FI105644B - Arrangemang för belastningsanpassad avlastning av en slåttermaskin - Google Patents

Description

1 105644

Arrangemang för belastningsanpassad avlastning av en slättermaskin Föreliggande uppfinning hänför sig tili avlastningsarrangemang pä en inom jordbruket * använd slättermaskin omfattande en med ett knivaggregat och en bearbetningsenhet försedd 5 slätteraggregat fjädrande upphängdi en bärande ram, där slätteraggregatet är förbundet med den bärande ramen med ätminstone tvä i huvudsak vägräta ledannar och uppburen av ätminstone tre mellan slätteraggregatet och den bärande ramen verkande fjädrande element, där ätminstone ett av de fjärdande elementen utgöres av en hydraulisk eller pneumatisk cylinder, vars lyftkraft kompenserar den tilläggsbelastning vilken slätteraggregatet utsätts 10 för under köming i gröda.

Det firms mänga kända lösningar pä problemet att avlasta en slättermaskin genom att pä olika sätt upphänga den fjädrande i en bärande ram. Man kan med fog anse den Schweiziska patentansökningen nr 510 975 (Bucher-Guyer) frän 1969 som en av de grundläggande, 15 speciellt för de bogserade slätterkrossäma av i dag. Här presenteras en slättermaskin med tallriksrotorer, där slätteraggregatet är fjädrande upphängd i förhällande tili en hjulförsedd bärande ram. Bucher-Guyer's slätteraggregat är med hjälp av styva ledarmar förbundet med huvudramen. Patentet visar olika utförande pä dessa ledarmar. Dels sädana som medger att slätterbalken vrider sig runt en axel i huvudsak vinkelrät mot körriktningen när den under 20 arbete följer markens ojämnheter uppät och nedät, dels sädana som häller slätteraggregatets vinkel i förhällande tili den bärahde ramen oförändrad. Det sistnämnda utförandet brukar oftast i dagligt tai nämnas parallellogramupphängning. De ledarmar som visas i Bucher-Guyer patentet äro styva och infästade tili huvudramen sälunda att de ger slätteraggregatet ett fixerat läge i sidled i förhällande tili den bärande ramen.

25

Ett annat ofta citerat patent i dethär sammanhanget är US 4 724 661 (Blakeslee 1986). Den bygger i princip vidare pä samma tankegängar som redan framfördes av Bucher-Guyer, men Blakeslee utvidgade sin lösning ί förhällande tili den förra sälunda att hans maskin har en avfjädrad mellanram mellan ' slätteraggregatet och själva huvudramen. Blakeslee har 30 sälunda uppdelad fjädringsrörelsen upp och ned i tvä delrörelser i huvudsak för att minska pä slätterbalkens relativa rörelse i förhällande tili bearbetningsenheten utan att för den skull minska pä den totala fjädringsrörelsen för slätterbalken. Den förbindelse som Blakeslee 105644 visar mellan slätteraggregatet och mellanramen respektive mellan mellanramen och huvudramen utgörs av sk. parallellogramupphängning med styva ledarmar.

US patent 4 719 742 (Ermacora, prioritet frän 1984) visar i huvudsak hur tvä mindre 5 slätteraggregat kan kombineras tili en bred maskin. Den visar emellertid även ett litet awikande system för avlastning av själva slätteraggregaten. Ermaco visar den bärande huvudramen avfjädrad i förhällande tili körhjulen, medan själva slätteraggregatet kan vrida sig runt en i huvudsak vägrät axel vinkelrät mot själva körriktningen (se bl.a. patentkrav 14). Även Ermaco uppvisar styva ledarmar som förbinder slätteraggregatet med 10 huvudramen.

I PCT patentansökan WO 91/11099 (Lauritsen, 1990) ser vi egentligen en kombination av de tre ovannämnda patentema. Här visar Lauritsen en lösning där slätterbalkens vertikala rörelse är uppdelad i tvä delrörelser (liksom hos Blakeslee), där slätterbalken är vridbart 15 infastad tili en avfjädrad ram (liksom hos Ermacora) och där den avfjädrade ramen är upphängd i den bärande ramen med en sk. parallellogramupphängning med styva ledarmar (liksom hos Bucher-Guyer).

I US patent 4 599 852 (Kerber et ai. 1985) ser vi ännu ett annat avlastnigssystem för ett 20 slätteraggregat, där slätterbalken likasä är fjädrande upphängd i förhällande tili ett skärhuvud (mellanram), och förbunden med denna med hjälp av styva ledarmar, sälunda att slätterbalken kan vrida sig i förhällande tili ramen runt en i huvudsak vägrät axel vinkelrät mot körriktningen. Kerber et ai. skiljer sig frän tidigare framförda lösningar därigenom att t * den framför bladfjädrar som avlastningsorgan, vilka överför en del av skärbalkens vikt tili 25 ramen.

I EP 0 634 092 Ai (Freudendahl, 1993) visas en lösning som i stort liknar den lösning Kerber et ai. framför med ett slätteraggregat, som kan vrida sig runt en i huvudsak vägrät axel vinkelrät mot körriktningen. Skillnaden ligger däri att Freudendahl i stället för de 30 bladfjädrar som Kerber et ai. visar för at balansera slätterhuvudets vridningsrörelse runt denna axel, sä visar Freudendahl en i huvudsak vägrät dragfjäder som kalla för vridmomentet runt denna samma vägräta axel. Freudendahl har slätteraggregatet förbundet med ramen med styva ledarmar liksom Kerber et ai. (se bl.a. patentkrav 1) och slätteraggregatets vikt uppbärs av i huvudsak lodrät anbringade fjädrar mellan huvudramen 3 105644 och ledarmama, pä ett sädant.sätt att dessa fjädrar inte anbringar nägot vridmoment pä slätteraggregatet i förhällande tili den vägräta axeln.

I den finska patentskriften FI101123 (Häggblom & Fagerholm, 1998), visas en ytterligare 5 vidareutvecklad avbalanseringssystem for en slämaskin. I denna är själva slätteraggregatet ' infastad tili huvudramen med fjädrande ledarmar och dess vikt uppbäres av minst fyra fjädrar sälunda att vaije fjäders avlastningskraft är anpassad tili maskinens massa och avständet mellan fjädems verkningslinje och aggregatets tyngdpnnkt.

10 Alla dessa kända lösningar har pä sitt sätt bidragit tili att förbättra slätteraggregatens foljsamhet mot marken under slättem, och pä sädant sätt ökat maskinemas kapacitet. De har emellertid alla den svagheten att de enbart sysslar med att avlasta slätteraggregatets statiska massa utan att taga hänsyn tili de Stora dynamiska reaktionskraftema förorsakade av bearbemingsorganens drivmoment och grödans acceleration när den tvingas genom 15 maskinen. ______ För att belysa detta närmare kan vi tänka oss ett exempel som visar storleksordningen pä reaktionskraften förorsakad av rotoms drivmoment. Om ett typiskt slätteraggregat med krossrotor har en massa pä 1000kg, vilken avlastats statiskt sälunda att den belastar marken 20 med ca 1000N (-10%), jämnt fördelat over 500mm av slätterbalken i körriktningen kan denna reaktionskraft mot marken maximalt motstä ett drivmoment av storleken 1000N x 500 / 2 mm = 250Nm utan att tippa over nosen eller kräva stabilisatorarmar mellan slätteraggregat och huvudram för att motverka drivmomentet. Om krossrotom roterar med 1000 r/min motsvarar detta en effekt om 26 kW pä krossrotom. I kraftig gröda har 25 merparten av maskinema i denna storleksordning större effektbehov pä krossrotom. Därför behövs oftast stabilisatorarmar. Stora reaktionskrafler i stabilisatorarmama ger äter i sin tur upphov tili friktionskrafter och därmed försämrad följsamhet för slätteraggregatet.

• . — _ .

En annan faktor som ökar slätteraggregatets marktryck under drift är att gräsmassan som 30 krossrotom behandlar accelereras uppät frän skärelementens 5 nivä till att passera över krossrotom. Även för denna dynamiska kraft gäller att ju kraftigare gröda och ju större hastighet, dess större är denna reaktionskraft och rotoms effektbehov.

4 105644 För att uppnä en ideal markföljsamhet har ett arrangemang för belastningsanpassad avlastning av en slättermaskin utvecklats där slätteraggregatet är förbundet med den bärande ramen med ätminstone tvä i huvudsak vägräta ledarmar och uppburen av ätminstone tre mellan slätteraggregatet och den bärande ramen verkande fjädrande element, där 5 ätminstone ett av de fjärdande elementen utgöres av en hydraulisk eller pneumatisk cylinder vanned den tilläggsbelastning som slätteraggregatet utsätts för under arbete steglöst kan kompenseras under drift.

För att uppnä denna ideala markföljsamhet kännetecknas uppfinningen av vad som framgär 10 av nedanstäende patentkrav.

Uppfinningens främsta fördel ligger i förmägan att bibehälla marktrycket jämnt fördelat över hela den understödsyta som ligger an mot marken därför att trycket i det hydrauliskt eller pneumatiskt fjädrande elementet (elementen) anpassas tili maskinens effektbehov och 15 sälunda kan kompensera drivmomentets reaktionskrafter och därmed bibehäller marktryckets fördelning mot understödsytan pä en nivä som möjligast väl överensstämmer mot den fördelning som kan uppnäs vid statisk inställning av avlastningen.

I det följande beskrives ett fördelaktigt utförande av uppfinningen med hjälp av följande 20 principritningar.

Fig. 1 visar en bogserad slätterkross enligt uppfinningen sedd snett framifrän.

Fig. 2 visar samma slätterkross i sidoprojektion.

25 Maskinen i fig 1-2 bestär av en tili tranktom kopplad bärande huvudram 1 utrustad med körhjul 2, ett med ramen 1 förbundet slätteraggregat 3, bestäende av en i huvudsak vinkelrät mot körriktningen befintlig slätterbalk 4 med tillhörande skärorgan 5 och mot marken . stödande glidplät eller glidplätar 6, en roterande bearbetningsenhet 7, styrplätar 8 för att styra materialströmmen ut frän maskinen, ledarmar 9 & 10, mellan slätteraggregatet 3 och 30 den bärande ramen 1, samt i ett altemativt utförande även en stabilisatorarm 21.

Slätteraggregatet 3 vikt uppbäres tili största delen av de fjädrande elementen 1 l,12och 13. De fjädrande elementen 11 och 12 utgöres av konventionella dragfjädrar med spännskruvama 19 och 20, medan det fjädrande elementet 13 utgöres av en hydraulcylinder i 5 105644 14 förbundet med en tryckaccumulator 15. Genom att ändra pä den inslutna oljemängden i hydraulkretsen tryckaccumulator - cylinder kan lyftkraften hos det fjädrande elementet 13 regleras.

Fjädramas nedre ändar är infastade till slätteraggregatet i punktema 16,17 och 18. Som vi 5 kan se frän fig 2 befinner sig dessa i körriktningen sett pä olika sidor om maskinens tyngdpunkt m. Genom att variera pä förhällandet mellan avlastningskraftema frän de fjädrande elementen kan man erhälla en jämn fördelning av marktrycket under slätterbalken, eller om maskinen är utrustad även med en stabilisatorarm 21 och härvid har s.k. parallellogramupphängning, en situation där de vägräta kraflema i ledarmama är i det 10 närmaste noll i viloläge. Härvid är det en fördel om de fjädrande elementens 11-13 lutning i förhällande tili vertikalplanet är omvänt proportionellt mot deras huvudsakliga avlastningskraft för att motverka att avlastningskraftemas vägräta summavektor negativt päverkar kraflema i ledarmama 9,10.

15 Avlastningsarrangemanget enligt uppfinningen fungerar pä följande sätt:

Under köming regleras oljemängden i cylindem 14 och sälunda derma cylinders lyftkraft enligt körhastighet och den bearbetade grödans vikt. Denna regiering blir optimal om den automatiseras sä att cylindems lyftkxaft blir direkt proportionell mot maskinens effektbehov.

För mindre krävande applikationer kan man även använda en approximativ manuell 20 regiering med en frän traktoms förarsäte styrd oljeventil.

Eflersom en belastningskompensation av slätteraggregatets avlastning ger minsta och samtidigt jämnast möjliga marktryck flr slätteraggregatet härmed även största möjliga frihet att följa markens ojämnheter, vilket även minskar mängden markföroreningar som plockas • __________ ..

upp av maskinen tillsammans med gräset. Detta höjer pä foderkvaliteten och minskar även 25 pä maskinens slitage. När oljan under köming pä ojämn mark förflyttas mellan tryckaccumulatom 15 och cylindem 14 fungerar det fjädrande elementet 13 samtidigt även som en stötdämpare och minskar slätteraggregatets 3 risk att räka ut för svängningar av egenfrekvenstyp.

• „ 30 Uppfinningen begränsar sig naturligtvis inte tili den ovan beskrivna fördelaktiga utförandeform, utan en mängd variationer pä densamma är möjlig innom ramen för nedanstäende patentkrav. Sälunda kan t.ex. belastningskompensation erhällas även om hydraulcylindem 14 och tryckaccumulatom 15 ersättas av en pneumatisk cylinder eller bälg.

6 105644

Likasä kan de fjädrande elementen 11 och 12 ersättas av hydropneumatiska element om dessa inte är kopplade tili samma tryckkrets som det fjädrande elementet 13.

m

Claims (9)

105644 7

1. Ett arrangemang för belastningsanpassad avlastning av en inom jordbruket använd slättermaskin omfattande ett med ettlcmvaggregat (5) och en bearbetningsenhet (7) försedd slätteraggregat (3) fjädrande upphängd i en bärande ram (1), där slätteraggregatet (3) är förbundet med den bärande ramen (1) med ätminstone tvä ledarmar (9 och 10) och uppburen av ätminstone tre mellan slätteraggregatet och den bärande ramen verkande fjädrande element (11,12 och 13), kännetecknad därav att ätminstone ett av de fjärdande elementen (13) utgöres av en hydräulisk eller pneumatisk cylinder eller bälg (14), vars lyflkraft kompenserar den tilläggsbelastning vilken slätteraggregatet utsätts för under köming i gröda.

2. Ett avlastningsarrangemang enligt patentkrav 1, kännetecknad därav att lyftkraften hos cylindem (14) regleras sä att den är proportionell mot slätteraggregatets drivmoment.

3. Ett avlastningsarrangemang enligt patentkrav 1, kännetecknad därav att avlastningscylindem samtidigt fungerar som en stötdämpare vilken minimerar slätteraggregatets benägenhet för egensvängningar.

4. Ett avlastningsarrangemang enligt patentkrav 1, kännetecknad därav de fjädrande elementens lutning i förhällande tili vertikalplanet är omvänt proportionellt tili deras huvudsakliga avlastningskraft.

5. Ett avlastningsarrangemang enligt patentkrav 1, kännetecknad därav att slätteraggregatet (3) är infästad tili huvudramen (1) enbart med tvä ledarmar (9 och 10).

6. Ett avlastningsarrangemang enligt patentkrav 1, kännetecknad därav att slätteraggregatet (3) är infästad tili huvudramen (1) med tvä ledarmar (9 och 10) samt m a :' . ytterligare med minstone en stabilisatorarm (21)

7. Ett avlastningsarrangemang enligt patentkrav 1, kännetecknad därav att alla fjädrande avlastningselement utgöres av hydropneumatiska element fördelade pä minst tvä skilda tryck-kretsar. 105644

8. Ett avlastningsarrangemang enligt patentkraven 1-6, kännetecknad därav att de fjädrande avlastningselementen (11 och 12) kan regleras sä att maskinen är i balans även runt körriktningens centrumaxeln.

9. Ett avlastningsarrangemang enligt patentlcrav 1, kännetecknad därav att den bärande ramen (1) är utrustad med körhjul (2) för att hälla en i det närmaste konstant höjd over marken under slätter. « « 9 p, .. ., 105644