DE1259629B - Vorrichtung zur Einsteuerung der Arbeitstiefe eines Schlepperanbaugeraetes - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

AOIb

Deutsche KL: 45 a-65/06

Nummer: 1 259 629

Aktenzeichen: M 64250 HI/45 a

Anmeldetag: 20. Februar 1965

Auslegetag: 25. Januar 1968

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einsteuerung der Arbeitstiefe eines Schlepperanbaugerätes, z. B. eines Pfluges od. dgl., bestehend aus einem in Übereinstimmung mit den Veränderungen der Arbeitstiefe des Gerätes bewegbaren Tastorgan, aus einer Hubvorrichtung zum Heben und Senken des Gerätes relativ zum Schlepper und aus einer zwischen dem Tastorgan und der Hubvorrichtung angeordneten Steuereinrichtung zur automatischen Betätigung der Hubvorrichtung in Übereinstimmung mit den Impulsen der Steuereinrichtung, welche sich aus den Veränderungen der Arbeitstiefe ergeben, wobei die Steuereinrichtung aus einem die Hubvorrichtung überwachenden Druckausgleichventil und aus einem ersten Druckübertrager besteht, der mit dem Druckausgleichventil und dem Tastorgan in Verbindung steht.

Vorrichtungen der genannten Art, bei denen das Tastorgan die Bodenoberfläche abtastet und den die Arbeitstiefe des Anbaugerätes steuernden Mechanismus betätigt, sind bereits bekannt. Eine derartige Vorrichtung ist so ausgebildet, daß das Tastorgan den Steuerschieber der das Arbeitsgerät aushebenden Hydraulikanlage beeinflußt. Mit den Steuerbewegungen des Tastorgans wird dabei unter hohem Druck stehendes Öl in den das Arbeitsgerät betätigenden Hydraulikzylinder geleitet. Die bei der automatischen Steuerung des Steuerschiebers auftretenden Öldruckstöße haben eine ruckartige Bewegung des Anbaugerätes zur Folge. Da die Stöße auch auftreten, wenn das Tastorgan über eine kurze Bodenunebenheit, z. B. über einen Stein, gleitet, arbeitet das Gerät sehr unruhig, und es lassen sich mit ihm keine ebenmäßigen und gleichmäßig tiefen Furchen ziehen.

Eine andere bekannte Vorrichtung zur Einsteuerung der Arbeitstiefe von Pflügen od. dgl. ist so aufgebaut, daß der Sperrdruck eines Überdruckventils in Arbeitsstellung des Anbaugerätes durch ein Tastorgan mit Hilfe einer über eine nockenartige Vorrichtung verschieden stark vorspannbaren Feder steuerbar ist, wobei die Schwenkbewegung des Tastorgans über einen Bowdenzug auf den Steuerhebel für die Einstellung des Überdruckventils übertragen wird. Diesen und weiteren herkömmlichen Tiefensteuervorrichtungen ist gemeinsam, daß ihre Hydraulikanordnung von dem Krafthebersystem des Schleppers Gebrauch macht. Hierdurch verliert die Vorrichtung an Empfindlichkeit für Tiefenveränderungen des Anbaugerätes und erfordert zur Betätigung hydraulischer Einrichtungen auf dem Anbaugerät starke Hochdruckleitungen zwischen dem Schlepper und dem Gerät.

Vorrichtung zur Einsteuerung der Arbeitstiefe
eines Schlepperanbaugerätes

Anmelder:

Massey-Ferguson Inc.,
Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald,
Dr.-Ing. Th. Meyer und Dr. J. F. Fues,
Patentanwälte, 5000 Köln 1, Deichmannhaus

Als Erfinder benannt:
John Arzoian,
John LyIe Shaver,
Dearborn, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 24. Februar 1964 (346608)

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung eines Niederdruck-Steuerkreislaufes eine hochwirksame und zuverlässig arbeitende Vorrichtung zur Steuerung der Arbeitstiefe eines Bodenbearbeitungsgerätes zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zusätzlich zu einem ersten Druckübertrager, der mit dem Druckausgleichsventil und dem Tastorgan in Verbindung steht, ein von Hand einstellbarer zweiter Druckübertrager vorgesehen ist, welcher entgegen dem ersten Druckübertrager auf das Druckausgleichventil wirkt. Auf diese Weise wird zusätzlich zu dem Krafthebersystem ein Niederdruck-Steuerkreislauf eingesetzt, der für Veränderungen der Arbeitstiefe des Gerätes empfänglich ist und dazu dient, das Krafthebersystem zum Heben oder Senken des Gerätes in der gewünschten Weise zu beeinflussen. Hierdurch wird die Empfindlichkeit der Tiefensteuerung verbessert, und es sind außerdem zur Verbindung der schlepperseitigen Vorrichtungsteile mit den geräteseitigen Teilen nur Niederdruckleitungen erforderlich, die auf Grund der gegenüber Hochdruckleitungen erheblich verringerten Wandstärke flexibel sein können, so daß sie

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Relativbewegungen zwischen dem Schlepper und dem greift an die Platte 116 an, und die Kolbenstangen-Anbaugerät nicht beeinträchtigen. seite des Zylinders steht über eine Öffnung 120 stän-

Zweckmäßig besteht jeder Druckübertrager aus je dig mit der Außenluft in Verbindung. Das andere

einem relativ zueinander beweglichen Kolben und Ende des Zylinders 108 ist mittels einer flexiblen Zylinder, die durch getrennte Leitungen mit dem 5 'Leitung 148 mit einem Druckausgleichventil 106 ver-Druckausgleichventil verbunden sind, um auf das- bunden.

selbe unabhängige, entgegengesetzt gerichtete Drücke Ein zweiter Druckübertrager 104 ist auf dem

zur Einwirkung zu bringen. Die Druckübertrager sind Schlepper angeordnet und besteht aus einem Zylinder

pneumatisch mittels atmosphärischer Luft wirksam. 122 und einem Kolben 124. Die Kolbenstange geht

Der Kraftheber wird von einer mit dem von den io in einen der Betätigung von Hand dienenden Griff Druckübertragern beeinflußten Druckausgleichventil 128 über. Innerhalb des Zylinders 122 ist eine Zahnin Wirkverbindung stehenden Steuereinrichtung be- stange 130 angeordnet, die mit einer Klinke 134 zutätigt. Diese besteht aus einem Kolben, der ver- sammenwirkt, um den Kolben in irgendeiner gewählschiebbar innerhalb eines Zylinders angeordnet ist, ten, von Hand einstellbaren Stellung relativ zum und ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß ein Be- 15 Zylinder zu halten. Die Kolbenstangenseite des Zyhälter mit unter konstantem Druck stehender Flüssig- linders 122 steht über eine Öffnung 136 ständig mit keit mit dem Zylinder in Verbindung steht, daß ein der Außenluft in Verbindung, während das andere Hebel den Kolben und das Steuerventil verbindet, Ende des Zylinders mittels einer biegsamen Leitung wobei das Einströmen und Ausströmen der Flüssig- 150 an das Druckausgleichventil 106 angeschloskeit zu und von dem Arbeitszylinder des Krafthebers 20 sen ist.

gesteuert wird, daß eine Auslaßöffnung mit dem Jeder Zylinder 108 und 122 weist ein Tellerventil

Zylinder in Verbindung steht und daß das den Flüs- 138, 138' auf, das der Belüftung der auf einer Seite

sigkeitsstrom durch die Öffnung des Zylinders regu- " von den Stirnflächen der Kolben 110 bzw. 124 be-

lierende Druckausgleichventil die Bewegung des KoI- grenzten Zylinderräume während des Betriebes dient,

bens entsprechend den Veränderungen der Arbeits- 25 Das Druckausgleichventil 106 besteht aus einem

stellung des Gerätes steuert. Halter 140, der an einer Stütze 142 des Schleppers 10

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der befestigt ist. Auf entgegengesetzten Seiten des Halters

Erfindung schematisch dargestellt. 140 sind Faltenbälge 144 und 146 angeordnet, die

F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht eines mit einem mit den Leitungen 148 bzw. ISO verbunden sind. Ein

Schlepper verbundenen Pfluges, wobei einige Wände 30 Rahmen 160 umgibt die beiden Faltenbälge 144, 146

teilweise weggebrochen dargestellt sind; ■ und den Halter 140 und ist mit dem freien Ende des

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der ge- jeweiligen Faltenbalges verbunden, so daß er sich

samten Übertragungs- und Steuereinrichtung. beim Ausdehnen bzw. Zusammenziehen der Falten-

An dem rückwärtigen Ende eines Schleppers 10 ist bälge relativ zum Halter 140 auf und ab bewegen

eine Dreipunkt-Anbauvorrichtung vorgesehen, die aus 35 kann. Der untere Faltenbalg 144 trägt ein Ventil 156,

zwei unteren Lenkern 18 und einem oberen Lenker das durch eine Öffnung des Rahmens 160 ragt und

22 besteht und von einem Kraftheber gehoben und mit einer Auslaßöffnung 178 einer hydraulischen

gesenkt wird, der unter der Wirkung eines Arbeits- Kolben-Zylinder-Einrichtung 158 zusammenwirkt.

Zylinders 46 (F i g. 2) steht. Die Verbindung zwischen Die Einrichtung 158 dient als Steuereinrichtung,

dem Arbeitszylinder und den unteren Lenkern erfolgt 40 die die von dem Druckausgleichventil 106 erhaltenen

mittels einer Hubwelle 26, an der mit Hubstangen 30 Impulse zur Steuerung des Steuerventils 52 überträgt,

verbundene Hubarme 24 angreifen. Die Flüssigkeits- Die Steuereinrichtung 158 weist einen in einem Zy-

zuführung zu dem Arbeitszylinder 46 wird in be- linder 162 verschiebbaren Kolben 164 auf, der von

kannter Weise durch ein Steuerventil 52 geregelt, das einer Feder nach rechts gedruckt wird (Fig. 2). Die

einen mittels einer von Hand betätigbaren Verstell- 45 Kolbenstange ist mit einem Ende eines bei 182

anordnung 74 axial verschiebbaren Kolbenschieber schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebels 180 ver-

68 aufweist. Die Bewegung des Schiebers 68 nach bunden, dessen anderes Ende an den Kolbenschieber

links (Fig. 2) bewirkt das Senken der vom Kraft- 68 des Steuerventils 52 angreift Eine Pumpe 168 för-

heber getragenen Anbauvorrichtung, und die Bewe- dert mit im wesentlichen konstantem Druck Flüssig-

gung nach rechts verursacht ihr Heben. Ein einen 50 keit aus einem Vorratsbehälter 170 in den Zylinder

Rahmen 38 und Pflugschare 42 aufweisender Pflug 162, wobei die Flüssigkeit den Kolben entgegen der

40 ist an den äußeren Enden der unteren Lenker 18 Wirkung der Feder belastet. Die Auslaßöffnung 178

und des oberen Lenkers 22 befestigt. dient dazu, Flüssigkeit aus dem Zylinder in den

An einem Hebel 94, der bei 96 an einen weiteren Behälter 170 zurückzuführen, wobei die rückzufüh-

Hebel 84 angelenkt ist, ist ein Tastorgan in Form 55 rende Menge durch das erwähnte Ventil 156 gesteuert

eines Bodenrades 98 angebracht. Der Hebel 84 ist wird.

seinerseits an einen Schlitten 76 angelenkt und wird Sobald das Ventil 156 die Auslaßöffnung 178 verdauernd von einer Feder 92 gegen einen Anschlag 90 engt hat, wird der Kolben 164 gemäß F i g. 2 nach des Schlittens gezogen. Der Schlitten selbst ist ein- links und dementsprechend der Schieber 68 nach stellbar an einen der unteren Lenker 18 angelenkt. 60 rechts bewegt, so daß die unteren Lenker 18 gehoben Eine Platte 116 wird von dem Hebel 94 getragen und werden. Wird demgegenüber die durch die Öffnung ist schwenkbar und verschiebbar mit einem Druck- 178 hindurchtretende Flüssigkeitsmenge vergrößert, übertrager 102 verbunden, der auf dem Schlitten 76 so bewegt sich der Kolben 164 unter der Federkraft angeordnet ist. nach rechts (F i g. 2), wodurch der Schieber 68 nach

Der Druckübertrager 102 ist in das in F i g. 2 ge- S5 links gleitet und das Senken der unteren Lenker 18

zeigte pneumostatische Steuersystem einbezogen und bewirkt wird.

besteht aus einem Zylinder 108, in dem ein Mem- Wenn sich während des Betriebes der Pflug 40 in

brankolben 110 verschiebbar ist. Die Kolbenstange seiner relaitv zum Schlepper 10 angehobenen Trans-

portstellung befindet, nimmt der Kolben 110 des Druckübertragers 102 auf Grund des Gewichtes des Bodenrades 98 seine unterste Stellung in dem Zylinder 108 ein. Zu Beginn zieht der Schlepperführer den Griff 128 des Druckübertragers 104 in seine höchste Stellung, drückt die beiden Tellerventile 138 von Hand nieder und gibt sie wieder frei, um die Kolbenstirnseiten der Zylinder 108 und 122 und damit auch die Faltenbälge 144 und 146 zu belüften. Sodann wird die Verstellanordnung 74 zum Verschieben der Spindel 68 nach links (F i g. 2) zwecks Senken des Pfluges in die Bodeneingriffsstellung betätigt.

Zum Einstellen der gewünschten Arbeitstiefe schiebt der Schlepperführer den Kolben 124 des Druckübertragers 104 in den Zylinder 122 hinein, damit in der Leitung 150 und im oberen Faltenbalg 146 ein vorherbestimmter Druck erzeugt wird. Die Zahnstange 130 wird durch die Klinke 134 in der gewählten Stellung arretiert. Die Zahnstange kann mit entsprechenden Teilstrichen versehen sein, die die Stellung des Kolbens 124 im Zylinder 122 mit der gewünschten Arbeitstiefe des Pfluges in Beziehung bringen.

Zu Beginn des Pflügens schiebt das Bodenrad 98 den Kolben 110 des Druckübertragers 102 so weit in den Zylinder 108, daß in dem Faltenbalg 144 ein Druck erzeugt wird, der dem Bezugsdruck im Faltenbalg 146 entspricht und den Rahmen 160 sowie das Ventil 156 so einstellt, daß der Flüssigkeitsaustritt durch die Auslaßöffnung 178 so gedrosselt wird, daß der Druck der Flüssigkeit im Zylinder 162 und die Federkraft sich ausgleichen. Hierdurch verharrt der Kolben 164 unbeweglich, und der Schieber 68 nimmt die in F i g. 2 dargestellte Position ein, durch die der Flüssigkeitsstrom zu oder von dem Arbeitszylinder 46 gesperrt wird, so daß die unteren Lenker 18 in der Stellung relativ zum Schlepper gehalten werden, in der der Pflug die gewünschte Arbeitstiefe hat.

Beginnt der Pflug tiefer als eingestellt in den Boden einzudringen, so bewegt sich der Pflugrahmen gegen den Boden, und das Bodenrad 98 schwenkt um die Gelenkverbindung 96 nach oben (F i g. 1), wodurch der Kolben 110 um ein entsprechendes Stück innerhalb des Zylinders 108 hinaufgeschoben wird. Dies bewirkt eine Erhöhung des Druckes in der Leitung 148 und im Faltenbalg 144. Die Druckdifferenz in den beiden Faltenbälgen 144 und 146 verursacht, daß der Rahmen 160 von den Bälgen nach unten verschoben wird, so daß das Ventil 146 den Austritt von Flüssigkeit aus der Auslaßöffnung 178 weiter drosselt.

Durch den sich hieraus ergebenden Druckanstieg im Zylinder 162 wird der Kolben 164 entgegen der Kraft der Feder nach links (F i g. 2) bewegt, wobei der Schieber 68 zum Heben der unteren Lenker 18 und des Pfluges nach rechts verschoben wird.

Wenn der Pflug sich hebt, sinkt das Bodenrad 98 relativ zum Rahmen nach unten und verringert den Druck im Druckübertrager 102 und in dem Faltenbalg 144, bis die Druckdifferenz zwischen den Bälgen 144 und 146 das Ventil 156 in seine Ausgangsstellung zurückführt. Der Kolben 164 wird sodann unter dem Einfluß der Feder in seine Ausgangsstellung zurückgebracht, und der Schieber 68 bewegt sich in die Lage gemäß F i g. 2. Der Pflug arbeitet dann wieder in der vorgewählten Arbeitstiefe.

Beginnt der Pflug in einer geringeren Tiefe als der durch den Bezugsdruck im Faltenbalg 146 eingestellten zu arbeiten, tritt der umgekehrte Fall ein, indem der Pflug durch Senken der unteren Lenker 18 in die gewünschte Arbeitstiefe zurückgeführt wird.

Soll nach Beendigung des Pflügens der Pflug in seine Transportstellung geschwenkt werden, so wird die Verstellanordnung 74 in der vorher erwähnten Weise betätigt, um den Schieber 68 so zu verschieben, daß dem Arbeitszylinder 46 Flüssigkeit zugeführt wird.

ίο Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß das pneumostatische System zur Steuerung des Flüssigkeitsaustritts aus der Öffnung 178 mit äußerst geringen Drücken arbeitet und daß zum Heben und Senken des Gerätes erheblich höhere Drücke und Kräfte im Arbeitszylinder 46 aufgebracht werden. Dies ist die Folge davon, daß das Druckausgleichventil 106 in Abhängigkeit von der Differenz der von den Druckübertragern 102 und 104 auf dieses übertragenen Drücke wirkt, so daß die zur Steuerung der Arbeitstiefe des Pfluges erforderlichen Druckänderungen verhältnismäßig gering sein können.

Außerdem ist es vorteilhaft, daß der auf dem Schlepper 10 befestigte Teil der Vorrichtung mit dem in der Nähe des Gerätes angeordneten Druckübertrager 102 nur durch eine flexible Niederdruckleitung 148 verbunden ist.

Zur Einstellung und Steuerung des Weges, den die Spindel 68 von ihrer neutralen in F i g. 2 gezeigten Stellung nach links zwecks Steuerung der aus dem Arbeitszylinder 46 austretenden Flüssigkeitsmenge und der hiervon abhängigen Absenkung des Gerätes zurücklegen darf, können geeignete Mittel, z. B. mit dem zweiarmigen Hebel 180 verbundene veränderliehe Anschläge, vorgesehen sein.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Einsteuerung der Arbeitstiefe eines Schlepperanbaugerätes, z. B. eines Pfluges od. dgl., bestehend aus einem in Übereinstimmung mit den Veränderungen der Arbeitstiefe des Gerätes bewegbaren Tastorgan, aus einer Hubvorrichtung zum Heben und Senken des Gerätes relativ zum Schlepper und aus einer zwischen dem Tastorgan und der Hubvorrichtung angeordneten Steuereinrichtung zur automatischen Betätigung der Hubvorrichtung in Übereinstimmung mit den Impulsen der Steuereinrichtung, welche sich aus den Veränderungen der Arbeitstiefe ergeben, wobei die Steuereinrichtung aus einem die Hubvorrichtung überwachenden Druckausgleichventil und aus einem ersten Druckübertrager besteht, der mit dem Druckausgleichventil und dem Tastorgan in Verbindung steht, gekennzeichnet durch einen von Hand einstellbaren zweiten Druckübertrager (104), welcher in entgegengesetzter Richtung wie der erste Druckübertrager (102) auf das Druckausgleichventil (106) wirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Druckübertrager (102, 104) aus je einem relativ zueinander beweglichen Kolben und Zylinder (108, 110 und 122, 124) besteht, die durch getrennte Leitungen (148, 150) mit dem Druckausgleichventil (106) verbunden sind, um auf dasselbe unabhängige, entgegen-

gesetzt gerichtete Drücke zur Einwirkung zu bringen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckübertrager (102,104) pneumatisch mittels atmosphärischer Luft wirksam sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastorgan ein mit dem Kolben (110) des ersten Druckübertragers (102), dessen Zylinder (108) mit dem Druckausgleichventil (106) in Verbindung steht, verbundenes Stützrad (98) ist.

5. Vorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (158) einen Zylinder (162) aufweist, der mit einem Vorratsbehälter (170) für im wesentlichen unter konstantem Druck befindliche Flüssigkeit sowie mit dem Druckausgleichventil (106) in Verbindung steht, und daß innerhalb des Zylinders ein federbelasteter Kolben (164) verschiebbar angeordnet ist, der über einen zweiarmigen Hebel (180) mit dem Schieber (68) des Steuerventils (52) für die Flüssigkeitszuführung

IO

zu dem Arbeitszylinder (46) des Krafthebers verbunden ist.

6. Vorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Druckübertrager (102) auf dem Gerät (40) angeordnet ist und daß der andere Druckübertrager (104) und das Druckausgleichventil (106) entfernt davon auf dem Schlepper (10) befestigt sind und daß das Druckausgleichventil (106) mittels biegsamer Leitungen mit jedem Druckübertrager (102,104) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, gekennzeichnet durch eine von Hand betätigbare Verstellanordnung (74), die den Arbeitszylinder (46) unabhängig von der Stellung der Steuereinrichtung (158) betätigt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
ao Deutsche Patentschriften Nr. 1115 978,
086 934;

USA.-Patentschriften Nr. 2 637 259, 2 518 363,
696.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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