CZ32590U1

CZ32590U1 - Suspension, in particular axle suspension of trailed agricultural machines, equipment and accessories

Info

Publication number: CZ32590U1
Application number: CZ2018-35670U
Authority: CZ
Inventors: Pavel Fišer; Pavel Jandura; Adam Kešner; Václav Křepčík; Martin Mazač; Ondřej Novák; Michal Petrů; Josef Vosáhlo
Original assignee: Bednar Fmt S.R.O.; Česká zemědělská univerzita v Praze; Technická univerzita v Liberci
Priority date: 2018-11-28
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2019-02-19

Description

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká odpružení, zejména odpružení nápravy přípojných zemědělských strojů, zařízení a příslušenství, v níž se řeší problémy spojené se snižováním rázů a vibrací prostřednictvím tlumení / pružení nápravy nebo závěsů kol zejména zemědělských strojů.The technical solution relates to the suspension, in particular the suspension of the axle of the attached agricultural machinery, equipment and accessories, which solves the problems associated with the reduction of shock and vibration by damping / springing the axle or the suspension of the wheels of agricultural machinery in particular.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V současné době nemá většina zemědělské techniky pojezdová kola nijak odpružena. Tlumení rázů se realizuje nejčastěji tlumící a pružící schopností pneumatik, která je však závislá zejména na konkrétním nahuštěním (tlaku v pneumatikách).At present, most agricultural machinery has no suspension wheels. Shock absorption is most often realized by the damping and springing ability of the tires, which is, however, mainly dependent on the specific inflation (tire pressure).

Odpružení náprav přípojných zemědělských strojů může být v zásadě realizováno stejnými postupy jako u obdobně řešené techniky, tedy například nákladních automobilů, návěsů a přívěsů pro tahače. To je řešeno v jednodušším provedení s listovými pružinami, zejména umístěnými podélně s rámem vozidla. Toto řešení je výhodné tam, kde se příliš nemění zatížení nápravy a tuhost pružiny tak může být konstantní. Hlavní nevýhoda tohoto konstrukčního uspořádání je spatřován tom, že je větší zástavbový prostor, který je dán nejen rozměrem pružin, ale také způsobem připevnění k rámu. Taktéž hmotnost samotné pružiny je vysoká a nelze regulovat její tuhost během provozu.The suspension of the axles of trailers for agricultural machinery can basically be carried out by the same procedures as for similar techniques, such as lorries, semi-trailers and tractor trailers. This is solved in a simpler embodiment with leaf springs, in particular located longitudinally with the vehicle frame. This solution is advantageous where the axle load does not change much and the spring stiffness can be constant. The main disadvantage of this construction is seen in the fact that there is a larger installation space, which is given not only by the size of the springs but also by the way of attachment to the frame. Also the weight of the spring itself is high and its stiffness cannot be controlled during operation.

Další řešení je odpružení pomocí torzních pružin, které mohou být umístěny nejen podélně nebo příčně, ale i jiným způsobem. Výhodou torzních tyčí je jejich relativně nízká hmotnost a taktéž zástavbové prostory mohou být vzhledem k zatížení relativně malé. K nevýhodám tohoto technického řešení patří nemožnost regulace tuhosti během provozu a také značné namáhání míst připojení.Another solution is suspension by means of torsion springs, which can be placed not only longitudinally or transversely, but also in another way. The advantage of the torsion bars is their relatively low weight and also the installation space can be relatively small due to the load. The disadvantages of this technical solution are the impossibility of controlling stiffness during operation and also considerable stress on the connection points.

Některé tyto nevýhody odstraňuje použití pneumatické pružiny. Pneumatická pružina má kompaktní rozměry (válcové těleso), vyžaduje však mechanismus nápravy (podobně jako ostatní řešení s výjimkou podélné listové pružiny), který umožní její pohyb s požadovanou kinematikou.Some of these disadvantages are overcome by the use of a pneumatic spring. The pneumatic spring has compact dimensions (cylindrical body), but requires an axle mechanism (like other solutions except longitudinal leaf spring) to allow it to move with the desired kinematics.

Použití vzduchové pružiny přináší možnost regulace tuhosti v závislosti na zatížení a provozních podmínkách, dále regulaci světlé výšky. Výhodou je také relativně malá hmotnost. Zároveň plní i funkci tlumiče a odpadá tedy nutnost dalšího prvku. Nevýhodou je omezená hodnota zdvihu, nutnost rozvodu tlakového vzduchu a s tím spojená nutnost zdroje tlakového vzduchu a v případě, že se využívá tlakového vzduchu z tažného stroje, také dostatečné dimenzování vzduchové soustavy. Dále je nutností vhodně realizovaná regulace tlaku pro okruh pneumatických pružin.The use of air spring provides the possibility of regulation of stiffness depending on load and operating conditions, as well as regulation of ground clearance. The relatively low weight is also an advantage. At the same time, it also functions as a shock absorber, eliminating the need for an additional element. The disadvantage is the limited stroke value, the necessity to distribute the compressed air and the associated necessity of a source of compressed air and, in the case of using compressed air from the towing machine, also a sufficient dimensioning of the air system. It is also necessary to properly implement pressure regulation for the pneumatic spring circuit.

Některá řešení využívají hydropneumatické pérování. To využívá hydraulické kapaliny, která je pod tlakem vháněna do pístů. Píst je opatřen snímačem polohy, soustavou škrtících ventilů a řídícím mechanismem, který udržuje požadovanou světlou výšku podvozku. Aby podvozek umožňoval zároveň odpružení a tlumení, je dále opatřen akumulátory tlaku. Ty se skládají z nádoby, která je rozdělena na dvě poloviny pomocí nepropustné membrány. Uzavřená část je naplněna stlačeným plynem, obvykle inertním, aby vlastnosti stlačeného plynu nebyly příliš závislé na teplotě. Otevřená část se připojuje k okruhu tlakové kapaliny. Hydropneumatický systém tak umožňuje plnit nejen funkci pružení a tlumení, ale také nastavení výšky podvozku. Nevýhodou je nutnost výše popsaných součástí, které mohou být náchylné na poškození, vyžadují vhodný způsob pohonu hydraulického čerpadla např. elektrickým motorem neboSome solutions use hydropneumatic suspension. This utilizes hydraulic fluid which is pressurized into the pistons under pressure. The piston is equipped with a position sensor, a throttle valve assembly and a steering mechanism to maintain the desired ground clearance. In order to allow suspension and damping at the same time, the chassis is equipped with pressure accumulators. These consist of a container that is divided into two halves using an impermeable membrane. The closed part is filled with compressed gas, usually inert, so that the properties of the compressed gas are not very temperature dependent. The open part is connected to the pressure fluid circuit. The hydropneumatic system thus enables not only the suspension and damping function, but also the chassis height adjustment. The disadvantage is the necessity of the above described parts, which may be susceptible to damage, require a suitable way of driving the hydraulic pump eg by an electric motor or

- 1 CZ 32590 U1 připojením na výstup převodovky tažného stroje, popř. lze využít hydraulické čerpadlo tažného stroje, pokud má tento možnost připojení.- 1 GB 32590 U1 by connecting to the output of the gearbox of the towing machine, resp. the hydraulic pump of the towing machine can be used if it has this connection option.

Pokud je pro provoz zařízení nutné, aby podvozek byl použit pouze pro přepravu a manipulaci a pro konání práce nebyl podvozek v kontaktu se zemí, lze využít jednoduchého řešení, kde podvozek není součástí stroje. Jedná se pouze o přepravník, na kterém je umístěn zemědělský stroj (pluh, secí stroj), který je tažen např. traktorem. Po dosažení požadovaného místa je stroj z dopravníku sejmut a připojen za traktor. Nevýhodou tohoto řešení je obtížnější manipulace při nakládce a vykládce, nutnost práci započíst a ukončit na stejném místě, využít přepravníku i pro překonání krátké vzdálenosti, přejezdu přes zpevněné komunikace apod.If the chassis is to be used only for transport and handling and the chassis is not in contact with the ground for operation, a simple solution can be used where the chassis is not part of the machine. It is only a transporter on which an agricultural machine (plow, seed drill) is placed, which is pulled eg by a tractor. After reaching the required position, the machine is removed from the conveyor and attached behind the tractor. The disadvantage of this solution is more difficult manipulation during loading and unloading, the necessity to start and finish the work in the same place, use the conveyor for overcoming short distance, crossing over paved roads etc.

Dalším řešením je využití sklopné nápravy, která je ovládána zpravidla hydraulicky. Náprava je obvykle tuhá s klikovým tvarem. Hydraulické válce jsou připojeny poblíž náboje kola a místa rotace nápravy, a to buď přímo k nápravě, nebo k rámu stroje. Výhodou tohoto řešení je dosažení velkého úhlu otočení nápravy (více než 90°) a tedy její úplné zdvižení. K nevýhodám tohoto řešení patří značné namáhání prvků v místech připojení pístu a válce k nápravě. Další nevýhodou je vysoká tuhost tohoto řešení, kde nestlačitelná kapalina ve válcích neumožňuje pohyb pístu a tím i pružení nápravy, které se realizuje pouze v rámci pružnosti pneumatik a vzduchu, kterým jsou nahuštěny.Another solution is to use the tilting axle, which is usually operated hydraulically. The axle is usually rigid with a crank shape. The hydraulic cylinders are attached near the wheel hub and axle rotation point, either directly to the axle or to the machine frame. The advantage of this solution is the achievement of a large angle of rotation of the axle (more than 90 °) and hence its complete lifting. Disadvantages of this solution include considerable stress on the elements at the connection points of the piston and cylinder to the axle. Another disadvantage is the high rigidity of this solution, where the incompressible fluid in the cylinders does not allow the piston to move and thus the axle suspension, which is realized only within the flexibility of the tires and air with which they are inflated.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje odpružení, zejména odpružení nápravy přípojných zemědělských strojů, zařízení a příslušenství podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že k rámu je ve svém středu rotačně upevněna vodorovná část nápravy, která je zároveň upevněna k páce, která je prostřednictvím rotačního členu spojena s aktuátorem, kde aktuátor je připojen k rámu.The above mentioned drawbacks are largely eliminated by the suspension, in particular the suspension of the axle of the agricultural machinery, equipment and accessories according to the present invention, which consists in that the horizontal part of the axle is rotatably fixed to the frame in its center. is connected via a rotary member to the actuator, where the actuator is connected to the frame.

Hlavní výhoda popsaného technického řešení spočívá ve způsobu zajištění odpružení nápravy. Řešení spočívá v přesunutí zvedacího členu, např. hydraulického válce, od ramene kyvadlové nápravy do místa jejího příčného spojení. Systém se tím zjednoduší, protože nevyžaduje párové umístění hydraulických válců, ale postačí pouze jeden hydraulický válec umístěný centrálně, přičemž bude zvedat obě strany nápravy současně. V navrhovaném provedení je náprava rozdělena funkčně i fyzicky na dvě části, přičemž její vodorovná část zajišťuje funkci zvedání, resp. otáčení nápravy, zatímco svislá část, zajišťuje odpružení a částečně i tlumení. Tento způsob umístění zvedacího zařízení je dále výhodný svým umístěním, kdy je daleko méně náchylný na znečištění či poškození, protože je umístěn v rámu ve značné výšce nad rovinou terénu. Provedení podle obr. 2 je navíc výhodné ve variabilitě umístění v rámu, kde může být orientováno pod různým úhlem při zachování funkce. V závislosti na délce páky je pak navíc možné zkrátit pracovní délku válce, což kromě úspory hmotnosti usnadní zástavbu do rámu stroje. Provedení dle obr. 3 je navíc doplněno o tlumící mechanismus, který dále zlepšuje vibroizolační vlastnosti systému.The main advantage of the described technical solution lies in the method of securing the axle suspension. The solution consists in moving the lifting member, for example a hydraulic cylinder, from the pendulum axle arm to its transverse connection. This simplifies the system because it does not require paired placement of the hydraulic cylinders, but only one central cylinder is sufficient, lifting both sides of the axle simultaneously. In the proposed embodiment, the axle is divided functionally and physically into two parts. axle rotation, while the vertical part provides suspension and partly damping. This method of positioning the lifting device is further advantageous because of its location where it is much less susceptible to dirt or damage because it is positioned in the frame at a considerable height above the ground plane. In addition, the embodiment of Fig. 2 is advantageous in the variability of placement in the frame where it can be oriented at different angles while maintaining function. Depending on the length of the lever, it is also possible to shorten the working length of the cylinder, which, in addition to saving weight, facilitates installation into the machine frame. The embodiment of Fig. 3 is additionally supplemented with a damping mechanism which further improves the vibroinsulating properties of the system.

Pro správnou funkci je výhodné, že aktuátor je připojen k vahadlu a pomocí spojovací tyče se pohyb dále přenáší na páku, a že mezi rotační člen upevněný na rámu a aktuátor je vloženo tlumící zařízení, a že mezi aktuátor a vahadlo je vloženo tlumící zařízení, a že mezi páku a vahadlo je vloženo tlumící zařízení.For proper operation, it is advantageous that the actuator is connected to the rocker and the movement is further transmitted to the lever by means of a connecting rod, and that a damping device is inserted between the rotary member mounted on the frame and the actuator and that a damping device is inserted between the actuator and the rocker. that a damping device is inserted between the lever and the rocker arm.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí výkresů, na kterých znázorňuje obr. 1 schéma čelního a bočního pohledu na nápravu, kde je zřejmé provedení mechanismu pro zdvihání nápravy, obr. 2 znázorňuje provedení doplněné o vahadlo pro výhodnější umístění zdvihacíhoThe technical solution will be explained in more detail by means of the drawings, in which Fig. 1 shows a diagram of the front and side view of the axle, where the design of the mechanism for lifting the axle is obvious.

-2CZ 32590 U1 mechanismu, obr. 3 znázorňuje využití tlumícího mechanismu a jeho možné vřazení do mechanismu.Fig. 3 shows the use of the damping mechanism and its possible incorporation into the mechanism.

Příklad uskutečnění technického řešeníExample of technical solution implementation

Odpružení, zejména odpružení nápravy přípojných zemědělských strojů, zařízení a příslušenství podle obr. 1 až 3 spočívající vtom, že krámu 1 je ve svém středu rotačně upevněna vodorovná část 8 nápravy, která je zároveň upevněna k páce 4, která je prostřednictvím rotačního členu 2 spojena s aktuátorem 3, kde aktuátor 3 je připojen k rámu 1.Suspension, in particular the suspension of the axle of the agricultural machinery, equipment and accessories according to Figs. with an actuator 3, wherein the actuator 3 is connected to the frame 1.

Systém dle obr. 1 se skládá z nápravy, která je rotačně upevněna k rámu 1 ve své vodorovné části 8. Uprostřed této části je umístěna páka 4, která je prostřednictvím rotačního členu 2 (oko, čep) spojena s aktuátorem 3, např. hydraulickým válcem. Lineární pohyb válce je převáděn na pohyb rotační prostřednictvím páky 4, čímž je zajištěno zvedání a spouštění nápravy v její vodorovné části. Náprava dále realizuje pružení a to mařením energie krutém zejména ve vodorovné části nápravy a ohybem v ramenech nápravy.The system of Fig. 1 consists of an axle which is rotatably mounted to the frame 1 in its horizontal part 8. In the middle of this part there is a lever 4 which is connected to the actuator 3 by means of a rotary member 2 (eye, pin), e.g. cylinder. The linear movement of the roller is converted to rotational movement by means of the lever 4, thereby ensuring the raising and lowering of the axle in its horizontal part. The axle also realizes the springing by obstructing the cruel energy especially in the horizontal part of the axle and bending in the arms of the axle.

Systém dle obr. 2 je dále doplněn o vahadlo 6 upevněné pomocí rotačního členu k rámu 1. Aktuátor 3 je připojen k vahadlu 6 a pomocí spojovací tyče 5 přenáší pohyb na páku 4. Vahadlo 6 transformuje lineární pohyb na rotační a poté jej přenáší prostřednictvím spojovací tyče 5 na pákuThe system according to FIG. 2 is further complemented by a rocker 6 fixed by means of a rotary member to the frame 1. The actuator 3 is connected to the rocker 6 and transmits the movement to the lever 4 by means of a tie rod. bars 5 per lever

4. Výhody tohoto uspořádání lze spatřovat v možnosti jiné orientace aktuátoru 3 v závislosti na konkrétních požadavcích.4. The advantages of this arrangement can be seen in the possibility of different orientation of the actuator 3 depending on the specific requirements.

Systém dle obr. 3 ukazuje možnost zlepšení tlumících vlastností systému vřazením tlumícího zařízení 7 blíže nespecifikovaného zařízení bez nebo s regulací tlumícího účinku. Tlumící zařízení 7 se připojí paralelně, a to buď mezi rotační člen upevněný na rámu 1_ a aktuátor 3, nebo mezi aktuátor 3 a vahadlo 6, popř. mezi páku 4 a vahadlo 6.The system of Fig. 3 shows the possibility of improving the damping properties of the system by incorporating a damping device 7 of an unspecified device without or with damping effect control. The damping device 7 is connected in parallel, either between the rotary member mounted on the frame 7 and the actuator 3, or between the actuator 3 and the rocker arm 6, respectively. between the lever 4 and the rocker arm 6.

Náprava je rozdělena funkčně i lyzicky na dvě části, přičemž vodorovná část 8 nápravy zajišťuje funkci zvedání, resp. otáčení nápravy, zatímco svislá část 9 nápravy, zajišťuje odpružení a částečně i tlumeníThe axle is divided functionally and lysically into two parts. axle rotation, while the vertical axle portion 9 provides suspension and partially damping

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Popisované řešení je průmyslově využitelné pro snižování vibrací a rázů zejména přípojných zemědělských strojů, přínosem je umožnění zvýšení přepravní rychlosti, snížení opotřebení jednotlivých částí stroje a možnost snižovat hmotnost částí stroje.The described solution is industrially applicable for the reduction of vibrations and shocks, especially of the attached agricultural machines, the benefit is the possibility of increasing the transport speed, reducing the wear of individual machine parts and the possibility to reduce the weight of machine parts.

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS

Claims

Suspension, in particular axle suspension of trailers, implements and accessories, characterized in that a horizontal part (8) of the axle is rotatably fixed to the frame (1) in its center and at the same time fixed to the lever (4) which is connected to the actuator (3) via a rotary member (2), wherein the actuator (3) is connected to the frame (1).

Suspension, in particular suspension of the axles of trailers, equipment and accessories according to claim 1, characterized in that the actuator (3) is connected to the rocker arm (6) and the movement is further transmitted to the lever (4) by means of a connecting rod (5). .

Suspension, in particular axle suspension of the agricultural machinery, equipment and accessories according to claim 1, characterized in that a damping device (7) is inserted between the rotary member (2) mounted on the frame (1) and the actuator (3).

5

Suspension, in particular axle suspension of the attached agricultural machines, devices and accessories according to claims 1 and 2, characterized in that a damping device (7) is inserted between the actuator (3) and the rocker arm (6).

-3 CZ 32590 U1

Suspension, in particular the suspension of the axles of the trailers, of the to and accessories according to claims 1 and 2, characterized in that a damping device (7) is inserted between the lever (4) and the rocker arm (6).