DE2418578A1

DE2418578A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung von zusatzgeraeten an zugmaschinen

Info

Publication number: DE2418578A1
Application number: DE19742418578
Authority: DE
Inventors: Geoffrey Edward Ernest Tapp
Original assignee: County Commercial Cars Ltd
Current assignee: County Commercial Cars Ltd
Priority date: 1973-04-17
Filing date: 1974-04-17
Publication date: 1974-11-14
Also published as: FR2226099A1

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von Zusatzgeräten an Zugmaschinen.

UX9 vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eins Vorrichtung zur Steuerung von Zusatzgeräten an Zugmascninan. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtungzur Steuerung der auf ein Zusatzgerät einer Zugmaschine ausgeübten Zugkraft.

t£s gibt drei Möglichkeiten, ein Zusatzgerät an einerZugmaschine anzubringen.

Ein Zusatzgerät kann von Rädern gebragen und mittels einer Zugstange hinter der Zugmaschine hergezogen warden. In diesem Fall kann der Tiefgang des Zusatzgerätes durch einen hydrau-

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lischen Zylinder gesteuert werden, der van der hydraulischen Kraftanlage auf der Zugmaschine betätigt wird.

Bei einem anderen System kann das Zusatzgerät durch eine herkömmliche Dreigliederaufhängung an einer Zugmaschine montiert sein, wobei Kraftbetätigte, z.B. hydraulische Hubeinrichtungen vorgesehen sind, durcn die das Zusatzgerät vom Boden abgehoben oder zu einer gewünschten Tiefe in den Boden gesenkt werden kann.

Bei einem weiteren System wird ein "Zusatzgerät an seiner Vordarseite teilweise unter Verwendung der unteren beiden Glieder einer dreigliedrigen Aufhängung getragen, während es an seinem hinteren Ende durch eine an dem Zusatzgerät selbst angebrachte Einrichtung getragen wird. Die Eindringtiefe des Zusatzgerätes kann dadurch gesteuert werden, daß die Vorderseite des Zusatzgerätes durch die hydraulische Kraftanlage auf der Zugmaschine angehoben wird= Eine andere oder zusätzliche Steuerung kann durch einen oder mehrere hydraulische Zylinder erzielt werden, die an dem Zusatzgerät angebracht sind unddurch die hydraulische Anlage auf der Zugmaschine angetrieben werden.

Neben der Tiefeneinstellung des Zusatzgerätes ist es ebenfalls wünschenswert, in der Lage zu sein, die Eindringtiefe des Zusatzgerätes oder Werkzeuges bei der Arbeit zu ändern. Beispielsweise kann es erforderlich sein, ein Zusatzgerät auf einer konstanten Tiefe zu halten, wenn sich dia auf das Zusatzgerät ausgeübte Zugkraft gemäß der Motorkraft der Zugmaschine ändert. In anderen Fällen, in denen dis maximale Kraft der Zugmaschine verwendet wird, kann die auf ein Zusatzgerät ausgeübte Zugkraft durch eine Einrichtung geändert werden, die von einer Füllvorrichtung betätigt wird, die die von der Zugmaschine ausgeübte Zugstangenkraft fühlt. In den Fällen, in dsnan das Zusatzgerät zumindest teilweise von einer dreigliedrigen Aufhängung getragen wird, kann die

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Fühlvorrichtung an dem vorderen Ende des oberen Gliedes oder an den vorderen Enden der unteren Glieder der dreigliedrigen Aufhängung eingesetzt sein. In jüngerer Vergangenheit ist ein System entwickelt worden, durch das die Zugstangenkraft der Zugmaschine mittels einer Drehmoment- Fühlvorrichtung gefühlt wird, die zwischen dem Getriebe und der Hinterachse der Zugmaschine eingesetzt ist.

Es ist ersichtlich, daß alle oben erwähnten Verfahren der Zugkraftsteuerung darauf beruhen, daß die Steuereinrichtung so eingestellt wird, daß sie eine bestimmte, gleichbleibende Zugstangenkraft ergibt. Dies hat den Nachteil, daß beim Heraufschalten in einen höheren Gang, wie es unter bestimmten dedingungen erforderlich sein kann, die Steuereinrichtung geändert werden muß, da die Grenzwerte des gefühlten Parameters, die für einen bestimmten Gang eingestellt sind, für den höheren Gang nicht anwendbar sind und die in dem höheren Gang zur Verfugung stehende maximale Zugkraft nicht einstellungsgemäß sein kann. Ferner kann die Steuervorrichtung in dem unteren Gang eine geeignete Empfindlichkeit, aber für den höheren Gang eine ungeeignete Empfindlichkeit haben.

üaher besteht die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe in der Schaffung einer Anlage zur Zugkraftsteuerung, die in jedem G .ig in gleichem Maß wirksam und empfindlich ist,

Ferner soll erfindungsgemäß eine Anlage zur Zugkraftsteuerung geschaffen werden, die in gleicher Weise auf ein Zusatzgerät anwendbar ist, das von einer Zugmaschine getragen, teilweise getragen oder gezogen wird.

Uie Erfindung betrifft eine Anlage zur Zugkraftsteuerung, die auf dem Drehmoment des Zugmaschinenmotors beruht,.wobei

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das Drehmoment des Motors sich erhöht, wenn die* Llrehzahl des Motors sinkt und umgekehrt. Dies setzt natürlich voraus, daiB der Motor so geregelt ist, daB er mit einer bestimmten Drehzahl läuft, die von dem Fahrer der Zugmaschine verstellbar sein kann. Wenn also das Jrehmoment erhöht wird, ruft dies eine messbare Wirkung auf die Motordrehzahl hervor, die von dem Fliehkraftregler oder jeder anderen geeigneten Drehzahlmess vorrichtung feststellbar ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung einer Zugmaschine geschaffen, die ein Zusatzgerät aufweist, das gemäß seiner Zugkraft eine Last auf die Zugmaschine ausübt, und dessen Zugkraft durch eine strömungsmittelbütätigte Einrichtung geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß Abweichungen der Motordrehzahl der Zugmaschine über bestimmte obere und untere Grenzwerte hinaus gefühlt werden und bei Feststellung derartiger Abweichungen ein Signal zu einer Ventileinrichtung zur Betätigung dsr druckmittelbetätigten Einrichtunggeschickt wird, so daß, wenn die Motordrehzahl über die obere Grenze ansteigt, die druckmittelbetätigte Einrichtung das Zusatzgerät oder Werkzeug weiter in den Boden senkt, und wenn die Motordrehzahl unter den unteren Grenzwert absinkt, die druckmittelbetätigte Einrichtung das Zusatzgerät oder Werkzeug auf eine geringere Eindringtiefe in den Boden anhebt.

Die Erfindung sieht ferner eine Steuervorrichtung für ein Zusatzgerät oder Werkzeug einer Zugmaschine vor, die eine druckmittelbetätigte Einrichtung zur Änderungder Zugkraft des Zusatzgerätes, eine Ventileinrichtung zur Steuerung der Zufuhr von Druckmittel zur Betätigung dieser Einrichtung, eine Drehzahlfüh!vorrichtung zur Feststellung von Abweichungen der Drehzahl eines Zugmaschinenrnotors über bestimmte obere und untere Grenzwerte hinaus, und Mittel umfaßt, die die ürehzahlfühlvorrichtung mit der Ventileinrichtung verbinden, wobei das Signal derart ist, daß· bei einem Ansteigen der Mator-

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drehzahl über den oberen Grenzwert hinaus die druckmittelbetätigte Einrichtung das Zusatzgerät oder Werkzeug in den Boden senkt, und wenn die Motordrehzahl unter den unteren Grenzwert absinkt, die druckmittelbetätigte Einrichtung das Werkzeug oder Zusatzgerät anhebt.

Jas Zusatzgerät kann vollständig an der Zugmaschine von einem Gestänge getragen werden, und in diesem Fall kann die druckmittelbetätigte Einrichtung ein in dem Gestänge angeordneter hydraulischer Zylinder sein. Im Falleeines nachgezogenen oder teilweise von der Zugmaschine getragenen Zusatzgerätes oder Werkzeuges, kann die druckmittelbetätigte Einrichtung ein hydraulischer Zylinder sein, der an dem Zusatzgerät oder Werkzeug sitzt.

In einer Ausführungsfarm dar Erfindung kann die Drehzahlf ühlvorrichtung Teil eines Kraf tstof f einspri.tzreglers oder ein Teil sein, das von diesem bewegt wird. Indiesem Fall kann die ürehzahlfühlvorrichtung einen Wandler umfassen, der ein elektrisches Signal zur Betätigung der Ventileinrichtung erzeugt.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Drehzahlfühlvorrichtung ein mechanisches Umdrehungszählwerk, das in bekannter Weise mit Zugmaschinenmotoren verwendet wird, und vorzugsweise umfaßt die ürehzanlfühlvorrichtung wieder einen Wandler zur Erzeugung eines elektrischen Signals zur Betätigung der Ventileinrichtung.

In einer weiteren Ausführungsforrn der Erfindung ist die ürehzahlf ühlvorrichtung ein elektronischerLJmdrehungszähler oder Tachometer.

Die von der ürehzahlfühlvorrichtung zur Verfugung stehende Energie ist normalerweise sehr klein, und es kann zweckmäßig sein, das Steuersignal mittels eines Doppelwirkungs-

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relais dsr Ventileinrichtung zu übermitteln, um ein Stromsignal von genügend hoher Energie zur Betätigung der Ventileinrichtung hervorzurufen, die vorzugsweise elektrisch betätigt wird.

Die Ventileinrichtung kann ein durch einen Elektromagneten betätigtes Ventil umfassen. ■

Vorzugsweise ist die Drehzahlfühlvorri.chtungmit einer verstellbaren Einrichtung ausgerüstet, wodurch die bestimmten oberen und unteren Grenzwerte für verschiedene Motordrehzahlen eingestellt werden können. Auf diese Weiss können der Betriebsbereich und die Empfindlichkeit der Vorrichtung verstellt werden.

Beispielsweise kann es erwünscht sein, die Clotordrehzahl auf oder um die Drehzahl für maximale Motbrkraft einzustellen, und dann die verstellbare Einrichtung so zu ändern, daß ein elektrisches Signal zum Anheben des Zusatzgerätes oder Werkzeuges an oder nahe an der Drehzahl übermittelt wird, die dem maximalen Drehmoment des Motors entspricht.

Die Erfindung schafft ferner eine Zugmaschine, die mit einer Steuervorrichtung der oben beschriebenen Art ausgerüstet ist.

Besondere Ausführungsbeispiele der Steuervorrichtungen für die Zusatzgeräte oder Werkzeuge von Zugmaschinen gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen

Figur leine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Steuerung der durch ein Zugmaschinenzusatzgerät oder -Werkzeug ausgeübten Zugkraft ist und

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Figur 2 die schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Steuerung der von einem Zugmaschinenzusatzgerät oder -Werkzeug ausgeübten Zugkraft ist.

In den Zeichnungen, in denen gleiche Teile mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind, ist schematisch eine Zugmaschine gezeigt, an der ein Zusatzgerät oder -Werkzeug durch-ein herkömmliches Gestänge befestigt ist, und die mit einer hydraulischen Anlage einschließlich eines hydraulischen Betätigungszylinders 1o zum Anheben und Senken des Zusatzgerätes 2o gegenüber dem Boden versehen ist.

Der hydraulische Zylinder 1o wird durch ein elektromagnetisch betätigtes Ventil 11 betätigt, das Teil eines Hydraulikkreises 12 bildet, der einen Vorratstank 13 und eine Pumpe 14 umfaßt, die von dem Motor 15 der Zugmaschine angetrieben wird.

Der Zugmaschinenmotor 15 ist mit einer Drehzahlfühlvorrichtung 16 ausgerüstet, die von jeder geeigneten Art sein kann, die ein elektrisches Signal erzeugt, das der Drehzahl des Motors proportional ist.

Bei der ersten Ausführuqesform der Erfindung umfaßt die Vorrichtung 16 ein bewegliches Teil des Kraftstoffeinspritzraglers 21, in diesem Beispiel das Kraftstoffschieberteil Verstellbare Grenzschalter 23 sind so an dem Regler angebracht, daß sie die Bewegungsgrenzen des Kraftstoffschieberteils 22 (und damit die oberen und unteren Grenzwerte der Motordrehzahl) bestimmen, an denen ein Signal übertragen w i rd.

In der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung 16 mit einem elektronischen Tachometer 18 verbunden, der das elektrische Signal von der Drehzahlfühlvorrichtung

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in ein mechanisches Signal umwandelt, das einen sichtbaren Zeiger betätigt, und umfaßt ferner einen Wandler, der ein elektrisches Signal zu dem Ventil 11 schickt, wenn die Motordrehzahl über bestimmte obere und untere Grenzwerte hinausgeht. Verstellbare Grsnzschalter, die an den Tachometer angebracht sind und mit der Drehzahlfühlvorrichtung verbunden sind, bestimmen die oberen und unteren Motordrehzahlen, bei denen ein Signal übermittelt wi rd.

tine elektrische Schaltung 17 verbindet die Drehzahlfühlvorrichtung 16 und das elektromagnetisch betätigte Ventil 11, das den hydraulischen Zylinder 1o betätigt, so daß das übermittelte Signal das Ventil 11 veranlaßt, den hydraulischen Zylinder 1o dahingehend zu betätigen, daß das Werkzeug oder Zusatzgerät gesenkt oder gehoben wird.

In beiden Ausführungsfarmen der Erfindung wir.d das von dem Wandler dem Ventil 11 zugeführte elektrische Signal durch ein elektrisches Relais 19 in der Schaltung17 so verstärkt, daß das Stromsignal ausreichende Energie zur Betätigung des Ventils hat.

Für den Betrieb wird der Motor der Zugmaschine so eingestellt, daß er mit einer bestimmten Drehzahl läuft, und die Schalter der Vorrichtung werden so eingestellt, daß sie die oberen und unteren Grenzwerte der Motorarehzahl einstallen, innerhalb derer sie gehalten werden soll. Der Tiefgang bzw. die Zugkraft des Zusatzgerätes oder Werkzeuges wird ebenfalls auf eins bestimmte Tiefet η dem Boden eingestellt.

Wenn das Zusatzgerät oder Werkzeug auf ein Hindernis trifft, das die auf die Zugmaschine ausgeübte Bremskraft erhöht, nimmt die Drehzahl des Motors ab. Falls die Motordrehzahl unter den unteren festgesetzten Grenzwert fällt, übermittelt

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die ürehzahlfühlvorrichtung 16 über den Stromkreis 17 und das Relais 19 ein Signal, das das Ventil 11 betätigt, um den Zylinder 1o zu veranlassen, das Werkzeug oder Zusatzgerät anzuheben, bis die Motordrehzahl wieder auf ihren gewünschten Wert ansteigt.

Wenn umgekehrt das Werkzeug oder das Zusatzgerät auf ■übermäßig geringen Widerstand trifft, nimmt die von dem Zusatzgerät auf die Zugmaschine ausgeübte Bremskraft ab, und die Motordrehzahl steigt an. Wenn die Motordrehzahl über den oberen festgesetzten Grenzwert ansteigt, bewirkt die Steuervorrichtung eine Senkung des Zusatzgerätes oder Werkzeuges, bis die Motordrehzahl auf den eingestellten Wert absinkt.

Ein Vorteil dieser Vorrichtung zur Steuerung der Zugkraft und des Tiefganges des Zugmaschinenzusatzgerätes besteht darin, daß sie leicht, einfach und wirtschaftlich ist.

Fernerkönnen die Einzelteile der Steuervorrichtung beliebig angeordnet werden, da die Teile durch hydraulische Leitungen und elektrische Drähte miteinander verbunden sind.

Nachdem anfänglichen Einstellen der Steuervorrichtung ist ferner ihre Tätigkeit zur Hebung und Senkung des Zusatzgerätes oder Werkzeuges gemäß der Motordrehzahl unabhängig von Umschaltungen des Ganges nach oben oder unten. Es ist möglich, die Steuervorrichtung so einzustellen, daß die Zugmaschine mit einer festen, gleichbleibenden Motordrehzahl läuft und damit mit einer konstanten BodengBschwindigkeit. Dies ist wünschenswert in den Fällen, in denen die Zugmaschine mit einer Drehzahl laufen soll, die einen optimalen Kraftstoffverbrauch zur Folge hat, oder mit einer Drehzahl, die ein Mindestmaß an Vibration oder Geräusch hervorruft, oder wenn die Aufrechterhaltung einer konstanten Bodengeschwindigkeit wichtig für die besondere Arbeit ist, die mit dem Zusatzgerät oder Werkzeug ausgeführt wird.

rKzeug ausgeta

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Claims

- 1α Patentansprüche

Verfahren zur Steuerung einer Zugmaschine mit einem Zusatzgerät oder Werkzeug, das auf die Zugmaschine gemäß seinem Tiefgang bzw. seiner Zugkraft eine Last ausübt, und dessen Tiefgang bzw. dessen Zugkraft durch eine strömungsmittelbetätigte Einrichtung geändert wird, die von einer Ventileinrichtung betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Abweichungen der Motordrehzahl über bestimmte obere und untere Grenzwerte hinaus gefühlt und bei Feststellung derartiger Abweichungen der Ventileinrichtung ein Signal zugeführt wird, das derart ist, daß bei einem Ansteigen der Motordrehzahl über den oberen Grenzwert hinaus die strömungsmittelbetätigte Einrichtung das Zusatzgerät oder Werkzeug weiter in den Boden absenkt, und bei Absinken der Motordrehzahl unter den unteren Grenzwert die strömungsmittelbetätigte Einrichtung das Werkzeug· oder Zusatzgerät auf eine geringere Tiefe in dem Boden anhebt.

2. Steuervorrichtung für das Zusatzgerät oder Werkzeug einer Zugmaschine, bestehend aus einer strömungsmittalbetätigten Einrichtung zur Änderung des Tiefganges oder der Zugkraft des Zusatzgerätes oder. Werkzeuges der Zugmaschine, einer Ventileinrichtung zur Steuerung der Zufuhr von Strömungsmittel zur Betätigung dieser Einrichtung, und Teile, die die Ventileinrichtung mit einer Fühlvorrichtung verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlvorrichtung eine Drehzahlfühlvorrichtung (16) ist, die dazu dient, die Abweichung der Drehzahl eines Zugmaschinenmotors (15) über bestimmte obere und untere Grenzwerte hinaus festzustellen, und daß das Signal von der Drehzahlfühlvorrichtung derart ist, daß bei einem Ansteigen der Motordrehzahl über den oberen Grenzwert die strömungsmittelbetätigte Einrichtungi1o) das Zusatzgerät oder Werkzeug (2o) weiter in den floden ssnkt* und bei einem Absinken der Motordrehzahl unter den unteren Grenzwert die strömungsmittelbetätigte Einrichtung (1o) das Werkzeug oder Zusatzgerät (2o) anhebt.

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3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei das. Werkzeug oder Zusatzgerät von einem Gestänge vollständig von der Zugmaschine getragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die stromungsmittelbetatigte Einrichtung einen hydraulischen Zylinder (1o) in dem Gestänge umfaßt.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Werkzeug durch an ihm selbst befindliche Teile getragen wird, dadurch 'gekennzeichnet, daß die stromungsmittelbetatigte Einrichtung zur Änderung des Tiefganges bzw. der Zugkraft des Werkzeuges bzw. Zusatzgerätes (2o) der Zugmaschine einen hydraulischen Zylinder (1o) umfaßt, der an dem Werkzeug bzw. Zusatzgerät selbst angebracht ist.

5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ürehzahlfühlvorrichtung (1B) ein bewegliches Teil (22) eines Kraftstoffeinspritzreglers (21) des Zugmaschinenmotors (15) oder ein davon bewegtes Teil umfaßt.

6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlfühlvorrichtung (16) einen mechanischen Umdrehungszähler umfaßt.

7. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlfühlvorrichtung (16) einen elektronischen Umdrehungszähler (18) umfaßt.

ti. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß cfe Drehzahlfühlvorrichtung (1G) mit einem Wandler und einem doppelt wirkenden Relais (19) verbunden ist, um ein elektrisches Signal zur Betätigung der elektrisch betätigten Ventileinrichtung (11) zu erzeugen.

9. Steuervorrichtung nach Anspruch ΰ, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (11) ein.elektromagnetisch betätigtes

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Ventil umfaßt.

1α. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlfühlvorrichtung (16) eine verstellbare Einrichtung (23) aufweist, durch die die bestimmten oberen und unteren Grenzwerte auf verschiedene Hotordrehzahlen eingestellt werden können.

11. Zugmaschine mit einer Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 - 1o.

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