DE2150298A1 - Automatische Lenkvorrichtung fuer Landmaschinen - Google Patents

Description

Dipl.-INQ. WILFRID RAECK PATENTANWALT

7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 244003

7. Oktober 1971 / k - S

CLAYSON N. V.., B-8210 Zedelgem, Belgien

Automatische Lenkvorrichtung für Landmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Lenkung von landwirtschaftlichen Maschinen, insbesondere Mähdreschern, mit dem Ziel, die Handsteuerung zu bestimmten Zeitpunkten aufgeben und die Maschine automatisch steuern zu können, damit der Fahrer den Betriebsablauf der Maschine besser überwachen und während dessen evtl. notwendige Einstellungen oder NachJustierungen vornehmen kann.

Es sind automatische Lenkungen für Landmaschinen bekannt, die jedoch vollständig hydraulisch arbeiten. Aufgrund des hydraulischen Betriebes der Automatik entsteht bereits an sich der Nachteil eines komplizierten Aufbaues, in dem verschiedene zusätzliche hydraulische Steuerventile notwendig sind, womit die Vorrichtung einerseits teuer und andererseits das Hydrauliksystem in einem Mähdrescher oder einer anderen Landmaschine einen beträchtlichen Ausdehnungsbereich erhält und dort auch, verlegt werden muß.

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Bei nachträglichem Einbau ist einer hydraulischen Lenkautomatik als weiterer Nachteil zuzurechnen, daß das bereits vorhandene Hydrauliksystem mit der Servolenkung meist schon ausgelastet ist und bei einem Mähdrescher durch Anpassung an eine automatische Lenkung überlastet würde bzw. nur mit großem Aufwand betriebssicher zu machen wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Lenkvorrichtung für eine Landmaschine anzügeben, bei der sämtliche Bauteile, die zur Handlenkung der Maschine vorhanden sind, beibehalten werden können, und bei der die erforderlichen zusätzlichen Bauelemente einfacher Bauart und billig sind und sich leicht auf bestehenden Maschinen anbringen lassen, ohne daß diese in nennenswertem Umfang umgebaut werden müssen. In Abhängigkeit von dem Bedarf und den Wünschen des Käufers kann somit eine Landmaschine entweder mit einer herkömmlichen Handlenkung oder mit einer kombinierten, von Hand und/oder automatisch betätigten Lenkvorrichtung ausgestattet werden.

In Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich eine automatische Lenkvorrichtung für landwirtschaftliche Maschinen, insbesondere Mähdrescher, erfindungsgemäß aus durch einen ersten elektrischen Positionsanzeiger, der einem Taster zugeordnet ist, und einen zweiten elektrischen Positionsanzeiger, der mit einem bewegliehen Bauteil der Lenkeinrichtung verbunden ist, einen Stellmotor zur Steuerung der Lenkeinrichtung, und durch eine elektronische Servo-Schaltung, die den Stellmotor derart steuert, daß die Stellung des zweiten Positionsanzeigers mit der des ersten Positionsanzeigers in Übereinstimmung gebracht wird.

Die aufgrund des erfindungsgemäßen Vorschlages insbesondere bei Mähdreschern erzielten Vorteile sind mannigfaltig und bestehen darin, daß die automatische Lenkung sehr genau und stabil arbeitet und in asymptotischer Regelung jede Abweichung der Maschine von der erforderlichen Fahrstellung selbsttätig korrigiert. Die Vorrichtung ist äußerst einfach und läßt sich ohne Änderungen

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des bestehenden Jjenksystems durch Zusatz einiger Bauelemente realisieren. Die Vorrichtung ist auch billig, da die verwendeten Bauelemente entweder handelsüblich sind oder sich einfach herstellen lassen. Die automatische Steuerung wirkt direkt auf das bereits vorhandene hydraulische Steuerventil (z.B. Rotationsschieber) und auf die Lenksäule der Maschine ein, so daß der Übergang von Handlenkung auf automatische Lenkung und umgekehrt ebenfalls auf einfache Weise vor sich geht.

Durch Verwendung einer elektronischen Schalteinheit wird eine große Empfindlichkeit der Vorrichtung erzielt. Die Wirkungsweise der automatischen Lenkung kann unterbrochen und zu jedem beliebigen Zeitpunkt durch die herkömmliche Handlenkung ersetzt werden. Bei einer Ausf fihrungsform der Erfindung hat die Handsteuerung stets den Vorrang vor der automatischen Steuerung, so daß das überwechseln von der automatischen zur manuellen Lenkung oder umgekehrt besonders einfach von statten geht.

Auf diese Weise erhöht sich die Leistungsfähigkeit der Maschine, weil der Fahrer mehr Zelt darauf verwenden kann, die verschiedenen Vorrichtungen auf der Maschine während ihres Betriebes zu überwachen und in das jeweils optimale Betriebsverhalten nachzujustieren. Darüber hinaus werden die Arbeltsbedingungen des Fahrers beträchtlich verbessert, da er nunmehr von der zeitbeanspruchenden Lenktätigkeit für bisher bekannte Erntemaschinen weitgehend befreit ist, so daß auch der ErmUdungsfaktor beträchtlich verringert wird.

Sämtliche bei einer Handlenkung verwendeten Bauteile werden auch bei der automatischen Lenkvorrichtung eingesetzt, so daß das Überwechseln von automatischer zur handbetriebenen Lenkung sehr einfach wird, umso mehr, als jede Stellung der Lenkräder stets einer bestimmten Stellung der Lenksäule entspricht, unabhängig davon, ob die Maschine automatisch oder von Hand gelenkt wird.

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Der gesamte Aufbau der automatischen Lenkvorrichtung besitzt ein sehr geringes Gewicht, während die Empfindlichkeit bzw. das Ansprechverhalten der verschiedenen Bauteile, insbesondere des eigentlichen Abfühlgliedes oder Tasters selbst sehr hoch ist.

Unter einem elektrischen Positionsanzeiger ist im Sinne der Erfindung ein mechanisch-elektrischer Wandler zu verstehen, der ein elektrisches Signal abgibt, von dem wenigstens die Änderung einer seiner kennzeichnenden Größen der Änderung der Stellung eines an den Wandler angeschlossenen AbfUhIgliedes entspricht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger AusfUhrungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Darin zeigen

Fig. 1 einen Mähdrescher mit einer automatischen Lenkvorrichtung

nach der Erfindung in schematlscher Seitenansicht, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Mähdrescher nach Fig. 1, Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 an der

Stelle F3 gezeigten Teils des Mähdreschers, Fig. k eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 3, Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht der in Fig. 1 mit dem Pfeil F5 be ze i chne te η A nordnung,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 5> Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 in der mit

F7 bezeichneten Umrandung,
Fig. 8 und 9 Schnitte nach der Linie VIII-VIH bzw;. IX-DC in Fig. -7,

Fig.10. eine andere Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 7/ Fig.11 ein Schaltbild einer elektronischen Verstärkerschaltung

für eine automatische Lenkung nach der Erfindung und Fig. 12 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung.

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Entsprechend Fig. 1 und 2 ist vorn an einem Mähdrescher eine Mähvorrichtung 1 aufgehängt, an die sich ein Schrägaufzug 2 anschließt, und auf der eine Aufnehmerhaspel 3 gelagert ist. Mit Hilfe der Mähvorrichtung 1, die an ihrer Vorderseite mit einem Mähwerk ausgestattet ist, wird das stehende Erntegut geschnitten und geborgen. Die Mähvorrichtung umfaßt einen im wesentlichen wannenförmigen Rahmen mit senkrechten Seitenwänden 4, 5, an denen Halmteiler ij, 7 an der Stelle 8 schwenkbar angelenkt sind. Die Halmteiler erstrecken sich vom Rahmen der Mähvorrichtung aus nach vorn und gleiten beim Betrieb des Mähdreschers mit einer Platte 9 über den Böden. Die Aufgabe der Halmteiler besteht darin, liegende Halme, die aus dem Feld des stehenden Ernte gutes herausgefallen sind, so zu f Uhren, daß auch diese von der Mähvorrichtung erfaßt und aufgenommen werden. Darüber hinaus trennen die Halmteiler den Streifen des stehenden Erntegutes ab, der aus dem noch stehenden Halmfeld abgeschnitten werden soll.

Falls am Mähdrescher keine Halmteiler vorgeadien sind, wird deren Aufgabe von den Seitenplatten 4, 5 des wannenförmigen Rahmens übernommen. Somit sind entweder die Halmteiler 6, 7 oder, wenn diese fehlen, die vorderen Enden der Rahmenseitenwände 4, 5 die am weitesten nach vorn ragenden Bauteile des Mähdreschers. Bei den nachfolgend beschriebenen AusfUhrungsformen der Erfindung ist Jedoch angenommen, daß der Mähdrescher stets mit Halmteilern 6, 7 ausgestattet ist, obwohl dies nicht zwingend ist.

Auf einem dar Halmteiler, Im vorliegenden Fell dem Halmteiler 6, der sich normalerweise am Rand des nach dem Jeweiligen Schnitt noch stehen bleibenden Halmfeldes entlang bewegt, ist ein FUhI-gerät 10 angeordnet, das einen nach vorn ragenden Taster 11 umfaßt, dessen Form entsprechend Fig. 1 bis 4 sorgfältig ausgeführt ist. Der Taster 11 ist an einer im wesentlichen senkrechten Welle 12 befestigt, die durch die Oberseite 13 des Torpedobleches hindurch geführt und in einem Gehäuse 14 unterhalb dieses Abdeckbleches gelagert ist, wobei das Gehäuse 14 soweit wie möglich zur Spitze 15 des Halmteilers hin angeordnet wird.

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Auf der Welle 12 ist ein Arm .16 befestigt, der iiber einen Zapfen 17 gelenkig mit einem Arm 18 verbunden ist. Um den Armen l6 und 18 eine Winkelbewegung zu ermöglichen, erstreckt sich der Zapfen 17 durch einen Schlitz 19, der in einem der Arme 16 oder l8 vorgesehen ist. Der Arm l8 mit der Welle eines elektrischen Positionsanzeigers, z.B. eines Drehpotentiometers. 20, verbunden, der im Gehäuse l4 befestigt ist. Um eine gewisse Nachstellung, insbesondere Nullpunkts-Justierung zu ermöglichen, ist das Potentiometer 20 im Gehäuse so befestigt, daß es nach Lösen seiner Befestigungsschraube als ganzes verstellt werden ^ kann. Das LÜRgenverhältnis zwischen den Armen 16 und 18 ist so

gewählt oder auch einstellbar, um die Größe des Verstellwinkels des Positionsanzeigers in Abhängigkeit von der Winkel ve rs teilung des Tasters 11, d.h. das gegenseitige Abhängigkeitsverhältnis ändern zu können.

Auf der Welle 12 jfeb noch ein Arm 21 befestigt, an dessen freiem Ende eine Feder 22 angreift. Das andere Ende der Feder ist entsprechend Fig. 3 und k an einen inneren Vorsprung im Gehäuse 14 eingehängt. Der Arm 21 steht in der Richtung von der Welle 12 ab, daß die Feder 22 den Taster 11 stets in Richtung auf den Rand des noch stehenden Halmfeldes und somit das Potentiometer bzw. seinen Schleifkontakt in einem Drehsinn gegen seine Endabgriff- W stellung zu bewegen sucht.

Entsprechend Fig. 1, 5 und 6 ist am Achsschenkel 23 (oder einem anderen gleichwirkenden, an der Lenkbewegung beteiligten Bauteil) eines der lenkbaren Räder 24 ein Arm 25 befestigt, der mittels einer Stange 26 sowie zapfen 27, 28 an den Stellarm eines zweiten elektrischen Positionsanzeigers, beispielsweise eines Potentlo··; meters 29 gelenkig angeschlossen 1st. Auch das Potentiometer 29/ ist an einem Tragteil oder einem Gehäuse 30 befestigt, das seinerseits auf Achse 30. befestigt ist, wobei das Potentiometer:^-; zUglich des Gehäuses zu Jus tie rungs zwecke η oder zur Nullpunktsjeinstellung nach Lösen seiner Halterung verstellbar ist* Auf _;.

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diese Weise entspricht jeder Stellung des lenkbaren Rades 24 eine bestimmte Winkelstellung des Potentiometers 29.

Beide Potentiometer 20 und 29 bilden einen Teil einer elektrischen Servo-Sohaitvorrichtung, die einen elektronischen Teil sowie einen elektrischen Oleichstrommotor 32 umfaßt. Der Gleichstrommotor 32 ist entsprechend Fig. 1 an der Vorderseite der Fahrerplattform befestigt, beispielsweise auf einer Konsole (Fig. 7) an der Abdeckung 34 der Leitspindel 39, Der Motor 52 ist über ein Untersetzungsgetriebe, bestehend aus Schnecke und Schneckenrad, ein daran angeschlossenes Kettenrad 36, eine Kette und ein weiteres Kettenrad 38 mit der Lenksplndel 39 gekuppelt. Das Kettenrad 38 sitzt auf einer Buchse 4o, die auf der Lenksäule 59 frei drehbar und gegen eine Axialbewegung durch Klemmringe 4l, 42 gesichert ist. Die Buchse 4o besitzt einen Außenbund 43, in dem mehrere Axialbohrungen 44 vorgesehen sind.

Oberhalb der Buchse 4o befindet sich auf der Lenkspindel 39 eine zweite Buchse 45, die mit zwei oder mehreren Stiften 46 versehen ist, welche in die Bohrungen 44 der Buchse 4o eingreifen, Das obere Ende der Buchse 45 besitzt einen Außenbund 4? mit einer darin untergebrachten Umfangsnut 48, in die zwei diametral angeordnete zapfen 49, 50 eingreifen. Die Zapfen 49, 50 sind gemäß Fig. 8 bis 10 an Armen 5I, 52 befestigt, die auf einer gemeinsamen Welle 53 sitzen. Die Welle 53 ist in an der Innenwand der Lenkspinde!abdeckung 34 befestigten Tragteilen gelagert und trägt an einem seitlich aus der Abdeckung herausragenden Ende einen als Handgriff oder Pedal ausgebildeten Hebel 54, der sieh in der Reichweite des Fahrers befindet. Die Buchse 45 enthält ferner zwei diametral gegenüber liegende Längssohlttze 55, durch die ein in der Lenksäule 39 befestigter Querzapfen 56 hindurchragt .

Durch Verschwenken des Hebels 54 werden die Buchse 45 in Axialdichtung auf der Lenkspindel 39 bewegt und somit auch die an dieser Buchse befestigten Stifte 46 in oder außer Eingriff mit der

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Buchse 4θ gebracht, so daß die Lenkspindel 59 entweder von Hand oder bei Eingriff der Stifte 46 in die Bohrungen 44 im Bund der unteren Buchse 40 über den Efektromotor 32 gedreht und damit die Räder 24 gelenkt werden können.

Das untere Ende der Lenfcspindel 39 ist mit einem bei Servo-Lenksystemen Üblichen Steuerschieber des auf dem Mähdrescher vorgesehenen Hydrauliksystems verbunden, Steuerschieber dieser Art sind bekannt und brauchen deshalb hier nicht näher beschrieben zu werden. Unabhängig davon, ob die verstellung der Lenkspindel automatisch oder von Hand erfolgt, übernimmt der Steuerschieber die Ölversorgung des den lenkbaren Rädern 24 zugeordneten Lenkzylinders.

Fig. 10 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, um den Motor 32 mit der Lenkspindel zu kuppeln, bei der die automatische Lenkung selbsttätig unterbricht, sobald das Lenkrad 57 von Hand verdreht wird. Zu diesem Zweck enthält die Buchse 40 in ihrer oberen Stirnfläche zwei Vertiefungen 58, die mit auf der oberen Buchse 45 vorgesehenen Vorsprüngen 59 zusammenwirken. An den Zapfen 49, 50 liegt je eine Fangschale 60 an, die mit Stangen 6l verbunden sind. Die Stangen sind durch eine öffnung 62 in der Abdeckung der Lenkßpindei hindurchgeführt, wobei zwischen jeder auf die an der Schaltgabel 51, 52, 53 sitzenden Zapfen 50 bzw. 49 elnwirkenden Fangschale 60 und der Abdeckung ist eine die stange umgebende Feder gespannt.

Die öffnung 62 im Lenkspindelgehäuse befindet sich-etwas oberhalb der untersten Stellung der Zapfen 49, 50, bei, der die Buchsen 40 und 45 miteinander in Eingriff stehen. Die Federn 63 drücken auf diese Weise die Vorsprünge 59 in die Vertiefungen Der dabei ausgeübte Druck reicht aus, um den Kupplungseingriff aufrechtzuerhalten, wenn die Lenkspindel 39 vom Motor 32 aus angetrieben wird.

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Wird dagegen die Lenkspindel 39 vom Hand lenkrad 97 betätigt, so wirkt das Schneckenrad-Untersetzungsgetriebe7zwischen Motor 32 und Kupplung 58, 59 als großer Widerstand, so daß die Buchse 45 nach oben ausweicht, wenn die Vorsprünge 59 aufgrund ihrer Größe leicht aus den Vertiefungen 58 herausbewegt werden. Bei dieser Bewegung der Buchse 45 gelangt die Verbindungslinie zwischen den zapfen 49, 50 bis über die seitliche öffnung(en) 62 bzw, über die Totpunktlage, so daß der entkuppelte Zustand der Buchsen 4o und 45 selbsttätig erreicht und aufrechterhalten wird.

Auf diese Weise entsteht eine Vorrichtung, in welcher die Handlenkung der Maschine stets den Vorrang hat Über die automatische Lenkung, Wenn von der Handsteuerung auf die automatische Steuerung Übergegangen werden soll, wird der Hebel oder das pedal 54 abwäite geschwenkt, so daß die Buchsen 40 und 45 wieder miteinander in Eingriff kommen.

Der elektronische Teilder Servoschalteinrichtung nach Pig. Il ist eine symmetrische Halbleiterschaltung, deren erste Stufe zwei Transistoren 64 und 65 umfaßt. Die Potentiometer 20 und 29 sind jeweils mit dem einen Ende ihrer Wicklung an die positive Klemme und mit dem anderen Ende über einen gemeinsamen gegebenenfalls regelbaren Vorschaitwiderstand 66 an die negative Klemme der Stromquelle (Batterie) angeschlossen. Die Schleifkontakte 67* 68 sind jeweils über Dioden 69 bzw. 70 an die Basiselektroden 7I bzw. 72 sowie wechselseitig an die Emitter 73 bzw. 74 der Transistoren 64 und 65 angeschlossen. Die Kollektoren 75 und 76 sind jeweils an einen Ausgangskreis geführt.

Der Ausgangskreis des Transitors 65 verbindet den Kollektor 76 mit dem Eingang eines Verstärkers, der drei Transistoren 77, 78, 79 umfaßt. Der erste Transistor ist in Emitter-Folgeschaltung angeschbssen. Der zweite Transistor 78 ist über seinen Kollektor und auch über seinen Emitter mit dem letzten Transistor 79 verbunden, dessen Kollektorausgang durch die Wlrkiung 80 eines Relais

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belastet ist, das fiber seinen Umsohaltkontakt 81 die Erregung des Motors jj2 steuert und diesen in der einen oder anderen Richtung anlaufen lägt.

Die Ausgangsschaltung des Transistors 64 verbindet den Kollektor 75 mit dem Eingang eines Verstärkers, der ebenfalls drei Transistoren 82, 83 und 84 umfaßt und in der gleichen Weise wie-der vorbeschriebene Verstärker betrieben wird. Der Kollektbrauägang des letzten Transistors 84 ist an die Wicklung eines zweiten Relais 85 angeschlossen, das genau wie das Relais 80 die Anlaßschaltung des Motors 32 steuert.

Die Arbeitsweise der Schaltung ist folgende: Befinden sich die Sohle if kontaktarme der Potentiometer 20, 29 in den gleichen Stellungen, so besteht zwischen den Schleifkontakten 67 und 68 keine Spannungsdifferenz, womit auch die Basiselektroden 71, 72 und die Emitter 73, 74 der Transistoren 64 bzw. 65 auf gleichem Potential liegen. Da keiner der Transistoren leitet, bleiben auch deren Ausgangsschaltungen stromlos.

Wenn sich jedoch der Taster 11 unter dem Einfluß einer Richtungsänderung des Mähdreschers bezüglich des Randes des noch stehenden Halmfeldes nach der einen oder anderen Seite bewegt, ergibt sich über die Potentiometerschieber 67, 68 ein Spannungsunterschied. Liegt beispielsweise der Schieber 67 auf einem höheren Potential als der Schieber 68, sowird der Transistor 65 leitend, sofern der Potentialunterschied einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, da der Emitter 74 ausreichend positiv gegenüber der Basis 72 wird. Demzufolge fließt in der Ausgangsschaltung 76 ein Strom, während die andere Ausgangsschaltung stromlos bleibt. Damit wird auch der Transistor 77 leitend, und das Potential an der Basis des Transistors 78 Übersteigt diejenige seiner Emitterelektrode, so daß auch dieser Transistor einschaltet, wogegen der letzte Transistor 69 sperrt und die im Kollektorkreis liegende Relaiswicklung 80 stromlos wird.

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Die Verhältnisse in dem anderen, aus Transistoren 82, 8j, 84 bestehenden Verstärker liegen gerade umgekehrt, d.h. die Transistoren 82, 83 leiten nicht, so daß der Transistor 84 über die Wicklung 85 Strom zieht und somit das Relais eingeschaltet wird.

In diesem Zustand ist die rechte Motorklemme (Pig. 11) über den in seiner Ruhestellung befindlichen Relaiskontakt 8l und den normalerweise geschlossenen Kontakt 86 an die negative Batterieklemme angeschlossen. Die linke Klemme des Motors 52 steht Über den Kontakt 87 des erregten Relais sowie über den normalerweise geschlossenen Kontakt 88 mit der positiven Batterieklemme in Verbindung.

Wenn umgekehrt der Schleifkontakt 68 des Potentiometers 29 gegen« Über dem Schleifkontakt 67 des Potentiometers 20 ein positiveres Potential erreicht, wird die Relaiswicklung 80 erregt und die Relaiswicklung 85 abgeschaltet, so daß der Motor in entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben wird.

Bei Erregung des Motors in der einen oder anderen Richtung wirkt er auf die Lenkspindel und den Steuerschieber ein, um die ölzufuhr und den öiabiauf des Lenksystems so zu steuern, daß der Mähdrescher sich bezüglich des Randes des roch stehenden Halmfeldes in der erforderlichen parallelen pahrstellung befindet und die Abweichung zwischen den Stellungen beider Positionsanzeiger verringert und schließlich auf Null gebracht wird. Sobald dieser Zustand eintritt, werden die Relaiswicklüngen 80 und 85 stromlos und die Erregung des Motors 32 unterbrochen.

Um die Servo-Steuerung zu stabilisieren^ d.h. den Korrekturvorgang zu beenden, bevor die pahrstellung des Mähdreschers sich soweit ändert, daß der Taster eine neue entgegengesetzte Korrektur auslöst, sind die Transistoren 64 und 65 so gewählt und bemessen, daß sie erst bei einem bestimmten ausreichend großen Schwellwert ansprechen. Liegt der Schwellwert zu niedrig, so neigt die" Vor*- zur Überkompensation, so daß Schwingungen auftreiben. *

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Die Stabilität läßt sich auch durch die Länge des Tasters beeinflussen, wobei die Stabilität mit der Länge des Tasters zunimmt.

Wenn der Vorschaitwiderstand 66 regelbar ist, so läßt sich dadurch der Spannungsabfall pro Einheit der Winkeldrehung der Potentiometerschieber und somit auch die Empfindlichkeit der Vorrichtung ändern, womit in gleicher Weise auch der Ansprechgrenzwert beeinflußt, wird, d.h. die Verstellung des Tasters, bei der das System noch nicht anspricht,

Die Dioden 69, 70 stellen sieher, daß der Strom aus den Transistoren nicht durch die Potentiometer fließt. Die Dioden 89 und 90 dienen zur Abschirmung der Transistoren 79 und 84 gegen Induktionsspannungen, die beim Abschalten der Relaiswicklungen 80 bzw, 85 auftreten. Die Schalter 86 und 91 sind S ehalt schütze, die die Erregung des Motors 52 in dem Augenblick unterbrechen, in dem die Lenkräder 24 ihre maximale Abweichung erreicht haben, um zu verhindern, daß bei bestimmten Ausf Uhrungsarten von Lenksystemen Bauteile beschädigt werden.

in der Schaltungsanordnung sind auf dem Schaltpult des Fahrers angeordnete Kontrollampen 92, 93 vorgesehen, die zusätzlich anzeigen, in welcher Richtung die automatische Lenkvorrichtung W gerade arbeitet. Eine Sicherung 94 schützt den elektrischen Teil gegenüber etwa auftretender Kurzschlüsse, über den Schalter 88 wird das elektrische System ein- oder ausgeschaltet.

Mit dem Hauptschalter 88 können zusätzliche Unterbrecherschalter in Reihe liegen, um das elektrische System abzuschalten, falls andere Bauteile oder Einheiten des Mähdreschers außer Betrieb sind. So muß vorzugsweise dann eine Abschaltung erfolgen, wenn die Mähvorrichtung aufwärtsgeschwenkt oder angehoben wird, wenn der Antrieb der Mähvorrichtung ausgekuppelt ist, wenn die Dreschvorrichtung ausgekuppelt ist, wenn der Mähdrescher rückwärts fährt oder wenn der Motorkontakt nicht eingeschaltet ist.

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Für sämtliche der vorgenannten Betriebszustände kann je ein besonderer Unterbrecher in Reihe mit dem Schalter 88 angeordnet sein. Ein weiterer Unterbrecherschalter kann mit dem Hebel 54 gekuppelt sein, so daß die elektrische Sohaitung unterbrochen oder eingeschaltet wird, wenn die Handlenkung bzw. die automatische Lenkung eingeschaltet ist. Selbstverständlich-können die elektronischen Bauteile der Vorrichtung eingegossen sein, um sie gegen Staub und Feuchtigkeit zu schlitzen. Die Relais 80, können durch Schalttransistoren ersetzt sein.

Die auf diese Weise entstehende Vorrichtung ist äußerst einfach und billig herstellbar. Sämtliche Bauteile, wie Taster, Positionsanzeiger elektronische Schaltelemente und Elektromotor sind handelsüblicher Bauart. Der Taster besteht bei einer bevorzugten Ausf Uhrungsform aus einem leichten, gebogenen und vorzugsweise aus Aluminum bestehenden Rohr. Ein geringes Tastergewicht ist notwendig, daiLt nicht aufgrund seines Eigengewichtes und seiner Trägheitsmasse Abweichungen gemessen werden, beispielsweise wenn der Mähdrescher auf unebenem Gelände arbeitet. Die Vorrichtung nach der Erfindung arbeitet in Verbindung mit herkömmlichen und gegebenenfalls schon eingebauten Lenkelementen, beispielsweise einem Drehschieber, Lenkzylinder und Hydralik-Rohrleitungen, ohne daß zusätzliche hydraulisohe Bauteile vorgesehen zu werden brauchen.

Bei der AusfUhrungsform nach Fig. 12 ist der Elektromotor 32 durch ein elektro-hydraulisches Ventil 95 ersetzt. Durch Erregung des Relais 80 oder 85 wird der Hubmagnet 96 bzw. 97 eingeschaltet, so daß das Ventil 95 umgeschaltet und dadurch der Lenkzylinder 98 entsprechend beaufschlagt wird. Der Drehschieber 99uid der Lenkzylinder 98 liegen parallel zum Stellventil 95* so daß zu jedem Zeitpunkt auch eine Handlenkung möglich ist. Da sich das Handlenkrad 57 bei dieser ÄusfUhruqgsform nicht gleichzeitig mit der automatischen Lenkung mitbewegt, muß in diesem Fall ein entsprechender Steuerschieber bekannter Bauart verwendet werden.

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Selbstverständlich können die vorbeschriebenen mechanischeläctrischen Wandler, insbesondere die Potentiometer 20, 29 durch kapazitive, induktive oder piezo-elektrische Bauelemente ersetzt sein, die in Kombination mit weiteren elektrischen Schaltungselementen ähnliche oder entsprechend verwendbare Ausgangssignale abgeben.

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Claims (21)

DlPL.-INO. WILFRID RAECK PATENTANWALT 21§02§8 7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE β · TELEFON (0711) 844003 CIAYSON N.V. J^ 7. Oktober 1971 / k Zedelgem / Belgien - S 346 - Patentansprüche

1. Vorriohtung zur automatischen Lenkung von Landmaschinen, insbesondere Mähdreschern, gekennzeichnet durch einen ersten mit einem Taster (11) verbundenen elektrischen Positionsanzeiger (20) und einem zweiten mit einem beweglichen Teil (23) des Lenksystems (39, 99, 98) verbundenen elektrischen Positionsanzeiger (29), ferner durch einen auf das Lenksystem einwirkenden Stellmotor (32; 95), und durch eine elektronische Servoschaltanordnung, welche den Stellmotor derart beeinflußt, daß er die Stellung des zweiten Positionsanzeigers mit derjenigen dee ersten Stellungsanzeigers in Übereinstimmung zu bringen versucht.

2. Vorriohtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsanzeiger jeweils aus einem Potentiometer bestehen, dessen Schleifkontaktarm (67, 68) dem Taster (11) bzw, dem beweglichen Teil (23) des Lenksystems gekuppelt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Servosohaltanordnung eine symmetrische Halbleiterschaltung vorgesehen ist, deren Eingänge jeweils an einen der Schleifkontakte der beiden Potentiometer angeschlossen sind und deren Ausgangsschaltkreise jeweils mindestens ein Relais (80, 85) enthalten, über das der Stellmotor (32j 95) in der einen oder anderen Bewegungsrichtung erregbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stufe der Halbleiterschaltung aus einer Diskriminatorschaltung mit wenigstens zwei Transistoren (64, 65), zwei Eingängen (69, 70) und zwei Ausgangskreisen besteht und derart angeordnet ist, daß in Abhängigkeit davon, ob die Differenz zwischen den an den Eingängen anliegenden Signalspannungen positiv oder negativ ist, entweder der eine oder andere Ausgangskreis Strom führt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangskreise Halbleiter-Verstärkerschaltungen (77 - 79, 82 - 84) enthalten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangskreise Halbleiter-Kippschaltungen enthalten.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor ein Elektromotor (32) ist, dessen Abtriebswelle mit der Lenkspindel (39) gekuppelt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmdor ein Oleichstrommotor ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- p zeichnet, daß der Stellmotor ein elektromagnetisch gesteuertes Ventil (95) ist, über das die ölzufuhr und -abfuhr des Drehschiebers (99) des hydraulischen Lenksystems geregelt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromagnetisch gesteuerte ventil (95) parallel mit dem Drehschieber an dem Lenkzylinder (98) angeschlossen ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (11) aus einem gebogenen Rohr aus Leichtmetall besteht und an einer Welle (12) befestigt ist, die ihrerseits über ein Hebelsystem (16, l8) mit einem der Positionsanzeiger (20) in Verbindung steht.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (12) in einem Gehäuse (14) gelaget ist, das auf einem Halmteiler (13) oder auf einer Rahmenseitenwand (4, 5) der Mähvorrichtung befestigt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (12) über eine Feder (22) in eine Drehrichtung verspannt ist, um den Tastarm in Richtung auf den Rand des stehenden Halmfelds zu bewegen.

14. Vorriohtung nach Ansprüchen 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsanzeiger (20) in dem Gehäuse (14) durch Lösen seiner Befestigung drehbar ist.

15. Vorrichtungfriaoh einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (11) auf dem vordersten Bauteil der Landmaschine angeordnet und nach vorn gerichtet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Positionsanzeiger (29) mit dem Achsschenkel (23) eines der Lenkräder (24) der Landmaschine über ein Hebelsystem (25, 26) verbunden ist.

17. Vorriohtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichwfc, daß de»r zweite Positionsanzeiger (29) auf einer auf der Lenkachse (3I) abgestützten Halterung (30) durch Lösen seiner Befestigung drehbar ist.

18. Vorriohtung nach Ansprüchen 8 oder 9, daduroh gekennzeichnet, daß der Elektromotor (32) über ein Untersetzungsgetriebe (35) und einen Kettentrieb (36 - 38) mit einer auf der Lenkspirtdel (39) drehbaren, jedoch gegen Axialbewegung gesicherten Buchse (4o) verbunden ist, und daß die Buchse mit einer zweiten auf der Lenkspindel mitdrehenden, jedoch axial beweglichen Buchse (4-5) kuppelbar ist.

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19· Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kupplung der beiden Buchsen (40, 45) VorsprUnge (46, 58) auf der einen und entsprechende Ausnehmungen (44; 59) in der anderen Buchse vorgesehen sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch l8 oder 19* dadurch gekennzeichnet, daß die axial bewegliche Buchse (45) zum Zwecke ihrer Verstellung mit einem Hebel (54) gekuppelt ist.

21. Vorrichtung nach Ansprüchen l8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kniehebeleinrichtung (51 - 53)und 60 - 63) vorgesehen ist, die in ihrer einen Stellung die Buchsen (4o, 45) zur automatischen Lenkung miteinander in Eingriff hält und durch manuelle Lenkbetätigung über ihren Totpunkt in die andere Stellung bewegbar ist, in der sie die Buchsen getrennt hält.

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