CZ27410U1 - Nástroj na zpracování půdy - Google Patents

Description

Oblast techniky

Toto technické řešení se týká nástroje na zpracování půdy, určeného pro zemědělský stroj, zejména pak ostří pluhu, radlice pluhu nebo ostří kultivátoru, s nosičem, který je opatřen řeznou oblastí s řeznou hranou, přičemž v řezné oblasti je uspořádán jeden nebo více prvků z tvrdého materiálu.

Dosavadní stav techniky

Ze stavu techniky jsou známy rozmanité varianty provedení radlic pluhů nebo kultivačních nástrojů. Tradičně se například radlice pluhů vyrábějí kováním z železného materiálu. Přitom musí být materiál vytvořen tak, aby byl dostatečně houževnatý, a to z toho důvodu, aby se pri rázovém zatížení, například pri nárazu na kámen, nezlomil. Navíc je vyžadována i dostatečná tvrdost, aby odolal abrazivnímu opotřebení. Jelikož se tyto vlastnosti nevyskytují vždy optimálně ve dvojici, uspořádají se v řezné oblasti nosiče řezné prvky z tvrdého materiálu, například z tvrdého kovu.

Bylo tak možno dosáhnout prodloužené životnosti. K výpadku dochází u takovýchto tvarů těchto nástrojů většinou tehdy, když je v důsledku abrazivního napadení materiálu při práci materiál nosiče v oblasti za prvkem z tvrdého materiálu odnesen obroušením. Potom chybí potřebná opora a prvek z tvrdého materiálu se zlomí.

Podstata technického řešení

Úkolem tohoto technického řešení je vytvořit nástroj pro zpracování půdy druhu, uvedeného v úvodu, který má optimální životnost.

Tento úkol je vyřešen tím, že prvkem z tvrdého materiálu je řezný prvek, který tvoří alespoň část řezné hrany.

Podle tohoto technického řešení se rozšíří funkce prvku z tvrdého materiálu a jeho geometrie se uspořádá tak, aby tvořil i řeznou hranu. Dosáhne se tím výrazného prodloužení životnosti břitu. Navíc se výrazně sníží účinek obroušení v důsledku abrazivního napadení pri úbytku materiálu. Dalšího zlepšení lze přitom dosáhnout tehdy, když se použije uspořádání, při němž je řezný prvek opatřen upevňovací součástí, která je nasměrována do směru záběru, a pak opačně vůči směru záběru je v určité vzdálenosti vytvarován náběhový nástavec s řezným prvkem. Náběhovým nástavcem je možno zakrýt oblast nosiče, navazující na řeznou hranu, a chránit ji tak před úbytkem materiálu. To navíc přináší výrazné prodloužení životnosti. Přitom se ještě dosáhne i té výhody, že je možno vzájemně sladit životnosti řezného prvku a nosiče. Je tak možno optimalizovat použití potřebného materiálu, pokud se týká drahého materiálu z tvrdého kovu.

Je-li použito takové uspořádání, kdy je nosič v řezné oblasti opatřen uložením, v němž je s materiálovým propojením pevně uspořádán řezný prvek s upevňovací součástí, a kdy je řezný prvek opatřen odváděči plochou, která v jedné rovině s povrchem přechází do přední strany nosiče, je pak možno zajistit dobrý průběh úbytku odnášeného materiálu. Řezný prvek je možno s nosičem například spojit pájením nebo slepením.

Řezné prvky jsou v uložení při tomto uspořádání chráněny.

Zvláště výhodné uspořádání tohoto technického řešení je takové, kdy řezný prvek tvoří zaoblená řezná hrana. Zaoblená řezná hrana přináší dobrý záběr nástroje do půdy, přičemž v důsledku vlastností tvrdého materiálu, například tvrdého kovu, dochází k efektu samoostření a k ochraně před vylomením, což přináší trvalé pracovní výsledky.

Přitom se může použít zejména takové uspořádání, kdy leží poloměr zaoblení řezné hrany v rozmezí 0,1 mm až 15 mm. Při této geometrii dochází k záběru nástroje, opatřeného ostrou hranou,

-1 CZ 27410 Ul přičemž je minimalizováno nebezpečí zlomení ostří a u tvrdého kovu dochází k optimálnímu účinku samoostření.

Aby bylo možno co nejvíce minimalizovat potřebnou sílu záběru a tím i hnací výkon tažného stroje, a současně i zajistit dosažení potřebného úhlu záběru nástroje, může se použít uspořádání, kdy řezný prvek tvoří opačně vůči směru záběru volnou plochu, skloněnou vzhledem ke směru záběru.

Zvláště dobrých výsledků bylo dosaženo po celou dobu životnosti řezného prvku tehdy, když se použilo uspořádání, při kterém je volná plocha skloněna vzhledem ke směru záběru v rozmezí úhlu a = 20° až a = 70°.

Jednoduchá geometrie nástroje vznikne tím, že zaoblená řezná hrana tvoří přechod mezi řeznou plochou na přední straně a volnou plochou na zadní straně.

Zvláště výhodná varianta tohoto řešení je uspořádána tak, že řezný prvek je pomocí opěrného úseku nástavce opřen o přilehlou plochu nosiče. Tímto způsobem se dosáhne lepšího odvodu sil do nosiče. Je tím možno dále materiálově optimalizovat geometrii řezného prvku.

Aby bylo možno dosáhnout jednoduché výroby nástroje pro zpracování půdy, je myslitelné i takové uspořádání, kdy je nosič opatřen v řezné oblasti vybráním v podobě vyfrezování, v němž je uložen řezný prvek, nebo v němž jsou uloženy řezné prvky.

Je-li použito uspořádání, kdy dva nebo více řezných prvků tvoří alespoň část řezných hran, přičemž řezné prvky jsou uspořádány vedle sebe příčně na směr záběru, pak se v důsledku rozdělení řezné hrany na více prvků výrazně sníží napětí ve tvrdém kovu, a tím i riziko zlomení tvrdého kovu.

Další ochrany proti opotřebení je možno dosáhnout tak, že se v oblasti přední strany nosiče uspořádá jeden nebo více pokryvů z tvrdého materiálu.

Přitom je výhodné, že pokryvy z tvrdého materiálu jsou vsazeny do vybrání v nosiči. Pokryvy z tvrdého materiálu jsou ve vybráních chráněny před působením příčných sil odnášeného materiálu.

Objasnění výkresů

Toto technické řešení bude dále blížeji osvětleno na základě příkladů provedení, znázorněných na výkresech. Na nich představují:

obrázek 1 obrázek 1 perspektivní čelní pohled na radlici pluhu, vytvořenou jako pracovní nástroj, obrázek 2 obrázek 2 detailní znázornění, odvozené z obrázku 1, provedené v bokoryse a v řezu, obrázek 3 obrázek 3 radlici pluhu podle obrázku 1 při pohledu zezadu, obrázek 4 obrázek 4 řezný prvek v perspektivním pohledu zezadu, obrázek 5 obrázek 5 řezný prvek podle obrázku 4 v bokoryse, obrázek 6 obrázek 6 řezný prvek podle obrázku 4 v pohledu zezadu, obrázek 7 obrázek 7 další uspořádání radlice pluhu v perspektivním čelním pohledu, obrázek 8 obrázek 8 radlici pluhu podle obrázku 7 v bokoryse, obrázek 9 obrázek 9 třetí variantu uspořádání radlice pluhu v perspektivním čelním pohledu, obrázek 10 obrázek 10 detailní znázornění radlice pluhu podle obrázku 9 v bokoryse a v řezu, obrázek 11 obrázek 11 radlici pluhu podle obrázku 9 v perspektivním pohledu zezadu, obrázek 12 obrázek 12 perspektivní čelní pohled na ostří kultivátoru,

-2CZ 27410 Ul obrázek 13 obrázek 13 detailní znázornění ostří kultivátoru podle obrázku 12 v bokoryse a v řezu, obrázek 14 obrázek 14 ostří kultivátoru podle obrázku 12 v perspektivním pohledu zezadu, a obrázky 15 až 37 různé varianty provedení řezného prvku.

Příklady uskutečnění technického řešení

Obrázek 1 znázorňuje ostří pluhu s nosičem 10 jakožto ocelovou součást, vyrobenou kováním, vypálením, spékáním, jako litinovou součást nebo pod., sestávající z houževnatého elastického materiálu. Nosič 10 je opatřen přední a zadní stranou ld, 12, a procházejí jím dvě upevňovací lože, která slouží pro upevnění na pluh. Na spodním volném konci nosiče 10 je vytvořena řezná oblast 14, jejíž uspořádání je možno blížeji seznat z obrázku 2. Jak představuje toto znázornění, je nosič 10 opatřen nástavcem 14.1, který ve tvaru jazyka tvoří volný konec nosiče 10. V oblasti přední strany 11 je na nástavci 14,1 vytvořeno vybrání 14,2 v podobě vyfrézování. Přitom vybrání 14.2 tvoří rovnou, do směru záběru orientovanou úložnou plochu pro řezné prvky 20.

Uspořádání řezného prvku 20 je možno blížeji seznat z obrázků 4 až 6. Režný prvek 20 je v podstatě uspořádán do tvaru L a je opatřen upevňovací součástí 21 ve tvaru ramene, na kterou v úhlu navazuje náběhový nástavec 22. Přitom je náběhový nástavec 22 uspořádán na upevňovací součásti 21 na její zadní straně, tedy na opačné straně vzhledem ke směru V záběru.

Náběhový nástavec 22 má opěrný úsek 22.1 v podobě rovné plochy. Ta je uspořádána v úhlu k úložné ploše 21.1 upevňovací součásti 21 na zadní straně. S výhodou svírá úložná plocha 21.1 a opěrný úsek 22.1 pro optimální odvod síly úhel v rozmezí 120° až 10°. Upevňovací součást 21 tvoří na přední straně rovnou odváděči plochu 21.2, která v jedné rovině přechází do řezné plochy 22.4 nástavce 22. Řezná plocha 22.4 pak sama přechází do řezné hrany 22.3. Řezná hrana 22.3 tvoří přechodovou oblast mezi řeznou plochou 22.4 a volnou plochou 22.2 na zadní straně. Volná plocha 22.2 je uspořádána v úhlu vzhledem k řezné ploše 22.4, přičemž u řezné hrany lze při pokračujícím opotřebení spolehlivě dosáhnout efektu samoostření tehdy, je-li tento úhel zvolen v rozmezí 0° až 179°. Poloměr zaoblení řezné hrany 22.3 ie vhodně zvolen tak, aby při postačující stabilitě řezu zajistil záběr ostrého nástroje.

Jak je možno seznat z obrázku 6, má řezný prvek 20 tvar rovnoběžníka. Má vytvořenou střední oblast M a dvě boční oblasti S. V předloženém příkladu jsou boční oblasti S napojeny na střední oblast M tak, že homí horizontální vymezovací linie řezné hrany 22.3 svírá s řeznou plochou

23.1.1, resp. 23.1.2 řezný úhel v rozmezí úhlu a > = 90 až < 150°. Tyto řezné úhly jsou zvláště optimální pro zpracování půdy.

Jak je možno seznat z obrázku 1, jsou pro vytvoření řezné oblasti 14 pájením upevněny vedle sebe ve vybrání 14. 2 uložené čtyři řezné prvky 20, a to příčně na směr V záběru. Přitom doléhá upevňovací součást 21 svou dosedací plochou 21.1 na rovnou přední plochu vybrání 14.2. Odváděči plocha 21.2 přechází v přímé linii do přední strany 11 nosiče 10. Vybrání 14.2 ie vytvořeno tak, že upevňovací součásti 21 všech řezných prvků 20 jsou uchyceny vespod v celé své ploše. Náběhové nástavce 22 doléhají svými opěrnými úseky 22.1 na volnou čelní stranu nástavců 14.1 za účelem optimálního upevnění, a to prostřednictvím pájecího materiálu, takže tak vznikne jejich podepření a současně se dosáhne i ochrany hran a také ochrany před úbytkem materiálu.

Na obrázcích 7 a 8 je znázorněna další varianta provedení radlice pluhu. Ta má v zásadě podobné uspořádání jako radlice pluhu podle obrázků 1 až 3, pročež bude poukázáno na výše uvedené vývody, přičemž budou muset být zdůrazněny pouze rozdíly. V řezné oblasti 14 jsou použity tři vedle sebe znázorněné řezné prvky 20 podle obrázků 4 až 6. Jak je možno seznat z obrázku 8, je zadní strana 12 nosiče 10 opatřena přípojnou plochou 14.3, která je nastavena v určitém úhlu k vybrání 14.2 a s výhodou odpovídá úhlu volné plochy 22.2 řezného prvku 20.

Tímto způsobem vznikne zesílení, a tím i zpevnění nástaveb 14.1. Pro zlepšení vlastností při opotřebení jsou do přední strany 11 zapracována vybrání 15 a v nich jsou pájením, lepením nebo

-3CZ 27410 Ul pod, upevněny pokryvy 30 z tvrdého materiálu, sestávající z tvrdého kovu nebo z jiného tvrdšího materiálu. Přitom přecházejí pokryvy 30 z tvrdého materiálu na povrchu v jedné linii do přední strany 11.

Obrázky 9 až 11 znázorňují další provedení radlice pluhu. Pro zábranu opakování se poukazuje na shodné význaky radlic pluhu podle obrázků 1 až 3, resp. 7 a 8, a dále bude pojednáno pouze o rozdílech.

Jak je možno seznat z obrázku 9, je nástavec 14.1 a tím i vybrání 14.2 provedeno v úhlu. Do tohoto vybrání 14.2 ie. počínaje od přední řezné oblasti při pohledu ve směru V záběru, pájením připevněn nejprve řezný prvek 20 podle obrázků 4 až 6, potom přechodový prvek 24, následně pak opět tři řezné prvky 20 podle obrázků 4 až 6 a na ukončení pak koncová součást 25.

Obrázky 12 až 14 znázorňují ostří kultivátoru jakožto nástroje na zpracování půdy. To je opatřeno opět nosičem 10 s přední a zadní stranou 11 a 12. jakož i upevňovacími uloženími 13. Nosič 10 je vytvarován do podoby šípu a má odstávající nosič 16 ostří, na nějž bočně navazují dva výstupky 17. Nosič 16 ostří je v oblasti svého volného konce opět osazen řezným prvkem 20, který je upevněn pájením nebo lepením do vybrání 14.2.

Řezný prvek 20 odpovídá v podstatě provedení řezného prvku 20 podle obrázků 4 až 6, přičemž však nebyla zvolena geometrie rovnoběžníka, nýbrž bylo vybráno uspořádání, které je symetrické vůči středové příčné rovině a opatřené dvěma vzájemně rovnoběžnými stranami 23.1, 23.2.

Náběhový nástavec 22 je rovněž mírně pozměněn a neprobíhá tak daleko proti směru záběru, jako je tomu u náběhového nástavce 22 podle obrázků 4 až 6. Pro opancéřování výstupků 17 jsou tyto opatřeny ve svých, na nosič 16 ostří navazujících okrajových oblastech napájenými nebo nalepenými či jinak upevněnými pokryvy z tvrdého materiálu.

Na obrázku 15 je znázorněna další varianta provedení řezného prvku 20. Přitom je řezný prvek opatřen v oblasti svého opěrného úseku 22.1 a své dosedací plochy 21.1 výstupky 26 a zapuštěnými vybráními 27.

Výstupky 26 přitom slouží k tvarově propojenému záběru s odpovídajícími vybráními v nosiči

10. Do vybrání 27 jsou s tvarovým propojením vsazeny výstupky nosiče 10. Tímto způsobem vznikne stabilní a rovněž i tvarově propojené upevnění řezného prvku 20 na nosiči 10. Navíc je možno přesně lícované vyrovnat řezný prvek 20 při výrobě vůči nosiči 10. Při upevňování (pájení, lepení atd.) je ve značné míře zabráněno záběru řezného prvku 20 ve směru průběhu jeho tvarového propojení. Vybrání 27 mohou být, jak je znázorněno na obrázku 15, za účelem jednodušší montáže opatřena odstupňováním, nebo se mohou směrem k nosné části 70 kontinuálně rozšiřovat.

Obrázky 16 až 18 znázorňují další variantu provedení řezného prvku 20. Ten je opět opatřen upevňovací součástí 21 a náběhovým nástavcem 22 a v zásadě se podobá uspořádání nástroje podle obrázků 4 až 6.

Jak je znázorněno na obrázcích 17 a 18, které představují řezný prvek 20 v řezu, mění se provedení průřezu řezného prvku 20 kontinuálně, přičemž tloušťka materiálu upevňovací součásti 21 a nástavce na obrázku 16 se při pohledu zleva doprava zvětšuje. To je na obrázcích 17 a 18 znázorněno údaji ti -1₄ o tloušťce materiálu. Přitom platí, že t₃ > t[ a t₄ > t₂.

Na obrázcích 19 až 23 jsou znázorněny další tvary průřezů řezných prvků s upevňovací součástí a náběhovým nástavcem 22.

Obrázek 19 ještě jednou znázorňuje zaoblenou řeznou hranu 22.3. která může být opatřena například poloměrem v rozmezí 0,1 až 10 mm. Opěrný úsek 22.1 ie v daném případě vyklenut konvexně.

Na obrázku 20 je znázorněno, že namísto zaoblené řezné hrany 22.3 se také může použít i řezná hrana 22.3. sestavená z úseků mnohoúhelníka. Ta má větší odolnost proti zlomu v drsných provozních podmínkách.

-4CZ 27410 Ul

Podle obrázku 21 a obrázku 22 může být střední strana řezného prvku 20 opatřena konkávní oblastí, která za účelem vytvoření záběru nástroje, opatřeného ostrou hranou, přechází do řezné hrany 22.3.

Obrázek 22 ukazuje, že úhel, sevřený mezi opěrným úsekem 22.1 a dosedací plochou 21,1. může být i jiný, než 90°. Dostatečně dobrý přenos síly mezi řezným prvkem 20 a nosičem 10 vznikne v rozmezí úhlů 15° až 170°.

Obrázek 23 znázorňuje, že upevňovací součást 21 tvoří i konvexně vyklenutou oblast na přední straně. Tím se dosáhne větší tloušťky materiálu, což vede k větší stabilitě a delší životnosti s odolností proti opotřebení.

Na obrázcích 24 až 26 jsou znázorněna možná provedení stykové zóny mezi nosičem 10 a řezným prvkem 20. Styková zóna je přitom tvořena opěrným úsekem 21.1 a přiřazenou plochou vybrání 14.2, a/nebo opěrným úsekem 22.1 a přiřazenou čelní plochou nosiče 10. Jak je znázorněno na výkresech, je styková zóna tvořena pomocí do sebe zubovitě (s tvarovým propojením) zabírajících výstupků 26 a uložení 27. Výstupky 26 a uložení 27 jsou přitom uspořádána zrcadlově.

Na obrázcích 27 až 37 jsou znázorněny další varianty řezných prvků 20, přičemž tyto řezné prvky 20 mají v půdoryse měnící se uspořádání.

Podle obrázku 27 je řezná hrana 22.3 zaoblena konvexně. Může být podle obrázku 28 provedena i zoubkované. Podle obrázku 29 je řezná hrana opatřena dvěma konkávními oblastmi, nebo má podle obrázku 30 tvar mnohoúhelníka.

Obrázky 31 a 32 znázorňují štítovitý střešní tvar řezné hrany 22.3.

Obrázky 33 až 37 znázorňují, že postranní boky řezného prvku 20 mohou být vytvořeny konvexně (obrázek 33), konkávně (obrázek 34) nebo na způsob pyramidy.

Obrázky 36 a 37 znázorňují rovnoběžné boky.

Claims (14)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Nástroj na zpracování půdy, určený pro zemědělský stroj, zejména radlice pluhu nebo ostří kultivátoru, s nosičem (10), který je opatřen řeznou oblastí (14) s řeznou hranou, přičemž v řezné oblasti (14) je uspořádán alespoň jeden prvek z tvrdého materiálu, tvrdšího než je nosič (10), vyznačující se tím, že prvkem z tvrdého materiálu je řezný prvek (20), který tvoří alespoň část řezné hrany.
2. 2. Nástroj na zpracování půdy podle nároku 1, vyznačující se tím, že řezný prvek (20) je opatřen upevňovací částí (21), která je nasměrována do směru (V) záběru, a na řezném prvku (20) je tvarově upraven náběhový nástavec (22), vystupující z něj vůči směru záběru.
3. 3. Nástroj na zpracování půdy podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že nosič (10) je v řezné oblasti (14) opatřen uložením (14.2), v němž je řezný prvek (20) s upevňovací součástí (21) pevně uložen letováním, lepením nebo pomocí jiného obdobného spojovacího materiálu, a řezný prvek (20) je opatřen odváděči plochou (22.4), která svým povrchem přímo přechází v přední stranu (11) nosiče (10) nebo přes ni přesahuje.
4. 4. Nástroj na zpracování půdy podle jednoho z nároků laž3, vyznačující se tím, že na řezném prvku (20) je vytvořena zaoblená řezná hrana (22.3).
5. 5. Nástroj na zpracování půdy podle nároku 4, vyznačující se tím, že poloměr zaoblení řezné hrany (22.3) leží v rozmezí 0,1 mm až 15 mm.

   -5CZ 27410 Ul
6. 6. Nástroj na zpracování půdy podle jednoho z nároků laž5, vyznačující se tím, že na řezném prvku (20) je opačně vůči směru (V) záběru vytvořena ke směru (V) záběru skloněná volná plocha (22.2).
7. 7. Nástroj na zpracování půdy podle nároku 6, vyznačující se tím, že skloněná volná plocha (22.2) má vůči směru (V) úhel mezi a > = 20° až a < = 70°.
8. 8. Nástroj na zpracování půdy podle jednoho z nároků 4 až 7, vyznačující se tím, že na zaoblené řezné hraně (22.3) je vytvořen přechod mezi řeznou plochou (22.4) na přední straně a volnou plochou (22.2) na zadní straně.
9. 9. Nástroj na zpracování půdy podle jednoho z nároků laž8, vyznačující se tím, že řezný prvek (20) je pomocí opěrného úseku (22.1) náběhového nástavce (22) opřen o protilehlou plochu nosiče (10).
10. 10. Nástroj na zpracování půdy podle jednoho z nároků laž9, vyznačující se tím, že nosič (10) je v řezné oblasti (14) opatřen vybráním (14.2), v němž je uložen alespoň jeden řezný prvek (20).
11. 11. Nástroj na zpracování půdy podle jednoho z nároků lažlO, vyznačující se tím, že alespoň dva řezné prvky (20) tvoří alespoň část řezných hran, přičemž tyto řezné prvky (20) jsou uspořádány vedle sebe příčně na směr (V) záběru.
12. 12. Nástroj na zpracování půdy podle jednoho z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že v oblasti přední strany nosiče (10) je uspořádán alespoň jeden pokryv (30) z tvrdého materiálu, tvrdšího než je nosič.
13. 13. Nástroj na zpracování půdy podle nároku 12, vyznačující se tím, že pokryvy (30) jsou vsazeny do vybrání (15) v nosiči (10).
14. 14. Nástroj na zpracování půdy podle jednoho z nároků lažl3, vyznačující se tím, že řezné prvky (20) obsahují střední úsek (M) a na něj bočně po obou stranách navazující boční nástavce (S), přičemž oblasti napojení vytvářejí dělící roviny tvarovacího nástroje.