BRPI0708052A2

BRPI0708052A2 - ferramenta agrìcola rotativa com disposição de mancal

Info

Publication number: BRPI0708052A2
Application number: BRPI0708052-2A
Authority: BR
Inventors: Markus Spohn; Erich Lunz; Jens Krueger; Christian Hoffinger
Original assignee: Schaeffler Kg
Priority date: 2006-02-18
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2011-05-17
Also published as: EP1983817A1; ATE447319T1; DE102006007580A1; US20090095495A1; DE502007001905D1; EP1983817B1; WO2007093534A1

Abstract

FERRAMENTA AGRìCOLA ROTATIVA COM DISPOSIçãO DE MANCAL. A presente invenção refere-se a uma ferramenta agrícola (1) rotativa, em forma de disco, que está apoiada em uma armação (34) de uma máquina através de um cubo e de uma disposição de mancal. A disposição de mancal é caracterizada pelo fato de que, ela é formada de dois mancais de rolos inclinados (2, 3) encostados um contra o outro em disposição em O, cujas pistas de rolamento estão dispostas inclinadas com um ângulo (<244>), em relação a um eixo do mancal (12), em que, um espaço (36) que recebe os mancais de rolos inclinados (2, 3) está limitado na direção radial para fora por um corpo do cubo (17) executado em sua parte central em forma de V, com superfícies de contato (19, 20), e na direção radial para dentro por um anel de apoio (25), com superfícies de contato (26, 27) distanciadas uma da outra, em ambos os lados na direção axial, sendo que, em uma extremidade axial, o corpo do cubo (17) está equipado com um elemento de fixação para a fixação da ferramenta (1). Dessa forma, é criada uma unidade de constru- ção do mancal cativa, já equipada com a tensão prévia correspondente, que só precisa ser ligada com a ferramenta agrícola (1) e com a armação pelo usuário final, isto é, pelo fabricante de uma máquina agrícola.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "FERRA-MENTA AGRÍCOLA ROTATIVA COM DISPOSIÇÃO DE MANCAL".

Campo de Aplicação da Invenção

A presente invenção refere-se a uma ferramenta agrícola rotati-va, em forma de disco, que está apoiada em uma armação de uma máquinaatravés de um cubo e de uma disposição de mancai, sendo que, a disposi-ção de mancai apresenta, pelo menos, um anel interno e, pelo menos, umanel externo, bem como, um número de corpos de rolamento, que estãodispostos entre o anel interno e o anel externo.

Antecedentes da Invenção

Exemplos para ferramentas agrícolas desse tipo são discos dalâmina do arado em arados, discos de corte para máquinas de semeadura ediscos para rastelos. Em disposições desse tipo, o disco rotativo é conduzi-do em uma disposição de mancai, que freqüentemente é recebida por umpino do mancai curto, sendo que, o pino do mancai está fixado em uma ar-mação da máquina. A disposição de mancai está fixada na armação em umcerto intervalo acima da terra, de tal modo que o gume do disco pode cortarum sulco na terra, se a máquina agrícola for puxada sobre a terra, ou se fordeslocada ao longo dela. Durante esse processo, o gume está exposto auma carga variável, o que torna necessário dispor o gume em um apoio a-propriado, que satisfaz a todas as exigências. Em tais empregos a disposi-ção de mancai tem um alto significado, se a ferramenta agrícola em uso fi-zer um corte na terra e, neste caso, lançar terra, fragmentos de rocha e la-ma contra a disposição de mancai, por isso essa disposição precisa ser mui-to bem vedada contra o ambiente.

Uma ferramenta agrícola desse tipo executada de acordo com ogênero já é conhecida da patente DE 828 168. Como pode ser depreendidoda única figura e da respectiva descrição, um pino do eixo é recebido porum elemento de suporte da máquina agrícola. Por sua vez, o pino do eixosuporta um mancai de rolamento executado como mancai de esferas, cujoanel externo do mancai é envolvido por um corpo do cubo, que por sua vez,está ligado com a ferramenta agrícola. Neste caso, é desvantajoso que, umcorpo do cubo desse tipo seja fabricado como parte maciça muito dispendi-osa. Além disso, o mancai de esferas executado de uma só fileira é limitadona recepção de forças e momentos axiais.

Outras disposições de mancai de acordo com o gênero para fer-ramentas agrícolas já são conhecidas da patente US 2,768,864 e da patenteDE 79 00 576 U1. Em ambos os casos é mostrada uma disposição de man-cai, na qual em uma armação da máquina agrícola está fixado uma ponta doeixo que, por sua vez, suporta dois mancais de esferas distanciados um dooutro na direção axial, que nos dois casos, estão envolvidos por um corpodo cubo executado como componente separado, que por sua vez, está liga-do com a ferramenta agrícola. Também neste caso, estão corretas as des-vantagens apresentadas anteriormente.

Também da patente DE 200 12 666 U1 é conhecida uma dispo-sição de mancai de acordo com o gênero para uma ferramenta agrícola ro-tativa. É empregado um mancai da roda conhecido da área de veículos depasseio, que está ligado com uma armação da máquina agrícola através deuma ponta do eixo. Seu anel interno ou externo está equipado com um flan-ge direcionado radialmente para fora, que apresenta furos de fixação, queestão distanciados um do outro de maneira uniforme através da circunferên-cia, e servem para a recepção de parafusos, que ligam, de modo removível,a ferramenta agrícola com um dos anéis do mancai. Desvantajoso, nestecaso, é o fato de que, uma disposição de mancai desse tipo executada co-mo mancai de esferas inclinado de duas fileiras é executado muito maciço etambém é limitado na recepção de forças axiais.

Outros apoios para ferramentas agrícolas, que estão, pelo me-nos, em uma relação direta com a solução de acordo com a invenção estãodescritos em publicações prévias de patentes apresentadas a seguir:

DE 933 360, DE 29 13 064A1, DE 41 38 847A1, DE 39 16 269A1, DE 44 20 486 A1, US 1,506,782, US 2,566,991, US 3,101,793, US4,136,746, US 4,196,779, US 4,590,869.

Sumário da Invenção

Partindo das desvantagens do estado da técnica conhecido, porisso à invenção cabe a tarefa de preparar uma disposição de mancai parauma ferramenta agrícola rotativa, com alta capacidade de potência, que sejasimples para fabricar, que ofereça uma possibilidade de montagem simplifi-cada e que possa ser fornecida com tensão prévia ajustada. Além disso, omancal deve ser bem-protegido contra influências externas.

A solução dessa tarefa é definida pelas características que ca-racterizam a reivindicação principal, sendo que, as reivindicações subordi-nadas contêm aperfeiçoamentos vantajosos.

A disposição de mancai de acordo com a invenção caracteriza-se pelo fato de que, por meio do emprego dos mancais de rolos inclinados érealizado um contato linear entre os corpos de rolamento e os componentesdo ambiente, de tal modo que é dada uma alta capacidade de carga. Essadisposição tem conseqüências particularmente vantajosas quando ocorremcargas de impacto. Uma outra vantagem consiste no fato de que, por meiodos mancais de rolos inclinados tanto as forças radiais como também asforças axiais podem ser recebidas com segurança. Também é vantajoso ofato de que, através do emprego dos discos de rolamento fabricados semlevantamento de aparas e endurecidos, a construção do ambiente podepermanecer relativamente macia, isto é, não precisa ser endurecida. Umaoutra vantagem é fundamentada no fato de que, por meio do anel de ajustedeslocável, a desejada tensão prévia do mancai pode ser ajustada de ma-neira simples. Uma outra vantagem é a vedação confiável da disposição demancai. As vedações em cassete dispostas, de preferência, entre os corposdo cubo e o anel de apoio providenciam um alto efeito de vedação. A isso éacrescentado o fato de que, esse alto efeito de vedação é melhorado aindamais pelas vedações de fenda intercaladas, que são realizadas por discosde cobertura dispostos em ambos os lados no anel de apoio. Também é devantagem o fato de que, devido à execução em peça única de corpos docubo e do flange alinhado radialmente é dada uma ligação descomplicadacom a ferramenta agrícola. Finalmente, como outra vantagem deve ser a-crescentado que, a disposição de mancai de acordo com a invenção é exe-cutada como componente cativo, que já apresenta a tensão prévia prede-terminada pelo futuro usuário, de tal modo que este só precisa ligar a dispo-sição de mancai com a armação de sua máquina agrícola, e com a ferra-menta agrícola de forma descomplicada, por meio de elementos de fixaçãoaparafusáveis ou de uma outra maneira.

A invenção será descrita em detalhes, nos exemplos de execu-ção a seguir.

Breve Descrição dos Desenhos

As figuras de 1 a 5 mostram esquematicamente um corte longi-tudinal através de uma ferramenta em forma de disco, com disposição demancai de acordo com a invenção em diferentes variantes de execução.

Descrição Detalhada dos Desenhos

A ferramenta agrícola 1 rotativa, em forma de um disco de acor-do com a figura 1, de forma não representada, em sua circunferência exter-na tem um gume, com o qual ela pode penetrar na terra em rotação. Comopode ser reconhecido, o disco 1 está seguro através de dois mancais derolos inclinados 2, 3, distanciados um do outro, cujas agulhas do mancai 6, 7conduzidas em uma gaiola 4, 5, rolam sobre pistas de rolamento, não de-signadas em detalhes, que são formadas por um disco de rolamento interno8, 9 e por um disco de rolamento externo 10, 11. O espaço 36 executado,em essência, em forma de V para a recepção dos mancais de rolos inclina-dos 2, 3 está limitado, por um lado, na direção radial para fora por um corpodo cubo 17 e, por outro lado, na direção radial para dentro por um anel deapoio 25. As pistas de rolamento estão dispostas inclinadas em relação aoeixo do mancai 12 com o ângulo a, sendo que, o ângulo de inclinação a,dependendo do caso de aplicação, pode se movimentar em uma área entre45° e 65°. Os mancais de rolos inclinados 2, 3 estão encostados um contrao outro em disposição em O, isto é, as linhas de pressão 13, 14 dos corposde rolamento 6, 7 passam na direção do eixo do mancai 12, inclinadas dedentro para fora e se cortam com esse eixo nos pontos 15, 16.

Como já foi mencionado, os dois mancais de rolos inclinados 2,3 são recebidos na direção radial para fora por um corpo do cubo 17 queforma o cubo, que apresenta em sua parte central uma execução em formade V 18, que coloca nos dois lados as superfícies de contato 19, 20 inclina-das, para os mancais de rolos inclinados 2, 3. Em sua extremidade no ladoesquerdo, o corpo do cubo 17 passa por um elemento de fixação em formade um flange 21 direcionado radialmente para fora, que está equipado comfuros de passagem 22. O disco 1 apresenta, do mesmo modo, furos de pas-sagem 23, de tal modo que esse disco pode ser ligado, de forma simplespor meio de parafusos de fixação 24 com o corpo do cubo 17, através deseu flange 21. Mas também são possíveis outros tipos de fixação do disco 1no flange 21, como uma soldagem ou rebitagem.

Na direção radial para dentro, os mancais de rolos inclinados 2,3 são recebidos por um anel de apoio 25, que no lado esquerdo apresenta asuperfície de contato 27 inclinada, enquanto que a superfície de contato 26disposta no lado direito, também inclinada, é formada por um anel de ajuste28, que está disposto, podendo ser deslocado e fixado axialmente no anelde apoio 25. O ajuste da desejada tensão prévia do mancai ocorre de talmodo que, o anel de ajuste 28 é levado para a posição axial correta no anelde apoio 25, e é fixado sobre esse anel. No exemplo de execução sua fixa-ção ocorre com auxílio de um encalque 29. Mas também podem ser consi-derados uma soldagem, um bordeamento ou rebite para a fixação do anelde ajuste 28 no anel de apoio 25.

Como mostra, além disso, a figura 1, a disposição de mancai évedada de modo eficiente para fora, o que em ferramentas agrícolas, emvirtude de suas condições de emprego, é de grande importância. Entre ocorpo do cubo 17, por um lado, e o anel de apoio 25, bem como, o anel deajuste 28, por outro lado, estão dispostos em ambos os lados, elementos devedação 30, 31, que vedam, de modo confiável, o espaço que recebe osmancais de rolos inclinados 2, 3. No sentido da invenção podem ser imagi-nados todos os tipos de vedação. De modo bem particular, em virtude deseu bom efeito de vedação são apropriadas as denominadas vedações decassete. Nesse ponto não é necessário esclarecer essas vedações de formadetalhada, uma vez que elas estão descritas em detalhes em inúmeras pu-blicações prévias. Vedações de cassete desse tipo já foram descritas, porexemplo, nas patentes DE 38 06 928 A1, DE 38 22 816 A1, DE 39 40 003A1, DE 196 14 946 A1 e na patente DE 200 05 585 U1.

Aos elementos de vedação 30, 31 ainda estão intercalados, emambos os lados, adicionalmente duas vedações em fenda. Essas são for-madas por cada um dos discos de cobertura 32, 33, que estão dispostos nolado frontal do anel de apoio 25, no lado direito e no lado esquerdo. A veda-ção em fenda é formada com o corpo do cubo 17 e seu flange 21. Adicio-nalmente para o efeito de vedação melhorado, as duas vedações em fendatêm o efeito suplementar que, massas de terra que se fixam no corpo docubo 17 e em seu flange 21 são cortadas por meio dos discos de cobertura32, 33 que param durante a rotação do disco 1. Neste caso, a fim de nãoserem danificados mecanicamente pelas massas de terra e pedras, é ne-cessário que, os discos de cobertura 32, 33 apresentem uma resistênciamecânica suficiente.

Como ainda pode ser reconhecido da figura 1, a unidade deconstrução do mancai toda constituída de anel de apoio 25, anel de ajuste,mancais de rolos inclinados 2, 3, corpo do cubo 17, discos de cobertura 32,33 e elementos de vedação 30, 31 está fixada na armação 34 de uma má-quina agrícola, pelo que um parafuso de fixação 35 atravessa a disposiçãode mancai e é aparafusado na armação 34.

A montagem da disposição de mancai toda ocorre de tal modoque, primeiramente o mancai de rolos inclinados 3 disposto no lado esquer-do é empurrado sobre o anel de apoio 25. Depois, do mesmo modo, o corpodo cubo 17 é empurrado vindo do lado esquerdo, antes que o mancai derolos inclinados 2 disposto no lado direito seja colocado. Em seguida, o anelde ajuste 28 é empurrado sobre o anel de apoio 25 e é fixado na posição,que corresponde à desejada tensão prévia do mancai. A montagem da dis-posição de mancai, então, é prosseguida com a inserção dos dois elemen-tos de vedação 30, 31 entre o corpo do cubo 17 e o anel de apoio 25 ou oanel de ajuste 28. Por fim, com auxílio do parafuso de fixação 35 os doisdiscos de cobertura 32, 33 são dispostos no lado direito e no lado esquerdo,sendo que, a união do apoio é realizada com auxílio de um elemento de se-gurança não representado, no parafuso de fixação 35. Dessa forma, é for-mada uma unidade de construção do mancai cativa, que pode ser fornecidaao cliente final sem se decompor em seus componentes individuais. Essecliente precisa somente fixar sua ferramenta agrícola 1 de maneira simples,e fixar a disposição toda com auxílio do parafuso de fixação 35 na armação34 de sua máquina agrícola. O tipo da fixação da unidade de construção domancai na armação 34 de sua máquina agrícola, neste caso, é de importân-cia secundária. Assim, é possível, por exemplo, que o anel de apoio 25 este-ja equipado com um pino roscado, e através desse pino possa ser aparafu-sado na armação 34. Também uma ligação por solda irremovível pode sergrande vantagem sob determinadas condições.

A disposição de mancai representada na figura 2 para o apoiogiratório de uma ferramenta agrícola deferencia-se da disposição da figura 1somente pelo fato de que,não existem quaisquer discos de rolamento inter-nos e externos 8, 9, 10, 11. As pistas de rolamento internas para os corposde rolamento 6, 7 conduzidos na gaiola 4, 5, neste caso, são formadas pelassuperfícies de contato 26, 27 do anel de ajuste 28 e do anel de apoio 25,enquanto que as pistas de rolamento externas são ajustadas pelas superfí-cies de contato 19, 20 do corpo do cubo 17. Isto pressupõe que, elas devemser submetidas a um tratamento térmico correspondente, para o aumentoda dureza.

As disposições de mancai representadas nas figuras 3 e 4 dife-renciam-se pelo fato de que, no primeiro caso existem somente os discos derolamento externos 10, 11, e no segundo caso existem somente os discosde rolamento internos 8, 9. Naturalmente, por isso, as pistas de rolamentointernas, no primeiro caso, e as pistas de rolamento externas, no segundocaso, para os corpos de rolamento 6, 7 conduzidos na gaiola 4, 5 são ajus-tadas pelas superfícies de contato 26, 27 do anel de ajuste e do anel de a-poio 25, bem como, pelas superfícies de contato 19, 20 do corpo do cubo 17.

Finalmente, na figura 5 é mostrada uma outra disposição demancai de acordo com a invenção, que se distingue da representada na fi-gura 1 somente pela fixação do anel de ajuste 28 sobre o anel de apoio 25.Como pode ser reconhecido, o anel de ajuste 28 é admitido por um elemen-to de mola 37 com uma força que atua na direção axial, sendo que, o ele-mento de mola se apóia no disco de cobertura 32.

Listagem de Referência

1 ferramenta agrícola 2 mancai de rolos inclinado 3 mancai de rolos inclinados 4 gaiola 5 gaiola 6 agulha do mancai 7 agulha do mancai 8 disco de rolamento interno 9 disco de rolamento interno 10 disco de rolamento externo 11 disco de rolamento externo 12 eixo do mancai 13 linha de pressão 14 linha de pressão 15 ponto 16 ponto 17 corpo do cubo 18 execução em forma de V 19 superfície de contato 20 superfície de contato 21 flange 22 furo de passagem 23 furo de passagem 24 elemento de fixação 25 anel de apoio 26 superfície de contato 27 superfície de contato28 anel de ajuste

29 encalque

30 elemento de vedação

31 elemento de vedação

32 disco de cobertura

33 disco de cobertura

34 armação

35 parafuso de fixação

36 espaço

37 elemento de mola

α ângulo de inclinação

Claims

1. Ferramenta agrícola (1) rotativa, em forma de disco, que estáapoiada em uma armação (34) de uma máquina através de um cubo e deuma disposição de mancai, em que a disposição de mancai apresenta, pelomenos, um anel interno e, pelo menos, um anel externo, bem como, umnúmero de corpos de rolamento, que estão dispostos entre o anel interno eo anel externo, caracterizada pelo fato de que a disposição de mancai éformada de dois mancais de rolos inclinados (2, 3) encostados um contra ooutro em disposição em O, cujas pistas de rolamento estão dispostas incli-nadas em relação a um eixo do mancai (12), com um ângulo (a) em que umespaço (36) que recebe os mancais de rolos inclinados (2, 3) está limitadona direção radial para fora por um corpo do cubo (17) executado em suaparte central em forma de V com superfícies de contato (19, 20), e na dire-ção radial para dentro por um anel de apoio (25), com superfícies de contato(26, 27) distanciadas uma da outra, em ambos os lados na direção axial,sendo que, em uma extremidade axial, o corpo do cubo (17) está equipadocom um elemento de fixação para a fixação da ferramenta (1).

2. Ferramenta agrícola (1) de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que as pistas de rolamento dos mancais de rolosinclinados (2, 3) são formadas por um disco de rolamento interno e/ou discode rolamento externo (8, 9, 10, 11).

3. Ferramenta agrícola (1) de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que o elemento de fixação é um flange (21) que seestende radialmente para fora, que está provido de vários furos de recepção(22) distanciados um do outro na direção da circunferência.

4. Ferramenta agrícola (1) de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que o corpo do cubo (17) e o flange (21) que se es-tende radialmente são executados em peça única, e são fabricados pormeio de um processo de moldagem sem levantamento de aparas.

5. Ferramenta agrícola (1) de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que os discos de rolamento interno (8, 9) dos man-cais de rolos inclinados (2, 3) são recebidos pelo anel de apoio (25).

6. Ferramenta agrícola (1) de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que os discos de rolamento (8, 9, 10, 11) são fabri-cados sem levantamento de aparas, e são submetidos a um processo detêmpera.

7. Ferramenta agrícola (1) de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que, uma das superfícies de contato (26) é formadapor um anel de ajuste (28), que está disposto podendo ser fixado e desloca-do axialmente sobre o anel de apoio (25).

8. Ferramenta agrícola (1) de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que em ambos os lados, entre o corpo do cubo (17)e ό anel de apoio (25) estão dispostos elementos de vedação (30, 31).

9. Ferramenta agrícola (1) de acordo com a reivindicação 8, ca-racterizada pelo fato de que os elementos de vedação (30, 31) são executa-dos como vedações em cassete.

10. Ferramenta agrícola (1) de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que em ambos os lados do anel de apoio (25)está disposto, respectivamente, um disco de cobertura (32, 33), que formamcom o corpo do cubo (17) respectivamente, uma vedação de fenda.

11. Ferramenta agrícola (1) de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que os corpos de rolamento são executados co-mo agulhas do mancai (6, 7) conduzidas em uma gaiola (4, 5), que rolamcom um ângulo de inclinação (a) de 45° até 65° em relação ao eixo do man-cai (12).

12. Ferramenta agrícola (1) de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que a disposição de mancai com um parafuso defixação (35) que a atravessa está ligada podendo ser removida com a arma-ção (34).