Каток с полупустыми пневматическими шинами для сельскохозяйственной машины, в частности каток, комбинируемый с сеялкой или с орудием для подготовки почвы - RU2464754C2

Чертежи

Показать все 17 чертежа(ей)

Описание

Предлагаемое изобретение относится к сельскохозяйственным машинам, содержащим один или несколько катков, снабженных серией пневматических шин, нанизанных на горизонтальную трубчатую опору, причем эти пневматические шины имеют профиль заданной формы, в частности сводчатой формы, и позволяют сформировать в земле серию параллельных борозд.

Такие катки описаны, например, в опубликованных патентных документах FR-А-2763279 и FR-А-2841733 на имя Заявителя.

В этих патентных документах подробно описаны используемые специальные пневматические шины, каждая из которых содержит центральную втулку, которая может быть надета на трубчатую опорную конструкцию, и катящуюся часть со сводчатым профилем, связанную с центральной втулкой при помощи двух боковин, которые ограничивают некоторый замкнутый внутренний объем кольцевой формы, не накачанный воздухом. Такая конфигурация исключает возможность слишком сильного оседания беговой дорожки протектора пневматической шины, обеспечивая ей при этом достаточную гибкость для выдерживания деформации и самоочищения.

Эти катки обычно буксируются тягачом, будучи размещенными позади орудий для подготовки почвы, причем в случае необходимости вслед за этим катком могут быть прицеплены и другие орудия для обработки почвы.

Типичным случаем применения таких катков является их использование вместе с сеялками, когда тягач буксирует агрегат, образованный сочетанием полунавесных орудий, содержащих орудия для подготовки почвы, затем каток с пневматическими шинами сводчатой формы, который создает борозды в предварительно разрыхленной орудиями почве, далее сеялки, которые вносят семена или посевной материал в борозды, сформированные прохождением катка, и, наконец, орудие закапывания, предназначенное для закрытия посевного материала землей.

В других вариантах применения каток, оборудованный пневматическими шинами, имеющими сводчатый профиль, размещается позади орудий, предназначенных для обработки почвы, например для обеспечения лущения почвы после сбора урожая. В этом случае вслед за катком не прицепляют никаких других орудий и этот каток служит, главным образом, для прикатывания земли.

Во всех вариантах реализации, предложенных до настоящего времени, пневматические шины надеваются на единую центральную цилиндрическую трубу достаточно большого диаметра, образующую трубчатую конструкцию, на которой закрепляется и удерживается совокупность пневматических шин.

Однако эта массивная конструкция по своей природе обладает достаточно большим весом, что не способствует эффективной работе данного орудия: действительно, для сеялки, например, речь идет не о сильном сжатии почвы, а о формировании борозд в предварительно подготовленной почве.

Кроме того, достаточно большая масса катка обусловливает его значительную инерцию. Эта инерция может оказывать неблагоприятное влияние в процессе передвижения сельскохозяйственной машины с таким катком по дороге и в том случае, когда каток не удерживается подъемным механизмом, вследствие чего необходимо предусматривать системы энергичного торможения, как это описано, например, в опубликованном патентном документе FR-А-2841733 на имя Заявителя.

И наконец, конечная себестоимость такого катка существенным образом увеличивается из-за стоимости материала и трудовых затрат, необходимых для изготовления этой трубы большого диаметра.

Одна из технических задач данного изобретения состоит в том, чтобы предложить для катка сельскохозяйственной машины описанного выше типа новую конфигурацию опорной конструкции для пневматических шин, существенно облегченную по сравнению с конструкцией, которая использовалась до настоящего времени, более простую и менее дорогостоящую в изготовлении.

Для решения этой технической задачи в данном изобретении предлагается каток для сельскохозяйственной машины описанного выше типа, уже раскрытого в упомянутом выше патентном документе FR-А-2763279, а именно каток, содержащий трубчатую опорную конструкцию, горизонтальная ось которой может быть смонтирована с возможностью вращения на буксируемой опорной раме, содержащую совокупность пневматических шин полупустого типа, имеющих профиль заданной формы, в частности сводчатый профиль, надетых на эту трубчатую опорную конструкцию и позволяющих формировать в почве совокупность параллельных борозд.

В соответствии с отличительной характеристикой предлагаемого изобретения упомянутая трубчатая опорная конструкция содержит арматуру, образованную множеством стержней, соединенных между собой при помощи двух круглых концевых боковин, между которыми упомянутые стержни проходят в осевом направлении, причем пневматические шины устанавливаются на эти стержни арматуры, образуя в совокупности с упомянутой арматурой систему, жестко связанную при вращательном движении и поступательном движении.

Предпочтительным образом используемые в данном случае пневматические шины содержат на их внутренней поверхности выемки, ориентированные в осевом направлении, форма и расположение которых сопрягаются с формой и расположением упомянутых стержней арматуры таким образом, чтобы обеспечить неподвижную фиксацию по относительному вращательному движению пневматических шин по отношению к этой трубчатой опорной конструкции.

Стержни, образующие упомянутую трубчатую опорную конструкцию, могут представлять собой прямолинейные стержни или стержни, изогнутые в форме спиральной дуги. Эти стержни могут быть полыми, с круглым или прямоугольным поперечным сечением или же могут быть плоскими.

Эти стержни предпочтительным образом равномерно распределены по окружности упомянутых круглых концевых боковин и они могут выступать в радиальном направлении по отношению к окружности этих концевых боковин.

Упомянутые стержни также могут быть соединены между собой при помощи как минимум одной промежуточной боковины, располагающейся в средней области упомянутой арматуры.

Каток в соответствии с предлагаемым изобретением предпочтительным образом содержит концевые фланцы, установленные на соответствующих боковинах и способные обеспечивать удержание и сжатие в осевом направлении совокупности пневматических шин, надетых на упомянутую трубчатую опорную конструкцию.

По меньшей мере некоторые из упомянутых пневматических шин могут быть установлены в прилегающем упоре между собой или же могут быть установлены с размещением между ними промежуточных кольцевых перегородок, также надетых на упомянутую арматуру, таким образом, чтобы определить заданный интервал, отделяющий в осевом направлении эти пневматические шины друг от друга. В этом последнем случае упомянутые кольцевые перегородки могут содержать на своих внутренних сторонах выемки, форма и расположение которых сопрягаются со стержнями упомянутой арматуры, или же, напротив того, могут представлять непрерывный профиль на своей внутренней стороне.

В последующем изложении будут описаны примеры осуществления предлагаемого изобретения со ссылками на приведенные в приложении фигуры, на которых одни и те же цифровые позиции от одной фигуры к другой обозначают идентичные или функционально подобные элементы.

Среди приведенных в приложении фигур:

- Фиг.1 представляет собой перспективный вид катка сельскохозяйственной машины с частично удаленной деталью, реализованного в соответствии с предлагаемым изобретением;

- Фиг.2 представляет собой перспективный вид трубчатой опорной конструкции в соответствии с предлагаемым изобретением, проиллюстрированной изолированным образом;

- Фиг.3 представляет собой вид спереди катка, показанного на фиг.1, выполненный в разрезе по линии III-III, показанной на фиг.5;

- Фиг.4 иллюстрирует в разрезе деталь, обозначенную позицией IV на фиг.3;

- Фиг.5 представляет собой вид с торца с частичным удалением деталей катка, показанного на фиг.1;

- Фиг.6 представляет собой вид с торца опорной конструкции, показанной на фиг.2, продемонстрированный изолированным образом;

- Фиг.7а и 7b представляют собой соответственно перспективный вид и вид в разрезе по осевой плоскости пневматической шины первого типа, которая может быть установлена для формирования катка, показанного на фиг.1;

- Фиг.8а и 8b представляют собой соответственно перспективный вид и вид в разрезе по осевой плоскости пневматической шины второго типа, которая может быть установлена для формирования катка, показанного на фиг.1;

- Фиг.9, 10 и 11 представляют собой виды, аналогичные виду, показанному на фиг.2, демонстрирующие три возможных варианта реализации трубчатой опорной конструкции в соответствии с предлагаемым изобретением;

- Фиг.12а и 12b представляют собой соответственно перспективный вид и вид в разрезе по осевой плоскости пневматической шины, которая может быть установлена на трубчатой опорной конструкции, показанной на фиг.9;

- Фиг.12с представляет собой вид, аналогичный виду, показанному на фиг.12b, демонстрирующий пневматическую шину, которая может быть установлена на трубчатой опорной конструкции, показанной на фиг.11;

- Фиг.13 представляет собой вид, аналогичный виду, показанному на фиг.3, для варианта реализации, в соответствии с которым пневматические шины имеют двойной сводчатый профиль или профиль сдвоенного сводчатого типа;

- Фиг.14 представляет собой вид в разрезе детали, обозначенной позицией XIV на фиг.13.

На фиг.1-6 проиллюстрирован первый вариант реализации катка для сельскохозяйственной машины в соответствии с предлагаемым изобретением.

Этот каток, обозначенный в целом позицией 10, имеет в своем составе совокупность подобных пневматических шин 12, надетых последовательно на трубчатую опорную конструкцию 14, установленную с возможностью вращения относительно горизонтальной оси Х-Х.

Эти пневматические шины надеты с примыканием друг к другу и удерживаются на каждом конце пакета при помощи концевых фланцев 16, обеспечивающих сжатие и удержание этих пневматических шин прижатыми друг к другу. При этом можно сослаться на публикацию упомянутого выше патентного документа FR-А-2784331, выданного на имя Заявителя, для получения более подробного описания способа реализации такого катка на основе надевания серии пневматических шин в виде пакета.

Пакет пневматических шин вместе с трубчатой опорной конструкцией, удерживающей их, образует жестко связанную систему, представляющую форму катка, который может быть установлен на раме (не показана) сельскохозяйственной машины, содержащей также и другие элементы (например, сеялку, дышло и т.п.) и буксируемой в перпендикулярном направлении по отношению к осевому направлению ХХ катка 10. Типичные размерные параметры (длина × диаметр) такого катка составляют 3000 мм × 600 мм.

В результате взаимодействия пневматических шин с почвой перемещение рамы вызывает вращение буксируемого катка 10 и пневматические шины создают в почве параллельные между собой борозды, причем эти борозды могут быть засеяны, например, семенами растений. Расстояние между бороздами соответствует интервалу между беговыми дорожками протекторов смежных пневматических шин и составляет, например, 125 мм. Для корректировки этого расстояния, например для доведения его до 150 мм, можно разместить между смежными пневматическими шинами вставные промежуточные кольцевые перемычки 18, ширина которых в осевом направлении задается в зависимости от желаемого расстояния между бороздами.

Специальная пневматическая шина, приспособленная для описанного выше типа использования, представляет собой в целом шину, описанную в упомянутом выше опубликованном патентном документе FR-А-2763279, то есть пневматическую шину, часть которой, предназначенная для вхождения в контакт с обрабатываемой почвой (или с дорожным покрытием проезжей части в случае катка, обеспечивающего возможность смешанного использования), представляет собой часть, образующую беговую дорожку протектора и имеющую сводчатый профиль, то есть выпуклый закругленный профиль.

Такой профиль обычно содержит один единственный свод, но он может также, в случае необходимости, содержать двойной свод, также называемый сдвоенным сводом. Форма этого свода может быть различной в зависимости от конкретного применения, то есть может быть как более выпуклой, так и более уплощенной. В качестве примера, высота этого свода может иметь величину, заключенную в диапазоне от 10 мм до 100 мм при ширине пневматической шины, имеющей величину, заключенную в диапазоне от 80 мм до 400 мм, причем эти величины являются чисто иллюстративными. Предлагаемое изобретение распространяется также и на другие типы профилей, в частности на уплощенные профили. Наружная поверхность профиля пневматической шины, в частности одного или нескольких сводов, может быть гладкой или может быть снабжена определенными почвозацепами, определяющими позитивный или негативный рельефный рисунок.

Конструкция такой пневматической шины содержит, как это проиллюстрировано в разрезе, показанном на фиг.4, центральную втулку 20, надеваемую на трубчатую опорную конструкцию катка и связанную с частью 22, образующей беговую дорожку протектора, при помощи двух противоположных боковин 24, причем часть 20, образующая втулку, является более широкой по сравнению с беговой дорожкой протектора 22.

Упомянутые боковины 24 определяют внутри пневматической шины кольцевое пространство 26, поперечное сечение которого находится в определенной связи с поперечным сечением совокупного сводчатого профиля данной пневматической шины. В это пустое кольцевое пространство 26 не закачивается воздух и оно может сообщаться с окружающей средой при помощи отверстия (не показанного на чертежах), проходящего сквозь толщину втулки 20, для того чтобы обеспечить выравнивание давления в процессе использования этой пневматической шины. Действительно, в данном случае желательно, чтобы пневматическая шина имела возможность незначительно деформироваться в пределах области между беговой дорожкой протектора 22 и втулкой 20, для освобождения пневматической шины от налипшей земли, которая, в противном случае, будет прилипать к поверхности пневматической шины в области боковин 24. Эта деформация пневматической шины, которая придает ей гибкость, достаточную для амортизации эксплуатационных деформаций и возможности самоочищения, ограничена, однако, формой свода, которая не допускает того, чтобы беговая дорожка протектора опускалась чрезмерным образом.

Центральная втулка 20 может быть механически усилена при помощи одного или нескольких скрученных кабелей или металлических колец 28, утопленных в материал, из которого изготовлена данная пневматическая шина, в частности, для обеспечения наилучшего удержания этой пневматической шины на опорной конструкции несмотря на механические воздействия, воспринимаемые этой пневматической шиной, которые могут быть достаточно интенсивными и резкими, в частности, при движении по дороге.

В соответствии с отличительной характеристикой предлагаемого изобретения опорная конструкция 14 образована не сплошным металлическим цилиндром, как это имеет место на существующем уровне техники, а арматурой, образованной множеством стержней 30, соединенных между собой на соответствующих концах при помощи круглых концевых боковин 32 (см. фиг.2).

В проиллюстрированном здесь примере реализации используются восемь стержней 30, однако количество этих стержней может быть как меньшим (и может составлять по меньшей мере три стержня), так и более значительным. Предпочтительным образом упомянутые стержни равномерным образом распределены по окружности упомянутых концевых боковин 32. Кроме того, в проиллюстрированном здесь примере реализации эти стержни выступают в радиальном направлении по отношению к окружности концевых боковин 32.

Упомянутые стержни 30 определяют некоторый по существу трубчатый и охватывающий объем, наружный диаметр которого соответствует внутреннему диаметру пневматических шин, предназначенных для установки на эту опорную конструкцию (обычно диаметр порядка 600 мм). В проиллюстрированном здесь примере реализации эти стержни 30 представляют собой полые стержни, имеющие круглое поперечное сечение с индивидуальным наружным диаметром, составляющим 80 мм.

Промежуточные фланцы 34 могут быть размещены в средних областях упомянутой арматуры для обеспечения ее жесткости с целью устранить существенный изгиб стержней 30 в этом месте.

На каждой из упомянутых круговых концевых боковин 32 установлена втулка 36, которая позволяет установить каток с возможностью его вращения на опорной раме сельскохозяйственной машины для буксировки этого катка в направлении, перпендикулярном его осевому направлению Х-Х.

Как это можно видеть на освобожденной от лишних элементов части видов, показанных на фигурах 1 и 5, вставные перегородки 18, разделяющие две смежные пневматические шины, а также концевые перегородки 38, расположенные между последней пневматической шиной установленного на опорной конструкции комплекта шин и концевым фланцем 16, снабжены вырезами, форма и расположение которых соответствует различным трубам 30 арматуры. Эти вырезы позволяют обеспечить возможность жесткой фиксации во вращательном движении перегородок 18 и 38 с арматурой опорной конструкции 14. В качестве варианта реализации эти вырезы также могут быть заменены непрерывным профилем, выполненным с внутренней стороны этих перемычек.

На фигурах 7а и 7b схематически проиллюстрирован пример реализации пневматической шины, адаптированной для установки на опорную арматуру, показанную на фиг.2, для того чтобы сформировать каток, проиллюстрированный на фиг.1.

Пневматическая шина 12 представляет собой пневматическую шину известного типа, полупустую и имеющую сводчатый профиль, который уже был описан в предшествующем изложении. Эта пневматическая шина содержит на своей внутренней поверхности, то есть со стороны втулки 20, предназначенной для вхождения в контакт с опорной трубчатой конструкцией 14, выемки 40, ориентированные в осевом направлении.

Форма и расположение этих выемок 40 соответствуют форме и расположению стержней 30 упомянутой арматуры таким образом, чтобы обеспечить неподвижную фиксацию по относительному вращательному движению этих пневматических шин относительно упомянутой арматуры, которая удерживает эти пневматические шины. Однако, эта характеристика не является обязательной и пневматические шины, в случае необходимости, могут иметь гладкую внутреннюю поверхность с момента когда их сжатие, в частности, в результате их упругости в радиальном направлении, является достаточным для устранения всякого относительного скольжения по вращательному движению относительно к конструкции, которая удерживает эти пневматические шины, в преобладающей части реальных условий эксплуатации, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации такого катка.

В соответствии с вариантом реализации, схематически проиллюстрированным на фигурах 7а и 7b, пневматическая шина дополнительно содержит на своей беговой дорожке протектора 22 почвозацепы, такие как 42 сформированные на периферийной части пневматической шины и распределенные в окружном направлении этой пневматической шины. В частности, наличие этих почвозацепов определяет неравномерность в борозде в том случае, когда каток перемещается для формирования борозд в почве, что благоприятствует измельчению почвы и созданию зон излома почвы, способных захватывать влагу в случае дождя и ограничивать стекание воды вдоль борозды, в частности, на наклонных земельных участках.

Однако в качестве варианта реализации возможно установить на опорную конструкцию 14 пневматические шины, беговая дорожка протектора которых является гладкой.

На фигурах 8а и 8b проиллюстрирован пример реализации такой гладкой пневматической шины, которая позволяет, в частности, обеспечить ее использование в сочетании со скребками, установленными между пневматическими шинами, причем действие этих скребков не будет нарушаться наличием почвозахватов на беговой дорожки протектора.

Могут быть рассмотрены многочисленные варианты реализации арматуры, образующей опорную конструкцию 14.

Так в соответствии с вариантом реализации, проиллюстрированным на фиг.9, полые трубы, имеющие круглое поперечное сечение, показанное на фиг.2, заменены на стержни 30, выполненные в форме уплощенных стержней, наиболее протяженное направление которых ориентировано радиально таким образом, чтобы обеспечить возможность наилучшего удержания пневматических шин в том случае, когда эти пневматические шины надеты на опорную арматуру 14. Эти стержни могут иметь поперечное сечение, имеющее размеры 40 мм × 80 мм.

В варианте реализации, проиллюстрированном на фиг.10, стержни 30 образованы полыми трубами, имеющими квадратное поперечное сечение с размерами 80 мм × 80 мм.

В соответствии с различными вариантами реализации, представленными на фигурах 2, 9 и 10, стержни 30 являются прямолинейными, это означает, что в данном случае стержни проходят вдоль образующей прямого цилиндра, директриса которого будет образована окружностью концевых боковин 32.

Однако эта конфигурация не является ограничительной: действительно, как это проиллюстрировано на фиг.11, можно предусмотреть искривление стержней 30 таким образом, чтобы придать им по существу форму спиральной дуги, например, со смещением на 1/8 часть оборота между двумя концевыми боковинами 32.

Внутренняя поверхность пневматических шин 12, находящаяся в контакте с опорной арматурой 14, адаптирована соответствующим образом к специфической конфигурации этой арматуры.

Так фигуры 12а и 12b являются аналогичными фигурам 7а и 7b для арматуры, стержни которой образованы уплощенными стержнями с прямоугольным поперечным сечением: в этом случае выемки 40, сформированные на внутренней поверхности пневматической шины, представляют собой вырезы, имеющие прямоугольное поперечное сечение, глубина и ширина которых адаптированы к поперечному сечению этих уплощенных стержней, образующих элементы опорной арматуры.

На фиг.12с проиллюстрирован пример реализации пневматической шины, адаптированной к опорной арматуре, стержни которой не являются прямолинейными, но выполнены искривленными в виде спиральной дуги, как это проиллюстрировано на фиг.11: выемки 40 при этом, как можно видеть на упомянутой фигуре, имеют форму, соответствующую этой специфической конфигурации стержней арматуры.

На фиг.13 схематически представлен в разрезе каток, аналогичный катку, показанному на фиг.3. Однако здесь профиль каждой из пневматических шин 12 содержит два свода 44, расположенных на расстоянии друг от друга и менее выраженных, чем в случае катка, показанного на фиг.3, то есть имеющих меньшую высоту. Кроме того, каждая пневматическая шина 12 имеет несколько большую ширину, чем в случае, представленном на фиг.3. Из этого следует, что профиль пневматической шины является по существу уплощенным.

Деталь, выделенная на фиг.14, показывает, что часть 22, образующая беговую дорожку протектора, содержит два свода 44, называемых также "сдвоенным сводом". В рассматриваемом здесь примере реализации своды 44 снабжены почвозахватами 42, но они также могут иметь и гладкую поверхность. Часть 22 связана с центральной втулкой 20 при помощи двух противоположных боковин 24. Кольцевое пространство 26, имеющее уплощенное поперечное сечение, ограничено, таким образом, внутри профиля пневматической шины. Подкрепляющие тросы 28 утоплены в материал, из которого изготовлена данная пневматическая шина для обеспечения ее механического подкрепления.

Реферат

Каток (10) содержит трубчатую опорную конструкцию (14), ось (Х-Х) которой расположена горизонтально и может быть смонтирована с возможностью вращения на буксируемой опорной раме. Опорная конструкция содержит совокупность пневматических шин (12) полупустого типа, надетых на эту трубчатую опорную конструкцию. Шины имеют профиль заданной формы, в частности сводчатый профиль, позволяющий формировать в почве совокупность параллельных борозд. Трубчатая опорная конструкция (14) содержит арматуру, образованную множеством стержней (30). Стержни соединены между собой при помощи двух круглых концевых боковин (32). Между боковинами в осевом направлении проходят стержни. Пневматические шины (12) установлены на стержни арматуры с образованием в совокупности с арматурой системы, жестко связанной по вращательному движению и по поступательному движению. Такое конструктивное выполнение позволит снизить металлоемкость катка, что, в свою очередь, приведет к уменьшению уплотняющего воздействие катка на почву, а также повысит эффективность работы катка. 14 з.п. ф-лы, 14 ил.

Формула