CZ32590U1 - Odpružení, zejména odpružení nápravy přípojných zemědělských strojů, zařízení a příslušenství - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká odpružení, zejména odpružení nápravy přípojných zemědělských strojů, zařízení a příslušenství, v níž se řeší problémy spojené se snižováním rázů a vibrací prostřednictvím tlumení / pružení nápravy nebo závěsů kol zejména zemědělských strojů.

Dosavadní stav techniky

V současné době nemá většina zemědělské techniky pojezdová kola nijak odpružena. Tlumení rázů se realizuje nejčastěji tlumící a pružící schopností pneumatik, která je však závislá zejména na konkrétním nahuštěním (tlaku v pneumatikách).

Odpružení náprav přípojných zemědělských strojů může být v zásadě realizováno stejnými postupy jako u obdobně řešené techniky, tedy například nákladních automobilů, návěsů a přívěsů pro tahače. To je řešeno v jednodušším provedení s listovými pružinami, zejména umístěnými podélně s rámem vozidla. Toto řešení je výhodné tam, kde se příliš nemění zatížení nápravy a tuhost pružiny tak může být konstantní. Hlavní nevýhoda tohoto konstrukčního uspořádání je spatřován tom, že je větší zástavbový prostor, který je dán nejen rozměrem pružin, ale také způsobem připevnění k rámu. Taktéž hmotnost samotné pružiny je vysoká a nelze regulovat její tuhost během provozu.

Další řešení je odpružení pomocí torzních pružin, které mohou být umístěny nejen podélně nebo příčně, ale i jiným způsobem. Výhodou torzních tyčí je jejich relativně nízká hmotnost a taktéž zástavbové prostory mohou být vzhledem k zatížení relativně malé. K nevýhodám tohoto technického řešení patří nemožnost regulace tuhosti během provozu a také značné namáhání míst připojení.

Některé tyto nevýhody odstraňuje použití pneumatické pružiny. Pneumatická pružina má kompaktní rozměry (válcové těleso), vyžaduje však mechanismus nápravy (podobně jako ostatní řešení s výjimkou podélné listové pružiny), který umožní její pohyb s požadovanou kinematikou.

Použití vzduchové pružiny přináší možnost regulace tuhosti v závislosti na zatížení a provozních podmínkách, dále regulaci světlé výšky. Výhodou je také relativně malá hmotnost. Zároveň plní i funkci tlumiče a odpadá tedy nutnost dalšího prvku. Nevýhodou je omezená hodnota zdvihu, nutnost rozvodu tlakového vzduchu a s tím spojená nutnost zdroje tlakového vzduchu a v případě, že se využívá tlakového vzduchu z tažného stroje, také dostatečné dimenzování vzduchové soustavy. Dále je nutností vhodně realizovaná regulace tlaku pro okruh pneumatických pružin.

Některá řešení využívají hydropneumatické pérování. To využívá hydraulické kapaliny, která je pod tlakem vháněna do pístů. Píst je opatřen snímačem polohy, soustavou škrtících ventilů a řídícím mechanismem, který udržuje požadovanou světlou výšku podvozku. Aby podvozek umožňoval zároveň odpružení a tlumení, je dále opatřen akumulátory tlaku. Ty se skládají z nádoby, která je rozdělena na dvě poloviny pomocí nepropustné membrány. Uzavřená část je naplněna stlačeným plynem, obvykle inertním, aby vlastnosti stlačeného plynu nebyly příliš závislé na teplotě. Otevřená část se připojuje k okruhu tlakové kapaliny. Hydropneumatický systém tak umožňuje plnit nejen funkci pružení a tlumení, ale také nastavení výšky podvozku. Nevýhodou je nutnost výše popsaných součástí, které mohou být náchylné na poškození, vyžadují vhodný způsob pohonu hydraulického čerpadla např. elektrickým motorem nebo

- 1 CZ 32590 U1 připojením na výstup převodovky tažného stroje, popř. lze využít hydraulické čerpadlo tažného stroje, pokud má tento možnost připojení.

Pokud je pro provoz zařízení nutné, aby podvozek byl použit pouze pro přepravu a manipulaci a pro konání práce nebyl podvozek v kontaktu se zemí, lze využít jednoduchého řešení, kde podvozek není součástí stroje. Jedná se pouze o přepravník, na kterém je umístěn zemědělský stroj (pluh, secí stroj), který je tažen např. traktorem. Po dosažení požadovaného místa je stroj z dopravníku sejmut a připojen za traktor. Nevýhodou tohoto řešení je obtížnější manipulace při nakládce a vykládce, nutnost práci započíst a ukončit na stejném místě, využít přepravníku i pro překonání krátké vzdálenosti, přejezdu přes zpevněné komunikace apod.

Dalším řešením je využití sklopné nápravy, která je ovládána zpravidla hydraulicky. Náprava je obvykle tuhá s klikovým tvarem. Hydraulické válce jsou připojeny poblíž náboje kola a místa rotace nápravy, a to buď přímo k nápravě, nebo k rámu stroje. Výhodou tohoto řešení je dosažení velkého úhlu otočení nápravy (více než 90°) a tedy její úplné zdvižení. K nevýhodám tohoto řešení patří značné namáhání prvků v místech připojení pístu a válce k nápravě. Další nevýhodou je vysoká tuhost tohoto řešení, kde nestlačitelná kapalina ve válcích neumožňuje pohyb pístu a tím i pružení nápravy, které se realizuje pouze v rámci pružnosti pneumatik a vzduchu, kterým jsou nahuštěny.

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje odpružení, zejména odpružení nápravy přípojných zemědělských strojů, zařízení a příslušenství podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že k rámu je ve svém středu rotačně upevněna vodorovná část nápravy, která je zároveň upevněna k páce, která je prostřednictvím rotačního členu spojena s aktuátorem, kde aktuátor je připojen k rámu.

Hlavní výhoda popsaného technického řešení spočívá ve způsobu zajištění odpružení nápravy. Řešení spočívá v přesunutí zvedacího členu, např. hydraulického válce, od ramene kyvadlové nápravy do místa jejího příčného spojení. Systém se tím zjednoduší, protože nevyžaduje párové umístění hydraulických válců, ale postačí pouze jeden hydraulický válec umístěný centrálně, přičemž bude zvedat obě strany nápravy současně. V navrhovaném provedení je náprava rozdělena funkčně i fyzicky na dvě části, přičemž její vodorovná část zajišťuje funkci zvedání, resp. otáčení nápravy, zatímco svislá část, zajišťuje odpružení a částečně i tlumení. Tento způsob umístění zvedacího zařízení je dále výhodný svým umístěním, kdy je daleko méně náchylný na znečištění či poškození, protože je umístěn v rámu ve značné výšce nad rovinou terénu. Provedení podle obr. 2 je navíc výhodné ve variabilitě umístění v rámu, kde může být orientováno pod různým úhlem při zachování funkce. V závislosti na délce páky je pak navíc možné zkrátit pracovní délku válce, což kromě úspory hmotnosti usnadní zástavbu do rámu stroje. Provedení dle obr. 3 je navíc doplněno o tlumící mechanismus, který dále zlepšuje vibroizolační vlastnosti systému.

Pro správnou funkci je výhodné, že aktuátor je připojen k vahadlu a pomocí spojovací tyče se pohyb dále přenáší na páku, a že mezi rotační člen upevněný na rámu a aktuátor je vloženo tlumící zařízení, a že mezi aktuátor a vahadlo je vloženo tlumící zařízení, a že mezi páku a vahadlo je vloženo tlumící zařízení.

Objasnění výkresů

Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí výkresů, na kterých znázorňuje obr. 1 schéma čelního a bočního pohledu na nápravu, kde je zřejmé provedení mechanismu pro zdvihání nápravy, obr. 2 znázorňuje provedení doplněné o vahadlo pro výhodnější umístění zdvihacího

-2CZ 32590 U1 mechanismu, obr. 3 znázorňuje využití tlumícího mechanismu a jeho možné vřazení do mechanismu.

Příklad uskutečnění technického řešení

Odpružení, zejména odpružení nápravy přípojných zemědělských strojů, zařízení a příslušenství podle obr. 1 až 3 spočívající vtom, že krámu 1 je ve svém středu rotačně upevněna vodorovná část 8 nápravy, která je zároveň upevněna k páce 4, která je prostřednictvím rotačního členu 2 spojena s aktuátorem 3, kde aktuátor 3 je připojen k rámu 1.

Systém dle obr. 1 se skládá z nápravy, která je rotačně upevněna k rámu 1 ve své vodorovné části 8. Uprostřed této části je umístěna páka 4, která je prostřednictvím rotačního členu 2 (oko, čep) spojena s aktuátorem 3, např. hydraulickým válcem. Lineární pohyb válce je převáděn na pohyb rotační prostřednictvím páky 4, čímž je zajištěno zvedání a spouštění nápravy v její vodorovné části. Náprava dále realizuje pružení a to mařením energie krutém zejména ve vodorovné části nápravy a ohybem v ramenech nápravy.

Systém dle obr. 2 je dále doplněn o vahadlo 6 upevněné pomocí rotačního členu k rámu 1. Aktuátor 3 je připojen k vahadlu 6 a pomocí spojovací tyče 5 přenáší pohyb na páku 4. Vahadlo 6 transformuje lineární pohyb na rotační a poté jej přenáší prostřednictvím spojovací tyče 5 na páku

4. Výhody tohoto uspořádání lze spatřovat v možnosti jiné orientace aktuátoru 3 v závislosti na konkrétních požadavcích.

Systém dle obr. 3 ukazuje možnost zlepšení tlumících vlastností systému vřazením tlumícího zařízení 7 blíže nespecifikovaného zařízení bez nebo s regulací tlumícího účinku. Tlumící zařízení 7 se připojí paralelně, a to buď mezi rotační člen upevněný na rámu 1_ a aktuátor 3, nebo mezi aktuátor 3 a vahadlo 6, popř. mezi páku 4 a vahadlo 6.

Náprava je rozdělena funkčně i lyzicky na dvě části, přičemž vodorovná část 8 nápravy zajišťuje funkci zvedání, resp. otáčení nápravy, zatímco svislá část 9 nápravy, zajišťuje odpružení a částečně i tlumení

Průmyslová využitelnost

Popisované řešení je průmyslově využitelné pro snižování vibrací a rázů zejména přípojných zemědělských strojů, přínosem je umožnění zvýšení přepravní rychlosti, snížení opotřebení jednotlivých částí stroje a možnost snižovat hmotnost částí stroje.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (5)

1. Odpružení, zejména odpružení nápravy přípojných zemědělských strojů, zařízení a příslušenství, vyznačující se tím, že k rámu (1) je ve svém středu rotačně upevněna vodorovná část (8) nápravy, která je zároveň upevněna k páce (4), která je prostřednictvím rotačního členu (2) spojena s aktuátorem (3), kde aktuátor (3) je připojen k rámu (1).

2. Odpružení, zejména odpružení nápravy přípojných zemědělských strojů, zařízení a příslušenství podle nároku 1, vyznačující se tím, že aktuátor (3) je připojen k vahadlu (6) a pomocí spojovací tyče (5) se pohyb dále přenáší na páku (4).

3. Odpružení, zejména odpružení nápravy přípojných zemědělských strojů, zařízení a příslušenství podle nároku 1, vyznačující se tím, že mezi rotační člen (2) upevněný na rámu (1) a aktuátor (3) je vloženo tlumící zařízení (7).

5

4. Odpružení, zejména odpružení nápravy přípojných zemědělských strojů, zařízení a příslušenství podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že mezi aktuátor (3) a vahadlo (6) je vloženo tlumící zařízení (7).

-3 CZ 32590 U1

5. Odpružení, zejména odpružení nápravy přípojných zemědělských strojů, zařízení to a příslušenství podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že mezi páku (4) a vahadlo (6) je vloženo tlumící zařízení (7).