УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГРУНТА С ПРЕДОХРАНЕНИЕМ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ
DEVICE FOR SOIL TREATMENT WITH OVERLOAD PROTECTION

Изобретение касается устройства для обработки грунта с предохранением от перегрузки согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Из немецкой заявки DE 10 358 208 А1 известна компактная дисковая борона с вертикально поворачиваемой удерживающей ручки, на которой расположены поворотные режущие диски, причем возможность поворота удерживающей ручки реализуется четырьмя резиновыми профилями, которые зажимаются между трубой рамы и двумя расположенными со стороны удерживающей ручки профилями. В случае наталкивания режущего диска на препятствие в почве резиновые профили упруго деформируются и удерживающая ручка поворачивается вверх относительно рамы. Ввиду различных сопротивлений проникновению режущих дисков в подлежащую обработке грунтовую поверхность не гарантирована точная и определенная настройка глубины режущих дисков.
В ЕР 1 300 060 В1 также описывается компактная дисковая борона, в которой выполненные в виде вращающихся режущих дисков инструменты с помощью удерживающей ручки установлены с возможностью вертикального поворота на раме. При этом удерживающие ручки налегают на нижний упор и удерживаются в рабочем положении сверху предварительно напряженным пружинным аккумулятором и при наталкивании на препятствие могут отклоняться вверх. Посредством заданной позиции удерживающей ручки на упоре гарантируется точное направление по глубине. В частности, в случае высоких усилий предварительного напряжения пружинного аккумулятора в легком, но имеющем камни грунте чаще срабатывает своего рода предохранение от перегрузки, так что при ударе удерживающей ручки в упор должны поглощаться высокие энергии обратного удара (отдача), которые нагружают задействованные части.
Задача изобретения заключается в том, чтобы предоставить улучшенное предохранение от перегрузки для устройств для обработки грунта и устранить выше описанные недостатки.
Эта задача решается с помощью признаков отличительной части пункта 1 формулы изобретения.
Посредством согласования накопителя энергии с ограничителем глубины (упор ограничения глубины погружения) энергия соударения удерживающей ручки из верхнего положения перегрузки больше не вводится исключительно и резко посредством ограничителя глубины в раму, а по меньшей мере частично поглощается посредством согласованного с ограничителем глубины накопителя энергии. Вследствие этого сам ограничитель глубины, а также прилегающие опоры и компоненты могут рассчитываться меньше, прочнее и экономичнее.
Посредством данного расположения накопителя энергии, ограничителя глубины и удерживающей ручки относительно рамы, соответственно, поперечной трубы запускающая энергия удерживающей ручки при повороте вокруг поперечной оси в верхнее положение перегрузки, когда инструмент наталкивается на инородное тело, может вводиться в тот же накопитель энергии, который также поглощает энергию соударения удерживающей ручки с ограничителем глубины, когда удерживающая ручка из верхнего положения перегрузки вновь отскакивает вниз. При этом удерживающая ручка кратковременно упруго отжимается в нижнее положение перегрузки и посредством накопителя энергии и ограничителя глубины вновь возвращается в рабочую позицию, которая представляет собой номинальную позицию инструмента во время обработки грунта.
Посредством специфического расположения накопителя энергии относительно рамы, соответственно, поперечной оси, вокруг которой поворачивается удерживающая ручка, а также относительно ограничителя глубины и относительно опорной консоли, могут реализовываться различающиеся по величине запускающие моменты защиты от перегрузки в соответствующее верхнее, соответственно, нижнее положение перегрузки устройства. Так, запускающий момент защиты от перегрузки в верхнее положение перегрузки может выбираться больше, когда в ходе работы инструмента в грунтовой поверхности должны ожидаться направленные вверх выталкивающие (подъемные) усилия. Это происходит, например, в случае дискового культиватора или культиватора для глубокого рыхления с менее агрессивно установленными дисками или зубцами. С другой стороны, запускающий момент защиты от перегрузки в верхнем положении перегрузки можно выбирать меньшим, чем в нижнем положении перегрузки, если инструмент за счет движения вперед устройства для обработки грунта сам втягивается в грунтовую поверхность. Это имеет место, например, в случае устройства для обработки грунта с соответственно агрессивным нижним захватом инструмента.
В зависимости от подлежащего приложению усилия предварительного напряжения или запуска накопителя энергии он может быть выполнен в виде цельной или составной упругой пружины, например, в виде спиральной пружины. Посредством вставки друг в друга нескольких спиральных пружин разного диаметра могут реализовываться компактные конструктивные схемы с самыми разными жесткостями пружины. Аналогичным образом возможна комбинация различных листовых, работающих на изгиб, работающих на сжатие, работающих на растяжения или торсионных пружин. Также могут использоваться эластомерные блоки с пружинящим или демпфирующим действием.
Другую возможность накопителя энергии представляют нагружаемые средой под давлением исполнительные цилиндры, действующие поверхности напорных камер которых являются различными по величине или с помощью различных давлений связаны с одним или несколькими резервуарами высокого давления.
Посредством соединения накопителя энергии с удерживающей ручкой, с одной стороны, и подвижной контропорой на раме, с другой стороны, ограничитель глубины может располагаться, предпочтительно шарнирно, между удерживающей ручкой и подвижной контропорой. Посредством такого расположения (компоновки) реализуется компактная конструктивная схема защиты от перегрузки, которая позволяет поворот удерживающей ручки вокруг поперечной оси в верхнее или нижнее положение перегрузки.
Если ограничитель глубины расположен по меньшей мере частично внутри или вблизи внешнего контура накопителя энергии, то сжимающие и растягивающие усилия воздействуют на накопитель энергии, соответственно, на ограничитель глубины в аналогичном направлении, так что ввод усилия в соответствующую шарнирную опору, соответственно, обе опорные точки или поддерживающие точки накопителя энергии, соответственно, ограничителя глубины осуществляется в пространственной близости друг к другу.
Компактная конструктивная схема защиты от перегрузки поддерживается тем, что ограничитель глубины выполнен жестким в одном направлении действия и по меньшей мере частично податливым в другом действии. Это реализуется, например, за счет упорной накладки, у которой по меньшей мере одна шарнирная точка выполнена в виде проема в форме продольного отверстия. Вместо накладки с продольным отверстием могут использоваться, например, также натяжной трос или звеньевые или шарнирные цепи. Напротив, также допустим упругий или подвижный, работающий на сжатие стержень, который за счет блокирующего или упорного приспособления не принижает минимальный монтажный размер.
Выше описанное устройство пригодно, в частности, для применения в культиваторе глубокого рыхления или разрыхляющем устройстве, в котором рыхлительные лемеха или лемеха глубокого рыхления закреплены на соответствующих удерживающих ручках и на расстоянии друг от друга. Точно также устройство находит применение в (компактном) дисковом культиваторе или вращающейся бороне, на котором/которой с концевой стороны удерживающих ручек установлены, например, вращающиеся полые дисковые инструменты, которые проникают в грунтовую поверхность.
Изобретение характеризуется, в частности, тем, что ограничитель глубины, который задает рабочее положение инструмента для обработки грунта на удерживающей ручке, не жестко согласован с машинной рамой, а посредством накопителя энергии энергия соударения удерживающей ручки с закрепленным на ней инструментом при срабатывании перегрузочного устройства и его возврате с по меньшей мере частичным поглощением и подпружиниванием или демпфированием вводится в раму устройства для обработки грунта. В частности, при частом срабатывании перегрузочного устройства, как это имеет место на содержащей большое количество инородных тел, подлежащей обработке грунтовой поверхности, стойкость соответствующего изобретению перегрузочного устройства сильно увеличивается.
Другие детали и преимущества предмета изобретения получаются из последующего описания и имеющихся чертежей, на которых представлен пример осуществления с необходимыми для него подробностями и деталями. Показано:
Фиг.1 боковой вид соответствующего изобретению устройства для обработки грунта,
Фиг.2 вид перегрузочного элемента в рабочем положении,
Фиг.3 вид с фиг.2 в качестве поперечного сечения в верхнем положении перегрузки, и
Фиг.4 то же поперечное сечение в нижнем положении перегрузки.
Фиг.1 показывает боковой вид сельскохозяйственного устройства 1 для обработки грунта, которое тянется тягачом 12 в направлении движения по грунтовой поверхности 2 сельскохозяйственного поля, чтобы эту поверхность обработать, разрыхлить или ввести материал в грунтовую поверхность. Устройство 1 для обработки грунта состоит из рамы 5, на которой, если смотреть сверху на устройство, расположены сбоку и/или один за другим инструменты 3 для обработки грунта. Предпочтительно, устройство для обработки грунта снабжено одной или несколькими поперечными трубами 14, которые проходят сбоку по ширине устройства 1 для обработки грунта и над грунтовой поверхностью 2 и на которых закреплены соответствующие удерживающие ручки 4, которые одним своим концом закреплены на поперечной трубе 14, соответственно, раме 5, а к их другому концу прикреплены один или несколько инструментов для обработки грунта. Это могут быть лемеха, резцы, разрыхляющие зубцы, односторонние стрельчатые лапы или аналогичные инструменты, или, как здесь изображено, режущие диски, которые посредством опоры 15 вращательно расположены на нижнем конце удерживающей ручки 4. В результате наклонной установки указанных выполненных в виде полых дисков инструментов 3 в направлении движения и/или под углом к грунтовой поверхности 2 они проникают в грунтовую поверхность 2 и рыхлят или перемешивают грунтовый материал при движении вперед устройства 1 для обработки грунта тягачом 12. Представленная у нижнего конца инструментов 3 линия обозначает рабочую глубину инструментов 3 ниже грунтовой поверхности 2. Представленная под ней стрелка показывает в направлении движения. На или под грунтовой поверхностью могут находиться препятствия 13, такие как камни или другие инородные тела, на которые могут наталкиваться инструменты 3 при движении вперед и приводить в действие перегрузочное устройство 7. Удерживающие ручки 4 закреплены на раме 5, соответственно, поперечной трубе 14 посредством опорной консоли 11 с возможностью поворота вокруг поперечной оси 6, предпочтительно в вертикальном направлении. Опорная консоль 11, соответственно, удерживающая ручка 4 снабжена перегрузочным устройством 7, которое посредством приложенного усилия накопителя 8 энергии удерживает опорную консоль 11, соответственно, удерживающую ручку 4 в предусмотренном рабочем положении, которое предусмотрено для инструментов 3 и обозначено представленной ниже грунтовой поверхности 2 линией. Направление по глубине устройства 1 для обработки грунта относительно грунтовой поверхности осуществляется посредством самих инструментов 3 устройства 1 для обработки грунта, посредством тягача 12, который несет устройство 1 для обработки грунта, или посредством других, здесь не представленных устройств направления по глубине устройства 1 для обработки грунта, например, валков, опорных или транспортных колес или других подходящих устройств направления по глубине, которые находятся в соединении с рамой 5 с возможностью жесткой или подвижной настройки.
Фиг.2 показывает ранее описанное перегрузочное устройство 7 в его рабочем положении. На раме 5, от которой здесь представлен фрагмент (вырез) на боковом виде, опорная консоль 11 соединена с возможностью поворота вокруг поперечной оси 6 с поперечной трубой 14 рамы 5. На поперечной трубе 14 закреплены, например, опорные накладки 16, которые принимают - предпочтительно с возможностью вертикального поворота - консоль 11. При этом, как опорная накладка 16, так и опорная консоль 11 снабжены поперечными отверстиями, через которые проведен палец 17 и которые образуют поперечную ось 6, вокруг которой происходит движение. Также допустимы другие выполнения указанной опоры, равно как и непосредственное закрепление удерживающей ручки 4 без какой-либо другой опорной консоли 11. На верхней стороне поперечной трубы 14 приблизительно на высоте опорной консоли 11 другая консоль 18 закреплена на поперечной трубе 14. Консоль 18 снабжена поперечными отверстиями для приема другой оси 19, на которой установлена контропора 10 с возможностью поворота вокруг этой оси вертикально, соответственно, в направлении движения опорной консоли 11. На верхнем заднем конце консоль 18 снабжена другой, продолговатой выемкой 23, в которой соединенный с контропорой 10 упор 20 перемещается внутри выемки 23 и задает верхнее и нижнее поворотное положение контропоры 10 относительно консоли 18. Между контропорой 10 и опорной консолью 11 расположен выполненный в виде спиральной пружины накопитель 8 энергии, который на своем верхнем конце упирается в контопору 10, а на своем нижнем конце через мостик 23 опирается на опорную консоль 11. При этом опорная консоль 11 снабжена острой кромкой, которая вместе с предварительно отформованной выемкой под мостиком 21 представляет самоцентрирующуюся под нагрузкой от накопителя 8 энергии линейную или качательную опору. Контропора 10 снабжена дополнительным пальцем 22, на котором подвешен ограничитель 9 глубины в форме работающего на растяжение язычка с выемкой 25. Нижний конец ограничителя 9 глубины подвижно соединен с опорной консолью 11, соответственно, удерживающей ручкой 4, причем это соединение закрыто мостиком 21. Размеры ограничителя 9 глубины выбраны таким образом, чтобы накопитель 8 энергии находился под предварительным напряжением между контропорой 10 и опорной консолью 11 и с помощью этого усилия предварительного напряжения контропора, как это представлено, упором 20 фиксируется в верхнем положении контропоры, которое предварительно задано выемкой 23 консоли 18. Предварительное напряжение накопителя 8 энергии выбрано так, что контропора 10 посредством собственного веса консоли 11, удерживающей ручки 4 и закрепленного на ней инструмента для обработки грунта или его подхватывающих усилий не может тянутся сама в нижнее положение, а остается в представленной позиции, которая задает рабочее положение удерживающей ручки 4, соответственно, закрепленного на ней инструмента. Одновременно предварительное напряжение накопителя 8 энергии настолько велико, что никакие подъемные усилия инструмента, которые возникают посредством нормального сопротивления грунта (реакция грунта) при движении вперед устройства для обработки грунта, не вызывают подъем удерживающей ручки 4 из рабочего положения.
На фиг.3 представлено поперечное сечение перегрузочного устройства 7 в верхнем состоянии перегрузки, как оно возникает при столкновении инструмента с препятствием. При столкновении закрепленного на удерживающей ручке 4 инструмента с препятствием в грунте удерживающая ручка 4 вместе с опорной консолью 11 качается (качательно перемещается) вверх вокруг поперечной оси 6 и посредством мостика 21 сжимает накопитель 8 энергии. Накопитель 8 энергии прилегает к контропоре 10 и удерживает ее в верхнем положении, которое предварительно задано упором 20, который в выемке 23 консоли 18 прилегает к верхнему концу. С помощью сжатия накопителя 8 энергии одновременно поднимается ограничитель 9 глубины, который шарнирно соединен с опорной консолью 11 посредством пальца 24. Посредством продолговатой выемки 25 в верхней области ограничителя 9 глубины он может подниматься до тех пор, пока нижний конец выемки не будет прилегать к пальцу 22, который соединен с ограничителем глубины. Это положение предопределяет максимальное отклонение удерживающей ручки 4, соответственно, консоли 11 в положение перегрузки, которое одновременно, как представлено, соответствует максимальному сжатию, соответственно, минимальному монтажному размеру накопителя 8 энергии. Мостик 21 в качестве соединения между накопителем 8 энергии и опорной консолью 11 лишь частично изображен на фиг.3 и 4, чтобы предоставить палец 24 в виде шарнирного соединения между опорной консолью 11 и ограничителем 9 глубины, так как в противном случае он был бы закрыт на этом изображении.
После прохода препятствия в грунте удерживающая ручка 4 вместе с опорной консолью вновь качается обратно в рабочее положение, как оно описано со ссылкой на фиг.2. При этом ограничитель 9 глубины скользит своей выемкой 25 вниз до тех пор, пока верхний конец выемки 25 не будет прилегать к пальцу 22. Согласно фиг.4 контропора за счет энергии столкновения ограничителя 9 энергии, который наталкивается на палец 22, тянется вниз против пружинного усилия накопителя 8 энергии до тех пор, пока упор 22 не станет налегать на нижнюю сторону выемки 23 консоли 18. Посредством этой податливости контропоры 10 удерживающая ручка 4 и опорная консоль 11 может поворачиваться дальше вниз вокруг оси 6 с тем, чтобы энергия удара, которую ограничитель 9 энергии прикладывает через палец 22 к контропоре 10 и к накопителю 8 энергии, компенсировалась или по меньшей мере частично смягчалась накопителем 8 энергии. Точно также часть энергии соударения может поглощаться посредством более глубокого проникновения инструмента в грунт. Посредством движения контропоры 10 относительно консоли 18 вокруг оси 19 накопитель 8 энергии на заднем конце контропоры 10 деформируется сильнее, чем на передней стороне контропоры 10, к которой также прилегает накопитель 8 энергии. Посредством этой деформации возникает возвращающее усилие накопителя 8 энергии на контропоре 10, с помощью которой ограничитель 9 глубины через палец 22 вновь поворачивается вверх в позицию, как она представлена на фиг.2. При этом возвращающее усилие накопителя 8 энергии имеет такую величину, что ограничитель 9 глубины через свое соединение к опорной консоли 11, соответственно, удерживающей ручке 4 оттягивает обратно инструмент для обработки грунта, удерживающую ручку 4 и опорную консоль 11 против действия их собственного веса и возможного подхвата снизу инструмента, качательно перемещаясь вокруг оси 6 в их первоначальное рабочее положение, как показано на фиг.2.
Список ссылочных позиций
1 устройство для обработки грунта
2 грунтовая поверхность
3 инструмент
4 удерживающая ручка
5 рама
6 поперечная ось
7 перегрузочное устройство
8 накопитель энергии
9 ограничитель глубины
10 контропора
11 опорная консоль
12 тягач
13 препятствие
14 поперечная труба
15 опора
16 опорная накладка
17 палец
18 консоль
19 ось
20 упор
21 мостик
22 палец
23 выемка
24 палец
25 выемка.