DE102015114262A1 - Apparatus and method for detecting forces acting on an axle and axle assembly - Google Patents
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Abstract
Eine Vorrichtung (12) dient zum Erfassen von auf eine Achse (3) eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs einwirkenden Kräften, wobei die Achse (3) über wenigstens zwei Lager (5, 10), die jeweils mindestens einen rotatorische und/oder translatorischen Freiheitsgrad besitzen, und/oder über zumindest eine Federeinheit (4) am Chassis (2) des Arbeitsfahrzeugs gelagert bzw. abgestützt ist. Um die Erfassung von auf eine Achse (3) eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs einwirkenden Kräften dahingehend zu verbessern, dass auch bei komplexeren Achsaufhängungen der Achse (3) eine solche Kräfteerfassung zuverlässig möglich ist, soll wenigstens zwei Lagern (5, 10) oder wenigstens einem Lager (5, 6) und wenigstens einer Federeinheit (4) jeweils zumindest eine Kraftmesseinheit (6) zugeordnet sein.A device (12) serves to detect forces acting on an axle (3) of an agricultural work vehicle, wherein the axle (3) has at least two bearings (5, 10) each having at least one rotational and / or translatory degree of freedom, and / or at least one spring unit (4) on the chassis (2) of the working vehicle is stored or supported. In order to improve the detection of forces acting on an axle (3) of an agricultural working vehicle in such a way that even with more complex axle suspensions of the axle (3) such a force detection is reliably possible, at least two bearings (5, 10) or at least one bearing ( 5, 6) and at least one spring unit (4) in each case at least one force measuring unit (6) to be assigned.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen von auf eine Achse eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs einwirkenden Kräften, wobei die Achse über wenigstens zwei Lager, die jeweils mindestens einen rotatorische und/oder translatorischen Freiheitsgrad besitzen, und/oder über zumindest eine Federeinheit am Chassis des Arbeitsfahrzeugs gelagert bzw. abgestützt ist. The invention relates to a device for detecting forces acting on an axle of an agricultural work vehicle, wherein the axle is supported by at least two bearings each having at least one rotational and / or translational degree of freedom and / or by at least one spring unit on the chassis of the working vehicle . is supported.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Achsanordnung für ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug, aufweisend wenigstens eine Achse und wenigstens zwei Lager, die jeweils mindestens einen rotatorische und/oder translatorischen Freiheitsgrad besitzen, und/oder zumindest eine Federeinheit, über welche die Achse an einem Chassis des Arbeitsfahrzeugs lagerbar bzw. abstützbar ist. Furthermore, the invention relates to an axle assembly for an agricultural work vehicle, comprising at least one axle and at least two bearings, each having at least one rotational and / or translatory degree of freedom, and / or at least one spring unit, via which the axle to a chassis of the working vehicle storable or is supportable.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erfassen von auf eine Achse eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs einwirkenden Kräften, wobei die Achse über wenigstens zwei Lager, die jeweils mindestens einen rotatorische und/oder translatorischen Freiheitsgrad besitzen, und/oder über zumindest eine Federeinheit am Chassis des Arbeitsfahrzeugs gelagert bzw. abgestützt ist. Furthermore, the invention relates to a method for detecting forces acting on an axle of an agricultural work vehicle, the axle being mounted on the chassis of the work vehicle via at least two bearings each having at least one rotational and / or translatory degree of freedom and / or at least one spring unit or is supported.
Die
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Erfassung von auf eine Achse eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs einwirkenden Kräften dahingehend zu verbessern, dass auch bei komplexeren Achsaufhängungen der Achse eine solche Erfassung der Kräfte zuverlässig möglich ist. An object of the invention is to improve the detection of forces acting on an axle of an agricultural work vehicle in such a way that such a detection of the forces is reliably possible even with more complex axle suspensions of the axle.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere in den abhängigen Patentansprüchen angegeben, die jeweils für sich genommen oder in verschiedener Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können. This object is solved by the independent claims. Advantageous embodiments are specified in particular in the dependent claims, each of which taken alone or in different combinations with each other can represent an aspect of the invention.
Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erfassen von auf eine Achse eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs einwirkenden Kräften, wobei die Achse über wenigstens zwei Lager, die jeweils mindestens einen rotatorische und/oder translatorischen Freiheitsgrad besitzen, und/oder über zumindest eine Federeinheit am Chassis des Arbeitsfahrzeugs gelagert bzw. abgestützt ist, ist wenigstens zwei Lagern und/oder wenigstens einer Federeinheit jeweils zumindest eine Kraftmesseinheit zugeordnet. In a device according to the invention for detecting forces acting on an axle of an agricultural work vehicle, wherein the axle via at least two bearings, each having at least one rotational and / or translatory degree of freedom, and / or stored on at least one spring unit on the chassis of the working vehicle is supported, at least two bearings and / or at least one spring unit is assigned in each case at least one force measuring unit.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können auf die Achse des landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs einwirkende, insbesondere laterale, vertikale und/oder horizontale, Kräfte an wenigstens zwei Lagern erfasst werden, über welche die Achse an dem Chassis aufgehängt ist. Außerdem besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit, die vertikalen Kräfte mittels einer Kraftmesseinrichtung zu erfassen, die zumindest einer Federeinheit zugeordnet ist. Eine solche Kräfteerfassung kann somit auch an mehreren, insbesondere allen, Lagern und/oder Federeinheiten erfolgen, über welche die Achse an dem Chassis aufgehängt ist. Bei einer entsprechend über zwei oder mehrere Lager an dem Chassis aufgehängten Achse ist eine Kräfteerfassung an lediglich einem Lager, wie es mit
Die Achse kann unmittelbar oder über ein weiteres Bauteil mittelbar über die Lager an dem Chassis aufgehängt sein. Die Erfindung soll insbesondere für eine Achslastmessung an einer Vorderachse eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeuges vorgesehen sein. The axle can be suspended directly or via another component indirectly via the bearings on the chassis. The invention is intended in particular to be provided for an axle load measurement on a front axle of an agricultural work vehicle.
Die Kraftmesseinheiten können jeweils insbesondere unmittelbar an dem jeweiligen Lager angeordnet und hierdurch dem Lager zugeordnet sein. Die Anzahl der Kraftmesseinheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann insbesondere unter Berücksichtigung der Kinematik der jeweilig gegebenen Achsaufhängung gewählt werden. The force measuring units can each be arranged in particular directly on the respective bearing and thereby assigned to the bearing. The number of force measuring units of the device according to the invention can be selected in particular taking into account the kinematics of the respectively given axle suspension.
Das landwirtschaftliche Arbeitsfahrzeug kann beispielsweise als Erntemaschine, insbesondere selbstfahrender Mähdrescher oder Feldhäcksler, als Traktor oder als Systemfahrzeug, also Trac-Fahrzeug oder Geräteträger ausgebildet sein. The agricultural work vehicle can be designed, for example, as a harvester, in particular a self-propelled harvester or forage harvester, as a tractor or as a system vehicle, ie a trac vehicle or implement carrier.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung wenigstens eine signaltechnisch mit den Kraftmesseinheiten verbindbare Steuer- und/oder Regeleinheit, die zum Auswerten von mittels der Kraftmesseinheiten erzeugten Kraftmesssignalen eingerichtet ist. Die Steuer- und/oder Regeleinheit kann kabelgebunden oder kabellos signaltechnisch mit den Kraftmesseinheiten verbunden sein. Zum Empfangen und Auswerten der Kraftmesssignale kann die Steuer- und/oder Regeleinheit wenigstens eine Elektronik, insbesondere einen Mikroprozessor, aufweisen. Die ermittelten Daten werden vorzugsweise digital über einen Datenbus übertragen. Die Steuer- und/oder Regeleinheit kann durch eine Fahrzeugelektronik des landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs oder separat davon ausgebildet sein. Die Steuer- und/oder Regeleinheit kann eingerichtet sein, aus den empfangenen Kraftmesssignalen die momentan wirkenden Rad- und/oder Achskräfte abzuleiten, die als Steuerungs- und/oder Regelgrößen für Komponenten und/oder Funktionen des landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs verwendet werden können, beispielsweise zur Regelung von pneumatischen oder hydropneumatischen Federeinheiten des Arbeitsfahrzeugs, einer Fahrwerkssteifigkeit des Arbeitsfahrzeugs, eines Reifendrucks und/oder einer Zugkraft. Des Weiteren kann die Steuer- und/oder Regeleinheit die Kraftmesssignale zur Auslegung einer Ballastierung, zur Regelung einer Bremskraftverteilung und/oder zur Steuerung eines Antriebsstrangreglers und/oder reglers des landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeuges verwenden. Hierbei können diverse Parameter, die beispielsweise den Reifen-Boden-Kontakt beschreiben, berechnet, angezeigt, ausgewertet, analysiert und zur Regelung von Fahrzeugsystemen verwendet werden. Zudem können die Kraftmesssignale zur Realisierung eines Umkippschutzes, zur Bestimmung zulässiger Achslasten, zum Wiegen, zur Missbrauchserkennung, zur Koppelkraftregelung im Anhängerbetrieb und dergleichen verwendet werden. Weiterhin kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mit einer Vorrichtung zusammenwirken, über die in Abhängigkeit von der Vorderachskraft ein oder mehrere Parameter eines mit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, insbesondere Traktor, verwendeten Implements geregelt werden. So kann beispielsweise die Arbeitstiefe eines am Heck des Traktors angebauten oder aufgesattelten Anbaugeräts geregelt werden. Beispielsweise wird zu diesem Zweck die Arbeitstiefe eines Aufsattelpfluges oder eines Aufsattelgrubbers geändert. Außerdem kann die Vorspannkraft eines Traktionsverstärkers an einem Bodenbearbeitungsgerät oder eines Topzylinders an z.B. einem Güllefass in Abhängigkeit von der Vorderachslast geregelt werden. Schließlich besteht auch die Möglichkeit, in Abhängigkeit von der ermittelten Achslast den Reifendruck, z.B. eines angehängten Güllewagens oder Silagetransportwagens sowie das Antriebsdrehmoment einer beispielsweise hydraulisch oder elektrisch angetriebenen Triebachse zu regeln. In accordance with an advantageous embodiment, the device comprises at least one control and / or regulating unit that can be connected by signal technology to the force measuring units and that is set up for evaluating force measuring signals generated by means of the force measuring units. The control and / or regulating unit can be wired or wireless signal technology connected to the force measuring units. For receiving and evaluating the force measuring signals, the control and / or Control unit at least one electronics, in particular a microprocessor, have. The determined data are preferably transmitted digitally via a data bus. The control and / or regulating unit may be formed by a vehicle electronics of the agricultural work vehicle or separately. The control and / or regulating unit can be set up to derive from the received force measuring signals the momentarily acting wheel and / or axle forces which can be used as control and / or controlled variables for components and / or functions of the agricultural working vehicle, for example for regulation of pneumatic or hydropneumatic spring units of the working vehicle, a chassis stiffness of the working vehicle, a tire pressure and / or a tensile force. Furthermore, the control and / or regulating unit can use the force measuring signals for designing a ballast, for controlling a brake force distribution and / or for controlling a drive train controller and / or controller of the agricultural work vehicle. Here, various parameters that describe, for example, the tire-ground contact, calculated, displayed, evaluated, analyzed and used to control vehicle systems. In addition, the force measuring signals can be used to implement a tip-over protection, to determine permissible axle loads, to weigh, to detect abuse, for coupling force control in trailer operation and the like. Furthermore, the control and / or regulating unit can cooperate with a device by means of which, depending on the front axle force, one or more parameters of an implement used with the agricultural working machine, in particular the tractor, are regulated. For example, the working depth of a mounted or mounted on the rear of the tractor attachment can be regulated. For example, the working depth of a semi-mounted plow or a Aufsattelgrubbers is changed for this purpose. In addition, the biasing force of a traction booster on a tillage implement or a top cylinder on, for example, a slurry tank can be controlled in dependence on the front axle load. Finally, it is also possible, depending on the determined axle load, to regulate the tire pressure, for example of an attached slurry tanker or silage transport vehicle, as well as the drive torque of, for example, a hydraulically or electrically driven drive axle.
Im Rahmen von Forschungsprojekten gibt es Ansätze, die vertikale Achslast eines Traktors an gefederten Achsen aus dem Druck in den Zylindern einer pneumatischen oder hydropneumatischen Achsfederung zu bestimmen. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass je nach verwendeter Achskinematik keine genaue Bestimmung der Achslast möglich ist, da die an den Radflanschen der Achse wirkenden Antriebs- und Bremsmomente Messfehler verursachen. Darüber hinaus verursacht Reibung in den Zylindern und in den Lagern der Federungskinematik Hystereseeffekte. Zudem ist es bei diesen Ansätzen nicht möglich, neben der Rad- bzw. Achslast auch die Zugkräfte, also Kräfte in horizontaler Richtung, zu bestimmen. In research projects, there are approaches to determine the vertical axle load of a tractor on sprung axles from the pressure in the cylinders of a pneumatic or hydropneumatic axle suspension. A disadvantage of this solution is that depending on the axle kinematics used no precise determination of the axle load is possible because the driving and braking torques acting on the wheel flanges of the axle cause measurement errors. In addition, friction in the cylinders and in the bearings of the suspension kinematics causes hysteresis effects. In addition, it is not possible with these approaches, in addition to the wheel or axle load and the tensile forces, ie to determine forces in the horizontal direction.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst wenigstens eine Kraftmesseinheit zumindest einen Kraftmessbolzen. Der Kraftmessbolzen kann durch eine durch das jeweilige Lager definierte Lagerstelle geführt werden und hierdurch einen Lagerbolzen ersetzen. Es kann auch jede Kraftmesseinheit wenigstens einen Kraftmessbolzen aufweisen. According to a further advantageous embodiment, at least one force measuring unit comprises at least one force measuring pin. The force measuring bolt can be guided by a defined by the respective bearing bearing point and thereby replace a bearing pin. It can also have at least one force measuring pin each force measuring unit.
In vorteilhafter Weise umfasst der Kraftmessbolzen wenigstens einen Dehnungsmessstreifen, wenigstens einen magnetoelastischen Sensor oder wenigstens einen Hallsensor. Welche dieser Alternativen gewählt wird, hängt von den jeweiligen technischen Gegebenheiten und Anforderungen ab. Allerdings kann der Kraftmessbolzen auch nach einem anderen Messprinzip arbeiten. Advantageously, the force measuring pin comprises at least one strain gauge, at least one magnetoelastic sensor or at least one Hall sensor. Which of these alternatives is chosen depends on the respective technical conditions and requirements. However, the force measuring pin can also work according to another measuring principle.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass wenigstens eine Kraftmesseinheit zum Erfassen von einachsigen, zweiachsigen oder mehrachsigen Kräften eingerichtet ist. Dies ermöglicht die Erfassung von auf die Vorderachse einwirkenden Kräften in einer, zwei bzw. mehreren Achsrichtungen, wodurch insbesondere laterale, vertikale und/oder horizontale Kräfte erfasst werden können. A further advantageous embodiment provides that at least one force measuring unit is arranged for detecting uniaxial, biaxial or multiaxial forces. This makes it possible to detect forces acting on the front axle in one, two or more axial directions, as a result of which, in particular, lateral, vertical and / or horizontal forces can be detected.
Eine erfindungsgemäße Achsanordnung für ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug umfasst wenigstens eine Achse, wenigstens zwei Lager, die jeweils mindestens einen rotatorischen und/oder translatorischen Freiheitsgrad besitzen oder als Federeinheit ausgebildet sind und über welche die Achse an einem Chassis des Arbeitsfahrzeugs lagerbar ist, und wenigstens eine Vorrichtung nach einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben.An axle assembly according to the invention for an agricultural work vehicle comprises at least one axle, at least two bearings, each having at least one rotational and / or translational degree of freedom or formed as a spring unit and via which the axle can be stored on a chassis of the working vehicle, and at least one device according to one of the aforementioned embodiments or any combination thereof.
Mit der Achsanordnung sind die oben mit Bezug auf die Vorrichtung genannten Vorteile entsprechend verbunden. Vorzugsweise handelt es sich um eine Vorderachsanordnung. With the axle arrangement, the advantages mentioned above with respect to the device are connected accordingly. Preferably, it is a Vorderachsanordnung.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Achsanordnung wenigstens eine pneumatische oder hydropneumatische Federeinheit, die über ein erstes Lager mit der Vorderachse verbunden ist und über ein zweites Lager mit dem Chassis verbindbar ist, wobei an wenigstens einem dieser beiden Lager zumindest eine Kraftmesseinheit angeordnet ist. Die Vorderachse ist hiernach gefedert an dem Chassis aufgehängt. Vorzugsweise umfasst die Vorderachsanordnung hierzu wenigstens zwei entsprechende pneumatische oder hydropneumatische Federeinheiten, an denen jeweils eine Kraftmesseinheit entsprechend angeordnet ist. Über die Kraftmesseinheiten können insbesondere vertikale Achskräfte ermittelt werden. Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, die auftretenden Achskräfte aufgrund der in der hydropneumatischen oder pneumatische Federeinheiten auftretenden Drücke zu ermitteln. According to an advantageous embodiment, the axle assembly comprises at least one pneumatic or hydropneumatic spring unit, which is connected via a first bearing to the front axle and connectable via a second bearing to the chassis, wherein at least one of these two bearings at least one force measuring unit is arranged. The front axle is suspended afterwards suspended on the chassis. Preferably, the Vorderachsanordnung this at least two corresponding pneumatic or hydropneumatic spring units, on each of which a force measuring unit is arranged accordingly. In particular vertical axis forces can be determined via the force measuring units. Alternatively, it is possible to determine the occurring axial forces due to the pressures occurring in the hydropneumatic or pneumatic spring units.
In vorteilhafter Weise umfasst die Vorderachsanordnung wenigstens eine Längsschwinge, über welche die Vorderachse an dem Chassis geführt ist und die über wenigstens ein Lager mit dem Chassis verbunden ist, und wobei an dem Lager wenigstens eine Kraftmesseinheit angeordnet ist. Die Längsschwinge kann beispielsweise als geschobene Längsschwinge wirken und im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sein. Advantageously, the Vorderachsanordnung comprises at least one longitudinal rocker over which the front axle is guided on the chassis and which is connected via at least one bearing to the chassis, and wherein at least one force measuring unit is arranged on the bearing. The longitudinal rocker, for example, act as a pushed longitudinal rocker and be aligned substantially horizontally.
Über die Kraftmesseinheit können unter anderem horizontale Achskräfte erfasst werden. Among other things, horizontal axis forces can be detected via the force measuring unit.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Längsschwinge U-förmig ausgebildet ist und zwei parallel verlaufende Schwingenarme aufweist, wobei die Vorderachse über wenigstens ein Pendelgelenk pendelnd an der Längsschwinge gelagert ist, wobei jeder Schwingenarm über wenigstens ein Lager an das Chassis angelenkt ist, und wobei an wenigstens einem dieser beiden Lager zumindest eine Kraftmesseinheit angeordnet ist. Hierbei kann die Vorderachse als Starrachse ausgebildet sein. Über die Kraftmesseinheiten können unter anderem horizontale Achskräfte erfasst werden. According to a further advantageous embodiment, it is provided that the longitudinal rocker is U-shaped and has two parallel swing arms, wherein the front axle is pivotally mounted on at least one pendulum joint on the longitudinal rocker, each rocker arm is articulated via at least one bearing to the chassis, and wherein at least one of these two bearings at least one force measuring unit is arranged. Here, the front axle can be designed as a rigid axle. Among other things, horizontal axle forces can be detected via the force measuring units.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Vorderachse als über eine Kardanwelle antreibbare Vorderachse ausgebildet ist. Weiterhin kann die Vorderachse zusätzlich über wenigstens einen Panhardstab an dem Chassis geführt sein, wobei an wenigstens einem weiteren Lager, über das der Panhardstab an das Chassis oder an die Vorderachse angelenkt ist, wenigstens eine Kraftmesseinheit angeordnet ist. Die Vorderachsanordnung kann hierbei eine Längsschwinge aufweisen, die über ein Lager in Form eines Kugelgelenks an dem Chassis geführt ist. Zudem kann die Vorderachsanordnung wenigstens zwei hydropneumatische Federeinheiten aufweisen, über welche die Vorderachse gefedert an dem Chassis aufgehängt ist. A further advantageous embodiment provides that the front axle is designed as a front axle which can be driven via a cardan shaft. Furthermore, the front axle can additionally be guided on the chassis via at least one Panhard bar, at least one force measuring unit being arranged on at least one further bearing via which the Panhard bar is articulated to the chassis or to the front axle. The Vorderachsanordnung can in this case have a longitudinal rocker, which is guided via a bearing in the form of a ball joint on the chassis. In addition, the Vorderachsanordnung may have at least two hydropneumatic spring units over which the front axle is suspended suspended from the chassis.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vorderachse mit Raumlenkern zur Einzelradaufhängung versehen, wobei an wenigstens zwei Lagern oder einer Federeinheit und einem Lager, über das ein Raumlenker an ein weiteres Bauteil der Vorderachse oder das Chassis angelenkt ist, wenigstens eine Kraftmesseinheit angeordnet ist. Hierdurch können insbesondere Radkräfte erfasst werden, die auf die Vorderachse einwirken. According to a further advantageous embodiment, the front axle is provided with space links for independent suspension, wherein at least two bearings or a spring unit and a bearing, via which a space link is articulated to another component of the front axle or the chassis, at least one force measuring unit is arranged. As a result, in particular wheel forces can be detected, which act on the front axle.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vorderachse ungefedert am Chassis aufgehängt. An wenigstens zwei Lagern ist jeweils wenigstens eine Kraftmesseinheit angeordnet. According to a further advantageous embodiment, the front axle is suspended unsprung on the chassis. At least two bearings, at least one force measuring unit is arranged in each case.
Nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erfassen von auf eine Vorderachse eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs einwirkenden Kräften, wobei die Vorderachse über wenigstens zwei Lager, die jeweils mindestens einen rotatorische und/oder translatorischen Freiheitsgrad besitzen und/oder als Federeinheit ausgebildet sind, am Chassis des Arbeitsfahrzeugs gelagert ist, werden an wenigstens zwei Lagern bzw. an der Federeinheit die dort angreifenden Kräfte erfasst, wobei die erfassten Kräfte als Parameter zur Auslegung einer Ballastierung, zur Regelung von pneumatischen oder hydropneumatischen Federeinheiten, zur Regelung eines Reifendrucks, zur Regelung einer Fahrwerkssteifigkeit, zur Regelung einer Bremskraftverteilung, zur Regelung einer Zugkraft, zur Traktionsoptimierung, zur Steuerung eines Fahr- und/oder Antriebsstrangreglers des landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeuges und/oder zur Regelung eines Parameters eines mit dem landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeug verbundenen Implements verwendet werden. According to a method according to the invention for detecting forces acting on a front axle of an agricultural work vehicle, the front axle being mounted on the chassis of the work vehicle via at least two bearings each having at least one rotational and / or translatory degree of freedom and / or being designed as a spring unit, the forces acting thereon are detected at at least two bearings or at the spring unit, wherein the detected forces are used as parameters for designing a ballast, for regulating pneumatic or hydropneumatic spring units, for regulating a tire pressure, for controlling a chassis rigidity, for regulating a brake force distribution, for controlling a tractive force, for traction optimization, for controlling a driving and / or driveline control of the agricultural working vehicle and / or for regulating a parameter of an implement connected to the agricultural working vehicle be used.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit den oben mit Bezug auf die Vorrichtung bzw. die Vorderachsanordnung genannten Vorteilen entsprechend verbunden. Mit dem Verfahren lässt sich der Betrieb des landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs optimieren. The method according to the invention is correspondingly associated with the advantages mentioned above with reference to the device or the front axle arrangement. The method can be used to optimize the operation of the agricultural work vehicle.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der unabhängigen Patentansprüche und der abhängigen Patentansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus weitere Möglichkeiten, einzelne Merkmale, insbesondere dann, wenn sie sich aus den Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele oder unmittelbar aus den Figuren ergeben, miteinander zu kombinieren. Außerdem soll die Bezugnahme der Patentansprüche auf die Figuren durch die Verwendung von Bezugszeichen den Schutzumfang der Patentansprüche auf keinen Fall auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränken. The invention is not limited to the specified combination of the features of the independent claims and the dependent claims. In addition, there are further possibilities of combining individual features, in particular if they result from the patent claims, the following description of the exemplary embodiments or directly from the figures. In addition, the reference of the claims to the figures by the use of reference numerals is not intended to limit the scope of the claims to the illustrated embodiments.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren anhand einer bevorzugten Ausführungsformen beispielhaft erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils für sich genommen als auch in unterschiedlicher Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können. In the following, the invention will be explained by way of example with reference to the attached figures with reference to a preferred embodiment, wherein the features illustrated below may represent an aspect of the invention both individually and in different combinations with each other.
Es zeigen: Show it:
In den Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen. In the figures, identical or functionally identical components are provided with the same reference numerals.
Die Vorderachsanordnung
Zudem umfasst die Vorderachsanordnung
Die Vorderachse
Die Vorderachsanordnung
Wenigstens eine Kraftmesseinheit
Die
Die Vorderachsanordnung
Zudem umfasst die Vorderachsanordnung
Die Vorderachse
Die Vorderachsanordnung
Wenigstens eine Kraftmesseinheit
Zur Berechnung der Achszugkraft kann das Kräftegleichgewicht in x-Richtung aufgestellt werden:
Für die Achszugkraft gilt dann:
Hierdurch wird deutlich, dass die Achszugkraft FZug_Achse, also die Summe der Triebkräfte FTrieb_li und FTrieb_re des linken bzw. des rechten nicht gezeigten Vorderrades, dem durch den Kraftmessbolzen
Die vertikale Achslast FAchslast lässt sich durch ein Kräftegleichgewicht in z-Richtung ermitteln:
Die vertikale Achslast FAchslast, also die Summe der Radlasten FRadlast_li und FRadlast_re, ergibt sich gemäß der zuletzt genannten Gleichung aus der Summe der in vertikaler Richtung an dem Lager
Alternativ zu der Erfassung der an den Lagern
Das Momentengleichgewicht um die Achse A in der xz-Ebene zeigt, dass neben den an den Rädern wirkenden Antriebs- oder Bremsmomente MRad_li und MRad_re auch die in der z-Richtung an der Achskinematik wirkenden Kräfte in der Gleichung auftauchen:
Hierbei sind lSchwinge die Länge der Schwinge und lh_Zyl der Hebelarm der Kraftangriffspunkte der Federungszylinder relativ zum Kraftangriffspunkt der Radkräfte in der Mitte des Radflansches. Folglich kann bei Achskonstruktionen, bei denen die hydropneumatischen Federeinheiten einen relativen Hebelarm lh_Zyl zu dem Kraftangriffspunkt der Radkräfte besitzen, die Achslast bei Brems- oder Antriebsmomenten nicht mehr korrekt nur aus den Kräften an den Federungszylindern, beispielsweise aus den Drücken der hydropneumatischen Federung, bestimmt werden. Here are l rocker the length of the rocker and l h_Zyl the lever arm of the force application points of the suspension cylinder relative to the force application point of the wheel forces in the middle of the wheel flange. Consequently, in axle designs in which the hydropneumatic spring units have a relative lever arm l h_Zyl at the point of application of the wheel forces, the axle load at braking or driving torques can no longer be determined correctly only from the forces on the suspension cylinders, for example from the pressures of the hydropneumatic suspension ,
Die Vorderachsanordnung
Die Vorderachsanordnung
Die Vorderachse
Die Vorderachsanordnung
Wenigstens eine Kraftmesseinheit umfasst einen nicht näher dargestellten Kraftmessbolzen. Der Kraftmessbolzen kann wenigstens einen nicht gezeigten Dehnungsmessstreifen, wenigstens einen nicht gezeigten magnetoelastischen Sensor oder wenigstens einen nicht gezeigten Hallsensor aufweisen. Wenigstens eine Kraftmesseinheit kann zum Erfassen von einachsigen, zweiachsigen oder mehrachsigen Kräften eingerichtet sein. Wie aus der
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Vorderachsanordnung front axle
- 2 2
- Chassis chassis
- 3 3
- Vorderachse Front
- 4 4
- Federeinheit spring unit
- 5 5
- Lager camp
- 6 6
- Kraftmesseinheit Force measurement unit
- 7 7
- Längsschwinge longitudinal link
- 8 8th
- Schwingenarm swing arm
- 9 9
- Pendelgelenk pendulum joint
- 10 10
- Lager camp
- 11 11
- Anschlagpuffer buffer
- 12 12
- Vorrichtung contraption
- 13 13
- Steuer- und/oder Regeleinheit Control and / or regulating unit
- 14 14
- Kardanwellenflansch propshaft flange
- 15 15
- Panhardstab Panhardstab
- 16 16
- Lager camp
- 17 17
- Lager camp
- 18 18
- Gelenköse knuckle
- 19 19
- Pendelachse swing axle
- 20 20
- Lenkzylinder steering cylinder
- 21 21
- Radflansch wheel flange
- 22 22
- Getriebegehäuse gearbox
- 23 23
- Antriebswelle drive shaft
- 24 24
- Raumlenker (oberer Querlenker) Multi-link (upper wishbone)
- 25 25
- Raumlenker (unterer Querlenker) Multi-link (lower wishbone)
- 26 26
- Achsschenkel journal
- 27 27
- Lenkhebel steering lever
- 28 28
- Fronthubwerk Front linkage
- 29 29
- Lager camp
- S S
- Signalverbindung signal connection
- α α
- Winkel angle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 4123289 A1 [0004, 0008] DE 4123289 A1 [0004, 0008]
Claims (15)
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- 2015-08-27 DE DE102015114262.7A patent/DE102015114262A1/en not_active Withdrawn
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