Сельскохозяйственная машина с адаптируемыми колесами и катками - RU2586912C2

Чертежи

Показать все 10 чертежа(ей)

Описание

Настоящее изобретение относится к сельскохозяйственной машине, содержащей один или несколько катков и колеса, позволяющие создавать борозды на почве для того, чтобы разравнивать почву, высевать в нее зерна или пересаживать растения.

Такой каток, например, раскрыт в документе FR 2 763 279 на имя заявителя. Этот каток предназначен исключительно для работы в полях. Во время передвижения машины на дороге каток должен находиться в таком положении, при котором его шины не катятся по дороге, что вызывает быстрый износ. С этой целью, машина, содержащая каток, оснащена несущими колесами, убирающимися в рабочем положении, когда каток свободно опирается на почву, и в положении транспортировки, когда каток поддерживается выше уровня почвы.

В механизме такого типа несущие колеса в рабочем положении, то есть в убранном положении, не выполняют функцию подготовки почвы. Следовательно, габаритный размер катка или узла катков, охватывает всю рабочую ширину в рабочем положении. Установка несущих колес, также как и катков по всей рабочей ширине делает такую сельскохозяйственную машину сложной. Она характеризуется большой массой, что вызывает значительное энергопотребление.

В других механизмах несущие колеса в рабочем положении не убраны. Таким образом, колеса оставляют нежелательные следы на почве, которые нарушают однородность борозд на рабочей ширине.

Заявитель также предложил полунавесную сельскохозяйственную машину, каток которой оснащен шинами и может последовательно работать в поле для создания борозд на почве и катиться по дороге, исключая необходимость поднятия катка. Такое устройство описано в документе FR2841733. Это устройство позволяет сэкономить на убираемых несущих колесах или аналогичной системе, также как и на средствах управления этими несущими колесами. Эта система является удовлетворительной.

Заявитель, однако, продолжил свои исследования для того, чтобы еще улучшить устройство. В положении транспортировки на дороге самонесущее положение катка, то есть в контакте с дорогой, ограничивает скорость передвижения. Дополнительные механические элементы обеспечивают независимость определенных частей катка. Это сокращает значительный и неравномерный износ, в частности на путях с неровностями. Однако дополнительные механические элементы являются дорогостоящими и увеличивают общую массу машины. Техническое обслуживание такого механизма является дорогостоящим. Особенность используемых деталей усложняет работы по ремонту и замене.

Настоящее изобретение улучшает эту ситуацию.

Целью изобретения по существу является предложение сельскохозяйственной машины, которая содержит первую раму и по меньшей мере один каток, где каток содержит по меньшей мере одну трубу, установленную с возможностью вращения вокруг первой оси на подшипниках, связанных с первой рамой. Сельскохозяйственная машина содержит вторую раму, связанную с первой рамой, и по меньшей мере одно колесо, причем колесо содержит по меньшей мере один обод, установленный с возможностью вращения вокруг второй оси на подшипниках, связанных со второй рамой. Колесо снабжено по меньшей мере одной покрышкой, надетой на обод. Каток содержит бандаж вокруг трубы, при этом покрышка колеса содержит протектор шины, при этом бандаж и протектор шины снабжены углублениями, определяющими элементарный рисунок, повторяющийся в поперечном направлении, параллельном первой оси и, соответственно, второй оси. Шаг повторения в поперечном направлении элементарного рисунка катка и шаг повторения в поперечном направлении элементарного рисунка колеса равны приблизительно 10%. Элементарные рисунки определяют выступы, высота которых на катке и на колесе составляет приблизительно 90%. Повторение и высота выступов позволяет образовывать на почве ряд борозд, по существу параллельных и по существу равноудаленных.

Предпочтительно каток снабжен рядом шин, надетых на трубу. Шины содержат бандаж. Шины катка представляют собой полупустые шины, часть бандажа которых связана с кожухом двумя стенками так, чтобы ограничивать полое кольцеобразное пространство. Полое кольцеобразное пространство шины занимает объем, преимущественно меньший, чем объем, занимаемый материалом, образующим вышеуказанную шину.

В преимущественном варианте осуществления выступы по меньшей мере одного из колес или катков в поперечном сечении образуют округлые куполообразные профили. Оконечная часть выступов может содержать плоскую грань.

Именно в рабочем положении и согласно одному варианту осуществления, первая и вторая оси являются по существу параллельными и удаленными на выбранное расстояние. Это расстояние предпочтительно выбрано большим, чем высота выступов катка или колеса, и меньшим, чем наибольший радиус катка и колеса. Это расстояние, в частности, может быть меньше, чем наименьший из радиусов катка и колеса.

С целью улучшения управления такой сельскохозяйственной машиной, особенно в положении транспортировки, она может содержать, кроме прочего, по меньшей мере одно средство торможения, пригодное для создания управляемым способом момента сопротивления между первой рамой и трубой и/или между второй рамой и ободом.

Сельскохозяйственная машина может содержать два колеса или две пары колес, один центральный каток и два боковых катка. Каждое колесо или пара колес расположена между центральным катком и, соответственно, каждым из двух боковых катков в направлении, параллельном первой оси в рабочем положении. Предпочтительно каждый из двух боковых катков в положении транспортировки убирают. В положении транспортировки сельскохозяйственная машина характеризуется преимущественно максимальным размером в направлении, параллельном первой оси центрального катка, который меньше или равен трем метрам.

Другие характеристики и преимущества изобретения станут очевидными при рассмотрении нижеследующего подробного описания и приложенных графических материалов, где:

на фиг. 1 представлен общий схематический вид сельскохозяйственной машины в рабочем положении;

на фиг. 2 представлен вид сверху сельскохозяйственной машины по фиг. 1;

на фиг. 3 представлен схематический вид сзади сельскохозяйственной машины в положении транспортировки;

на фиг. 4 представлен вид сбоку сельскохозяйственной машины по фиг. 3;

на фиг. 5 представлен вид в разрезе пары катков сельскохозяйственной машины;

на фиг. 6 представлен схематический частичный вид в разрезе и в перспективе части шины катка;

на фиг. 7 представлен схематический частичный вид в продольном разрезе катка сельскохозяйственной машины;

на фиг. 8 представлен схематический частичный вид в перспективе и в разрезе части шины катка;

на фиг. 9 представлен схематический частичный вид в разрезе части бандажа катка сельскохозяйственной машины;

на фиг. 10 представлен схематический частичный вид в разрезе части оконечной части бандажа катка сельскохозяйственной машины;

на фиг. 11 представлен вид в разрезе одной пары колес сельскохозяйственной машины;

на фиг. 12 представлен схематический вид в разрезе части протектора шины колеса сельскохозяйственной машины;

на фиг. 13 представлен схематический частичный вид в разрезе оконечной части протектора шины колеса сельскохозяйственной машины;

на фиг. 14 представлен схематический вид сзади колес и катков сельскохозяйственной машины, где представлены только шины и покрышки;

на фиг. 15 представлен вид сверху колес и катков по фиг. 14; и

на фиг. 16 представлен вид в перспективе колес и катков по фиг. 14 и 15.

Приложенные графические материалы преимущественно имеют определенные характеристики, и могут не только служить дополнением к изобретению, но также будут вносить ясность в описание при необходимости. Следует отметить, что такие элементы, как геометрия профилей покрышек и шин, трудно точно и полностью описать, кроме как с помощью рисунка.

На фиг. 1 и 2 показана сельскохозяйственная машина 1, которую тянет транспортное средство, не представленное на фигуре, например, трактор. В приведенном здесь примере показана сельскохозяйственная машина 1 в рабочем положении. Термины передний и задний использованы в соответствии с направлением движения сельскохозяйственной машины 1. Передняя часть сельскохозяйственной машины 1 находится вверху фиг. 2. Сельскохозяйственная машина 1 содержит две первые боковые рамы 2a, 2b и первую центральную раму 2c, каждая из которых соединенная с одной и той же второй рамой 3.

Каждая первый боковая рама 2a, 2b содержит, в описанном здесь примере, продольные элементы 22, расположенные, по существу, перпендикулярно направлению движения сельскохозяйственной машины 1. Каждая первая боковая рама 2a, 2b содержит поперечины 23. Поперечины 23 расположены по существу параллельно направлению движения сельскохозяйственной машины 1 и соединяют между собой продольные элементы 22. На продольных элементах 22 установлены подшипники 20. Первая центральная рама 2c содержит две опоры, связанные со второй рамой 3. На каждой из опор расположен подшипник 20. Подшипники 20 являются опорами труб 40 катков 4, установленных с возможностью вращения вокруг первых осей XX. В описанном здесь примере каждая из первых боковых рам 2a, 2b содержит две пары подшипников 20. Первая центральная рама 2c содержит одну пару подшипников 20. Каждая пара подшипников 20 является опорой для трубы 40, установленной с возможностью вращения вокруг первой оси XX.

Вторая рама 3 содержит продольные элементы 32, расположенные по существу перпендикулярно направлению движения сельскохозяйственной машины 1. Вторая рама 3 содержит поперечины 33, размещенные по существу параллельно направлению движения сельскохозяйственной машины 1 и соединяющие между собой продольные элементы 32. Каждая первая рама 2a, 2b, 2c связана со второй рамой 3 посредством оси 19, вращающейся относительно оси ZZ вращения. Оси ZZ вращения первых боковых рам 2a, 2b по существу параллельны поперечинам 33. Ось ZZ вращения первой центральной рамы 2c по существу перпендикулярна поперечинам 33 (не показана на фиг. 1 и 2). На второй раме 3 установлены другие подшипники 20. В описанном здесь примере подшипники 20 второй рамы 3 являются опорой для ободьев 50, установленных с возможностью вращения вокруг вторых осей YY. Здесь каждый из двух подшипников 20 второй рамы 3 является опорой для оси 56 колес (не показана на фиг. 1 и 2), на которой установлены два обода 50. Пара ободьев 50 слева на фиг. 1 и 2 установлена с возможностью вращения вокруг той же второй оси YY. Пара ободьев 50 справа на фиг. 1 и 2 установлена с возможностью вращения вокруг той же второй оси YY. Альтернативно, сельскохозяйственная машина 1 содержит один обод 50 слева и один обод 50 справа.

Каждая труба 40 является частью катка 4. Каждый обод 50 является частью колеса 5. Катки 4 установлены с возможностью вращения вокруг первых осей XX. Колеса 5 установлены с возможностью вращения вокруг вторых осей YY.

В описанном здесь примере сельскохозяйственная машина 1 содержит две пары колес 5, одну пару 4a левых боковых катков, одну пару 4b правых боковых катков и один центральный каток 4c. Пары колес 5 установлены на второй раме 3 на подшипниках 20. Пара 4a левых боковых катков установлена на первой левой боковой раме 2a на подшипниках 20. Пара 4b правых боковых катков установлена на первой правой боковой раме 2b на подшипниках 20. Центральный каток 4c установлен на первой центральной раме 2c на подшипниках 20 и расположен между каждой парой колес 5.

Гидроцилиндры 21 позволяют осуществлять вращение каждой первой рамы 2a, 2b, 2c относительно ее оси вращения ZZ для того, чтобы выполнить переход из рабочего положения, такого как показано на фиг. 1 и 2, в положение транспортировки, показанное на фиг. 3 и 4. В рабочем положении катки 4 и колеса 5 опираются на почву 10 для образования борозд 11. В положении транспортировки первые боковые рамы 2a, 2b подняты над второй рамой 3. Центральный каток 4 поднят на расстоянии над почвой 10 посредством другого гидроцилиндра 21, не показанного на фиг. 1-3. Колеса 5 контактируют с почвой 10, тогда как катки 4 подняты выше. В положении транспортировки колеса 5 принимают на себя основной вес сельскохозяйственной машины 1.

Согласно фиг. 5 каждый каток 4 содержит по меньшей мере одну трубу 40, установленную с возможностью вращения вокруг первой оси XX на подшипниках 20, связанных с первой рамой 2. Каток 4 содержит бандаж 42 вокруг трубы 40.

В описанном здесь примере бандаж 42 образован последовательным рядом шин 41a, 41, 41b, установленных вокруг трубы 40. Шины 41a, 41, 41b установлены вплотную друг к другу и удерживаются на каждой оконечной части этого набора, например, при помощи боковой стенки 46 оконечной части, жестко соединенной с трубой 40 для обеспечения фиксации и удержания ряда шин 41a, 41, 41b.

Представляется возможной сборка шин 41 соединением их соответствующих стенок 62, 63 образующих контактирующие части. Толкатели на оконечных частях могут быть использованы для осуществления сборки. Различные шины 41a, 41, 41b набора могут быть, кроме прочего, жестко соединены между собой соответствующими соединительными деталями (не представлены), например, описанными в публикации FR-A-2-784 331 на имя заявителя, которой можно воспользоваться для дополнительной информации. Каждая боковая стенка 46 оконечной части прилегает к первой шине 41a и, соответственно, последней шине 41b набора, которые из-за своих функций могут иметь профиль, несколько отличный от профиля от шины 41 центра катка 4, для того, чтобы они могли упираться в каждую из боковых стенок 46. Боковая стенка 46 жестко соединена с центральной трубой 40. Таким образом, набор шин 41a, 41, 41b и труба 40 образуют жестко соединенное устройство, состоящее из катка 4, устанавливаемого на подшипниках 20 на первой опорной раме 2 сельскохозяйственной машины 1.

На фиг. 6 и 7 представлен вариант осуществления шины 41. Этот тип шины 41 несколько отличается от изображенных на фиг. 5. Установка таких шин 41 полупустого типа описана во французской заявке на патент №FR 2 913 915.

На примере, изображенном на фиг. 6 и 7, шина 41 катка 4 имеет полупустой куполообразный профиль. Полупустой профиль содержит две стенки 62, 63, связанные с кожухом 61. Кожух 61 размещен по существу параллельно стенке трубы 40. Стенки 62 и 63 полупустого профиля вытянуты в направлении, противоположном трубе 40. Стенки 62, 63 связаны вместе своими оконечными частями, противоположными трубе 40. Оконечные части, соединяющие стенки 62, 63, образуют купол 47. Внешняя оболочка купола 47 образует часть бандажа 42. Внешняя оболочка стенок 62, 63 и купол 47 образуют на плоскости, содержащей первую ось XX, выступ 45 по окружности катка 4, заключенный между двумя половинами углублений 43. Термин выступ означает здесь охватываемую часть профиля шины 41, тогда как термин углубление означает здесь охватывающую часть профиля шины 41.

В описанном здесь примере кожух 61 и стенки 62, 63 ограничивают полое кольцеобразное пространство 64. Эта конфигурация делает шину 41 полупустой, то есть полое кольцеобразное пространство 64 не накачано, но может находиться в сообщении с окружающей средой посредством отверстия (не показано), проходящей через всю толщину кожуха 61. Это отверстие позволяет, кроме выравнивания давлений во время эксплуатации, нагнетать воздух под давлением во время этапа вулканизации при производстве.

На самом деле желательно, чтобы шина 41 обладала способностью немного деформироваться в области между куполом 47 и кожухом 61 для того, чтобы облегчить отделение от почвы, которая в противном случае будет иметь тенденцию к налипанию на шину 41 в области стенок 62, 63. Эта деформация шины 41, которая придает ей упругость, достаточную для амортизации деформаций и для самоочищения, тем не менее ограничивается куполообразной формой, предотвращающей чрезмерное оседание купола 47.

Кольцеобразное пространство 64 шины 41 занимает, предпочтительно, объем, меньший объема, занимаемого материалом, образующим вышеуказанную шину 41.

В одном из вариантов шины 41 выполнены сплошными, то есть полое кольцеобразное пространство 64 отсутствует.

В описанном здесь примере кожух 61 механически укреплен двумя металлическими кольцами 68, утопленными в материале шины 41, в частности для того, чтобы обеспечить лучшее удержание на трубе 40, несмотря на механические усилия, передаваемые шине 41, которые могут быть достаточно интенсивными и резкими. Альтернативно, шина 41 содержит одно, более двух, или не содержит ни одного металлического кольца.

В описанном здесь примере шины 41 в верхней части бандажа 42, то есть внутри купола 47, содержат выемки 66, 67, образованные на внешней границе шины 41 и распределенные по окружности. В варианте осуществления на фиг. 6 и 7 эти выемки 66, 67 размещены под наклоном, то есть, образуя угол порядка 30° - 45°, альтернативно в одну сторону и в другую. Каждая из выемок 66, 67 предусмотрена проходящей в полупространстве, определенном средней плоскостью шины 41, альтернативно, с одной и другой стороны этой плоскости, также выемки 66, 67 клинообразно смещены по окружности, одна выемка 66 относительно следующей 67.

Альтернативно, вместо выемок 66, 67 внешняя граница шин 41 может содержать почвозацепы. Почвозацепы выступают из внешней оболочки шины 41 противоположно выемкам 66, 67. В другом варианте шины 41 содержат сочетание выемок 66, 67 и почвозацепов. Выемки 66, 67 и/или почвозацепы образуют неровности, выбранные из внешней оболочки шины 41 и, следовательно, бандажа 42. В другом варианте, показанном на фиг. 14 - 16, шины 41 не содержат ни выемку, ни почвозацеп.

На фиг. 8 представлен вариант осуществления, в котором одна шина 41 подобна двум шинам 41 на фиг. 6, расположенным рядом и выполненным цельной деталью. Шина 41 на фиг. 8 содержит два выступа 45, разделенных углублением 43, заключенные между двумя другими половинами углублений 43.

Внешняя оболочка расположенных рядом шин 4la, 41, 41b 10 образует бандаж 42 катка 4, ср. фиг. 5. Иными словами, в направлении, параллельном первой оси XX, бандаж 42 содержит чередующуюся последовательность углублений 43 и выступов 45. Выступ 45 граничит с двумя половинами углубления 43, или же одно углубление 43 ограничено двумя половинами выступов 45, или же еще один выступ 45 расположен рядом с одним углублением 43, определяющим элементарный рисунок 44. Элементарный рисунок 44 повторяется в направлении первой оси XX.

Шаг повторения в поперечном направлении элементарного рисунка 44 катка 4 обозначен L_Р4. Здесь термин поперечное направление использован для обозначения направления слева направо относительно сельскохозяйственной машины 1, в отличие от окружного направления на катке 4. В вариантах осуществления на фиг. 5 - 7 ширина каждой шины 41 в направлении первой оси XX равна шагу L_P4. В варианте осуществления на фиг. 8 ширина шины 41 в направлении, параллельном первым осям XX равна двойному шагу L_Р4 катка 4, образованного шинами 41. То есть, шина 41 на фиг. 8 в себе одной уже содержит повторение двух элементарных рисунков 44.

Проекция на плоскости, перпендикулярной первой оси XX, расстояния, разделяющего внешнюю оболочку углубления 43 и внешнюю оболочку купола 47 прилегающего выступа 45, определяет высоту L_Н4 выступа 45. Высота L_Н4 может в равной степени быть рассмотрена как глубина углубления 43. Иными словами, бандаж 42 катка 4 определен, кроме прочего, элементарным рисунком 44 и его шагом Lp₄ повторения, соответствующим расстоянию между смежными выступами или между смежными углублениями в направлении первой оси XX. Бандаж 42 катка 4 также определен высотой L_h4 выступов 45, то есть, изменениями диаметра внешней оболочки катка 4 в направлении первой оси XX.

При эксплуатации перемещение первой опорной рамы 2 при движении сельскохозяйственной машины 1 осуществляет вращение катка 4 посредством сопротивления шин 41a, 41, 41b и почвы 10. Шины 41a, 41, 41b образуют на почве 10 борозды 11 по существу параллельные между собой и равноудаленные, при этом борозды 11 могут быть, например, заполнены семенами. Расстояние между центрами борозд 11 соответствует промежутку между куполами 47 прилегающих выступов 45, иными словами, принадлежащих к двум смежным элементарным рисункам 44. Это расстояние соответствует шагу L_Р4 катка 4. Выбор значения шага L_Р4 зависит от промежутка между требуемыми бороздами 11. Расстояние между бороздами 11 может быть скорректировано помещением между прилегающими шинами 41 кольцевых прокладок, ширина которых в осевом направлении будет выбрана в зависимости от требуемого промежутка для борозд 11. Ширина борозд 11, обрабатываемых шинами 41, может быть выбрана в зависимости от назначения, например, для образования одной посевной линии или же по меньшей мере двух посевных линий.

Глубина борозд 11 соответствует по существу высоте L_h4 выступов 45. Выбор значения высоты L_Н4 выступов 45 зависит от глубины требуемых борозд 11.

Отсутствие или наличие и выбор выемок 66, 67 и/или почвозацепов зависит именно от типа неровности, требуемой для формирования борозд 11. Выемки 66, 67 и/или почвозацепы позволяют, кроме прочего, улучшить трение между катком 4 и почвой 10 во избежание возникновения явлений буксования.

В вариантах осуществления на фиг. 6 - 8 выступы 45 катка 4 содержат округлый куполообразный профиль. Альтернативно, представленный на фиг. 5 и 14 - 16 купол 47 может содержать плоскую грань 65. Плоская грань 65 образует, если рассматривать ее профиль, оконечную часть выступа 45 и является частью бандажа 42.

На фиг. 9 представлена геометрия бандажа 42 катка 4 в разрезе на плоскости, содержащей первую ось XX. На фиг. 9 представлена центральная часть бандажа 42 в направлении оси XX катка 4, например, образованная шинами 41 на фиг. 6 и 7. Два варианта осуществления представлены на фиг. 9: первый вариант профиля выступа 45 именуемый трапециевидным, содержащий плоскую грань 65, и второй вариант профиля выступа 45, показанный пунктирной линией на фигуре, именуемый треугольный, содержащий оконечную округлую куполообразную часть 47. Каждый выступ 45, содержит плоскость симметрии, перпендикулярную первой оси XX и проходящую через центр вышеуказанного выступа 45.

Профиль выступов 45 частично определяется, формой стенок 62, 63. Каждая из стенок 62, 63 в данном случае имеет по существу прямой профиль. Стенки 62, 63 одного и того же выступа 45 образуют между собой угол, обозначенный α₁, для трапециевидного профиля и α₂ для треугольного профиля. Стенки 62, 63 сопряжены между собой плоской гранью 65, по существу параллельной первой оси XX в трапециевидном варианте. Стенки 62, 63 сопряжены между собой куполом 47 в треугольном варианте.

Углубление 43 размещено в направлении первой оси XX между двумя одинаковыми выступами 45. В описанном здесь примере и на плоскости разреза на фиг. 9 углубление 43 образовано внешней поверхностью, по существу прямой и параллельной первой оси XX. Стенки 62, 63 и углубления 43 одной части и стенки 62, 63 и плоские грани 65 другой части сопряжены между собой посредством соединительного закругления 69. Закругления 69 не учтены в величинах углов и расстояний. В треугольном варианте округлый купол 47 сопрягает стенки 62, 63 одного выступа 45 между собой.

Угол (не показан) между углублением 43 и прилегающей стенкой 62, 63 по существу равен половине угла α₁, α₂между двумя стенками 62, 63 одного выступа 45, превышающего 90°. Наименьшее расстояние в направлении первой оси XX, разделяющее два расположенные рядом выступа 45, соответствует ширине промежуточного углубления 43. Ширина углубления 43 обозначена L_S4. Аналогичным образом расстояние в направлении первой оси XX, разделяющее два расположенные рядом углубления 43, соответствует ширине промежуточного выступа 45. Ширина выступа 45 обозначена L_L4. Шаг L_Р4 катка 4 соответствует сумме ширины L_L4 выступа 45 и ширины L_S4 углубления 43. В трапециевидном варианте ширина плоской грани 65 в направлении первой оси XX обозначена L_М4. Ширина L_М4 плоской грани 65 меньше или равна ширине L_L4 выступа 45. В треугольном варианте ширина купола 47 в направлении первой оси XX обозначена L₄₇. Ширина L₄₇ купола 47 строго меньше ширины L_L4 выступа 45.

Заявитель определил, что соблюдение соотношения размеров при выполнении бандажа 42 и, соответственно, элементарного рисунка 44, позволяет обеспечить одновременно создание борозд 11, соответствующих большинству агрономических параметров, требуемых пользователями сельскохозяйственной машины 1, в тоже время, обеспечивая удовлетворительную механическую устойчивость и долговечность бандажа 42 катков 4. Высота L_h4 выступов 45 составляет 10% - 70% шага L_Р4 катка 4 и предпочтительно составляет 15% - 65% шага L_P4 катка 4. Ширина L_L4 выступов 45 составляет 15% - 40% шага L_Р4 катка 4 и предпочтительно составляет 20% - 35% шага L_Р4катка 4. В трапециевидном варианте угол α₁ между двумя стенками 62, 63 одного выступа 45 больше или равен нулю и предпочтительно составляет 2° - 90°. Ширина L_M4 плоской грани 65 меньше или равна ширине L_L4 выступа 45. В треугольном варианте угол α₂ между двумя стенками 62, 63 одного выступа 45 больше или равен нулю и предпочтительно составляет 45° - 90°. Ширина L₄₇ купола 47 больше 4% шага L_Р4 и предпочтительно больше 6% шага L_Р4. Угол α₁, α₂ между стенками 62, 63 составляет 0 - 90°.

На фиг. 10 представлена часть оконечной части (справа на фиг. 10) в направлении первой оси XX катка 4, например, образованная шиной 41b на предыдущих фигурах. Фиг. 10 аналогична фиг. 9 и отличается только тем, что половина оконечной части выступа оконечной части 45' усечена (справа на фиг. 10). Выступ 45' оконечной части имеет асимметричный профиль. Иными словами, ширина L'_L4, L'_M4 и часть справа от угла α^'₁ уменьшены по сравнению с их эквивалентами центральных выступов 45. Стенка 63' треугольного варианта усечена в части, наиболее близкой к трубе 40, для сопряжения с поверхностью оконечной части катка 4, по существу перпендикулярной первой оси XX.

Как видно из фиг. 5, промежуток сформирован между двумя катками 4 так, чтобы обеспечивать механическую связь подшипников 20 с рамой 2. Усечение выступов 45' оконечной части позволяет, несмотря на прерывистость бандажей 42 двух расположенных рядом катков 4, сохранить непрерывность шага L_P4 между двумя катками 4. Промежуток между выступами 45 каждого из катков 4 таким образом предпочтительно равен целому числу шагов L_Р4. Форма борозд 11, образованная областью сопряжения двух катков 4, таким образом, мало отличается от формы других борозд 11.

На фиг. 11 каждое колесо 5 содержит, по меньшей мере, один обод 50, установленный с возможностью вращения вокруг второй оси YY на подшипниках 20, связанных со второй рамой 3. Колесо 5 содержит протектор 52 вокруг обода 50. В описанном здесь примере покрышка 51 установлена вокруг обода 50 для образования протектора 52.

Обычно выражение “протектор” подразумевает, что на колесо установлена шина, и означает часть шины, которая предназначена для осуществления контакта с почвой. Здесь термин “бандаж” означает обшивку катка, которая может содержать большое количество протекторов шины, изготовленных отдельно или же цельной деталью, содержащей протекторы шины. Во всех случаях речь идет о внешней периферийной поверхности колеса или катка, предназначенной для осуществления контакта с дорогой и/или почвой.

Покрышка 51 установлена обычным способом на обод 50. В описанном здесь примере ободья 50 похожи на ободья тракторов или грузовых автомобилей. Покрышки 51 похожи на покрышки колес тракторов или грузовых автомобилей, за исключением диаметрально внешней стенки. Диаметрально внешняя стенка образует протектор 52. Свободное пространство, обозначенное 74, между ободом 50 и внутренней стенкой покрышки 51 образует камеру 74. Камера 74 герметично изолирована от внешнего пространства. При нормальной эксплуатации в рабочем положении и в положении транспортировки покрышка 51 накачана. Иными словами, в камере 74 поддерживается давление воздуха, превышающее атмосферное давление. Накачанные колеса 5 хорошо приспособлены к движению на дороге со скоростями существенно большими, чем рабочие скорости на пашне. Накачанные колеса 5 хорошо приспособлены для сельскохозяйственных транспортных средств, таких как сельскохозяйственная машина 1.

На фиг. 12 покрышка 51 колеса 5 имеет трапециевидный профиль. Каждый трапециевидный профиль содержит две стенки 62, 63, связанные своими оконечными частями посредством плоской грани 65. Плоская грань 65 расположена по существу параллельно второй оси YY, на которой колесо 5 установлено с возможностью вращения. Стенки 62, 63 трапециевидного профиля вытянуты в направлении, противоположном ободу 50. Объем, частично ограниченный стенками 62, 63 и плоской гранью 65, образует выступ 55 на окружности колеса 5. Два выступа 55, расположенные рядом в направлении второй оси YY, связаны между собой посредством углубления 53. Углубления 53 и плоские грани 65 по существу параллельны между собой. Каждый из выступов 55 и углублений 53 образует одну часть протектора 52 колеса 5. Термин выступ означает здесь охватываемую часть профиля протектора 52 покрышки 51, тогда как термин углубление означает здесь охватывающую часть профиля протектора 52 покрышки 51. Выступ 55 на окружности колеса 5 заключен между двумя половинами углубления 53 на плоскости, содержащей вторую ось YY.

В описанном здесь примере, и в противоположность примерам полупустых профилей катка 4, выступы 55 выполнены сплошными. Эта конфигурация придает выступам 55 покрышки 51 хорошее механическое сопротивление в случаях, когда они подвержены сжатию. Это особенно важно в положении транспортировки сельскохозяйственной машины 1, так как основной вес сельскохозяйственной машины 1 в данном случае поддерживается выступами 55, находящимися в контакте с дорогой.

В рабочем положении, например, на пашне желательно, чтобы покрышка 51 могла немного деформироваться для облегчения отделения от почвы, которая в противном случае будет иметь тенденцию к налипанию на покрышку 51 в области стенок 62, 63 и/или углублений 53. Эта деформация покрышки 51 представляется возможной благодаря накачанной конфигурации и наличию камеры 74. Эта конфигурация обеспечивает упругость, достаточную для амортизации деформаций и самоочищения.

Покрышки 51 содержат в описанном здесь примере, в вершинах протектора 52, то есть внутри выступов 55, выемки, образованные на внешней границе покрышки 51 и расположенные в окружном направлении (не представлены на фиг. 12 и 13). Наличие или отсутствие выступа и/или почвозацепа, также как и их характеристики определяются так же, как и выемки и почвозацепы, описанные выше касательно шин 41 катков 4. Эти выбранные окружные неровности протектора 52 колес 5 обеспечивают, кроме функций, аналогичных функциям катков 4, функцию противоскольжения колеса 5 на почве 10. В положении транспортировки, особенно на влажной дороге, наличие выступа и/или почвозацепа на протекторе шины 52 позволяет улучшить сцепление покрышки 51.

Внешняя оболочка покрышки 51 образует протектор 52 колеса 5. Иными словами, в направлении второй оси YY, протектор 52 содержит чередующуюся последовательность углублений 53 и выступов 55. Один выступ 55 граничит с двумя половинами углублений 53, или же одно углубление 53 граничит с двумя половинами выступов 55, или же еще один выступ 55, расположенный рядом с углублением 53, определяет элементарный рисунок 54. Элементарный рисунок 54 повторяется в направлении второй оси YY. Шаг повторения в поперечном направлении элементарного рисунка 54 колеса 5 обозначен L_Р5. Термин поперечное направление, использованный здесь, означает направление слева направо относительно сельскохозяйственной машины 1, в отличие от окружного направления на колесе 5.

Проекция на плоскости, перпендикулярной второй оси YY, расстояния, разделяющего внешнюю оболочку углубления 53 и внешнюю оболочку плоской грани 65 прилегающего выступа 55 определяет высоту L_h5 выступа 55. Высота L_h5 может в равной степени быть рассмотрена как глубина углубления 53. Иными словами, протектор 52 колеса 5 определен, кроме прочего, элементарным рисунком 54 и его шаг L_Р5 повторения соответствует расстоянию между смежными выступами или между смежными углублениями в направлении второй оси YY. Протектор 52 колеса 5 также определен высотой L_Н5 выступов 55, то есть изменениями диаметра внешней оболочки колеса 5 в направлении второй оси YY.

При эксплуатации, например, на пашне в рабочем положении покрышки 51 создают на почве 10 борозды 11, по существу параллельные между собой и равноудаленные, при этом борозды 11 могут быть, например, заполнены семенами. Расстояние между центрами борозд 11 соответствует промежутку между прилегающими выступами 55, иными словами, представляющими два прилегающих элементарных рисунка 54. Это расстояние соответствует шагу L_Р5 колеса 5. Выбор значения шага L_Р5 зависит от расстояния между требуемыми бороздами 11. Ширина борозд 11, обрабатываемых покрышкой 51, может быть выбрана в зависимости от назначения, например, для образования одной посевной линии или же по меньшей мере двух посевных линий.

Глубина борозд 11 соответствует по существу высоте L_h5 выступов 55. Выбор значения высоты высоте L_h5 выступов 55 зависит от требуемой глубины борозд 11.

В вариантах осуществления на фиг. 12 и 13 выступы 55 колеса 5 содержат трапециевидный профиль. Альтернативно, выступы 55 могут содержать округлый куполообразный профиль. Однако, в отличие от катков 4, колеса 5 предназначены для того, чтобы поддерживать вес сельскохозяйственной машины 1 в положении транспортировки и на высокой скорости. Покрышки 51 подвержены меньшему износу при значительной поверхности контакта с дорогой. Трапециевидная конфигурация, в отличие от куполообразной, то есть с наличием плоской грани 65, а не купола 47, имеет большую поверхность. Трапециевидная конфигурация выступов 55 колеса 5 является, таким образом, предпочтительной, чем выступы 45 катка 4 треугольной или трапециевидной конфигурации. Скорость износа колеса 5 уменьшена.

На фиг. 12 показана геометрия протектора 52 колеса 5 в разрезе на плоскости, содержащей вторую ось YY. На фиг. 12 показана центральная часть протектора 52 в осевом направлении YY колеса 5. Представлен один вариант трапециевидного профиля выступа 55, содержащего плоскую грань 65. Каждый выступ 55 содержит плоскость симметрии, перпендикулярную второй оси YY и проходящую через центр вышеуказанного выступа 55.

Профиль выступов 55 частично определяется формой стенок 62, 63. Каждая из стенок 62, 63 содержит здесь по существу прямой профиль. Стенки 62, 63 одного и того же выступа 55 образуют между собой угол, обозначенный α. Стенки 62, 63 сопряжены между собой плоской гранью 65, по существу параллельной второй оси YY.

Углубление 53 размещено по второй оси YY между двумя одинаковыми выступами 55. В описанном здесь примере и на плоскости разреза на фиг. 12, углубление 53 образовано внешней поверхностью, по существу прямой и параллельной второй оси YY. Стенки 62, 63 и углубления 53 одной части и стенки 62, 63 и плоские грани 65 другой части сопряжены между собой посредством соединительного закругления 69. Закругления 69 не учтены в величинах углов и расстояний.

Угол (не показан) между углублением 53 и стенкой 62, 63 по существу равен половине угла α между двумя стенками 62, 63 одного выступа 55, превышающего 90°. Наименьшее расстояние в направлении второй оси YY, разделяющее два расположенные рядом выступа 55, соответствует ширине промежуточного углубления 53. Ширина углубления 53 обозначена L_S5. Аналогичным образом, наименьшее расстояние в направление второй оси YY, разделяющее два расположенные рядом углубления 53, соответствует ширине промежуточного выступа 55. Ширина выступа 55 обозначена L_L5. Шаг L_L5 колеса 5 соответствует сумме ширины L_L5 выступа 55 и ширины L_S5 углубления 53. Ширина плоской грани 65 в направлении второй оси YY обозначена L_M5. Ширина L_M5плоской грани 65 меньше или равна ширине L_L5 выступа 55.

Заявитель определил, что соблюдение соотношения размеров при выполнении протектора 52 и, соответственно, элементарного рисунка 54 позволяет обеспечить одновременно создание борозд 11, соответствующих большинству агрономических параметров, требуемых пользователями сельскохозяйственной машины 1, в тоже время, обеспечивая удовлетворительную механическую устойчивость и долговечность протектора 52 колес 5. Высота L_Н5 выступов 55 составляет 10% - 70% шага L_Р5 колеса 5 и предпочтительно составляет 15% - 65% шага L_Р5 колеса 5. Ширина L_L5 выступов 55 составляет 15% - 40% шага L_Р5 колеса 5 и предпочтительно составляет 20% - 35% шага L_P5 колеса 5. Угол α между двумя стенками 62, 63 одного выступа 55 больше или равен нулю и предпочтительно составляет 2° - 90°. Ширина L_М5 плоской грани 65 меньше или равна ширине L_L4 выступа 45. Угол α между стенками 62, 63 составляет 0 - 90°.

На фиг. 13 представлена часть оконечной части (справа на фиг. 13) в направлении второй оси YY колеса 5. Фиг. 13 аналогична фиг. 12 и отличается только тем, что половина оконечной части выступа 55' оконечной части усечена (справа на фиг. 13). Выступ 55' оконечной части имеет асимметричный профиль. Иными словами, ширина L'_L5,L'_M5 и часть справа от угла α' уменьшены по сравнению с их эквивалентами центральных выступов 55.

Аналогично промежутку между двумя катками 4 на фиг. 5, описанному выше, промежуток сформирован между двумя расположенными бок о бок колесами 5 так, чтобы обеспечить механическую связь подшипников 20 с рамой 3. Усечение выступов 55' оконечной части позволяет, несмотря на прерывистость протекторов 52 двух колес 5, сохранить непрерывность шага L_P5 между двумя колесами 5. Промежуток между выступами 55 каждого из колес 5 также предпочтительно равен целому числу шагов L_P5. Форма борозд 11, образованная областью сопряжения двух колес 5, таким образом, мало отличается от формы других борозд 11. Эта конфигурация может быть перемещена на промежуток между катком 4 и колесом 5, шаги L_P4,.L_P5 которых одинаковы или мало отличаются.

За исключением протектора 52 и его особой конфигурации, примененная покрышка 51 выполнена по известной технологии. Это представляет преимущество для изготовления покрышек 51, заключающееся в использования существующих и бывших в использовании покрышек. Операция восстановления протектора шины таких покрышек обеспечивает получение покрышки 51. Такая операция, обычно, называется возобновление протектора. Такая возможность позволяет сократить расход нового материала, сократить издержки производства и перерабатывать использованные покрышки.

Обычно, использование колес 5 для передвижения на дороге и катков 4 для работы на пашне вынуждало работников полностью структурно разделять эти два узла. Это объясняется именно абсолютно разными механическими напряжениями при эксплуатации, возникающими между катками 4 и колесами 5. Заявитель вопреки этому априори придал общие характеристики бандажу 42 катков 4, с одной стороны, и протектору 52 колес 5, с другой стороны. Вместо попытки приспособить катки 4 к передвижению на дороге, он разработал узел колес и катков, способный дополнительно обеспечить работу на пашне.

На фиг. 14 - 16 представлен вариант осуществления, отличающийся от варианта осуществления по фиг. 1 - 4, который содержит только левый боковой каток 4a и правый боковой каток 4b. Шаг L_Р4 повторения элементарного рисунка 44 катка 4 равен около 10% шага L_Р5 повторения элементарного рисунка 54 колеса 5, и предпочтительно равен около 5%. Высота L_Н4 выступов 45 катка 4 равна около 90% высоты L_Н5 выступов 55 колеса 5, и предпочтительно равна около 50%. Такое соотношение размеров обеспечивает хорошую однородность борозд 11 на почве 10, при этом последние получены в результате прохождения катка 4 или колеса 5.

Форма профилей выступов 45, 55 катка 4, с одной стороны, и колеса 5, с другой стороны, также может быть разной, например, выступ 45 катка 4 по существу треугольный и выступ 55 колеса 5 по существу трапециевидный. Тем не менее, форма профилей выступов 45, 55 катка 4, с одной стороны, и колеса 5, с другой стороны, максимально похожи.

Например, и в пределах допусков изготовления, каток 4 имеет диаметр, составляющий 500 - 1000 мм, например, 810 мм, то есть, радиус L_RL составляет 250 - 500 мм, например, 405 мм. Высота L_h4 выступов 45 включена в величину радиуса L_RL. Каток 4 имеет высоту L_h4 выступа 45, составляющую 10 - 90 мм, предпочтительно 40 - 70 мм. Каток 4 имеет шаг L_P4, составляющий 125 - 167 мм, например, 125, 143, 150 или 167 мм. Значение шага L_Р4 выбрано именно в зависимости от стандартных значений данной области для того, чтобы приспосабливаться к другим существующим сельскохозяйственным машинам, например, сеялкам. Это согласование стандартных размеров между бороздами 11 объясняет наименьший допуск разницы шага между катком 4 и колесом 5 по сравнению с допуском разницы высоты выступов катка 4 и колеса 5. Более значительная разница высоты выступов между катком 4 и колесом 5 является возможной. Например, колесо 5 может иметь высоту L_Н5 выступа 55 примерно 9 мм, тогда как высота L_h4 выступа 45 катка 4 примерно составляет 90 мм, или наоборот. Это соответствует разнице 90%. Такая разница незначительно влияет на однородность созданных борозд 11. Каток 4 имеет ширину L_L4 выступа 45, составляющую 18 - 67 мм, предпочтительно 25 - 58 мм.

Колесо 5 имеет диаметр, составляющий 750 - 1500 мм, например, 1026 мм, то есть, радиус L_RE составляет 375 - 750 мм, например, 513 мм. Высота L_Н5 выступов 55 включена в величину радиуса L_RE. Колесо 5 имеет высоту L_Н5 выступа 55, шаг L_Р5 и ширину L_L5 выступа 55, соответственно находящихся в тех же пределах, что и высота L_Н4 выступа 45, шаг L_Р4 и ширина L_L4 выступа 45 катка 4. В рабочем положении, представленном, например, на фиг. 1, 2, 14 и 15, первая ось XX катка 4 и вторая ось YY колеса 5 по существу параллельны. Первая ось XX и вторая ось YY удалены друг от друга на расстоянии L_d, выбранное не равным нулю. Этот промежуток L_D обеспечен по вертикали за счет разницы между радиусами L_RN, L_RE соответственно катка 4 и колеса 5.

Предпочтительно, расстояние L_D между первой осью XX и второй осью YY больше высоты L_Н4 выступов 45 катка 4 или высоты L_Н5 выступов 55 колеса 5. Расстояние L_d меньше наибольшего из радиусов L_rl, L_re катка 4 и колеса 5. Предпочтительно, расстояние L_d между первой осью XX и второй осью YY меньше наименьшего из радиусов L_rl, L_re катка 4 и колеса 5. Этот выбранный промежуток L_d позволяет одновременно располагать по существу на одной линии нижние части колес 5 и катков 4, находящиеся в контакте с почвой 10, в то же время, сокращая габариты сельскохозяйственной машины 1 в вертикальном направлении и в горизонтальном направлении спереди и сзади сельскохозяйственной машины 1. Выбранное смещение в горизонтальном направлении между катками 4 и колесами 5, с одной стороны, и/или между катками 4, с другой стороны, как показано на фиг. 1, 2, и 14 - 16 позволяет облегчить создание борозд 11 на почве 10. В противном случае при выравнивании в горизонтальном направлении первых осей XX и вторых осей YY в направлении движения сельскохозяйственной машины 1, поверхность, по которой машина 1 движется, будет по существу прямолинейной, что увеличит сопротивление почвы 10 деформации при образовании борозд 11.

Сельскохозяйственная машина 1, в одном варианте, оснащена средством 30 торможения, пригодным для создания управляемым способом момента сопротивления между второй рамой 3 и ободом 50. Именно при эксплуатации колеса 5 большого диаметр, типа колеса трактора или грузового автомобиля, свободное пространство, находящееся около центра колеса 5, может быть наилучшим образом использовано для размещения в нем тормозных систем, в то же время, одновременно с благоприятной вентиляцией для охлаждения указанных тормозных средств. Существующие колеса, предусмотренные для тракторов, кроме прочего, способны вмещать такие тормозные устройства, не требуя специального дорогостоящего оборудования для сельскохозяйственной машины 1.

В положении транспортировки, представленном на фиг. 3 и 4, боковые катки 4 убраны. Сельскохозяйственная машина 1 характеризуется максимальным размером в направлении, параллельном вторым осям YY, который меньше либо равен трем метрам в положении транспортировки. Это позволяет соответствовать большинству дорожных норм для передвижения сельскохозяйственной машины 1 на открытой дороге. Это также позволяет облегчить выполнение поворотов сельскохозяйственной машины 1, например, для выполнения полуоборота на краю поля.

Изобретение не ограничено вариантами осуществления, описанными подробно и в нескольких вариантах.

Оси колес и/или катков обычно параллельны между собой, но также могут быть незначительно наклонены относительно друг друга, например, в тех случаях, когда машины оснащены амортизационными системами. Такой тип системы позволяет улучшить характеристики машины, как на дороге, так и на поле, адаптируясь к неровностям обрабатываемой почвы.

Одного несущего колеса может быть достаточно для транспортировки сельскохозяйственной машины, передвигаемой на дороге, однако конфигурация, содержащая по меньшей мере одну пару колес, значительно улучшает устойчивость узла, распределяя вес машины.

Реферат

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к почвообрабатывающим машинам для поверхностной обработки почвы, а именно к почвообрабатывающим каткам. Сельскохозяйственная машина с адаптируемыми колесами и катками содержит первую раму и каток с трубой, установленный с возможностью вращения на подшипниках, связанных с первой рамой. Сельскохозяйственная машина содержит вторую раму и колесо. Вторая и первая рамы соединены между собой. Колесо содержит обод, установленный с возможностью вращения на подшипниках, связанных со второй рамой. Колесо оснащено покрышкой, надетой на обод. Каток содержит бандаж вокруг трубы. Покрышка колеса содержит протектор шины. Бандаж и протектор содержат углубления, определяющие элементарный рисунок, повторяющийся в поперечном направлении. Шаг повторения в поперечном направлении элементарного рисунка катка и шаг повторения в поперечном направлении элементарного рисунка колеса равны около 10%. Элементарные рисунки определяют выступы, высота которых на катке и высота на колесе равна около 90%. Повторение и высота выступов образуют на почве ряд борозд. Таким конструктивным решением обеспечивается однородность борозд на поверхности почвы, а также износостойкость бороздообразующих элементов. 11 з.п. ф-лы, 16 ил.

Формула