CZ228097A3 - Ručně vedený samohybný pracovní stroj - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká ručně vedeného samohybného pracovního stroje s pohonem pro příčně ke směru jízdy sem a tam se pohybující pracovní nástroj, především motorového žacího stroje, skládajícího se ze základního přístroje s rukojeťmi k vedení stroje, motoru, popřípadě pohánitelného podvozku, jakož i poháněcího zařízení, které má zařízení k vyrovnávání hmot pro sem a tam se pohybující pracovní nástroj.

Dosavadní stav techniky

U takových pracovních strojů vzniká pohybem pracovního nástroje, tedy pohybem kosy žací lišty, prostorová síla, která přístroj rozkmitá.

U ručně vedených motorových žacích strojů leží nosník žací lišty před osou jízdy a rukojetí za osou jízdy, čímž rukojeti podléhají poměrně velkým výchylkám při kmitání, což znesnadňuje vedení motorového žacího stroje při kosení, protože se kmitání rukojetí šíří do rukou a ramen vodiče přístroje. Následkem je rychlá únava a podle okolností i újma na zdraví. Mimo to je snížena trvanlivost postižených částí, jako např. uložení nosníku žací lišty, pohonu kosy žací lišty nebo upevnění rukojetí na pohonné jednotce. Také u pracovních strojů s řízenými koly a sedadlem pro řidiče přístroje dochází ke škodlivému působení kmitání, vyvolaného prostorovou silou pracovního nástroje. To snižuje trvanlivost podvozku, řízení a sedadla pro řidiče. Také vedení a řízení pracovního stroje je znesnadněno.

K řešení tohoto problému byly doposud navrženy dvě možnosti:

U známého uzpůsobení byly rukojeti k vedení stroje upevněny na stroji elasticky a tím tlumily kmitáni. Tím se odstraňuje nejhorší kmitání obsluhy. Z těchto opatření poddajné spojení rukojetí rukojetí a tím také osoby však vyplývá nevýhoda, že se strojem silně omezuje řiditelnost a schopnost vedení stroje, jakož i pracovního nástroje. Mimo to není tímto řešením zmírněno zbývající zatížení stroje při kmitání.

V DE-PS 36 10 140 je pro ručně vedené samohybné stroje výše popsaného druhu k částečnému vyrovnání hmot sem a tam se pohybujícího pracovního nástroje navrhováno upravit pohyblivé, volně kmitající těleso na vyrovnávání hmot, jehož pohyby sem a tam jsou tlumivě zatíženy pružinovým prvkem. Tělesa na vyrovnávání hmot se kmitáním pracovního nástroje samočinně uvedou do vlastního kmitání, opačného ke kmitání pracovního nástroje. U motorového žacího stroje se přitom jako těleso na vyrovnávání hmot upravuje poklop, vzadu okolo vertikální osy otočně uložený a vpředu v oblasti nosníku žací lišty vodicím zařízením, dovolujícím pohyb hmot sem a tam, spojený s krytem pohonu sekačky.

Toto uspořádání pohyblivě a pružně uloženého poklopu motorového žacího stroje jako tělesa na vyrovnávání hmot je kvůli místům kluzných ložisek, vystavených znečištění, a tím vznikajícímu vysokému opotřebení, pro praxi nevhodné. Kromě toho toto uspořádání na základě volného vlastního kmitání neposkytuje žádné podstatné vyrovnání prostorových sil, vyvinutých kosou žací lišty, nýbrž znamená jako reakce na to jenom zpožděné tlumení.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je zaručit u pracovního stroje, především u motorového žacího stroje výše popsaného druhu, lehčí vedení při práci, zamezit újmě na zdraví vodiče stroje a zvýšit trvanlivost jeho konstrukčních částí.

Podle vynálezu je tento úkol řešen tím, že má zařízení na vyrovnávání hmot jedno nebo více těles na vyrovnávání hmot, přičemž jsou tělesa na vyrovnávání hmot poháněcím zařízením pro pracovní nástroj s tímto synchronně poháněna a uložena v krytu pohánécího zařízení. Toto uspořádání poháněných vyrovnávacích hmot má tu výhodu, že kmitání vycházející z pracovního nástroje může být řízeno, přičemž uložením vyrovnávacích hmot v krytu pohánécího zařízení je při nepatrné údržbě dosahováno vysoké funkční bezpečnosti. Nejsou-li např. u ručně vedeného motorového žacího stroje upraveny žádné účinné vyrovnávací hmoty, je nevyrovnanou prostorovou silou kosy žací lišty kmitajíc přetáčen okolo střední vertikální osy, svisle protínající osu jízdy, přičemž kroutící moment se rovná prostorové síle kosy žací lišty krát její vzdálenost od vertikální osy. V mrtvých polohách pohybu kosy žací lišty jsou s tam vznikajícími maximálními hodnotami prostorové síly dány značné hodnoty kroutícího momentu. Tím se vysvětluje obraz motorového žacího stroje bez vyrovnávání hmot při práci, s jeho chvějícím se nosníkem žací lišty, kmitajícími rukojeťmi a silně vibrujícími pažemi vodiče přístroje. Následkem je velká námaha člověka a stroje.

Výhodně může/mohou být těleso/tělesa na vyrovnávání hmot otočná okolo osy, která je uspořádána v pravoúhle ke směru pohybu pracovního nástroje ležící rovině, čímž je dosažitelné jednodušší vyrovnávání hmot. Může/mohou však být také těleso popř. tělesa na vyrovnávání hmot pro translatorický pohyb proti pohybu pracovního nástroje paralelně k témuž posuvně vedena a výhodně poháněna přes klikový pohon poháněcím zařízením pro pracovní nástroj, čímž je dosaženo pohybu pro vyrovnávání hmot přesně protiběžně stejného jako pohyb kosy.

Ve výhodném způsobu provedení vynálezu je upraveno, že jako tělesa na vyrovnávání hmot slouží dvě protiběžně rotujíc poháněné vyrovnávací hmoty, jejichž počet otáček se rovná frekvenci periodického pohybu nástroje, přičemž odstředivé síly obou vyrovnávacích hmot při dosažení mrtvých poloh nástroje jsou usměrněny a směr pohybu nástroje je opačný. Toto umožňuje použití rotujícího a tím obzvláště opotřebení prostého zařízení na vyrovnávání hmot, u kterého jsou ve směru jízdy působící kmitající síly vyloučeny. Tím jsou škodlivé účinky prostorové síly např. kosy žací lišty zcela odvratitelné. Obě vyrovnávací hmoty mají stejné odstředivé účinky a jsou vyměřeny tak, že se v mrtvých polohách pohybu kosy žací lišty rovná výslednice jejich odstředivých sil maximální hodnotě prostorové síly kosy žací lišty. Protiběžným otočným pohybem obou kmitajících hmot jsou tedy dány pro každou polohu kosy žací lišty ke směru jejího pohybu paralelní složky odstředivých sil, jejichž výslednice je přibližně stejně velká, ale je opačně nasměrovaná k prostorové síle kosy žací lišty, která je tím vyrovnána.

Zbývající dvojice sil, tvořená z výslednice a prostorové síly, umožňuje podstatně menší moment, než je točivý moment nevyrovnané prostorové síly, je-li podle dalšího výhodného uzpůsobení předmětu vynálezu vzdálenost vyrovnávacích hmot od pracovního nástroje, jakož i odstup vyrovnávacích hmot od sebe, co nejmenší. Ke směru pohybu kosy žací lišty kolmé složky odstředivých sil vyrovnávacích hmot jsou stejné, ale navzájem opačně nasměrované. Tvoří dvojici sil, jejichž rameno síly se rovná vzdálenosti těžiště vyrovnávacích hmot, vyměřené paralelně ke společné ose otáčení. Působí v rovině, kolmé ke směru pohybu kosy žací lišty, ve které leží také společná osa otáčení vyrovnávacích hmot. Největší hodnota kolmých složek odstředivé síly se rovná odstředivé síle vyrovnávací hmoty a tím je jen poloviční než prostorová síla kosy žací lišty v jejích mrtvých polohách. Když mají vyrovnávací hmoty co možná nejmenší vzájemný odstup, je zřejmé, že moment této dvojice sil je pouze zanedbatelně malým zlomkem kroutícího momentu nevyrované prostorové síly kosy žací lišty.

Popsané vyrovnávání hmot vykazuje místo kroutícího momentu nevyrované prostorové síly kosy žací lišty podstatně menší kroutící moment, který již nemůže motorový žací stroj dostat do škodlivého kmitání. Při práci jsou nosník žací lišty a rukojeti v klidu, čímž se zamezuje uvedeným nevýhodným účinkům.

Výhodné uzpůsobení předmětu vynálezu je dáno také tehdy, má-li poháněči zařízení pro pracovní nástroj hnací hřídel a slouží-li osa hnací hřídele jako osa otáčení vyrovnávacích hmot. Těmito opatřeními mohou být části, nutné pro pohánění pracovního nástroje, používány také pro pohánění a uložení vyrovnávacích hmot, což umožňuje nepatrné dodatečné konstrukční náklady pro vyrovnávání hmot.

Doplňkové výhody vynálezu je dosaženo, je-li jedna z obou vyrovnávacích hmot s hnací hřídelí pevně spojena a druhá vyrovnávací hmota na hnací hřídeli otočně uložena a výhodně poháněna kuželovým kolem - vratným soukolím. Toto uspořádání umožňuje cenově výhodné protiběžné pohánění vyrovnávacích hmot, jakož i prostorově úsporný způsob konstrukce.

Další zjednodušení pracovního stroje je podle výhodného znaku vynálezu dáno, je-li mezi pracovním nástrojem a vyrovnávacími hmotami vřazen klikový mechanismus a je-li přední vyrovnávací hmota pevně spojena s klikovým kotoučem. Tím je snížen počet konstrukčních částí a vyrovnávací hmoty mohou být výhodně uspořádány blíže na pracovním nástroji.

Vynález je použitelný také u motorových žacích strojů s ozubeným klikovým převodem pro pohánění kosy žací lišty, tím že je přední vyrovnávací hmota výhodně sjednocena s klikovým kotoučem ozubeného klikového převodu. Je dán motorový žací stroj se sem a tam se přímočaře pohybujícími čepy klikové hřídele a s téměř dokonalým vyrovnáváním hmot, čímž je dále zvyšována trvanlivost konstrukčních částí a snadnost vedení přístroj e.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1 ručně vedený motorový žací stroj v bočním pohledu, obr. 2 vertikální podélný řez poháněcím zařízením kosy žací lišty, obr. 3 zvětšené zobrazení tělesa na vyrovnávání hmot z obr. 2, obr. 4 přiřazení nevyvážeností vyrovnávacích těles k mrtvým polohám kosy žací lišty, obr. 5 složkový obrazec prostorových sil kosy žací lišty a vyrovnávacích hmot, které jsou zobrazeny jako bodové hmoty, působící na poloměru r_s a obr. 6 schématicky variantu provedení s paralelně k pracovnímu nástroji translatoricky se pohybujícími vyrovnávacími hmotami.

Příklady provedení vynálezu

Motorový žací stroj zobrazený na obr. 1 se skládá ze základního přístroje jL ^s na něm upevněnými a dozadu ukazujícími rukojetěmi 2 k vedení stroje. Základní přístroj 1 se skládá z motoru 3, jím poháněné pohonné jednotky 4_, jakož i podvozku _6 zahrnujícího dvě kola 5.

Na přední straně pohonné jednotky £ je otočně okolo osy 9 uloženo poháněči zařízení 7 pro nosník 8 žací lišty.

Nosník 8^ žací lišty je vpředu spojen s poháněcím zařízením 7 a má kosu 10 žací lišty, pohyblivou sem a tam pravoúhle k ose 9 popř. ke směru jízdy.

Jak je zřejmé z obr. 2, skládá se poháněči zařízení 7 z hnací hřídele 12 tvořící osu 9 a uložené v krytu 11, jakož i z touto hřídelí poháněného klikového mechanismu 13, jehož hnací čep 14 uvádí kosu 10 žací lišty do pohybu sem a tam. V zobrazeném příkladu provedení je klikový mechanismus 13 proveden jako ozubený klikový převod s převodovým poměrem mezi ozubeným kolem 16 upevněným na klice 15 a vnitřním ozubeným věncem 17 1:2. Tím se otočný pohyb klikového kotouče 18 přeměňuje do přímočarého pohybu hnacího čepu 14, uloženého na čepu 19 klikové hřídele, sem a tam, přičemž počet otáček klikového kotouče 18 se rovná frekvenci pohybu kosy žací lišty.

K vyrovnávání prostorových sil Q, vznikajících pohybem kosy žací lišty, jsou v krytu 11 poháněcího zařízení Ί_ uspořádány dvě okolo osy 9 rotující vyrovnávací hmoty 20, 21. Jak je zobrazeno na obr. 3, je přední vyrovnávací hmota 20 pevně spojena s klikovým kotoučem 18 ozubeného klikového převodu 13 a zadní vyrovnávací hmota 21 pevně s hnací hřídelí 12. Obě vyrovnávací hmoty 20, 21 jsou protichůdně poháněny kuželovým kolem - vratným soukolím 22, přičemž kuželové kolo 23 hnací hřídele 12 pohání přes pastorek 24, uložený v krytu 11, kuželové kolo 25 klikového kotouče 18. Vyrovnávací hmoty 20, 21 jsou navzájem a ke kose 10 žací lišty uspořádány tak, že ve střední poloze kosy 10 žací lišty, zobrazené na obr. 2, jejich paralelní těžištní osy leží diametrálně proti sobě ve vertikální rovině, ležící ve společné ose 9 otáčení. Z geometrie ozubeného klikového převodu 13 vyplývá, že také osa hnacího čepu 14 a kliky 15 při střední poloze kosy 10 žací lišty leží v této vertikální rovině. Tím je z důvodu protiběžného pohonu dosaženo, že v mrtvých polohách T pohybu kosy žací lišty jsou odstředivé síly F vyrovnávacích hmot 20, 21 nasměrovány paralelně a protichůdně prostorové síle Q kosy žací lišty.

Obr. 4 ukazuje zjednodušeným způsobem, jak jsou vyrovnávací hmoty 20, 21 přiřazeny mrtvým polohám T kosy 10 žací lišty. K dosažení dalekosáhlého vyrovnávacího účinku jsou uspořádány na ose 9 tak, že jsou jejich odstředivé síly F paralelně a opačně nasměrovány prostorové síle Q kosy 10 žací lišty, přičemž výslednice R^x odstředivých sil F se rovná největší hodnotě O™»» prostorové síly Q. To je

Rmax 2 F - Qmax nebo F Qmax/2 .

Podle této souvislosti se mohou vyměřit vyrovnávací hmoty 20, 21. Protiběžným otočným pohybem vyrovnávacích hmot 20, 21 jsou dány podle obr. 5 pro každou polohu kosy 10 žací lišty ke směru jejího pohybu paralelní složky odstředivé síly F', jejichž výslednice R = 2 F' je stále přibližně stejně veliká, ale opačně nasměrovaná prostorové síle Q, která je tím vyrovnána. Složky odstředivé síly F kolmé ke směru pohybu kosy žací lišty se vzájemně vyvažují. Zbývající momenty ze sil R, Q, popř. F' , F jsou tím menší, čím nepatrnější jsou vzdálenosti X, Y vyrovnávacích hmot 20, 21 od kosy 10 žací lišty a od sebe navzájem.

U varianty provedení podle obr. 6 jsou vyrovnávací hmoty 20', 21' jako v paralelně ke směru pohybu pracovního nástroje 10 probíhajících vedeních kluzně uloženy uvnitř krytu 11 a zalomenou oblastí 12' hnací hřídele 12 pro pracovní nástroj 10 protiběžně k témuž poháněny. Hmota vyrovnávacích hmot 20' , 21' odpovídá pohybované hmotě pracovního nástroje, přičemž je příslušně zohledněna rozdílná vzdálenost vyrovnávacích hmot popř. pracovního nástroje od osy pohonné jednotky.

Claims (8)

1. Ručně vedený, samohybný pracovní stroj s pohonem pro příčně ke směru jízdy sem a tam se pohybující pracovní nástroj, především motorový žací stroj, skládající se ze základního přístroje s rukojeťmi k vedení stroje, motoru, popřípadě pohánitelného podvozku, jakož i poháněcího zařízení, které má zařízení na vyrovnávání hmot pro sem a tam se pohybující pracovní nástroj, vyznačující se tím, že zařízení na vyrovnávání hmot má jedno nebo více těles (20, 21) na vyrovnávání hmot, přičemž tělesa (20, 21; 20', 21' ) na vyrovnávání hmot jsou poháněcím zařízením (7) pro pracovní nástroj (10) synchronně s tímto poháněna a uložena v krytu (11) poháněcího zařízení (7).

2. Pracovní stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že těleso/tělesa (20, 21) na vyrovnávání hmot je/jsou otočné/otočná okolo osy (9), která je uspořádaná v rovině, ležící pravoúhle ke směru pohybu pracovního nástroje (10) .

3. Pracovní stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že těleso popř. tělesa (20', 21') na vyrovnávání hmot pro translatorický pohyb proti pohybu pracovního stroje (10) jsou paralelně k témuž posuvně vedena a výhodně přes klikový pohon poháněna poháněcím zařízením (7) pro pracovní nástroj (10) .

4. Pracovní stroj podle nároku 2, vyznačující se tím, že jako těleso na vyrovnávání hmot slouží dvě protiběžně rotujíc poháněné vyrovnávací hmoty (20, 21), jejichž počet otáček se rovná frekvenci periodického pohybu nástroje, přičemž odstředivé síly (F) obou vyrovnávacích hmot (20, 21) při dosažení mrtvých poloh (T) nástroje jsou nasměrovány stejně a protichůdně směru pohybu nástroje.

5. Pracovní stroj podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že pravoúhle ke směru pohybu pracovního nástroje měřená vzdálenost (X) vyrovnávacích hmot (20, 21) od pracovního nástroje (10), jakož i vzdálenost (Y) vyrovnávacích hmot (20, 21) od sebe, je co nejmenší.

6. Pracovní stroj podle některého z nároků 1, 2 a 4, 5, vyznačující se tím, že jako osa (9) otáčení pro vyrovnávací hmoty (20, 21) slouží hnací hřídel (12) poháněcího zařízení (7) pro pracovní nástroj (10).

7. Pracovní stroj podle nároku 6, vyznačující se tím, že jedna z obou vyrovnávacích hmot (21) je pevně spojena s hnací hřídelí (12) a druhá vyrovnávací hmota (20) je otočně uložena na hnací hřídeli (12) a výhodně poháněna kuželovým kolem - vratným soukolím (22).

8. Pracovní stroj podle některého z nároků 1, 2 a 4 až 7, vyznačující se tím, že mezi pracovním nástrojem (10) a vyrovnávacími hmotami (20, 21) je vložen klikový převod (13), a že přední vyrovnávací hmota (20) je pevně spojena s klikovým kotoučem (18).