BR112020003425A2

BR112020003425A2 - sistema para prover frenagem do eixo de acionamento durante a operação de uma máquina de irrigação

Info

Publication number: BR112020003425A2
Application number: BR112020003425-8A
Authority: BR
Inventors: Cory J. Dillon
Original assignee: Valmont Industries, Inc.
Priority date: 2017-08-21
Filing date: 2018-08-09
Publication date: 2020-08-25
Also published as: CN111263580A; EP3885599A1; US10704626B2; EP3672397A4; EP3672397A1; EP3672397B1; ZA202000430B; AU2018322428A1; CA3070852A1; WO2019040295A1; US20190056001A1; MX2020001803A; CN111263580B

Abstract

Um sistema e método para prover frenagem do eixo de acionamento para uma máquina de irrigação inclui um sistema para prover frenagem do eixo de acionamento durante a operação de uma máquina de irrigação onde a máquina de irrigação inclui um sistema de acionamento com um motor de acionamento e um eixo de acionamento. O sistema inclui preferencialmente um came fixado ao eixo de acionamento, um braço de extensão com um primeiro ponto de prendimento, um braço de prendimento com um segundo ponto de prendimento e uma mola fixada entre o primeiro ponto de prendimento e o segundo ponto de prendimento. O sistema preferencialmente, adicionalmente, inclui um mecanismo seguidor preso ao braço de extensão, que aplica pressão de atrito contínua ao eixo de acionamento em resposta à força aplicada pela mola ao seguidor através do braço de extensão. De acordo com uma modalidade preferida adicional, a presente invenção funciona para manter o eixo de acionamento no lugar quando a força rotacional não é aplicada ativamente ao eixo de acionamento pelo motor de acionamento.

Description

SISTEMA PARA PROVER FRENAGEM DO EIXO DE ACIONAMENTO DURANTE A OPERAÇÃO DE UMA MÁQUINA DE IRRIGAÇÃO PEDIDOS RELACIONADOS

[001] O presente pedido reivindica prioridade ao Pedido Provisório U.S. Nº 62/548.294, depositado em 21 de agosto de 2017.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] A presente invenção diz respeito, em geral, a um projeto aprimorado de máquina de irrigação e, em particular, a um sistema e método aprimorados para prover frenagem do eixo de acionamento para máquinas de irrigação.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] As máquinas de irrigação de campo modernas são combinações de sistemas de acionamento e sistemas de aspersão. Geralmente, esses sistemas são divididos em dois tipos, dependendo do tipo de percurso que foram projetados para executar: pivô central e/ou linear.

[004] Independentemente de serem pivôs centrais ou lineares, as máquinas de irrigação comuns geralmente incluem um sistema de irrigação por aspersão suspenso que consiste em vários segmentos de tubulação (geralmente aço galvanizado ou alumínio) unidos e suportados por treliças, montadas em torres com rodas com aspersores posicionados ao longo de seu comprimento. Essas máquinas se movem em um padrão circular (se pivô central) ou linear e são alimentadas com água a partir de uma fonte externa (i.e., um poço ou uma linha de água).

[005] Atualmente, a maioria dos sistemas de irrigação é acionada por um motor elétrico montado em uma ou mais torres de acionamento. Para a maioria desses sistemas de irrigação, o terreno precisa ser razoavelmente plano. Recentemente, no entanto, esses sistemas tornaram-se mais robustos e são cada vez mais usados em regiões onduladas. Essa vantagem resultou no aumento da área irrigada e no uso da água em algumas áreas. Nesses ambientes, no entanto, os sistemas de irrigação têm uma tendência maior a "se mover com a marcha desengrenada" ou deslizar quando são interrompidos ou desacelerados em superfícies inclinadas. Isso resulta em movimentos indesejados e descontrolados através de grandes lances das máquinas. Adicionalmente, isso resulta no desalinhamento que consome tempo dos lances de irrigação.

[006] Vários métodos de frenagem foram aplicados às máquinas de irrigação. Por exemplo, a patente U.S. Nº 7.073.638 ensina um sistema de irrigação agrícola que inclui um conjunto de freios de rampa de esfera, um motor de engrenagens de acionamento e uma caixa de engrenagens divisora. Similarmente, a patente U.S. Nº 8.215.471 ensina um freio mecânico para ser usado como um bloqueador de torque em um acionador atuador que inclui um mecanismo de deslocamento axial arranjado em um eixo de acionamento de entrada. Ainda adicionalmente, a patente U.S. Nº 3.957.144 ensina um freio de rolo contínuo para um atuador mecânico que tem um elemento de esfera engatado em um sulco circunferencial. Ainda que úteis, nenhum dos sistemas da técnica anterior ensina ou sugere um mecanismo de frenagem de sistema de irrigação que impeça que um sistema de irrigação se movimente com a marcha desengrenada após o sistema ser desligado ou quando está ocioso.

[007] Com base no exposto, a presente invenção provê um sistema e um método para prover frenagem do eixo de acionamento para uma máquina de irrigação. A presente invenção supera as insuficiências da técnica anterior ao alcançar esse objetivo crítico.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[008] Para minimizar as limitações encontradas na técnica anterior e minimizar outras limitações que serão evidentes após a leitura do relatório descritivo, a modalidade preferida da presente invenção provê um sistema e método para prover frenagem do eixo de acionamento para uma máquina de irrigação.

[009] De acordo com uma modalidade preferencial exemplar, a presente invenção inclui um sistema para prover frenagem do eixo de acionamento durante a operação de uma máquina de irrigação onde a máquina de irrigação inclui um sistema de acionamento com um motor de acionamento e um eixo de acionamento. De acordo com uma modalidade preferencial, o sistema de acordo com a presente invenção inclui, preferencialmente, um came ligado ao eixo de acionamento, um braço de extensão com um primeiro ponto de prendimento, um braço de prendimento com um segundo ponto de prendimento e uma mola ligada entre o primeiro ponto de prendimento e o segundo ponto de prendimento. De acordo com uma modalidade preferencial adicional, o sistema da presente invenção preferencialmente, adicionalmente, inclui um mecanismo seguidor preso ao braço de extensão, que aplica pressão de atrito contínua ao eixo de acionamento em resposta à força aplicada pela mola ao seguidor através do braço de extensão. De acordo com uma modalidade preferida adicional, um sistema exemplar de acordo com a presente invenção funciona para manter o eixo de acionamento no lugar quando a força rotacional não é aplicada ativamente ao eixo de acionamento pelo motor de acionamento.

[010] Essas e outras vantagens e características da presente invenção estão descritas com especificidade de modo a tornar a presente invenção compreensível para alguém ordinariamente técnico no assunto.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[011] Os elementos nas figuras não foram necessariamente desenhados em escala a fim de melhorar sua claridade e aprimorar a compreensão desses vários elementos e modalidades da invenção. Além disso, os elementos que são conhecidos por serem comuns e bem entendidos pelos da indústria não estão representados a fim de prover uma visão clara das várias modalidades da invenção, portanto, os desenhos são generalizados na forma, no interesse da clareza e concisão. Deve-se entender que o escopo da presente invenção deve ser limitado unicamente através das reivindicações anexas.

[012] A FIG. 1 mostra uma vista em perspectiva de um sistema de cinta de freio de acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção.

[013] A FIG. 2 mostra uma vista em perspectiva de uma cinta de freio exemplar para uso com a primeira modalidade preferencial mostrada na FIG. 1.

[014] A FIG. 3 mostra uma vista em perspectiva de um de cubo exemplar para uso com a primeira modalidade preferencial mostrada na FIG. 1.

[015] A FIG. 4 mostra uma vista em perspectiva de um freio de rolo de came com mola de acordo com uma modalidade preferencial adicional da presente invenção.

[016] A FIG. 5 mostra uma vista interna do freio de rolo de came de mola na FIG. 4.

[017] A FIG. 6 mostra uma vista em perspectiva de um freio de rolo com mola alternativo de acordo com uma modalidade preferencial adicional da presente invenção.

[018] A FIG. 7 mostra uma vista interna do freio de rolo de came de mola na FIG. 6.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FIGURAS

[019] Na discussão a seguir, que aborda um número de modalidades e aplicações da presente invenção, é feita referência aos desenhos anexos, que fazem parte das mesmas, e nos quais são mostradas, a título ilustrativo,

modalidades específicas nas quais a invenção pode ser praticada. Deve ser entendido que outras modalidades podem ser utilizadas e alterações podem ser feitas sem se afastar do escopo da presente invenção.

[020] Várias características inventivas são descritas abaixo que podem ser usadas independentemente entre si ou em combinação com outras características. Entretanto, qualquer recurso inventivo individual pode não abordar qualquer um dos problemas discutidos acima ou resolver apenas um dos problemas discutidos acima. Adicionalmente, um ou mais dentre os problemas discutidos acima podem não ser totalmente abordados por qualquer uma das características descritas abaixo.

[021] Com referência agora à FIG. 1, será discutida um primeiro sistema de freio 10 exemplar de acordo com uma primeira modalidade preferencial da presente invenção. Como mostrado na FIG. 1, o primeiro sistema de freio 10 exemplar está preferencialmente ligado e preso a um membro estrutural 12 de uma torre com rodas. Preferencialmente, o membro estrutural selecionado 12 segue paralelamente ao eixo de acionamento 25 da torre com rodas.

[022] Como mostrado adicionalmente na FIG. 1, um sistema preferencial da presente invenção preferencialmente inclui um flange do cubo 22, que está preferencialmente ligado ao eixo de acionamento 25. De acordo com uma modalidade preferencial, o flange do cubo 22 pode preferencialmente estar soldado ao eixo de acionamento 25. De acordo com uma modalidade preferencial alternativa, o flange do cubo 22 pode alternativamente estar preso ao eixo de acionamento 25 de várias maneiras. Por exemplo, com referência à FIG. 3, um flange do cubo exemplar 22 é mostrado, incluindo um número de orifícios de conjunto 23, que podem ser usados com uma placa de conjunto e roscas para prender o flange do cubo 22 ao eixo de acionamento 25.

[023] Como adicionalmente mostrado na FIG. 1, o primeiro sistema de freio 10 exemplar pode incluir, adicionalmente, um braço de extensão 18, que inclui pontos de prendimento 11, 13, que preferencialmente se estendem lateralmente a partir da superfície do braço de extensão 18. De acordo com uma modalidade preferencial adicional, o sistema de freio 10 exemplar da presente invenção pode preferencialmente incluir adicionalmente uma cinta de freio 20, que se conecta entre pontos de prendimento 11, 13 e se estende em torno da circunferência do flange do cubo 22. De acordo com uma modalidade preferencial adicional, o braço de extensão 18 está preferencialmente preso ao membro estrutural 12 via meias abraçadeiras 14, 15, que podem preferencialmente se conectar via roscas de prendimento 17 ou similares. Em operação, a cinta de freio 20 preferencialmente pode estar tensionada de modo que uma força de atrito contínua seja aplicada ao flange do cubo 22. Dessa forma, uma frenagem contínua pode preferencialmente ser aplicada ao eixo de acionamento 25. De acordo com modalidades preferenciais alternativas, a cinta de freio pode ser ajustada via uma combinação de mola e rosca.

[024] A FIG. 2 mostra uma vista em perspectiva de uma cinta de freio exemplar 20 para uso com a primeira modalidade preferencial mostrada na fig.

1. Como mostrado na FIG. 2, a cinta de freio 20 pode preferencialmente ser composta de uma cinta de material resistente a atrito, como materiais de frenagem de carbono ou similares. Como mostrado adicionalmente na FIG. 2, a cinta de freio exemplar 20 da presente invenção pode ainda incluir pontos de ligação 21 para se conectar a pontos de prendimento 11, 13.

[025] Em referência às FIGS. 4-5, será discutido um freio de rolo de came com mola 35 de acordo com uma modalidade preferencial alternativa da presente invenção. Como mostrado na FIG. 4, um freio de rolo de came com mola exemplar 35 da presente invenção preferencialmente inclui um came 32 preso a um eixo de acionamento 30. Como mostrado adicionalmente na FIG. 4, o freio de rolo de came com mola 35 preferencialmente, adicionalmente, inclui um mecanismo seguidor 40, que está ligado a uma tubulação de prendimento 34 usando meias abraçadeiras 38 e roscas de prendimento 36. Como mostrado na FIG. 5, o seguidor 40 está preferencialmente projetado para a frente e mantido em contato com o came 32 por meio de um mecanismo de mola 42. Dessa maneira, o freio de rolo de came com mola exemplar 35 preferencialmente aplica pressão de atrito contínua ao eixo de acionamento 30 via pressão de mola aplicada ao seguidor 40. Consequentemente, o eixo de acionamento 30 pode ser mantido no lugar quando a força rotacional não estiver sendo ativamente aplicada pelo motor de acionamento.

[026] Com referência agora as FIGS. 6-7, será discutido um conjunto de freios de rolo de came com molas 45 de acordo com uma modalidade preferencial adicional da presente invenção. Como mostrado nas FIGS. 6-7, o conjunto de freio de rolo de came com molas alternativo 45 da presente invenção preferencialmente inclui um came 47 ligado a um eixo de acionamento 57. Como adicionalmente mostrado, o conjunto de freio 45 preferencialmente, adicionalmente, inclui um braço de extensão 49 e um braço de prendimento 53 que estão ambos presos a uma tubulação de prendimento 43 via meias abraçadeiras 52 e roscas de prendimento 44. Como ainda adicionalmente mostrado, o conjunto de freio 45 inclui, preferencialmente adicionalmente ainda uma mola 51 que é ligada entre o braço de extensão 49 (no primeiro ponto de prendimento 59) e o braço de prendimento 53 (no segundo ponto de prendimento 61). Como adicionalmente mostrado, o braço de extensão 49 preferencialmente adicionalmente inclui ainda um seguidor 55.

[027] Em operação, o seguidor 55 mostrado nas FIGS. 6-7 é preferencialmente mantido em contato com o came 47 pela mola 51. Dessa maneira, o conjunto de freio de rolo de came com mola 45 alternativo exemplar preferencialmente aplica uma pressão de atrito contínua ao eixo de acionamento 57 via a força da mola 51 aplicada ao seguidor 55 através do braço de extensão 49 que está preferencialmente conectado rotacionalmente via um conector pivotável 46. Consequentemente, o eixo de acionamento 57 pode ser mantido no lugar mesmo quando a força rotacional não estiver sendo ativamente aplicada pelo motor de acionamento.

[028] A descrição anterior da modalidade preferida da presente invenção foi apresentada com o propósito de ilustração e descrição. Não pretende ser exaustivo ou limitar a invenção à forma precisa descrita. Várias modificações e variações são possíveis à luz dos ensinamentos acima. Pretende-se que o escopo da presente invenção não seja limitado por esta descrição detalhada, mas pelas reivindicações e equivalentes às reivindicações anexas. As modalidades descritas acima, embora incluam a modalidade preferencial e o melhor modo da invenção conhecido pelo inventor no momento do depósito, são dadas apenas como exemplos ilustrativos. Será prontamente apreciado que vários desvios podem ser feitos em relação às modalidades específicas descritas nesse relatório descritivo sem se afastar do espírito e escopo da invenção. Consequentemente, o escopo da invenção deve ser determinado pelas reivindicações abaixo ao invés de ser limitado às modalidades especificamente descritas acima.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema para prover frenagem do eixo de acionamento durante a operação de uma máquina de irrigação, caracterizado pelo fato de que a máquina de irrigação compreende uma estrutura de torre de acionamento com uma tubulação de torre de acionamento que suporta a torre de acionamento; em que a máquina de irrigação compreende, adicionalmente, um sistema de acionamento com um motor de acionamento e um eixo de acionamento; em que o sistema compreende: um came, em que o came está ligado ao eixo de acionamento; um braço de extensão, em que o braço de extensão tem um primeiro ponto de prendimento; adicionalmente em que o braço de extensão é montado de maneira rotativa na tubulação da torre de acionamento; um braço de prendimento, em que o braço de prendimento tem um segundo ponto de prendimento; adicionalmente em que o braço de prendimento está preso fixamente a tubulação da torre de acionamento; uma mola, em que a mola está ligada entre o primeiro ponto de prendimento e o segundo ponto de prendimento; e um mecanismo seguidor, em que o mecanismo seguidor está preso ao braço de extensão; adicionalmente em que o mecanismo seguidor aplica pressão de atrito ao eixo de acionamento em resposta à força aplicada pela mola ao mecanismo seguidor através do braço de extensão; em que a pressão de atrito aplicada pelo eixo de acionamento é suficiente para manter o eixo de acionamento no lugar quando a força rotacional não for aplicada ativamente pelo motor de acionamento.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o came é um came radial.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o came é selecionado a partir de um grupo de cames compreendendo: cames cilíndricos e cames conjugados.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o mecanismo seguidor é composto por um seguidor de rolo.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o mecanismo seguidor é selecionado a partir de um grupo de mecanismos seguidores compreendendo: um seguidor de face plana, um seguidor de face esférica e um seguidor de ponta.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o seguidor é um seguidor em linha.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o seguidor é um seguidor com eixo deslocado.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o seguidor é um seguidor de translação.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o seguidor é um seguidor pivotante.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o seguidor tem um ângulo de pressão de zero.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o braço de extensão e o braço de prendimento estão presos à tubulação da torre de acionamento através de um mecanismo de prendimento de meia abraçadeira.

12. Sistema para prover frenagem do eixo de acionamento durante a operação de uma máquina de irrigação, caracterizado pelo fato de que a máquina de irrigação compreende uma estrutura de torre de acionamento com uma tubulação de torre de acionamento que suporta a torre de acionamento; em que a máquina de irrigação compreende, adicionalmente, um sistema de acionamento com um motor de acionamento e um eixo de acionamento; em que o sistema compreende: um flange do cubo, em que o flange do cubo está ligado ao eixo de acionamento; um braço de extensão, em que o braço de extensão está montado fixamente na tubulação da torre de acionamento; adicionalmente em que o braço de extensão compreende, adicionalmente, um primeiro ponto de prendimento e um segundo ponto de prendimento; e uma cinta de freio, em que a cinta de freio é composta por uma fita linear de material de frenagem; adicionalmente em que a fita linear é composta por uma primeira alça de fita em uma primeira extremidade e de uma segunda alça de fita em uma segunda extremidade; em que a cinta de freio está ligada ao primeiro ponto de prendimento na primeira extremidade e o segundo ponto de prendimento na segunda extremidade; adicionalmente em que a cinta de freio está posicionada em torno do came; adicionalmente em que a cinta de freio é mantida em contato com o came com tensão; em que a cinta de freio aplica frenagem por atrito ao came.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o sistema compreende adicionalmente: uma mola, em que a mola está ligada em uma extremidade ao primeiro ponto de prendimento e em uma segunda extremidade à primeira extremidade da cinta de freio; adicionalmente em que a tensão da cinta de freio é ajustável ao ajustar a tensão da mola.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o flange do cubo é soldado ao eixo do freio.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o flange do cubo compreende uma placa de montagem e uma pluralidade de orifícios de montagem.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a cinta de freio é composta por materiais de frenagem de carbono.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a cinta de freio é composta por uma primeira alça de olhal plana na primeira extremidade e uma segunda alça de olhal plana na segunda extremidade.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o braço de extensão está preso à tubulação da torre de acionamento através de um mecanismo de prendimento de meia abraçadeira.