BRPI1105438A2 - conjunto de transmissao por correia sincronizada para caracol de plataforma de corte de colheiradeira e colheitadeira agricola - Google Patents

Abstract

CONJUNTO DE TRANSMISSçO POR CORREIA SINCRONIZADA PARA CARACOL DE PLATAFORMA DE CORTE DE COLHETADEIRA E COLHEITADEIRA AGRÍCOLA.A invenção refere-se a um conjunto de transmissão por correia caracol (8) de plataforma de colheitadeira agrícola que compreende pelo menos uma roda dentada motriz (1), uma roda dentada movida (3) e uma correia sincronizada (4). O conjunto de transmissão por correia revelado neste relatório descritivo visa diminuir a produção de ruido e vibrações, a demanda por manutenção, a necessidade de limpeza e lubrificação e o peso elevado dos sistemas de transmissão mecânica de caracol (8) das colheitadeiras ao mesmo tempo em que visa aumentar a vida útil e eficiência deste sistema.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONJUNTO DE TRANSMISSÃO POR CORREIA SINCRONIZADA PARA CARACOL DE PLATAFORMA DE CORTE DE COLHEITADEIRA E COLHEITADEIRA AGRÍCOLA".

A presente invenção refere-se a um mecanismo de transmissão

mecânica configurado para transferir movimento de um eixo motriz qualquer para o eixo central de um caracol de uma colheitadeira agrícola. Descrição do estado da técnica

Grande parte das colheitadeiras agrícolas existentes no merca- do atualmente (sobretudo as colheitadeiras agrícolas adaptadas para a co- lheita de grãos) dispõem de um mecanismo denominado caracol. O dito ca- racol é um dispositivo localizado na plataforma de corte de uma colheitadei- ra, que normalmente define uma estrutura cilíndrica provida de uma aba he- Iicoidal externa, cuja função é transportar o material colhido na parte frontal da colheitadeira para outras zonas da colheitadeira - onde este material po- de ser tratado (picotado, peneirado etc), armazenado ou encaminhado para um vagão externo à colheitadeira.

Para que a colheitadeira agrícola cumpra com eficiência seu tra- balho, o caracol precisa rotacionar em torno de seu próprio eixo central, mo- vendo-se de modo a prover continuamente o transporte de grãos para den- tro da colheitadeira.

Entretanto, grande parte dos caracóis das colheitadeiras agríco- las do estado da técnica não dispõem de sistemas próprios de movimenta- ção, de modo que, geralmente estes caracóis necessitam estar mecanica- mente associados a uma fonte externa de movimento, que produz à distân- cia a movimentação necessária à rotação do caracol.

Neste sentido, o eixo central do caracol pode se associar meca- nicamente a um eixo motriz conectado a uma transmissão de um motor à combustão ou, pode se associar a outro sistema de tração qualquer, como um motor hidráulico, por exemplo.

Ocorre que, no estado da técnica, a interface entre o eixo central do caracol (eixo movido) e o eixo desta fonte externa de movimento (eixo motor), usualmente se dá através de um meio de transmissão mecânica, que compreende, via de regra, os seguintes elementos: uma engrenagem motriz, duas engrenagens movidas e duas correntes metálicas.

Note-se que, tal como pode ser observado através da figura 1 que representa a solução do estado da técnica, a associação entre estes elementos ocorre da seguinte forma: uma primeira engrenagem movida 2' se dispõe entre a engrenagem motriz V e uma segunda engrenagem movi- da 3'; a primeira engrenagem movida 2' se associando simultaneamente à engrenagem motriz V e à segunda engrenagem movida 3' por intermédio das duas correntes metálicas 4',5'.

Entretanto, é sabido que a associação entre estas três engrena- gens e estas duas correntes metálicas independentes acarreta diversos in- convenientes ao estado da técnica, entre os quais:

i. produção de ruído e vibrações no veículo; ii. demanda por altos índices de manutenção corretiva e preventi-

va;

iii. curta vida útil;

iv. peso elevado; e

v. apresentação esporádica de mau funcionamento.

No estado da técnica, estes problemas são muito comuns, pois

as correntes presentes nos sistemas de transmissão dos caracóis das co- Iheitadeiras são compostas de diversos elos metálicos T associados entre si. Esta associação entre elos metálicos, inerente às correntes destes siste- mas de transmissão convencionais, acarreta diversos problemas tal como pode ser visualizado a seguir.

As correntes destas transmissões de caracóis precisam ser constantemente Iubrificadas (em processos de manutenção preventiva) a fim de que suas estruturas não se desgastem pela abrasão interna entre seus componentes, nem percam eficiência devido ao atrito entre seus elos. Outro problema comum às transmissões mecânicas de caracóis

de colheitadeiras do estado da técnica é que os espaços existentes entre os elos das correntes podem acumular detritos e sedimentos provenientes da poeira, do solo ou até mesmo do material colhido no campo onde circula a colheitadeira agrícola. Este acúmulo de impurezas pode provocar desgaste das correntes e das engrenagens associadas a ela, diminuído, portanto, a vida útil e a eficiência do conjunto de transmissão como um todo, e conse- quentemente aumentando a sua demanda por manutenções.

Estas manutenções podem ser do tipo preventiva ou do tipo cor- retiva, sendo que a manutenção preventiva se relaciona à limpeza e Iubrifi- cação do meio de transmissão, e a manutenção corretiva se relaciona à tro- ca/substituição de peças e componentes do meio de transmissão quando estes se encontram avariados.

Um terceiro problema decorrente do uso de correntes em siste- mas de transmissão de caracóis de colheitadeiras é relacionado à alta vibra- ção e ruído produzido por estes sistemas, que, por sua vez, advém da pró- pria configuração dos elos das correntes, que transferem movimentação de uma forma fragmentada (e não linear) às engrenagens movidas.

Sabe-se que os meios de transmissão do estado da técnica pro- duzem tanto ruído que não é possível, por exemplo, manter uma conversa- ção regular ao seu lado. Ademais, a poluição sonora produzida por estes meios de transmissão chega a níveis tão altos que é necessário que o con- dutor da colheitadeira e os demais funcionários que trabalham ao seu redor, utilizem protetores auriculares em seus ouvidos.

Por fim, é evidente que as engrenagens empregadas no sistema de transmissão do estado da técnica, por estarem associadas a correntes metálicas e estarem submetidas a grandes forças impostas por estas cor- rentes, não podem ser compostas de material polimérico ou alumínio (por que estes materiais não são capazes de conferir uma resistência suficien- temente alta às estruturas das engrenagens). Note-se que estas engrena- gens devem ser compostas de material preferencialmente ferroso, o que e~ leva o peso e os custos de fabricação da estrutura do sistema de transmis- são do estado da técnica.

De todo modo, apesar de todos os problemas citados, não foi ainda proposto um meio de transmissão entre um eixo motor qualquer e o eixo principal do caracol de uma colheitadeira agrícola, que seja capaz de eliminar todos os problemas relacionados aos meios de transmissão de ca- racóis do estado da técnica. Objetivos da invenção A presente invenção tem por objetivo prover um meio de trans-

missão mecânica entre um eixo principal de um caracol de uma colheitadei- ra agrícola e um eixo motor, que atenda aos seguintes requisitos:

• produza baixo ruído e baixa vibração;

• necessite de pouca manutenção corretiva e preventiva; · apresente vida útil longa;

• possua uma estrutura relativamente leve; e

• seja bastante eficiente em termos de funcionamento.

A presente invenção tem por objetivo também prover uma co- lheitadeira agrícola dotada do referido meio de transmissão. Breve descrição da invenção

Os objetivos da presente invenção são alcançados por um con- junto de transmissão sincronizada para o caracol de uma colheitadeira agrí- cola, configurado para intermediar a associação entre um eixo motriz e o ei- xo central do caracol, sendo que compreende pelo menos uma roda denta- da motriz, uma roda dentada movida e uma correia sincronizadora, sendo que: a roda dentada motriz é diretamente conectada ao eixo motriz; a roda dentada movida é diretamente conectada ao eixo central do caracol; e a cor- reia sincronizadora é associada em uma de suas extremidades à roda den- tada motriz e em outra extremidade à roda dentada movida. Os objetivos da presente invenção são também alcançados por

uma colheitadeira que compreende o conjunto de transmissão por correia sincronizada para caracol tal como previamente descrito. Descrição resumida dos desenhos

A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente des- crita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram:

Figura 1 - é uma vista frontal de um sistema de transmissão me- cânica de um caracol de uma colheitadeira do estado da técnica.

Figura 2 - é uma vista em perspectiva de uma primeira configu- ração preferencial do conjunto de transmissão por correia sincronizada para caracol de colheitadeira agrícola em associação a um caracol.

Figura 3 - é uma vista frontal de uma segunda configuração pre-

ferencial do conjunto de transmissão por correia sincronizada para caracol de colheitadeira agrícola da presente invenção.

Figura 4 - é uma vista frontal de uma terceira configuração pre- ferencial do conjunto de transmissão por correia sincronizada para caracol de colheitadeira agrícola da presente invenção. Descrição detalhada das figuras

A presente invenção diz respeito a um conjunto de transmissão por correia sincronizada 4 para o caracol 8 de uma plataforma de corte de uma colheitadeira agrícola, sendo que este conjunto de transmissão é com- posto de, pelo menos: uma roda dentada motriz 1, uma roda dentada movi- da 3 e uma correia sincronizada 4. A roda dentada motriz 1 é associada a um eixo motriz 9 qualquer e a roda dentada movida 3 é associada ao eixo central 10 do caracol 8 (sendo que cada roda 1,3 se associa preferencial- mente de forma concêntrica a cada um dos eixos 9,10), e a correia sincroni- zada 4 (também chamada de "correia dentada" ou "correia sincronizadora") é associada concomitantemente à roda dentada movida 3 e à roda dentada motriz 1.

Note-se que, em uma primeira configuração preferencial, a pre- sente invenção é constituída apenas dos três elementos citados, isto é, uma correia sincronizada 4, uma roda dentada movida 3, e uma roda dentada motriz 1.

Tal como revelado no Estado da Técnica deste relatório, a pre- sente invenção visa solucionar os seguintes problemas com as transmissões por corrente 4',5' dos caracóis 8 do estado da técnica: produção de ruído e vibrações, demanda por altos índices de manutenção corretiva e preventiva, curta vida útil, peso elevado e mau funcionamento.

Note-se que a presente invenção, em sua primeira configuração preferencial, por compreender uma correia sincronizada 4 ao invés de duas correntes metálicas 4',5' associadas, evita todos os problemas relacionados às correntes 4',5' do estado da técnica.

Entretanto, a presente invenção não se limita à configuração proposta em sua primeira configuração preferencial. Em outras configura- ções preferenciais desta invenção ela ainda pode compreender, também, um rolete amortecedor 2 e/ou uma polia tensionadora 5 e/ou um sistema de fixação removível (descritos em detalhes mais adiante).

O dito rolete amortecedor 2 (também chamado de rolete antivi- bração) é um dispositivo em forma de disco, análogo a uma polia conven- cional, que é composto de um material flexível, capaz de absorver vibrações provenientes da correia sincronizada 4. Para absorver as vibrações da cor- reia sincronizada 4, o rolete amortecedor 2 é pressionado contra uma de suas faces a fim de permitir a dissipação de oscilações da correia sincroni- zada 4.

Note-se que, na figura 3, o rolete amortecedor 2 é pressionado contra a face interna da correia sincronizada 4 (porém, nada impede que ele seja pressionado contra a face externa da correia sincronizada 4). Note-se ainda que em uma configuração alternativa, o dito rolete amortecedor 2 po- deria ser composto de um material rígido - ao invés de flexível - sendo as- sociado a um material flexível presente no eixo ou na interface que retém sua estrutura em contato com a correia sincronizada 4.

A polia tensionadora 5, por sua vez, consiste em uma polia con- vencional, disposta em uma posição tal que a torna capaz de pressionar a correia sincronizada 4 contra as faces radiais das rodas dentadas 1,3. Atra- vés da figura 3 é possível perceber que a polia tensionadora 5 atua na face externa da correia sincronizada 4 aumentando a região e a força de contato entre a face interna da correia sincronizada 4 e as faces externas das rodas dentadas 1,3.

Além de poder compreender um rolete amortecedor 2 e uma po- lia tensionadora 5, a presente invenção também pode compreender um sis- tema de fixação removível, capaz de tornar o conjunto de transmissão da presente invenção ainda mais eficiente que os meios de transmissão do es- tado da técnica.

O referido sistema de fixação removível,consiste em um sistema que permite a substituição da roda dentada movida 3 por uma roda dentada movida 3 de diâmetro inferior ou superior ao seu diâmetro inicial. Tal como revelado mais adiante neste relatório, esta característica, permite que o ca- racol 8 seja adaptável à colheita de diferentes tipos de grãos, pois é sabido que a colheita realizada em diferentes culturas demanda diferentes veloci- dades de rotação do caracol 8. Sabe-se, por exemplo, que durante a colheita de soja, o caracol

8 de uma colheitadeira agrícola deve rotacionar mais lentamente que duran- te a colheita de trigo. Portanto, a substituição de uma roda dentada movida 3 por uma roda dentada movida 3 de diâmetro superior ou inferior, possibili- ta a adaptação de um caracol 8 inicialmente configurado para a colheita de trigo para uma eventual colheita de soja. Desta forma, este sistema de fixa- ção removível permite o atendimento à demanda de diversos tipos de colhei- tas, tornando a colheitadeira, como um todo, mais flexível ao trabalho com diferentes tipos de plantações.

Note-se que, este sistema de fixação removível permite que um usuário qualquer, ao adquirir uma colheitadeira agrícola, selecione as rodas dentadas movidas 3 mais adequadas ao seu tipo específico de colheita. Neste sentido o usuário pode adquirir, por exemplo, uma roda dentada mo- vida 3 projetada para rotacionar a 130 rpm (tal como a maioria das rodas dentadas movidas 3 existentes no mercado atualmente) e/ou uma roda den- tada para 90 ou 180 rpms.

Este sistema de fixação removível se caracteriza, preferencial- mente (e não obrigatoriamente) pela fixação da roda dentada movida 3 ao eixo central 10 do caracol 8 por meio de quatro elementos de associação removíveis 6 ortogonalmente dispostos, tal como, por exemplo, parafusos. Obviamente que este sistema de fixação removível pode compreender um número maior ou menor de parafusos (preferivelmente três ou mais parafu- sos) ou ainda outros elementos de fixação substitutos, desde que funcio- nais.

O dito sistema de fixação removível também pode compreender uma polia tensora 5 móvel (em substituição à polia tensora 5 estacionária), adaptada para prover o mesmo tensionamento à correia sincronizada 4, in- dependentemente do tamanho de roda dentada movida 3 selecionada para uma determinada operação.

Note-se ainda que a substituição da roda dentada movida 3 é facilitada pelo uso de uma correia sincronizada 4 ao invés de uma corrente 4',5'. Note-se que, no conjunto de transmissão desta invenção, a roda den- tada movida 3, mesmo quando associada à correia sincronizada 4, pode se mover em um sentido axial de deslocamento. A corrente 4',5' não permitiria este deslocamento axial, porque os elos metálicos T da corrente 4',5' com- preendem orifícios internos associáveis aos dentes das engrenagens 2',3' que impedem a sua movimentação axial relativa às engrenagens 2',3'. Ademais, tal como revelado nas páginas anteriores deste relató-

rio, é notório que o conjunto de transmissão por correia sincronizada 4 da presente invenção pode compreender componentes constituídos de materi- ais leves como polímeros ou alumínio, pois é sabido que um sistema de transmissão que utiliza uma correia sincronizada 4 ao invés de corrente 4' está sujeito a níveis reduzidos de estresse em comparação com este último.

Uma vez que os componentes do conjunto de transmissão da presente invenção podem ser compostos de material polimérico (ou alumí- nio) ao invés de material metálico ferroso (como no Estado da Técnica), o conjunto de transmissão pode se tornar muito mais leve que os sistemas de transmissão do estado da técnica. É evidente também que as rodas denta- das 1,3 podem apresentar materiais diferentes (isto é em uma eventual con- figuração alternativa, a roda dentada movida 3 pode ser constituída de ma- terial polimérico e a roda dentada motriz 1 pode ser constituída de alumínio).

Analogamente, alguns dos elementos do conjunto de transmis- são da presente invenção também podem compreender componentes cons- tituídos de materiais ferrosos consoantes às necessidades técnicas em cada situação. Um rolamento, um pino de travamento ou uma roda dentada 1,3 compreendida pelo conjunto de transmissão pode ser feito de aço ou qual- quer outro material ferroso que se faça necessário. É válido ressaltar que, apesar de a presente invenção tornar possível a produção de um conjunto de transmissão constituído de componentes poliméricos, estes mesmos componentes podem, alternativamente, ser constituídos de aço, ferro ou qualquer outro material cuja aplicação seja funcional.

Quando empregada matéria-prima polimérica, ao invés de metá- licos, os custos de produção do produto final podem reduzir substancialmen- te (sobretudo no que se refere à produção em larga escala). Isto porque o custo variável de injeção de polímeros em moldes pré-fabricados é menor que o custo variável de usinagem que deve ser feito na confecção de cada componente metálico do estado da técnica.

Note-se que todas as configurações reveladas nas páginas an- teriores deste relatório evidenciam uma tecnologia que confere uma durabi- Iidade muito maior ao sistema de transmissão mecânica do caracol 8 quan- do comparado ao sistema de transmissão do estado da técnica.

Sabe-se, por exemplo, que esta tecnologia é capaz de aumentar a vida útil de um sistema de transmissão mecânica de um caracol 8 para 25000 horas (um período cerca de vinte vezes maior que a vida útil dos meios de transmissão do estado da técnica, o que pode superar o tempo de vida útil da colheitadeira como um todo).

Note-se, também, que a tecnologia da presente invenção evita que sejam realizadas manutenções preventivas (lubrificação e limpeza), e manutenções corretivas (substituição de componentes) nos meios de trans- missão com a assiduidade recorrente do estado da técnica.

No estado da técnica, estas manutenções preventivas (limpeza e lubrificação) devem ser realizadas diariamente, ao passo que, as manu- tenções corretivas (troca de componentes desgastados) devem ser realiza- das anualmente (preferencialmente entre safras). Ademais, na presente invenção,não há necessidade de realiza-

ção de manutenção preventiva pois, o mecanismo da presente invenção não requer limpeza constante por não ter graxa lubrificante e funciona sem Iubri- ficação. Ainda nesse sentido, a manutenção corretiva na presente invenção deve ser realizada apenas em situações esporádicas, visto que a vida útil do conjunto de transmissão da presente invenção pode ser maior que a vida útil da colheitadeira como um todo.

Por fim, uma última consideração importante a respeito da pre- sente invenção se refere à baixa produção de ruído que este conjunto de transmissão oferece. O conjunto de transmissão da presente invenção pro- duz tão pouco ruído que é possível, por exemplo, manter uma conversação regular ao seu lado sem que o barulho do conjunto de transmissão atrapalhe esta comunicação. Notoriamente, esta é uma tremenda vantagem para a saúde do usuário.

Tendo sido descrito um exemplo de modalidade preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão-somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

Claims (10)

1. Conjunto de transmissão por correia sincronizada (4) para o caracol (8) de plataforma de corte de uma colheitadeira agrícola configurado para transmitir o movimento entre um eixo motriz (9) e o eixo do caracol (8), caracterizado pelo fato de que compreende uma roda dentada motriz (1), pelo menos uma roda dentada movida (3) e uma correia sincronizada (4), sendo que: - a roda dentada motriz (1) é associada ao eixo motriz (9) da co- lheitadeira; - a roda dentada movida (3) é associada ao eixo central (10) do caracol (8); - a correia sincronizada (4) é associada, em uma de suas extre- midades, à roda dentada motriz (1) e em outra extremidade à roda dentada movida (3), sendo capaz de transmitir o movimento gerado pela roda denta- da motriz (1) ao caracol (8).

2. Conjunto de transmissão por correia sincronizada (4) para ca- racol (8) de plataforma de corte de uma colheitadeira agrícola, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma po- lia tensionadora (5), configurada para manter a correia sincronizada (4) ten- sionada entre as rodas dentadas motriz e movida (1,3).

3. Conjunto de transmissão por correia sincronizada (4) para ca- racol (8) de plataforma de corte de uma colheitadeira agrícola, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um rolete amortecedor (2), associado à correia sincronizadora (4), e configurado para atenuar as vibrações provenientes do conjunto de transmissão por correia.

4. Conjunto de transmissão por correia sincronizada (4) para ca- racol (8) de plataforma de corte de uma colheitadeira agrícola, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um sis- tema de fixação removível, configurado para permitir a troca rápida da roda dentada movida (3).

5. Conjunto de transmissão por correia sincronizada (4) para ca- racol (8) de plataforma de corte de uma colheitadeira agrícola, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a roda dentada movi- da (3) é associada ao eixo central (10) do caracol (8) por meio de quatro e- Iementos de fixação dispostos em disposição ortogonal.

6. Conjunto de transmissão por correia sincronizada (4) para ca- racol (8) de plataforma de corte de uma colheitadeira agrícola, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das rodas dentadas (1,3) é constituída de um material polimérico.

7. Conjunto de transmissão por correia sincronizada (4) para ca- racol (8) de plataforma de corte de uma colheitadeira agrícola, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das rodas dentadas (1,3) é constituída de alumínio.

8. Conjunto de transmissão por correia sincronizada (4) para ca- racol (8) de plataforma de corte de uma colheitadeira agrícola, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a roda dentada movi- da (3) é disposta concentricamente ao eixo central (10) do caracol (8).

9. Conjunto de transmissão por correia sincronizada (4) para ca- racol (8) de plataforma de corte de uma colheitadeira agrícola, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a roda dentada motriz (1) é disposta concentricamente ao eixo motriz (9).

10. Colheitadeira agrícola caracterizada pelo fato de que com- preende um conjunto de transmissão por correia sincronizada (4) para cara- col (8) de plataforma de corte como definido nas reivindicações preceden- tes.