PL234017B1 - Układ zawieszenia narzędzi w pojazdach roboczych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest układ zawieszenia narzędzi w pojazdach roboczych, mający zastosowanie w szczególności w maszynach roboczych i pojazdach wykorzystywanych w rolnictwie precyzyjnym. Zgłoszenie charakteryzuje się tym, narzędzie robocze (6) połączone jest z ramą pojazdu (1) bezpośrednio za pomocą górnego cięgła centralnego (5) oraz pośrednio poprzez układ dwóch dolnych cięgieł (3, 4) i wahacza (2), przy czym dolne cięgła (3, 4) połączone są z wahaczem (2) obrotowo, gdzie osie obrotu cięgieł (3, 4) są prostopadłe do osi wzdłużnych cięgieł (3, 4), a oś obrotu wahacza (2) względem ramy pojazdu (1) jest prostopadła do obu osi obrotu cięgieł (3, 4) i leży w jednej płaszczyźnie z osiami obrotu cięgieł (3, 4) oraz punktem obrotu górnego cięgła centralnego (5), który znajduje się w środku przegubu kulowego (11) łączącego górne cięgło centralne (5) z ramą pojazdu (1), natomiast wahacz (2) połączony jest z jednej strony z ramą pojazdu (1) poprzez siłownik korekty pionowej (7), z drugiej strony wahacz (2) połączony jest z jednym z dolnych cięgieł (3, 4) poprzez siłownik korekty poziomej (8), przy czym dolne cięgła (3, 4) i górne cięgło centralne (5) połączone są z narzędziem roboczym (6) przegubowo, w taki sposób, że punkty obrotu poszczególnych przegubów (12, 13, 14) leżą w jednej płaszczyźnie, która to płaszczyzna jest równoległa do płaszczyzny jaką tworzą osie obrotu cięgieł dolnych (3, 4) w miejscach połączenia z wahaczem (2), oś obrotu wahacza (2) względem ramy pojazdu (1) i punkt obrotu górnego cięgła centralnego (5) w miejscu połączenia z ramą pojazdu (1), natomiast odległość L punktów obrotu w miejscach przyłączenia dolnych cięgieł (3, 4) do narzędzia roboczego (6) od osi obrotu dolnych cięgieł (3, 4) w punktach ich przyłączenia do wahacza (2), jest równa odległości pomiędzy punktem przyłączenia górnego cięgła centralnego (5) do narzędzia roboczego (6) a punktem przyłączenia górnego cięgła centralnego (5) do ramy pojazdu (1).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ zawieszenia narzędzi w pojazdach roboczych, mający zastosowanie w szczególności w maszynach roboczych i pojazdach wykorzystywanych w rolnictwie precyzyjnym, jak również w specjalistycznych pojazdach przeznaczonych do prac drogowych czy też prac budowlanych. Dziedzinę techniki stanowią maszyny i urządzenia stosowane w rolnictwie precyzyjnym, pojazdy specjalistyczne wykorzystywane w pracach drogowych i budowlanych, w tym w szczególności sposoby i układy zawieszenia roboczych narzędzi precyzyjnych, takich jak m.in. siewnik, pielnik czy opryskiwacz.

Ze stanu techniki znanych jest wiele rozwiązań, umożliwiających zawieszenie i sterowanie układem narzędzi specjalistycznych.

W opisach patentowych US 5697454A i US 6588513B1, ujawnione zostały rozwiązania, których istotą jest możliwość bocznej korekty dzięki trójpunktowemu układowi zawieszenia na obrotowej głowicy i bocznym siłownikom nastawiającym.

Z opisu wynalazku zarejestrowanego pod numerem US5246077A znane jest rozwiązanie, którego istota polega na możliwości bocznej korekty dolnych cięgieł poprzez dwa niezależne siłowniki, proste.

W opisie patentowym US5997024A ujawniono wynalazek, którego istota polega na tym, że pozycjonowanie trójpunktowego układu zawieszenia następuje poprzez działanie trzech niezależnych siłowników.

Znane jest również rozwiązanie, które zostało przedstawione w opisie patentowym US6089328A. Istotą tego wynalazku jest możliwość bocznej korekty dolnych cięgieł przez niezależne siłowniki.

W opisie US6321851B1 ujawniono rozwiązanie, którego istotą jest pozycjonowanie trójpunktowego układu zawieszenia przy wykorzystaniu 3 niezależnych par siłowników, natomiast z opisu US7353885B2 znany jest układ pozycjonowania trójpunktowego układu zawieszenia narzędzi poprzez dwa sztywne dolne cięgła i zespół 4 niezależnych siłowników.

Z opisu patentowego EP1579750A1 znane jest rozwiązanie, którego istota polega na tym, że boczna korekta uzyskana jest poprzez obrót łącznika dolnych cięgieł, natomiast w opisie EP2647275A2 ujawniono wynalazek, którego istota polega na możliwości bocznej korekty poprzez umieszczenie trójpunktowego układu zawieszenia na suwnicy.

Istotą rozwiązania opisanego w dokumencie patentowym US 20040213658A1, jest możliwość bocznej korekty przy wykorzystaniu trzech niezależnych siłowników, natomiast istotą rozwiązania przedstawionego w dokumencie patentowym US7623952B2 jest możliwość korygowania pozycji narzędzia poprzez zmianę położenia uchwytów dolnych cięgieł oraz pochylenia narzędzia poprzez regulowane cięgło centralne.

Z opisu patentowego US20130168113A1, znane jest natomiast rozwiązanie, którego istotą jest zmiana położenia dolnych cięgieł poprzez obrót wodzika pośredniego.

Rozwiązania znane ze stanu techniki charakteryzują się dość skomplikowaną konstrukcją. W znanych rozwiązaniach do korekty bocznej potrzebna jest znaczna ilość niezależnie sterowanych siłowników, które zwiększają koszty układu i ponadto komplikują układ sterowania. Zmiana położenia niekiedy powoduje natomiast zmianę położenia kątowego (poziomego i pionowego). Inną z niedogodności rozwiązań znanych ze stanu techniki jest fakt bardzo skomplikowanego sterowania siłownikami i relatywnie duże wytężenie (obciążenie) siłowników podczas pracy. Wadą połączeń suwliwych jest natomiast duże ryzyko wystąpienia luzów, w związku z czym urządzenia te dla zachowania odpowiedniej precyzji wymagają częstego serwisowania, są drogie i skomplikowane oraz zajmują dużo miejsca.

Rozwiązanie według wynalazku eliminuje niedogodności związane z zastosowaniem rozwiązań znanych ze stanu techniki.

Istota wynalazku, którym jest układ zawieszenia narzędzi w pojazdach roboczych, polega na tym, że narzędzie robocze połączone jest z ramą pojazdu bezpośrednio za pomocą górnego cięgła centralnego oraz pośrednio poprzez układ dwóch dolnych cięgieł i wahacza, przy czym dolne cięgła połączone są z wahaczem obrotowo, gdzie osie obrotu cięgieł są prostopadłe do osi wzdłużnych cięgieł, a oś obrotu wahacza względem ramy pojazdu jest prostopadła do obu osi obrotu cięgieł i leży w jednej płaszczyźnie z osiami obrotu cięgieł oraz punktem obrotu górnego cięgła centralnego, który znajduje się w środku przegubu kulowego łączącego górne cięgło centralne z ramą pojazdu, natomiast wahacz połączony jest z jednej strony z ramą pojazdu poprzez siłownik korekty pionowej, z drugiej strony wahacz połączony jest z jednym z dolnych cięgieł poprzez siłownik korekty poziomej, przy czym dolne cięgła

PL 234 017 B1 i górne cięgło centralne połączone są z narzędziem roboczym przegubowo, w taki sposób, że punkty obrotu poszczególnych przegubów leżą w jednej płaszczyźnie, która to płaszczyzna jest równoległa do płaszczyzny jaką tworzą osie obrotu cięgieł dolnych w miejscach połączenia z wahaczem, oś obrotu wahacza względem ramy pojazdu i punkt obrotu górnego cięgła centralnego w miejscu połączenia z ramą pojazdu, natomiast odległość L punktów obrotu w miejscach przyłączenia dolnych cięgieł do narzędzia roboczego od osi obrotu dolnych cięgieł w punktach ich przyłączenia do wahacza, jest równa odległości pomiędzy punktem przyłączenia górnego cięgła centralnego do narzędzia roboczego a punktem przyłączenia górnego cięgła centralnego do ramy pojazdu.

Szczególnie korzystnym jest, gdy pomiędzy wahaczem a ramą pojazdu zamontowany jest czujnik położenia siłownika korekty pionowej, natomiast pomiędzy wahaczem a jednym z dolnych cięgieł zamontowany jest czujnik położenia siłownika korekty poziomej.

Dodatkowo korzystnym jest gdy wahacz mocowany jest do ramy pojazdu w dwóch przegubach za pomocą główek cięgieł, jak również korzystnym jest gdy dolne cięgła mocowane są do wahacza w dwóch parach przegubowych za pomocą główek cięgieł.

Korzystnym także jest, gdy siłowniki są siłownikami hydraulicznymi, jak również korzystnym jest gdy siłowniki są siłownikami elektrycznymi czy też siłowniki są siłownikami pneumatycznymi.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku osiągnięto następujące korzyści techniczno-użytkowe:

• możliwość idealnie równoległego przemieszczania narzędzia względem ciągnika podczas pionowej i poziomej korekty położenia;

• możliwość precyzyjnego pozycjonowania narzędzia roboczego;

• uzyskiwanie precyzyjnej pozycji narzędzia względem ciągnika przy znajomości wychylenia wahacza i cięgła czynnego lub wysunięcia siłowników;

• minimalizacja luzów i możliwość drobnych korekt niedokładności wykonania poszczególnych elementów, dzięki zastosowaniu połączeń przegubowych poprzez główki cięgieł;

• uproszczenie budowy dzięki zastosowaniu małej ilość siłowników (proste sterowanie);

• możliwość łatwej adaptacji do wielu rozwiązań technicznych.

Przedmiot wynalazku w przykładowym lecz nieograniczającym wykonaniu przedstawiono w schemacie na rysunku, gdzie na Fig. 1 zobrazowano układ zawieszenia narzędzi w rzucie perspektywicznym, na Fig. 2 pokazano wynalazek w rzucie prostokątnym w widoku od lewej strony, natomiast na Fig. 3 pokazano wynalazek w widoku od góry. Na Fig. 4 przedstawiono układ w przekroju prostokątnym A-A, zgodnie z płaszczyzną przekroju oznaczoną na Fig. 3. Na Fig. 5 i na Fig. 6 przedstawiono układ zawieszenia narzędzi w skrajnych położeniach pracy, przy czym na Fig. 5 zobrazowano układ podczas przesuwu bocznego (korekcja pozioma), natomiast na Fig. 6 zobrazowano układ podczas unoszenia (korekcja pionowa).

W przykładowym wykonaniu narzędzie robocze 6 połączone jest z ramą pojazdu 1 bezpośrednio za pomocą górnego cięgła centralnego 5 oraz pośrednio, poprzez układ dwóch dolnych cięgieł 3 i 4 oraz wahacza 2.

Wahacz 2 mocowany jest do ramy pojazdu 1 w dwóch przegubach 15 i 16, za pomocą główek cięgieł 21 i 22.

Dolne cięgła 3 i 4 połączone są z wahaczem 2 obrotowo i mocowane są do wahacza 2 w dwóch parach przegubowych 17 i 19 oraz 18 i 20, za pomocą główek cięgieł, odpowiednio 23 i 25 oraz 24 i 26. W przykładowym wykonaniu dolne cięgło 3 jest cięgłem czynnym, natomiast dolne cięgło 4 jest cięgłem biernym. Osie obrotu cięgieł 3 i 4 są prostopadłe do ich osi wzdłużnych.

Oś obrotu wahacza 2 względem ramy pojazdu 1 jest prostopadła do obu osi obrotu cięgieł 3 i 4. Oś obrotu wahacza 2 leży w jednej płaszczyźnie z osiami obrotu dolnych cięgieł 3 i 4 oraz w tej samej płaszczyźnie leży punkt obrotu górnego cięgła centralnego 5, który znajduje się w środku przegubu kulowego 11, łączącego górne cięgło centralne 5 z ramą pojazdu 1.

Wahacz 2 połączony jest z jednej strony poprzez siłownik korekty pionowej 7 z ramą pojazdu 1, z drugiej strony natomiast wahacz 2 poprzez siłownik korekty poziomej 8, połączony jest z dolnym cięgłem czynnym 3.

Dolne cięgło czynne 3, dolne cięgło bierne 4 i górne cięgło centralne 5 połączone są z narzędziem roboczym 6 przegubowo, w taki sposób, że punkty obrotu poszczególnych przegubów 12, 13, 14 leżą w jednej płaszczyźnie. Płaszczyzna ta jest równoległa do płaszczyzny jaką tworzą osie obrotu cięgieł dolnych 3 i 4 w miejscach połączenia z wahaczem 2, oś obrotu wahacza 2 względem ramy pojazdu 1 oraz punkt obrotu górnego cięgła centralnego 5 w miejscu połączenia z ramą pojazdu 1.

PL 234 017 B1

Odległość L punktów obrotu w miejscach przyłączenia dolnych cięgieł 3 i 4 do narzędzia roboczego 6 od osi obrotu dolnych cięgieł 3 i 4 w punktach ich przyłączenia do wahacza 2, jest równa odległości pomiędzy punktem przyłączenia górnego cięgła centralnego 5 do narzędzia roboczego 6 a punktem przyłączenia górnego cięgła centralnego 5 do ramy pojazdu 1.

W przykładowym wykonaniu siłowniki 7 i 8 są siłownikami hydraulicznymi, a układ zawieszenia narzędzi według wynalazku wyposażony jest w czujnik położenia 9 siłownika korekty pionowej 7 oraz w czujnik położenia 10 siłownika korekty poziomej 8.

Unoszenie (korekcja pionowa o wymiar H) narzędzia 6 realizowane jest poprzez siłownik hydrauliczny 7 działający między ramą pojazdu 1 i wahaczem 2. Przesuw boczny (korekcja pozioma o wymiar K) narzędzia 6 realizowany jest poprzez siłownik hydrauliczny 8 działający między wahaczem 2 i dolnym cięgłem czynnym 3. Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku, podczas pionowej i poziomej korekty narzędzia 6 względem ramy pojazdu 1, narzędzie 6 porusza się zawsze równolegle względem pojazdu. Dzięki wyposażeniu układu w czujnik położenia 9 siłownika korekcji pionowej 7 oraz w czujnik położenia 10 korekty poziomej 8, możliwe jest uzyskanie precyzyjnej pozycji narzędzia względem pojazdu.

W drugim przykładzie wykonania, nieuwidocznionym na rysunku, wahacz 2 połączony jest za pomocą siłownika 8 z cięgłem dolnym 4. W kolejnych przykładach wykonania siłowniki 7 i 8 mogą być siłownikami elektrycznymi albo siłownikami pneumatycznymi.

Claims (7)

Zastrzeżenia patentowe

1. Układ zawieszenia narzędzi w pojazdach roboczych, zawierający cięgła, siłowniki, sterowniki i elementy łączące poszczególne składowe układu, znamienny tym, że narzędzie robocze (6) połączone jest z ramą pojazdu (1) bezpośrednio za pomocą górnego cięgła centralnego (5) oraz pośrednio poprzez układ dwóch dolnych cięgieł (3, 4) i wahacza (2), przy czym dolne cięgła (3, 4) połączone są z wahaczem (2) obrotowo, gdzie osie obrotu cięgieł (3, 4) są prostopadłe do osi wzdłużnych cięgieł (3, 4), a oś obrotu wahacza (2) względem ramy pojazdu (1) jest prostopadła do obu osi obrotu cięgieł (3, 4) i leży w jednej płaszczyźnie z osiami obrotu cięgieł (3, 4) oraz punktem obrotu górnego cięgła centralnego (5), który znajduje się w środku przegubu kulowego (11) łączącego górne cięgło centralne (5) z ramą pojazdu (1), natomiast wahacz (2) połączony jest z jednej strony z ramą pojazdu (1) poprzez siłownik korekty pionowej (7), z drugiej strony wahacz (2) połączony jest z jednym z dolnych cięgieł (3, 4) poprzez siłownik korekty poziomej (8), przy czym dolne cięgła (3, 4) i górne cięgło centralne (5) połączone są z narzędziem roboczym (6) przegubowo, w taki sposób, że punkty obrotu poszczególnych przegubów (12, 13, 14) leżą w jednej płaszczyźnie, która to płaszczyzna jest równoległa do płaszczyzny jaką tworzą osie obrotu cięgieł dolnych (3, 4) w miejscach połączenia z wahaczem (2), oś obrotu wahacza (2) względem ramy pojazdu (1) i punkt obrotu górnego cięgła centralnego (5) w miejscu połączenia z ramą pojazdu (1), natomiast odległość L punktów obrotu w miejscach przyłączenia dolnych cięgieł (3, 4) do narzędzia roboczego (6) od osi obrotu dolnych cięgieł (3, 4) w punktach ich przyłączenia do wahacza (2), jest równa odległości pomiędzy punktem przyłączenia górnego cięgła centralnego (5) do narzędzia roboczego (6) a punktem przyłączenia górnego cięgła centralnego (5) do ramy pojazdu (1).

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy wahaczem (2) a ramą pojazdu (1) zamontowany jest czujnik położenia (9) siłownika korekty pionowej (7), natomiast pomiędzy wahaczem (2) a jednym z dolnych cięgieł (3) lub (4) zamontowany jest czujnik położenia (10) siłownika korekty poziomej (8).

3. Układ według zastrz. 1 albo zastrz. 2, znamienny tym, że wahacz (2) mocowany jest do ramy pojazdu (1) w dwóch przegubach (15, 16) za pomocą główek cięgieł (21, 22).

4. Układ według zastrz. 1 albo zastrz. 2, znamienny tym, że dolne cięgła (3, 4) mocowane są do wahacza (2) w dwóch parach przegubowych (17, 19 i 18, 20) za pomocą główek cięgieł (23, 25 i 24, 26).

5. Układ według zastrz. 1 albo zastrz. 2, znamienny tym, że siłowniki (7, 8) są siłownikami hydraulicznymi.

PL 234 017 Β1

6. Układ według zastrz. 1 albo zastrz. 2, znamienny tym, że siłowniki (7, 8) są siłownikami elektrycznymi.

7. Układ według zastrz. 1 albo zastrz. 2, znamienny tym, że siłowniki (7 ,8) są siłownikami pneumatycznymi.