DE3110107A1 - Kraftmessverfahren und kraftmessvorrichtung zur steuerung des krafthebers eines ackerschleppers - Google Patents
Kraftmessverfahren und kraftmessvorrichtung zur steuerung des krafthebers eines ackerschleppersInfo
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Description
Kraftmeßverfahren und Kraftmeßvorrichtung zur Steuerung
des Krafthebers eines Ackerschleppers
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftmeßverfahren,
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, welches· insbesondere in einer Kraftmeßvorrichtung für
die Regelung des Krafthebers eines landwirtschaftlich
eingesetzten Schleppers Anwendung finden kann.'
Herkömmliche Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 arbeiten beispielsweise auf der
Grundlage, daß an bestimmten Punkten des elastischen Systems Dehnmeßstreifen angebracht, beispielsweise
angeklebt werden, deren Verformungen optisch bzw. elektrisch abgegriffen werden. Die Dehnmeßstreifen
IX/13 '
Mü)
- 5 - DE 1061
können bei vorgegebenem Auflösungsvermögen nur sehr
kleine Wege' aufnehmen, so daß in der Regel entweder äußerst komplizierte und aufwendige•Verstärkungseinrichtungen
oder Ubersetzungseinricht.ungen für die Krafteinleitung bzw. für den Verformungsweg vorgesehen
werden müssen. Ferner ist das Anbringen dieser Dehnmeßstreifen kompliziert und erfordert ein hohes Maß an
Geschicklichkeit und an Präzision, da sonst eine Abgleichung einer beispielsweise auf diese Weise aufgebauten
Meßbrücke schwer durchführbar ist, so daß sich Nichtlinearitäten der Kraftmessung ergeben.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,· ein Kraftmeßverfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 und eine Kraftmeßvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2'zu schaffen, durch
das bzw. durch die unter wesentlicher Vereinfachung der Applikation der hierfür erforderlichen Bauteile
ein Höchstmaß an Genauigkeit und an Betriebszuverlässigkeit sichergestellt wird, so daß das Kraftmeßverfahren
auch dann eingesetzt werden kann, wenn es darum geht, Bauteile eines in der Großserie hergestellten
mechanischen Systems ständig zu überwachen.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich der Vorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
2 angegebenen Merkmale gelöst.
Der Hall-Sensor arbeitet auf dem Prinzip der Detektion eines statischen Magnetfeldes, welches sich
durch Verschiebung eines in seiner Reichweite angeordneten ferromagnetische^ Materials ändert. Dieses sich
ändernde-Magnetfeld bewirkt, daß der magnetische Fluß
- 6 — ■ DE 1061
durch den Hall-Sensor durch die Relativbewegung des ferromagnetischen
Materials verändert wird und der Hall-Sensor dadurch eine veränderliche Ausgangsspannung
abgibt. Hall-Sensoren sind mittlerweile auf dem Markt äußerst preiswert erhältlich und sie sind dadurch, daß
sie den Weg des ferromagnetischen Materials bzw. Körpers
kontaktlos aufnehmen bzw. in eine Ausgangsspannung umformen in keinster Weise störanfällig. Die
Applikation des Hall-Sensors ist sehr einfach, da dieser als für sich selbständige Funktionseinheit nur
einmal an einen Referenzpunkt montiert wird und er dann ohne weitere Hilfsmittel - es muß lediglich ein
statisches Magnetfeld erzeugt werden - die Verformungen des elastischen Systems aufnehmen kann. Die Montage
und die Wartung des Meßsystems wird dadurch äußerst einfach, so daß dieses Verfahren auch, dann
besonders vorteilhaft eingesetzt werden kann, wenn in einem technischen System, welches in der Großserienfertigung
hergestellt wird, ständig Kräfte bzw. Verformungen überwacht werden sollen. Dies ist beispielsweise
bei der Hubkraftregelung eines Ackerschleppers der Fall. Der Patentanspruch 2 beschreibt eine auf dieses
Anwendungsgebiet bezogene und mit dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Vorrichtung. . '
' ' .
Hierbei ist besonders vorteilhaft, daß der HaIl-•
Sensor lediglich entweder am Heck des Schleppers oder am Biegestab befestigt werden muß, um, unter der Voraussetzung, daß ein statisches Magnetfeld vorliegt,
bereits als fertige Kraftmeßvorrichtung einsatzbereit
zu sein. Da der Biegestab in der Regel zugleich die Verlängerung der Anienkachsen für die Unterlenker ist,
und der Biegestab aus Festigkeitsgründen aus Stahl bzw. aus'ferromagnetischem Material hergestellt ist,
•35 werden keine weiteren Zusatzmaßnahmen bzw. zusätzli-
- 7 - . DE 1061
cheri Elemente für die Kraftmeßvorrichtung benötigt. Am
• vorteilhaftesten ist es, wenn der Hall-Sensor am Heck
des Ackerschleppers befestigt wird,, da auf diese Weise
die Stromversorgung des Hall-Sensors stark vereinfacht, der Biegestab nicht geschwächt wird und die
Befestigung des Hall-Sensors erleichtert wird, da am Heck des Schleppers eine große.Planfläche vorhanden
ist. Durch geeignete. Anordnung des statischen Magnetfeldes bzw. eines Magneten kann.die Empfindlichkeit
des Hall-Sensors bzw. dessen Auflösevermögen so groß gemacht werden, daß dieser selbst auf kleinste Kraftabweichungen
der Unterlenkerkräfte reagiert, so daß das Hubaggregat somit zuverlässiger angesteuert werden
kann. Der Unterlenkerkraft-Regelkreis wird dadurch
stetig und stabil. . ·
Zu einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung gelangt man mit den Merkmalen des Unteranspruchs 5.
Die Ersetzung des Biegestabs durch eine Strebe, die mit einem am Schlepper montierten Tragrahmen beispielsweise
aus Längsprofilen oder aus einem Lenkerfachwerk fest verbunden ist und die unter Einleitung der Unterlenkerkräfte
verformbar ist, sorgt dafür, daß der die Biegestabverformung abgreifende Meßwertaufnehmer beim
Übergang der Unterlenkerkraft vom Druck- in den Zugbereich und umgekehrt keinen Meßwert-Aufzeichnungssprung mehr registriert. Das Lagerspiel des Biegestabs
hat somit keinen Einfluß mehr auf die Reglerfunktion,
Wenn der Hall-Sensor zusammen mit einem Magneten zu einer Montage-Baugruppe zusammengefaßt wird, kann
die Kraftmeßeinrichtung mit minimalem Arbeitsaufwand installiert werden und sie ist sofort nach dem Anbringen
einsatzbereit. .
. .
Dabei ist die relative Zuordnung von Magnet,
- 8 - DE 1061
sensorbewegtem System und Gestell vorteilhafterweise
so zu wählen, daß sich bei Veränderung der Lagezuordnung von Biegestab und Gestell die .Streuung der Magnetfeldlinien
und dadurch der. magnetische Fluß durch den Sensor stark ändert. Durch Veränderung der räumlichen
Zuordnung entweder des Magneten, des Sensors, des Biegestabs oder des Gestells zu den.jeweils anderen
Bestandteilen der Meßvorrichtung kann das Ansprechverhalten der Kräftmeßeinrichtung und damit die Regelungscharakteristik
des Hubwerks den jeweiligen Randbedingungen, beispielsweise der Bodenbeschaffenheit leicht
angepaßt werden. .·
• Da der Hall-Sensor, bereits eine Stromversorgung
besitzt, ist es mit einfachen Mitteln möglich, aus diesem Stromkreis eine einjustierbare Stromversorgung
für einen Elektromagneten abzuleiten.' Dies führt zu
dem besonderen Vorteil, daß dann durch einfachste Maßnahmen der magnetische Fluß durch den Sensor gesteuert
werden kann, um auf diese Weise gegebenenfalls Nichtlinearitäten der Flußzunahme durch den Sensor bei
einer Relativverschiebung des Körpers gegenüber dem Gestell korrigieren zu können.
Wenn der Biegestab zusätzlich einen Permanentmagneten trägt, kann die Empfindlichkeit des Meßsystems
weiter angehoben werden.
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Mit der Weiterbildung gemäß Unteranspruch 11 wird die Voraussetzung dafür geschaffen, daß die
Unterlenkerkräfte nicht nur der Größe sondern auch der Richtung nach exakt festgelegt bzw. eingeregelt
werden können. Wenn man die Hall-Sensoren bzw. deren Ausgangssignale justierbar mit dem Regelkreis koppelt,
kann das Verhalten des: Regelkreises für alle Stellungen des Unterlenkerpaares gleich sensibel ge-,
halten werden. . · ■
Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung gemäß Unteranspruch 12, da in diesem Fall die Erfassung
der Zugkraft-Komponenten unter weitestgehender Ausschaltung der gegenseitigen Beeinflussung der HaIl-Sensoren
und damit besonders exakt vorgenommen werden kann. Auf diese Weise gelangt man zu einem aussagekräftigen
Ausgangssignal der Kraftmeßvorrichtung. Bezüglich der räumlichen Festlegung der· Hall-Sensoren
und der Magnete sind dabei weiterhin· große Variationsmöglichkeiten
gegeben, so daß die Flexibilität der Kraftmeßvorrichtung bei der Montage weiterhin gewährleistet
und damit für eine den jeweiligen Randbedingungen, zum Beispiel der Anlenkgeometrie der Unterlenker
optimal angepaßte Meßwert-Aufnahme gesorgt ist.
Wenn die voneinander räumlich getrennten Hall-Sensoren relativ zu ihren Referenzmagneten voneinander
entkoppelt einstellbar sind, kann die eingeregelow
te Lage der Unterlenker in einem weiten Bereich justiert werden.
Häufig ist es notwendig, daß die Unterlenkerkräfte nicht aufsummiert sondern für sich getrennt
genauestens erfaßt werden. In diesem Fall kann die
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Weiterbildung gemäß Unteranspruch 14 in vorteilhafter Weise und mit einem relativ geringen Aufwand zur Anwendung
kommen. Die Biegestabkonstruktion kann dabei ebenso ausgeführt sein wie für den Fall, daß für
beide Unterlenker nur ein Biegestab vorgesehen ist.
• Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen meherere AusfUhrungsbeispiele der Erfindung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Hydraulik-Schaltschema eines Regelkreises
zur Regelung der Zugkraft in den . Unterlenkern eines hydraulisch betätigten
' Hubwerks eines Schleppers,
Fig.-2 eine schematische, im Teilschnitt gezeigte Draufsicht auf das Heck eines Ackerschleppers
mit eingebauter Kraftmeßvorrichtung,
Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche. Ansicht einer
weiteren Ausführungsform der Kraftmeßein-• ' . richtung, ·
· - ·
· - ·
" Fig. 4 eine Teilansicht eirier weiteren Ausführungsform
der Kraftmeßeinrichtung im nichtbeanspruchten Zustand des Biegestabs,
Fig. 5 eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht der in
Fig. 4 gezeigten Kraftmeßeinrichtung im
beanspruchten Zustand des Biegestabs.
- 11 - DE .1061
Fig· 6 eine perspektivische Ansicht eines Hecks
eines Ackerschleppers mit einer montierten weiteren AusfUhrungsform einer Kraftmeßeinrichtung,
und
Fig. 7 eine der Fig. 6 ähnliche Ansicht einer
weiteren AusfUhrungsform einer Kraftmeßvorrichtung.
" Fig. 1 zeigt einen hydraulischen Regelkreis für die Regelung der Zug- bzw. Druckkraft Z bzw. D in den
Unterlenkern U eines Schlepper-Hubv/erks SH. Jeweils
ein Unterlenker U ist mit einem Ende über einen Tragrahmen T am Schlepper 1 angelenkt und über ein Hubgetriebe
aus .Hublenker 2, Winkelarm 3 und Schubstange 4 mit einem hydraulisch betätigten Arbeitszylinder 5
verbunden. Das andere Ende des Uriterlenkers U ist mit einem Arbeitsgerät, beispielsweise einem Pflug verbunden,
dessen Kraft (Zugkraft) proportional zur Pflüg-
tiefe, d.h. zur Lage des Unterlenkers U ist. Um die Pflügtiefe konstant zu halten, wird der Arbeitszylinder
5 von einem Ventil 10 angesteuert, welches in einen Regelkreis RK integriert ist, der ebenfalls
hydraulisch arbeitet. Es ist jedoch auch ein Regel-
'
kreis denkbar, der auf elektrischer Basis arbeitet und der beispielsweise das Ventil über Servomotoren ver-
- 12 - . DE 1061
schiebt, bzw. den Arbeitskolben direkt auf elektrischen
Wege ansteuert, so daß das Steuersystem nicht mehr von der Schlepper-Hydraulik abhängig ist.
Im gezeigten Fall wird der Arbeitszylinder 5 über
eine Arbeitsleitung 11 mit Druckfluid aus einem Vorratsbehälter 7 gespeist. Eine Arbeitspumpe 8 saugt zu
• diesem Zweck über eine Saugleitung 9 Druckfluid an und pumpt.es-über das (im gezeigten Fall 3/3 - ) Wegeventil
10 zürn Arbeitszylinder 5, wo es unter Verschiebung eines Hubkolbens 6 Arbeit verrichtet.
Das 3/3-Wegeventil. 10 wird von einem Regel-Druckkreis
über beidseitig angeordnete Steuereinrichtungen 12 und. 13 angesteuert. Der Regel-Druckkreis besitzt
eine Steuerpumpe 14, die den Regelkreis über ein Leitungsnetz 15 mit Druckfluid versorgt. Das Wegeventil
10 wird bei nichtbeaufschlagten Steuereinrichtungen 12 bzw. 13 von einem Satz Steuerfedern 16 bzw. 17
in der gezeigten Mittellage gehalten. Auf einer Seite
des Wegeventils 10 liegt ein Druck an, der durch z.wei Festdüsen 18 bzw. 19 festgelegt wird. Der .Druck auf
der anderen Seite des Wegeventils 10 wird durch den Druckabfall an den beiden veränderlichen Drosseln 20
bzw. 21 bestimmt. Die Drossel "20 fungiert als Sollwertgeber und die Drossel 21 als Istwertnehmer des Regel^-
kreises. Die Drossel 21 ist auf mechanischem, elektrischem oder hydraulischem Weg (durch 22· angedeutet) mit
einem Kraftaufnehmer KA (nicht gezeigt) für den Unterlenker
U gekoppelt, so daß diese Koppelung als Rückführung des Regelkreises dient.
Die gezeigte Stellung stellt die eingeregelte Lage des Wegeventils 10 dar. Die Drossel 20 legt dabei
die Höhe des Unterlenkers fest. Die Zugkraft Z, bzw.
-. 13 - " DE 1061
die Druckkraft D im Unterlenker U ist so groß, daß der Druck zwischen den beiden Drosseln 20 und 21 dem Drück
zwischen den beiden FestdUsen 18 und 19 entspricht.
Wenn aus irgendeinem Grund die Kraft im Unterlenker vom eingeregelten Wert abweicht, beispielsweise,
wenn der Pflug beim Pflügen über eine Kuppe zu tief ins Erdreich eindringt, so ändert sich der.Drosselquerschnitt
des Istwertaufnehmers (Drossel 21), und der Druck, der an der Steuereinrichtung 13.wirksam wird
vergrößert sich. Da der Druck auf der Seite der Steuereinrichtung 12 konstant ist, wird hierbei das Wegeventil
10 in eine Stellung verschoben,, in der Druckfluid in den Arbeitszylinder 5 gepumpt wird, so daß.der
Unterlenker U über das Hubgetriebe gehoben wird. Die Kraft im Unterlenker U wird dadurch kleiner und die
Drossel 21 wird wieder etwas geöffnet, so daß sich ein neuer Gleichgewichtszustand einstellt, in dem die
Kraft im Unterlenker erneut eingeregelt die Lage des Unterlenkers jedoch verändert ist.
Fig. 2 zeigt den Aufbau einer Vorrichtung zur Erzeugung, der der Zugkraft in den Unterlenkern proportionalen
Stellgröße für das Drosselventil des Regelkreises. Die. Vorrichtung ist symmetrisch aufgebaut und
zeigt zwei Unterlenker U die in einem. Gelenk G angelenkt sind, welches von einem Biegestab B gebildet
ist, der beidseitig in Tragplatten T gelagert ist.. Die Tragplatten sind fest am Heck H des Ackerschleppers
befestigt. Symmetrisch zu den Gelenkstellen G ist in diesem gezeigten Ausführungsbeispiel am Heck H des
Schleppers die KraftmeßeinrichtunglOOmontiert, die aus
einem Hall-Sensor 102 und einem Permanentmagneten 103 gebildet ist. Die Kraftmeßeinrichtung ist ortsfest am
Heck H des Schleppers festgelegt. In Fig. 1 sind
- 14 - DE 1061
Magnetfeldlinien 104 gezeigt, die mit einer gewissen
Dichte den Hall*-Sensor 102 durchsetzen. Das von den
Magnetfeld!.inien 104 bestimmte und in dem gezeigten
Ausfuhrungsbeispiel raumfeste Magnetfeld wird durch die Materialwahl des Schlepperhecks H und des Biegestabs
B beeinflußt. Man erkennt, daß sich der Biegestab B im Einflußbereich des Magnetfelds 104 befindet.
Ein Teil der Magnetfeldlinien 104 durchsetzt den Hall-Sensor 102, der dadurch ein gewisses Ausgangssignal
abgibt, welches zur Regelung des Kr*afthebers herangezogen wird. Wenn auf die Unterlenker U eine größere
Zugkraft F„ wirkt, so verformt sich der Biegestab B in eine Richtung auf den Hall-Sensor 102 zu, wodurch der
Verlauf der Magnetfeldlinien 104 verändert wird. Dadurch ändert sich aber auch die den Hall-Sensor 102
durchsetzende Magnetflußdichte, so daß das Ausgangssignal
des Hall-Sensors 102 in Abhängigkeit von der Durchbiegung, d. h.' in Abhängigkeit von der Zugkraft
in den' Unterlenkern U verändert' wird. Durch Verschiebung des Hall-Sensors 102 relativ zum Magneten 103
kann das Ausgangssignal des Hall-Sensors 102 justiert werden. . ··
In Fig. 3 ist eine andere Aüsführungsform der-Kraftmeßvorrichtung
gezeigt. Die Vorrichtung weist in dieser AusfUhrungsform einen Tragrahmen TR aus zwei
parallel zueinander angeordneten und in Fahrtrichtung des Schleppers ausgerichteten Längsprofilen 105 auf,
die am Schlepperheck H befestigt sind. Der Biegestab B, der an die Lenkerprofile angeschweißt ist, verstrebt
diese zu einem geschlossenen Rahmen. Die Längs-.profile
105 stehen über den Biegestab B etwas vor und nehmen in diesen vorstehenden Abschnitten jeweils
einen Bolzen 106 auf, der durch je eine weitere Lager- · platte 107 geführt ist, die mit d.em Biegestab B fest
.:.-..- ν.-. -, ■ .:. - 31 1Ό 10.7
- 15 - .DE 1061
verbunden, beispielsweise "verschweißt ist. Über den
Bolzen 106 ist der jeweilige Unterlenker U gelagert. Der geschlossene Rahmen verformt sich bei Belastung
der Unterlenker U elastisch und symmetrisch, wobei der
5' · Biegestab B di.e größte Verformung erfährt. Die Ver'formungs-Verschiebung
wird durch die Kraftmeßeinrichtung 100 erfaßt, die auf dem Schlepperheck H montiert ist,
wie dies in Fig. 2 bereits zum Ausdruck kommt.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine AusfUhrungsform, bei der der Meßeinrichtung 100 ein weiterer Permanentmagnet 108 zugeordnet ist, der auf dem Biegestab B
befestigt, beispielsweise angeschraubt bzw. angeklebt ist. Aus den Fig. 4 und 5 geht hervor, wie sich durch
Verformung des Biegestabs B der Verlauf der Magnetfeldlinien
104 derart verändert, daß der Hall-Sensor 102 mit zunehmender Verformung des Biegestabs B immer
stärker von den Magnetfeldlinien 104 durchsetzt wird. Dadurch kann ein Ausgangssignal des Hall-Sensors 102
erzeugt werden, welches mit der Biegeverformung des
Stabes B stark ansteigt.
Anstelle der in den Fig. 2 bis 5 gezeigten Permanentmagneten
103 können natürlich auch Elektromagneten . verwendet werden, deren magnetischer Fluß nicht unbedingt
konstant·gehalten werden muß. Es ist auch möglich, mehrere Magneten in einer vorbestimmten Konstellation
derart anzuordnen, daß sich ihre Magnetfeldlinien an einem vorbestimmten Punkt bei zunehmender
OQ · . ·
Relativverschiebung des Biegestabs zum Schlepperheck
immer mehr überlagern, wobei dann in diesen Überlagerungspunkt der Hall-Sensor 102 gelegt wird..
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des 35
Schlepperhecks H mit daran befestigten Trägern T
. . - 16 - DE 1061
und einem darin gelagerten Biegestab B, an dem die Unterlenker U angelenkt sind. Am Schlepperheck H sind
zwei Meßeinrichtungen 100' und 100" gefestigt, die jeweils einen nicht gezeigten Hall-Sensor 102' und
102" aufnehmen, deren Detektprflachen in aufeinander
senkrecht stehenden Ebenen liegen und von Magnetfeldlinien 104' und 104" durchsetzt werden. Die Meßeinrich-.
tung 100" ist ähnlich aufgebaut wie die in den Fig. 2 bis 5 gezeigten Meßeinrichtungen und sie erfaßt die
Durchbiegungen des Biegestabs B in vertikaler Richtung. Die Meßeinrichtung 100', deren Hall-Sensor 102' so
ausgerichtet ist, daß seine Detektorfläche in einer Vertikalebene liegt erfaßt die Durchbiegungen des
Biegestabs B in horizontaler Richtung. Somit erfaßt die Kraftmeßeinrichtung 100' horizontale und die Kraftmeßeinrichtung
.100" vertikale Unterlenkkräfte F„. Die
Kraftmeßeinrichtungen 100· und 100" sind bevorzugterweise so am Schlepperheck H montiert, daß sich die
Magnetfeldlinien nicht gegenseitig beeinflussen. Es sind für die Unterlenker-Kraftmessung in mehreren Richtungen
alle in den Fig. 2 bis 5 gezeigten Ausführungsformen der Kraftmeßeinrichtungen anwendbar.
Fig. '7 zeigt eine Kraftmeßvorrichtung .100"', welehe
nur eine .Unterlenkerkraft F„ überwacht. In dieser
Ausführungsform ist der Biegestab B an den Träger T geschweißt und die Kraftmeßeinrichtung 100'"
registriert jede Verschiebung des Unterlenkers U. Selbstverständlich ist man bei der getrennten Überwachung
der Unterlenkerkräfte nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Es kann auch vorgesehen sein,
daß jedem Unterlenker U ein Biegestab zugeordnet wird, wie er in den Fig. 2 bzw. 3· angedeutet ist. Wenn auch
die Richtung der Unterlenkerkräfte überwacht werden soll, so muß.lediglich eine (in Fig. 7 nicht gezeigte)
.- 17 - DE 1061
weitere Kraftmeßvorrichtung an geeigneter'Stelle montiert
werden, wobei darauf zu achten ist,, daß· sich dann die Magnetfeldlinien 104 nicht gegenseitig zu
sehr beeinflussen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn
die Kraftmeßvorrichtungen jede für sich getrennt justierbar sind, da die an das Hubaggregat des Schleppers
anzulerikenden Bodenbearbeitungsgeräte häufig keine
symmetrische Krafteinleitung auf den Schlepper zulassen. Diese Justiervorgänge der Kraftmeßeinrichtungen
sind dabei besonders einfach und es kann dadurch mit sehr-wenigen Handgriffen die optimale Unterlenkerkraft
und die dem Bodenbearbeitungsgerät angepaßte Unterlenker-Kraftrichtung
eingestellt werden. ■
Leerseite
Claims (14)
- PatentansprücheIj Kraftmeßverfahren zur Bestimmung einer .an einem vorbestimmten Punkt eines mechanischen Systems angreifenden Kraft, wobei die in diesem Punkt wirkende Kraft auf ein elastisches System übertragen und dieses dadurch elastisch verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Relatxvverschiebung eines Punktes des elastischen Systems von mindestens einem entweder am elastischen System oder raumfest angeordneten an sich bekannten Hall-Sensor(102) erfaßt wird, der. sich in einem Magnetfeld (104) mit vorbestimmbarem Magnetfluß befindet.
- 2. Kraftmeßvorrichtung, insbesondere für die Kraftheberregelung von landwirtschaftlich eingesetzten Schleppern unter Heranziehung des'Verfahrens nach Anspruch 1, mit mindestens einem vom Unterlenkerpaar mit einem Biegemoment beaufschlagten Biegestab, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Hall-Sensor (102) mit seiner Detektorfläche im wesentlichen in der Hauptebene der Durchbiegung des Biegestabs (B) montiert und an den Regelkreis (RK) des Krafthebers (SH) angeschlossen ist.IX/13Deutsche Bank (Mun.chen) Kto 51/61070Dresdner Bnnk (München.) Klo. 3939844Postscheck (München) KIo 670-43-804- 2 - ■ DE 1061
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hall-Sensor (102) am Schlepperheck (H) räumlich festgelegt ist.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oripr 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hall-Sensor (102) symmetrisch zu den Anlenkpunkten (G) der Unterlenker (U) am Schlepper (H) angeordnet ist.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegestab .(B) mit einem am Schlepperheck (H) festmontierten Tragrahmen (TR) starr gekoppelt ist, der die auf- die Unterlenker (U) wirkende Kraft (F„) unter Biegeverformung des Biegestabs (B) aufnimmt.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hall-Sensor (102) zusammen mit einem Magneten (3) zu einer Montage-Baugruppe zusammengefaßt ist.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Magent ein Permanentmagnet (103; ist.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Magneten (103) vom Hall-Sensor.(102) justierbar ist.
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (103>ein Elektromagnet ist, dessen Stromversorgung justierbar ist.
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegestab (B) einen Permanent-3~> magneten (108)trägt, dessen Feldlinien (104')den Hall-Sensor (102) durchsetzen.- 3 - DE 1061
- 11. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 10, gekennzeichnet durch mindestens einen weiteren Hall-Sensor (102"), dessen Detektorfläche zu der des ersten Hall-Sensors (102; 102') geneigt angeordnet ist.
- 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorfläche des weiteren Hall-Sensors (102") in einer Horizontalebene liegt und senkrecht zur Detektorfläche des ersten Hall-Sensors (102·) angeordnet ist.
- 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß beide Hall-Sensoren (102·, 102") relativ zum jeweiligen sie durchsetzenden Magnetfeld (1041, 104") getrennt einstellbar sind.
- 14. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 13, dadurchgekennzeichnet, daß jedem Unterlenker (U) je ein Biege-ψ stab (B) zugeordnet ist, dessen jeweilige Durchbiegung' von mindestens einem Hall-Sensor (102"') erfaßbar ist.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19813110107 DE3110107A1 (de) | 1981-03-16 | 1981-03-16 | Kraftmessverfahren und kraftmessvorrichtung zur steuerung des krafthebers eines ackerschleppers |
GB8206718A GB2094984B (en) | 1981-03-16 | 1982-03-08 | Force measurement for tractor hoist |
FR8204311A FR2501862A1 (fr) | 1981-03-16 | 1982-03-15 | Procede et dispositif de mesure de force pour la commande du releveur d'un tracteur agricole |
US06/357,897 US4497375A (en) | 1981-03-16 | 1982-03-15 | Force measuring apparatus mounted on tractor including Hall sensor detecting deformation of flex rod to control tractor power hoist |
IT20182/82A IT1150324B (it) | 1981-03-16 | 1982-03-16 | Procedimento e dispositivo dinamometrici per comandare il martinetto di un trattore agricolo |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0199067A2 (de) * | 1985-04-26 | 1986-10-29 | Robert Bosch Gmbh | Kraftmesser zur Messung von Kräften in einem etwa bolzenartigen Bauelement |
DE3722041A1 (de) * | 1987-07-03 | 1989-01-12 | Deere & Co | Verfahren und messglied zum messen einer an einem zuggeraet angreifenden kraft |
DE3843869A1 (de) * | 1988-12-24 | 1990-06-28 | Deere & Co | Kraftsensor zur bestimmung von zug- und druckkraeften |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1984001624A1 (fr) * | 1982-10-22 | 1984-04-26 | Gap Ges Auswert Patente | Procede de mesure de la charge d'objets oblongs en forme d'arbres, ainsi qu'une installation mettant en oeuvre ce procede |
US4691579A (en) * | 1986-06-03 | 1987-09-08 | Ekola Kenneth E | Tension transducer |
US4882512A (en) * | 1988-09-19 | 1989-11-21 | Honeywell, Inc. | Electromagnetic force sensor |
US5101909A (en) * | 1990-11-13 | 1992-04-07 | Deere & Company | Bending shaft draft force sensor |
DE4402529A1 (de) * | 1993-02-17 | 1994-08-18 | Fischer Georg Verkehrstechnik | Anordnung von Meßmitteln an einem Sattelfahrzeug |
DE4402525C2 (de) * | 1993-02-17 | 1998-10-29 | Fischer Georg Verkehrstechnik | Anordnung von Meßmitteln an einem eine Sattelzugmaschine und einen Sattelanhänger aufweisenden Sattelfahrzeug |
DE4400037C2 (de) * | 1994-01-04 | 2002-12-12 | Wolfgang Schaefer | Winkelmeßeinrichtung, insbesondere für Fadenzugkraftaufnehmer |
US7290476B1 (en) | 1998-10-20 | 2007-11-06 | Control Products, Inc. | Precision sensor for a hydraulic cylinder |
DE10114091A1 (de) * | 2001-03-22 | 2002-09-26 | Deere & Co | Steuervorrichtung für eine Fahrzeuganbauschnittstelle |
US7093361B2 (en) * | 2002-01-23 | 2006-08-22 | Control Products, Inc. | Method of assembling an actuator with an internal sensor |
US7100861B2 (en) | 2002-01-23 | 2006-09-05 | Control Products, Inc. | Lead guide for cable extension type position sensors |
DE10229020A1 (de) * | 2002-06-28 | 2004-01-22 | Robert Bosch Gmbh | Kraftsensor |
US7197974B2 (en) * | 2004-01-15 | 2007-04-03 | Control Products Inc. | Position sensor |
GB2415353A (en) * | 2004-06-22 | 2005-12-28 | Agco Sa | Implement control system |
US7609055B2 (en) * | 2004-07-21 | 2009-10-27 | Control Products, Inc. | Position sensing device and method |
JP5500957B2 (ja) * | 2009-11-26 | 2014-05-21 | キヤノン株式会社 | 磁気式力覚センサ |
DE102018208882A1 (de) * | 2018-06-06 | 2020-01-16 | Robert Bosch Gmbh | Landwirtschaftsmaschine mit einem Magnetfeldsensor zur Überwachung einer Bewegung einer Komponente der Landwirtschaftsmaschine |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1208897B (de) * | 1955-05-11 | 1966-01-13 | Siemens Ag | Messumformer mit ortsfestem Hallgenerator im Luftspalt eines starren Magnetsystems |
DE2255715A1 (de) * | 1971-11-22 | 1973-05-24 | Massey Ferguson Services Nv | Vorrichtung zum messen der zugkraft bei einer zugmaschine |
DE2417055A1 (de) * | 1973-04-10 | 1974-10-31 | Massey Ferguson Services Nv | Lastmessvorrichtung |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3118108A (en) * | 1960-11-09 | 1964-01-14 | Valparaiso University Ass Inc | Motion operated transducer |
DE1162597B (de) * | 1961-11-29 | 1964-02-06 | Siemens Ag | Anordnung zur Messung des Drehmomentes an Wellen |
US3161845A (en) * | 1962-05-07 | 1964-12-15 | Ass Elect Ind | Hall effect apparatus |
CH447629A (de) * | 1966-02-14 | 1967-11-30 | Siemens Ag | Berührungsfreier elektrischer Abstandsmessgeber |
US3888315A (en) * | 1973-10-29 | 1975-06-10 | Massey Ferguson Inc | Draft sensing apparatus for tractor |
US3814188A (en) * | 1972-10-02 | 1974-06-04 | Allis Chalmers | Electronic draft load sensing system |
US4213503A (en) * | 1977-01-17 | 1980-07-22 | Honeywell Inc. | Slope control system |
US4141026A (en) * | 1977-02-02 | 1979-02-20 | Texas Instruments Incorporated | Hall effect generator |
JPS54136529U (de) * | 1978-03-15 | 1979-09-21 | ||
FR2435187A1 (fr) * | 1978-09-08 | 1980-04-04 | Renault | Dispositif de relevage electrohydraulique d'outils agraires |
JPS5937921B2 (ja) * | 1978-11-17 | 1984-09-12 | 株式会社クボタ | 農作業機用牽引負荷検出装置における検出バ−の構造 |
US4266616A (en) * | 1979-06-29 | 1981-05-12 | Massey-Ferguson Inc. | Draft sensing apparatus wherein effect of vertical deflection reduced to insignificant levels compared to horizontal deflection |
US4254395A (en) * | 1979-12-26 | 1981-03-03 | Robert Bosch Gmbh | Electromechanical force converter for measuring gas pressure |
DE3021777A1 (de) * | 1980-06-10 | 1981-12-24 | G.L. Rexroth Gmbh, 8770 Lohr | Vorrichtung zur regelung der zugkraft in unterlenkern eines schlepperhubwerks |
-
1981
- 1981-03-16 DE DE19813110107 patent/DE3110107A1/de not_active Withdrawn
-
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- 1982-03-15 FR FR8204311A patent/FR2501862A1/fr active Granted
- 1982-03-16 IT IT20182/82A patent/IT1150324B/it active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1208897B (de) * | 1955-05-11 | 1966-01-13 | Siemens Ag | Messumformer mit ortsfestem Hallgenerator im Luftspalt eines starren Magnetsystems |
DE2255715A1 (de) * | 1971-11-22 | 1973-05-24 | Massey Ferguson Services Nv | Vorrichtung zum messen der zugkraft bei einer zugmaschine |
DE2417055A1 (de) * | 1973-04-10 | 1974-10-31 | Massey Ferguson Services Nv | Lastmessvorrichtung |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0199067A2 (de) * | 1985-04-26 | 1986-10-29 | Robert Bosch Gmbh | Kraftmesser zur Messung von Kräften in einem etwa bolzenartigen Bauelement |
EP0199067A3 (de) * | 1985-04-26 | 1989-06-28 | Robert Bosch Gmbh | Kraftmesser zur Messung von Kräften in einem etwa bolzenartigen Bauelement |
DE3722041A1 (de) * | 1987-07-03 | 1989-01-12 | Deere & Co | Verfahren und messglied zum messen einer an einem zuggeraet angreifenden kraft |
DE3843869A1 (de) * | 1988-12-24 | 1990-06-28 | Deere & Co | Kraftsensor zur bestimmung von zug- und druckkraeften |
EP0376093A2 (de) * | 1988-12-24 | 1990-07-04 | Deere & Company | Kraftsensor zur Bestimmung von Zug- und Druckkräften |
US4982613A (en) * | 1988-12-24 | 1991-01-08 | Deere & Company | Force sensor |
EP0376093A3 (de) * | 1988-12-24 | 1991-11-06 | Deere & Company | Kraftsensor zur Bestimmung von Zug- und Druckkräften |
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