DE4322355A1 - SHR/EHR-System für Hubwerke - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Regelsystem für Hub­ werke insbesondere an landwirtschaftlichen Maschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Hubwerksregelsysteme dieser Gattung werden vorwiegend zur hydraulischen Steuerung und Betätigung von Arbeitsgerät­ schaften an landwirtschaftlichen Maschinen wie z. B. Trak­ toren verwendet. Sie dienen dabei im wesentlichen als Führungseinrichtung des Arbeitsgeräts für die Einstellung und Aufrechterhaltung einer vorbestimmbaren Gerätelage bezüglich der Maschine und desweiteren als eine Art Dämp­ fungseinrichtung zur Kompensation von Hub- und Nick­ schwingungen, die beispielsweise beim Befahren unebener Bodenflächen von einem Traktor auf das Arbeitsgerät über­ tragen werden.

Aus der DE-PS 29 40 403 ist beispielsweise ein gattungs­ gemäßes Hubwerksregelsystem bekannt, welches das Führen eines hydraulisch betätigbaren Pflugs in einer konstanten Pflugtiefe sowie eine Anpassung der resultierenden Zug­ kraft des Pflugs an die Motorlast eines Traktors ermög­ licht. Hierzu ist es prinzipiell notwendig, außer der mittels eines Lagesensors erfaßbaren Geräteposition (Hubwerksstellung) auch die auf den Traktor ausgeübte Zugkraft des Geräts beispielsweise durch einen an der Ge­ räteaufhängung angebrachten Kraftaufnehmer abzugreifen und entsprechend dieser Regelgrößen die Geräteführung bzw. in diesem Fall die Pflugtiefenverstellung durch ein als ein hydraulisches Steuerventil ausgebildetes Regelge­ rät vorzunehmen.

Im Stand der Technik werden hierbei im wesentlichen drei Typen von Regelsystemen unterschieden:

• 1. Als einen ersten Typ sind mechanisch-hydraulische Re­ gelsysteme (MHR) zu nennen, bei denen manuell einstell­ bare Sollwerte für eine Kraft- und Lageregelung eines Ar­ beitsgeräts wie auch die mittels der vorstehend bezeich­ neten Sensoren erfaßbaren Istwerte mechanisch entweder unmittelbar auf die Steuerseiten eines hydraulischen Stellventils oder im Falle einer hydraulischen Vorsteue­ rung auf die Steuerseiten eines Pilotventils übertragen werden, worauf anschließend das Stellventil i.a. direkt den von einer Hydraulikpumpe erzeugten Ölstrom zum Ver­ braucher beispielsweise einem Hubwerkszylinder steuert.
• 2. Der zweite Typ eines Regelsystems wird durch ein rein hydraulisches d. h. durch ein servo-hydraulisches Regelsy­ stem (SHR) gebildet, in dem die vorstehend definierten Soll- und Istwerte über den Öffnungsgrad von hydrauli­ schen Stelldrosseln bestimmt und als Steuerdrücke inner­ halb einer Meßbrückenanordnung mittel- oder unmittelbar den Steuerseiten des Stellventils zugeführt werden. Eine Hydraulikschaltung für ein derartiges hydraulisches Re­ gelsystem ist beispielsweise aus der DE-OS 42 16 456 der Anmelderin bekannt. Gemäß dieser Druckschrift ist das hydraulische Regelsystem in aufgelöster Bauweise ausge­ führt, wobei Lage- und Kraftsensoren, Sollwert-Geberven­ tile und Stellventil zum Heben und Senken des Hubwerks in eigenständige Komponenten aufgeteilt sind. Die Geberven­ tile und Sensoren sind dabei im allgemeinen traktorspezi­ fisch konstruiert, während als Stellventil ein standardi­ siertes Schalt- oder Servoventil Verwendung findet. Die Komponenten des Regelsystems sind außerdem an unter­ schiedlichen Stellen am Traktor montiert und durch ein umfangreiches an die Geometrie des Traktors speziell an­ gepaßtes hydraulisches Leitungssystem miteinander verbun­ den.
• 3. Der dritte Typ eines Regelsystems wird als elektro­ hydraulisches Regelsystem (EHR) bezeichnet, welches im Stand der Technik wie das zuvor beschriebene servo­ hydraulische Regelsystem ebenfalls in aufgelöster Bau­ weise ausgeführt ist. Auch bei diesem System wird als Stell- oder Steuerventil ein Standardventil verwendet, wobei die elektrischen Sensoren zur Kraft- und Lagemes­ sung traktorspezifisch ausgewählt sind. Hierbei stehen bei der Auswahl der einzelnen elektrischen Sensoren ent­ sprechend den unterschiedlichen Techniken für die Kraft- und Lagemessung jeweils verschiedene Sensortypen zur Ver­ fügung, die in Abhängigkeit von den geometrischen Ver­ hältnissen des Traktors ausgewählt und abgestimmt werden müssen. So kann die Kraft entweder direkt durch einen einzigen oder zwei Kraftmeßbolzen beispielsweise in den Anlenkpunkten einer Dreipunktaufhängung für ein Arbeits­ gerät oder auf dem Umweg der Wegmessung an einem Biegee­ lement erfaßt werden. Die Wegmessung erfolgt in der Regel an einem Hubarm potentiometrisch oder induktiv durch ein mechanisches Abtastverfahren.

Wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, arbeitet das SHR/EHR-Sy­ stem nach dem Prinzip der Wheatstone′schen Meßbrücke, wo­ bei die einzelnen Brückenzweige durch die zwei Sollwert­ geber sowie durch einen Lage- und einen Kraftaufnehmer gebildet werden.

Im folgenden wird nunmehr das Regelprinzip ausschließlich anhand eines SHR-Systems beschrieben. Die Arbeitsweise des EHR-Systems ist hierzu jedoch analog, wobei anstelle des durch die Drosselventile geregelten Steuerdrucks eine durch die elekt. Sensoren und Sollwertgeber erzeugte elekt. Spannung als Steuergröße verwendet wird.

Wie vorstehend bereits angedeutet, dient die Wheat­ stone′sche Brücke zur Steuerung des Steuerventils 1, das in den Hydraulikkreis zur wahlweisen Druckbeaufschlagung eines Hubzylinders zwischengeschaltet ist. Hierzu sind die einzelnen Drosselventile entsprechend dem Wheat­ stone′schen Prinzip an den Steuerseiten eines Vorsteuer­ ventils einer nicht gezeigten Schnappventilanordnung in einer Diagonalen angeschlossen und derart abgeglichen, daß zum Einen das Schnappventil ein direktes Ansprechen der Steuerseiten des Steuerventils 1 über die Brückenzweige der Meßbrücke ermöglicht und zum Anderen das Steuerventil 1 in unbetätigtem Zustand des Sollwertgebers in Neutralstellung gehalten wird.

Bei Verstellen des Sollwertgebers stellt sich eine be­ stimmte Druckdifferenz an den Steuerseiten des Steuerven­ tils 1 ein, entsprechend dem der Ventilkolben des Steuer­ ventil 1 unmittelbar zur Auslenkung des Hubzylinders be­ tätigt wird. Diese Auslenkung wird wiederum auf das bei­ spielsweise als Lageaufnehmer vorgesehene Drosselventil übertragen, dessen Strömungsquerschnitt proportional zum Verstellweg des Hubzylinders vergrößert oder verkleinert wird. Sobald durch diese Änderung des Strömungsquer­ schnitts der ursprüngliche Steuerdruck im entsprechenden Brückenzweig erreicht wird, verschwindet die Druckdiffe­ renz in der Diagonale der Brücke, worauf sich das Steuer­ ventil 1 in seine Neutralstellung verschiebt und damit den manuell eingeleiteten Regelvorgang beendet.

Gerade auf dem technischen Gebiet der Landtechnik hat es sich in der Vergangenheit gezeigt, daß servo-hydraulische (SHR) und elektro-hydraulische Regelsysteme (EHR) gemäß vorstehenden Ausführungen aufgrund ihrer hohen Flexibili­ tät an Funktionen und Anwendungen sowie einer gesteiger­ ten Regelgüte und Sicherheit gegenüber den mechanisch­ hydraulischen Systemen immer öfter den Vorzug erhalten, wobei in diesen Fällen bewußt der Nachteil von verhält­ nismäßig hohen Entwicklungs- und Anschaffungskosten die­ ser Systeme in Kauf genommen wird. Aufgrund der immer weiter steigenden Herstellungskosten insbesondere im landwirtschaftlichen Sondermaschinenbau sowie die marktspezifische Entwicklung hin zu immer mehr Individua­ lität der einzelnen Produkte hinsichtlich ihrer Funktio­ nalität, ihres Designs und ihrer Qualität wird jedoch eine Reduzierung der durch periphäre Einrichtungen verur­ sachten Kosten ohne größere Funktions- und Sicherheits­ einbußen immer erforderlicher. Ein derartiger Kompromiß ist jedoch mit den aus dem Stand der Technik bekannten Regelsystemen gemäß den vorstehend bezeichneten drei Sy­ stemtypen nicht oder nur in beschränktem Umfang erreich­ bar.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Regelsystem für Hubwerke dieser Gattung zu schaffen, mittels dem die For­ derung nach Flexibilität der Funktionen mit einer markt­ gerechten Beibehaltung oder sogar einer Verringerung der Herstellungskosten in Einklang bringbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Regelsystem mit den Merkmalen gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.

Grundgedanke der Erfindung ist es demnach, nach dem Prin­ zip des Baukastensystems eine möglichst hohe Standardi­ sierung bei gleichzeitiger Reduzierung der einzelnen, be­ liebig miteinander kombinierbaren Funktionsgruppen zu er­ zielen, um somit bei höheren Stückzahlen den Herstel­ lungsaufwand für jedes einzelne individuelle Regelsystem zu verringern.

Hierfür sind gemäß Anspruch 1 allen Regelsystemtypen SHR sowie EHR gemeinsame Funktionsgruppen in einem einzigen, in Integralbauweise ausgeführten Grundgerät als ein er­ ster Funktionsträger zusammengefaßt und standardisiert. Die systemspezifisch unterschiedlichen Funktionen sind ferner in jeweils einem Anflanschgerät als zweiter Funk­ tionsträger für ein SHR-System oder ein EHR-Sytem vorge­ sehen, welche wahlweise unter Ausbildung einem zentralen Steuerblocks an das Grundgerät ein- oder angebaut werden können. Die Abtastung der Hubwerksstellung sowie die Übertragung der im Arbeitsgerät auftretenden Kräfte auf das Anflanschgerät erfolgt erfindungsgemäß über jeweils ein mechanisches Gestänge, welches zum einen beliebig an die Geometrie der Maschine angepaßt und zum anderen durch eine geeignete Auswahl von Hebelverhältnissen zur Abstim­ mung und Steigerung der Empfindlichkeit der Sensoren im Anflanschgerät verwendet werden kann. Somit lassen sich auch die im Anflaschgerät ausgebildeten Lage- und Krafts­ ensoren trotz unterschiedlichster Einsatzbedingungen und geometrischer Randbedingungen jeweils auf einen einzigen Sensortyp standardisieren.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Regelsystems nach Anspruch 2 sieht vor, hydraulische Zusatzelemente wie einen Sperrblock sowie eine Druckwaage in das Grund­ gerät zu integrieren, so daß das System aus Kostengründen auch mit einer Hydraulikpumpe mit konstantem Förderstrom betrieben werden kann.

Gemäß den Ansprüchen 3 und 4 kann das erfindungsgemäße Regelsystem auf einfache Weise von einem SHR-System mit hydraulischen Istwert- und Sollwertgeberdrosseln in ein EHR-System mit elektrischen Sensoren umgewandelt werden, wobei im letzteren Fall die elektr. Korrektursignale gemäß Anspruch 5 an Magnetventile zur Betätigung des Steuerventils anlegbar sind.

Die Weiterbildung des SHR/EHR-Systems gemäß Anspruch 9 sieht die Anordnung eines Hebelelements am Ge­ ber/Sensorgehäuse vor, wobei das Hebelelement bezüglich des jeweiligen Sensors verschiebbar und anschließend fi­ xierbar ist. Somit läßt sich das mechanische Gestänge an beliebige geometrische Verhältnisse anpassen und das Re­ gelsystem durch eine entsprechende Wahl des Hebelverhält­ nisses justieren.

Aus dem vorstehend beschriebenen Baukastenkonzept ergibt sich demnach eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber den Regelsystemen gemäß dem Stand der Technik wie sie nach­ folgend aufgeführt sind:

• - Das erfindungsgemäße Baukastenkonzept erlaubt die Aus­ wahl unterschiedlichster Regelsystemvarianten für SHR- als auch für EHR-Systeme ausschließlich durch den Aus­ tausch eines einzigen Funktionsträgers, so daß eine Ver­ minderung der Herstellungskosten durch Standardisierung der einzelnen Funktionsgruppen innerhalb der Funktions­ träger erzielbar ist.
• - Durch die integrierte Anordnung der Istwert- und Soll­ wertgeber im Grundgerät und Anflanschgerät des SHR/EHR- Systems läßt sich ein einbaufertiges, kompaktes Regelsy­ stem erhalten, welches bereits vor dem Einbau an eine Ma­ schine hydraulisch bzw. elektrisch eingestellbar ist, wo­ bei insbesondere bei einem SHR-System der aufwendige hydraulische Abgleich der Sollwertgeber und der Sensoren noch vor der Endmontage vorgenommen werden kann. Beim Einbau muß demnach lediglich das Betätigungsgestänge der Istwertgeber justiert werden. Diese Justierarbeiten sind relativ einfach und demnach kostengünstig.
• - Sind sowohl im SHR/EHR-System hydraulische Sicherheits­ elemente vorgesehen, können diese aufgrund ihrer Inte­ grierung entweder in das Anflanschgerät oder in das Grundgerät bei der Funktionsüberprüfung des Systems vor den Einbau an der Maschine bereits mitüberprüft werden, so daß weitere Funktionsüberprüfungen nach der Endmontage entfallen können.
• - Im Falle eines EHR-Systems sind die empfindlichen elek­ tronischen Sensoren durch die Integralbauweise im An­ flanschgerät insbesondere während der Montage an der Ma­ schine vor Beschädigung gut geschützt, so daß bei diesem Arbeitsgang mit einer geringen Ausschußrate zu rechnen ist.
• - Die Anordnung des Betätigungsgestänges zur Erfassung und Übertragung der Hubwerksstellung und Hubwerkskraft auf die Sensoren ermöglicht ferner die Anordnung einer externen Betätigung insbesondere bei einem SHR-System, indem beispielsweise ein zusätzliches Gestänge mit dem Sollwertgebergestänge verbunden und zu einer beliebigen Stelle an der Maschine geführt wird.
• - Im Steuerkreis des hydraulischen Steuerventils werden nur kurze Signalleitungen benötigt was insbesondere bei einem SHR-System zu einer erhöhten Reaktion und geringer Temperaturabhängigkeit des Regelsystems führt. Darüber hinaus ist das SHR-System gemäß der Erfindung infolge der fehlenden verrohrten Steuerleitungen kostengünstig und sicher vor Manipulationen und Beschädigung während der Montage.

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausfüh­ rungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher er­ läutert.

Fig. 1 zeigt ein Schaubild prinzipiell möglicher Vari­ anten eines SHR/EHR-Systems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau eines Grundgeräts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung,

Fig. 3 stellt die räumliche Anordnung der einzelnen Funktionsträger gemäß dem ersten Ausführungs­ beispiel dar,

Fig. 4 zeigt schematisch den Aufbau eines Grundgeräts gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 5 stellt die räumliche Anordnung der einzelnen
Funktionsträger des Steuergeräts gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dar,

Fig. 6 zeigt einen Schaltplan für den hydraulischen An­ schluß des Steuerventils in einem SHR-System,

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Sensorge­ stänges gemäß der Erfindung.

Gemäß den Fig. 1 bis 3 ist ein SHR/EHR-System für Hub­ werke nach dem Prinzip eines Baukastensystems in ein Grundgerät 10 sowie in ein Anflanschgerät 20 unterteilt, welche jeweils in Integralbauweise angefertigt sind und die Hauptfunktionsträger der einzelnen Funktionsgruppen des Regelsystems bilden. Die Funktionsgruppen sind dabei unter dem Gesichtspunkt der Standardisierung den zwei Funktionsträgern derart zugeteilt, daß ausschließlich durch ein Austausch des Anflanschgeräts 20 sowohl ein SHR- als auch ein EHR-System mit wahlweisen Sicherheits­ funktionen verwirklicht werden kann.

Hierfür ist im Grundgerät 10 gemäß Fig. 2 ein Steuerven­ til 1 ausgebildet, welches im hydraulischen Regelkreis eines nicht dargestellten Hubzylinders zwischengeschaltet ist. Standardgemäß ist dem Steuerventil 1 ein entsperrba­ res Rückschlagventil oder ein Sperrblock 2 nachgeschal­ tet, welches sich bei einer Betätigung des Steuerventils 1 zur Druckbeaufschlagung oder Druckentspannung des Hub­ zylinders öffnet. Bei Verwendung einer Pumpe mit konstan­ tem Förderstrom ist desweiteren wahlweise eine Druckwaage 3, 4 innerhalb des in Integralbauweise ausgebildeten Grundgeräts 10 vorgesehen, die dem Steuerventil 1 vorgeschaltet ist und eine Änderung des Hydraulikfluid­ stroms bei einer Änderung des im Hubzylinder herrschenden Lastdrucks verhindert. Das Steuerventil 1 wird dabei über zwei Istwertgeber 21, 22 für die Lage und Kraft des Hub­ zylinders sowie zwei manuell einstellbare Sollwertgeber 5, 6 angesteuert, wobei gemäß dem ersten Ausführungsbei­ spiel die Sollwertgeber 5, 6 im Grundgerät 10 ausgebildet sind.

Die Sollwertgeber 6 wie auch die Lage- und Kraftaufnehmer 21, 22 sind dabei je nach Wahl des Regelsystemtyps entweder als hydraulische Drosselventile für ein SHR-Sy­ stem oder als elektronische Sensoren bzw. elekt. Potentiometer in einem Bedienerpult für ein EHR-System ausgebildet. Dabei erzeugen Magnetventile 6 beim EHR- System den Ansteuerdruck für das Steuerventil 1 nach Maßgabe eines Microcontrollers.

Gemäß Fig. 2 ist desweiteren im Falle eines SHR-Systems die Anordnung eines Schnappventils 7 vorgesehen, welcher optional ebenfalls im Grundgerät 10 des Regelsystems untergebracht ist.

Wie bereits Eingangs erwähnt wurde, ergeben sich je nach
Auswahl des Anflanschgeräts 20 unterschiedliche
Regelsystemtypen mit unterschiedlichen Funktionen ohne Veränderung des Grundgeräts 10.

Gemäß Fig. 2 sind für das ersten Ausführungsbeispiel vier Varianten an Anflanschgeräte-Ausführungen vorgesehen:

Die Variante A1 verwirklicht ein SHR-System wie es be­ reits im Stand der Technik bekannt ist. Hierfür ist das Anflanschgerät 20 gemäß Fig. 3 als ein Gehäusedeckel des Grundgeräts 10 ausgebildet, der mit hydraulischen An­ schlüssen 9 versehen ist, die mit den entsprechenden Ein- und Ausgängen des Grundgeräts 10 kommunizieren. An die Anschlüsse 9 sind zu den hydraulischen Drosselventilen 21, 22 sich erstreckende nicht gezeigte Hydraulikleitun­ gen angeschlossen, über die der Hubwerksstellung und der Hubwerkskraft entsprechende Drucksignale in das Grundge­ rät 10 geführt werden. Die als Lage- und Kraftaufnehmer 21, 22 vorgesehenen Drosselventile sind bei dieser Aus­ führung demnach an jenen Stellen einer landwirtschaftli­ chen Maschine angebaut, an denen die genannten Regelgrö­ ßen unmittelbar abgreifbar sind.

Die zweite Variante A2 sieht hingegen die Integration der hydraulischen Sensoren 21, 22 in das Anflanschgerät 20 vor, in dem optional zusätzliche Sicherheitselemente des SHR-Systems, wie z. B. ein Sicherheitsventil 23 für ein sicheres Einschalten des Systems vorgesehen werden kön­ nen. Das Anflanschgerät 20 gemäß der Variante A2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel in Niederdrucktechnik herge­ stellt, d. h. das Gehäuse des Anflanschgeräts 20 zeigt an einer dem Grundgerät 10 zugewandten Gehäuseseite ein of­ fenes Kanallabyrinth, das gegenüber dem Grundgerät 10 durch ein Dichtblech - mit Durchbrüchen für die notwendi­ gen hydraulischen Verbindungen - getrennt ist. Das An­ flanschgeräte-Gehäuse gemäß der Variante A1 und A2 ist dabei vorzugsweise aus Druckgußaluminium oder Eisenfein­ guß hergestellt.

Als dritte Variante A3 ist ein EHR-System vorgeschlagen, wie es auch im Stand der Technik bereits verwirklicht wurde. Hierfür wird als Anflanschgerät 20 ein einfacher Abschlußdeckel ohne Anschlüsse für das Grundgerät 10 ge­ wählt, so daß automatisch alle hydraulischen Ein- und Aus­ gänge zur hydraulischen Ansteuerung des Steuerventils 1 verschlossen sind. Die elektrischen Sensoren 21, 22 sind bei dieser Variante wie bereits in der vorstehend be­ schriebenen Variante A1 in aufgelöster Bauweise an zur Lage- und Kraftmessung geeigneten Stellen der landwirt­ schaftlichen Maschine angebracht und geben über elektri­ sche Leitungen Steuersignale zum Grundgerät 10 ab. Diese Steuersignale können entweder an die Steuerseiten von Ma­ gnetventilen 5 angelegt werden, die das Steuerventil 1 entsprechend hydraulisch ansteuern oder direkt Steuerma­ gnete des Steuerventils 1 selbst ansprechen, welche in diesem Fall anstelle von nicht gezeigten Dichtstopfen des SHR-Steuerventils an dessen Steuerseiten vorgesehen sind.

Die vierte Variante A4 bezeichnet letztlich die inte­ grierte Anordnung der elektrischen Sensoren 21, 22 inner­ halb des Anflanschgeräts 20, welches ebenfalls als Gehäu­ sedeckel für das Grundgerät 10 ausgebildet ist und somit die hydraulischen Öffnungen im Grundgeräte-Gehäuse ver­ schließt. Die elektronische Verschaltung der Sensoren 21, 22 mit Magnetventilen 5 innerhalb des Grundgeräts 10 oder mit Magneten zur direkten Ansteuerung des Steuerventils 1 selbst entspricht dabei im wesentlichen der gemäß der Va­ riante A3.

Zur Erfassung der auftretenden Kräfte im Hubwerk sowie der Hubwerkstellung sind die Istwertgeber 21, 22 gemäß der Varianten A2 und A3 mit einem mechanischen Gestänge 30 gemäß Fig. 7 verbunden, welches zur flexiblen Adaption der in den erfindungsgemäßen Funktionsträgern integrier­ ten standardisierten Ist- 21, 22 und Sollwertgebern 5, 6 für unterschiedliche Einbaufälle an Traktoren vorgesehen ist.

Gemäß Fig. 7 ist hierfür an einer Seitenfläche des Sensorgehäuses, d. h. am Anflanschgerät 20 des SHR/EHR-Sy­ stems eine Trägerplatte 24 befestigt, die einen Montage­ abschnitt 25 für den Anbau eines Hebelmechanismus 31 auf­ weist. Die Trägerplatte 24 ist ferner mit einer Anzahl von Durchgangsbohrungen 26 versehen, durch die die Ab­ taststifte der mechanisch betätigbaren Lage- und Krafts­ ensoren 21, 22 verschiebbar geführt sind. Der Montageab­ schnitt 25 wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch eine ebene Fläche an der äußeren Stirnseite der Träger­ platte 24 gebildet, die unter Ausbildung eines Absatzes bezüglich der Stirnseite nach innen versetzt ist. Der Montageabschnitt 25 weist ferner eine Befestigungsmöglichkeit für den Hebelmechanismus 31 beispielsweise in Form von Langlöchern oder einer anderen geeigneten Führungseinrichtung auf, die ein Verschieben und an­ schließendes Fixieren des Hebelmechanismus 31 zur Ein­ stellung eines bestimmten Hebelverhältnisses ermöglicht. Der Hebelmechanismus 31 jedes Sensors selbst besteht aus einem Basiselement 32, welches mit dem Montageabschnitt 25 in Eingriff steht, sowie einem Hebel 33 in der Form einer Klinke, der an einem Endabschnitt an das Basisele­ ment 32 angelenkt und entsprechend der eingestellten Po­ sition des Basiselements 32 an einem Mittenabschnitt mit dem Abtaststift des jeweiligen Sensors 21, 22 in Eingriff bringbar ist. Das äußere Ende des Hebels 33 ist mit einer Schubstange 34 verbunden, die ggf. über weitere nicht ge­ zeigte Umlenkhebel mit geeigneten Aufhängungsarmen des Hubwerks wirkverbunden ist.

In den Fig. 4 und 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines SHR/EHR-Systems dargestellt, welches ebenfalls ein Grundgerät 10 sowie ein Anflanschgerät 20 als Funktions­ träger der Regelsystem-typischen Funktionsgruppen auf­ weist. Dieses zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen da­ durch, daß die hydraulischen Geberdrosseln 6 oder Magnet­ ventile 5 gemäß Fig. 5 ebenfalls im Anflanschgerät 20 vorgesehen sind.

Im Grundgerät 10 ist in diesem Fall nur ein hydraulisches Steuerventil 1 mit wahlweise vorgeschalteter Druckwaage 3, 4 und nachgeschaltetem Sperrblock 2 integriert, wobei optional ein Schnappventil 7 für den Neutralbereich vorgesehen werden kann.

Das Anflanschgerät 20 ist auch im zweiten Ausführungsbei­ spiel als ein Gehäusedeckel des Grundgeräts 10 in Nieder­ drucktechnik ausgeführt und unter Zwischenlage eines nicht gezeigten Dichtblechs an die mit hydraulischen Öff­ nungen versehene Seitenfläche des Grundgeräts 10 an­ flanschbar.

In Fig. 5 sind vier Varianten A1 bis A4 für das An­ flanschgerät 20 gezeigt, die gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verwirklicht werden können:

Die Variante A1 zeigt das Anflanschgerät 20 in der Form eines einfachen Gehäusedeckels mit einer den hydrauli­ schen Öffnungen am Grundgerät 10 entsprechenden Vielzahl von Durchgangsbohrungen 9, an die räumlich voneinander getrennte Istwert- 21 und Sollwertgeberdrosseln 6 an­ schließbar sind. Damit entspricht diese Variante der Va­ riante A1 des ersten Ausführungsbeispiels.

Für die Variante A2 sind wie bereits vorstehend erwähnt, sämtliche hydraulische Sensoren 21 und Sollwertgeber 6 im Anflanschgerät 20 integriert und über das mechanische Ge­ stänge 30 zur Lage- und Krafterfassung ansteuerbar. Dar­ überhinaus können optional unterschiedliche hydraulische Sicherheitselemente 23 im Anflanschgerät 20 vorgesehen werden.

Im Falle eines EHR-Systems, bei dem wie in der Variante A4 ausgeführt ist, zumindest die Lage- und Kraftaufnehmer als elektrische Sensoren 22 ausgebildet und im Anflanschgerät 20 integriert sind, können die zur An­ steuerung des Steuerventils 1 im Grundgerät 10 notwendi­ gen Magnetventile 5 entweder im Anflanschgerät 20 bei­ spielsweise anstelle der Sollwertdrosseln 6 des SHR-Sy­ stems oder im Grundgerät 10 selbst untergebracht sein.

Letzteres ist unter anderem auch dann erforderlich, wenn wie in der Variante A3 gemäß Fig. 5 vorgeschlagen, ledig­ lich eine Abdichtplatte als Anflanschgerät 20 an das Grundgerät 10 montiert wird und als Lage- und Kraftauf­ nehmer elektrische Sensoren 22 vorgesehen sind. Die Vari­ ante A3 des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht damit der Variante A3 des ersten Ausführungsbeispiels. Es ist jedoch auch möglich, das im Grundgerät 10 integrierte Steuerventil 1 direkt durch elektrische Steuersignale zu betätigen, wenn anstelle von Dichtstopfen in den hydrau­ lischen Steueranschlüssen des SHR-Steuerventils 1 elek­ trische Magnete auf den Steuerseiten des EHR-Steuerven­ tils 1 eingebaut sind.

Die Erfindung beschreibt demnach ein SHR/EHR-Regelsystem für Hubwerke insbesondere an landwirtschaftlichen Maschi­ nen, bei dem die beiden Systemtypen gemeinsame Funktions­ gruppen, wie das hydraulisches Steuerventil, Druckwaage und Sperrblock in Integralbausweise zu einem Grundgerät zusammengefaßt sind. An das Grundgerät ist das Anflansch­ gerät montierbar, in dem die Systemtyp-spezifischen Funk­ tionsgruppen wie hydraulische oder elektrische Istwertge­ ber, Magnetventile und Sicherheitselemente integriert sind. Die Istwert- und/oder Sollwertgeber werden über das mit dem Hubwerk verbundene mechanische Gestänge betätigt, welches zusätzlich zur Adaption der standardisiertem Soll- und Istwertgeber an die geometrischen Randbedingun­ gen der Maschine vorgesehen ist.

Claims (10)

1. Hubwerksregelsystem insbesondere für landwirtchaftli­ che Maschinen mit
zumindest einem Lage- und einem Kraftsensor (21, 22) für die Erfassung einer Hubwerksstellung bezüglich der Ma­ schine bzw. einer von einem Arbeitsgerät auf die Maschine übertragenen Arbeitskraft,
Sollwertgebern (5, 6) für die Einstellung eines Lage- und eines Kraftsollwerts und
einem Steuerventil (1), das in den hydraulischen Regel­ kreis des Hubwerks zwischengeschaltet ist und dessen zu­ mindest eine Steuerseite nach dem Prinzip der Wheat­ stone′schen Meßbrücke mit den Lage- (21) und Kraftsenso­ ren (22) sowie den Sollwertgebern (5, 6) derart verschal­ tet ist, daß der Steuerkolben des Steuerventils (1) ent­ sprechend einem sich einstellenden Ungleichgewicht in der Meßbrücke zur Druckbeaufschlagung und Druckentlastung des Hubwerks verschoben wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Steuerventil (1) ein Grundgerät (10) und die Lage­ und Kraftsensoren (21, 22) ein Anflanschgerät (20) bil­ den, welche unter Ausbildung eines zentralen Steuerblocks miteinander zusammengebaut sind, wobei die Hubwerksstel­ lung und die Arbeitskraft über jeweils eine mit dem ent­ sprechenden Sensor wirkverbundene mechanische Übertra­ gungseinrichtung (30) erfaßbar ist.

2. Hubwerksregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Grundgerät (10) in Integralbauweise ausgeführt ist und neben dem Steuerventil (1) ein entsperrbares Rück­ schlagventil (2) beinhaltet, welches dem Steuerventil (1) in der Hydraulikleitung zur Druckbeaufschlagung des Ver­ brauchers nachgeschaltet ist.

3. Hubwerksregelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertgeber (6) als manuell betätigbare hydraulische Verstelldrosseln und die Lage- und Kraftsensoren (21, 22) als kraftgesteuerte Hydrauli­ kregelventile ausgebildet sind, die entsprechend der Hub­ werksstellung und der Arbeitskraft jeweils einen hydrau­ lischen Steuerdruck an das Grundgerät (10) anlegen, mit dem im Falle einer Direktsteuerung zumindest die eine Steuerseite des Regelventils (1) oder im Falle einer Vor­ steuerung zumindest eine Steuerseite eines Pilotventils beaufschlagbar ist, welches im Grundgerät (10) integriert ist.

4. Hubwerksregelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertgeber (5) als Potentiometer und die Lage- und Kraftsensoren (21, 22) als elektrische Sensoren ausgebildet sind, wobei ein Microcontroller aus Differenzsignalen von Soll- und Istwerten Korrektursignale erzeugt, die als elektrische Signale zur Ansteuerung des im Grundgerät (10) integrierten Steuerventils (1) verwendet werden.

5. Hubwerksregelsystem nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Korrektursignale aus den elektrischen Signalen der Lage- und Kraftsensoren (21, 22) und den Sollwerten je­ weils an ein Magnetventil anlegbar sind, die zur hydrau­ lischen Ansteuerung des Steuerventils (1) im Grundgerät (10) integriert sind.

6. Hubwerksregelsystem nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Korrektursignale aus den elektrischen Signalen der Lage- und Kraftsensoren (21, 22) und den Sollwerten je­ weils an ein Magnetventil anlegbar sind, die zur hydrau­ lischen Ansteuerung des Steuerventils (1) im An­ flanschgerät (20) integriert sind.

7. Hubwerksregelsystem nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertgeber/Stellventile (5, 6) in das Grundgerät (10) integriert sind.

8. Hubwerksregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertgeber/Stellventile (5, 6) zusammen mit den Lage- und Kraftsensoren (21, 22) im Anflanschgerät (20) integriert sind.

9. Hubwerksregelsystem nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Hydraulikleitung zur Druckbeaufschlagung des Hubwerks eine Druckwaage (3, 4) vorgesehen ist, die in­ nerhalb des Grundgeräts (10) dem Regelventil (1) vorge­ schaltet ist.

10. Hubwerksregelsystem nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Übertragungseinrichtung (30) als ein Ge­ stänge für die Istwert- (21, 22) und/oder Sollwertgeber (5, 6) ausgebildet ist und mindestens ein Hebelelement (31) aufweist, welches am Grundgerät (10) und/oder am An­ flanschgerät (20) fixierbar und bezüglich des jeweiligen Istwert- (21, 22) und Sollwertgebers (5, 6) zur Einstel­ lung eines bestimmten Hebelverhältnisses verschiebbar ist.