BRPI0704348B1 - Mecanismo de guia pivotado para molas helicoidais de compressão - Google Patents

Abstract

mecanismo de guia pivotado para molas helicoidais de compressão. próprio para conjunto disco de corte (1) com base fixa de sustentação da mola (2), concavidade esférica (2a) e furo alongado (2b), que se adaptam perfeitamente em base esférica (3a) da rótula guia da mola (3), onde a parte superior da rótula guia da mola (3), ao ser solicitada, não sofre qualquer deformação para os lados, efeito que ocorre porque a rótula guia da mola (3) acompanha a inclinação da mola helicoidal (4) sem que ocorra a sua deformação, tendo em vista que não sofre esforço deslocado do seu centro.

Description

MECANISMO DE GUIA PIVOTADO PARA MOLAS HELICOIDAIS DE COMPRESSÃO.

Setor tecnológico da invenção [001] A presente invenção refere-se, de uma maneira geral, ao setor tecnológico de máquinas e implementos agrícolas e, mais especificamente, a peculiar modalidade de mecanismo guia para molas helicoidais de compressão dos conjuntos de discos de corte, objetivando eliminar os riscos de deformação lateral que normalmente ocorrem nestas molas ao serem comprimidas.

[002] Muito embora a presente invenção tenha sido concebida para o emprego em conjuntos de discos de corte de implementos agrícolas, a mesma pode ser aplicada em outras áreas, uma vez que encontra utilidade em qualquer situação em que sejam utilizadas molas helicoidais de compressão, sujeitas a mudanças de direção ao serem comprimidas pela tração da haste, não sendo objetivo do presente relatório descritivo limitar a invenção apenas a esta aplicação em particular.

Antecedentes da invenção [003] Sabe-se, através do estado da técnica, conhecido neste setor tecnológico, até o presente momento, que são conhecidas molas helicoidais utilizadas em conjunto aos discos de corte ou facas dos implementos agrícolas, as quais tem a função de comprimir os discos ou facas, a fim de permitir que cortem os restos culturais e abram sulcos no solo.

[004] Estes conjuntos convencionais são constituídos por uma base fixa de sustentação da base da mola, uma haste que passa por dentro da mola, um guia móvel na outra extremidade da

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- 2 / 14 mola e um garfo articulado, que sofre a ação da mola e transmite a pressão para o disco de corte ou faca, quando submetido à reação do solo, proporcionando ao disco a capacidade de cortar os restos culturais e o próprio solo.

[005] Este arranjo de componentes cumpre bem a função de cortar os restos culturais e o solo, entretanto, a haste que comprime a mola sofre alteração de direção ao ser tracionada pelo garfo, uma vez que o garfo executa um movimento de rotação a partir do seu ponto de apoio, provocando um desvio de alinhamento da haste e, em consequência, um esforço inclinado em relação ao alinhamento da mola, causando a sua deformação, geralmente empenando-a para frente ou para trás em relação ao seu posicionamento de origem.

[006] A solução convencional para o problema descrito acima é a utilização de guias articulados, formados por um corpo central provido de furo para passagem da haste, além de dois eixos laterais alinhados e transversais à mola.

[007] Na técnica atual esta solução não é empregada associada aos conjuntos de discos de corte, além de apresentar inconvenientes, como a elevada complexidade do mecanismo envolvido e o alto custo de fabricação decorrente desta complexidade.

[008] No sentido de atender a legislação vigente, no respeitante à inclusão de documentos patentários pertencentes ao estado da técnica pertinente à matéria, que podem ser de valia à compreensão da matéria, são citados os documentos patentários

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- 3 / 14 US 4.187.916 A, US 5.163.518 A, US 5.497.837 A, US 6.321.667 B1, US 6.325.156 B1, US 6.454.019 B1 e MU8302097-7.

[009] O documento patentário estadunidense US 4.187.916

A, trata-se de uma Carta-Patente depositada em 13/10/1977 e concedida em 12/02/1980, a Brown Manufacturing Corporation, intitulada “Aparelho de preparação e condicionamento do solo”, que revela um aparelho de condicionamento de solo que tem um conjunto de relha frontal, de preferência estriada, para preparar um caminho estreito mais largo do que a haste de subsolador cortando o lixo e quebrando e cortando o solo superficial; seguindo o conjunto de relha frontal está o conjunto do subsolador para quebrar ainda mais a superfície do solo e quebrar e quebrar a bandeja dura criada por anos de preparo convencional; após o subsolador está o conjunto de preenchimento para o entalhe ou fenda deixada pelo subsolador à medida que ele se move pelo solo, uma quantidade suficiente para evitar desmoronamentos ou assentamento que transportaria sementes muito profundas para germinar adequadamente; atrás do meio de montagem de roda de enchimento de fenda encontra-se o conjunto de implemento de leito de sementeira para preparar o leito de semente pulverizando o solo e removendo o lixo que pode ter permanecido na região do leito de sementeira após as operações anteriores acima mencionadas; os conjuntos do implemento de preparação do leito de sementes são fornecidos em pares opostos, cada um dos quais é universalmente ajustável independentemente do outro; as unidades de relha e aranha combinadas destes conjuntos são ajustáveis lateralmente, axialmente e angularmente (em torno do eixo horizontal e vertical)

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- 4 / 14 para proporcionar a preparação mais eficaz do leito de sementeira sob qualquer condição, sendo que todos esses elementos são combinados e transportados por uma única estrutura móvel.

[010] O documento patentário estadunidense US 5.163.518

A, trata-se de uma Carta-Patente depositada em 21/08/1991 e concedida em 17/11/1992, a Deere & Company, intitulada “Estrutura para elevar e ajustar a pressão descendente em unidades de linha de plantio”, que revela uma pluralidade de abridores do tipo braço paralelo montados em um tubo de armação, e um braço de rodas é suportado diretamente abaixo do tubo; adjacente a cada um dos abridores, um braço de alavanca é fixo para rotação com o eixo de rodas e, após a rotação do eixo de rodas numa primeira direção, o braço de alavanca engata nos braços paralelos para levantar o abridor enquanto o tubo de armação permanece estacionário na direção vertical; um conjunto de mola de tensão, conectado entre os braços paralelos e o braço de alavanca, aplica uma força descendente variável quando o abridor é abaixado, girando-se o eixo de rodas na direção oposta; a quantidade de pressão baixada pode ser ajustada para condições variáveis pela rotação do eixo de rodas, e o ajuste pode ser feito em movimento a partir da cabine do trator para compensar as mudanças nas condições do solo em um determinado campo; a estrutura de travamento nas unidades de filas permite o bloqueio seletivo das unidades de fileira com um único ciclo do sistema de levantamento hidráulico.

[011] O documento patentário estadunidense US 5.497.837

A, trata-se de uma Carta-Patente depositada em 31/03/1994 e concedida em 12/03/1996, a Dawn Equipment Company, intitulada

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- 5 / 14 “Aparelho de tratamento do solo”, que revela estrutura principal a ser desenhada por um veículo de reboque sobre solo subjacente, uma subestrutura, estrutura para montar a subestrutura na estrutura principal para movimento vertical em relação à primeira e segunda posição e estrutura para unir uma pluralidade de implementos de tratamento do solo à subestrutura para seguir o movimento da subtrama entre a primeira e a segunda posições; a posição vertical da subtrama e pluralidade de implementos pode ser simultaneamente alterada em relação à estrutura principal; a subtrama pode ser montada para movimento de translação entre a primeira e a segunda posições; a estrutura em combinação com um primeiro implemento de tratamento do solo; a estrutura para unir o primeiro implemento de tratamento do solo pode incluir um conjunto de haste de montagem dependendo da subestrutura, havendo estrutura em pelo menos um dos conjuntos de haste de montagem e subtrama para impelir de forma inclinada o primeiro implemento de tratamento de solo para baixo com uma força predeterminada; poderá incluir uma roda de corte e/ou estrutura para aplicar um aditivo no solo subjacente; a estrutura que coopera entre a estrutura principal e a subtrama para mover a subtrama entre a sua primeira e segunda posições; a estrutura em movimento pode assumir várias formas diferentes, sendo que são proporcionados primeiro e segundo atuadores espaçados lateralmente, operados hidráulica ou pneumaticamente quer no lado do atuador, quer a partir de um local a partir do mesmo, como da cabina de um veículo de reboque; a estrutura que coopera entre a subtrama e a trama principal pode ser fornecida para limitar o movimento vertical da subtrama em relação

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- 6 / 14 à trama principal; numa forma preferida, o movimento vertical da subtrama é limitado tanto numa posição elevada como numa posição rebaixada; noutra forma, a estrutura para limitar o movimento vertical é tal que pelo menos uma das posições levantadas e abaixadas, na qual o movimento do subtrama é limitado, pode ser alterada; o aparelho de tratamento do solo tem um lado dianteiro e traseiro lateralmente espaçados e o subquadro inclui primeiro e segundo alongamento lateral, vigas alongadas que estão espaçadas uma da outra na direção anterior e posterior; uma pluralidade de implementos de tratamento do solo pode ser fixada a cada um dos feixes; para guiar o movimento relativo entre a armação principal e a subtrama, pelo menos uma superfície que se estende verticalmente pode ser fornecida na armação principal; o subquadro é guiado contra a superfície verticalmente estendida à medida que se move entre as posições levantada e abaixada; a estrutura principal inclui, de preferência, uma lingueta que se liga a um veículo de reboque, e que pode projetar-se numa direção para a frente e para trás através da(s) viga(s) na subtrama ou, alternativamente, pode encostar-se à sub-trama para limitar o seu movimento descendente e/ou ascendente; revela ainda um o contempla ainda um conjunto de subtrama para uma pluralidade de implementos agrícolas, cujo conjunto de subtrama tem um feixe, estrutura para unir uma pluralidade de implementos de tratamento do solo ao feixe para seguir o movimento do feixe e estrutura para prender o feixe a um quadro principal para o movimento do feixe verticalmente relativamente ao quadro principal; revela ainda uma combinação com uma pluralidade de estruturas para o plantio de

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- 7 / 14 sementes em solo subjacente, com as estruturas de plantio de sementes ligadas a pelo menos um dos subchassi e estrutura principal para acompanhar o movimento na relação lado a lado. [012] O documento patentário estadunidense US 6.321.667

B1, trata-se de uma Carta-Patente depositada em 09/06/2000 e concedida em 27/11/2001, a Kenneth E. Shoup, intitulada “Máquina de plantio agrícola”, que revela um mecanismo melhorado para ajustar a posição da roda de calibre em relação ao disco de abertura de sulco; uma bucha roscada exteriormente é interposta entre o braço da roda de calibre e o eixo do braço que tem uma rosca interna que engata a rosca externa na bucha, que é travada no braço e, quando destravada, a posição da roda indicadora em relação aos discos de abertura do sulco é facilmente ajustada simplesmente girando a bucha até que a roda atinja sua posição desejada, após o que a bucha pode ser novamente bloqueada o braço para manter a posição da roda calibradora no local desejado; Uma característica importante da invenção reside na sua construção simples e barata; outra característica importante da invenção reside no fato de que o ajuste pode ser facilmente realizado no campo com uma quantidade mínima de ferramentas, de modo que o operador não seja desencorajado de ajustar a relação entre os discos de abertura do sulco e a roda de calibre para sua posição ideal.

[013] O documento patentário estadunidense US 6.325.156

B1, trata-se de uma Carta-Patente depositada em 25/02/2000 e concedida em 04/12/2001, a Kinze Manufacturing, Inc., intitulada “Um arranjo de roda / relha para uma unidade de linha agrícola”,

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- 8 / 14 que revela um par de rodas de calibre lado a lado montadas em eixos de intersecção, inclinadas para dentro uma em direção à outra de modo que se encaixem umas nas outras em um ponto dianteiro abaixo de um plano passando pelo centro das rodas e acima do local em que as rodas engatam o solo (ou seja, o quadrante dianteiro inferior das rodas); os eixos estendem-se ligeiramente para cima e para trás, procedendo do exterior para o centro da unidade; as rodas de calibre, assim inclinadas, são colocadas juntas para se engatarem como descrito e para divergir à medida que se prossegue para cima e para trás; além disso, as rodas são, de preferência, pneus semi-pneumáticos, não insuflados, para proporcionar uma grande pegada para um melhor suporte da unidade de filas; o espaçamento entre as rodas de bitola divergentes na parte traseira permite que uma relha traseira seja colocada em uma posição mais avançada para melhorar o corte de resíduos de colheita, videiras e ervas daninhas, mesmo com rodas de maior diâmetro, as rodas engatam e prendem o resíduo no local onde a relha entra no solo para cortar o resíduo; as rodas estão dispostas em contato umas com as outras em um local para frente e acima do ponto em que as rodas do calibre tocam o solo. Por exemplo, quando visto do lado esquerdo (ou seja, o lado esquerdo de um olhando na direção do deslocamento para a frente), as rodas do calibrador engatam o solo um pouco antes e depois da posição das seis horas e suas bordas internas mantêm contato firme uns aos outros sobre um arco definido por um ângulo de aproximadamente 30-60° centrado a aproximadamente meio caminho entre a posição das sete e oito horas, isto é, no quadrante

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- 9 / 14 frontal inferior das rodas; ao entrarem em contato firme uns com os outros, entende-se que as rodas são forçadas em conjunto durante a montagem, de modo que os pneus semi-pneumáticos se deformam ligeiramente para formar um perfil ou parede sólidos; isto permite que as rodas combinadas, mesmo comparativamente estreitas individualmente, rolem sobre montes de resíduos; também evita que as folhas das culturas entrem entre as rodas e sejam arrancadas ou danificadas de alguma outra forma; as rodas divergem umas das outras quando se passa da área de contato através do ponto no qual os eixos de rotação das rodas de calibre se interceptam, e depois para a posição de uma e duas horas, onde a divergência dos pneus da roda da bitola está em seu máximo para receber o braço e o cubo de montagem da relha.

[014] O documento patentário estadunidense US 6.454.019

B1, trata-se de uma Carta-Patente depositada em 28/06/2000 e concedida em 24/09/2002, a Case Corporation, intitulada “Implemento agrícola com sistema de pressão”, que revela um uma estrutura, uma superfície de manipulação de meio de crescimento configurada para manipular e mover um meio de crescimento e pelo menos um elemento de torção elastomérico acoplado à superfície; a superfície de manipulação do meio de crescimento desloca-se entre uma primeira posição de engate do meio de crescimento em que a superfície manipula e move o meio de crescimento e uma segunda posição de desprendimento do meio de crescimento; o elemento de torção elastomérico pressiona de forma resiliente a superfie na direção da primeira posição de engate do meio de crescimento; numa forma de realização exemplificativa, a superfície de engate do

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- 10/14 meio de crescimento compreende a superfície de um dispositivo de abertura de sulco num implemento agrícola; inclui adicionalmente um mecanismo de ajuste acoplado ao elemento de torção elastomérico; o mecanismo de ajuste move-se entre uma primeira posição de ajuste na qual o elemento de torção pressiona a superfície na direção da primeira posição de engate com uma primeira força e uma segunda posição de ajuste na qual o elemento pressiona a superfície em direção à primeira posição de engate com uma segunda força; o mecanismo de ajustamento também permite que o elemento de torção elastomérico aplique uma força reversa que pressiona a superfície para longe da primeira posição de engate do meio de crescimento.

[015] O documento patentário brasileiro, MU8302097-7, trata-se de um pedido de patente depositado em 14/08/2003 e publicado em 27/04/2004, por Marchesan Implementos e Máquinas Agrícolas Tatu S/A (BR/SP), intitulado “Suspensão para o disco de corte em máquinas agrícolas semeadoras de plantio direto”, que revela uma nova disposição e forma construtiva da suspensão do disco de corte, empregando o sistema pantográfico; isto é aplicado em máquinas agrícolas semeadoras que trabalham segundo o método do plantio direto; o eixo horizontal do disco de corte é apoiado nos mancais; o braço, em forma de L, em sua extremidade que recebe os mancais do disco de corte é em forma de garfo e sua outra extremidade apoia o mancal que suporta o pino direcional; as barras formam o sistema pantográfico; a barra é também em forma de L e em sua extremidade de sua parte horizontal contém o pino rigidamente ligado a ela; em sua parte vertical, tem duas

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- 11 /14 articulações para a barra e outra para a barra; a barra é fixada rigidamente ao chassi juntamente com a peça; a barra tem também duas articulações, para a barra e outra para a barra; é importante observar que as distâncias entre as articulações são paralelas e iguais; igualmente deve ocorrer para as outras distâncias; a barra foi construída encurvada para o fim de compactar o mecanismo e permitir o alojamento da mola helicoidal; as barras são duplas; a barra, em L, tem a possibilidade de ser montada invertida, isto é, ao invés da extremidade horizontal ser apontada para a parte posterior da máquina, pode ser montada com a extremidade horizontal apontada para a parte frontal da máquina; este procedimento, fácil de ser realizado, produz a montagem dos discos de corte não na mesma linha transversal da máquina para o caso em que esta tenha várias linhas de plantio, 8, 12, 18, etc; este arranjo reduz a possibilidade de ocorrência de embuchamentos, que é o acúmulo de palhas, restos de vegetais e outros, não secionados a frente dos discos e impedindo assim a sua operação.

Novidade e objetivos da invenção [016] A invenção, revelada no presente relatório descritivo, tem como objetivo a eliminação dos danos por deformação que ocorrem nas molas helicoidais dos conjuntos de discos de corte ou facas, causados pela ação de forças não perpendiculares à base de apoio.

[017] Este objetivo é atingido por um mecanismo guia associado à mola helicoidal, que permite que esta seja rotacionada a partir da sua base, para frente, para trás e para os lados.

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- 12/14 [018] Na modalidade proposta, a base é apoiada sobre um guia, dotado de um furo central para passagem da haste, que apresenta porção inferior com formato esférico ou aproximadamente esférico, perfeitamente adaptada para ser recebida em uma cavidade côncava existente na base fixa de sustentação da mola, que também é dotada de furo alongado para passagem da haste.

[019] Este conjunto apresenta a capacidade de pivotamento, fazendo com que toda a base da mola sofra compressão por igual, mantendo a mola alinhada com a haste em qualquer inclinação desta, durante todo o curso de compressão e descompressão da mola.

Descrição dos desenhos anexos [020] A fim de que a presente invenção seja plenamente compreendida e levada à prática por qualquer técnico deste setor tecnológico, a mesma será explicada de forma clara, concisa e suficiente para permitir a sua reprodução, tendo como base os desenhos anexos abaixo listados, que a ilustram e subsidiam.

[021] FIGURA 1 representa um desenho em perspectiva explodida da invenção, em que podemos ver os componentes do conjunto disco de corte, entre os quais se evidencia a base fixa de sustentação da mola, a mola helicoidal e a rótula guia da mola;

[022] FIGURA 2 representa um desenho em perspectiva de um detalhe, em que são representadas a base fixa de sustentação da mola e a rótula guia da mola, em que a primeira é dotada de uma concavidade esférica com um furo central alongado e a segunda apresenta uma correspondente base esférica;

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- 13/14 [023] FIGURA 3 representa um desenho em vista lateral do conjunto disco de corte montado com a mola helicoidal na compressão mínima;

[024] FIGURA 4 representa um desenho em vista lateral do conjunto disco de corte montado, com a mola helicoidal na compressão máxima, em que podemos ver a ação do mecanismo guia proposto.

Descrição detalhada do invento [025] Conforme representado nas figuras anexas, o mecanismo de guia pivotado para molas helicoidais de compressão, objeto deste relatório descritivo, se refere a um conjunto disco de corte (1), fixado no implemento pelo suporte (8), que sustenta e articula uma base fixa de sustentação da mola (2), que tem uma concavidade esférica (2a) e um furo alongado (2b) alinhados com a base da rótula guia da mola (3), com a mola helicoidal (4) e com o guia superior da mola (5), sendo que pelo centro destas passa uma haste (6) que fica limitada na parte superior pelo guia superior da mola (5) e na parte inferior é apoiada e articulada com a extremidade do garfo (7) o qual suporta o disco de corte (9).

[026] Na figura 2 vemos representadas de forma mais detalhada a base fixa de sustentação da mola (2) e a rótula guia da mola (3).

[027] A concavidade esférica (2a) e o furo alongado (2b), presentes na base fixa de sustentação da mola (2), se adaptam perfeitamente na base esférica (3a) da rótula guia da mola (3), a qual é ainda dotada na parte superior de um rebaixo circular de assentamento da mola (3b), que recebe a base da mola helicoidal

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- 14/14 - (4), que fica totalmente apoiada no rebaixo circular de assentamento da mola (3b).

[028] A parte superior da rótula guia da mola (3), ao ser tracionada, ou seja, comprimida pela ação da haste (6), não sofre qualquer deformação para os lados, pois o tracionamento da haste (6) permanece sempre centralizado na mola helicoidal (4), mesmo que a haste (6) sofra desvio de alinhamento enquanto está comprimindo a mola helicoidal (4).

[029] Este efeito ocorre porque a rótula guia da mola (3) acompanha a inclinação da mola helicoidal (4) sem que ocorra a sua deformação, tendo em vista que não sofre esforço deslocado do seu centro.

[030] Esta atuação é representada claramente nas figuras 3 e 4, onde se verifica que a mola helicoidal (4) permanece totalmente reta em qualquer situação de inclinação.

[031] Tratou-se no presente relatório descritivo de uma invenção revestida de novidade e dotada de aplicação industrial e atividade inventiva, sendo revestida de todos os requisitos para receber a concessão do privilégio pleiteado.

Claims (3)

REIVINDICAÇÕES
1. 01. MECANISMO DE GUIA PIVOTADO PARA MOLAS

   HELICOIDAIS DE COMPRESSÃO, caracterizado por o conjunto disco de corte (1) ser fixado no implemento pelo suporte (8), que sustenta e articula uma base fixa de sustentação da mola (2), provida de uma concavidade esférica (2a) e um furo alongado (2b), que recebem a base esférica (3a) da rótula guia da mola (3), a qual acompanha a inclinação da mola helicoidal (4) de modo a manter o tracionamento da haste (6) sempre centralizado na mola helicoidal (4).
2. 02. MECANISMO DE GUIA PIVOTADO PARA MOLAS

   HELICOIDAIS DE COMPRESSÃO, de acordo com a reivindicação 1 e, ainda, caracterizado por a rótula guia da mola (3) ser dotada na parte superior de um rebaixo circular de assentamento da mola (3b), que recebe e apoia a base da mola helicoidal (4).
3. 03. MECANISMO DE GUIA PIVOTADO PARA MOLAS

   HELICOIDAIS DE COMPRESSÃO, de acordo com a reivindicação 1 e, ainda, caracterizado por a haste (6) ser limitada na parte superior pelo guia superior da mola (5) e na parte inferior ser apoiada e articulada com a extremidade do garfo (7) que suporta o disco de corte (9).