RO117583B1

RO117583B1 - Masina de lucru, autopropulsata, condusa manual

Info

Publication number: RO117583B1
Application number: RO97-01296A
Authority: RO
Inventors: Heindl Erich; Josef Stockinger
Original assignee: Bauer & Co Gmbh Reform Werke
Priority date: 1996-07-18
Filing date: 1997-07-14
Publication date: 2002-05-30
Also published as: SK97497A3; AT403336B; CZ228097A3; EP0819370A1; ATA129796A

Abstract

Inventia se refera la o masina de lucru, autopropulsata, condusa manual, cu o actionare pentru o unealta de lucru, care poate avea o miscare de du-te-vino transversala pe directia de mers, in particular, la o cositoare cu motor, constand dintr-un aparat de baza cu bare de dirijare, pentru conducerea masinii, un motor, in cazul de fata, un mecanism de rulare propulsabil, precum si dintr-un mecanism de antrenare care cuprinde un dispozitiv de echilibrare a masei pentru unealta de lucru cu miscare de du-te-vino. Dispozitivul de echilibrare a masei prezinta unul sau mai multe corpuri de echilibrare a masei (20 si 21), aceste corpuri de echilibrare a masei (20, 21 si 20', 21') fiind antrenate de catre mecanismul de antrenare (7), destinat uneltei de lucru (10), sincron cu aceasta din urma, si fiind amplasate in carcasa (11) mecanismului de antrenare (7).

Description

Invenția se referă la o mașină de lucru autopropulsată, condusă manual, cu o acționare pentru o unealtă care poate avea o mișcare de du-te-vino, după direcția transversală direcției de mers, în particular, la o cositoare cu motor, constând dintr-un șasiu cu bare de dirijare, pentru conducerea mașinii, un motor, în cazul de față, un mecanism de rulare propulsabil, precum și dintr-un mecanism de antrenare care cuprinde un dispozitiv de echilibrare a maselor pentru unealta cu mișcare de du-te-vino.

în cazul unor astfel de mașini de lucru, datorită deplasării uneltei, adică a cuțitului de cosit, ia naștere o forță de inerție masică, ce imprimă mașinii niște vibrații.

în cazul cositoarelor cu motor, cadrul cositoarei este amplasat în fața axei roților, iar barele de dirijare sunt amplasate în spatele axei roților, astfel încât barele de dirijare sunt supuse unei amplitudini mari a vibrațiilor, ceea ce îngreunează conducerea cositoarei cu motor, întrucât vibrațiile se propagă în brațele și umerii conducătorului mașinii. Urmările acestui fapt îl constituie obosirea rapidă și, în anumite circumstanțe, chiar probleme de sănătate. în plus, este redusă durabilitatea componentelor afectate, cum ar fi, de exemplu, sistemul de prindere a cadrului cositoarei, cel de antrenare a cuțitului cositoarelor sau fixarea barelor de dirijare, pe mecanismul de acționare. Chiar și în cazul mașinilor de lucru cu roți antrenate și scaun pentru conducătorul mașinii, rezultă efecte dăunătoare ale vibrațiilor pricinuite de către forța de inerție masică, a uneltei. Acestea reduc durabilitatea șasiului, a direcției și a scaunului conducătorului. De asemenea, sunt îngreunate conducerea și direcționarea mașinii de lucru.

Pentru rezolvarea acestei probleme tehnice, au fost propuse până acum două soluții.

Conform unei realizări cunoscute, barele de dirijare, destinate conducerii mașinii, sunt fixate față de aceasta din urmă, în mod elastic și astfel se amortizează vibrațiile. în acest mod, cele mai puternice vibrații nu ajung la barele de dirijare și deci nici la persoana care deservește mașina. Datorită acestei măsuri rezultă totuși dezavantajul că legătura flexibilă dintre barele de dirijare și mașină dăunează maniabilitatea și capacitatea de comandă a mașinii și a uneltei de lucru.

în documentul DE-PS 3610140 este propus, pentru echilibrarea parțială a masei uneltei de lucru, cu o mișcare de du-te-vino din cadrul unei mașini autopropulsate conduse manual de tipul precizat anterior, să se prevadă un corp de echilibrare a masei, mobil, cu oscilație liberă, ale cărei deplasări de du-te-vino sunt amortizate, prin intermediul unor mijloace elastice. Datorită oscilației uneltei de lucru, corpurilor de echilibrare a masei li se imprimă, în mod automat, o oscilație proprie, opusă oscilației uneltei de lucru. în cazul unei cositoare cu motor, corpurile de echilibrare a masei au forma unei capote articulate pivotant, în partea posterioară, în jurul unei axe verticale, prinse în partea anterioară, în zona grinzii cositoarei, pe un dispozitiv de ghidare care permite mișcarea de du-te-vino a masei, cu carcasa mecanismului de acționare a cositoarei.

Această dispunere a capotei cositoarei cu motor, mobilă în rolul de corp de echilibrare a masei și articulată elastic, nu este adecvată practic, datorită murdăririi lagărelor de alunecare și uzurii care apare din acest motiv. în plus, datorită oscilației proprii libere, acest sistem nu determină o echilibrare esențială a forței masice, produse de cuțitul cositoarei, ci reprezintă, ca reacție la aceasta, doar o amortizare moderată.

Invenția urmărește ca, în cazul unei mașini de lucru, în particular, o cositoare cu motor de tipul precizat anterior, să asigure o manevrare ușoară, să evite periclitarea sănătății conducătorului mașinii și să mărească durabilitatea componentelor.

Conform invenției, problema tehnică, menționată anterior, se rezolvă prin aceea că sistemul de echilibrare a masei prezintă unul sau mai multe corpuri de echilibrare a masei, corpurile de echilibrare a masei fiind antrenate de către mecanismul de acționare a uneltei de lucru, sincron cu aceasta din urmă, fiind amplasate în carcasa mecanismului de acționare. Acest aranjament al maselor de echilibrare antrenate prezintă avantajul că

RO 117583 Β1 vibrațiile provenite de la unealta de lucru pot fi controlate, amplasarea maselor de echilibrare în carcasa mecanismului de acționare asigurând un grad înalt de siguranță în funcționare cu o întreținere redusă. Dacă, de exemplu, cositoarea cu motor, condusă manual, nu ar fi prevăzută cu mase de echilibrare eficiente, atunci, datorită forței masice neechilibrate a cuțitului cositoarei, aceasta s-ar roti, în jurul unei axe verticale centrale, care intersectează per- 55 pendicular axa direcției, momentul de rotație fiind egal cu forța masică a cuțitului cositoarei, înmulțită cu distanța până la axa verticală. în punctul mort al deplasării cuțitului cositoarei, dată fiind înregistrarea de valori maxime ale forței masice, apar valori însemnate ale momentului de rotație. Astfel se explică imaginea unei cositoare cu motor fără mase de echilibrare în timpul lucrului, cu cadrul cositoarei vibrând, cu barele de dirijare oscilând și cu brațele con- 60 ducătorului mașinii vibrând puternic, ceea ce reprezintă solicitări mari pentru om și pentru mașină.

în mod avantajos, corpul sau corpurile de echilibrare a masei pot fi dispuse rotativ, în jurul unei axe situate într-un plan perpendicular pe direcția de mișcare a uneltei de lucru, astfel încât echilibrarea masei este simplificată. Corpul sau corpurile de echilibrare a masei 65 pot fi însă ghidate alunecător, în vedeea unei mișcări de translație contrare deplasării uneltei de lucru și paralele cu aceasta, de preferință, antrenate printr-un mecanism bielă-manivelă de către mecanismul de acționare a uneltei de lucru, astfel încât să se obțină o deplasare de echilibrare a masei, similară și de sens contrar deplasării cuțitului.

în cadrul unui exemplu preferat de realizare a invenției, sunt prevăzute, drept corpuri 70 de echilibrare a masei, două mase de echilibrare antrenate în mișcare de rotație, în sensuri contrare una celeilalte, turația acestora fiind egală cu frecvența deplasării periodice a uneltei, astfel încât la atingerea punctului mort al uneltei, forțele centrifuge ale celor două mase de echilibrare să aibă același sens și să fie opuse sensului de deplasare a uneltei. în acest mod, este permisă utilizarea unei instalații rotative de echilibrare a maselor, cu uzură redusă, 75 prin intermediul căreia sunt produse forțe de oscilație, care acționează pe direcția de deplasare. Pot fi astfel evitate, integral, efectele dăunătoare ale forței masice, de exemplu, a cuțitului cositoarei. Cele două mase de echilibrare prezintă efecte egale ale forței centrifuge și sunt astfel dimensionate, încât în punctul mort al deplasării cuțitului cositoarei, rezultanta forțelor lor centrifuge, să fie egală cu valoarea maximă a forței masice a cuțitului cositoarei. 80 Datorită mișcării de rotație, în sensuri contrare, a celor două mase de echilibrare, iau naștere, pentru fiecare poziție a cuțitului cositoarei, niște componente ale forței centrifuge paralele cu direcția sa de deplasare, a căror rezultantă este aproximativ egală ca mărime, dar de sens opus, cu forța masică a cuțitului cositoarei care este astfel echilibrată.

Cuplul de forțe rămas, format din rezultanta și forța masică, dă naștere unui moment, 85 în esență mic față de momentul de rotație al forței masice neechilibrate întrucât, conform unei realizări avantajoase a invenției, distanța dintre masele de echilibrare și unealta de lucru precum și distanța dintre masele de echilibrare este cât mai redusă cu putință. Componentele forței centrifuge perpendiculare pe direcția de deplasare a cuțitului cositoarei sunt egale pentru cele două mase de echilibrare, dar au sensuri opuse. Ele alcătuiesc un cuplu de forțe 90 al cărui braț este egal cu distanța măsurată de la centrul de greutate al maselor de echilibrare, până la axa comună de rotație. El acționează în planul perpendcular, pe direcția de deplasare a cuțitului cositoarei în care se află și axa comună de rotație a maselor de echilibrare. Valoarea maximă a componentelor perpendiculare a forțelor centrifuge este egală cu forța centrifugă a unei mase de echilibrare și deci, doar jumătate din forța masică a cuțitului 95 cositoarei în punctul său mort. întrucât distanța dintre masele de echilibrare este cât mai mică cu putință, este evident că momentul acestui cuplu de forțe reprezintă doar o fracțiune neglijabilă din momentul de rotație al forței masice neechilibrate, a cuțitului cositoarei.

RO 117583 Β1

Echilibrarea masei produce, în locul momentului de rotire al forței masice neechilibrate a cuțitului cositoarei, un moment semnificativ mai mic, care nu mai determină vibrații dăunătoare ale cositoarei cu motor. Cadrul cositoarei și barele de dirijare rămân în repaus, în timpul lucrului, evitându-se astfel efectele dezavantajoase implicate de vibrații.

în cadrul unui exemplu avantajos de realizare a invenției, mecanismul de acționare al uneltei de lucru prezintă un arbore motor, iar axul arborelui motor servește ca axă de rotație a maselor de echilibrare. Prin această măsură, anumite componente necesare antrenării uneltei de lucru pot fi utilizate și pentru antrenarea și poziționarea maselor de echilibrare, ceea ce face posibilă o reducere a cheltuielilor suplimentare, pentru realizarea constructivă a echilibrării masei.

Un avantaj suplimentar al invenției se obține atunci când una dintre cele două mase de echilibrare este legată strâns de arborele motor, iar cealaltă masă de echilibrare este dispusă cu posibilitatea rotirii pe arborele motor, de preferință, antrenată printr-un mecanism de inversare, cu pinion conic. Acest sistem permite atât o antrenare în sensuri opuse a maselor de echilibrare, favorabilă din punct de vedere al costului, cât și o construcție care economisește spațiu.

Conform unei variante preferate a invenției, se obține o simplificare a mașinii de lucru, atunci când, între unealta de lucru și masele de echilibrare, este intercalat un mecanism bielă-manivelă, iar masa de echilibrare fixată de excentric. în acest mod, se reduce numărul componentelor constitutive, iar masele de echilibrare pot fi amplasate, în mod avantajos, mai aproape de unealta de lucru.

Invenția poate fi utilizată și la cositoare cu motor, prevăzute cu mecanism bielă-manivelă, cu roată dințată pentru antrenarea cuțitului cositoarei, masa de echilibrare dinainte fiind asociată, de preferință, excentricului mecanismului bielă-manivelă, cu roată dințată. Se obține o cositoare cu motor, cu o mișcare rectilinie de du-te-vino a fusului manivelei și o echilibrare a masei, aproape perfectă, astfel încât durabilitatea componentelor constitutive este mărită, iar manevrarea mașinii este ușoară.

Invenția este prezentată, prin intermediul unui exemplu referitor la o cositoare cu motor, cu ajutorul fig. 1...6, care reprezintă:

- fig. 1, vedere laterală a unei cositori cu motor, conduse manual;

- fig.2, secțiune longitudinală, verticală, prin mecanismul de acționare a cuțitului cositoarei;

- fig.3, redarea la o scară mai mare a corpurilor de echilibrare a masei din fig. 2;

- fig.4, dispunerea maselor de echilibrare în punctul mort al cuțitului cositoarei,

- fig.5, diagrama forțelor de inerție masice, a cuțitului cositoarei și a maselor de echilibrare, care sunt redate ca mase punctuale, acționând la raza r_s;

- fig.6, schema unei variante de realizare, cu mase de echilibrare deplasate în mișcare de translație paralelă cu unealta de lucru.

Cositoarea cu motor, ilustrată în fig. 1, constă din aparatul de bază 1 de care sunt fixate, îndreptate către înapoi, niște bare de dirijare 2, destinate conducerii mașinii. Aparatul de bază 1 este alcătuit dintr-un motor 3, un mecanism de acționare 4 antrenat de către acesta și un mecanism de rulare 6, care cuprinde două roți 5.

La partea frontală a mecanismului de acționare 4, este montat oscilant, în jurul axei

9, dispozitivul 7 de antrenare a cadrului cositoarei 8.

Cadrul cositoarei 8 este prins, în partea din față, de mecanismul de antrenare 7 și are un cuțit al cositoarei 10, supus unei mișcări de du-te-vino, perpendiculare pe axa 9, respectiv pe direcția de rulare.

RO 117583 Β1

Așa după cum apare în fig. 2, dispozitivul de antrenare 7 constă dintr-un arbore motor 12, amplasat într-o carcasă 11 și care formează axa 9, precum și dintr-un mecanism bielă-manivelă 13, antrenat de către acesta, al cărui buton motor 14 determină o mișcare de du-te-vino a cuțitului cositoarei 10. în exemplul de realizare a invenției, prezentat, mecanismul bielă-manivelă 13 este realizat ca mecanism bielă-manivelă cu roată dințată, al cărui 150 raport de transmisie dintre roata dințată 16 fixată pe manivela 15 și coroana cu dantură interioară 17 este 1:2. Prin intermediul acesteia, mișcarea de rotație a excentricului 18 este transformată într-o mișcare rectilinie de du-te-vino a butonului motor 14 dispus pe fusul de manivelă 19, astfel încât turația excentricului 18 este egală cu frecvența mișcării cuțitului cositoarei. 155

Pentru echilibrarea forțelor masice Q rezultate din mișcarea cuțitului cositoarei, sunt prevăzute, în carcasa 11a dispozitivului de antrenare 7, două mase de echilibrare 20 și 21, care se pot roti în jurul axei 9. Așa după cum apare în fig. 3, masa de echilibrare 20 este fixată de excentricul 18 al mecanismului bielă-manivelă cu roată dințată 13, iar masa de echilibrare din spate 21 este fixată de arborele motor 12. Cele două mase de echilibrare 20, 21 160 sunt antrenate în sensuri I excentricului 18, prin intermediul unui pinion 24 dispus în carcasa 11. Masele de echilibrare 20, 21 sunt dispuse una față de cealaltă și față de cuțitul cositoarei 10, astfel încât pentru poziția centrală a cuțitului 10, redată în fig. 2, axele paralele care trec prin centrele lor de greutate respective sunt diame- 165 trai opuse în planul vertical, care trece prin axa lor comună de rotație 9. Din alcătuirea geometrică a mecanismului bielă-manivelă, cu roată dințată 13, rezultă că, pentru poziția centrală a cuțitului 10, și axa butonului motor 14 și manivela 15 sunt situate în acest plan vertical. De aceea, ca urmare a antrenării în sensuri contrare, rezultă faptul că, în punctul mort

T al deplasării cuțitului, forțele centrifuge F ale maselor de echilibrare 20, 21 sunt orientate 170 paralel cu forța masică Q a cuțitului 10 și în sens contrar acesteia.

Fig. 4 prezintă, în mod simplificat, dispunerea maselor de echilibrare 20, 21 atunci când cuțitul cositoarei 10 se află în punctul mort T. Pentru a se obține un efect de echilibrare cât mai complet, ele sunt dispuse față de axa 9, astfel încât forțele lor centrifuge F să fie orientate paralel și în sens contrar cu forța masică Q a cuțitului 10, rezultanta R_max a forțelor 175 centrifuge F fiind egală cu valoarea maximă Q_max a forței masice Q. Valoarea sa este f^max ^— 2 F — Q_max, iar F — Q_max/2

Masele de echilibrare 20, 21 se dimensionează conform acestei relații.

Conform fig. 5, datorită mișcării de rotație în sensuri contrare, a maselor de echilibrare 20, 21, pentru fiecare poziție a cuțitului 10, iau naștere componente F’ ale forței centri- 180 fuge paralele cu direcția sa de mișcare, a căror rezultantă R = 2 F’ este mereu, aproximativ, de aceeași mărime cu forța maxiă Q respectivă, dar de sens contrar acesteia, în acest mod realizându-se echilibrarea. Componentele F” ale forței centrifuge, care sunt perpendiculare pe direcția de mișcare a cuțitului 10, se anulează reciproc. Momentele reziduale ale forțelor R, Q respectiv F ’, F ” sunt cu atât mai mici, cu cât sunt mai reduse distanțele X, Y dintre 185 masele de echilibrare 20, 21 și cuțitul 10 și dintre masele de echilibrare.

în cadrul variantei de realizare ilustrate în figura 6, masele de echlibrare 20', 2Γ sunt amplasate alunecător în niște ghidaje paralele cu direcția de deplasare a uneltei de lucru 10, în interiorul carcasei 11 și sunt antrenate, prin intermediul unei porțiuni cotite 12' a arborelui motor 12, destinat uneltei de lucru 10, în sens contrar acesteia din urmă. Masele de echili- 190 brare 20', 21' corespund masei deplasate a uneltei de lucru, fiind luată în considerare distanța diferită dintre masele de echilibrare și axa mecanismului de acționare, respectiv, dintre unealta de lucru și axa mecanismului de acționare.

Claims

1. Mașină de lucru autopropulsată, condusă manual, cu o acționare pentru o unealtă de lucru, care poate avea o mișcare de du-te-vino transversală pe direcția de mers, în particular, o cositoare cu motor, constând dintr-un aparat de bază cu bare de dirijare, pentru conducerea mașinii, un motor, în cazul de față un mecanism de rulare propulsabil, precum și dintr-un mecanism de antrenare, care cuprinde un dispozitiv de echilibrare a masei pentru unealtă, cu mișcare de du-te-vino, caracterizată prin aceea că dispozitivul de echilibrare a masei prezintă unul sau mai multe corpuri de echilibrare a masei (20, 21), corpurile de echilibrare a masei (20, 21; 20', 21') fiind antrenate de către mecanismul de antrenare (7), destinat uneltei de lucru (10), sincron cu acesta din urmă și sunt amplasate în carcasa (11) a mecanismului de antrenare (7).

2. Mașină de lucru, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, corpul sau corpurile de echilibrare a masei (20, 21) se pot roti în jurul unei axe (9) dispuse într-un plan perpendicular pe direcția de mișcare a uneltei de lucru (10).

3. Mașină de lucru, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, corpul, respectiv, corpurile de echilibrare a masei (20', 21') sunt ghidate alunecător, în vederea unei mișcări de translație opuse mișcării uneltei de lucru (10) și paralele cu aceasta din urmă și sunt, de preferință, antrenate prin intermediul unui mecanism bielă-manivelă de către mecanismul de antrenare (7), destinat uneltei de lucru (10).

4. Mașină de lucru, conform revendicării 2, caracterizată prin aceea că, drept corpuri de echilibrare a masei, se utilizează două mase de echilibrare (20, 21), antrenate astfel încât să se rotească în sensuri opuse, a căror turație este egală cu frecvența mișcării periodice a uneltei, forțele centrifuge (F) ale celor două mase de echilibrare (20, 21) fiind, la atingerea punctului mort (T) al uneltei, orientate la fel și în sens opus deplasării uneltei.

5. Mașină de lucru, conform uneia din revendicările 1...4, caracterizată prin aceea că distanța (X), măsurată perpendicular pe direcția de mișcare a uneltei de lucru, dintre masele de echilibrare (20, 21) și unealta de lucru (10), precum și distanța (Y) dintre masele de echilibrare (20, 21) este minimă.

6. Mașină de lucru, conform uneia din revendicării 1,2,4 sau 5, caracterizată prin aceea că arborele motor (12) al mecanismului de antrenare (7), destinat uneltei de lucru (10) servește ca axă de rotație (9) pentru masele de echilibrare (20, 21).

7. Mașină de lucru, conform revendicării 6, caracterizată prin aceea că una dintre cele două mase de echilibrare (21) este fixată de arborele motor (12), iar cealaltă masă de echilibrare (20) este amplasată, astfel încât să se poată roti în jurul arborelui motor (12), fiind antrenată de preferință prin intermediul unui mecanism de inversare cu pinion conic (22).

8. Mașină de lucru, conform uneia dintre revendicările 1, 2 și 4...7, caracterizată prin aceea că, între unealta de lucru (10) și masele de echilibrare (20, 21), este intercalat un mecanism bielă-manivelă (13), masa de echilibrare dinainte (20) fiind fixată de excentric (18).