IT202100025301A1 - Dispositivo stabilizzatore orizzontale per barra falciante - Google Patents

Description

Testo descrittivo della domanda di brevetto per invenzione industriale avente titolo: DISPOSITIVO STABILIZZATORE ORIZZONTALE PER BARRA FALCIANTE

La presente invenzione s'inquadra nel settore concernente le macchine agricole e si riferisce ad una macchina falciatrice adatta alla falciatura di vegetali, quali possono essere, ad esempio, foraggi, erba medica, ma anche altre coltivazioni o semplicemente l'erba che cresce nei prati o nei parchi o ai bordi delle strade.

In particolare la presente invenzione si riferisce ad un dispositivo stabilizzatore orizzontale per la barra falciante, generalmente supportata tramite una idonea struttura applicata alla parte frontale di un veicolo portante, quale pu? essere un trattore.

Si premette che, pur specificando il tipo e la posizione operativa della barra falciante per ragioni di semplicit? e chiarezza, l'ambito di applicazione della presente invenzione non si deve ritenere limitato a quanto descritto, essendo i principi seguiti nella progettazione validi anche per dispositivi falcianti di tipo diverso e montati anche in altra posizione, ad esempio posteriormente al veicolo portante.

Avendo ci? premesso, nelle macchine falciatrici note, in genere applicabili anteriormente a trattori od altri veicoli vettori, le porzioni taglienti del gruppo falciante sono movimentate tramite prese di forza meccaniche o alimentazioni idrauliche. Nel caso in esame, le alimentazioni idrauliche non sono di interesse e non verranno trattate nel seguito.

Con riferimento alle Figure 1 e 2, relative all'arte nota, le barre falcianti della tecnica nota sono realizzate impiegando una lunga barra 15, avente funzione di sostegno strutturale, sulla quale, con opportuni mezzi di fissaggio, ? montata una pluralit? di supporti con una conformazione atta sia ad accogliere sia a guidare una pluralit? di lame 16, 17.

La conformazione della barra e dei supporti ? tale che una prima serie di lame 16 pu? scorrere in modo rettilineo alternativo rispetto ad una seconda serie di lame 17 pure mobili ma in senso contrario, situate alternate a quelle della prima serie, e rispetto alla barra 15. Quindi, le lame mobili 16 del primo gruppo cooperano con le lame mobili 17 del secondo gruppo per effettuare l'operazione di taglio.

Si intende che nell'ambito della presente invenzione rientrano anche macchine falciatrici equipaggiate con barre falcianti a dischi, nelle quali le lame mobili sono invece sostituite da un una serie di dischi allineati lungo la barra falciante, con i bordi dotati di coltelli taglienti, ad esempio in numero variabile da due a tre, liberi di ruotare attorno ad un perno e tenuti in assetto radiale durante la rotazione del rispettivo disco, per effetto della forza centrifuga, ed in grado di oscillare attorno al proprio asse di rotazione nel caso di urto contro un ostacolo fisso.

La barra falciante 5, con lame mobili o dischi rotanti, ? supportata da una struttura portante 3 che la mantiene normalmente parallela al terreno e pu? essere eventualmente protetta all'interno di un involucro scatolare avente il lato inferiore aperto (non previsto nel caso illustrato).

La struttura di supporto 3 e la barra falciante 5 costituiscono quello che viene comunemente definito nel settore il "gruppo falciante" 2.

Il gruppo falciante ? unito ad un parallelogramma articolato 12 tramite un giunto a snodo sferico 13, che gli consente di oscillare, in particolare nel piano trasversale alla direzione di avanzamento, in modo da adattarsi alle diverse inclinazioni della superficie del terreno, mentre il parallelogramma articolato consente di alzare o abbassare il gruppo falciante 2.

A sua volta, il parallelogramma articolato ? unito con le due articolazioni superiori ad un telaio 11, fissato ai mezzi di supporto del trattore o altro veicolo.

Un cilindro oleodinamico agisce sul parallelogramma per variarne la configurazione alzando o rispettivamente abbassando il gruppo falciante.

Durante il lavoro della falciatrice (Fig.1), tutto il gruppo falciante rimane appoggiato sul terreno, in modo che la barra falciante sfiori il suolo e possa tagliare l'erba con l'avanzamento del trattore e della falciatrice medesima. Il cilindro oleodinamico interposto tra il telaio e il gruppo falciante consente di passare alla configurazione di trasporto (Fig.2), sollevando il gruppo falciante e mantenendolo bloccato in posizione sollevata.

In condizione operativa, il peso scaricato a terra dal gruppo falciante viene regolato da idonei mezzi di richiamo, non illustrati e non descritti in quanto non pertinenti con l'invenzione, i quali trattengono verso l'alto il gruppo falciante.

La previsione di uno snodo sferico 13 per il supporto del gruppo falciante consente a tutto il gruppo medesimo di oscillare trasversalmente rispetto all'avanzamento della falciatrice consentendo alla barra falciante di adattarsi al terreno, e in particolare di potersi adattare alle eventuali ondulazioni del terreno senza compromettere le operazioni di taglio n? danneggiare il terreno o il gruppo falciante stesso.

Il fulcro della rotazione del gruppo falciante coincide quindi con il centro del giunto a snodo sferico, e pertanto l?equilibrio orizzontale del gruppo falciante rispetto allo snodo sferico, potendo esso oscillare trasversalmente, dipende esclusivamente dalla posizione del suo baricentro.

Se il baricentro del gruppo falciante giace sull?asse verticale passante per il centro dello snodo allora si ha un equilibrio stabile, altrimenti la barra tender? continuamente ad inclinarsi fintanto che non si raggiunge la condizione sopracitata, con il baricentro che giace sull'asse che attraverso lo snodo.

Come gi? detto, le lame di taglio sono azionate a scorrere a contatto una sull?altra con movimento alternativo in senso longitudinale alla barra falciante (trasversale alla direzione di avanzamento del trattore), affinch? i coltelli realizzino un effetto a forbice che consente di tagliare l?erba per tranciatura.

Il movimento alternativo delle lame di taglio ? generalmente ottenuto tramite un asse rotante di azionamento 20 che, mediante un gruppo cinematico 19 di tipo noto, ? in grado di trasformare la rotazione nel movimento alternativo delle lame di taglio. L'asse di azionamento viene trascinato in rotazione tramite un collegamento 21 alla presa di forza del trattore o altro veicolo, tale collegamento consistendo in un albero di trasmissione oppure di un treno catena di ingranaggi o altro organo simile atto alla trasmissione del moto.

In generale, sia il gruppo cinematico 19 che il collegamento di trasmissione 21 originantesi dalla presa di forza si trovano applicati in corrispondenza del lato 7 sul gruppo falciante 2, in corrispondenza di una testata.

Per effetto della presenza del gruppo cinematico 19, dell'asse rotante di azionamento 20 e del sistema di collegamento 21 su un lato 7 del gruppo falciante, in fase di lavoro, il baricentro risulter? spostato rispetto al giunto a snodo sferico 13, in particolare in direzione del lato 7 ossia del gruppo cinematico 19 e degli altri organi di movimentazione.

In condizione operativa (Fig. 1), essendo la barra appoggiata sul terreno, si avr? una distribuzione del peso non uniforme con conseguente usura precoce delle slitte di appoggio sul lato del gruppo cinematico ed una corrispondente leggera solcatura del terreno.

Questo che pu? sembrare a prima vista un problema di poco conto, ha invece delle conseguenze di notevole importanza sulla condizione del terreno. A causa di strisciamenti squilibrati il taglio del foraggio non ? dolce, e raschiando il terreno la barra falciante strappa le piantine impedendo una maggiore produttivit?, che consiste in una ricrescita veloce della fienagione. I danni possono portare ad una diminuzione dei 3/4 tagli all?anno che si possono realizzare quando il taglio del foraggio avviene in modo dolce ed uniforme.

In fase di sollevamento (Fig. 2), invece, si otterr? un?inclinazione del gruppo falciante con ampiezza direttamente proporzionale alla distanza del baricentro dall?asse verticale passante per il centro dello snodo sferico. Questo comporta problemi di trasporto, dato che la posizione non orizzontale del gruppo falciante impone di sollevare maggiormente la struttura portante, per evitare che dossi o avvallamenti portino la barra falciante a colpire il terreno, magari una strada, durante gli spostamenti.

Per compensare questa inclinazione indesiderata, con il gruppo falciante in posizione di trasporto, e questa pressione eccessiva su un lato del gruppo falciante durante l'operazione di falciatura, e riequilibrare la condizione del gruppo falciante, ? previsto un dispositivo di stabilizzazione orizzontale, che include una molla 18 applicata tra il telaio ed il gruppo falciante, la quale determina un momento angolare che contrasta quello determinato dalla forza peso del gruppo cinematico e dal collegamento di trasmissione montati sul gruppo falciante.

In pratica, la molla di compensazione 18 produce un momento angolare M verso l'alto agente sul gruppo falciante supportato dal parallelogramma articolato tramite lo snodo sferico 13.

La forza di reazione elastica esercitata dalla molla di compensazione ? direttamente proporzionale alla distanza fra il telaio ed il gruppo falciante, pertanto dimensionando opportunamente la rigidezza (costante elastica) della molla 18, ? possibile trovare la condizione per cui quando la barra falciante ? appoggiata a terra si ottiene un equilibrio orizzontale perfetto.

Tuttavia, poich? i punti di attacco della molla di compensazione sul telaio e sul gruppo falciante non giacciono sull'asse orizzontale S passante per lo snodo sferico, succede che abbassando o sollevando il gruppo falciante la distanza tra questi punti di attacco della molla 18 non rimane costante, ma varia.

Dal momento che la condizione di equilibrio dipendente dalla forza di reazione esercitata dalla molla di compensazione, al variare della distanza fra gruppo falciante e telaio, variando anche la distanza tra i punti di attacco della molla, la condizione sopracitata di equilibrio orizzontale non sar? pi? verificata, vanificando in tutto o in parte l'azione di compensazione della molla.

Lo scopo della presente invenzione ? quello di fornire un dispositivo stabilizzatore orizzontale ber la barra falciante frontale, il cui effetto di compensazione non dipenda dalla distanza fra il gruppo falciante ed il telaio della falciatrice, in modo da garantire il perfetto equilibrio orizzontale in tutte le condizioni di lavoro e di trasporto.

Altro scopo della presente invenzione ? quello di proporre una soluzione originale, semplice ma funzionale, che non incida negativamente sui costi di realizzazione della falciatrice nel suo complesso e che possa eventualmente essere applicata alle falciatrici gi? prodotte ed operative.

Questi ed altri scopi che risulteranno chiari dalla seguente descrizione, sono tutti ottenuti mediante un dispositivo stabilizzatore orizzontale ber la barra falciante applicata ad un trattore o altro veicolo portante, realizzato come riportato nella rivendicazione indipendente.

Le rivendicazioni dipendenti suggeriscono ulteriori forme di realizzazione e varianti applicative del dispositivo oggetto della presente invenzione.

Le caratteristiche dell'invenzione non emergenti da quanto detto sopra, saranno rese evidenti nella seguente descrizione, da considerare con riferimento all'unita tavola di disegno, nella quale:

Le figure 1 e 2 illustrano una macchina falciatrice dell'arte nota, rispettivamente in condizione operativa, in appoggio al suolo, e in condizione sollevata di trasporto; la figura 3 illustra la macchina falciatrice equipaggiata del dispositivo di stabilizzatore in accordo con l'invenzione vista di lato;

la figura 4 illustra un dettaglio del dispositivo di stabilizzatore in accordo con l'invenzione; e

la figura 5 illustra la macchina falciatrice equipaggiata del dispositivo di stabilizzatore in accordo con l'invenzione vista frontalmente.

Con riferimento alle suddette figure, il dispositivo oggetto della presente invenzione ? destinato ad essere montato su una macchina falciatrice di tipo noto, associata ad un veicolo portante costituito, ad esempio, da un trattore agricolo. Si intende che la natura del veicolo portante non ? essenziale per la presente invenzione, e quindi l'associazione della macchina falciatrice ad altro veicolo non influisce sull'ambito dell'invenzione.

In particolare, il gruppo falciante 2 ? nel caso illustrato associato anteriormente al trattore, ma si intende che associando il gruppo falciante invece in posizione posteriore al trattore la soluzione tecnica qui descritta rimane comunque compresa nell'ambito dell'invenzione.

Il gruppo falciante 2 comprende la barra falciante 5, costituita come descritto in premessa, portata parallela al terreno ed eventualmente protetta all'interno di un involucro scatolare con il lato inferiore aperto (non illustrato in quanto non previsto nella forme di realizzazione esemplificativa qui descritta ed illustrata).

Il gruppo falciante 3 ? supportato da una struttura di supporto 3 che ? costituita da un telaio 11 direttamente associato al veicolo portante, e da un parallelogramma articolato 12, inferiormente incernierato al telaio 11.

La conformazione ed il funzionamento del parallelogramma articolato 12 ? ben noto e quindi non sar? descritto in maggiore dettaglio. Basti dire che variando la sua configurazione angolare varia anche la distanza tra i suoi assi, cos? che il gruppo falciante 2 ad esso fissato viene spostato verso il basso o verso l'alto in misura corrispondente.

Lo spostamento verso l'alto e verso il basso del gruppo falciante 2 viene ottenuto mediante mezzi attuatori 4 costituiti nel presente caso da un cilindro oleodinamico 22, unito al telaio 11 e ad un lato del parallelogramma articolato 12.

L'unione del gruppo falciante 2 al parallelogramma articolato 12 ? realizzata mediante un un giunto a snodo sferico 13, entro il quale si introduce un perno 10 di unione del detto gruppo falciante 2.

Il fulcro della rotazione del gruppo falciante coincide con il centro dello snodo sferico, e quest'ultimo consente il supporto del gruppo falciante con possibilit? di oscillare nel piano trasversale alla direzione di avanzamento A (figura 3), per permetterne l'adattamento alle diverse inclinazioni della superficie del terreno, e longitudinalmente, per l'abbassamento e il sollevamento in funzione della configurazione angolare del parallelogramma articolato 12.

Durante il lavoro della falciatrice, tutto il gruppo falciante 2 rimane appoggiato sul terreno, in modo che la barra falciante 5 sfiori il suolo e possa tagliare l'erba con l'avanzamento del trattore e della falciatrice medesima. Eventuali organi di richiamo (non illustrati) vanno a diminuire il peso con cui il gruppo falciante si appoggia sul terreno, secondo modalit? note che non sono inerenti alla presente invenzione.

Il cilindro oleodinamico 22 interposto tra il telaio 11 e il gruppo falciante 2 consente quindi di passare alla configurazione di trasporto (Figura 2), sollevando il gruppo falciante e mantenendolo bloccato in posizione sollevata, o alla posizione di lavoro (Figure 1, 3 e 5), con il gruppo falciante 2 e la barra falciante 5 in appoggio sul terreno. Il movimento alternativo delle lame di taglio mobili 16 e 17 rispetto alla barra falciante 5 ? ottenuto tramite un asse rotante di azionamento 20 che, mediante un gruppo cinematico 19, di tipo noto, trasforma la rotazione dell'asse 20 nel movimento alternativo delle lame di taglio.

L'asse di azionamento 20 viene trascinato in rotazione tramite un sistema di collegamento 21 alla presa di forza del trattore, consistente in un albero di trasmissione oppure in un treno di ingranaggi.

Come visibile in figura, il gruppo cinematico 19, l'asse di azionamento 20 e il sistema di collegamento 21 di trasmissione originantesi dalla presa di forza si trovano applicati in corrispondenza del lato 7 del gruppo falciante 2, in modo tale da determinare uno squilibrio del medesimo gruppo falciante 2 nel piano trasversale alla direzione di avanzamento A.

Per controbilanciare il peso del gruppo falciante squilibrato dal gruppo cinematico 19, dall'asse di azionamento 20 e dal sistema di collegamento 21 sono previsti organi elastici di compensazione 8 applicati tra la struttura di supporto 3 ed un asse di prolungamento orizzontale 9 del perno 10 di unione del gruppo falciante 2 con la struttura di supporto 3, ovvero con il parallelogramma articolato 12.

In particolare, secondo l'invenzione, tali organi elastici di compensazione sono costituiti da una molla resistente 18. Tale molla 18 pu? essere una molla d'acciaio oppure una molla pneumatica, una banda elastica od altro organo similare.

La molla 18 pu? essere ancorata direttamente all'asse di prolungamento 9 del perno 10, come illustrato in figura 3, oppure pu? essere collegata all'asse medesimo tramite un rinvio ed un elemento di collegamento rigido 28, come visibile nelle figure 4 e 5.

Come gi? detto, Il fulcro della rotazione del gruppo falciante coincide con il centro del giunto a snodo sferico giacendo sull'asse S dello snodo, e tale fulcro inoltre si sposta verticalmente in maniera solidale al gruppo falciante.

Quindi si ? scelto di prolungare il perno 10 passante per il giunto a snodo sferico 13 in modo da fornire un punto di applicazione della forza equilibratrice stabile.

Applicando una molla 18 fra l?estremit? dall'asse 9 che prolunga il perno 10 ed un punto del gruppo falciante 2 si ottiene una forza dipendente esclusivamente dall?inclinazione della barra falciante 3 e dalla rigidezza della molla 18 (costante elastica), ma indipendente dalla sua posizione verticale.

Scegliendo quindi una rigidezza tale da equilibrare perfettamente il momento della forza peso del gruppo falciante 2 in posizione orizzontale si otterr? una condizione di equilibrio stabile indipendente dalla distanza fra telaio 11 e gruppo falciante 2.

Gli scopi preposti sono pertanto ottenuti, in quanto la soluzione tecnica proposta si presenta originale ed efficace, ma di semplice attuazione, e non incide negativamente sui costi di produzione della macchina falciatrice.

Claims (11)

RIVENDICAZIONI

1. Dispositivo stabilizzatore (1) orizzontale per un gruppo falciante (2) associato ad un veicolo portante tramite un una struttura di supporto (3) che ne consente il sollevamento e l'abbassamento tramite mezzi attuatori (4) a ci? preposti e che ne consente l'oscillazione su un piano trasversale alla direzione di avanzamento (A) del medesimo gruppo falciante (2) e dell'associato veicolo portante, detto gruppo falciante (2) comprendendo una barra falciante (5) azionata tramite organi di azionamento (6) situati in corrispondenza o in prossimit? di un lato (7) di detto gruppo falciante (2) tali da determinare uno squilibrio del medesimo gruppo falciante (2) nel piano trasversale suddetto, detto dispositivo stabilizzatore (1), atto a compensare detto squilibrio, comprendendo organi elastici di compensazione (8) applicati, direttamente o tramite rinvio, tra detta struttura di supporto (3) ed un asse di prolungamento orizzontale (9) di un perno (10) di unione di detto gruppo falciante (2) con detta struttura di supporto (3).

2. Dispositivo stabilizzatore (1) orizzontale secondo la rivendicazione 1, in cui detta struttura di supporto (3) comprende un telaio (11) direttamente associato a detto veicolo portante, ed un parallelogramma articolato (12), inferiormente incernierato a detto telaio (11) e recante un giunto a snodo sferico (13), entro il quale si introduce detto perno (10) di unione di detto gruppo falciante (2) per il supporto di quest'ultimo con possibilit? di abbassamento e sollevamento in funzione della configurazione angolare di detto parallelogramma articolato (12).

3. Dispositivo stabilizzatore (1) orizzontale secondo la rivendicazione 2, in cui detti mezzi attuatori (4) sono uniti a detto telaio (11) e ad un lato (7) di detto parallelogramma articolato (12) e comprendono un cilindro oleodinamico.

4. Dispositivo stabilizzatore (1) orizzontale secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detti organi elastici di compensazione (8) sono costituiti da almeno una molla resistente (18), una molla d'acciaio o una molla pneumatica, una banda elastica od altro organo elastico similare.

5. Dispositivo stabilizzatore (1) orizzontale secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta barra falciante (5) comprende una lunga barra (15) con funzione di sostegno strutturale, sulla quale sono fissate una pluralit? di lame mobili (16, 17) tra loro alternate ed azionate in modo che possano scorrere in modo rettilineo alternativo.

6. Dispositivo stabilizzatore (1) orizzontale secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detti organi di azionamento (6) di detta barra falciante (5) comprendono un gruppo cinematico (19), atto a trasformare la rotazione di un asse rotante di azionamento (20) nel movimento alternativo di dette lame mobili (16, 17), e un sistema di collegamento (21) alla presa di forza veicolo portante, comprendente un albero di trasmissione oppure un treno di ingranaggi.

7. Dispositivo stabilizzatore (1) orizzontale secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui detta barra falciante comprende una lunga barra con funzione di sostegno strutturale, sulla quale sono fissati una pluralit? di dischi rotanti, la cui zona periferica ? dotata di coltelli taglienti, disposti in successione e collegati tra loro in modo da ruotare secondo versi opposti grazie ad organi di azionamento (6) collegati alla presa di forza veicolo portante tramite un sistema di collegamento (21) comprendente un albero di trasmissione oppure un treno di ingranaggi.

8. Dispositivo stabilizzatore (1) orizzontale secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta barra falciante (5) ? supportata parallela al terreno all'interno di un involucro scatolare avente il lato inferiore aperto.

9. Dispositivo stabilizzatore (1) orizzontale secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto veicolo portante ? costituito da un trattore agricolo.

10. Dispositivo stabilizzatore (1) orizzontale secondo la rivendicazione 8, in cui detto gruppo falciante (2) ? associato anteriormente a detto trattore.

11. Macchina falciatrice comprendente un gruppo falciante (2) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti.