SISTEMA DE DIRECCIÓN EN TÁNDEM, OSCILANTE, PARA UN IMPLEMENTO AGRÍCOLA
Campo de la Invención La presente invención está dirigida a sistemas de dirección para implementos de agricultura de arrastre y, en particular, a un novedoso sistema de dirección para un implemento agrícola remolcado que tiene arreglos de ruedas en línea.
Antecedentes de la Descripción Se conocen implementos agrícolas de remolque, tales como los carros de grano y similares. Además se conocen implementos agrícolas de arrastre que tienen sistemas de direccionamiento. Se sabe que tales sistemas de direccionamiento toman las formas de arreglos duales de ruedas de lado por lado. Un problema con los arreglos lado por lado sin embargo, es la falta de estabilidad causada por el ancho efectivo de la banda de rodamiento que se centra entre las llantas. Como resultado, el implemento de agricultura puede tornarse inestable durante las vueltas. De aquí que es deseable tener un arreglo de ruedas que aumentará la estabilidad durante las vueltas. Un montaje de ruedas doble en línea es una forma propuesta para tratar este problema debido a su mínima compactación, estabilidad superior y características de manejo excelentes. El girar tal implemento agrícola con un arreglo dual en línea, ha probado ser difícil, sin embargo. De este modo, existe la necesidad continua de nuevos y mejorados sistemas y métodos para guiar elementos agrícolas de arrastre.
Compendio de la Invención De acuerdo con una modalidad de la presente invención, un sistema de dirección oscilante de múltiples ruedas para un implemento de agricultura de arrastre incluye primero y segundo ejes en línea pivotalmente acoplados con una armazón. El sistema también incluye cuando menos primero y segundo arreglo de ruedas en línea pivotalmente acoplados con los ejes primero y segundo, respectivamente. Cada arreglo de ruedas tiene
una pluralidad de montajes de ruedas de forma pivotable colocados en línea (esto es, a lo largo del eje en línea) y uniones de rueda que se acoplan con los arreglos de ruedas en línea (en un lado) de forma tal que los arreglos de rueda en línea oscilen conjuntamente. Una unión de derecha a izquierda u otros medios pueden ser proveídos para acoplar las uniones de las ruedas del primer arreglo de ruedas en línea a las uniones de rueda del segundo arreglo de ruedas en línea, de forma que el primer arreglo de ruedas en línea oscile en un ángulo de direccionamiento que sea proporcional al segundo arreglo de ruedas en línea. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, se provee un sistema de dirección en tándem, oscilante, de cuatro ruedas para un implemento agrícola de arrastre. El sistema de direccionamiento puede comprender ejes duales en tándem, oscilantes, en línea, cada uno con una pluralidad de montajes de ruedas pivotables. Un arreglo de unión pivotable conecta un montaje de rueda frontal a un montaje de rueda posterior en cada uno de los ejes duales. Una unión de derecha a izquierda une mecánicamente los ejes en tándem duales y en línea conjuntamente para crear un ángulo de direccionamiento proporcional entre los montajes de las ruedas. Adicionalmente, un dispositivo de accionamiento puede emplearse para proveer resistencia o para pivotear activamente los montajes de rueda. De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, el sistema de direccionamiento puede estar configurado para operar de forma tal que el pivote de las ruedas frontales en un montaje en tándem cause que las ruedas traseras pivoteen en la dirección opuesta, conforme las ruedas frontales y traseras son acopladas pivotablemente unas con otras. De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, el sistema de direccionamiento puede ser operado, cuando menos en parte, activamente. Los dispositivos de accionamiento pueden ser controlados (por ejemplo, mediante la operación de un vehículo de remolque, unidad de control, etc.) para causar que las ruedas pivoteen hacia una posición seleccionada. De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, los dispositivos de accionamiento pueden incluir cilindros hidráulicos, motores eléctricos o cualquier medio apropiado para controlar la rotación de los montajes de ruedas a ser girados. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, se provee un eje en tándem, en línea y susceptible de ser guiado. Se proveen montajes de rueda en línea y los
montajes de rueda frontales y traseros son pivotablemente acoplados por un montaje de unión.
Breve Descripción de los Dibujos Aplicaciones adicionales y ventajas de varias modalidades de la presente invención se discuten más adelante con referencia a las siguientes figuras de los dibujos: Las Figuras 1-7 ilustran varias vistas diferentes de un sistema tándem dirigible para un implemento de agricultura, de acuerdo con las modalidades de la presente invención; Las Figuras 8A-9C ilustran varias vistas diferentes de un elemento de agricultura que tiene un sistema en tándem dirigible, de acuerdo con modalidades de la presente invención; La Figura 10 es una vista de un eje en tándem; La Figura 11 es una vista de un eje en tándem de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La Figura 12 ilustra un elemento agrícola que tiene un sistema en tándem dirigible en el acto de girar en círculo de acuerdo con modalidades de la presente invención; y La Figura 13 ilustra un elemento agrícola que tiene un sistema en tándem dirigible de acuerdo con modalidades de la presente invención.
Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas de la Invención Si bien la presente invención puede ser materializada en muchas formas diferentes, aquí se describe una cantidad de modalidades ilustrativas, en el entendido de que la presente descripción debe ser considerada como que provee ejemplos de los principios de la invención y que tales ejemplo no tienen la intención de limitar a la invención a las modalidades preferidas descritas aquí y/o ilustradas aquí. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, un sistema de dirección para un implemento de arrastre se ilustra en la Figura 1. El sistema 100 incluye arreglos 102a y 102b de rueda en tándem y en línea (también llamados "tándem en línea"), los cuales incluyen ejes en tándem 104a y 104b respectivamente que están, cada uno, pivotablemente unidos a una armazón central 106. La armazón 106 puede incluir medios
para acoplar la armazón 106 con un implemento agrícola, tal como la tolva, para formar un carro de grano o similares, tal como los rebordes 122. Cada arreglo de rueda en línea 102a, 102b incluye montajes de rueda frontales 1 16aj y 116b i, y montajes de rueda traseros 116a2 y 116b2 pivotable y respectivamente acoplados con los ejes en tándem 104a y 104b. Los montajes de rueda 1 16ai, 1 16a2, 116bi, y 1 16b2 pueden estar unidos pivotablemente a los ejes en tándem 104a y 104b por medio de pivotes ("acoplamientos") 1 18ai, 1 18a2, 118bi, y 118b2, o similares, de forma tal que los montajes de rueda sean posicionados hacia la parte trasera de los pivotes. Los montajes de rueda también pueden estar posicionados en línea con los acoplamientos pero preferiblemente no están posicionados delante de los acoplamientos. Cada montaje de rueda en línea 102a, 102b incluyen uniones para acoplar los montajes de ruedas frontales 1 16aj,l 16bi con montajes traseros correspondientes 1 16a2, 1 16b2, de forma tal que cuando un montaje de rueda frontal pivotea en una dirección, el montaje de rueda trasera correspondiente pivotea en una dirección opuesta en una extensión equivalente. De acuerdo con esto, los montajes de rueda pueden oscilar conjuntamente. Por ejemplo, la Figura 1 muestra arreglos de unión 108a, 108b que acoplan pivotablemente los montajes de rueda frontal 116ai y 1 16bi con los montajes de rueda traseros 1 16a2 y 1 16b2. Los arreglos de unión 108a, 108b incluyen cada uno un par de varillas de conexión 108ai-2, 108bi-2 acopladas pivotablemente con cada montaje de rueda y con un acoplamiento giratorio 110a, 1 10b. Las uniones están colocadas de forma tal que las ruedas girarán de manera que sigan con precisión a un vehículo de remolque. Tal y como se muestra, cada acoplamiento de rotación 1 10a, 110b puede estar posicionado ligeramente hacia atrás del eje del pivote en tándem 120. Sin embargo, el posicionamiento del acoplamiento de rotación puede ser variado. Puede proveerse una unión 112 de derecha a izquierda a través del eje de pivote central que acopla los acoplamientos giratorios 1 10a y 1 10b de forma que la oscilación pueda ocurrir sin afectar la geometría del direccionamiento. La unión 112 de derecha a izquierda acopla mecánicamente los acoplamientos de rotación 1 10a, 1 10b para regular los ángulos de direccionamiento entre los dos tándems en línea. De acuerdo con esto, puede proveerse un engranaje apropiado o similar para crear un ángulo de direccionamiento proporcional entre las ruedas de un lado con relación a las ruedas en el otro lado del
sistema. Por ejemplo, en una vuelta, las ruedas en el interior de la vuelta deben ser giradas en un ángulo que no es igual al ángulo de las ruedas que se encuentran en el exterior de la vuelta. En lugar de esto, las ruedas que se encuentran en el interior de la vuelta deben girarse en un ángulo que es proporcionalmente mayor que el ángulo en el que las ruedas son giradas en el exterior (por ejemplo, debido a lo ancho del implemento, etc.). Las uniones pueden estar configuradas para permitir a las ruedas en el interior de una vuelta pivoteen en un ángulo mayor que el de las ruedas que se encuentran en el exterior de una vuelta. De acuerdo con esto, los ángulos de giro de las ruedas en un lado no son preferiblemente los mismos que para las ruedas que se encuentran en el otro lado durante una vuelta. El sistema 100 de ruedas dirigibles puede ser provisto con medios para girar las ruedas. Por ejemplo, puede ser deseable mover las ruedas de una posición girada a una posición neutral (esto es, una posición recta hacia delante) cuando se arrastra al implemento fuera de la vuelta. Además, puede ser deseable asegurar las ruedas en la posición neutral para apoyo o similares. Además, podría ser deseable que se pudiera girar las ruedas manualmente. Tales medios podrían incluir un dispositivo de accionamiento tal como un accionador hidráulico o eléctrico. Además, los medios pueden incluir otros arreglos auto reguladores o auto alineables, tales como resortes, bolsas de aire, etc., que ayudarían al alineamiento de las ruedas hacia una posición neutral al salir de una vuelta. Tal y como se muestra en la presente modalidad, uno o ambos de los acoplamientos de rotación 1 10a y 110b puede estar conectado con los dispositivos de accionamiento 1 14a y 1 14b, tales como émbolos hidráulicos, los cuales podrían ser controlados desde un vehículo de arrastre o desde un sistema de control separado. Un sistema hidráulico (no mostrado) puede acoplar los dispositivos de actividad con el sistema hidráulico de un vehículo de arrastre. El(los) dispositivo(s) de accionamiento 1 14a, 114b puede(n) ser contraído(s) o expandido(s) con el fin de llevar las ruedas a una posición neutral (recta), tal como para apoyo, o para ayudar al operados a llevar el sistema 100 fuera de una vuelta, o usado(s) para jalar el sistema 100 fuera de una vuelta y hacia una posición recta hacia delante o una posición alineada. Se entenderá por alguien capacitado en la técnica que el dispositivo de accionamiento puede tomar cualquier número de formas adecuadas que incluyen, pero no
se limitan a motores eléctricos, dispositivos neumáticos, u otros dispositivos de accionamiento. En un remolque normal, el sistema de direccionamiento 100 puede ser configurado para seguir pasivamente al vehículo de remolque. De acuerdo con esto, las uniones regulan mecánicamente los ángulos de dirección de los montajes de rueda de forma que el implemento sigue con precisión al vehículo de remolque. Por ejemplo, el tamaño y posicionamiento de la placa de rotación, la longitud de los brazos y los puntos de acoplamiento de estos, pueden ser seleccionados para controlar los ángulos de las ruedas en relación unas con otras. Tal y como se muestra en la Figura 2, el movimiento de las ruedas frontales 116ai, y
1 16bi en la dirección que sigue al vehículo de remolque (no mostrado) causa que los acoplamientos rotatorios 1 10a y 110b pivoteen causando de este modo que los arreglos de unión 108a y 108b pivoteen las ruedas traseras 116a2 y 1 16b2 en una dirección que sigue el giro del vehículo de remolque. Los dispositivos de accionamiento 114a y 114b también pueden ser configurados para proveer resistencia o amortiguamiento durante la vuelta, si es necesario. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, los montajes de rueda 116a], 116a2, 1 16bi y 116b2 pueden ser controlados manualmente mediante el accionamiento de los dispositivos de accionamiento 114a y 114b. El accionamiento de los dispositivos de accionamiento 1 14a y 114b causa la rotación de los montajes de rueda 1 16ai, 116a2, 116b i , y 116b2 de los ejes en tándem 104a y 104b. Por ejemplo, tal y como se muestra en la Figura 2, cuando el dispositivo de accionamiento 114a es extendido (114b es contraído), el acoplamiento de rotación 110a rota en sentido contrario a las manecillas del reloj, lo cual causa que los arreglos de unión 108a muevan los montajes de rueda l lóai y 1 16a2 causando de este modo que los montajes de rueda 1 16bi y 116b2 pivoteen hacia fuera en direcciones opuestas alrededor de los pivotes 1 18aj y 1 18a2. De forma similar, cuando el dispositivo de accionamiento 114a es contraído (1 14b es extendido), el acoplamiento rotatorio 110b gira en sentido contrario a las manecillas del reloj causando que los arreglos de unión 108b desplacen los montajes de rueda 116 haciendo que los montajes de rueda 116b i y 116b2 pivoteen hacia dentro en direcciones opuestas alrededor de los pivotes 118b| y 1 18b2. Podría proveerse una unidad de control (no mostrada) para controlar los
dispositivos de accionamiento o el accionamiento hidráulico podría ser provisto desde un vehículo de remolque, tal como un tractor. La Figura 3 es una vista en perspectiva del sistema 100. Tal y como se muestra, los ejes tándem 104a y 104b pueden ser conectados al marco 106 por medio de conexiones de pivote 302. Las conexiones de pivote 302 permiten a los ejes tándem 104a y 104b pivotear en el mismo plano en el que giran los montajes de rueda 1 16ai, 1 16a2, l lóbi y 1 16b2, cuando el sistema 100 de direccionamiento en tándem, oscilante, de cuatro ruedas viaja sobre un terreno disparejo o sobre rocas, para un manejo superior fuera del camino. La Figura 4 es una vista frontal del sistema 100. Tal y como se muestra, la conexión del pivote 302 une pivoteablemente los ejes tándem 104a y 104b al marco 106. Adicionalmente, la unión 12 de derecha a izquierda pasa a través del eje 120 de pivote del centro de forma tal que los ejes pueden pivotear sin afectar la geometría del direccionamiento. Tal y como se muestra en las Figuras 5 y 6, la unión 112 de derecha a izquierda está alineada con los ejes de los pivotes 302. De acuerdo con esto, se permite que cada eje tándem en línea 104a, 104b pivotee sin afectar el ángulo de direccionamiento de los montajes de rueda 116. La Figura 7 es una representación detallada en perspectiva de un arreglo de ruedas en tándem y en línea, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Tal y como se muestra, los montajes de rueda 1 16 están conectados al eje 104 por medio de un pivote 1 18 y son libres de pivotear alrededor del pivote 118. También como se muestra, la unión 112 de derecha a izquierda está acoplada al acoplamiento rotatorio 1 10 por medio de un acoplamiento 702. El acoplamiento 702 puede ser cualquier acoplamiento mecánico apropiado para conectar rotatoriamente al acoplamiento rotatorio 1 10 de derecha a izquierda. Puede proveerse el engranaje de reducción apropiada o similar para efectuar los ángulos de giro proporcionales. Las Figuras 8A-8C y 9A-9C ilustran modalidades de la invención que se relacionan a un carro de grano que utiliza un sistema de direccionamiento 100, tal como se describe e ilustra aquí con respecto a las Figuras 1-7. Como se muestra, un carro de granos 800 incluye una tolva 802 acoplada con el sistema de direccionamiento 100, y un elevador de tornillo 801 que puede ser plegable. Tal y como se muestra en las Figuras 8B y 9B, el
sistema de direccionamiento 100 está configurado para obtener una oscilación de 10 grados. Las dimensiones ejemplares, no limitantes, se muestran en las Figuras 8A-8C para su perspectiva. Tal y como se muestra, los montajes de rueda en el eje tándem 104a están configurados para oscilar independientemente de los montajes de rueda del eje tándem 104b. La Figura 10 ilustra un eje tándem sencillo sin uniones. El eje tándem 104 está conectado al marco 106 por medio de una conexión de pivote 302. Los montajes de rueda 1 16 son mostrados con llantas 1001. La Figura 11 ilustra el eje de la Figura 10 con las uniones - un montaje de unión 108, un acoplamiento rotatorio 1 10 y un dispositivo de accionamiento 1 14 - siendo proveídos. El eje tándem 104 tiene un montaje de unión 108 conectado a las ruedas para direccionarlo. El arreglo 108 incluye el acoplamiento rotatorio 1 10 que comprende una placa de pivote con una flecha vertical. El acoplamiento rotatorio está conectado a un dispositivo de accionamiento 1 14. Las varillas de conexión 1108a y 1 108b conectan los montajes de rueda frontales 116a y traseros 1 16b respectivamente al acoplamiento rotatorio 110. La Figura 12 muestra un carro de granos 1200 que tiene un sistema de direccionamiento de acuerdo con modalidades de la presente invención, viajando en un radio de giro. Tal y como se puede ver y entender claramente, las ruedas en tándem interiores 104a y exteriores 104b son controladas para oscilar en diferentes grados para dar al vagón estabilidad superior y excelentes características de manejo. La Figura 13 es una vista en perspectiva de un carro de granos 1300 que tiene un sistema de direccionamiento 100 de acuerdo con modalidades de la presente invención. Alguien capacitado en la técnica debe reconocer que la presente invención puede ser fabricada a partir de materiales adecuados, tales como piezas de armazón tubular de metal, hojas de metal, acero, etc. Además, como resulte apropiado, componentes fuera de inventario podrían ser utilizados para componentes de la presente invención, tales como, ejes de rueda, pernos, tornillos, etc. De este modo, una cantidad de modalidades preferidas han sido descritas completamente más arriba y con referencia a las figuras dibujadas. Otros detalles de las modalidades de la invención deberán ser claras a aquellos capacitados en la técnica a partir de los dibujos. Aunque la invención ha sido descrita basada en estas modalidades
preferidas, será claro para aquellos capacitados en la técnica que ciertas modificaciones, variaciones, y construcciones alternativas serán claras, mientras permanezcan dentro del alcance y espíritu de la invención. Por ejemplo, aunque el sistema de direccionamiento de la presente invención es descrito en términos de tándems en línea, la invención no se limita a un sistema de cuatro ruedas y otros sistemas de ruedas múltiples son posibles. Por ejemplo, sistemas de seis ruedas también trabajarían igual de bien. Además, los ejemplos anteriores incluyen un vagón de granos, sin embargo, el sistema de ruedas dirigibles puede ser utilizado por una cantidad de implementos de agricultura remolcados. En una modalidad, el enlace de cruce es removido y las uniones pueden ser configuradas para causar que las ruedas exteriores roten en un ángulo que sea diferente, pero proporcional, que aquel de las ruedas internas, tal como se describió anteriormente.