-
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine landwirtschaftliche Maschine
-
mit im Bodenbereich arbeitenden Werkzeugen gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
-
Derartige landwirtschaftliche Maschinen werden als Zusatzgeräte zu
Traktoren und anderen Fahrzeugen verwendet. Mit dem Traktor bzw. dem Fahrzeug wird
die Maschine entweder fest oder über eine Hebehydraulik z. B. mit einer üblichen
Dreipunktkupplung verbunden, mittels der die Maschine angehoben, gesenkt und gegebenenfalls
in der Horizontalen ausgerichtet werden kann.
-
Solche Maschinen sind z. B. Kreiselschwader, Kreiselzetter oder Kreiselmäher,
die als im Bodenbereich arbeitende Werkzeuge umlaufende Rechen, Gabeln oder Messer
aufweisen. Die Zusatzgeräte können im Zugbetrieb, im Seitenbetrieb, aber auch im
Frontbetrieb eingesetzt werden. Beim Frontbetrieb sind sie über eine Fronthydraulik
mit dem Traktor verbunden.
-
Insbesondere der Frontbetrieb schafft bei hügeligem Gelände Probleme
dadurch, daß der vordere Bereich der Maschine mit den dort arbeitenden Werkzeugen
relativ weit von der Vorderachse des Traktors entfernt ist. Fährt der Traktor mit
dem vorne angekoppelten Zusatzgerät auf eine ansteigende Bodenwelle -zu, so kann
es passieren, daß die im Vorderbereich der Maschine arbeitendenwerkzeuge in den
Boden schlagen. Abgesehen von der Schädigung des Bodens kann hier auch das Werkzeug
beschädigt
oder gar zerstört werden. Im Zugbetrieb und auch im Seitenbetrie
treten diese Schwierigkeiten zwar auch auf, jedoch in wesentlich geringem Ausmaß;
beim Zugbetrieb ist der Abstand zwischen dem hinteren, d.h. dem Traktor abgelegenen
äußeren Bereich des Zusatzgerätes und der Traktorachse wesentlich kleiner als beim
Frontbetrieb, beim Seitenbetrieb befindet sich in der Regel die Maschine etwa in
Höhe der Vorder- bzw. Hinterachse des Traktors, so daß hier nur seitlich gelegene
Bodenwellen stören könnten.
-
Um die genannten Bodenberührungen mit den nachteiligen Folgen zu verhindern,
muß jedesmal beim Anfahren auf eine derartige Bodenwelle die Maschine mit Hilfe
der Hebehydraulik leicht angehoben werden. Die Arbeit wird daher bei hügeligem Gelände
sehr erschwert.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen,
und eine landwirtschaftliche Maschine der eingangs ge" nannten Art so weiter zu
entwickeln, daß auch bei hügeligem Gelände solche Maschinen problemlos eingesetzt
werden können.
-
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnend Teil
des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
-
Gemäß diesen Merkmalen weist die Maschine zumindest in dem mit den
oben genannten Problemen behafteten vorderen, bzw. allge-
mein dem
Traktor abgelegenen äußeren Bereich Bodenfühler auf, mit denen der Abstand zwischen
einem festen Maschinenpunkt und der Bodenoberfläche gemessen wird. Diese Meßgröße
wird dann einer Regelungsschaltung für die Hebehydraulik zugeführt, so daß bei Erfassen
einer ansteigenden Bodenwelle die Maschine so weit angehoben wird, bis die notwendige
Bodenfreiheit wieder erreicht ist.
-
Die von den Bodenfühlern gemessene Bodenfreiheit braucht selbstverständlich
nicht kontinuierlich gemessen werden; eine Zweipunkt-Messung mit ebensolcher Regelung
ist hierzu völlig ausreichend. Als Bodenfühler können z.B. um eine horizontale Achse
schwenkbare kufenförmige Gleiter verwendet werden, die über einen Hebel mit einem
Zweipunkt-Schalter verbunden sind, der seinerseits die Hydraulik so steuert, daß
die Maschine entsprechend den betätigten Schaltpunkten angehoben bzw. abgesenkt
wird. Die als Fühlglieder dienenden Kufen können sich hierbei z.B. zwischen zwei
Begrenzungsanschlägen bewegen, die verhindern, daß die Kufen in eine Position, z.B.
beim Anheben der Maschine gebracht werden, mit der ihre Funktion beim erneuten Aufsetzen
der Maschine auf den Boden nicht mehr gewährleistet ist.
-
Gemäß der Erfindung wird demnach die mit dem Traktor über eine Hebehydraulik
verbundene Maschine automatisch angehoben und abgesenkt, so daß die Maschine ebenfalls
automatisch den je-
weiligen Bodenformationen folgt. Hierdurch wird
auch das Arbeiten in hügeligem Gelände gerade bei Frontantrieb wesentlich erleichtert.
-
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen
in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der die Erfindung in
einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert ist. In der Zeichnung
stellen dar: Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer mit einem Traktor über
eine Fronthydraulik verbundenen landwirtschaftlichen Maschine, die mit Bodenfühlern
und einer Hydraulikregelschaltung gemäß der Erfindung ausgerüstet ist; Figur 2 eine
schematische Darstellung der Bodenfühler sowie der Hydraulikregelschaltung für die
in Figur 1 gezeigte landwirtschaftliche Maschine; Figur 3 eine Aufsicht auf die
in Figur 1 dargestellte landwirtschaftliche Maschine; Figur 4 eine schematische
Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel einer landwirtschaftlichen Maschine
gemäß der Erfindung.
-
In Figur 1 ist als landwirtschaftliche Maschine ein Kreiselschwader
1 mit Hilfe einer Fronthydraulik 2 vorne an einem nur teilweise gezeigten Traktor
3 befestigt. Der Kreiselschwader 1 weist ein einziges Rechenrad 4 mit einer Antriebsnabe
5 auf, von der sechs sich horizontal erstreckende Werkzeugarme 6 abzweigen, an deren
Enden um die Längsachse der Arme drehbar die Werkzeuge, in diesem Falle Rechen 7
angeordnet sind.
-
Der Kreiselschwader ist mit einem Balken 8 an der Fronthydraulik 2
des Traktors befestigt. Die Fronthydraulik 2 ist eine übliche mittels Hydraulikzylindern
verstellbare Dreipunktkupplung mit einem oberen Lenker, der als Hubzylinder 9 ausgebildet
ist, einem von einem unteren Anlenkpunkt ausgehenden unteren Lenker 10, der mit
Hilfe eines weiteren , am oberen Anlenkpunkt 11 angelenkten Hubzylinder 12 verstellbar
ist, und einem den unteren Kupplungspunkt 13 am Ende des unteren Lenkers und den
oberen Kupplungspunkt 14 am Ende der Kolbenstange des Hydraulikzylinders 9 verbindenden
Tragarm 15.
-
Der Tragbalken 8 des Kreiselschwaders ist etwa in der Mitte dieses
Tragarmes 15 angelenkt und mit Hilfe einer Versteifungsstrebe 16, die etwa zu dem
oberen Anlenkpunkt 14 führt, in einer festen Lage in bezug zu dem Tragarm 15 gehalten.
-
Der obere Hubzylinder 9 hat zwei Hydraulikanschlüsse A und B.
-
Wird Hydraulikflüssigkeit über den Anschluß A in den Hydraulikzylinder
9 geleitet, so wird dessen Kolbenstange eingefahren: der Tragarm 15 schwingt infoigedessen
um den unteren Kupplungspunkt 13 in Figur 1 nach rechts, so daß der Kreiselschwader
1 in einer Schwenkbewegung angehoben wird. Beim Ausfahren der Kolbenstange des oberen
Hubzylinders wird der Kreiselschwader 1 entsprechend nach unten verschwenkt. Wird
in den Hydraulikanschluß C des unteren Hubzylinders 12 Druck eingeleitet, so wird
der untere Lenker 10 um den unteren Anlenkpunkt nach oben geschwenkt, so daß auch
der Kreiselschwader in einer Schwenkbewegung nach oben geführt wird. Aufgrund des
Angriffspunktes des unteren Hydraulikzylinders 12 am unteren Lenker 10 mit kurzem
Hebelarm erfolgt diese Bewegung rascher als eine Hub-bzw. Schwenkbewegung mit Hilfe
des Hubzylinders 9.
-
Am in Fahrtrichtung des Traktors 3 vorderen Ende des Kreiselschwaders
1 und auch an dessen hinterem Ende ist jeweils ein Bodenfühler 21a und 21c vorgesehen,
die je an einem vertikalen Ausleger 22 mit der Antriebsnabe 5 verbunden sind. Jeder
Bodenfühler 21 weist ein kufenförmiges Gleitstück 23 auf, das in dem in Fahrtrichtung
vorderen Ende um eine zur Fahrtrichtung senkrechte horizontale Achse 24 schwenkbar
ist. Jedes über die Bodenoberfläche 25 gleitende Kufenstück ist über eine Schaltstange
26 mit dem Schaltfinger 27 eines Zweipunktschalters 28 verbunden. Wird die Kufe
23 z.B. durch ansteigendes Gelände
nach oben gedrückt, so berührt
der Schaltfinger 27 einen oberen Schaltkontakt 29, schwenkt die Kufe, z.B. durch
ein Gefälle nach unten, so berührt schließlich nach einer gewissen Strecke der Schaltfinger
27 einen unteren Schaltkontakt 30. Die Schwenkbewegung der Kufe 23 jedes Bodenfühlers
ist nach oben durch einen Anschlag 31 begrenzt, nach unten durch eine Feder oder
ein Teleskopelement 32 in der Schaltstange 27. Die Empfindlichkeit jedes Bodenfühlers
, d.h. die Schwenkbewegung, die notwendig ist, um die beiden Schaltkontakte 29 und
30 mit dem Schaltfinger 27 zu schalten, kann dadurch verändert werden, daß die Schaltstange
26 an unterschiedlichen Punkten der Kufe 23 eingehängt wird. Hierfür sind längs
der Kufe mehrere, in diesem Falle drei Einhänglöcher 33 für die Schaltstange 26
vorgesehen.
-
In Figur 2 ist das elektrische und hydraulische Steuerungssystem zum
Anheben, Ab senken bzw. Ausrichten des Kreiselschwdders 1 im Falle von Bodenunebenheiten
dargestellt. Fährt der in Figur 1 dargestellte Traktor in Richtung auf das dort
ansteigende Gelände 34, so wird die Kufe des vorderen Bodenfühlers 21a nach oben
gedrückt und bringt den Schaltfinger 27 des zugeordneten Zweipunktschalters in Kontakt
mit dem oberen Schaltkontakt 29. Der Schaltfinger ist seinerseits mit dem einen
Pol einer Spannungsquelle, z.B. der Traktorbatterie 35 verbunden, wohingegen die
beiden Schaltkontakte 29
und 30 mit zwei Eingängen eines elektrischen
Ventilstellers 36 verbunden sind, dessen Ausgang elektrisch mit dem anderen Pol
der Traktorbatterie verbunden ist. Der Ventilsteller 36 betätig ein Mehrwegeventil
37, so z.B. einen Ventilschieber mit drei Stellungen. Über dieses Mehrwegeventil
37 wird Hydraulikflüssigkeit von einer Hydraulikpumpe 38 über Druckleitungen 39
zu den Hubzylindern 9 und 12 zugeführt. Von dem Hubzylinder 9 und 12 kommende Hydraulikflüssigkeit
wird über Rückleitungen 40 über Filter in den Sumpf zurückgeleitet.
-
Berührt z.B. der Schaltfinger des vorderen Bodenfühlers 21a den oberen
Schaltkontakt 29, so wird das zugehörige Mehrwegeventil 37 so geschaltet, daß die
Druckleitung 39 über das Ventil 37 mit dem Anschluß C des Hubzylinders 12 verbunden
wird. Dessen Kolbenstange wird daraufhin eingezogen, so daß der untere Lenker 10
nach oben geschwenkt wird und der Kreiselschwader 1 angehoben wird. Dies so lange,
bis der Kontaktfinger 27 dieses Bodenfühlers 21a von dem oberen Schaltkontakt abhebt.
-
In diesem Moment wird durch Rückstellfedern das Mehrwegeventil 37
wieder in die gezeigte Sperrstellung überführt. Wird hingegen bei abfallendem Gelände
der untere Schaltkontakt 90 von dem Schaltfinger 27 berührt, so wird das Mehrwegeventil
37 in die dritte Position geschoben, in der der Hubzylinder über den Anschluß 10
mit der Rückleitung 40 verbunden wird, so daß die Hydraulikflüssigkeit aus dem Hubzylinder
in den Sumpf zurückge-
leitet wird und der Kreiselschwader abgesenkt
wird. Bei diesem Hubzylinder 12, der mit sehr kurzem Hebelarm am unteren Lenker
10 angreift, ist lediglich ein Hydraulikanschluß verbunden. Mit dem oberen Hubzylinder
9 sind zwei Hydraulikanschlüsse A und B verbunden. Dieser Hub zylinder wird mit
Hilfe des hinteren Bodenfühlers 21c gesteuert. Berührt dessen Schaltfinger 27 den
oberen Schaltkontakt 29, so wird die Druckleitung 39 mit dem Druckanschluß A verbunden,
so daß die Kolbenstange des Hubzylinders 9 eingezogen und der Tragarm 15 um den
unteren Kupplungspunkt 13 des unteren Lenkers 10 nach rechts geschwenkt wird. Auch
hierdurch wird der Kreiselschwader angehoben, wobei jedoch diese Hebebewegung mehr
eine Ausricht- bzw. Schwenkbewegung ist. Solange der Anschluß A mit der Druckleitung
39 verbunden ist, kann über den Anschluß B die verdrängte Hydraulikflüssigkeit über
die Rückleitung 40 in den Sumpf geleitet werden. Berührt hingegen der Schaltfinger
27 dieses Bodenfühlers 21c bei abfallendem Gelände den unteren Schaltkontakt 30,
so wird das Mehrwegeventil 37' in eine Position gebracht, in der der Anschluß B
des Hubzylinders 9 mit der Druckleitung verbunden wird, die Kolbenstange daher ausgefahren
wird und der Druckanschluß A mit der Rückleitung 40 und dem Sumpf verbunden ist.
In diesem Falle wird der Kreiselschwader nach unten in einer Schwenkbewegung gesenkt.
-
Selbstverständlich könnte der untere Hubzylinder 12 auch mit
einem
Doppel-Hydraulikanschluß versehen werden, so daß dann beide Hubzylinder 9 und 12
hydraulisch in beide Richtungen gesteuert werden können.
-
In Figur 4 ist eine schematische Aufsicht wiederum auf einen Kreiselschwader
1' dargestellt, der mit einem Traktor 3' über eine Fronthydraulik 2' verbunden ist.
Der Kreiselschwader weist im Gegensatz zu dem vorher beschriebenen drei Bodenfühler
21a, 21b und 21c auf, die in den Eckpunkten eines Dreieckes angeordnet sind. Die
beiden Bodenfühler 21a und 21b sind im vorderen Arbeitsbereich des Kreiselschwaders
zu beiden Seiten der Fahrtrichtung angeordnet, während der hintere Bodenfühler 21c
an der gleichen Stelle wie derjenige beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
sitzt. Mit einer solchen Aufteilung der Bodenfühler 21 können auch Querneigungen
des Kreiselschwaders berücksichtigt werden. Der zusätzliche Bodenfühler 21b wirkt
hierbei wiederum auf den unteren Hubzylinder 12; für diesen Bodenfühler muß noch
eine zusätzliche, in Figur 1 strichpunktiert umfaßte Steuereinheit 42 mit einem
weiteren Mehrwegeventil 37 vorgesehen werden. Beide vorderen Bodenfühler 21a und
21b wirken dann in gleicher Weise auf den unteren Hubzylinder 12.
-
Im vorhergehenden ist in Verbindung mit Figur 2 nur der Automatikbetrieb
beschrieben worden. Der Kreiselschwader 1 kann
jedoch auch handgesteuert
angehoben, gesenkt und ausgerichtet werden. Hierzu ist der eine Pol der Traktorbatterie
25 mit einer Umsteuerschaltung 43 verbunden. Diese Schaltung weist einen Umschalter
44 auf, mit dem endweder Automatik- oder Handbetrieb eingestellt werden kann. Ist
der Umschalter 44 auf Handbetrieb geschaltet, so sind mit dessen Schaltkontakt parallel
zwei Taster 45 und 46 verbunden, die zur Betätigung der Mehrwegeventile 37 bzw.
37' für die beiden Hubzylinder dienen. Die Taster 45 und 46 können aus ihrer neutralen
Stellung jeweils in die Position a und b bzw. c und d geschaltet werden. Je nach
dieser Stellung werden diese Schaltkontakte mit den korrespondierenden elektrischen
Anschlüssen a und b bzw. c und d der Ventilsteller 36 verbunden. Wenn der Umschalter
44 auf Handbetrieb steht, kann durch Einstellen des Tasters 45 auf die Schaltposition
a das Mehrwegeventil 37 so bewegt werden, daß der Hubzylinder 12 den Kreiselschwader
anhebt. Durch entsprechende andere Einstellungen der Taster 45 und 46 sind die oben
für den Automatikbetrieb geschilderten ebe- und Senkbewegungen mit der Fronthydraulik
möglich.