BRPI1104396B1 - Conjunto oscilador ajustável com geometria variável continuamente - Google Patents

Abstract

conjunto oscilador ajustável com geometria variável continuamente, constituída de coluna (14) feita com tubo de seção circular, onde serão montados os demais componentes da colhedora (hastes para derriça) e o conjunto oscilador propriamente dito, onde as massas excêntricas (6) são montadas em suportes móveis, com placas (16) e (17), montadas com centro de giro no eixo (3), de forma que, ao se movimentar, através de comando remoto, a haste (15) do pistão (7), o momento de inércia à torção do conjunto se altera, possibilitando o adjuste na amplitude de oscilação das hastes, a qualquer momento, sem interrupção na operação de colheita.

Description

(54) Título: CONJUNTO OSCILADOR AJUSTÁVEL COM GEOMETRIA VARIÁVEL CONTINUAMENTE (51) Int.CI.: A01D 46/26; A01D 46/06 (73) Titular(es): MÁQUINAS AGRÍCOLAS JACTO S.A.

(72) Inventor(es): FERNANDO GONÇALVES NETO

1/6 “CONJUNTO OSCILADOR AJUSTÁVEL COM GEOMETRIA VARIÁVEL CONTINUAMENTE” [001] Refere-se o presente relatório a uma patente de invenção sobre uma solução mecânica para um conjunto oscilador ajustável com geometria variável continuamente, concebido originalmente para equipar um implemento agrícola colhedor de café e culturas similares, onde a amplitude de oscilação das hastes derriçadoras é comandada pela variação de distância entre as massas oscilantes do cabeçote oscilador.

[002] Como é de conhecimento dos técnicos do assunto, uma das técnicas utilizadas para colheita de café e culturas similares, especificamente na operação de derriça, é a utilização de um conjunto mecânico oscilador, constituído por uma coluna vertical com uma pluralidade de hastes flexíveis que, através da vibração das mesmas atuando sobre os frutos ou mesmo sobre os ramos da planta, resulta no destacamento dos grãos, possibilitando que esses grãos sejam recolhidos e posteriormente processados. Temos uma descrição detalhada de um equipamento de colheita com essas características, na patente PI 7704794 deste requerente, ou mesmo na US 43411062, de equipamento similar.

[003] Em determinadas situações, faz-se necessário alterar as características desse sistema mecânico oscilador, no que se refere à frequência de oscilação ou mesmo a amplitude de oscilação das hastes. No caso de uma colheita seletiva, por exemplo, dependendo do estado de maturação dos frutos, é desejável derriçar apenas os grãos maduros, mantendo os verdes na planta, para colheita posterior.

[004] Dentre as soluções mecânicas existentes atualmente, a mais simples consiste em variar a rotação do motor do oscilador. Dessa forma, altera-se tanto a frequência quanto a amplitude do movimento das hastes, numa

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2/6 relação quase que diretamente proporcional. Outra solução seria a adição ou remoção de massa dos dispositivos excêntricos do conjunto oscilador, dessa forma, é possível manter a frequência, variando-se a amplitude de oscilação de modo praticamente independente. Nesse caso, essa operação geralmente é feita somente com o oscilador desligado e, além disso, é sempre uma operação demorada, por exigir desmontagem de partes da máquina colhedora. Um exemplo de tal solução é a descrita na patente US 4341062, onde o ajuste se faz por meio da remoção, inclusão ou substituição de massas do conjunto oscilador. Conforme comentado, tal operação exige a desmontagem parcial do conjunto e também exige atenção na execução dessa atividade, deve-se assegurar que o conjunto permaneça dinamicamente balanceado, ou seja, o par de massas excêntricas deve apresentar massas iguais entre si, assim como manter as mesmas características geométricas, especificamente, a posição do centro de gravidade deve ser obrigatoriamente o mesmo para as duas massas. Uma montagem equivocada resulta em vibrações excessivas do conjunto, podendo resultar em quebras do conjunto oscilador e até mesmo risco de acidentes pessoais graves.

[005] Outro problema desse tipo de solução, é o fato de ser empírico, não se consegue precisar exatamente qual será o nível de vibração resultante, após o ajuste das massas. Caso não esteja adequado, deve-se repetir o procedimento até se alcançar o resultado desejado. Pode-se observar também que, nesse procedimento, o ajuste de massas é discreto; para se obter um ajuste fino, “milimétrico”, seria necessário um número infindável de massas, que se torna inviável na prática. O procedimento usual é utilizar dois ou três níveis de massas, buscando sempre a que mais se aproxima do resultado desejado. Portanto, podemos entender que o conjunto oscilador, na maioria das vezes, trabalha em uma condição fora do ideal.

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3/6 [006] É objetivo da presente invenção prover uma solução construtiva para um conjunto oscilador ajustável com geometria variável continuamente, comandado remotamente, onde é possível variar a frequência e amplitude de oscilação das hastes derriçadoras, de modo independente e contínuo, sem que seja necessário montar ou desmontar partes do conjunto mecânico e sem que seja necessário desligar a máquina, ou seja, essa operação pode ser feita a qualquer tempo, mesmo durante o trabalho de colheita, sem interrupções, observando ainda que esse ajuste pode ser feito manualmente, conforme as observações do operador, ou de modo automático, onde o acionamento pode ser feito via processador eletrônico, colhendo informações de sensores que possam, por exemplo, identificar o porte da planta ou o percentual de grãos maduros em cada planta a ser colhida.

[007] Esses e outros objetivos e vantagens da presente invenção são alcançados com um conjunto oscilador ajustável com geometria variável continuamente, o qual com sua construtividade permite que a massa total seja mantida fixa, variando-se a geometria do conjunto oscilador, através do aumento ou diminuição da distância entre o eixo central (pivô) e os eixos de rotação das massas oscilantes, consequentemente, a inércia do conjunto é alterada para mais ou para menos, respectivamente, visto que o conjunto todo oscila em torno do eixo central. Tal solução construtiva assegura automaticamente a correta simetria do conjunto oscilador, de acordo com a condição desejada de trabalho. Neste caso, não há risco do sistema oscilador ficar desbalanceado por diferenças de massas ou geometria, o sistema é milimetricamente e geometricamente ajustado à condição de trabalho definida pelo operador da máquina colhedora.

[008] A solução descrita na patente PI 0000757-9 A, também visa o mesmo objetivo, mas, nesse caso, o mecanismo proposto exige grande

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4/6 espaço livre para que funcione de forma eficiente (nas figuras anexadas a esse documento de patente, as massas excêntricas foram representadas em dimensão muito menor que a real, o que não dá a ideia exata da dimensão total do conjunto oscilador). A proposta do presente pedido de patente é de um sistema mais robusto e compacto, comparado ao descrito na PI 0000757-9 A.

[009] A seguir, a presente invenção será descrita com referência aos desenhos anexos, nos quais:

[010] A figura 1 representa uma vista esquemática do conjunto completo do sistema oscilador, objeto da presente invenção, na posição de menor inércia, ou seja, posição de menor amplitude das hastes;

[011] A figura 2 representa uma vista esquemática do conjunto completo do sistema oscilador, ilustrado na figura 1, na posição de maior inércia, ou seja, posição de maior amplitude das hastes;

[012] A figura 3 representa uma vista em detalhe das peças 8, 9 e 16, onde a peça 17 é idêntica à peça 16.

[013] De acordo com essas ilustrações, o conjunto oscilador ajustável com geometria variável continuamente, objeto da presente invenção, será descrito de forma mais detalhada abrangendo o processo como um todo, porém será descrito com detalhes somente para a metade do mecanismo, o que se vê em primeiro plano nas figuras 1 e 2, porque o conjunto é simétrico e as peças e o acionamento também o são.

[014] Assim, tem-se que as placas 12 e 13 são montadas fixas em relação à coluna 14 e todo esse conjunto gira livre em relação ao eixo 1, que está apoiado em rolamentos. O eixo 1 (acionado por um motor hidráulico, não mostrado no desenho) também comporta uma polia dentada que, através da correia também dentada 2, aciona a polia dentada fixada ao eixo 3. Este eixo 3, apoiado em rolamentos, gira livre em relação à placa 12 e tem a função de eixo

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5/6 intermediário para a transmissão de rotação ao eixo 5, por meio de polias dentadas interligadas pela correia 4. O eixo 5 está solidamente ligado à massa excêntrica 6, que gira livremente em relação ao seu suporte, composto das placas 16 e 17. Por ser excêntrica, ou seja, o centro de gravidade da peça 6 não é alinhado com o eixo de rotação do eixo 5, a rotação desta peça 6 causa um movimento oscilatório na coluna 14, movimento de característica senoidal, que é o objetivo do mecanismo, que será utilizado para a derriça dos frutos.

[015] A variação de inércia do conjunto é proporcionada pelo fato que os suportes 16 e 17 do eixo 5 da massa excêntrica 6, giram livremente em relação ao eixo 3 e mudam sua posição, controlados pela haste 15 do pistão 7. Este pistão 7 tem sua base fixada nas placas 12 e 13 e sua haste 15 está ligada a duas peças, que são o braço acionador 8 e braço equalizador 9. O braço acionador 8, impulsionado pela haste 15 que devido à geometria do mecanismo, modifica a distância entre os eixos 1 e 5, consequentemente, altera a inércia global do conjunto, refletindo diretamente na amplitude angular de oscilação da coluna 14.

[016] A figura 1 representa a condição de menor inércia, com haste 15 recuada, ou seja, menor amplitude angular da coluna 14. A figura 2 representa a condição de maior inércia, haste 15 estendida, correspondente à amplitude angular máxima de oscilação da coluna 14. Destaca-se ainda que o conjunto é infinitamente variável, pois varia as suas características funcionais, de acordo com a posição da haste 15.

[017] A função do braço equalizador 9 é a de manter a simetria do conjunto em qualquer posição ao longo do curso da haste 15, visto que, também devido ao fato de ser necessário manter a simetria de massas do sistema, tem-se dois pistões acionadores, o pistão 7 e o seu simetricamente oposto pistão 18. Se cada um deles atuasse individualmente, não seria possível

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6/6 manter a simetria em todas as condições, a menos que o curso da haste dos pistões tivesse “precisão milimétrica”, inviável tecnicamente na grande maioria dos casos. A presença do braço equalizador 9, pivotado em relação ao eixo 1, resolve o problema de modo plenamente satisfatório e com baixo custo.

[018] Resumindo sucintamente, as características principais da oscilação angular da coluna 14 em relação ao eixo 1, objetivos do mecanismo aqui descrito, são ajustadas, no quesito frequência, através da rotação do eixo 1 e no quesito amplitude, conforme a posição da haste 15, acionada pelo pistão 7.

[019] Apesar de ter sido descrita e ilustrada uma configuração preferida, cabe salientar que alterações de projeto são possíveis e realizáveis sem que se fuja do escopo da presente invenção.

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Claims (2)

1. Reivindicações

   1- “CONJUNTO OSCILADOR AJUSTÁVEL COM GEOMETRIA VARIÁVEL CONTINUAMENTE”, aplicado em máquinas agrícolas colhedoras de café e outros frutos similares, a ser montado em uma coluna (14) feita com tubo de seção circular, onde serão montados os demais componentes da colhedora (hastes para derriça) e o conjunto oscilador propriamente dito, provido de massas excêntricas (6), montadas em uma estrutura e acionadas por motor hidráulico ligado ao eixo (1), transmitindo o movimento às massas excêntricas (6) por meio das correias (2) e (4), do conjunto de transmissão, caracterizado por ditas massas excêntricas (6) serem montadas em suportes móveis, com placas (16) e (17), que, por sua vez, montadas com centro de giro no eixo (3); braço acionador (8) pivotadamente ligado à extremidade da haste (15) do pistão (7) e pivotadamente ligado ao eixo (5); braço equalizador (9) ligado pivotadamente à extremidade da haste (15) do pistão (7), também ligado pivotadamente à extremidade da haste (15) do pistão (18) e pivotadamente ligado ao eixo (1), sendo que o conjunto desses componentes, mais os seus componentes simétricos bilateralmente, completam o conjunto oscilador com ajuste variável, objeto deste pedido de patente.
2. 2- “CONJUNTO OSCILADOR AJUSTÁVEL COM GEOMETRIA VARIÁVEL CONTINUAMENTE”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dos pistões hidráulicos (7) e (18) serem substituídos por outros tipos de acionamento, como atuadores elétricos, mantendo o mesmo desempenho e mesmas características funcionais.

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