DD239708A1 - Kombinierte hydro-mechanische ueberlastsicherung und aushebevorrichtung fuer bodenbearbeitungswerkzeuge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft die Kombination einer Ueberlastsicherung und Aushebevorrichtung fuer Bodenbearbeitungswerkzeuge aus hydraulischen und mechanischen Bauteilen. Eine bekannte Ueberlastsicherung weist ein Kniehebelsystem auf, welches den Arbeitsdruck des Werkzeuges aufnimmt und im Ueberlastfall ausknickt. Ein Hydraulikzylinder drueckt das Werkzeug mit dem vollen Arbeitsdruck sofort nach Erreichen der oberen Endlage des Werkzeuges in den Boden zurueck. Das Werkzeug bleibt in der oberen Stellung nicht stehen und erreicht diese auch nur, wenn es durch das Hindernis vollstaendig ausgehoben wird. Bei kleineren Hindernissen erreicht diese Vorrichtung nicht ihre Funktionsfaehigkeit. Die vorgeschlagene Loesung beseitigt diese Nachteile. Das Kniehebelsystem ist mit einem Kipphebel ausgeruestet, der unter Federdruck steht. Am Kipphebel ist ein kleiner Hydraulikzylinder angeschlossen, mit dessen Hilfe der Kipphebel geschwenkt werden kann. Beim Schwenken schlaegt der Kipphebel durch den Wechsel des Drehmomentes, das von der Feder erzeugt wird, um und bringt das Werkzeug von einer Endlage in die andere Endlage. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft die Kombination einer Überlastsicherung und Aushebevorrichtung für Bodenbearbeitungswerkzeuge, insbesondere Pflugkörper aus hydraulischen uhd mechanischen Bauteilen. ,

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Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind mechanische Überlastsicherungen, z. B. auf der Basis eines Kniehebelsystems entsprechend der Patentschriften US 3483930 und DRP 553666, hydraulische Überlastsicherungen entsprechend DD-WP 39070 oder kombinierte hydro mechanische Übelastsicherungen entsprechend DE-OS1908381 für nach oben schwenkbare Bodenbearbeitungswerkzeuge bekannt Das Ziel aller bekannten Vorrichtungen dieser Art ist, eine definierte, relativ hohe Auslösekraft für den Überlastfall zu entwickeln, danach eine möglichst kraftlose Schwenkphase für das Werkzeug einzufügen und anschließend, nach Überwindung des Hindernisses, eine selbsttätige und rasche Rückführung des Werkzeuges in den Boden zu bewirken. Unter den mechanischen Vorrichtungen entspricht diesen Bedingungen das Kniehebelsystem, wobei die Rückführung de? Werkzeuges durch die Kraft einer Feder bewirkt wird, die auf den Kniehebel einwirkt. Die hydraulischen Überlastsicherungcn bringen das Werkzeug zwar rasch und mit großer Kraft wieder in Arbeitsstellung, stehen aber über den ganzen Ausweichvorgang des Werkzeuges und auch während der Arbeit unter vollem hydraulischen Druck, was Probleme der Abdichtung, Leckölverluste und Funktionsstörungen hervorruft.

In der DE-OS 1908381 wird die Kombination einer mechanischen Überlastsicherung auf Kniehebelbasis mit einer hydraulischen Rückführung des Werkzeuges durch einen Hydraulikzylinder beschrieben. Bei dieser Vorrichtung, die auch bei entsprechender Schaltung vollhydraulisch ausgelegt werden kann, wird ein Hydraulikzylinder über ein Wegeventil gesteuert, welches mit mechanischen Mitteln in den Endlagen des nach oben schwenkbar gelagerten Werkzeuges geschaltet wird. Dies erfolgt derart, daß der Hydraulikzylinder nach Überwindung der Auslösekraft im Überla.stfall durcklos geschaltet bzw. mit der hydraulischen Rücklauf leitung verbunden wird und nach Erreichen der oberen Endlage des Werkzeuges wieder an die hydraulische , Druckleitung geschaltet wird, so daß das Werkzeug nach Überwindung des Hindernisses hydraulisch'in den Boden zurückgedrückt werden kann. Diese Vorrichtung hat jedoch den entscheidenden Nachteil, daß das Werkzeug stets den vollen Hub zurücklegen muß, um in der oberen Endstellung den Hydraulikzylinder an die Druckleitung zu schalten. In den meisten Fällen wird aber bei Überwindung eines Hindernisses nicht der volle Hub benötigt, so daß das Werkzeug gar nicht in die oberste Endlage gelangt. Damit ist diese Vorrichtung funktionsunfähig. Allen bekannten Vorrichtungen haftet außerdem der Nachteil an, daß sie die Werkzeuge in ihrer oberen Endlage nicht halten können, was dann wünschenswert ist, wenn beispielsweise ein Werkzeug außer Betrieb gesetzt werden soll, die Bodenfreiheit für die Transportfahrt vergrößert oder überhaupt eine Transportstellung realisiert werden soll.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Verbesserung der Funktion der Überlastsicherung und deren Nutzung als Aushebevorrichtung für dia Bodenbearbeitungswerkzeuge, als zusätzliches Mittel zur Vergrößerung der Bodenfreiheit bzw. zur Erreichung der V. Transportlage.

Wesen der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Kniehebelsystem der mechanischen Überlastsicherung mit der Einrichtung zu

versehen, die es ermöglicht, daß das Werkzeug auch bei kleinen Hindernissen seine volle Hubhöhe erreicht und in dieserausgehobenen Stellung bei Bedarf festgehalten oder wieder in die Arbeitsstellung zurückgedrückt wird.

Erfindungsgemäß wird das dadurch gelöst, daß ein Kniehebelsystem zwischen dem nach oben schwenkbaren Werkzeug und

dem Geräterahmen als Überlastsicherung angeordnet ist, dessen federbelasteter Hebel als Kipphebel ausgebildet ist, an dem ein

Hydraulikzylinder angreift und Anschläge zur Begrenzung des Schwenkbereiches des Kipphebels unter Umkehrung des von der Feder auf ihn einwirkenden Drehmomentes dem Schwenkbereich des Werkzeuges von einer Endlage in die andere Endlage

entspricht. Als Hydraulikzylinder kann sowohl ein einfach wirkender Zylinder wie auch doppelt wirkender Zylinder vorgesehensein, die mit entsprechenden schaltbaren Wegeventilen verbunden sind, die über hydraulische oder elektrische Schalteinheiteneinzeln oder in Gruppen schaltbar sind. Hierzu werden in den Ansprüchen vorteilhafte Lösungen aufgezeigt, die jedochentsprechend dem bekannten Stand der Technik für Schaltungsvorgänge an Hydrauliksystemen ergänzt und von der Erfindungerfaßt werden.

Der Kipphebel ist als Winkelhebel ausgebildet, zwischen dessen Schenkeln eine Stellvorrichtung zur Veränderung des Schenkelwinkels angeordnet ist. Die Anordnung des Winkelhebels kann so getroffen sein, daß sein mittlerer Gelenkpunkt das Kniegelenk des Kniehebelsystems

bildet, an dem der Hydraulikzylinder angreift. Der eine äußere Gelenkpunkt ist im Sinne des Kniehebelsystems am Geräterahmen

gelagert, am anderen äußeren Gelenkpunkt greift eine Druckfeder an, die sich gegen das schwenkbare Werkzeug abstützt.

Eine andere Variante der Erfindung sowie die zugehörige hydraulischen und elektrischen Steuerteile sind in den weiteren Patentansprüchen genannt. Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist, daß als Überlastsicherung das Kniehebelsystem verwendet wird, welches kurz nach Überwindung der Auslösekraft das Werkzeug ohne weitere Krafteinwirkung nach oben schwenken läßt. Der erfindungsgemäß

im Kniehebelsystem eingefügte Winkelhebei drückt dabei die Feder zusammen, wobei er gleichzeitig die Feder schwenkt, derenauf den Hebel wirkendes Drehmoment überkippt und dann entgegengesetzt gerichtet ist. Dadurch wird der Pflugkörper durch die

Feder in die obere Endlage gedrückt und gehalten. Der Moment des Überkippens kann durch die Änderung des Winkels zwischen

den Schenkeln des Winkelhebels verändert werden, so daß die entsprechende Hubhöhe des Werkzeuges eingestellt werdenkann. Anschläge begrenzen den Schwenkbereich des Kipphebels. Die Anschläge können je nach Zweckmäßigkeit an beliebiger

Stelle zwischen dem Geräterahmen und einem der schwenkbaren Teile des Kniehebelsystems bzw. des Werkzeuges angebracht Der Hydraulikzylinder wirkt allein auf den Kipp- und Winkelhebel und hat nur die Aufgabe, den Kipphebel aus der einen Endlage

gegen den Federdruck in die andere Endlage zu bringen. Dazu sind nur geringe Kräfte notwendig, die Hauptkräfte, die das

Werkzeug in den Endlagen halten, werden durch das Kniehebelsystem mit Hilfe der Feder aufgebracht. Verbindet man diese erfindungsgemäße Anordnung mit entsprechenden hydraulischen und elektrischen Schaltelementen, wie

z. B. Wegeventilen zur Umsteuerung der Hydraulikzylinder, elektrische Endschalter für die Umschaltung oder Zuschaltung der

Hydraulikzylinder, Fernbedienungseinrichtungen, die die Einzelschaltung oder Gruppenschaltung der Hydraulikzylinder

ermöglichen usw., so wird eine Überlastsicherung geschaffen, die auch zum Ausheben der Werkzeuge für die Transportstellunggeeignet ist oder einzelne Werkzeuge zur Reduzierung der Arbeitsbreite außer Betrieb setzen kann, ohne daß dazu große ,,hydraulische Kräfte aufgewendet werden müssen.

Das verringert den Konstruktions-und Kostenaufwand, erhöht die Funktionssicherheit und den Bedienkomfort der Bodenbearbeitungsgeräte gegenüber bekannten Lösungen wesentlich. Ausführungsbeispiel .

Die Erfindung soll nächstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: kombinierte Überlastsicherung mit Druckfeder

— Arbeitsstellung —

Fig. 2: kombinierte Überlastsicherung — angehoben/Transportstellung — Fig. 3: schematische Darstellung der kombinierten Überlastsicherung mit Zugfeder Fig.4: schematische Darstellung der kombinierten Überlastsicherung mit Zugfeder—ausgehoben/Transportstellung —

Das Bodenbearbeitungswerkzeug, d. h. der Pflugkörper 1 ist mit dem Grindel 2 am Geräterahmen 3 im Gelenk 4 schwenkbar gelagert. Gegen den Geräterahmen 3 ist der Pflugkörper 1 mit einem Kniehebelsystem abgestützt. Das Kniehebelsystem umfaßt den Hebel 5, der mit dem Gelenk 6 am Grindel 2 befestigt ist und den Kipphebel 7, der mit dem Gelenk 8 am Geräterahmen 3 angelenkt ist. Die Hebelarme 5 und 7 sind mit dem Kniegelenk 9 verbunden. Am Hebel 7 ist der Winkelarm 10 befestigt an dem die Druckfeder 11 angreift, die sich ihrerseits auf dem Grindel 2 im Gelenk 6 abstützt.

Der Kipphebel 7 und der Winkelarm 10 des Winkelhebels sind gegeneinander schwenkbar, aber durch Stellvorrichtung 12 zu einer starren Einheit verbunden. Mit der Stellvorrichtung 12 kann der Winkel 13 des Winkelhebels verändert werden. Am Kniegelenk 9 greift der Hydraulikzylinder 14 an, der sich gegen den Geräterahmen 3 abstützt. Die Anschläge 15 und 16

begrenzen den Schwenkbereich 17 des Kipphebels 7, der dem Schwenkbereich 18 des Pflugkörpers 1 zwischen seinen beiden

Endlagen entspricht. In der unteren Endlage, d. h. in der Arbeitsstellung (Fig. 1), nimmt das Kniehebelsystem 5,7, 9 seine Strecklage ein, in der oberen Endlage des Pflugkörpers 1, d. h. der ausgehobenen Stellung (Fig. 2), dagegen die Faltlage. Zur Steuerung des Hydraulikzylinders 14 ist ein zentrales Wegeventil 19 angeordnet, das an die Druckleitung 20 und die Rücklaufleitung 21 angeschlossen ist. Vom Wegeventil 19 führt eine hydraulische Leitung 22 zu dem Hydraulikzylinder 14, w > sie

sich über das Umschaltventil 23 auf beide Seiten des doppelt wirkenden Hydraulikzylinders 14 aufteilt.

Am Geräterahmen 3 ist in der oberen Endstellung des Pflugkörpers 1 ein elektrischer Schalter 24 angebracht, der über die

elektrische Leitung 25 das Wegeventil 19 schaltet. Das Umschaltventil 23 ist über die elektrische Leitung 26 an eine

Schalteinrichtung 27 angeschlossen, die beispielsweise im Zugtraktor angebracht sein kann. , Die Funktionsweise der kombinierten Überlastsicherung ist folgende: In Arbeitsstellung ist der Pflugkörper 1 in der unteren Endstellung, der Grindel 2 liegt auf dem Geräterahmen 3 auf. Das Kniehebelsystem 5,7,9 ist in Streckenlage und wird in dieser durch die Druckfeder 11 gehalten. Stößt der Pflugkörper 1 auf ein Hindernis 28, so wird das Kniehebelsystem 5,7,9 ausgeknickt, d. h. der Kipphebel 7 schwenkt aus

wobei die Druckfeder 11 zusammengedrückt wird. Sobald die Druckfeder 11 mit ihrer Wirkungslinie über die gedachte Liniezwischen dem Gelenk 6 am Grindel 2 und dem Gelenk 8 am Geräterahmen 3 hingeschwenkt, kehrt sich das durch die Druckfeder11 auf den Kipphebel 7 wirkende Drehmoment um und der Kippehebel 7 springt in die obere Endlage (Fig.2). Das

Kniehebelsystem 5,7,9 nimmt die Faltlage ein und hält den Pflugkörper 1 unter Wirkung der Druckfeder 11 in der oberen Endlage

fest. Der Punkt des Umschlagens des Kipphebels 7 läßt sich durch die Stellvorrichtung 12 ändern. Je größer der Winkel 13zwischen den Schenkeln 7,10 des Winkelhebels eingestellt wird, desto kurzer ist der Hubweg, den der nach oben ausweichende

Pflugkörper 1 braucht, um schlagartig in die obere, d. h. ausgehobene Endlage von der Druckfeder 11 gedrückt zu werden. Der Hydraulikzylinder 14 ist nur als Steuerhilfe vorgesehen. Er braucht lediglich den durch die Hebelverhältnisse geringen Druck

der Druckfeder 11 zu überwinden, um den Kipphebel 7 aus der oberen Endlage herauszudrücken, bis er wiederum umschlägt unddas Kniehebelsystem 5,7,9 streckt. Es sind also nur kleine Stellkräfte zu bewältigen, d. h. es genügt ein kleiner Hydraulikzylinderund geringer Öldruck.

Zur automatisch sofortigen Rückführung de·; Pflugkörpers 1 ist der Schalter 24 vorgesehen. Sobald der Grindel 2 in der oberen Endlage anschlägt, betätigt er den Schalter 24, der das Wegeventil 19 schaltet. Der Hydraulikzylinder 14 erhält Druck und schiebt

den Kipphebel? wieder zurück in Arbeitsstellung. Inzwischen ist das Hindernis 28 zu überfahren. '

Soll der Pflugkörper 1 bewußt ausgehoben werden, z. B. zum Zwecke des Transportes oder der Reduzierung der Arbeitsbreite,

wird der Schalter 24 außer Betrieb gesetzt und mit der Schalteinrichtung 27 und dem Umschaltventil 23 der Kipphebel 7 vom

Hydraulikzylinder 14 in die obere Enstellung gebracht. Eine Variante der erfindungsgemäßen Losung ist in Fig. 3 und 4 dargestellt. Statt einer Druckfeder findet hier die Zugfeder 29 Anwendung. Die Anordnung der zur Überlastsicherung gehörenden Teile kann von Fall zu Fall verschieden sein, was nicht

außerhalb der Erfindung steht. Wesentlich ist die Verwendung eines Kipphebels im Kniehebelsystem, der durch eine Federbelastet ist und durch einen Hydraulikzylinder in seine Endlagen gebracht werden kann.

Mit der erfindungsgemäßen Überlastsicherung wird eine sichere Arbeitslage und eine sichere ausgehobene Lage des Pflugkörpers 1 erreicht, wobei ein kurzer Ansprechweg bei Überlastung realisiert wird, der größte Weg des Schwenkbereichs

vom Pflugkörper jedoch von der Druckfeder unterstützt wird. Das ermöglicht ein vollständiges Ausheben und sicheres

Rückführen unabhängig von der Größe des Hindernisses bei kleinen hydraulischen Stellkräften.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   1. Kombinierte hydro-mechanische Überlastsicherung und Aushebevorrichtung für Bodenbearbeitungswerkzeuge, insbesondere Pflugkörper, mit einem federbelasteten Kniehebelsystem und einem Hydraulikzylinder zur Rückführung des Werkzeuges dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Druckfeder (11) belastete Hebel des Kniehebelsystems als Kipphebel (7) ausgebildet ist, an dem ein Hydraulikzylinder (14) angreift und Anschläge (15,16) zur Begrenzung des Schwenkbereiches (17) des Kipphebels (7) unter Umkehrung des von der Druckfeder (11 fauf ihn ausgeübten Drehmomentes dem Schwenkbereich (18) des Werkzeuges (1) von einer Endlage in die andere Endlage entspricht.
2. 2. Kombinierte Überlastsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel (7) mit dem Winkelarm (10) einen Winkelhebel bildet, zwischen dessen Schenkel eine Stellvorrichtung (12) zur Änderung des Winkels (13) angeordnet ist.
3. 3. Kombinierte Überlastsicherung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelhebel mit seinem mittleren Gelenkpunkt das Kniegelenk (9) des Kniehebelsystems bildet, der Kipphebel (7) im Gelenkpunkt (8) im Sinne des Kniehebelsystems am Geräterahmen (3) gelagert ist, am Winkelarm (10) eine Druckfeder (11) angreift, die sich ihrerseits im Gelenkpunkt (6) des Kniehebelsystems am Werkzeug (1) abstützt und der Hydraukikzylinder (14) am mittleren Gelenkpunkt des Winkelhebels angreift.
4. 4. Kombinierte Überlastsicherung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelhebel mit seinem mittleren Gelenkpunkt auf dem Geräterahmen (3) gelagert ist, einerseits am Kniegelenk (9) des Kniehebelsystems angeschlossen ist, andererseits eine Zugfeder (29) und der Hydraulikzylinder (14) angreifen, die ihrerseits am Geräterahmen (3) befestigt sind.
5. 5. Kombinierte Überlastsicherung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Schalter (24) im Wirkungsbereich der oberen Endlage der Werkzeuge (1) angeordnet sind.
6. 6. Kombinierte Überlastsicherung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der hydraulischen Leitung (22) vor dem Hydraulikzylinder (14) ein von dem Schalter (24) betätigtes elektrisch schaltbares Wegeventil (19) zum wechselseitigen Anschluß der Leitung an die Druckleitung (20) oder Rücklaufleitung (21) des Hydrauliksystems angeordnet ist.
7. 7. Kombinierte Überlastsicherung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder (14) angeordnet ist, dem jeweils ein Umschaltventil (23) zur wechselseitigen Druckbeaufschlagung zugeordnet ist.
8. 8. Kombinierte Überlastsicherung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (23) mit einer elektrischen Schalteinrichtung (27) verbunden ist, die ein einzelnes oder gemeinsames Betätigen mehrerer Umschaltventile erlaubt.