BRPI0613323A2

BRPI0613323A2 - melhoramento em colheitadeira

Info

Publication number: BRPI0613323A2
Application number: BRPI0613323-1A
Authority: BR
Inventors: Bernard D Regier; Jeffrey S Funk
Original assignee: Agco Corp
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2011-01-04
Also published as: BRPI0613323B1; WO2006130186A3; CA2606020A1; GB0720797D0; GB2446903B; GB2446903A; EP1890529A4; US7121074B1; EP1890529A2; WO2006130186A2; CA2606020C; EP1890529B1

Abstract

MELHORAMENTO EM COLHEITADEIRA. Um acionamento epicíclico com contrabalanço para foice tem um par de pesos opostamente rotatórios que deslocam as forças inerciais da foice durante sua aceleração e desaceleração abrupta em extremos opostos de sua trajetória de percurso. Um dos pesos rota com o eixo principal do acionamento em torno de seu eixo longitudinal, enquanto o segundo peso está fixado a um virabrequim girando opostamente, que orbita em torno do eixo do eixo principal em uma relaçào excêntrica com o mesmo. O peso no eixo principal é mais pesado que o peso no virabrequim de modo a compensar mudanças nas forças inerciais produzidas pelo peso do virabrequim durante a aceleração crescente de seu centro de gravidade em extremos opostos de sua trajetória de percurso elíptica em torno do eixo do eixo principal.

Description

"MELHORAMENTO EM COLHEITADEIRA"

campo da invenção

A presente invenção refere-se a um equipamento decolheita e, mais particularmente, a uma transmissão comcontrabalanço de bom funcionamento para a foice recíprocade tal colheitadeira.

As transmissões de foice com contrabalanço são conhecidasda técnica. Veja-se, por exemplo, a Patente U.S.3,941,003, propriedade do assinante da presente invenção.Nessa patente, um par de pesos de contrabalanço iguaisgira, em direções opostas, em torno do eixo principal deuma caixa de câmbio que fornece a força motriz à foice.Cada vez que a foice se aproxima de um extremo de suatrajetória de percurso, os pesos que giram no sentidoanti-horário entram em relação superposta um com outro noextremo oposto da trajetória de percurso, de modo acontra-restar a inércia da foice. Enquanto este arranjorealiza um bom trabalho de contrabalanço da foicerecíproca, ele falha na compensação da força centrífugagerada por uma barra oscilante usada na translação domovimento de rotação da caixa de câmbio para movimentorecíproco da foice.

Também é conhecido da técnica o uso de um acionamentoepicíclico para reciprocar a foice. Isto eliminacompletamente a necessidade de uma barra oscilante.Porém, até a presente invenção, não se tinha disponívelnenhum acionamento de foice epicíclico possuindo ahabilidade de contrabalançar a foice que ela reciproca.

Conseqüentemente, um objetivo importante da presenteinvenção é fornecer um acionamento epicíclico para foicecapaz de contrabalançar a foice que ele reciproca. Em umaconcretização preferencial, o acionamento inclui umvirabrequim que órbita em torno do eixo de um eixoprincipal a medida que o eixo principal gira, emborasimultaneamente girando opostamente ao eixo principal. Umperno de transmissão ("drive stud") no virabrequim édeslocado do eixo do virabrequim a uma distância tal que'o perno simplesmente se move para frente e para trás emuma trajetória em linha reta, enquanto o virabrequimorbita em torno do eixo principal, por meio dissoreciprocando a foice que está acoplada por mancais aoperno. 0 eixo principal tem um primeiro peso decontrabalanço ligado ao mesmo que gira com o eixoprincipal durante sua operação. Um segundo peso decontrabalanço é fixado ao virabrequim de modo que o pesodo virabrequim gira opostamente ao peso do eixoprincipal. Enquanto o centro de gravidade do peso do eixoprincipal se move a uma velocidade constante em umatrajetória circular de percurso em torno do eixo do eixoprincipal, o centro de gravidade do peso do virabrequimse move em uma trajetória elíptica de percurso em tornodesse eixo. Assim, o centro de gravidade do peso dovirabrequim desacelera e acelera os extremos adjacentesopostos de sua trajetória elíptica de percurso, criandouma condição que deve ser compensada pelo peso do eixoprincipal. Conseqüentemente, o peso do eixo principal émaior que o peso do virabrequim em uma magnitude queproduz a compensação desejada.

Breve descrição dos desenhos

A figura 1 é uma vista isométrica frontal esquerdafragmentária do cabeçote de uma colheitadeira de cultivoque usa um acionamento de foice epicíclico comcontrabalanço em concordância com os princípios dapresente invenção;

A figura 2 é uma vista em secção transversal verticalampliada através do acionamento;

A figura 3 é uma vista isométrica explodida da porçãomais baixa do acionamento e da foice conectada;

A figura 4 é uma vista isométrica em explosão invertidado peso do virabrequim e dos componentes associados pararevelar detalhes da construção;

A figura 5 é uma vista isométrica do perno guia tomadadesde um ângulo diferente do da vista explodida da Figura 3 para revelar detalhes da construção;A figura 6 é uma vista esquemática plana fragmentária daparte inferior da foice e do acionamento ilustrando arelação entre as componentes chaves quando a foice estáno extremo esquerdo de seu ciclo, como visto na Figura 4;

A figura 7 é uma vista plana inferior similar à Figura 6com a foice movida para a direita através de um quarto desua trajetória de percurso, como a Figura 7 é vista.

A figura 8 é uma vista plana inferior similar às Figuras6 e 7 com a foice movida para a direita na metade de suatrajetória de percurso, como a Figura 8 é vista;

A figura 9 é uma vista plana inferior similar às Figuras6-8 com a foice movida para a direita a três quartos desua trajetória de percurso completa, como a Figura 9 évista; e

A figura 10 é uma vista plana inferior similar às Figuras6-9 com a foice movida para o extremo direito de suatrajetória de percurso, como a Figura 10 é vista.

Descrição detalhada

A presente invenção é susceptível de concretização emmuitas formas diferentes. Enquanto os desenhos ilustram,e a especificação descreve certas concretizaçõespreferenciais da invenção, deve-se entender que taldivulgação é somente uma forma de exemplo. Não háintenção de limitar os princípios da presente invenção àsconcretizações particulares divulgadas.

Referindo-se inicialmente à Figura 1, uma colheitadeiratem um cabeçote 10 que possui uma foice 12 na suaextremidade frontal inferior para cortar cultivos em pédo campo, enquanto a colheitadeira se move através dele.

No extremo esquerdo do cabeçote 10 (como visto a partirda parte de trás da máquina olhando para frente), umconjunto de transmissão por polia e correia 14 recebe aforça motriz de uma fonte (não mostrada) tal como a linhamotriz mecânica de um veiculo rebocador ou a força desaída de um eixo de um trator auto-propulsado, no qualesteja montado o cabeçote 10. O conjunto de transmissãopor polia e correia 14 fornece a força de entrada a umacionamento epicíclica 16 acoplada com a foice 12 parareciprocar a mesma através da extremidade frontal docabeçote 10. Uma roldana 18 transfere a força do conjuntode transmissão por polia e correia 14 para o acionamentoepicíclico 16.

Referindo-se agora também às Figuras 2-5, o acionamentoepicíclico 16 inclui uma carcaça 20 geralmentecilíndrica, vertical, aberta em sua parte inferior, e quesuporta um eixo de entrada 22 rotatório estendendo-setransversalmente adjacente a seu extremo superior. 0 eixode entrada 22 tem um extremo externo que está fixo àroldana 18 para rotação pela mesma. Uma engrenagem cônica24 é fixada também ao eixo 22 e engrena-se com aengrenagem cônica 2 6 que está fixada a um eixo principalvertical 2 8 rotatoriamente suportado dentro da carcaça 2 0por um conjunto de rolamento 29 para rotação em torno doeixo A.

0 eixo principal 2 8 é razoavelmente curto. Afixado aoextremo inferior do eixo principal 28 encontra-se ummembro cilíndrico 30, que é rotacional com o eixoprincipal 28 dentro da cavidade 32 na carcaça 20. Noextremo inferior aberto 2 0a da carcaça 20, uma montagemde rolamento 34 assenta o membro 3 0 para rotação em tornodo eixo A. O membro 3 0 tem um cubo anular 3 6 fixado aoextremo inferior do mesmo e posicionado em baixo doextremo inferior 2 0a da carcaça 2 0 para rotação fora dacavidade 32. O cubo 36 compreende uma parte integral deum primeiro peso de contrabalanço A' que é rotacional emtorno do eixo A com o eixo principal 28. Como se vê nasFiguras 3 e 6-9, o peso A' tem geralmente formato emsector e possui um par de extremos opostos chanfrados 38.

A cavidade 32 é escalonada em múltiples localizações,incluindo uma localização que apresenta uma saliênciaanular 40, rebaixada interiormente pelo extremo inferior20a da carcaça 20. Afixada à saliência 40 através dosparafusos 42 há uma engrenagem cilíndrica interna 44 queestá disposta concentricamente em relação ao eixo A. Umpinhão 46 excentricamente disposto, carregado pelo membro30 se projeta através de uma abertura de acesso 48(Figura 3) na parede lateral do membro 30 para engrenarcom a engrenagem cilíndrica interna 44. 0 pinhão 46 élevado assim, a orbitar em torno do eixo A quando o eixoprincipal 28 gira, e a rotar em sentido contrário emtorno de um eixo excêntrico B, opostamente ao eixoprincipal 28.

0 peso A' e o membro 30 têm um furo 50 concêntrico com oeixo B para receber o virabrequim 52 de forma integralcom o pinhão 46. No seu extremo inferior, o virabrequim52 é segurado a um segundo peso de contrabalanço B' pararotação em torno do eixo B com o virabrequim.

0 peso B' tem uma bossa 54 que inclui um eixo toco 56projetado para cima suportado no seu extremo por umrolamento 58 que está montado pressionado em uma porçãoampliada do furo 50. Um parafuso de fixação 60, dentro deum orifício de rosca esquerda 62 no eixo toco 56,estende-se aparafusando o extremo inferior do virabrequim52 para segurar o peso B' ao virabrequim 52. Um par dedentes de acionamento curtos 64 no extremo inferior dovirabrequim 52 projeta-se para baixo em lados opostos doparafuso de fixação 60 e se encaixa nas ranhuras 65correspondentes, no extremo superior do eixo toco 56,para estabelecer uma conexão propulsora entre ovirabrequim 52 e o peso B'. Um perno de localização 66 seprojeta para baixo a partir do virabrequim 52 ajustando-se em um orifício no extremo superior do eixo toco 56para garantir que o peso B' esteja apropriadamenteposicionado com relação ao peso A'.

Um perno transmissor 68 está acoplado com o virabrequim52, mas deslocado em relação ao eixo B, e tem um eixolongitudinal C. 0 perno transmissor 68 tem uma luvasuporte 7 0 que o circunda para rotação livre em torno doeixo C, durante o movimento em órbita do virabrequim 52em torno do eixo A. A foice 12 tem uma braçadeira 72 queabraça a luva suporte 7 0 de modo a acoplar a foice 12 como perno de transmissão 68.

No seu extremo superior, o perno de transmissão 68geralmente tem uma cabeça em forma de T 74 que possui umalingüeta central 7 6 e uma barra transversa 7 8 em umextremo da lingüeta 76. A cabeça 74 está configurada paraser recebida ajustadamente pela estrutura configuradacompletamente no lado inferior da bossa 54. Nestesentido, a lingüeta 76 é recebida dentro do entalhe 80definido entre duas abas 82 e 84 projetadas para baixo nolado inferior da bossa 54, enquanto a barra transversa 78é recebida em um corte inferior 86 transverso detrás dasabas 82, 84. As faces traseiras 88 das abas 82, 84 sãochanfradas para se ajustarem às faces inclinadas frontaisopostas da barra transversa 78. Os parafusos 92horizontalmente dispostos passam através da barratransversa 78 para as abas 82 e 84 para fixar o eixo 68 àbossa 54 e assim, ao virabrequim 52.

O peso B' é geralmente semicircular em torno do eixo B etem um raio ligeiramente maior que o peso A'. Os extremosopostos do peso B' podem ser feito em esquadro paraapresentarem extremos planos 94. 0 peso A' é mais grossoe pesado que o peso B' em uma quantidade que compensa ofato de que o centro de gravidade do peso B' se move emuma trajetória de percurso elíptica em torno do eixo A eacelera nos extremos opostos dessa trajetória comoexplicado abaixo. Em um concretização da invenção, afoice 12 pesa aproximadamente 451bs, o peso A' pesaaproximadamente 181bs, e o peso B' pesa aproximadamente141bs 0 eixo de entrada 22 gira a aproximadamente 620rpm,resultando em uma velocidade da foice de aproximadamente565 batida por minuto (onde uma "batida" é um ciclocompleto para frente e para atrás da foice) dependendo darelação de transmissão das engrenagens dentro doacionamento 16. Com esses pesos e velocidades, o centrode gravidade do peso A' do eixo principal é localizado,desejavelmente, a aproximadamente 64,3 milímetros do seueixo de rotação A, enquanto o centro de gravidade do pesoB' do virabrequim é localizado, desejavelmente, aaproximadamente a 63,9 milímetros do seu eixo de rotação B.

OPERAÇÃO

As Figuras 6-10 ilustram o movimento dos pesos decontrabalanço A' e B' durante o movimento recíproco dafoice 12. Primeiro, deve ser notado que o centro degravidade do peso A' do eixo principal se move em umatrajetória de percurso circular 94 em torno do eixo A'. Ocentro de gravidade do peso A' é denotado por uma estrelade 5 pontas nas Figuras 6-10 e com a notação A' ' . Emcontraste, o centro de gravidade do peso B' dovirabrequim se movimenta em uma trajetória de percursoelíptica 96 em torno do eixo A. O centro de gravidade dopeso B' do virabrequim é designado por um asterisco e édenotado pela designação B''. Será notado que adesaceleração e aceleração máxima do centro de gravidadeB'' ocorre nas posições 90° e 270° na trajetória depercurso elíptica 96, sendo disposto o centro degravidade B'' em uma posição 0o na Figura 6.

As Figuras 6-10 estão orientadas como se o observadorestivesse vendo a foice 12 e o acionamento 16 a partir daparte de baixo olhando para cima. Na sua posição daFigura 6, a foice 12 está no extremo direito de suatrajetória de percurso quando a máquina é vista por trás;assim, como observado desde baixo nas Figuras 6-10, afoice 12 aparece estando deslocada completamente para aesquerda, enquanto os pesos A' e B' estão na sua relaçãode sobreposição completamente à direita.

Quando o eixo principal 28 rota 45° em sentido horáriocomo ilustrado na Figura 7, o peso A' do eixo principalgira correspondentemente no sentido horário em torno doeixo A, e o centro de gravidade A' ' se move 45° ao longoda trajetória 94 para uma posição quatro horas e trintaminutos do relógio desde sua posição três horas da Figura6. O virabrequim 52 orbita 45° em uma direção sentidohorário em torno do eixo A, e simultaneamente rota 45° emuma direção sentido anti-horário. Isto faz o peso B' dovirabrequim rotar 45° em uma direção sentido anti-horáriode modo tal que, o centro de gravidade B'' se move 45° emuma direção geralmente no sentido anti-horário ao longoda trajetória de percurso elíptica 96 paraaproximadamente uma posição de uma hora. Ao mesmo tempo,o eixo C do perno de transmissão 68 é obrigado assim a semover para a direita observando a Figura 7, ao longo deuma trajetória de percurso retilínea 98 de modo que afoice 12 se move correspondentemente para a direita. Aresultante inércia direcionada para a esquerda da foice12 é compensada por uma combinação do vetor de força docentro de gravidade A' ' direcionado para a direita e dovetor de força do centro de gravidade B' ' direcionadopara a direita. Os vetores de força dos centros degravidade A'' e B'' em uma direção normal à trajetória depercurso 98 são iguais e em direções mutuamente opostas,cancelando-se assim um ao outro.

Na posição 90° da Figura 8, a foice 12 está a meiocaminho de sua posição extrema à direita, a qual acontecena marca de 180°. 0 eixo C está alinhado axialmentediretamente com o eixo A, e o eixo B orbitou para aposição doze horas em relação ao eixo A. Neste ponto ameio caminho, a foice 12 exerce zero Pound de inérciaresistiva e, correspondentemente, os pesos A' e B' estãodiretamente opostos um ao outro nas posições seis horas edoze horas respectivamente, de modo que exercem zeroforça na direção para a direita. Devido a que o centro degravidade B' ' acelera quando se move em torno da posiçãodoze horas na sua trajetória de percurso 96, o peso B'gera uma força inercial suficiente para deslocar a forçagerada pelo peso A' mais pesado nesse momento.

A Figura 9 ilustra a foice 12 na posição 135°, a trêsquartos de sua batida completa para a direita. Nesteponto, o centro de gravidade B' ' do peso B' estáaproximadamente na posição onze horas de sua trajetóriade percurso 96, enquanto o centro de gravidade A'' dopeso A' está aproximadamente na posição sete horas etrinta minutos de sua trajetória de percurso 94. Os pesosA' e B' estão começando a se sobrepor um ao outro e afoice 12 está começando a desacelerar. Os centros degravidade A' ' e B' ' exibem vetores de força em umadireção para a esquerda observando a Figura 9 que, quandocombinados, deslocam a força de inércia em uma direçãopara a direita criada pela desaceleração da foice 12. Osvetores de força dos centros de gravidade A' ' e B' ' emuma direção normal à trajetória de percurso 98 da foiceestão em direções opostas e são iguais um ao outro nestemomento, de modo que se deslocam um ao outro.

Na Figura 10 a foice 12 está no extremo direito datrajetória de percurso 98. Os pesos A' e B' estãocompletamente sobrepostos um acima do outro e seuscentros de gravidade A'' e B'' estão nas posições novehoras de suas respectivas trajetórias de percurso 94 e96. A força inercial causada pela desaceleração da foice12 alcança seu valor máximo em uma direção para a direitanesse momento, mas isso é deslocado pelas forças deinércia combinadas dos pesos A' e B' em uma direção paraa esquerda. Os centros de gravidade A' ' e B' ' dos pesosA' e B' respectivamente não possuem vetores de força emuma direção normal à trajetória de percurso 98 da foice,neste momento.

Durante os próximos 180° de rotação do eixo principal 52,a foice 12 acelera e depois desacelera em uma direçãopara a esquerda, com os pesos A' e B' deslocando a forçade inércia resultante, de uma maneira semelhante àexplicada acima, com relação aos primeiros 180° derotação do eixo principal 52. 0 centro de gravidade A''do peso A' continua em um movimento sentido horário aolongo de sua trajetória de percurso 94 de volta para aposição três horas correspondente à marca 0o do eixoprincipal 52, enquanto o centro de gravidade B'' do pesoB' continua em torno de sua trajetória de percursoelíptica 96 em uma direção sentido anti-horário até maisuma vez retornar para a posição três horas.

Será visto que, a posição deslocada do perno detransmissão C é selecionada de modo que ele unicamente semove em uma trajetória retilínea para trás e para frenteao longo da trajetória de percurso 98. Assim, a foice 12não tem componente arqueado de seu percurso apesar domovimento orbital do virabrequim 52 em torno do eixo A doeixo principal 28. Como uma conseqüência do uso doacionamento epicíclico com contrabalanço 16 da presenteinvenção, a operação da foice 12 é suave e silenciosa.

0(s) inventor(es) declara(m) aqui sua intenção de confiarna Doutrina de Equivalentes para determinar e estimar oescopo razoavelmente justo de sua invenção, como pertencea qualquer aparato não se afastando materialmente, masexterno ao escopo literal da invenção como estabelecidanas seguintes reivindicações.

Claims

1. Melhoramento em colheitadeira, caracterizado pelo fatode compreender: uma foice recíproca; e um acionamentoepicíclico com contrabalanço, operacionalmente acopladocom a mencionada foice para reciprocar a mesma, omencionado acionamento incluindo: um eixo principal comrotação em torno de um primeiro eixo; um primeiro peso decontrabalanço rotatório com o mencionado eixo principalem torno do primeiro eixo; um virabrequim orbital emtorno do mencionado primeiro eixo de rotação e rotatórioem torno de um segundo eixo, o mencionado virabrequimsendo disposto para rotar em uma direção oposta à direçãode rotação do eixo principal enquanto o virabrequimorbita em torno do mencionado primeiro eixo; um segundopeso de contrabalanço rotatório com o mencionadovirabrequim em torno do mencionado segundo eixo; e umperno de transmissão operacionalmente acoplado com omencionado virabrequim em uma relação de deslocamento como mencionado segundo eixo, a mencionada foice sendooperacionalmente acoplada com o mencionado perno detransmissão, o mencionado primeiro peso de contrabalançosendo mais pesado que o mencionado segundo peso decontrabalanço em uma quantidade que compensa a relaçãoexcêntrica entre o mencionado primeiro eixo e omencionado segundo eixo.