SK97497A3 - Hand-guided self-propelled working machine - Google Patents

Description

RUČNE VEDENÝ SAMOHYBNÝ PRACOVNÝ STROJ

Oblasť techniky

Vynález sa týka ručne vedeného samohybného pracovného stroja s pohonom pre priečne k smeru jazdy sem a tam sa pohybujúci pracovný nástroj, predovšetkým motorového žacieho stroja, skladajúceho sa zo základného prístroja s rukoväťami na vedenie stroja, motora, prípadne poháňateľného podvozku, ako i poháňacieho zariadenia, ktoré má zariadenie na vyrovnávanie hmôt pre sem a tam sa pohybujúci pracovný nástroj.

Doterajší stav techniky

U takýchto pracovných strojov vzniká pohybom pracovného nástroja, teda pohybom kosy žacej lišty, priestorová sila, ktorá prístroj rozkmitá.

U ručne vedených motorových žacích strojov leží nosník žacej lišty pred osou jazdy a rukoväťou za osou jazdy, čím rukoväte podliehajú pomerne veľkým výchylkám pri kmitaní, čo sťažuje vedenie motorového žacieho stroja pri kosení, pretože sa kmitanie rukovätí šíri do rúk a ramien vodiča prístroja. Následkom je rýchla únava a podľa okolností i ujma na zdraví. Okrem toho je znížená trvanlivosť postihnutých častí, ako napr. uloženie nosníka žacej lišty, pohonu kosy žacej lišty alebo upevnenie rukoväti na pohonnej jednotke. Taktiež u pracovných strojov s riadenými kolesami a sedadlom pre vodiča prístroja dochádza k škodlivému pôsobeniu kmitania, vyvolaného priestorovou silou pracovného nástroja. To znižuje trvanlivosť podvozku, riadenia a sedadla pre vodiča. Tiež vedenie a riadenie pracovného stroja je sťažené.

Na riešenie tohoto problému boli doteraz navrhnuté dve možnosti:

U známeho vyhotovenia boli rukoväte na vedenie stroja upevnené na stroji elasticky, a tým tlmili kmitanie. Tým sa odstraňuje najhoršie kmitanie rukovätí, a tým aj osoby obsluhy. Z týchto opatrení však vyplýva nevýhoda, že poddajné spojenie rukovätí so strojom silne obmedzuje riaditeľnosť a schopnosť vedenia stroja, ako i pracovného nástroja. Okrem toho nie je týmto riešením zmiernené zostávajúce zaťaženie stroja pri kmitaní.

V DE-PS3610140 je pre ručne vedené samohybné stroje vyššie popísaného druhu kvôli čiastočnému vyrovnaniu hmôt sem a tam sa pohybujúceho pracovného nástroja navrhované upraviť pohyblivé, voľne kmitajúce teleso na vyrovnávanie hmôt, ktorého pohyby sem a tam sú tlmivo zaťažené pružinovým prvkom. Telesá na vyrovnávanie hmôt sa kmitaním pracovného nástroja samočinne uvedú do vlastného kmitania, opačného ku kmitaniu pracovného nástroja. U motorového žacieho stroja sa pritom ako teleso na vyrovnávanie hmôt upravuje poklop, vzadu okolo vertikálnej osi otočné uložený a vpredu v oblasti nosníka žacej lišty vodiacim zariadením, dovoľujúcim pohyb hmôt sem a tam, spojený s krytom pohonu sekačky.

Toto usporiadanie pohyblivo a pružne uloženého poklopu motorového žacieho stroja ako telesa na vyrovnávanie hmôt je kvôli miestam klzných ložísk, vystavených znečisteniu, a tým vznikajúcemu vysokému opotrebovaniu, pre prax nevhodné. Okrem toho toto usporiadanie na základe voľného vlastného kmitania neposkytuje žiadne podstatné vyrovnanie priestorových síl, vyvinutých kosou žacej lišty, ale znamená ako reakcia na to len oneskorené tlmenie.

Podstata vynálezu

Úlohou vynálezu je zaručiť u pracovného stroja, predovšetkým motorového žacieho stroja vyššie popísaného druhu, ľahšie vedenie pri práci, zamedziť ujme na zdraví vodiča stroja a zvýšiť trvanlivosť jeho konštrukčných častí.

Podľa vynálezu je táto úloha riešená tým, že má zariadenie na vyrovnávanie hmôt jedno alebo viacero telies na vyrovnávanie hmôt, pričom sú telesá na vyrovnávanie hmôt poháňacím zariadením pre pracovný nástroj s týmto synchrónne poháňané a uložené v kryte poháňacieho zariadenia. Toto usporiadanie poháňaných vyrovnávacích hmôt má tú výriodu, že kmitanie vychádzajúce z pracovného nástroja môže byť riadené, pričom uložením vyrovnávacích hmôt v kryte poháňacieho zariadenia je pri nepatrnej údržbe dosahovaná vysoká funkčná bezpečnosť. Ak nie sú napr. u ručne vedeného motorového žacieho stroja upravené žiadne účinné vyrovnávacie hmoty, je nevyrovnanou priestorovou silou kosy žacej lišty kmitajúc pretáčaný okolo strednej vertikálnej osi, zvisle pretínajúcej os jazdy, pričom krútiaci moment sa rovná priestorovej sile kosy žacej lišty krát jej vzdialenosť od vertikálnej osi. V mŕtvych polohách pohybu kosy žacej lišty sú s tam vznikajúcimi maximálnymi hodnotami priestorovej sily dané značné hodnoty krútiaceho momentu. Tým sa vysvetľuje obraz motorového žacieho stroja bez vyrovnávania hmôt pri práci, s jeho chvejúcim sa nosníkom žacej lišty, kmitajúcimi rukoväťami a silne vibrujúcimi pažami vodiča pristroja. Dôsledkom je veľká námaha človeka a stroja.

Výhodne môže/môžu byť teleso/telesá na vyrovnávanie hmôt otočné okolo osi, ktorá je usporiadaná v pravouhlo k smeru pohybu pracovného nástroja ležiacej rovine, čim sa dosiahne jednoduchšie vyrovnávanie hmôt. Môže/môžu však byť tiež teleso, prípadne telesá na vyrovnávanie hmôt pre translatorický pohyb proti pohybu pracovného nástroja paralelne k tomu istému posuvne vedené a výhodne poháňané cez kľukový pohon poháňacím zariadením pre pracovný nástroj, čím sa dosiahne pohyb pre vyrovnávanie hmôt presne protibežne rovnakého ako pohyb kosy.

Vo výhodnom spôsobe vyhotovenia vynálezu je upraverié, že ako telesá na vyrovnávanie hmôt slúžia dve protibežne rotujúc poháňané vyrovnávacie hmoty, ktorý počet otáčok sa rovná frekvencii periodického pohybu nástroja, pričom odstredivé sily obidvoch vyrovnávacích hmôt pri dosiahnutí mŕtvych polôh nástroja sú usmernené a smer pohybu nástroja je opačný. Toto umožňuje použitie rotujúceho, a tým obzvlášť opotrebovania zbaveného zariadenia a vyrovnávanie hmôt, u ktorého sú v smere jazdy pôsobiace kmitajúce sily vylúčené. Tým sú škodlivé účinky priestorovej sily napr. kosy žacej lišty úplne odvrátiteľné. Obidve vyrovnávacie hmoty majú rovnaké odstredivé účinky a sú vymerané tak, že sa v mŕtvych polohách pohybu kosy žacej lišty rovná výslednica ich odstredivých síl maximálnej hodnote priestorovej sily kosy žacej lišty. Protibežným otočným pohybom obidvoch kmitajúcich hmôt sú teda dané pre každú polohu kosy žacej lišty k smeru jej pohybu paralelné zložky odstredivých síl, ktorých výslednica je približne rovnako veľká, ale je opačne nasmerovaná k priestorovej sile kosy žacej lišty, ktorá je tým vyrovnaná.

Zvyšná dvojica síl, tvorená z výslednice a priestorovej sily, umožňuje podstatne menší moment, ako je točivý moment nevyrovnanej priestorovej sily, ak je podľa ďalšieho výhodného prispôsobenia predmetu vynálezu vzdialenosť vyrovnávacích hmôt od pracovného nástroja, ako i odstup vyrovnávacích hmôt od seba, čo najmenší. K smeru pohybu kosy žacej lišty kolmé zložky odstredivých síl vyrovnávacích hmôt sú rovnaké, ale navzájom opačne nasmerované. Tvoria dvojicu sil, ktorých rameno sily sa rovná vzdialenosti ťažiska vyrovnávacích hmôt, vymeranej paralelne k spoločnej osi otáčania. Pôsobí v rovine, kolmej k smeru pohybu kosy žacej lišty, v ktorej je tiež spoločná os otáčania vyrovnávacích hmôt. Najväčšia hodnota kolmých zložiek odstredivej sily sa rovná odstredivej sile vyrovnávacej hmoty, a tým je len polovičná ako priestorová sila kosy žacej lišty v ich mŕtvych polohách. Keď majú vyrovnávacie hmoty pokiaľ možno najmenší vzájomný odstup, je zrejmé, že moment tejto dvojice sil je iba zanedbateľné malým zlomkom krútiaceho momentu nevyrovnanej priestorovej sily kosy žacej lišty.

Popísané vyrovnávanie hmôt vykazuje namiesto krútiaceho momentu nevyrovnanej priestorovej sily kosy žacej lišty podstatne menší krútiaci moment, ktorý už nemôže motorový žací stroj dostať do škodlivého kmitania. Pri práci sú nosník žacej lišty a rukoväte v pokoji, čim sa zamedzuje uvedeným nevýhodným účinkom.

Výhodné prispôsobenie predmetu vynálezu je dané aj vtedy, ak má poháňacie zariadenie pre pracovný nástroj hnací hriadeľ a ak slúži os hnacieho hriadeľa ako os otáčania vyrovnávacích hmôt. Týmito opatreniami môžu byť časti, nevyhnutné pre poháňanie pracovného nástroja, používané tiež pre poháňanie a uloženie vyrovnávacích hmôt, čo umožňuje nepatrné dodatočné konštrukčné náklady pre vyrovnávanie hmôt.

Doplnková výhoda vynálezu je dosiahnutá, ak je jedna z obidvoch vyrovnávacích hmôt s hnacím hriadeľom pevne spojená a druhá vyrovnávacia hmota na hnacom hriadeli otočné uložená a výhodne poháňaná kužeľovým kolesom - vratným súkolim. Toto usporiadanie umožňuje cenovo výhodné protibežné poháňanie vyrovnávacích hmôt, ako i priestorovo úsporný spôsob konštrukcie.

Ďalšie zjednodušenie pracovného stroja je podľa výhodného znaku vynálezu dané, ak je medzi pracovným nástrojom a vyrovnávacími hmotami vradený kľukový mechanizmus a tak je predná vyrovnávacia hmota pevne spojená s kľukovým kotúčom. Tým sa zníži počet konštrukčných častí a vyrovnávacie hmoty môžu byť výhodne usporiadané bližšie na pracovnom nástroji.

Vynález je použiteľný aj u motorových hnacích strojov s ozubeným kľukovým prevodom pre poháňanie kosy žacej lišty, tým, že je predná vyrovnávacia hmota výhodne zjednotená s kľukovým kotúčom ozubeného kľukového prevodu. Vytvorí sa motorový žaci stroj so sem a tam sa priamočiaro pohybujúcimi čapmi kľukového hriadeľa a s takmer dokonalým vyrovnávaním hmôt, čim je ďalej zvyšovaná trvanlivosť konštrukčných častí a ľahkosť vedenia prístroja.

Prehraď obrázkov na výkresoch

Vynález bude bližšie vysvetlený prostredníctvom konkrétnych príkladov vyhotovenia znázornených na výkresoch, na ktorých predstavuje obr. 1 ručne vedený motorový žací stroj v bočnom pohľade, obr. 2 vertikálny pozdĺžny rez poháňacím zariadením kosy žacej lišty, obr. 3 zväčšené zobrazenie telesa na vyrovnávanie hmôt z obr. 2, obr. 4 priradenie nevyváženosti vyrovnávacích telies k mŕtvym polohám kosy žacej lišty, obr. 5 zložkový obrazec priestorových síl kosy žacej lišty a vyrovnávacích hmôt, ktoré sú zobrazené ako bodové hmoty, pôsobiace na polomere r_sa obr. 6 schematický variant vyhotovenia s paralelne k pracovnému nástroju translatoricky sa pohybujúcimi vyrovnávacími hmotami.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Motorový žaci stroj zobrazený na obr. 1 sa skladá zo základného prístroja J s na ňom upevnenými a dozadu ukazujúcimi rukoväťami 2 na vedenie stroja. Základný prístroj J sa skladá z motora 3, ním poháňanej pohonnej jednotky 4, ako i podvozku 6_zahrňujúceho dve kolesá 5.

Na prednej strane pohonnej jednotky 4 je otočné okolo osi 9 uložené poháňacie zariadenie 7 pre nosník 8 žacej lišty.

Nosník 8 žacej lišty je vpredu spojený s poháňacím zariadením 7 a má kosu 10 žacej lišty, pohyblivú sem a tam pravouhlo k osi 9, prípadne k smeru jazdy.

Ako je zrejmé z obr. 2, skladá sa poháňacie zariadenie 7_z hnacieho hriadeľa 12 tvoriaceho os 9 a uloženého v kryte 1J, ako i s týmto hriadeľom poháňaného kľukového mechanizmu 13, ktorého hnací čap 14 uvádza kosu 10 žacej lišty do pohybu sem a tam. V zobrazenom príklade vyhotovenia je kľukový mechanizmus 13 vyhotovený ako ozubený kľukový prevod s prevodovým pomerom medzi ozubeným kolesom 16 upevneným na kľuke 15 a vnútorným ozubeným vencom 17 1 : 2. Tým sa otočný pohyb kľukového kotúča 18 premieňa do priamočiareho pohybu hnacieho čapu 14, uloženého na čape 19 kľukového hriadeľa, sem a tam, pričom počet otáčok kľukového kotúča 18 sa rovná frekvencii pohybu kosy žacej lišty.

Na vyrovnávanie priestorových síl Q, vznikajúcich pohybom kosy žacej lišty, sú v kryte 11 poháňacieho zariadenia 7_usporiadané dve okolo osi 9 rotujúce vyrovnávacie hmoty 20, 21. Ako je zobrazené na obr. 3, je predná vyrovnávacia hmota 20 pevne spojená s kľukovým kotúčom 18 ozubeného kľukového prevodu 13 a zadná vyrovnávacia hmota 21 pevne s hnacím hriadeľom 12. Obidve vyrovnávacie hmoty 20, 21 sú protichodne poháňané kužeľovým kolesom vratným súkolím 22, pričom kužeľové koleso 23 hnacieho hriadeľa 12 poháňa cez pastorok 24, uložený v kryte U, kužeľové koleso 25 kľukového kotúča 18. Vyrovnávacie hmoty 20, 21 sú navzájom a ku kose 10 žacej lišty usporiadané tak, že v strednej polohe kosy 10 žacej lišty, zobrazenej na obr. 2, ktorých paralelné ťažiskové osi ležia diametrálne proti sebe vo vertikálnej rovine, ležiacej v spoločnej osi 9 otáčania. Z geometrie ozubeného kľukového prevodu 13 vyplýva, že tiež os hnacieho čapu 14 a kľuky 15 pri strednej polohe kosy 10 žacej lišty leží v tejto vertikálnej rovine. Tým je z dôvodu protibežného pohonu dosiahnuté, že v mŕtvych polohách T pohybu kosy žacej lišty sú odstredivé sily F vyrovnávacích hmôt 20, 21 nasmerované paralelne a protichodne priestorovej sile Q kosy žacej lišty.

Obr. 4 ukazuje zjednodušeným spôsobom, ako sú vyrovnávacie hmoty 20, 21 priradené mŕtvym polohám T kosy 10 žacej lišty. Na dosiahnutie ďalekosiahleho vyrovnávacieho účinku sú usporiadané na osi 9 tak, že sú ich odstredivé sily F paralelne a opačne nasmerované priestorovej sile Q kosy 10 žacej lišty, pričom výslednica R_max odstredivých síl F sa rovná najväčšej hodnote Qmax priestorovej sily Q. To je

Rmax ⁼ 2 F = Q_max alebo F = Q_max/2.

Podľa tejto súvislosti sa môžu vymerať vyrovnávacie hmoty 20, 21. Protibežným otočným pohybom vyrovnávacích hmôt 20, 21 sú dané podľa obr. 5 pre každú polohu kosy 10 žacej lišty k smeru jej pohybu paralelnej zložky odstredivé sily F, ktorých výslednica R = 2 F, je stále približne rovnako veľká, ale opačne nasmerovaná priestorovej sile Q, ktorá je tým vyrovnaná. Zložky odstredivej sily F” kolmé k smeru pohybu kosy žacej lišty sa vzájomne vyvažujú. Zvyšné momenty zo síl R, Q, príp. F, F sú o to menšie, o čo nepatrnejšie sú vzdialenosti X, Y vyrovnávacích hmôt 20, 21 od kosy 10 žácej lišty a od seba navzájom.

U variantu vyhotovenia podľa obr. 6 sú vyrovnávacie hmoty 20'. 21' ako v paralelne k smeru pohybu pracovného nástroja 10 prebiehajúcich vedeniach klzné uložené vo vnútri krytu 11 a zalomenou oblasťou 12' hnacieho hriadeľa 12 pre pracovný nástroj 10 protibežne k tomu istému poháňané. Hmota vyrovnávacích hmôt 20'. 21' zodpovedá pohybovanej hmote pracovného nástroja, pričom je príslušne zohľadnená rozdielna vzdialenosť vyrovnávacích hmôt, prípadne pracovného nástroja od osi pohonnej jednotky.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Ručne vedený, samohybný pracovný stroj s pohonom pre priečne k smeru jazdy sem a tam sa pohybujúci pracovný nástroj, predovšetkým motorový hnací stroj, skladajúci sa zo základného prístroja s rukoväťami na vedenie stroja, motora, prípadne poháňateľného podvozku, ako i poháňacieho zariadenia, ktoré má zariadenie na vyrovnávanie hmôt pre sem a tam sa pohybujúci pracovný nástroj, vyznačujúci sa tým, že zariadenie na vyrovnávanie hmôt má jedno alebo viacero telies (20, 21) na vyrovnávanie hmôt, pričom telesá (20, 21; 20*. 2ľ) na vyrovnávanie hmôt sú poháňacím zariadením (7) pre pracovný nástroj (10) synchrónne s týmto poháňané a uložené v kryte (11) poháňacieho zariadenia (7).
2. 2. Pracovný stroj podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že teleso/telesá (20, 21) na vyrovnávanie hmôt je/sú otočné okolo osi (9), ktorá je usporiadaná v rovine, ležiacej pravouhlo k smeru pohybu pracovného nástroja (10).
3. 3. Pracovný stroj podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že teleso, prípadne telesá (20', 21') na vyrovnávanie hmôt pre translatorický pohyb proti pohybu pracovného stroja (10) sú paralelne k tomu istému posuvne vedené a výhodne cez kľukový pohon poháňané poháňacím zariadením (7) pre pracovný nástroj (10).
4. 4. Pracovný stroj podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že ako teleso na vyrovnávanie hmôt slúžia dve protibežne rotujúc poháňané vyrovnávacie hmoty (20, 21), ktorých počet otáčok sa rovná frekvencii periodického pohybu nástroja, pričom odstredivé sily (F) obidvoch vyrovnávacích hmôt (20, 21) pri dosiahnutí mŕtvych polôh (T) nástroja sú nasmerované rovnako a protichodne smeru pohybu nástroja.
5. 5. Pracovný stroj podľa niektorého z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým. že pravouhlé k smeru pohybu pracovného nástroja meraná vzdialenosť (X) vyrovnávacích hmôt (20, 21) od pracovného nástroja (10), ako i vzdialenosť (Y) vyrovnávacích hmôt (20,21) od seba, je čo najmenšia.
6. 6. Pracovný stroj podľa niektorého z nárokov 1, 2 a 4, 5, vyznačujúci sa tým, že ako os (9) otáčania pre vyrovnávacie hmoty (20, 21) slúži hnací hriadeľ (12) poháňacieho zariadenia (7) pre pracovný nástroj (10).
7. 7. Pracovný stroj podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že jedna z obidvoch vyrovnávacích hmôt (21) je pevne spojená s hnacím hriadeľom (12) a druhá vyrovnávacia hmota (20) je otočné uložená na hnacom hriadeli (12) a výhodne poháňaná kužeľovým kolesom - vratným súkolesím (22).
8. 8. Pracovný stroj podľa niektorého z nárokov 1, 2 a 4 až 7, vyznačujúci sa tým, že medzi pracovným nástrojom (10) a vyrovnávacími hmotami (20, 21) je vložený kľukový prevod (13) a že predná vyrovnávacia hmota (20) je pevne spojená s kľukovým kotúčom (18).