitlaufenden „Standposition“ in seine Arbeitsausrichtung geschwenkt und danach die vollständige Arbeitsausrichtung der beiden Bodenabstützungen erreicht werden kann.
Eine zweite Bewegungssteuerung des Gantry-Systems ergibt sich bei der Rückverlagerung aus der Arbeitsausrichtung. Dabei ist vorgesehen, dass ausgehend von der sich in Arbeitsausrichtung bewegenden Tragstruktur zu deren Umstellung zumindest eines der beiden Räder um ca. 90° geschwenkt wird und dieses verschwenkte Rad seinerseits nunmehr eine Hochachse für die weitere Umstellung vorgibt. Bei fortgesetzter Fahrphase kann die gesamte Tragstruktur um diese Hochachse bewegt werden, so dass am Ende einer 90°-Schwenkung der Tragstruktur das die Schwenk-Hochachse bildende Rad sowie das nebenliegende Rad parallel ausgerichtet sind. Während einer weiterhin aktivierbaren Fahrbewegung und Straßenausrichtung der beiden Räder der zweiten Bodenabstützung werden diese vorzugsweise zwangsgeführt oder gesteuert in die Straßenausrichtung so verlagert, dass nunmehr diese geplante Lage vollständig erreicht ist.
Ausgehend von der Arbeitsausrichtung werden die beiden in dieser Fahrphase vorlaufenden Räder vorzugsweise gleichzeitig bis in eine über 90°-Stellung nach außen verlagert. Danach kann eines der beiden nachlaufenden Räder unter Bildung der System-Hochachse weiterbewegt werden. In dieser Phase wird die Tragstruktur mittels einer Schwenkbewegung in eine 90°-Position verlagert, so dass danach bei einsetzender Straßenfahrt sämtliche Räder - zwangsgeführt oder gesteuert - in die Straßenausrichtung verlagert werden können.
Ausgehend von dieser erfindungsgemäßen Verfahrensführung ist eine Einrichtung zur Fahrsteuerung der landwirtschaftlichen Maschine in Form des Gantry-Systems so konzipiert, dass eine verbesserte Bauteilkombination wirksam ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die insbesondere paarweise angeordneten Räder im Bereich ihrer Bodenabstützung jeweils mit zumindest einem zu einem Seitenträger gerichteten Stütz-Schwenk-Verbinder versehen sind, der einerseits eine horizontale Drehachse des jeweiligen Rades erfasst und mit einem Stützabstand zu dieser Radachse eine jeweilige vertikale Hochachse zur Schwenkverstellung des Stütz-Systems definiert.
Damit wird erreicht, dass mit dem Stützabstand ein für das jeweilige Rad in einem Bogenmaß begrenzbarer Schwenkradius vorgegeben werden kann. In diesem Bereich kann dann das jeweilige Stütz-Rad so umgestellt werden, dass wahlweise die jeweilige Straßenausrichtung oder die Arbeitsausrichtung erreichbar sind.
Dabei ist vorgesehen, dass die Räder beim Umstellen aus einer jeweiligen Ausrichtung mittels des Schwenk-Stütz-Verbinders bis zu einer eine mehr als 90°-Position vorgebenden Endposition hin schwenkverlagerbar gehalten sind. In vorteilhafter Ausführung ist vorgesehen, dass im Bereich des Schwenk-Stütz-Verbinders zumindest ein zur Steuerung der jeweiligen Umstellung nutzbarer Schwenkantrieb vorgesehen ist. Ebenso ist denkbar, dass die Stützbauteile so aufeinander abstimmbar sind, dass eine zwangsgeführte Verlagerung um die Hochachse über mechanische Stellteile ausgelöst werden kann. Die jeweilige Endposition der Räder kann dabei mittels einer Steuerung des Schwenkantriebs oder eines ggf. einsetzbaren Gegengliedes vorgegeben werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass die jeweilige Endposition bis zu einem ortsfesten Gegenglied hin gestuft oder stufenlos erreichbar ist. Ebenso ist denkbar, dass die Endposition und/oder jeweilige Zwischenpositionen bei der Umstellung automatisch einstellbar sind oder entsprechende Stufenstellglieder in das System integriert werden.
Die konstruktive Umsetzung im Bereich der jeweiligen Stütz-Schwenk-Verbinder sieht vor, dass der jeweils für die Umstellung vorgesehene Schwenkantrieb einen am Seitenträger schwenkbar gehaltenen Stellzylinder aufweist. Andererseits wirkt dieser im Bereich der die Hochachse bildenden Bauteile mit einer Riegelvorrichtung zusammen, so dass die Zylinderstange des Stellzylinders bei einer jeweiligen Umstellung in vorgebbaren Auslenkstellungen fixierbar ist. In diesen Stellungen kann dann die weitere Verlagerung des Stellzylinders zur Radverstellung bzw. dessen Schwenkung um die Hochachse genutzt werden.
Die Konstruktion im Bereich der Riegelvorrichtung sieht vor, dass diese zumindest eine den Kopf der Zylinderstange erfassende und in Längsrichtung zwei Anlagepositionen des Kopfes vorgebende Führungsnut aufweist. Damit können im Bereich der Führungsnut zumindest zwei Anlagepositionen bei der Aktivierung des Stellzylinders vorgegeben werden. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass in die Führungsnut quer zu deren Längsrichtung ein die jeweilige Anlageposition des Kopfes fixierendes Sicherungsglied eingeführt werden kann. Damit sind ungewollte Verlagerungen der Zylinderstange bzw. des Zylinderkopfes bei Auslösung der Schwenkung des Rades verhindert.
Eine weitere Ausgestaltung der Einrichtung im Bereich der Räder sieht vor, dass im Bereich der endseitig an den Seitenträgern gehaltenen Bodenabstützungen jeweils zumindest ein für eine Straßenfahrt aktivierbares Stützrad als optional einsetzbare Komponente vorgesehen ist. Dazu ist in den Bereich der Stütz-Schwenk-Verbinder ein wahlweise die Auflageposition der Räder und/oder der Stützräder vorgebendes Hubsystem integriert. Dieses Hubsystem im Bereich der Stütz-Schwenk-Verbinder weist jeweils einen die bei der Umstellung aktivierbare System-Hochachse bildenden Schwingträger auf, wobei in dessen Bereich das jeweilige Stützrad über einen Lenkhebel festlegbar ist. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass der jeweilige Schwingträger einen zur Hub-Schwenk-Bewegung des Rades nutzbaren ersten Hubzylinder aufweist und dieser mit zumindest einem den Lenkhebel des Stützrades verstellbar haltenden zweiten Hubzylinder zusammenwirkt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen schematisch veranschaulicht. In der Zeichnung zeigen:

1 eine perspektivische Prinzipdarstellung der Tragstruktur der landwirtschaftlichen Maschine in Straßenausrichtung,
2 eine Prinzipdarstellung ähnlich 1 mit dem Gantry-System in Arbeitsausrichtung,
3 eine schematische Draufsicht mehrerer Stellphasen bei der Umstellung der Tragstruktur aus der Straßenausrichtung in die Arbeitsausrichtung,
4 eine Draufsicht ähnlich 3 bei der Umstellung des Systems aus der Arbeitsausrichtung in die Straßenausrichtung,
5 eine Seitenansicht der Tragstruktur ähnlich 1,
6 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung der Tragstruktur im Bereich eines Seitenträgers mit einem Fahr-Rad und einem Stützrad,
7 eine Seitenansicht der Tragstruktur gemäß 2 mit den paarweise am jeweiligen Seitenträger angeordneten Rädern,
8 jeweilige Draufsichten gemäß Phase I bis Phase VI bei einer Umstellung der Räder im Bereich eines der Hochachse zugeordneten Schwenkantriebs,
9 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung im Bereich einer dem Schwenkantrieb zugeordneten Riegelvorrichtung mit dem Kopf der Zylinderstange in einer ersten Ausgangslage,
10 eine Prinzipdarstellung ähnlich 9 mit der Zylinderstange in einer zweiten Endposition, und
11 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung der Radverstellungen gemäß 3 in einer Fahrphase mit ortsfester Drehachse.

In 1 ist in einer Prinzipdarstellung eine selbstfahrende landwirtschaftliche Maschine gezeigt, die nach Art eines umrüstbaren Gantry-Systems G mit verschiedenen, hier nicht näher dargestellten Arbeitsaggregaten ausgerüstet werden kann und dabei unterschiedliche Operationen bei der Feldbearbeitung ausführbar sind. Dieses aus DE 10 2017 007 265 bekannte Gantry-System ist mit einem asymmetrischen Basisträger 1 versehen, der mit endseitigen Bodenabstützungen in Form von Rädern 2, 3, 4, 5 und diese schwenkbar haltenden Seitenträgern 6, 7 insgesamt eine fahrbewegliche Tragstruktur T definiert. Diese Tragstruktur T ist so aufgebaut, dass ausgehend von einer eine Fahrbreite SB bildenden Straßenausrichtung SR eine Umstellung in eine als Arbeitsbreite AB auf dem Feld nutzbare Arbeitsausrichtung AR möglich ist. Es versteht sich, dass aus dieser Arbeitsausrichtung AR auch eine Rückstellung in die Straßenausrichtung SR möglich ist (4, 5). Bekannt ist auch, dass bei diesem Wechsel der Ausrichtungen eine Schwenkbewegung der Räder 2, 3, 4, 5 um eine Hochachse ausgeführt werden kann. Diese Schwenkbewegung wird gemäß dem Stand der Technik jedoch im Stand durchgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Fahrsteuerung des Gantry-Systems G sieht nunmehr vor, dass während einer jeweiligen Fahrphase (entsprechend in Richtung SR oder AR) zumindest eines der Räder 2, 3, 4, 5 so geschwenkt werden kann, dass damit die Umstellung des gesamten Systems „in Bewegung“ realisiert werden kann. Es hat sich gezeigt, dass während einer Fahrphase der Tragstruktur T die Umstellung aus der jeweils aktuellen Ausrichtung gemäß SR oder AR eingeleitet werden kann und dabei mittels einer über die Fahrsteuerung (hier nicht näher dargestellt) aktivierbaren Schwenkbewegung (Winkel W) zumindest eines der Räder 2, 3, 4, 5 verlagert wird.
Ausgehend von den in 1 und 2 gezeigten Einstellungen der Tragstruktur T in Ausrichtung SR und AR zeigen die jeweiligen Phasenbilder in 3 und 4 in jeweiligen Draufsichten die erfindungsgemäße Umstellung aus der Straßenausrichtung SR (3) und aus der Arbeitsausrichtung AR (4). Dabei wird deutlich, dass die Umstellung auch mittels paarweise verlagerbarer Räder 2, 3, in 3 bzw. 2, 4 in 4 erfolgt.
Das Gesamtsystem der Umstellungen an der Tragstruktur T mit den vier Rädern, 2, 3, 4, 5 ist so konzipiert, dass auch eine Umstellung sämtlicher vier Räder gleichzeitig um ihre jeweilige Hochachse denkbar ist (nicht dargestellt).
Das Verfahren zur Fahrsteuerung während einer Fahrphase der Tragstruktur T sieht auch vor, dass bei einer Umstellung aus der jeweils aktuellen Ausrichtung (3 bzw. 4) zumindest eine Stellphase ausgeführt werden kann, während der vorzugsweise bis zu drei der Räder 2, 3, 4, 5 zwangsgeführt verlagerbar sind. Denkbar ist dabei, dass die gesamte Tragstruktur T gleichzeitig mittels eines Schwenkantriebs 8 (7) des verbleibenden vierten Rades in die geplante Ausrichtung bewegt werden kann. Diese denkbare Phase der Umstellung ist prinzipiell in 3 gemäß Detaildarstellung F' bzw. 4 (Detaildarstellung A') veranschaulicht.
Aus der Darstellung in 3 ist eine bevorzugte Fahrphasen-Steuerung zu entnehmen. Ausgehend von der sich in Straßenausrichtung SR bewegenden Tragstruktur T werden die beiden vorlaufenden Räder am Seitenträger 6 gegensinnig schwenkend nach außen in eine ca.90°-Position verlagert (Ende der Phase F). Bei der nun durch Pfeile veranschaulichten Fortsetzung der Fahrbewegung können nunmehr mittels des Schwenkantriebs 8 die beiden bereits in 90°-Position verlagerten Räder 2, 3 weiterbewegt und damit die Tragstruktur T im Bereich eines der noch in Straßenausrichtung SR befindlichen Räder 5 um eine von diesem definierte Hochachse H geschwenkt werden.
Es versteht sich, dass nunmehr die um die Hochachse H des einen nachlaufenden Rades 5 um 90° geschwenkte Tragstruktur T mit einer dabei erreichten Arbeitsausrichtung AR von drei Rädern nunmehr die richtungsgeänderte Fahrbewegung fortsetzt (Phase F", 3). Mit der Phase F" wird deutlich, dass das noch in Straßenausrichtung SR befindliche Rad 5 in einer „Standposition“ in die Arbeitsausrichtung AR gelagert und danach die vollständige Ausrichtung der beiden Seitenträger 6, 7 erreicht wird.
Die Rückstellung des Gantry-Systems G in die Straßenausrichtung SR ist beginnend mit der Phase A in 4 dargestellt. Ausgehend von der sich in Arbeitsausrichtung AR bewegenden Tragstruktur T werden die beiden Räder 2, 4 um ca. 90° nach außen geschwenkt. Aus der Draufsicht gemäß Phase A ergeben sich Schwenkstellungen von mehr als 90°. Bei Fortsetzung der Fahrbewegung zur dargestellten Phase A' wird nunmehr mittels des „unverschwenkten“ Rades (hier: 3) eine Hochachse H" für die weitere Umstellung vorgegeben. Um diese Hochachse H" wird nunmehr die gesamte Tragstruktur T so bewegt, dass am Ende einer 90°-Schwenkung der Tragstruktur T (Punktdarstellung in Phase A') das die Schwenk-Hochachse H" bildende Rad 3 sowie das nebenliegende Rad 2 parallel ausgerichtet sind. Während einer nun aktivierbaren Fahrbewegung in Straßenausrichtung SR (Draufsicht gemäß Phase A") werden die beiden Räder 4, 5 der „hinteren“ Bodenabstützung in die Straßenausrichtung verlagert. Dabei ist auch denkbar, dass an Stelle eines Schwenkantriebs 8 auch eine zwangsgeführte Verlagerung (nicht dargestellt) ausführbar ist.
Aus der Darstellung in 4 wird deutlich, dass ausgehend von der Arbeitsausrichtung AR die beiden in dieser Fahrphase vorlaufenden Räder 2, 4 gleichzeitig bis in eine über 90°-Stellung nach außen verlagert werden, danach eines der beiden nachlaufenden Räder (hier: 3) unter Bildung der Systemhochachse H" weiterbewegt wird, dabei mittels einer Schwenkung die Tragstruktur T in die dargestellte 90°-Position verlagert wird und danach bei einsetzender Straßenfahrt auch die „nachlaufenden“ Räder 4, 5 in die Straßenausrichtung gelangen.
Es hat sich gezeigt, dass die in 3 dargestellte Umstellung durch eine „Phasenumkehr“ - hier mit Pfeilen angedeutet - auch für die Rückverstellung in die Straßenausrichtung SR genutzt werden kann. Dabei wird ein „umgekehrter“ Ablauf der Bewegungs- und Fahrsteuerung durchgeführt.
Aus einer Zusammenschau von 2 und 3 mit den Detaildarstellungen in 5 bis 11 wird die spezifische Ausführung einer Einrichtung zur Fahrsteuerung des erfindungsgemäßen Gantry-Systems G deutlich. Das erfindungsgemäße Konzept geht davon aus, dass die insbesondere paarweise im Bereich ihrer Bodenabstützung vorgesehenen Räder 2, 3, 4, 5 jeweils mit zumindest einem zu einem Seitenträger 6, 7 gerichteten Stütz-Schwenk-Verbinder 9 versehen sind. Entsprechend dem weitgehend symmetrischen Aufbau der Seitenträger 6, 7 sind die dargestellten vier Stütz-Schwenk-Verbinder 9 jeweils mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Aus den vergrößerten Darstellungen gemäß 6 und 7 wird deutlich, dass der jeweilige Stütz-Schwenk-Verbinder 9 einerseits eine horizontale Drehachse D der Radnabe des jeweiligen Rades 2, 3, 4, 5 erfasst. Dabei sieht das erfindungsgemäße Konzept vor, dass ausgehend von der Rad-Drehachse D nunmehr zur Schwenkverstellung (Pfeil 10, 8) des jeweiligen Rades 2, 3, 4, 5 ein Stützabstand 11 zum jeweiligen Seitenträger 6, 7 hin vorgesehen ist und dabei ein Verbindungsbereich mit einer vertikalen Hochachse 12 definiert werden kann, die bereits im Zusammenhang mit der Verfahrensführung als Hochachse H bzw. H' prinzipiell erläutert wurde.
Aus einer Zusammenschau von 6 mit dem Phasenbild I in 8 wird deutlich, dass mit dem Stützabstand 11 für das jeweilige Rad 2, 3, 4, 5 ein in einer variablen Bogenlänge BM begrenzbarer Schwenkradius vorgegeben ist. Wie bereits beschrieben, ist vorgesehen, dass die Räder 2, 3, 4, 5 beim Umstellen aus einer jeweiligen Ausrichtung mittels des Schwenk-Stütz-Verbinders 9 vorzugsweise bis zu einer eine mehr als 90°-Position vorgebenden Endposition hin schwenkverlagerbar sind.
Dabei ist vorgesehen, dass im Bereich des jeweiligen Schwenk-Stütz-Verbinders 9 zumindest ein zur Steuerung der jeweiligen Umstellung nutzbarer Schwenkantrieb 8 vorgesehen ist. Aus den vergrößerten Ausschnittsdarstellungen gemäß 8 bis 10 sind unterschiedliche Nutzpositionen des Schwenkantriebs 8 zu entnehmen.
Zur Steuerung der Bauteile im Bereich des Schwenkantriebs 8 ist insbesondere vorgesehen, dass jeweilige Endpositionen der Räder 2, 3, 4, 5 in den variierenden Umstellungsphasen mittels zumindest eines Gegengliedes 13 (11) vorgebbar sein können. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die jeweilige Endposition bis zu dem ortsfesten Gegenglied 13 hin gestuft oder stufenlos erreichbar ist. Ebenso ist denkbar, dass die Endposition und/oder jeweilige Zwischenpositionen bei der Umstellung der Räder 2, 3, 4, 5 automatisch einstellbar sind.
Aus den Darstellungen der erfindungsgemäßen Konstruktion gemäß 1 bis 11 wird in unterschiedlichen Stell- und Bewegungspositionen die Wirkung der Bauteilkomponenten für die Schwenkverstellung um die Hochachse H deutlich. Aus der Zusammenschau von 7 und 8 wird deutlich, dass der jeweils für die Umstellung vorgesehene Schwenkantrieb 8 einen am Seitenträger 7 schwenkbar bei 14 gehaltenen Stellzylinder 15 aufweist. Dieser Stellzylinder 15 wirkt in einem Abstand 16 zur Halterung 14 im Bereich der Hochachse 12 mit einer in 8 bis 10 näher dargestellten Riegelvorrichtung 17 zusammen. Aus den Phasendarstellungen I bis VI in 8 ergibt sich, dass die Zylinderstange 18 des Stellzylinders 15 bei der Umstellung des jeweiligen Rades 2, 3, 4, 5 in weitgehend variabel vorgebbaren Auslenkstellungen fixiert werden kann.
Aus den vergrößerten Ausschnittsdarstellungen in 9 und 10 ergibt sich, dass die Riegelvorrichtung 17 zumindest eine den Kopf 19 der Zylinderstange 18 erfassende und in Längsrichtung 20 zwei Anlagepositionen des Kopfes 19 vorgebende Führungsnut 21 aufweist. Dabei wird deutlich, dass in die Führungsnut 21 quer zu deren Längsrichtung 20 ein die jeweilige Anlageposition des Kopfes 19 (9 und 10) fixierendes Sicherungsglied 22 einführbar und zur Positionsänderung entsprechend rückziehbar ist.
Mit dem vorbeschriebenen und aus den entsprechenden Zeichnungen entnehmbaren Konzept der paarweise angeordneten Räder 2, 3, 4, 5 wird deutlich, dass diese im Bereich der beiden Seitenträger 6, 7 jeweils so gehalten sind, dass ein variabel ausführbares Schwenksystem nach Art einer „Knicklenkung“ an der Tragstruktur T eingesetzt werden kann.
Eine weitere Ausgestaltung des Systems sieht vor, dass zusätzliche Baugruppen an der Tragstruktur T im Bereich der Räder 2, 3, 4, 5 vorgesehen sind, wobei sich Details aus den Darstellungen gemäß 6 und 7 ergeben. Es ist vorgesehen, dass im Bereich der Stütz-Schwenk-Verbinder 9 ein wahlweise die bodenseitige Auflageposition B, B' der Räder 2, 3, 4, 5 und/oder jeweiliger Stützräder 23 vorgebendes Hubsystem 24 wirksam ist. Damit wird deutlich, dass im Bereich der bodenseitig an den Seitenträgern 6, 7 gehaltenen Bodenabstützungen jeweils zumindest ein für eine Straßenfahrt (ggf. auch für eine Ackerfahrt) aktivierbares Stützrad 23 als optional einsetzbare Komponente vorgesehen ist. Prinzipiell kann damit die gesamte Tragstruktur T angehoben werden (nicht dargestellt), so dass zusätzliche Komponenten zur Straßenfahrt nutzbar werden.
Aus 7 ist die Ausführung des Hubsystems 24 im Nahbereich des Stütz-Schwenk-Verbinders 9 dargestellt, wobei ein jeweiliger Schwingträger 25 vorgesehen ist und in dessen Bereich das jeweilige Stützrad 23 über einen Lenkhebel 26 festgelegt werden kann. Die weitere konstruktive Umsetzung des Hubsystems 24 sieht vor, dass der jeweilige Schwingträger 25 einen zur Hub-Schwenk-Bewegung des Rades 2, 3, 4, 5 nutzbaren ersten Hubzylinder 26' aufweist und dieser mit zumindest einem den Lenkhebel 26 des Stützrades 23 verstellbar haltenden zweiten Hubzylinder 27 zusammenwirkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0486413 B1 [0002, 0003]
DE 19716201 B4 [0002]
DE 102012008383 A1 [0002]
EP 3406125 B1 [0002]
DE 102019109001 A1 [0004]
DE 102011113698 A1 [0004]
US 3825087 [0005]
EP 0703411 B1 [0005]
US 6029431 [0005]
GB 1578857 [0005]
DE 102017007265 [0008, 0024]

Claims

Verfahren zur Fahrsteuerung einer landwirtschaftlichen Maschine, wobei diese nach Art eines umrüstbaren Gantry-Systems (G) eine mit einem Basisträger (1) versehene und endseitige Bodenabstützungen in Form von Rädern (2, 3, 4, 5) o. dgl. aufweisende Tragstruktur (T) definiert, die ausgehend von einer eine Fahrbreite (SB) bildenden Straßenausrichtung (SR) in eine als Arbeitsbreite (AB) auf dem Feld nutzbare Arbeitsausrichtung (AR) oder aus dieser zurück in die Straßenausrichtung (SR) umgestellt werden kann, wobei eine Schwenkbewegung von Rädern um eine Hochachse ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Räder (2, 3, 4, 5) während einer jeweiligen Fahrphase umgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Fahrphase der Tragstruktur (T) die Umstellung aus der jeweils aktuellen Ausrichtung (SR oder AR) eingeleitet wird und dabei mittels einer über die Fahrsteuerung aktivierbaren Schwenkbewegung zumindest eines der Räder (2, 3, 4, 5) verlagert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umstellung mittels paarweise verlagerbarer Räder (2, 3; 4, 5) eingeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Umstellung sämtliche vier Räder (2, 3, 4, 5) gleichzeitig um eine jeweilige Hochachse (H; 12) schwenkverlagert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Umstellung aus der jeweils aktuellen Ausrichtung zumindest eine Stellphase ausgeführt wird, während der vorzugsweise bis zu drei der Räder (2, 3, 4, 5) zwangsgeführt verlagerbar sind und dabei die gesamte Tragstruktur (T) gleichzeitig mittels eines Schwenkantriebs (8) des vierten Rades in die geplante Ausrichtung bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von der sich in Straßenausrichtung (SR) bewegenden Tragstruktur (T) die beiden vorlaufenden Räder (2, 3) der Bodenabstützung gegensinnig schwenkend nach außen in eine ca. 90°-Position verlagert werden, derart, dass bei Fortsetzung der Fahrbewegung mittels des Schwenkantriebs (8) die beiden bereits in 90°-Position verlagerten Räder (2, 3) weiterbewegt werden und die Tragstruktur (T) im Bereich eines der noch in Straßenausrichtung (SR) befindlichen Räder (4, 5) um eine von diesem definierte Hochachse (H) geschwenkt wird (Winkel W, W').
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die um die Hochachse (H) des einen nachlaufenden Rades (5) um 90° geschwenkte Tragstruktur (T) mit einer dabei erreichten Arbeitsausrichtung (AR) von drei Rädern (2, 3, 5) nunmehr die richtungsgeänderte Fahrbewegung fortsetzt, dabei das noch in Straßenausrichtung (SR) befindliche Rad (4) in die Arbeitsausrichtung (AR) geschwenkt werden kann und danach die vollständige Arbeitsausrichtung (AR) der beiden Bodenabstützungen erreicht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von der sich in Arbeitsausrichtung (AR) bewegenden Tragstruktur (T) zu deren Umstellung zumindest eines der beiden Räder (2, 4) um ca. 90° geschwenkt wird, bei Fortsetzung der Fahrbewegung des „unverschwenkten“ Rades 3 seinerseits eine Hochachse H" für die weitere Umstellung vorgibt, dann um diese Hochachse H" die gesamte Tragstruktur (T) bewegt wird und am Ende einer 90°-Schwenkung der Tragstruktur (T) das die Schwenk-Hochachse (H', H") bildende Rad (3) sowie das nebenliegende Rad (2) parallel ausgerichtet sind, derart, dass während einer nun aktivierbaren Fahrbewegung in Straßenausrichtung (SR) die beiden Räder (4, 5) der zweiten Bodenabstützung in die Straßenausrichtung (SR) verlagert werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von der Arbeitsausrichtung (AR) die beiden in dieser Fahrphase vorlaufenden Räder (2, 4) gleichzeitig bis in eine über 90°-Stellung nach außen verlagert werden, danach eines der beiden nachlaufenden Räder unter Bildung der System-Hochachse (H") weiterbewegt wird, dabei mittels einer Schwenkung die Tragstruktur (T) in eine 90°-Position verlagert wird und danach bei einsetzender Straßenfahrt sämtliche Räder in die Straßenausrichtung (SR) verlagert werden.
Einrichtung zur Fahrsteuerung einer landwirtschaftlichen Maschine, insbesondere eines mit verschiedenen Arbeitsaggregaten ausrüstbaren Gantry-Systems (G) gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, zur Durchführung des Verfahrens nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die insbesondere paarweise angeordneten Räder (2, 3; 4, 5) im Bereich ihrer Bodenabstützung jeweils mit zumindest einem zu einem Seitenträger (6, 7) gerichteten Stütz-Schwenk-Verbinder (9) versehen sind, der einerseits eine horizontale Drehachse (D) des jeweiligen Rades (2, 3, 4, 5) erfasst und zu dieser Radachse eine vertikale Hochachse (12) zur Schwenkverstellung des Stütz-Systems definiert.
Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Stützabstand (11) ein für das jeweilige Rad (2, 3, 4, 5) in einer Bogenlänge (BM) begrenzbarer Schwenkradius vorgebbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (2, 3, 4, 5) beim Umstellen aus einer jeweiligen Ausrichtung mittels des Schwenk-Stütz-Verbinders (9) bis zu einer eine mehr als 90°-Position vorgebenden Endposition hin schwenkverlagerbar sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich jedes Schwenk-Stütz-Verbinders (9) zumindest ein zur Steuerung der jeweiligen Umstellung nutzbarer Schwenkantrieb (8) vorgesehen ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Endposition der Räder (2, 3, 4, 5) mittels zumindest eines Gegengliedes (13) vorgebbar ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Endposition bis zu einem ortsfesten Gegenglied (13) hin gestuft oder stufenlos erreichbar ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Endposition und/oder jeweilige Zwischenpositionen bei der Umstellung automatisch einstellbar ist/sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils für die Umstellung vorgesehene Schwenkantrieb (8) einen am Seitenträger (7) gehaltenen Stellzylinder (15) aufweist und dieser andererseits im Bereich der Hochachse (23) mit einer Riegelvorrichtung (17) zusammenwirkt, derart, dass die Zylinderstange (18) bei der Umstellung in jeweils vorgebbaren Auslenkstellungen fixierbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Riegelvorrichtung (17) zumindest eine den Kopf (19) der Zylinderstange (18) erfassende und in Längsrichtung (20) zwei Anlagepositionen des Kopfes (19) vorgebende Führungsnut (21) aufweist, in die quer zur Längsrichtung (20) ein die jeweilige Anlageposition des Kopfes (19) fixierendes Sicherungsglied (22) einführbar ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der endseitig an den Seitenträgern (6, 7) gehaltenen Bodenabstützungen jeweils zumindest ein für eine Straßenfahrt aktivierbares Stützrad (23) als optional einsetzbare Komponente vorgesehen ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Stütz-Schwenk-Verbinder (9) ein wahlweise die Auflageposition (B, B') der Räder (2, 3, 4, 5) und/oder der Stützräder (23) vorgebendes Hubsystem (24) vorgesehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubsystem (24) im Bereich der Stütz-Schwenk-Verbinder (9) jeweils einen Schwingträger (25) aufweist und in dessen Bereich das jeweilige Stützrad (23) über einen Lenkhebel (26) festlegbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Schwingträger (25) einen zur Hub-Schwenk-Bewegung des Rades (2, 3, 4, 5) nutzbaren ersten Hubzylinder (26') aufweist und dieser mit zumindest einem den Lenkhebel (26) des Stützrades (23) verstellbar haltenden zweiten Hubzylinder (27) zusammenwirkt.