ITVR20130097A1 - Dispositivo rotante per la lavorazione del terreno - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:

“DISPOSITIVO ROTANTE PER LA LAVORAZIONE DEL TERRENO”

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo rotante per la lavorazione del terreno.

In particolare, la presente invenzione ha per oggetto dispositivo rotante di lavorazione del terreno agricolo dotato di una pluralità di lame per penetrare, frammentare, rivoltare e aerare il terreno durante la lavorazione.

Il dispositivo oggetto della presente invenzione è in particolare una fresa rotante che generalmente è montata a bordo di una tipica macchina agricola dedicata alla lavorazione del terreno.

La macchina agricola dotata di fresa rotante è generalmente una macchina preposta alla lavorazione del terreno con lo scopo, in particolare, di preparare (nell’ambito tecnico si dice “affinare”) il fondo destinato alla semina, dissodare porzioni ancora incolte, aerare lo strato superficiale dello stesso terreno. A titolo di esempio, una macchina agricola appartenente a questo ambito tecnico sopra descritto, potrebbe essere una macchina interrasassi.

In particolare, la fresa rotante che equipaggia le suddette macchine agricole assolve i seguenti compiti, in ordine: penetrare il terreno, frazionarlo in zolle dalla pezzatura prestabilita, rivoltarle, sminuzzarle ed infine depositarle di nuovo sul terreno sotto forma di materiale granulare scorrevole e soffice.

Nella tecnica nota, la fresa rotante è dotata di una pluralità di lame disposte lungo la superficie esterna del rotore stesso e tali impattare col terreno per lavorarlo, secondo le fasi suddette.

Durante la fase di rotazione della fresa, quindi di impatto delle lame col terreno, la macchina agricola avanza per trascinamento ad opera di un mezzo motorizzato, tipicamente un trattore agricolo.

Nel dettaglio, la fresa rotante della macchina agricola ha il proprio asse di rotazione orientato trasversalmente alla direzione di avanzamento della macchina stessa.

Tipicamente, il verso di rotazione della fresa rotante è tale che la direzione d’impatto delle lame sia concorde rispetto alla direzione di avanzamento della macchina agricola.

Nella tecnica nota, la fresa rotante è dotata di una pluralità di lame, fissate per mezzo di appositi supporti distribuiti su tutta la superficie esterna del corpo della fresa.

Solitamente si tratta di staffe radiali di forma quadrangolare, oppure di altra forma che, opportune forature, permettono il montaggio delle lame per mezzo di bulloni.

In arte nota, la pluralità di lame della fresa sono fissate radialmente al rotore vincolato al telaio della macchina agricola.

Generalmente, le lame sono monolitiche e sagomate con una forma allungata, in particolare su di una direzione radiale rispetto all’asse di rotazione della fresa. In aggiunta, l’estremità libera può anche essere ripiegata in direzione trasversale, cioè con la lama parallela all’asse di rotazione della fresa.

La fresa rotante così descritta, allo stato dell’arte, produce alcuni svantaggi.

Infatti, la direzione d’impatto del bordo tagliente della lama della fresa (si specifica che il temine “bordo tagliente” è qui utilizzato per indicare il primo margine della lama che incontra il terreno durate la rotazione della fresa, ma tecnicamente può presentare una forma piatta e non acuminata), è generalmente perpendicolare al tagliente stesso.

L’impatto perpendicolare del bordo tagliente della lama col terreno ha una conseguenza negativa, in particolare per l’efficienza dell’operazione di fresatura nel tempo. In altri termini, le lame secondo la tecnica nota non garantiscono un ottimale sminuzzamento del terreno, indispensabile per un’adeguata preparazione del letto di semina.

Infatti, a causa di una prematura e consistente usura delle lame della fresa, è richiesta una frequente sostituzione delle stesse per mantenere i livelli qualitativi di fresatura del terreno prestabiliti.

La progressiva usura della estremità libera della lama porta ad un esito finale della fresatura che non è più in linea con quanto atteso per l’eventuale successiva operazione da parte dell’agricoltore, come per esempio la semina. Infatti, la pezzatura dei frammenti di terreno sminuzzato può non essere piccola come da valore atteso, la profondità dei solchi realizzati può essere diminuita, l’areazione del terreno viene ridotta.

Inoltre, le lame stesse in virtù della propria struttura, del tipo di vincolo sul rotore della fresa e del numero di giri che compie la fresa stessa nell’unità di tempo, sono soggette a frequenti rotture e/o danneggiamenti.

Infatti, lo stress meccanico sulla lama è notevole quando, per esempio, viene eseguita la fresatura di terreni piuttosto compatti, aridi, oppure ricchi di pietrisco.

In questo caso, l’usura della lama è accelerata, sottoponendo inoltre la macchina stessa al rischio di costose manutenzioni per la sostituzione delle lame danneggiate e/o usurate.

In virtù di questi aspetti tecnici svantaggiosi, l’utilizzatore finale della fresa rotante nota allo stato dell’arte, sarà costretto a mantenere una velocità di trascinamento della stessa su terreno, adeguata alle condizioni delle lame ed alla loro efficacia.

Inoltre, l’utilizzatore finale è costretto a tenere sotto controllo, man mano che procede col trattore agricolo, lo stato del terreno stesso, correggendo la velocità di trascinamento e la velocità di rotazione della fresa.

Aggiungendo a quanto descritto anche la variabilità delle condizioni meteorologiche stagionali e l’effetto di questa sulla condizione del terreno agricolo (di volta in volta più o meno arido e compatto), si può ben comprendere l’imprevedibilità e il peggioramento che gli svantaggi già sopra descritti possono ulteriormente subire.

In questo contesto, il compito tecnico della presente invenzione è quello di presentare un dispositivo rotante per la lavorazione del terreno esente dagli inconvenienti sopra citati.

In particolare, è scopo della presente invenzione rendere disponibile una fresa rotante per la lavorazione del terreno che presenti elevata affidabilità.

Inoltre, è scopo della presente invenzione proporre una fresa rotante per la lavorazione del terreno che presenti elevata efficienza di lavoro.

Questi ed altri scopi sono sostanzialmente raggiunti da una macchina agricola per la lavorazione del terreno secondo quanto descritto in una o più delle unite rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente chiari dalla descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita e non esclusiva di una fresa rotante per la lavorazione del terreno secondo l’invenzione.

Tale descrizione è fornita con riferimento alle unite figure, anch’esse aventi scopo puramente esemplificativo e pertanto non limitativo, in cui: - la figura 1 è una vista prospettica dal basso di un particolare ravvicinato della fresa rotante secondo la presente invenzione;

- la figura 2a è una rappresentazione schematica laterale di un particolare della fresa rotante di figura 1 per mostrarne i dettagli costruttivi;

- la figura 2b è una rappresentazione schematica in vista in pianta di un particolare della fresa rotante di figura 1 per mostrarne i dettagli costruttivi; - la figura 3 è una rappresentazione schematica in vista prospettica di un particolare della fresa rotante di figura 1 per mostrarne le caratteristiche geometriche.

Con riferimento alle unite figure, con 1 è stata complessivamente indicata una fresa rotante per la lavorazione del terreno in accordo con la presente invenzione.

La descrizione che segue verrà rivolta nello specifico ad una fresa montata a bordo di una macchina interrasassi preposta a sminuzzare il terreno per prepararlo alla semina. Tuttavia, gli insegnamenti dell’invenzione sono parimenti applicabili a qualsiasi altra macchina idonea alla fresatura del terreno.

Nella configurazione d’uso preferita, la fresa rotante 1 per la lavorazione del terreno agricolo, illustrata nell’annessa figura 1, comprende:

- un rotore girevole 2 attorno ad un asse di rotazione “X”;

- una pluralità di utensili di lavoro 3, che nel caso specifico e per maggiore chiarezza di seguito saranno indicati col termine di “lame”.

Il rotore 2 della fresa 1 comprende un corpo preferibilmente cilindrico che si sviluppa attorno ad un asse longitudinale, che è preferibilmente anche quello di rotazione “X”.

La struttura del rotore 2 è realizzata preferibilmente in materiale metallico, e predisposta ad accogliere una moltitudine di lame 3 grazie ad una pluralità di attacchi 4 predisposti sulla superficie esterna del corpo cilindrico. Tali attacchi fungono da supporto alle lame 3, permettendo un agevole smontaggio durante le operazioni di manutenzione e/o revisione delle stesse. Gli attacchi 4 possono essere realizzati come porzioni quadrangolari aggettanti radialmente dalla superficie esterna del corpo cilindrico del rotore 2, e ad esso saldate o altrimenti fissate; in alternativa, gli attacchi possono essere vere e proprie flange di fissaggio, che percorrono circolarmente la superficie esterna del corpo della fresa 1 stessa. Opportune forature permettono il montaggio delle lame per mezzo di bulloni.

La disposizione di tali attacchi 4 è preferibilmente tale da seguire un percorso elicoidale lungo l’asse di rotazione “X” del rotore 2.

Con questo andamento elicoidale sono realizzare diverse serie (o file) di attacchi, tutte equispaziate tra di loro in senso angolare attorno all’asse di rotazione con distanze prestabilite.

Vantaggiosamente, le serie degli attacchi 4 sul corpo del rotore 2 sono almeno sette; in altre parole, il passo lungo la circonferenza del corpo cilindrico del rotore 2 è pari a circa 52 gradi (ovvero 360 gradi suddivisi in sette porzioni uguali). In un’altra forma realizzativa, il numero delle serie di attacchi può essere differente, a titolo di esempio pari a nove.

Vantaggiosamente, gli attacchi 4 adiacenti appartenenti ad una stessa serie, sono equispaziati tra loro di una distanza compresa tra 40 mm e 80 mm.

La combinazione di questa disposizione in serie degli attacchi 4 secondo un percorso elicoidale che si sviluppa lungo tutto il corpo cilindrico del rotore 2 attorno all’asse “X” è tale da permettere il fissaggio, preferibilmente, di un numero tra 50 e 200 lame 3, preferibilmente 100 lame 3 per una lunghezza del rotore 2 compreso tra 1,5 e 2,5 m. In altre forme realizzative, ulteriori e diverse, è previsto un numero diverso di lame 3 in base alla lunghezza del rotore 2 della fresa 1.

Per quanto riguarda la lama 3 della fresa 1, preferibilmente essa è tale da presentare una forma allungata, definita tra una porzione di estremità 5 e una porzione di attacco 6 atta al fissaggio al rotore girevole.

Tale porzione di attacco 6 comprende preferibilmente una porzione piastriforme forata per il passaggi di bulloni.

La lama 3 comprende un primo margine 7 rivolto verso il rotore 2 ed un secondo margine 8 rivolto dalla parte opposta al rotore 2, ed in cui detto primo margine è concavo e detto secondo margine è convesso.

Il primo margine, concavo, definisce il citato tagliente 9.

Vantaggiosamente, la lama 3 presenta una porzione di lavoro 10 definita da una porzione centrale allungata della lama che si estende dalla porzione di estremità 5, o apice, fino alla porzione di attacco 6.

Vantaggiosamente, la lama 3 presenta la direzione prevalente di sviluppo 11 tale da essere sghemba all’asse di rotazione “X” del rotore 2. Nella forma realizzativa preferita, illustrata nella presente invenzione, vantaggiosamente la lama 3 presenta la direzione di sviluppo 11 sghemba e perpendicolare all’asse di rotazione “X” del rotore 2.

In altre parole, vantaggiosamente, la lama 3, in uso, descrive una traiettoria circolare centrata sull’asse di rotazione “X” del rotore 2, tale che la direzione prevalente di sviluppo 11 della lama 3 è tangenziale a tale traiettoria, durante l’impatto con il terreno.

Preferibilmente, la lama 3 ha un rapporto di snellezza, ovvero un rapporto tra lunghezza massima e larghezza massima, pari a circa 2,5.

A titolo di esempio, la lama 3 presenta una lunghezza di compresa tra 120 e 180 mm, preferibilmente una lunghezza pari a circa 160 mm.

Preferibilmente, la lama 3 è costituita da un pezzo monolitico avente due superfici laterali 12a e 12b preferibilmente parallele tra di loro e simmetriche rispetto ad un piano di mezzeria 13.

A titolo di esempio, la distanza tra le superfici laterali 12a e 12b può essere compreso tra 8 e 12 mm, preferibilmente tale distanza è di circa 10 mm. In altre parole, lo spessore della lama 3 può essere di circa 10 mm. Tale piano di mezzeria 13 è tale da essere disposto sostanzialmente perpendicolare rispetto a detto asse di rotazione “X” del rotore 2.

In una forma realizzativa differente, la lama 3 presenta le superfici laterali (12a, 12b) simmetriche rispetto ad un piano di mezzeria, ma non parallele tra loro; in particolare, la disposizione di tali superfici è tale da conferire una forma acuminata o cuneiforme dalla porzione di attacco 6 in direzione della porzione libera di lavoro 5.

Preferibilmente, la lama 3 è realizzata in materiale metallico duro che le conferisce una maggiore resistenza all’effetto abrasivo del terreno, soprattutto in presenza di pietrisco e/o detriti ghiaiosi o in caso di terreno piuttosto arido e compatto.

Vantaggiosamente, per compensare l’eccessiva usura della lama con l’impatto col terreno, è previsto un ispessimento della sezione della lama 3 in corrispondenza del secondo margine 8. Tale caratteristica tecnica collabora sinergicamente, insieme alla direzione tangenziale d’impatto, al mantenimento strutturale della lama 3 durante l’utilizzo della fresa.

Preferibilmente, la struttura della lama 3 in accordo con il trovato permette, a parità di numero di giri rispetto alla tecnica nota, una maggiore qualità di lavorazione su ogni tipo di terreno, anche quello più compatto e/o arido o ricco di pietrisco e/o detriti ghiaiosi.

Vantaggiosamente, lo sminuzzamento, la pezzatura dei frammenti di terreno lavorato, la profondità dei solchi e l’areazione del terreno sono efficacemente realizzati in tutte le porzione di terreno lavorate, garantendo quindi anche un ottimo esito della successiva semina.

Vantaggiosamente, gli accoglimenti strutturali sopra descritti della lama 3 comportano una migliore resistenza meccanica agli sforzi ed all’usura della stessa, riducendo vantaggiosamente le operazioni di manutenzione ordinaria e straordinaria come la sostituzione di lame danneggiate e/o usurate.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo rotante (1) per la lavorazione di un terreno agricolo, comprendente: - un rotore girevole (2) attorno ad un asse di rotazione (X); - una pluralità di utensili di lavoro (3) atti a penetrare nel terreno e ciascuno presentante una porzione di lavoro (10) estedentesi tra un’estremità libera di lavoro (5) di detto utensile ed una rispettiva porzione di attacco (6) atta al fissaggio su detto rotore girevole (2); caratterizzato dal fatto che detta porzione di lavoro (10) presenta una direzione di sviluppo (11) sghemba rispetto a detto asse di rotazione (X) del rotore girevole (2).
2. 2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta direzione di sviluppo (11) è sghemba e perpendicolare rispetto a detto asse di rotazione (X) del rotore girevole (2).
3. 3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto utensile di lavoro (3) segue una traiettoria circolare attorno a detto asse di rotazione (X) tale che detta direzione di sviluppo (11) è tangente a detta traiettoria circolare.
4. 4. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta porzione di attacco (6) è raccordata a detta porzione di lavoro (5) mediante una porzione curva di raccordo.
5. 5. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui ciascun utensile di lavoro (3) comprende un primo margine (7) rivolto verso il rotore (2) ed un secondo margine (8) rivolto dalla parte opposta al rotore (2), ed in cui detto primo margine (7) è concavo e detto secondo margine (8) è convesso.
6. 6. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 5, in cui ciascun un utensile di lavoro (3) presenta un ispessimento trasversale in corrispondenza di detto secondo margine (8) convesso.
7. 7. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detti utensili di lavoro (3) sono posizionati lungo una successione di file ciascuna disposte su di un rispettivo percorso elicoidale attorno a detto asse di rotazione (X) del rotore (2).
8. 8. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 7, in cui la distanza tra due utensili di lavoro (3) adiacenti appartenenti alla stessa fila è costante e compresa tra 30 mm e 100 mm, preferibilmente compresa tra 40 e 80 mm.
9. 9. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui il numero di file è compreso tra 5 e 15, preferibilmente 7 file.
10. 10. Dispositivo (1) secondo le rivendicazioni 8 e 9, in cui la combinazione contemporanea di detta distanza tra gli utensili di lavoro (3) adiacenti appartenenti alla stessa fila e il numero delle file di detta successione è tale da comprendere un numero totale di utensili di lavoro (3) compreso tra 50 e 200, preferibilmente pari a circa 100, ed in cui il rotore (2) si sviluppa per una lunghezza compresa tra 1,5 m e 2,5 m lungo il proprio asse di rotazione (X).
11. 11. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detto rotore girevole (2) comprende una pluralità di supporti radiali (4) su ciascuno dei quali è fissato removibilmente un rispettivo utensile di lavoro (3) per mezzo di detta porzione di attacco (6), detti supporti radiali (4) estendendosi a sbalzo da una superficie esterna, preferibilmente cilindrica, di detto rotore (2).