DE3446811C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer landwirtschaftlich nutzbaren Zug­ maschine mit über eine Anbauvorrichtung angekoppeltem Arbeitsgerät nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher angegebenen Gattung.

Es ist schon eine solche Zugmaschine mit einer hydraulischen Schwingungsdämpfer-Einrichtung aus der DE 28 56 583 A1 bekannt, bei der verhindert wird, daß bei schnellen Transportfahrten durch Fahr­ bahnunebenheiten auftretende Nick-, Hub und Wankschwingungen zu dyna­ mischen Radkräften führen, welche die statische Vorderachslast ver­ ringern und damit durch geringen Fahrbahnkontakt ein wirksames Len­ ken des Traktors stören. Es kann nun von Nachteil sein, daß diese Einrichtung zur Schwingungsdämpfung als passives System ausgebildet ist, bei dem die Dämpfungswerte begrenzt sind. Zudem baut diese passiv arbeitende Einrichtung relativ aufwendig, da zusätzliche Bau­ teile wie Hydrospeicher, Drosselventil oder hydraulische Schalt­ ventile notwendig sind.

Ferner ist aus der US-PS 35 16 498 ein Traktor mit Anbauvorrichtung zum Ankoppeln eines Arbeitsgeräts bekannt, der eine elektrohydrau­ lische Hubwerks-Regeleinrichtung aufweist. Diese Regeleinrichtung weist neben einem Lagesensor auch einen in einem Kraftregelkreis liegenden, elektrischen Sensor auf. Von Nachteil bei diesem Traktor ist, daß er keine Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen bei Transportfahrten aufweist, so daß bei schweren, an­ gekoppelten Arbeitsgeräten durch Schwingungen dynamische Radkräfte auftreten konnen, welche die statische Vorderachslast soweit ver­ ringern, daß bei fehlendem Fahrbahnkontakt die Lenkung unwirksam ge­ macht wird.

Ferner ist aus der DE 29 10 180 A1 eine elektrohydraulisch arbeiten­ de Zugkraftregeleinrichtung bei einem Traktor bekannt, bei der die Vorderachslast über einen Sensor ermittelt wird. Von Nachteil bei diesem Traktor ist, daß hier nur eine Zugkraftregelung abhängig von der Belastung der Vorderachse durchgeführt wird. Eine Einrichtung zur Schwingungsdämpfung bei Transportfahrten, insbesondere bei schweren, angebauten Arbeitsgeräten, zur Erhöhung der Lenksicherheit ist hier nicht vorgesehen.

Ferner wird gemäß einem älteren Vorschlag nach der nicht vorver­ offentlichten DE 33 46 892 A1 ein Traktor mit einem über eine Anbau­ vorrichtung angekoppeltem Anbaugerät vorgeschlagen, bei dem die Massen von Traktor und Anbaugerät schwingungstechnisch entkoppelt werden. Das Anbaugerät soll hier im Raum absolut gesehen möglichst ruhig gehalten werden, so daß bei den auftretenden Nickschwingungen des Traktors eine Entkoppelung beider Massen erreicht wird, um zu verhindern, daß vom Anbaugerät dynamische Trägheitskräfte auf den Traktor einwirken. Demnach kann das Anbaugerät auch keine dampfende Wirkung auf die Schwingungen des Traktors ausüben, so daß auch kein Resonanzsystem vorliegt, das den Nickschwingungsanteilen der dyna­ mischen Radlastschwankungen entgegenwirken könnte; das Anbaugerät kann somit nicht als Tilgermasse benützt werden.

Weiterhin ist aus der EP 00 90 971 A1 ein Radlader mit einem über eine Anbauvorrichtung angekoppelten Anbaugerät bekannt, der eine Einrichtung zur Schwingungsdämpfung des ausgehobenen Anbaugerates aufweist. Hier fehlt jedoch eine elektrohydraulische Hubwerks-Regel­ einrichtung mit einem in einem Kraftregelkreis liegenden Zug­ kraft-Sensor. Zur Steuerung der dämpfenden Bewegungen wird eine die Nickbewegungen des Fahrzeuges um eine horizontale Schwingachse er­ fassender Sensor verwendet.

Aus der Zeitschrift Fluid, April 1982, Seiten 12-17, ist ferner eine elektrohydraulische Hubwerks-Regeleinrichtung bei einem Traktor be­ kannt, bei der aber eine Einrichtung zur Schwingungsdämpfung fehlt.

Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik ist es Auf­ gabe der Erfindung, eine derartige Zugmaschine mit einem System zur Schwingungstilgung möglichst einfach so auszubilden, daß durch bessere Dämfungswerte im System der Schwingungstilgung bei hohen Transportgeschwindigkeiten eine größere Lenksicherheit der Zug­ maschine erreicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des An­ spruchs 1.

Die erfindungsgemäße landwirtschaflich nutzbare Zugmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß sie mit einem aktiven System zur Schwingungstilgung arbeitet, wobei das angebaute Arbeitsgerät als Tilgermasse zur Schwingungsdämpfung eingesetzt wird und damit bessere Dämpfungswerte erzielbar sind. Da­ durch läßt sich bei hoher Transportgeschwindigkeit eine größere Lenksicherheit der Zugmaschine erreichen. Zudem baut eine derartige Einrichtung relativ billig, da ohnedies vorhandene Baulelemente wie der Kraftsensor sowie elektrische und hydraulische Steuerungen für eine zusätzliche Funktion verwendet werden. Der Aufwand für ein ak­ tives System kann dadurch niedriger gehalten werden als bei her­ kömmlichen passiven Systemen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 ange­ gebenen Zugmaschine möglich. Eine optimale Arbeitsweise läßt sich vor allem dann erreichen, wenn gemäß Anspruch 2 in dem Regelkreis noch ein zusätzlicher Lageeinfluß verarbeitet wird. Weitere be­ sonders vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Anspruchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Traktor mit angekoppeltem Pflug und mit einer zur Schwingungsdämpfung geeigneten elektrohydraulischen Hub­ werks-Regeleinrichtung in vereinfachter Darstellung.

In der Fig. 1 ist als landwirtschaftlich nutzbare Zugma­ schine ein Traktor 10 dargestellt, an dem heckseitig über eine Anbauvorrichtung 11 als Arbeitsgerät ein Pflug 12 an­ gelenkt ist.

Die Anbauvorrichtung 11 ist in an sich bekannter Weise als Dreipunktgestänge mit Oberlenker 13 und Unterlenker 14 aus­ gebildet. Die Unterlenker 14 sind in üblicher Weise über ei­ ne Hubstange 15 und einen abgewinkelten Hubarm 16 von einem hydraulischen Kraftheber 17 betätigbar und bilden somit Teile einer elektrohydraulischen Hubwerks-Regeleinrichtung 18. Der Kraftheber 17 liegt in einem hydraulischen Kreis 19 mit Pumpe 21 und elektrohydraulischem Regelventil 22.

Das Regelventil 22 wird von einem als Regler arbeitenden elek­ trischen Steuergerät 23 angesteuert, das auch mit Mikroprozes­ sor ausgeführt sein kann. Über einen vereinfacht dargestellten Eingang 24 werden dem Steuergerät 23 die gewünschten Sollwerte eingegeben; zugleich kann über diesen Eingang 24 auch die ge­ wünschte Regelungsart wie z. B. Zugkraft-, Lage- oder Mischre­ gelung vorgegeben werden. Ferner steht das Steuergerät 23 zur Istwerteingabe mit mehreren Sensoren in Wirkverbindung. Ein Zugkraft-Sensor 25 meldet dem Steuergerät 23 proportional zur Größe der Kräfte in den Unterlenkern 14 ausgebildete Signale, während ein Lagesensor 26 von der Lage der Anbauvorrichtung 11 relativ zum Gehäuse des Traktors 10 abhängige Signale an das Steuergerät 23 liefert. Ferner erhält das Steuergerät 23 Istwerte von einem Drucksensor 27, dessen Signale abhängig sind vom hydraulischen Druck im Kraftheber 17. Schließlich steht das Steuergerät 23 auch mit einem Belastungssensor 28 in Verbindung, dessen Signale proportional sind zur jeweili­ gen Belastung der Vorderachse 29 des Traktors 10.

In das als Regler arbeitende Steuergerät 23 sind zur Schwin­ gungsdämpfung dienende Steuerungsmittel 31 integriert, denen ein zweiter Eingang 32 zugeordnet ist.

Die Wirkungsweise des Traktors 10 wird wie folgt erläutert, wobei seine Arbeitsweise im Zusammenhang mit der elektrohy­ draulischen Hubwerks-Regeleinrichtung 18 beim Pflügen als an sich bekannt vorausgesetzt wird. Entsprechend den vorhan­ denen Sensoren 25, 26, 27 und 28 kann durch entsprechende Vorgabe am ersten Eingang 24 der Traktor 10 mit Zugkraft­ regelung, mit Lageregelung mit Druckregelung oder mit Vor­ derachslast-Regelung betrieben werden, wobei auch Mischung zweier oder dreier Einflüsse möglich sind.

Für eine Transportfahrt wird der am Traktor 10 angelenkte Pflug 12 aus der gezeichneten Arbeitsstellung nach oben in eine Transportstellung ausgehoben; dies kann durch ent­ sprechende Vorgabe am zweiten Eingang 32 erfolgen. Fährt der Traktor 10 mit angehobenem Pflug 12 über Fahrbahnun­ ebenheiten, so können an ihm allein oder in Kombination Nickschwingungen, Hubschwingungen oder Wankschwingungen auftreten. Bei diesen Schwingungen verursacht der Pflug 12 infolge seiner trägen Masse Kräfte, welche über die Lenker 13, 14 auf den Traktor 10 übertragen werden. Die sich hier­ bei ergebenden Kraftänderungen bzw. Beschleunigungen können von wenigstens einem der im Kraftregelkreis liegenden Sen­ soren 25, 27, 28 gemessen werden und dem Steuergerät 23 bzw. den Steuermitteln 31 zugeführt werden. Die Steuermittel 31 verarbeiten diese Signale nun derart, daß über die Hubwerks­ regeleinrichtung 18 mit dem Kraftheber 17 der Pflug 12 aus seiner Transportstellung heraus relätiv zum Schlepper 10 so verstellt wird, daß auftretende Schwingungen getilgt werden. Durch Schwingungen verursachte dynamische Radkräfte lassen sich dabei so stark verringern, daß die statische Vorderachs­ last nicht aufgehoben wird, und somit stets ein ausreichender Fahrbahnkontakt ein wirksames Lenken des Traktors 10 ermög­ licht. Am zweiten Eingang 32 können dabei für die Schwingungs­ dämpfung zweckmäßige Parameter vorgegeben werden wie z. B. ein Dämpfungsfaktor oder der Bereich, in dem die Dämpfungseinrich­ tung wirksam ist. Zudem kann an ihm der für ein optimales Ar­ beiten der Dämpfungseinrichtung erforderliche Lageanteil ein­ gestellt werden. Dies kann so geschehen, daß entweder dem Kraftregelkreis ein Lageregelkreis unterlagert wird oder aber ein Lageinfluß beigemischt wird, wie dies bei bisherigen elek­ trohydraulischen Hubwerks-Regeleinrichtungen an sich bekannt ist.

Zum Messen der Kraftänderung infolge von Nickschwingungen und Hubschwingungen des Traktors 10 können die im Kraftre­ gelkreis liegenden Sensoren für Zugkraft (25), Druck (27) und Belastung der Vorderachse (28) jeweils für sich allein oder in Kombination verwendet werden. Zum Berücksichtigen von Wankschwingungen ist es vorteilhaft, wenn jedem Vorderrad ein Belastungssensor 28 und jedem der beiden Unterlenker 14 ein Zugkraft-Sensor 25 zugeordnet ist. Mit der elektrohy­ draulischen Hubwerks-Regeleinrichtung 18 läßt sich somit ein aktives System zur Schwingungsdämpfung erreichen, das grund­ sätzlich bessere Dämpfungswerte zuläßt als ein passives Sys­ tem. Der Traktor 10 bildet dabei über die Hubwerks-Regelein­ richtung 18 mit dem Pflug 12 ein Resonanzsystem, in dem die träge Masse des Pfluges 12 als Tilgermasse verwendet wird. Der Traktor 10 erreicht deshalb auch bei schweren Pflügen 12 und schneller Transportfahrt ein hohes Maß an Lenksicherheit.

Selbstverständlich sind an der gezeigten Ausführungsform Än­ derungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So kann das aktive System zur Schwingungsdämpfung auch bei an­ deren Zugfahrzeugen angewandt werden, die bereits eine elektro­ hydraulische Hubwerks-Regeleinrichtung mit Sensoren im Kraft­ regelkreis aufweisen und bei denen ähnliche Probleme auftreten, wie z. B. Mähdrescher, Baumaschinen usw. Anstelle des heckseiti­ gen Anbaus des Arbeitsgerätes kann auch ein frontseitiger oder ein seitlicher Anbau vorliegen. Auch kann das Arbeitsgerät über die Anbauvorrichtung fest an der Zugmaschine angebaut sein. Der Drucksensor 27 könnte vom Kraftheber 17 zu einem eventuell vorhandenen Oberlenkerzylinder verlegt werden.

Claims (4)

1. Landwirtschaftlich nutzbare Zugmaschine, insbesondere Traktor oder Baumaschinen-Fahrzeug, mit einem über eine Anbauvorrichtung angekoppeltem Arbeitsgerät und mit einer Einrichtung zur Schwin­ gungsdämpfunq, die ein den Nickschwingungsanteilen der dynamischen Radlastschwankungen entgegenwirkendes Resonanzsystem bildet, bei dem die Masse des Arbeitsgeräts als Tilgermasse wirkt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Einrichtung zur Schwingungsdämpfung (18, 31) eine elektrohydraulische Hubwerks-Regeleinrichtung (18) verwendet wird, die mindestens einen in einem Kraftregelkreis liegenden Zugkraft- Sensor (25) aufweist und daß diese Regeleinrichtung (18) Steuerungs­ mittel (31) aufweist, welche den hydraulischen Kraftheber (17) in einer für die Transportfahrt angehobenen Stellung der Anbauvorrich­ tung (11) abhängig von den Signalen des die Nickschwingungen er­ fassenden Zugkraft-Sensors (25) in einer diese Schwingungen dämpfen­ den Weise steuern.

2. Zugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Regelkreis mit dem Zugkraft-Sensor (25) ein Lageregelkreis (26) unterlagert bzw. ein Lageeinfluß beigemischt wird.

3. Zugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (31) einen Eingang (32) zur Eingabe von für die Schwingungsdämpfung kennzeichnenden Parametern aufweist.

4. Zugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie als Traktor (10) mit einem über ein Dreipunktge­ stänge (11) insbesondere heckseitig angelenkten Pflug (12) ausge­ bildet ist.