BRPI0400921B1 - adaptador e estrutura de retenção para uma ferramenta de impacto. - Google Patents

Description

"AD APTADOR E ESTRUTURA DE RETENÇÃO PARA UMAFERRAMENTA DE IMPACTO"

Campo da Invenção

A presente invenção relaciona-se a ferramentas substituíveispara implementos agrícolas e, mais especificamente, a ferramentas deimpacto, tais como escavadores de impacto que são recebidos e mantidossobre um suporte em forma de cunha ou adaptador em um cabo ou outrosuporte de ferramenta.

Fundamentos da Invenção

Pelo menos a maioria dos sistemas de troca rápida deferramentas de cultivo previamente disponíveis, coincidindo adequadamente oescavador com o adaptador, tem sido uma fonte contínua de dificuldade. Ainabilidade de manter tolerâncias justas de fabricação, particularmentedurante os processos de forja e fundição e durante a formação das superfíciesde impacto na haste do escavador, pode resultar em um ajuste frouxo demais,que resulta na perda de escavadores, ou um ajuste excessivamente apertadoentre o adaptador e a porção de impacto, de tal modo que a montagem doescavador requer muita força. Os problemas de ajuste são aumentados, porexemplo, quando um dos componentes de impacto é subdimensionado e ooutro componente é superdimensionado. Com a maioria das estruturasdisponíveis, otimizar a superfície de contato do adaptador do escavador édifícil ou impossível. Uma vez que o contato do adaptador do escavadorprovê retenção primária e suporte para o escavador, um contato pobre deadaptador de escavador resulta em uma montagem frouxa ou dificuldade demontar o escavador e fixação inadequada do escavador.

Devido ao processo de formação do escavador usado durante afabricação, as porções inferiores de muitas hastes de escavadores de impactose desenrolam ou alargam, fazendo com que o espaçamento entre assuperfícies de impacto no fundo da haste aumente. Este alargamento dassuperfícies de impacto inferiores aumenta o potencial de perda do escavadordurante a operação, uma vez que forças tendendo a soltar violentamente oescavador do adaptador atuam primariamente próximo ao fundo da haste.

Para prover suporte e retenção ótimos do escavador, oitopontos de contato ou quatro pares de localizações de contato entre o adaptadore as superfícies de impacto da haste do escavador precisam ser estabelecidos.O desenrolamento ou alargamento da haste requer que o escavador sejadirecionado mais distante sobre o adaptador antes de tal contato de oitopontos poder ser feito. Variações verticais nas localizações de montagem finaldo escavador podem causar variações inaceitáveis na profundidade depenetração dos escavadores através do implemento.

Sumário da Invenção

É portanto, um objetivo da presente invenção prover umadaptador melhorado para um escavador de impacto ou ferramenta similar detrabalho da terra. É um objetivo adicional prover tal adaptador, que supere amaioria ou todos os problemas anteriormente mencionados.

É um outro objetivo da presente invenção prover um adaptadormelhorado para um escavador de impacto ou ferramenta similar de trabalhoda terra que proveja contato mais confiável e mais previsível contatoescavador-adaptador para melhor retenção e suporte. E um outro objetivoprover tal adaptador que melhore o ajuste escavador-adaptador emlocalizações onde forças tendendo a remover o escavador do adaptadorestejam localizadas.

Para otimizar a superfície de contato entre uma haste deescavador e um adaptador, superfícies de contato superior e inferior de cadalado do adaptador são configuradas para prover alargamento diferencial. Ataxa de mudança da distância entre superfícies superiores opostas é maior quea taxa de mudança da distância entre a superfície inferior em uma direção nosentido da porção mais larga da cunha. Como a largura do adaptador diminuida extremidade mais larga no sentido da extremidade mais estreita, paradefinir a cunha, as superfícies inferiores se estreitam a uma taxa menor paraativar o contato entre as superfícies de contato inferiores e a porção inferiorem torno da haste.

Em uma realização, cada lado do adaptador inclui primeira esegunda superfícies geralmente planares com interseção em uma extremidade,e formando um ângulo composto. Como a largura do adaptador diminui daextremidade mais larga no sentido da extremidade mais estreita, para definir acunha, as superfícies inferiores se estreitam a uma taxa menor que a dassuperfícies superiores. A estrutura de ângulo composto resulta em umalargura aumentada efetiva na extremidade inferior estreita do adaptador, poisas superfícies de contato são encaixadas pela porção inferior em torno daporção da haste. A largura efetiva aumentada definida pelo alargamentodiferencial na direção da cunha, assegura o encaixe de todos os pontos decontato desejados anteriormente e uma localização mais previsível do quecom uma configuração de cunha reta típica dos dispositivos da técnicaanterior.

Na realização descrita abaixo, o adaptador é fabricado comofundição, para facilitar a incorporação de um projeto de ângulo composto. Oângulo composto do adaptador cria uma estrutura de superfície de ajusteescavador-adaptador melhor, para aumentar a penetração entre as superfíciesde ajuste e provê localizações de pontos de contato melhoradas, paraestabilidade. A cunha melhorada resulta portanto em retenção superior doescavador e uma conexão mais firme entre o escavador e o adaptador.Problemas de inabilidade para deslizar facilmente o escavador no adaptador eajuste impróprio entre o escavador e o adaptador são substancialmentereduzidos ou eliminados. O ângulo composto do adaptador compensa quantoa formações de formato complexo imprevisível, criadas durante a formaçãodas superfícies de impacto na haste do escavador. O projeto da superfíciecomposta é particularmente útil com estruturas de retenção do escavador quese apoiam em forças de operação para penetrar os escavadores em umaposição final montada, e deste modo permitir que os escavadores sejammontados à mão, sem força substancial.

Estes e outros objetivos, características e vantagens dapresente invenção tornar-se-ão aparentes a partir da descrição abaixo, à vistados desenhos.

Breve Descrição da Invenção

FIG. 1 é uma vista em perspectiva lateral, em corte parcial, deuma porção inferior de uma montagem de cabo de ferramenta incluindo umescavador e uma estrutura de retenção do escavador.

FIG. 2 é uma vista em perspectiva superior do conjunto daFIG. 1.

FIG. 3 é uma vista da porção de recepção do fixador por etapasdo escavador das FIGS. 1 e 2 e mostrando o fixador em uma localização defixação inicial em relação à porção de recepção do fixador.

FIG. 4 é uma vista similar àquela da FIG. 3, porém mostrandoo fixador em uma localização onde a penetração ocorre em uma localizaçãomontada relativamente alto.

FIG. 5 é uma vista frontal da montagem do cabo de ferramentada FIG. 1 com uma porção do escavador removida, para mostrar melhor oadaptador de montagem.

FIG. 6 é uma vista ilustrando melhor ângulos de superfície daestrutura de ângulo composto da estrutura de retenção do escavador.

Descrição Detalhada da Invenção

Referindo-se agora às FIGS. 1 e 2, é mostrada a porçãoinferior de um conjunto de cabo de ferramenta de disparo de mola 10incluindo um cabo de ferramenta 12 possuindo uma extremidade demontagem de ferramenta 14 suportando um conjunto de escavador de impacto18. O conjunto de escavador de impacto 18 inclui suporte adaptador em formade cunha ou suporte de escavador 20, possuindo uma face posterior conformeà face dianteira da extremidade de montagem de ferramenta 14. O suporte deescavador 20 é fixado à extremidade por dois parafusos de arado 22estendendo-se através de aberturas no suporte de escavador 20 e aberturascorrespondentes na extremidade de montagem de ferramenta 14 do cabo deferramenta 12. Alternativamente, o suporte 20 pode ser fabricado como partedo cabo de ferramenta 12.

Uma ferramenta de trabalho da terra 30, mostrada como umescavador cultivador inclui uma ponta mais dianteira ou ponto 32 e porçõesde "asa" opostas 34 divergindo para fora na direção posterior. Uma porção demontagem de escavador côncava para baixo e para trás ou haste 36 incluibordas de aperto ou porções de contato 38 que envolvem parcialmente osuporte de escavador 20. A porção de haste 36 provê um ajuste de penetraçãoentre a ferramenta 30 e a extremidade de montagem de ferramenta inferior 14do cabo de ferramenta 12, quando a ferramenta 30 é impelida para cima nosuporte de escavador 20. A porção 36 é deslizada para cima ao longo dosuporte de escavador 20 e então a ferramenta 30 é forçada para cima e paratrás para inserir a ferramenta na posição montada no cabo de ferramenta 12.

A porção de montagem de escavador 36 e o suporte deescavador 20 suportam firmemente a ferramenta 30 na extremidade demontagem de ferramenta 14, sem necessidade de parafusos de montagemconectados diretamente ao escavador 30. Uma vez que os parafusos demontagem de escavador são eliminados, os escavadores podem serrapidamente acionados a partir do suporte de escavador 20 e facilmentesubstituídas. Entretanto, forças de recuo e similares podem afrouxar o ajusteda cunha, enquanto operando no campo. A ferramenta pode também serperdida no transporte, especialmente se esta não é inserida adequadamenteantes de ser operada no solo. Para evitar a perda da ferramenta 30, se o ajustede cunha é afrouxado durante a operação ou transporte, a estrutura deretenção indicada em geral em 40 é provida. As forças normais operando emum escavador trabalhando no solo, tendem a impelir o escavador de volta noajuste da cunha ou posição montada, se o escavador pode ser fixado nosuporte de escavador 20, após afrouxamento indesejado.

A estrutura de retenção de escavador 40 pode ser geralmentedo tipo relatada no Pedido de Patente U.S. S.N. 10/268.581 comumentedesignada, intitulada KNOCC-ON SWEEP STRUCTURE depositado em 10de Outubro de 2002 e inclui uma área de contato alongada 50 localizada dolado inferior do escavador, na porção superior da haste ou porção de fixação33. Um fixador 54 é levado pelo suporte de escavador 20 e inclui umaextremidade de contato 58 que é deslocada para diante e acima do topo oupara a superfície dianteira do suporte de escavador 20. A extremidade decontato 58 é predisposta na direção do lado inferior da haste 36. Aextremidade 58 escora ou permanece proximamente adjacente a uma dasdiversas áreas de contato planas espaçadas 60a, 60b, 60c e 60d em umaposição de prevenção de perda, quando o escavador 30 está na posiçãomontada ou em uma posição de fixação não penetrada inicial (FIG. 3).Conforme mostrado na FIG. 1, a extremidade de contato 58 escora uma áreade contato 60c. Entretanto, se as tolerâncias entre a porção de haste 36 e osuporte 20 são tais que um ajuste mais apertado é provido e o escavadorpenetra na posição montada antes no cabo de ferramenta (próximo à posiçãoinicial da FIG. 3), uma área acima da área central receberá a extremidade 58em relação de fixação. Se as tolerâncias são tais que o ajuste é mais frouxo, oescavador se moverá para mais distante em relação ao cabo de ferramenta, euma área (60a na FIG. 4) abaixo da área central 60c receberá a extremidade58 para fixação do cabo de ferramenta. As superfícies da área 60c e asuperfície de extremidade da extremidade de contato 58 são geralmenteparalelas uma a outra quando em contato. O contato evita que o escavador semova de uma distância substancial em relação à posição montada, até que aextremidade 58 seja movida na direção do suporte de escavador 20,contrariamente à predisposição.

A haste 36 do escavador 30 inclui uma área de canalaumentada ou anteparo 70, que define um fixador de guia e uma área desuporte no lado inferior da área aumentada. O lado inferior da área aumentada70 é côncavo para baixo e para trás e abre na direção para trás, na direção dosuporte de escavador 20. As áreas de contato 60a-60d são formadas sobre olado inferior da área 70 e definem diversas posições de travamentounidirecionais espaçadas. Conforme mostrado nas FIGS. 1, 3 e 4, a área 50 éelevada para definir as áreas 60a-60d em um recesso de anteparo, de tal modoque o solo e fragmentos não colidem ou crescem na área de contato, durante aoperação no campo.

Como o escavador 30 é inicialmente deslizado sobre o suporte20 manualmente, o fixador 54 é impelido para baixo e se move na área 60d(FIG. 3) para manter frouxamente o escavador em uma posição inicial de nãopenetração no suporte de escavador 20. Quando o implemento é operado nosolo, as forças atuando no escavador 30, forçam o escavador em uma posiçãode travamento de cunha no suporte de escavador 20. Durante este movimentopara cima, à medida que cada ápice da área em degraus passa a extremidadede contato 58, o fixador 54 salta no próximo recesso adjacente. O fixadorprovê a função de fixação contra uma das correspondentes áreas 60a-60d, se oescavador começa a se mover da posição montada. Alternativamente, ofixador pode ser provido no escavador, tal como na forma de um elemento depresilha ou mola predisposto para baixo.

As estruturas de fixação descritas acima provêem um arranjode fixação de uma via ou do tipo catraca, com múltiplas posições de fixação,de tal modo que a posição de escoramento é proximamente adjacente àposição montada e o percurso do escavador em relação ao suporte deescavador 20 permanece pequeno, se o escavador começa a se mover daposição encaixada plenamente montada, independente das tolerâncias entrecomponentes. A área de fixação de deslocamento permite a montagemmanual inicial fácil do escavador e retenção do escavador até que as forças deoperação movam o escavador em uma posição de montagem de cunhatravada.

Conforme mostrado nas FIGS. 1, 3 e 4, o fixador 54 é um fiode mola curvado, suportado por uma área central 80 em uma localizaçãocentral no suporte de escavador 20. Como o escavador 30 é forçado para cimae para trás no suporte de escavador 20, a extremidade de contato 58 salta parao lado inferior em forma de canal, da área 70. Se o escavador 30 começa a semover para baixo, afastando-se da posição de penetração, o contato entre aextremidade de contato 58 e a correspondente das áreas de contato 60a - 60dmantém o escavador proximamente adjacente à posição plenamenteencaixada, até que as forças do solo atuando no escavador durante a operação,novamente penetrem o escavador na posição travada. O lado inferior emforma de canal em 70, suporta também a extremidade de contato 58 dofixador de fio 54, em pontos geralmente no eixo, para auxiliar o fixador aresistir aos momentos fletores que ocorreriam, quando forças de remoção doescavador intensas, tais como forças de recuo estivessem atuando paradesalojar o escavador. A área oposta elevada no topo do escavador direcionao solo para fora, em torno da estrutura de retenção de escavador 40, paralimitar o desgaste abrasivo naquela área.

Para remover o escavador 30, uma ferramenta pode serinserida através de um orifício 82 na haste 36, para impelir o fixador 54 parabaixo, afastando-se do escoramento com a área de contato. Com o fixadorpressionado, um golpe agudo para baixo, com um martelo ou outra pressãopara baixo a partir de uma ferramenta de remoção acionará o escavador de suaposição montada inserida no suporte de escavador 20. Embora um fixador demola seja mostrado, deve ser entendido que a estrutura do adaptador descritaabaixo pode ser utilizada com outros tipos de fixadores e também comarranjos de cunha sem fixadores adicionais. Embora uma ferramenta decultivo com "asas" seja mostrada, a estrutura de adaptador é também útil commuitos outros tipos de ferramentas de trabalho da terra substituíveis.

Durante a formação do escavador 30 a partir de aço, o materialna haste 36 desenrola ligeiramente na direção da parte plana do escavador, eposições inferiores ou áreas de contato inferiores 38a das porções de aperto 38se espalharão correspondentemente. Como um resultado, configurações decunha de lado reto convencionais freqüentemente contatam a haste 36 emáreas de contato superiores 38b primeiramente, e o escavador precisa serforçado para cima antes das porções inferiores 38a iniciarem contato. Asforças atuando sobre a ferramenta de trabalho da terra 30 para desalojar oescavador do suporte de escavador 20 durante a operação, atuam tipicamenteatravés de uma área correspondente às áreas de contato 38a, e se as áreas nãosão firmemente encaixadas, as características de fixação do escavador sãocomprometidas. Em adição, a posição de suporte inicial durante a montageme a posição de operação encaixada final do escavador 30 no suporte, podemvariar consideravelmente. As áreas de contato 38a e 38b estão localizadaspróximo aos cantos do adaptador 20 na posição montada do escavador.

O suporte ou adaptador melhorado em forma de cunha 20(FIGS. 5 e 6) inclui lados 90 com superfícies 91 e 92, primeira e segunda, ousuperior e inferior, que divergem a partir de uma extremidade estreita inferior20a até uma extremidade superior larga 20b do adaptador. A taxa deconvergência das superfícies inferiores 92 (isto é, a taxa na mudança dedistância entre pontos correspondentes em superfícies opostas 92) a partir daextremidade larga 30b até a extremidade estreita 20a é menor que a taxa deconvergência das superfícies superiores 91. A taxa de convergência maisbaixa das superfícies inferiores 92 assegura contato dos pontos de contatodesejados no adaptador 20 com as porções de envolvimento ou pontos decontato 38, quando o ajuste de penetração é provido. Também, o espaçamentoaumentado resultante entre as superfícies inferiores 92 adjacentes àextremidade estreita 20a assegura contato mais coordenado em áreas decontato crítico ou próximo adjacentes às áreas 38a e 38b e localizaçõescorrespondentes espaçadas nas superfícies, durante o encaixe inicial da porção38 com o suporte em cunha 20 (FIG. 3). Esta melhor coordenação resultantedas diferenças de taxa de convergência provê contato multi ponto maisconfiável e previsível, para facilitar a montagem manual inicial, controle deposição de ferramenta final e retenção do escavador.

Conforme mostrado na FIG. 6, as superfícies 91 e 92 sãoplanares e formam ângulos compostos. Foi verificado que contato multi pontoconfiável e repetitivo é provido quando o ângulo incluído entre os planos dassuperfícies 91 e 92 de cada lado, é aproximadamente 96 graus na extremidadelarga 20b e diminui para aproximadamente 91 graus na extremidade estreita20a, e o ângulo da superfície inferior relativo a um plano perpendicular aoplano da superfície inferior do suporte diminui de cerca de 29 graus naextremidade larga 20b para cerca de 26 graus na extremidade estreita 20a.Entretanto, outros tipos de superfícies e outras configurações de ângulospodem também ser usados, e as especificações acima são providas somentepor meio de exemplo. Por exemplo, é possível manter um ângulo inclusoconstante e girar as superfícies em torno da borda definida pela junção dassuperfícies 91 e 92 na direção de estreitamento da cunha, ou proversuperfícies ligeiramente curvas para prover alargamento diferencial. Também,embora a estrutura acima descrita proveja uma largura efetiva aumentada dassuperfícies, a partir da extremidade larga, na direção da extremidade inferiorestreita do adaptador, se um processo de formação de escavador e haste deescavador particular resulta no alargamento da haste mais em uma direçãooposta, a direção de largura efetiva aumentada pode ser revertida paraassegurar que as superfícies de contato são adequadamente encaixadas pelahaste.

Tendo descrito a realização preferida, tornar-se-á aparente quevárias modificações podem ser feitas, sem se afastar do escopo da invenção,conforme definido nas reivindicações que a acompanham.

Claims (13)

1. Adaptador (20) com lados divergentes (40) para umaferramenta agrícola de impacto (30), a ferramenta (30) incluindo uma haste (36)possuindo uma porção abrangente alongada com superfícies opostas (38)envolvendo pelo menos parcialmente em torno de lados opostos (90) do adaptador(20) e provendo um ajuste de cunha com o adaptador (20) à medida que a haste(36) é impelida em uma direção de penetração, caracterizado pelo fato de que oslados do adaptador em cunha (20) incluem superfícies superiores (91) e inferiores(92 ), as superfícies superiores (91) e inferiores (92) convergindo em uma direçãooposta à direção de penetração, na direção de uma extremidade estreita (20a) doadaptador em cunha (20), sendo a taxa de convergência das superfícies inferiores(92) menor que a taxa de convergência das superfícies superiores (91).

2. Adaptador (20) de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que as superfícies superiores (91) e inferiores (92) incluem diversospontos de contato iniciais que encaixam a porção abrangente durante a montagemdo escavador.

3. Adaptador (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as superfícies superiores (91) e inferiores(92) são planas e formam ângulos compostos.

4. Adaptador (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que inclui pontos de contato na extremidadeestreita (20a) provendo suporte de cunha primário para a ferramenta (30) durante aoperação no campo.

5. Adaptador (20) de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que inclui quatro cantos e suporta a haste (36) com os pontos decontato localizados adjacentes aos cantos.

6. Adaptador (20) de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que inclui um fixador de montagem manual inicial da ferramenta(30).

7. Estrutura de retenção para uma ferramenta de impacto (30) paraum implemento de cultivo, possuindo uma extremidade dianteira (32) e uma hastede montagem de ferramenta (36) localizada posteriormente à extremidadedianteira (32), incluindo: uma porção de impacto alongada localizada na haste(36) e possuindo lados voltados para baixo (38); e, um adaptador em cunha (20)incluindo lados opostos (90) divergindo na direção de penetração, os ladosopostos (90) possuindo superfícies de contato superiores (91) e inferiores (92)encaixando os lados voltados para baixo a localizações espaçadas sobre a porçãodo encaixe, caracterizada pelo fato de que as superfícies de contato superiores (91)e inferiores (92) compreendendo superfícies de montagem e penetraçãoconvergem em uma direção oposta à direção de penetração, na direção de umaextremidade estreita (20a) do adaptador em cunha (20), sendo a taxa deconvergências das superfícies inferiores (92) menor que a taxa de convergênciadas superfícies superiores (91).

8. Estrutura de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelofato de que a haste (36) inclui localizações espaçadas (38a, 38b) e o adaptador emcunha (20) inclui um fixador.

9. Estrutura de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelofato de incluir um fixador (54), predisposto em uma posição de travamento emrelação ao escavador, suportado pelo adaptador em cunha (20).

10. Estrutura de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelofato de que o fixador compreende um elemento de mola (54) possuindo umaextremidade de contato (58) tendo porções receptoras.

11. Estrutura de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelofato de que as porções receptoras da extremidade de contato compreendem umaárea em degraus (50) na porção de montagem (36) do escavador.

12. Estrutura de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelofato de que: o fixador (54) inclui uma extremidade (58) possuindo uma superfície'plana; e, a área em degrau inclui diversas superfícies planas niveladas (60a-60d)paralelas à superfície plana.

13. Estrutura de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelofato de que o fixador (54) compreende um fio e o escavador inclui uma área delado inferior em forma de canal suportando o fio.