DE3017735C2

DE3017735C2 - Unterlenker-Meßwertgeber

Info

Publication number: DE3017735C2
Application number: DE3017735A
Authority: DE
Inventors: Herbert 7990 Friedrichshafen Simon
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1980-05-09
Filing date: 1980-05-09
Publication date: 1983-12-01
Also published as: IT1142437B; DE3017735A1; GB2075325A; GB2075325B; IT8148428A0

Description

a) daß als Torsionseinrichtung ein dünnwandiges Rohr (6) innerhalb des mit öl gefüllten Gehäuses (15) konzentrisch zur Summierungswelle (7) vorgesehen ist, welche torsionsfest ausgebildet ist,

b) welches mit derselben, unter Abdichtung durch von den drehfest gehaltenen Unterlenkerkurbeln (2, 12) axial festgelegten Dichtelementen (9), mit beiden Enden Gehäuselagerbohrungen

(5) durchdringt und dort durch Gleitlager geführt ist,

c) wobei ein erstes Gleitlager zwischen dem Rohr

(6) und der Welle (7) radial unter einer drehfesten Abstützung (16) des einen Endes des Rohres (6) gegen das Gehäuse (15), sowie ein zweites Gleitlager zwischen dem Rohr (6) und dem Gehäuse (15) radial über einer drehfesten Abstützung (14) des anderen Endes des Rohres (6) gegen die Summierungswelle (7) angeordnet ist

d) und wobei die Unterlenkerkurbeln (2, 12) zur Summierungswelle (7) und zu den Gehäuselagerbohrungen (5) von demjenigen Ende aus axial durch eine stimseits dicht abschließende Verschraubung (11) festgelegt sind, an dem sich das Gleitlager des Rohres (6) im Gehäuse (15) befindet und wo auf dem Rohr (6) der in Torsionsrichtung mit begrenztem Drehwinkel verdrehbare Mitnehmer (8) gehaltert ist

2. Meßwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Torsionsrohr (6) in einer Gehäuselagerbohrung (5) mittels Kerbverzahnung (16) direkt mit der Gehäuseseitenwand verbunden ist.

3. Meßwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Torsionsrohr (6) über eine Profilverbindung (16) mit einem Abstützflansch drehfest verbunden ist, wobei der Abstützflansch seinerseits in der Gehäuselagerbohrung (5) zentriert und an der Gehäuseinnenwand befestigt ist.

4. Meßwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht drehfest mit dem Torsionsrohr (6) verbundene Ende der Summierungswelle (7) mit der entsprechenden Unterlenker-Kurbei (2) stirnseitig durch Reibschweißung verbunden ist, während das andere Ende der Summierungswelle (7) durch die Unterlenker-Kurbel (12) hindurchgeführt und mit diesem über ein Mitnehmerprofil (14) drehfest verbunden ist.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Unterlenker-Meßwertgeber zum Regeln der Arbeitstiefe (Pflugarbeit im hügeligen Gelände) bzw. des Zugkraftbedarfs (Schlepper fährt an der Leistungsgrenze) eines an einem Dreipunktgestänge angelenkten Bodenbearbeitungsgerätes, insbesondere eines Anbaupfluges, gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Unterlenker-Meßwertgeber dienen bei Ackerschleppern als Kraftmeßglieder zwischen dem Schlepper und einem von ihm gezogenen Bodenbearbeitungsgerät, wie insbesondere einem Pflug. Die von dem Meßwertgeber gemessenen Werte werden beispielsweise über ein mechanisches Gestänge mittels elektrischer oder hydraulischer Signalübertragung zum Steuern eines Regelventils verwendet Dieses steuert ein Hubwerk, das, entsprechend dem Signal des Meßwertgebers, die Eindringtiefe des Pfluges beeinflußt und dadurch die Zugkraft des Gespannes konstant hält bzw. sicherstellt daß das Arbeitsgerät den Geländeunebenheiten entsprechend ^folgt

Durch die DE-AS 28 55 544 ist ein Unterlenker-Meßwertgeber bekannt welcher aus einer Massivwelle besteht welche aus drei wesentlichen Abschnitten zusammengesetzt ist, und zwar aus einem mittleren, torsionsfesten Abschnitt und aus zwei äußeren, im Durchmesser verjüngten Wellenabschnitten, welche als Torsionsstäbe dienen. Dabei ist diese Welle derart angeordnet daß sie das Gehäuse durchdringt wobei jeweils an den aus dem Gehäuse herausragenden Enden des torsionsfesten Wellenabschnittes je eine Unterlenker-Kurbel drehfest angeordnet ist während das jeweils freie Ende der Torsionsstab-Abschnitte der Welle mit dem Gehäuse mittelbar drehfest verbunden sind. Über die beiden Unterlenker-Kurbeln wirken die Zug- bzw. Druckkräfte, erzeugt von dem Arbeitsgerät (Pflug), auf die Massivwelle derart ein, daß das durch sie erzeugte Drehmoment die beiden Torsionsabschnitte der Massivwelle tordiert und den torsionsfesten Wellenmittelabschnitt entsprechend der sich summierenden Verdrehwege dreht Dabei wird über einen auf dem Wellenmittelabschnitt angeordneten Mitnehmer der Verdrehweg mit Hilfe entsprechender Einrichtungen an eine Regeleinrichtung weitergegeben. Dieser bekannte Unterlenker-Meßwertgeber ist zwar relativ preisgünstig herstellbar, er ist jedoch durch die beiden relativ langen Torsionswellenabschnitte sehr platzaufwendig, auch wird für die drehfeste Befestigung der beiden äußeren Torsionsstabenden eine besondere, mit dem Gehäuse verbundene Lagerung benötigt. Bei nötigem Auswechseln der an der Kurbel befindlichen Dichtungselemente muß jedesmal die entsprechende Außenlagerung der Torsionsstababschnitte entfernt werden, was die Wartungsfreundlichkeit dieses bekannten Meßwertgebers herabsetzt.

Des weiteren ist durch die US-PS 37 22 598 ein Unterlenker-Meßwertgeber bekannt, der einen Torsionsstab und eine Unterlenker-Kurbeln tragende und zum Torsionsstab konzentrisch angeordnete, torsionssteife Summierungshohlwelle aufweist, welche zwischen zwei aus einem Hinterachsgehäuse herausragenden

Lagerböcken derart angeordnet sind, daß der Torsionsstab mit seinem einen Ende über eine Profilverbindung drehfest mit dem Hinterachsgehäuse verbunden ist, während er an seinem anderen Ende mit der ihn umgebenden, seinerseits drehbar in den Lagerböcken gelagerten Hohlwelle über Keilnuten drehfest verbunden ist

Es sind auch weitere Unterlenker-Meßwertgeber bekannt (u. a. beispielsweise das Triebwerk der Firma Zahnradfabrik Friedrichshafen T 6600, siehe Prospekt F 43 189/RT Ji 041-780), bei welchen die Unterlenker-Kurbeln formschlüssig auf einer torsionssteifen Hohlwelle befestigt sind. Dabei ist die Hohlwelle in dem Hinterachsgehäuse selber gelagert, durch dieses hindurchführend, wobei die Kurbeln außerhalb des Gehäuses angeordnet sind. Innerhalb der Hohlwelle ist konzentrisch zu dieser ein Torsionsstab vorgesehen, welcher an seinem einen Ende formschlüssig mit der Hohlwelle verbunden ist, während sein anderes Ende aus der Hohlwelle herausragt und durch eine Stütze formschlüssig mit dem Hinterachsgehäuse verbunden ist und dadurch das von der Hohlwelle übernommene Drehmoment federnd abstützt Die Verdrehung der Hohlwelle als Maß der in den Unterlenkern wirkenden Kräfte wird von einem mit der Hohlwelle verbundenen Hebel abgenommen und zur weiteren Signalverarbeitung geleitet Bei diesen bekannten Meßwertgebern ist die relativ lange Hohlwelle mit drei zueinander stellungsabhängigen Mitnahmeprofilen, davon ein Innenprofil, annähernd in der Mitte zwischen den beiden Außenprofilen liegend, ausgestattet, was eine se<>r aufwendige Herstellung bedeutet Des weiteren ist der Torsionsstab an seinem aus der Hohlwelle herausragenden Ende ungeschützt, bezogen auf die Umgebungseinflüsse, auch ist das Arretierteil (Stütze) außenliegend und ungeschützt angeordnet Die gewählte Anordnung des Arretierteiles ist, bezogen auf die Beanspruchung, schwer beherrschbar, auch ist eine relativ aufwendige Verschraubung notwendig. Des weiteren ist der Zugang zu den arretierteilseitigen, verschleißfreudigen Dichtelementen erschwert was sich negativ auf die Wartungsfreundlichkeit der bekannten Unterlenker-Meßwertgeber auswirkt. Bei diesen bekannten Unierlenker-Meßwertgebern (auch gemäß der obengenannten US-PS) sind die beiden Profilverbindungen (Torsionsstab-Hohl- « welle, Torsionsstab-Arretierteil) nicht ölgeschmiert, was die Gefahr der Passungsrostbildung mit sich bringt, was wiederum zu Reibverlusten und entsprechender Herabsetzung der Empfindlichkeit der Meßwertgeber führt.

Auch die mit der US-PS 32 41 620 noch bekanntge- ^o wordene Ausgestaltung mit einem Schutzrohr für einen Torsionsstab, dessen unabgedichtete Lagerzapfen aus dem Rahmen nach außen hervorstehen, löst die Probleme noch nicht

Aufgabe der Erfindung ist es somit, einen Unterlenker-Meßwertgeber anzugeben, welcher bei kompakter Bauweise eine große Betriebssicherheit aufweist, weitgehendst vor Umgebungseinflüssen (Schmutz, Nässe, Schlageinwirkung) geschützt und wartungsfreundlich ist und eine geringstmögliche Teileanzahl besitzt. Des weiteren soll die Passungsrostbildung vermieden werden und durch das Erreichen und Aufrechterhalten geringstmöglicher Reibverluste eine möglichst hohe Meßgenauigkeit erreicht werden, welche auch gegen Verstellen durch unbefugten willkürlichen Eingriff wirkungsvoll geschützt bleibt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einem Unterlenker-Meßwertgeber mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst

Der Unterlenker-Meßwertgeber nach der Erfindung besteht dabei aus einem Torsionsrohr, welches konzentrisch zu einer torsionsfesten Summierungswelle angeordnet ist wobei das Torsionsroiir an seinem einen Ende mit der Summierungswelle und an seinem anderen Ende mit dem Hinterachsgehäuse drehfest verbunden ist Torsionsrohr und Summierungswelle sind dabei im Innern des Gehäuses angeordnet und ragen in entsprechend gegenüberliegende Gebäuselagerbohrungen hinein bzw. durch diese hindurch, wobei an den beiden Enden der längeren Summierungswelle je eine Unterlenker-Kurbel drehfest angeordnet ist, wobei die Lagerung der Welle über zwischen Unterlenker-Kurbel und Gehäuselagerbohrung befindliche, reibarme Gleitlager vorgenommen wird. Durch diese Anordnung wird eine direkte Lagerung des Torsionsrohres in der Gehäuselagerbohrung und damit unerwünschte Reibverluste und entsprechende Abrieb-Verschleißerscheinungen vermieden. Die Anordnung des Torsionsrohres innerhalb des mit öl gefüllten Gehäuses ermöglicht eine sehr gute Schmierung der Kontaktflächen, beispielsweise zwischen Summierungswelle und Torsionsrohr, so daß keinerlei die Meßwerte beeinflussende Reibverluste auftreten können und auch eine mögliche Passungsrostbildung durch die gute Ölschmierung der Profile des Meßwertgebers nach der Erfindung vermieden wird.

Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist das Torsionsrohr über eine Kerbverzahnung in der Gehäuselagerbohrung direkt mit der Gehäuseseitenwand verbunden. Des weiteren kann erfindungsgemäß das Torsionsrohr über eine Profilverbindung mit einem Abstützflansch drehfest verbunden sein, wobei der Flansch seinerseits in der Gehäuselagerbohrung der Seitenwand zentriert und in bekannter Weise über Stifte oder Schrauben, je nach Einbaumöglichkeit, an der Gehäuseinnenwand oder an der Gehäuseseitenwand befestigt sein kann.

Dabei ist es gemäß einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgedankens besonders vorteilhaft, daß das nicht mit dem Torsionsrohr verbundene Ende der Summierungswelle mit der entsprechenden Unterlenker-Kurbel stirnseitig durch Reibschweißung verbunden ist, während das andere Ende der Summierungswelle mit der zweiten Kurbel, in an sich bekannter Weise, durch ein Mitnehmerprofil drehfest verbunden ist. Die Reibschweißung des einen Wellenendes mit der ersten Kurbel bringt den Vorteil, daß eine Reihe von Elementen, wie Dichtelement, Mutterverschraubung und Schraubensicherung als auch aufwendige Bearbeitungsvorgänge, zur Herstellung der Profilverbindung eingespart wird, was einerseits eine Teileeinsparung und andererseits die Verbindung von Einzelteilen zu Baugruppen uik! damit einen montage- und kostenfreundlichen Aufbau ermöglicht.

Ein Ausführungsbeispiel des Unterlenker-Meßwertgebers nach der Erfindung wird im folgenden in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.

Der in der Zeichnung in einem axialen Schnitt schematisch dargestellte Unterlenker-Meßwertgeber 1 besteht im wesentlichen aus einer torsionsfesten Summierungswelle 7, welche in einem Gehäuse 15 dera^rt angeordnet ist, daß sie durch entsprechende Gehäuselagerbohrungen 5, in Gehäuseseitenwänden 4 hindurchgehend, nach außen zumindestens an der einen Seite herausragt. Mit dem einen, linken Ende der Welle ist eine Unterlenker-Kurbel 2, in welche ein Unterlenker 3 eingreift, durch Reibschweißung stirnseitig fest

verbunden, während an dem anderen rechten Weiienende ein Profil 14 vorgesehen ist, über welches eine weitere Unterlenker-Kurbel 12, an welcher ein Unterlenker 13 eingreift, angeschlossen ist. Die Unterlenker-Kurbel 12 ist an einem axialen Nachaußenverschieben über eine Verschraubung 11 gehindert. An dem nach innen weisenden Ende der Kurbeln 2 und 12 ist jeweils ein Dichtelement 9 vorgesehen, während zwischen der Kurbel 12 und Welle 7 ein Dichtelement 10 angeordnet ist, wodurch eine sichere Abdichtung der Einrichtung erreicht wird. Konzentrisch zu der Summierungswelle 7 ist ein relativ dünnwandiges Torsionsrohr 6 derart angeordnet, daß dessen verstärkte Enden, sich radial abstützend, in die jeweiligen Gehäuselagerbohrungen 5 hineinragen, wobei das linke Ende des Torsionsrohres eine Außenkerbverzahnung 16 aufweist, mit weicher sie in eine entsprechende Verzahnung der entsprechenden linken Gehäuselagerbohrung 5 eingreift. Am rechten Ende des Torsionsrohres 6 ist eine Innenprofilierung vorgesehen, welche in das entsprechende Profil der Summierungswelle 7 eingreift, wodurch die beiden Teile dreihfest miteinander verbunden werden. Des weiteren ist am rechten Ende, nahe der rechten Gehäuselagerbchrung 5, ein Mitnehmer 8 in Form eines aufgeschrumpften Ringes o.a. mit Mitnehmerstift oder dergleichen vorgesehen.

Der Unterlenker-Meßwertgeber nach der Erfindung arbeitet folgendermaßen:

Die beim Einsatz der Arbeitsgeräte erzeugten Zugbzw. Druckkräfte greifen über die Unterlenker 3 bzw. 13 an den Unterlenker-Kurbeln 2 bzw. 12, ein Drehmoment verursachend, an, welches die Summierungswelle 7 um ihre Achse dreht. Bei dieser Drehbewegung wird das rechte, mit der Summierungswelle 7 drehfest verbundene Ende des Torsionsrohres 6 um den gleichen Betrag mitgedreht, wodurch das Torsionsrohr, welches an seinem linken Ende durch die Kerbverzahnung 16 drehfest in der Gehäuselagerbohrung 5 gehalten wird, entgegen der Federkraft des Torsionsrohres 6 verdreht wird. Dabei wird der Mitnehmer 8 die gleiche Drehbewegung mitmachen und über entsprechende Einrichtungen Signale an die Regeleinrichtung übermitteln, die ihrerseits die Pflugtiefe entsprechend regelt.

Bezugszeichen-Liste

1 Unterlenker-Meßwertgeber

2 Unierienker-Kurbei

3 Unterlenker

4 Gehäuseseitenwand

5 Gehäuselagerbohrung
6 Torsionsrohr

7 Summierungswelle

8 Mitnehmer

9 Dichtungselement

10 Dichtungselement

11 Verschraubung

12 Unterlenker-Kurbel

13 Unterlenker

14 Profil

15 Gehäuse

16 Kerbverzahnung

25

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Unterlenker-Meßwertgeber zum Regeln der Arbeitstiefe bzw. des Zugkraftbedarfs eines an einem Dreipunktgestänge angelenkten Bodenbearbeitungsgerätes, insbesondere eines Anbaupfluges, wobei zur Erzielung einer nahezu konstant bleibenden Arbeitstiefe Änderungen der Zugkraftwerte über einen Unterlenker-Meßwertgeber erfaßt und auf eine Regeleinrichtung eines Krafthebers weiter- ₎₀ geleitet werden, wobei die an Unterlenker-Kurbeln ansetzenden Kräfte über eine verdrebsteife Summierungswelle aufaddiert werden und gegen eine sich an einem Getriebegehäuse abstützende Torsionseinrichtung wirken, wobei die Summierungs- ₎₅ welle innerhalb des Gehäuses derart angeordnet ist, daß ihre beiden Enden durch die Gehäuseseitenwände herausragen und jeweils eine Unterlenker-Kurbel dreh- und verschiebfest tragen, und wobei schließlich ein verdrehbarer Mitnehmer vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet,