PL249106B1 - Stopa podporowa kosiarki czołowej i sposób jej sterowania - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest stopa podporowa kosiarki czołowej z niezależnym zawieszeniem zespołu roboczego nad podłożem, w którym do hydraulicznego zasilania roboczego P/T połączony jest akumulator hydrauliczny (9) i siłownik odciążenia (7) oraz siłownik (4) stopy podporowej. Sposób sterowania stopą podporową kosiarki czołowej z niezależnym zawieszeniem wysokości zespołu roboczego nad podłożem, przy parkowaniu zespołu roboczego polega na tym, że zmniejsza się ciśnienie w hydraulicznym zasilaniu roboczym P/T, przy czym zmniejsza się też ciśnienie w podłączonym do układu hydropneumatycznego siłowniku (4) stopy podporowej do wartości ciśnienia atmosferycznego i opiera się stopą podporową na zespole roboczym. Dla agregacji zespołu roboczego podnosi się robocze ciśnienie w hydraulicznym zasilaniu roboczym P/T i wycofuje się stopę podporową z zespołu roboczego.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest automatycznie otwierana stopa podporowa kosiarki czołowej i sposób jej sterowania, wykorzystywana w maszynach rolniczych, zwłaszcza w kosiarkach do zbioru zielonki przy ich magazynowaniu.

Spośród dotychczas produkowanych kosiarek czołowych, wyszczególnić należy dwa podstawowe rodzaje układu zawieszenia zespołu roboczego. Zaliczyć do nich należy układy zawieszenia zależne i niezależne względem układu unoszenia nośnika.

Pierwszy z nich charakteryzuje się sztywnym połączeniem trójpunktowego układu unoszenia nośnika, w którego skład wchodzą dwa ramiona unoszenia i łącznik górny. W efekcie podniesienie ramion unoszenia nośnika bezpośrednio wpływa na ruch zespołu roboczego nad podłożem, regulując tym samym wysokość koszenia.

Drugi rodzaj kosiarek to takie, które posiadają swój własny układ zawieszenia. Konstrukcja taka charakteryzuje się występowaniem sztywnego zaczepu maszyny, na którym poprzez niezależny układ zawieszenia zamocowano zespół roboczy. W rezultacie, zespół roboczy jest podnoszony bądź opuszczany niezależnie od trójpunktowego układu unoszenia nośnika.

Z opisu patentowego EP2901841 znana jest kosiarka do montażu przedniego na ciągniku rolniczym. Jest ona zaopatrzona w urządzenie z polepszoną możliwością obsługi klapy parkowania. Urządzenie robocze zawiera ramę montażową, przez którą urządzenie robocze może być połączone z przednim mechanizmem podnoszenia ciągnika rolniczego. Urządzenie robocze zawiera oprócz tego ramę nośną, na którą oddziałuje jednostka robocza, która jest wykonana jako jednostka tnąca. Rama montażowa i rama nośna są połączone ze sobą przez wahacz, tworząc kinematykę czteroprzegubową. Między końcami wahaczy i ramą montażową i ramą nośną utworzone są cztery osie przechylania. Istotą patentu jest klapa parkowania, która jest łożyskowana przegubowo na ramie montażowej. Klapa parkowania może być przemieszczana między pozycją zwalniania i pozycją ustalania.

Znane jest z opisu patentowego PL/EP 3409087 rolnicze urządzenie robocze do montażu na ciągniku rolniczym. W rozwiązaniu zastosowana jest klapa parkowania. Klapa parkowania jest wykonana w taki sposób, że z pozycji blokady, w której blokuje ona kinematykę wieloprzegubową, samoczynnie powraca do pozycji zwolnienia, w której zwalnia kinematykę wieloprzegubową. Następnie, kiedy rolnicze urządzenie robocze jest przeprowadzane z położenia parkowania do położenia roboczego, klapa parkowania może się samoczynnie poruszać z pozycji blokady do pozycji zwolnienia. Nie jest konieczne, aby kierowca ciągnika lub inna osoba korzystała ręcznie z klapy parkowania.

Niniejszy wynalazek skupił się wokół kosiarek z niezależnym układem zawieszenia. Konstrukcja taka charakteryzuje się stosunkowo dużym zakresem pracy wbudowanego układu zawieszenia, co jest niepodważalną zaletą w odniesieniu do pokonywania nierówności terenowych w trakcie pracy. Niemniej jednak skutkuje to nieergonomicznie nisko usytuowanym zaczepem sprzęgowym nad podłożem, w odniesieniu do ramion unoszenia nośnika. Problem ten występuje podczas odstawiania maszyny do magazynowania po wykonanej pracy oraz podczas agregacji jej przed pracą.

Znane w stanie techniki rozwiązania podpierające niezależny układ zawieszenia, spełniający funkcję podwyższającą zaczep maszyny, ułatwiając tym samym agregację maszyny z nośnikiem, aktywowane były jednak ręcznie lub półautomatycznie. Nastręczało do wielu problemów, przede wszystkim związanych z niską ergonomicznością użytkowania. W celu odstawienia maszyny po wykonanej pracy w pozycji umożliwiającej łatwe podłączenie do nośnika, należało spełnić szereg chronologicznie następujących czynności. Związane one były z wielokrotnym obchodzeniem maszyny dookoła bądź wychodzeniem i wchodzeniem do nośnika maszyny. Aktualne trendy rozwoju maszyn rolniczych jednoznacznie dążą do możliwej automatyzacji maszyn, umożliwiając użytkownikowi prostszą w czynnościach i lżejszą pracę. W związku z tym zrodziła się potrzeba rozwiązania dotychczasowego, manualnego działania na korzyść automatyzacji ruchu.

Podczas dobierania automatycznego sposobu realizacji powyższego ruchu, w pierwszej kolejności należało rozważyć wykorzystanie już istniejącej sekwencję czynności operatora maszyny. Wiadomym jest bowiem, że człowiek naturalnie nie lubi dokonywać zmian dotychczasowo realizowanych czynności obsługowych maszyny, stąd nie dążono do zmiany istniejących już przyzwyczajeń.

Tak więc, celem wynalazku jest rozwiązanie występujących wcześniej problemów poprzez przyjęcie nowej koncepcji takiej, aby mechanizm stopy podporowej (nazywanej też klapą parkowania) wpiąć w układ hydro odciążenia.

Istotą wynalazku jest stopa podporowa kosiarki czołowej z niezależnym zawieszeniem zespołu roboczego nad podłożem, zawierającym układ hydropneumatycznego odciążenia zespołu roboczego. Do hydraulicznego zasilania roboczego połączony jest akumulator hydrauliczny i siłownik odciążenia. Istotne, że do układu hydropneumatycznego podłączony jest również siłownik stopy podporowej, który wraz ze stopą podporową zamocowany jest w ramieniu unoszenia zespołu roboczego, a stopa podporowa okresowo styka się z zespołem roboczym. Siłownik stopy podporowej od strony mocowania z ramieniem unoszenia zespołu roboczego wyposażony jest w sprężynę. Drugi koniec siłownika połączony jest z obrotowym ramieniem stopy, która jednym końcem zamocowana jest do ramienia unoszenia, a drugim końcem okresowo styka się z zespołem roboczym.

Sposób sterowania stopą podporową kosiarki czołowej z niezależnym zawieszeniem wysokości zespołu roboczego nad podłożem, zawierający układ hydropneumatycznego odciążenia zespołu roboczego, charakteryzuje się tym, że dla zaparkowania zespołu roboczego zmniejsza się ciśnienie w hydraulicznym zasilaniu roboczym, przy czym zmniejsza się też ciśnienie w podłączonym do układu hydropneumatycznego siłowniku stopy podporowej do wartości ciśnienia atmosferycznego i opiera się stopą podporową na zespole roboczym. Dla agregacji zespołu roboczego podnosi się robocze ciśnienie w hydraulicznym zasilaniu roboczym i wycofuje się stopę podporową z zespołu roboczego.

Opisywany wynalazek znalazł swoje zastosowanie w czołowych kosiarkach do zbioru zielonki, wyposażonych w niezależny układ zawieszenia i hydropneumatyczny układ odciążenia zespołu roboczego.

Do głównych zalet układu odciążenia zaliczyć należy przede wszystkim mniejsze opory ruchu oraz dokładniejsze wykaszanie nierówności terenowych, a wszystko to przy precyzyjnym regulowaniu siły odciążającej z kabiny nośnika. Zmiany jej wartości dokonuje się regulując ciśnienie oleju hydraulicznego podawanego z nośnika. Maszyna taka przed przystąpieniem do pracy powinna zostać obciążona ciśnieniem roboczym, a po jej zakończeniu powinno one być zredukowane do zera wskazanego na manometrze, a więc do wartości ciśnienia atmosferycznego. Podyktowane jest to przede wszystkim warunkami bezpieczeństwa w obliczu wysokich ciśnień, jakie panują w układach hydraulicznych maszyny. Przedmiot wynalazku skupił się wokół tych właśnie dwóch czynności. Wykorzystano zatem występowanie dużej różnicy ciśnień, uzupełniając jedynie istniejący już układ hydrauliczny o siłownik jednostronnego działania podparty z jednej strony sprężyną, współpracujący ze stopą podporową.

Rozwiązanie pozwala w sposób zautomatyzowany hydraulicznie na odstawianie maszyny rolniczej na ergonomicznej wysokości nad podłożem, ułatwiającej agregację. Opisywany wynalazek, poza ogromną zaletą jaką jest ułatwienie agregacji maszyny w znacznym stopniu ułatwia wykonywanie czynności obsługowych.

Producenci maszyn rolniczych zwykle zalecają wykonywanie dwóch podstawowych rodzajów obsługi jakimi są obsługa codzienna oraz okresowa. W skład tej pierwszej wchodzi przede wszystkim oczyszczenie z zanieczyszczeń występujących w trakcie pracy oraz weryfikacja wzrokowa ewentualnie zaistniałych uszkodzeń podzespołów roboczych. Obsługa okresowa, wykonywana periodycznie skupia się zazwyczaj na uzupełnieniu lub wymianie czynnika smarnego oraz wymianie elementów zużywających się w trakcie pracy. Wszystkie powyższe czynności obsługowe wykonywane zwykle w miejscu magazynowania, nie wymuszając na użytkowniku konieczności agregacji maszyny z nośnikiem. Z kolei uniesiony zaczep odsłania dostęp do podzespołów roboczych.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania, jakim jest kosiarka czołowa z hydropneumatycznym układem odciążenia zespołu roboczego, który ukazano na ilustracjach, gdzie fig. 1 obrazuje ogólne umiejscowienie podzespołu na maszynie, fig. 2 rozstrzelenie głównych elementów składowych maszyny, fig. 3 pozycje stopy odstawczej w pozycji do pracy oraz zaznaczonymi możliwościami ruchowymi komponentów maszyny, fig. 4 pozycje stopy odstawczej w pozycji do magazynowania, fig. 5 rozstrzelenie siłownika stopy, z kolei fig. 6 schemat układu hydraulicznego opisywanego wynalazku.

Opisywany wynalazek składa się z dwóch podstawowych komponentów: stopy podporowej 3 zamocowanej obrotowo w ramieniu unoszenia 2 oraz siłownika stopy 4 odpowiadającego za ruch obrotowy wokół osi mocowania. Stopa podporowa 3 podczas realizowania funkcji odstawczej, a więc takiej w której podpiera zaczep 1 niezależnego układu zawieszenia maszyny, współpracuje z wybraniami zespołu roboczego 8, co ujawniono na fig. 4. Z kolei fig. 3 ukazuje pozycję stopy podporow ej 3 w trakcie pracy, nieograniczającej ruchu układu zawieszenia.

Chcąc wyjaśnić szczegółowo zasadę sterowania i działania należy zauważyć, iż opis ywana stopa została wkomponowana w istniejący już algorytm działania hydro odciążenia zespołu roboczego 8. Zgodnie ze schematem ujawnionym na fig. 6, przebieg ciśnienia hydraulicznego - roboczego oleju od źródła zasilania jakim jest nośnik maszyny, rozpoczyna się w miejscu oznaczonym literami P/T (preassure/tank). Punkt ten stanowi zarówno źródło zasilania jak i zbiornik na olej po zredukowaniu ciśnienia roboczego. Olej następnie przepływa przez elektrozawór hydrauliczny, otwierany sygnałem elektrycznym, podawanym ze sterownika maszyny. W rezultacie następuje przesunięcie stale zamkniętego zaworu hydraulicznego, umożliwiając tym samym przepływ oleju do dalszych odbiorników. Wśród elementów zasilanych w ten sposób należy wyróżnić siłownik odciążenia 7 zespołu roboczego 8 maszyny, siłownik stopy 4 oraz akumulator hydrauliczny 9. Akumulatory hydrauliczne (zwane także hydroakumulatorami lub akumulatorami hydropneumatycznymi) wykorzystują ściśliwość gazu do magazynowania energii i oddawania jej w momentach zwiększonego zapotrzebowania. Wszystkie te elementy połączone są w sposób do jednego źródła ciśnienia roboczego, nie zakłócając wzajemnej funkcjonalności. W efekcie siłownik odciążenia 7 połączony jest z ramieniem unoszenia 2 i akumulatorem hydraulicznym 9, wpływając tym samym na ograniczony nacisk zespołu roboczego 8 na podłoże. Jednocześnie ciśnienie tego układu wpływa na ściśnięcie wbudowanej sprężyny siłownika stopy 4, a tym samym odsunięcie połączonej z nim stopy podporowej 3. Reasumując, występowanie ciśnienia roboczego w opisywanym schemacie warunkuje odsunięcie stopy podporowej 3 od wybrań zespołu roboczego 8. W rezultacie, dopóki nie nastąpi zredukowanie ciśnienia hydraulicznego układu odciążenia do zera, stopa nie zmieni swego położenia.

Podczas pracy maszyny, kiedy w układzie hydro odciążenia istnieje ciśnienie robocze, siłownik stopy 4 podtrzymuje kątowe odchylenie, przegubowo zamocowanej na ramieniu unoszenia 2, stopy podporowej 3. W efekcie stopa podporowa 3 nie wchodzi w wybrania zespołu roboczego 8, przez co ruch układu zawieszenia nie jest w żaden sposób ograniczany.

Stopa podporowa 3 uaktywnia się po wykonanej pracy. Wtedy właśnie ciśnienie układu odciążenia zredukowane zostaje do zera wskazywanego na manometrze, odpowiadającemu wartości ciśnienia atmosferycznego. W rezultacie siłownik stopy 4 otrzymuje swobodę ruchu, przez co wbudowana sprężyna 5 może rozpocząć generowanie nacisku na tłok siłownika w przeciwnym kierunku. Następuje zatem kątowe przemieszczenie stopy podporowej 3 w ramieniu unoszenia 2. Skutkiem tego przemieszczana jest stopa podporowa 3 nad wybrania kształtowe zespołu roboczego 8. Podczas dalszego opuszczania zaczepu 1 maszyny na podłoże następuje podparcie i tym samym jednostronne zblokowanie swobody ruchu układu zawieszenia na ergonomicznej do agregacji wysokości nad podłożem. Maszyna w tym położeniu przyjmuje stabilny stan do dłuższego magazynowania, nie wymagający żadnych dodatkowych elementów zasilających.

Z kolei, chcąc przygotować maszynę do pracy należy w pierwszej kolejności, zagregować ją z nośnikiem. Następnie, przy jego pomocy unieść zaczep 1 maszyny do góry. Następuje w tym momen cie oddalenie stopy podporowej 3 od wybrań zespołu roboczego 8 w kierunku prostopadłym do podłoża. Celem zabezpieczenia opisywanego układu przed ponownym oparciem stopy podporowej 3 o wybrania zespołu roboczego 8, należy kątowo przemieścić stopę podporową 3 w swej osi obrotu, ulokowanej w ramieniu unoszenia 2. Obrót ten realizowany jest przy udziale siłownika stopy 4, który wzbudzony jest do działania poprzez podanie ciśnienia oleju z nośnika do hydropneumatycznego układu odciążenia maszyny.

W jednej z alternatywnych odmian wynalazku, stopę podporową 3 korzystnie jest wykonać z elastycznymi nakładkami, z tworzywa sztucznego. Znajdować się powinny one na elementach współpracujących ciernie, w prezentowanym przypadku jest to miejsce oparcia o zespół roboczy 8. Służą one przede wszystkim do zamortyzowania ruchu dynamicznego oparcia stopy podporowej 3 o wspominane już uprzednio miejsca oparcia zespołu roboczego 8. Dodatkowo, wyeliminowano tym samym zdzieranie powłoki lakierniczej, co istotnie zabezpieczenia to skojarzenie przed niekorzystnym wpływem agresywnego korozyjnie środowiska pracy.

Naturalnym jest również, że stopa podporowa 3 może alternatywnie zostać zamontowana w sposób odwrotny, a więc taki, gdzie oś obrotu mieścić się będzie w zespole roboczym 8, a miejscem zaparcia będzie ramie unoszenia w strefie jego dolnej krawędzi. Wybór wspomnianego wyżej miejsca zamocowania stopy podporowej 3, determinowany będzie możliwościami kinematycznymi układu zawieszenia lub wizualnym odbiorem konkretnej maszyny rolniczej.

Kolejnym dopuszczalnym wariantem funkcjonalnym konfiguracji podzespołów opisywanego wynalazku jest zastąpienie siłownika stopy 4 z wbudowaną sprężyną 5, na zwykły siłownik jednostronnego działania. W takim jednak wypadku, koniecznym jest równoległe dołączenie elementu sprężynującego (np. sprężyna śrubowa, sprężyna gazowa lub blok elastomerowy), działający siłą przeciwną do kierunku wysuwu siłownika roboczego.

W prezentowanym przykładzie wykonania, konfiguracja wbudowanej sprężyny w siłownik została poparta koniecznością zabezpieczenia podzespołów przed osadzaniem się zabrudzeń w trakcie pracy.

Wreszcie, warto nadmienić, iż innym wariantem wykonawczym opisywanego wynalazku, jest zastąpienie elementu wyzwalającego ruch, w naszym przypadku siłownika stopy 4, innym podzespołem roboczym. Zaliczyć do nich należy siłownik elektryczny bądź pneumatyczny, ewentualnie zamocowany w osi obrotu stopy podporowej 3 silnik zasilany elektrycznie, pneumatycznie lub hydraulicznie. Niezależnie od zastosowanego członu roboczego, zasada działania, a więc podpierania stopą pozostaje niezmienna.

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowe

1. Stopa podporowa kosiarki czołowej z niezależnym zawieszeniem zespołu roboczego nad podłożem, zawierającym układ hydropneumatycznego odciążenia zespołu roboczego (8), w którym do hydraulicznego zasilania roboczego (P/T) połączony jest akumulator hydrauliczny (9) i siłownik odciążenia (7), znamienna tym, że do układu hydropneumatycznego podłączony jest również siłownik (4) stopy podporowej (3), który wraz ze stopą podporową (3) zamocowany jest w ramieniu unoszenia (2) zespołu roboczego (8), a stopa podporowa okresowo styka się z zespołem roboczym (8).

2. Stopa według zastrz. 1, znamienna tym, że siłownik (4) stopy podporowej od strony mocowania z ramieniem unoszenia (2) zespołu roboczego (8) wyposażony jest w sprężynę (5), a drugi koniec siłownika połączony jest z obrotowym ramieniem stopy (3), która jednym końcem zamocowana jest do ramienia unoszenia (2), a drugim końcem okresowo styka się z zespołem roboczym.

3. Sposób sterowania stopą podporową kosiarki czołowej z niezależnym zawieszeniem wysokości zespołu roboczego nad podłożem, zawierający układ hydropneumatycznego odciążenia zespołu roboczego, znamienny tym, że dla zaparkowania zespołu roboczego (8) zmniejsza się ciśnienie w hydraulicznym zasilaniu roboczym (P/T), przy czym zmniejsza się też ciśnienie w podłączonym do układu hydropneumatycznego siłowniku (4) stopy podporowej (3) do wartości ciśnienia atmosferycznego i opiera się stopą podporową na zespole roboczym, a d la agregacji zespołu roboczego podnosi się robocze ciśnienie w hydraulicznym zasilaniu roboczym (P/T) i wycofuje się stopę podporową z zespołu roboczego.