PL248570B1 - Wirnik brony wirnikowej z drgającymi nożami - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest wirnik brony wirnikowej posiadający mechanizm umożliwiający drgania noży wynikające ze zmiennych wartości siły oporu gleby. Wynalazek przeznaczony jest dla dziedzin takich jak: rolnictwo, leśnictwo i ogrodnictwo. Wirnik brony wirnikowej może znaleźć zastosowanie głównie w rolnictwie, gdzie jego potencjał będzie wykorzystany w największym stopniu.

Klasyczne wirniki bron wirnikowych składają się z tarczy scalonej z wałem bądź tarczy przykręcanej do wału, oraz dwóch noży połączonych z tarczą przy pomocy śrub. Na wałku znajduje się najczęściej wielowypust, który po umieszczeniu wałka w przekładni zębatej walcowej pozwala na przekazanie momentu obrotowego na tarczę. Przy tego typu rozwiązaniu wszelkie nagłe wzrosty oporu gleby powodują duże naprężenia, które mogą uszkodzić części wirnika.

W rozwiązaniu o numerze patentu EP3165060 dokonano modyfikacji krawędzi noża brony wirnikowej przez zmianę jego budowy. Opisano sposób na uzyskanie wielowarstwowej krawędzi noża w miejscach najbardziej narażonych na uszkodzenia mechaniczne. Celem tego typu rozwiązania jest zwiększenie wytrzymałości noża na uszkodzenia mechaniczne, jednak wszystkie inne elementy konstrukcji pozostają takie same jak w klasycznych rozwiązaniach wirników bron wirnikowych, co nie zabezpiecza wirnika przed mechanicznym uszkodzeniem w chwili nagłego zwiększenia oporów przy uderzeniu noża o twardą przeszkodę (kamień).

Wynalazek o numerze patentu Pat.241584 dotyczy rozwiązania, w którym zespół roboczy brony wirnikowej wyposażony jest w mechanizm umożliwiający obrót tarczy względem wału, oraz dodatkowe mechanizmy pozwalające na uchylanie się noży. Obrót tarczy względem wału realizowany jest przez ułożyskowaną tuleję osadzoną na wale i połączoną z tarczą. Zastosowanie między tymi elementami sprężyny skrętnej powoduje, że tarcza pod wpływem zmiennego oporu gleby wykonuje ruch oscylacyjny. Mechanizmy pozwalające na uchylanie się noży wykorzystują sprężyny skrętne oraz pierścienie wielowypustowe przesuwne. Ważne jest to, iż w tym rozwiązaniu wałki, na których znajdują się noże znajdują się po przeciwnych stronach tarczy będąc do siebie równoległymi. Oznacza to, że noże nie są ustawione prostopadle do kierunku obrotu, przez co opory gleby mogą doprowadzić do ich skręcania i szybszego zużycia elementów mechanizmów.

Znana jest również z polskiego opisu zawartego w patencie Pat.238709 konstrukcja, w której uzyskano zjawisko uchylania się noży w wirniku dzięki zastosowaniu sprężyn ściskanych i wałków z dołączonymi do nich dźwigniami w kształcie łuku. Noże przykręcone są do wałków, te natomiast znajdują się w odpowiednich tulejach umieszczonych na górnej części tarczy. Dodatkowo połączeniem śrubowym z tej samej strony tarczy zostały przymocowane sprężyny ściskane pod którymi umieszczono dźwignie. Opór gleby sprawia, że wałek z dźwignią zaczyna się obracać ściskając sprężynę, gdy opór gleby maleje sprężyna się rozpręża i następuje powrót do pozycji zerowej. Zastosowanie tego typu rozwiązania niesie za sobą jednak pewne ograniczenia w postaci zmniejszonego zakresu ruchu obrotowego jaki może wykonać nóż, dodatkowo w momencie wystąpienia oporu o wysokiej wartości nóż może osiągnąć maksymalne wychylenie i uszkodzić mechanizm.

Przedmiotem wynalazku jest wirnik brony wirnikowej z drgającymi nożami, wyposażony w tarczę z wałem oraz noże, charakteryzujący się tym, że nóż lewy i nóż prawy przykręcone są odpowiednio do wałka noża lewego i wałka noża prawego, a na nich osadzone są sprężyna lewego mechanizmu i sprężyna prawego mechanizmu, przy czym sprężyny mechanizmów zakończone są z jednej strony haczykiem pozwalającym na zaczepienie ich odpowiednio o kołki, a z drugiej strony zakończone są drutem równoległym do ich osi symetrii pozwalającym na ich montaż odpowiednio w pierścieniu regulacji lewym i pierścieniu regulacji prawym.

Wirnik według wynalazku korzystnie charakteryzuje się tym, że wewnątrz lewego korpusu blokady znajduje się ząbek blokady lewy wraz ze sprężyną blokady lewą, a lewy korpus blokady przymocowany jest do blokady noża lewego, natomiast wewnątrz prawego korpusu blokady znajduje się ząbek blokady prawy wraz ze sprężyną blokady prawą, a prawy korpus blokady przymocowany jest do blokady noża prawego.

Wirnik według wynalazku korzystnie charakteryzuje się tym, że płytka lewa i płytka prawa tworzą podstawę dla zastosowanych mechanizmów i są przymocowane za pomocą śrub z podkładkami.

Wirnik według wynalazku korzystnie charakteryzuje się tym, że na wałku noża lewego i wałku noża prawego osadzone są odpowiednio lewy pierścień regulacji i prawy pierścień regulacji, które współpracują odpowiednio z ząbkiem blokady lewym i ząbkiem blokady prawym.

Wirnik według wynalazku korzystnie charakteryzuje się tym, że blokada noża lewego i blokada noża prawego zapewniają odpowiednio stabilizację pozycji noża lewego i noża prawego.

Bardziej szczegółowo, wirnik brony wirnikowej z drgającymi nożami według wynalazku składa się z tarczy z wałem z przykręconymi do niej mechanizmami prawym i lewym pozwalającymi na uchylanie się noży pod wpływem zmiennego oporu gleby. Każdy z mechanizmów zamocowany jest przy spodniej części tarczy, korzystnie po przeciwnych jej stronach. Oba mechanizmy składają się z płytki z otworami, do której przy pomocy śrub przymocowane są piasty, po dwie dla każdego mechanizmu. Wewnątrz każdej piasty znajdują się łożyska kulkowe, w których osadzone są wałki noży. Na obu wałkach noży korzystnie osadzone są sprężyny oraz pierścienie służące do ich regulacji. Przy każdym z pierścieni znajduje się mechanizm blokujący pierścień składający się z korpusu, ząbka, sprężyny oraz śruby blokującej. Na zewnętrznych krańcach wałków znajdują się przykręcone do nich noże, które korzystnie opierają się o blokady ograniczające ich ruch w kierunku zgodnym z kierunkiem obrotów wirnika. Do tarczy z wałem przykręcona jest osłona przykrywająca oba mechanizmy, co zabezpiecza je przed uderzeniem kamieni.

Wirnik brony wirnikowej z drgającymi nożami według wynalazku posiada szereg zalet. Do najważniejszych z nich należy zaliczyć wspomniane poniżej.

Mechanizmy zastosowane w zespole korzystnie ustawione są wzdłuż jednej osi przecinającej pod kątem prostym oś symetrii tarczy z wałem. Dzięki takiej konstrukcji na noże w mniejszym stopniu działają siły poprzeczne powodujące ich skręcanie, co zmniejsza ryzyko pęknięcia noża wskutek skręcenia.

Ponadto wspomniane wyżej mechanizmy umożliwiają uchylenie się noży niezależnie od siebie o ponad 90° pod wpływem sił zewnętrznych, a w przypadku ich zaniku powrót do pozycji neutralnej. Pozwala to na zminimalizowanie szansy na pęknięcie noża podczas pracy w trudnych warunkach w postaci gleby kamienistej bądź z dużą ilością korzeni.

Kolejną zaletą jest to, że mechanizm zastosowany w zespole posiada możliwość regulacji początkowego poziomu skręcenia sprężyny, co przekłada się na zdolność wirnika do pracy na różnych typach gleb o różnym oporze.

W wirniku zastosowano dwa identyczne mechanizmy, dzięki czemu liczba zróżnicowanych części jest ograniczona a jego obsługa prostsza.

Sposób montażu mechanizmów pozwalających na uchylenie noża został opracowany tak, aby po odkręceniu dwóch śrub można było zdemontować pojedynczy mechanizm z nożem. Ma to na celu przyśpieszenie ewentualnych napraw bądź wymianę zużytych elementów.

Obudowa wirnika została skonstruowana w taki sposób, aby wszelakie zanieczyszczenia, które dostaną się w okolice mechanizmu, pod wpływem siły odśrodkowej zostały wyrzucone na zewnątrz.

Ponadto dzięki zastosowaniu sprężyn skrętnych osadzonych na wałkach noży, wynalazek umożliwia wystąpienie zjawiska ruchu drgającego noży, wynikającego ze zmiennego oporu gleby.

Wynalazek pozwala na regulację siły z jaką noże są dociskane do blokad noży. Jest to możliwe dzięki ząbkowanym pierścieniom skonstruowanym tak, że współpracując z mechanizmem blokującym regulację można je obrócić tylko w kierunku zgodnym z kierunkiem sprężania sprężyny. Zastosowanie tego typu mechanizmu pozwala na pracę wirnika w zróżnicowanych typach gleb.

Wirnik brony wirnikowej z drgającymi nożami został opracowany głównie z myślą o zastosowaniu go jako alternatywę dla standardowych wirników stosowanych obecnie. Największy potencjał przewidywany jest dla rolnictwa, gdzie brona wirnikowa wyposażona w zmodyfikowany wirnik będący przedmiotem wynalazku, z dużym prawdopodobieństwem będzie w stanie osiągnąć lepsze efekty bronowania, a także będzie charakteryzować się mniejszą awaryjnością. Zmodyfikowany wirnik jest również przewidziany do pracy w trudnych warunkach, jakimi są warunki leśne i ogrodnicze, wynikające z występowania dużej ilości korzeni w glebie. Dzięki mechanizmowi pozwalającemu na uchylenie się noży o ponad 90°, będzie on w stanie płynnie pracować w tego typu środowiskach.

Wynalazek może zostać wykorzystany na skalę przemysłową, ponieważ może stać się częścią maszyn, które są produkowane na skalę przemysłową zasilając gospodarstwa rolnicze na całym świecie.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z przodu wirnika z wszystkimi elementami, fig. 2 przedstawia widok z góry wirnika ukazujący śruby mocujące płytki mechanizmów, fig. 3 przedstawia widok z dołu wirnika bez osłony a fig. 4 przedstawia widok izometryczny wirnika bez osłony i noży oraz ich mocowania.

Wirnik składa się z tarczy z wałem (1), do której przy pomocy śruby 1 (2) z podkładką 1 (3) i śruby 2 (4) z podkładką 2 (5) przymocowana jest płytka lewa (6). Następnie przy pomocy śruby 3 (7) oraz śruby 4 (8) przytwierdzona do płytki lewej (6) jest piasta 1 (9). Po przeciwnej stronie płytki lewej (6) przy pomocy śruby 5 (10) oraz śruby 6 (11) przytwierdzona do płytki lewej (6) jest piasta 2 (12). Wykorzystując śrubę 6 (11) oraz śrubę 4 (8), na piaście 1 (9) i piaście 2 (12) osadzona jest blokada noża lewego (13). Wewnątrz piasty 1 (9) i piasty 2 (12) osadzone są łożyska kulkowe zwykłe, w które wsunięty jest wałek noża lewego (14) zabezpieczony pierścieniem osadczym. Od strony zewnętrznej na wałek noża lewego (14) przy pomocy otworu w kształcie kwadratu i połączenia śrubowego w postaci śruby noża lewego (15) i podkładki noża lewego (16), przymocowany jest nóż lewy (17). Wałek noża lewego (14) posiada otwór normalny do jego osi symetrii, w którym umiejscowiony jest kołek 1 (18) służący jako jeden z punktów zamocowania sprężyny lewego mechanizmu (19) nasuniętej na wałek noża lewego (14). Po drugiej stronie sprężyna lewego mechanizmu (19) osadzona jest w otworze znajdującym się w pierścieniu regulacji lewym (20), który również osadzony jest połączeniem luźnym na wałku noża lewego (14). Koncepcja zakłada możliwość zastosowania podkładek dystansowych między pierścieniem regulacji lewym (20) a piastą 2 (12) w celu regulowania luzu elementów z racji możliwości montażu sprężyn lewego mechanizmu (19) o różnej długości. Do blokady noża lewego (13) przyspawany jest korpus blokady lewy (21), w którego wnętrzu znajduje się ząbek blokady lewy (22) współpracujący z pierścieniem regulacji lewym (20) i popychany przez sprężynę blokady lewą (23). Sprężyna blokady lewa (23) została dociśnięta i zabezpieczona przed wypadnięciem przy pomocy śruby blokady lewej (24). Mechanizm prawy podobnie jak mechanizm lewy składa się z płytki prawej (25) przymocowanej do tarczy z wałem (1) przy pomocy połączenia śrubowego w postaci śruby 7 (26) wraz z podkładką 3 (27) i śruby 8 (28) wraz z podkładką 4 (29). Następnie przy pomocy śruby 9 (30) oraz śruby 10 (31) do płytki prawej (25) przytwierdzona jest piasta 3 (32). Po przeciwnej stronie płytki prawej (25) przy pomocy śruby 11 (33) oraz śruby 12 (34) przytwierdzona do płytki prawej (25) jest piasta 4 (35). Wykorzystując śrubę 9 (30) oraz śrubę 11 (33), na piaście 3 (32) i piaście 4 (35) osadzona jest blokada noża prawego (36). Podobnie jak w przypadku mechanizmu lewego, wewnątrz piasty 3 (32) i piasty 4 (35) osadzone są łożyska kulkowe zwykłe, w które wsunięty jest wałek noża prawego (37) zabezpieczony pierścieniem osadczym. Od strony zewnętrznej na wałek noża prawego (37) przy pomocy otworu w kształcie kwadratu i połączenia śrubowego w postaci śruby noża prawego (38) i podkładki noża prawego (39), przymocowany jest nóż prawy (40). Wałek noża prawego (37) posiada otwór normalny do jego osi symetrii, w którym umiejscowiony jest kołek 2 (41) służący jako jeden z punktów zamocowania sprężyny prawego mechanizmu (42) nasuniętej na wałek noża prawego (37). Po drugiej stronie sprężyna prawego mechanizmu (42) osadzona jest w otworze znajdującym się w pierścieniu regulacji prawym (43), który również osadzony jest połączeniem luźnym na wałku noża prawego (37). Jak w przypadku mechanizmu lewego, tutaj również występuje możliwość zastosowania podkładek dystansowych między pierścieniem regulacji prawym (43) a piastą 4 (35) w celu regulowania luzu elementów z racji możliwości montażu sprężyn prawego mechanizmu (42) o różnej długości. Do blokady noża prawego (36) przyspawany jest korpus blokady prawy (44), w którego wnętrzu znajduje się ząbek blokady prawy (45) współpracujący z pierścieniem regulacji prawym (43) i popychany przez sprężynę blokady prawą (46). Sprężyna blokady prawa (46) została dociśnięta i zabezpieczona przed wypadnięciem przy pomocy śruby blokady prawej (47). Aby zabezpieczyć mechanizmy, do tarczy z wałem (1) przy pomocy śruby 13 (48), śruby 14 (49), śruby 15 (50) oraz śruby 16 (51) przytwierdzona jest osłona (52). Osłona posiada w swojej dolnej części dwa podłużne otwory umożliwiające usuwanie pyłów poprzez działanie siły odśrodkowej.

Opis oznaczeń:

1. tarcza z wałem

2. śruba 1

3. podkładka 1

4. śruba 2

5. podkładka 2

6. płytka lewa

7. śruba 3

8. śruba 4

9. piasta 1

10. śruba 5

11. śruba 6

12. piasta 2

13. blokada noża lewego

14. wałek noża lewego

15. śruba noża lewego

16. podkładka noża lewego

17. nóż lewy

18. kołek 1

19. sprężyna lewego mechanizmu

20. pierścień regulacji lewy

21. korpus blokady lewy

22. ząbek blokady lewy

23. sprężyna blokady lewa

24. śruba blokady lewa

25. płytka prawa

26. śruba 7

27. podkładka 3

28. śruba 8

29. podkładka 4

30. śruba 9

31. śruba 10

32. piasta 3

33. śruba 11

34. śruba 12

35. piasta 4

36. blokada noża prawego

37. wałek noża prawego

38. śruba noża prawego

39. podkładka noża prawego

40. nóż prawy

41. kołek 2

42. sprężyna prawego mechanizmu

43. pierścień regulacji prawy

44. korpus blokady prawy

45. ząbek blokady prawy

46. sprężyna blokady prawa

47. śruba blokady prawa

48. śruba 13

49. śruba 14

50. śruba 15

51. śruba 16

52. osłona

Claims (5)

1. Wirnik brony wirnikowej z drgającymi nożami, wyposażony w tarczę z wałem (1) oraz noże (17) i (40), znamienny tym, że nóż lewy (17) i nóż prawy (40) przykręcone są odpowiednio do wałka noża lewego (14) i wałka noża prawego (37), a na nich osadzone są sprężyna lewego mechanizmu (19) i sprężyna prawego mechanizmu (42), przy czym sprężyny mechanizmów (19), (42) zakończone są z jednej strony haczykiem pozwalającym na zaczepienie ich odpowiednio o kołki (18), (41), a z drugiej strony zakończone są drutem równoległym do ich osi symetrii pozwalającym na ich montaż odpowiednio w pierścieniu regulacji lewym (20) i pierścieniu regulacji prawym (43).

2. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że wewnątrz lewego korpusu blokady (21) znajduje się ząbek blokady lewy (22) wraz ze sprężyną blokady lewą (23), a lewy korpus blokady (21)

PL 248570 Β1 przymocowany jest do blokady noża lewego (13), natomiast wewnątrz prawego korpusu blokady (44) znajduje się ząbek blokady prawy (45) wraz ze sprężyną blokady prawą (46), a prawy korpus blokady (44) przymocowany jest do blokady noża prawego (36).

3. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że płytka lewa (6) i płytka prawa (25) tworzą podstawę dla zastosowanych mechanizmów i są przymocowane za pomocą śrub (2), (4), (26), (28) z podkładkami (3), (5), (27), (29).

4. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że na wałku noża lewego (14) i wałku noża prawego (37) osadzone są odpowiednio lewy pierścień regulacji (20) i prawy pierścień regulacji (43), które współpracują odpowiednio z ząbkiem blokady lewym (22) i ząbkiem blokady prawym (45).

5. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że blokada noża lewego (13) i blokada noża prawego (36) zapewniają odpowiednio stabilizację pozycji noża lewego (17) i noża prawego (40).