ДЕРЖАТЕЛЬ КРЫЛА
WING HOLDER

Предметом настоящего изобретения является держатель крыла.
А именно настоящее изобретение относится к держателю крыла для сельскохозяйственного транспортного средства, например, такого как трактор.
Колесные сельскохозяйственные тракторы оснащены передними управляемыми колесами, которые часто оборудуют крыльями. Крыло соединяется с соответствующим колесом посредством держателя, размещаемого с внутренней стороны от колеса и снабженного Г-образным кронштейном, который держит крыло над колесом.
При осуществлении руления передними колесами трактора каждое колесо отклоняется от направления движения трактора, поворачиваясь вокруг его оси руления, которая лежит перпендикулярно направлению движения трактора и оси вращения колес.
Если задняя часть крыла выступает за колесо, то возможна ситуация, когда крыло переднего колеса, внутреннего на дугообразной траектории при рулении, касается боковой поверхности носовой части трактора, не позволяя внутреннему колесу, а следовательно, и внешнему колесу, достигнуть максимального угла поворота.
Для преодоления данного недостатка автор спроектировал держатель крыла, который включает первую и вторую детали крепления, соединенные друг с другом с возможностью вращения вокруг оси, параллельной оси руления колеса. Упомянутая первая деталь крепления соединена с упомянутым держателем крыла таким образом, чтобы быть жестко скрепленной с упомянутым колесом в отношении его поворота вокруг оси руления. Упомянутая вторая деталь крепления, предназначенная для удерживания упомянутого крыла над упомянутым колесом, свободно вращается относительно упомянутого первого элемента крепления вокруг шарнирного пальца между первым положением, в котором она выровнена по оси с упомянутой первой деталью крепления, и вторым положением, в котором она не выровнена по оси с упомянутой первой деталью крепления. Спиральная пружина размещена между упомянутыми первой и второй деталями крепления для поворота, под действием упругих сил, упомянутой второй детали крепления в упомянутое первое положение.
Держатель, предложенный автором, позволяет крылу и колесу быть жестко скрепленными при повороте вокруг оси руления до заданного положения, в котором крыло может задевать бок трактора. В этом положении стопорный элемент останавливает поворот упомянутой второй детали крепления, тогда как, благодаря вращательному соединению с упомянутой второй деталью крепления, упомянутая первая деталь крепления и связанное с ней колесо могут свободно продолжать поворот вокруг оси руления до достижения максимального обеспечиваемого угла руления. Когда колесо и первая деталь крепления возвращаются к положению упора второй детали крепления, спиральная пружина возвращает упомянутую вторую деталь крепления в упомянутое первое положение, в котором она выровнена по оси с первой деталью крепления, при этом крыло будет выровнено по оси с колесом.
Несмотря на то что такой держатель крыла является очень эффективным и функциональным, автор посчитал, что держатель может быть усовершенствован в вопросах, касающихся прочности и срока службы.
Действительно, упомянутый шарнирный палец подвергается значительным напряжениям изгиба вследствие колебаний крыла, которые передаются на вторую деталь крепления. После определенного количества периодов эксплуатации это приводит к разрушению шарнирного пальца.
Цель настоящего изобретения - предложить держатель крыла, позволяющий преодолеть недостатки держателей, доступных на сегодняшний день на рынке.
Одним из преимуществ держателя в соответствии с настоящим изобретением является то, что он является значительно более прочным, чем доступные на сегодняшний день держатели, обеспечивая в то же время аналогично эффективную работу.
Еще одним преимуществом держателя в соответствии с настоящим изобретением является то, что он может использоваться вместо доступных на сегодняшний день держателей без необходимости выполнения каких-либо специальных работ на транспортном средстве с целью его адаптации.
Другие характеристики и преимущества держателя крыла в соответствии с настоящим изобретением могут быть поняты более детально из дальнейшего описания, приведенного, в качестве неограничивающего примера, со ссылками на приложенные чертежи, где:
- фиг.1 на виде спереди иллюстрирует переднее левое неприводное колесо, с которым соединен держатель крыла в соответствии с настоящим изобретением;
- фиг.2 и 3 представляют собой аксонометрическое изображение держателя в соответствии с настоящим изобретением в исходном положении;
- фиг.4 и 5 иллюстрируют держатель, показанный на фиг.2 и 3, но в конечном положении;
- фиг.6 иллюстрирует переднее левое неприводное колесо в положении для руления влево, в котором устройство держателя не вступило в действие, при этом колесо выровнено по оси с крылом;
- фиг.7 иллюстрирует переднее левое неприводное крыло в положении при рулении, в котором устройство держателя вступило в действие, при этом колесо более не выровнено по оси с крылом;
- фиг.8 иллюстрирует оба передних неприводных колеса, повернутых вправо в положение, в котором держатель правого колеса вступил в действие, при этом правое колесо не выровнено по оси с крылом.
На чертежах более подробно показан держатель крыла в соответствии с настоящим изобретением, связанный с левым неприводным колесом сельскохозяйственного трактора. Держатель правого колеса является, в сущности, зеркальным отображением проиллюстрированного на чертежах держателя относительно вертикальной плоскости, перпендикулярной оси вращения колес. Держатель показан связанным с неприводным колесом для упрощения описания, тем не менее подобный держатель в полной мере подходит для соединения также с приводным колесом.
Держатель крыла в соответствии с настоящим изобретением включает первую деталь (2) крепления, предназначенную для крепления к держателю (91) колеса (90) таким образом, чтобы быть жестко скрепленным с колесом в отношении поворота вокруг оси руления (steering axis, ST). Держатель (91) соединен с шасси трактора при помощи подвески и удерживает, с возможностью вращения, ось вращения колеса (90). Соответственно, держатель (91) не может вращаться с колесом вокруг оси (R) вращения колеса. Колесо (90) имеет также ось (ST) руления, которая перпендикулярна оси (R) вращения. Когда колесо (90) опирается на горизонтальную поверхность, ось (ST) руления является практически вертикальной.
Первая деталь (2) крепления, предпочтительно, выполнена как фасонная пластина, снабженная крепежными средствами (21), например, винтами, для ее крепления к держателю (91) колеса.
Держатель включает также вторую деталь (31, 32) крепления, предназначенную для соединения с крылом (100). В соответствии с иллюстрацией фиг.1, крыло (100) соединено со второй деталью (31, 32) крепления при помощи Г-образного кронштейна (101), удерживающего крыло (100) над колесом (90).
Вторая деталь (31, 32) крепления соединена с первой деталью (2) крепления с возможностью вращения вокруг основной оси (X) вращения, параллельной оси (ST) руления, при помощи шарнирного пальца (4). В предпочтительном варианте осуществления держателя упомянутые первая и вторая детали крепления сопрягаются таким образом, чтобы образовывать соединение с держателем (91) колеса (90), при котором основная ось (X) вращения совпадает с осью (ST) руления. Первая деталь (2) крепления свободно вращается вокруг основной оси (X) вращения относительно второй детали (31, 32) крепления между исходным положением и конечным положением, которые находятся друг от друга на заданном угловом расстоянии. В исходном положении первая деталь (2) крепления, в соответствии с иллюстрацией фиг.1, 2, 3 и 6, крыло (100) и колесо (90) выровнены друг с другом по оси, тогда как в конечном положении, показанном на фиг.4, 5 и 7, они не выровнены по оси друг с другом.
Упругие средства (5) расположены между первой и второй деталями крепления. Упругие средства (5) имеют конструкцию, препятствующую повороту первой детали (2) крепления из исходного положения в конечное положение.
На примере левого держателя, проиллюстрированного на чертежах, исходное положение второй детали (2) крепления поддерживается до тех пор, пока колесо не выполнит поворот в направлении против часовой стрелки заранее заданной амплитуды вокруг своей оси руления (фиг.6).
Далее, также на примере левого держателя, проиллюстрированного на чертежах, при рулении колеса влево, то есть, в направлении против часовой стрелки в виде сверху, первая и вторая детали крепления вращаются как единое целое вокруг оси (ST) руления, при этом крыло (100) приближается своей задней областью к боковой поверхности трактора. Стопорные средства (MA) которые на фиг.5 и 8 показаны только эскизно, по причине их известности на существующем уровне техники, приходят в соприкосновение со второй деталью (31, 32) крепления, останавливая ее поворот до того, как крыло (100) коснется боковой поверхности трактора (фиг.7). До соприкосновения между второй деталью (31, 32) крепления и стопорными средствами первая деталь (2) крепления и вторая деталь (31, 32) крепления поворачиваются как единое целое вокруг оси (ST) руления, при этом первая деталь (2) крепления остается в своем исходном положении относительно второй детали (31, 32) крепления, а колесо (90) остается выровненным по оси с крылом (100). Когда вторая деталь (31, 32) крепления приходит в соприкосновение со стопорными средствами, первая деталь (2) крепления и колесо, жестко скрепленное с ней, продолжают поворачиваться влево на заданный угол до достижения конечного положения первой детали (2) крепления. В предпочтительном варианте осуществления держателя, в котором обеспечено совпадение основной оси (X) вращения с осью (ST) руления, не возникает трения в точке соприкосновения стопорных средств (MA) и второй детали крепления. Однако если основная ось (X) вращения не совпадает с осью (ST) руления, в точке касания стопорных средств (MA) и второй детали (31, 32) крепления возникает трение.
Конечное положение второй детали (2) крепления главным образом определяется максимальным углом руления колеса, без необходимости учета задевания крылом (100) боковой стороны трактора. Следовательно, между исходным и конечным положением первой детали (2) крепления крыло и колесо занимают различные угловые положения относительно основной оси (X) вращения. Упругие средства (5) сжимаются, препятствуя повороту первой детали (2) крепления относительно второй детали (31, 32) крепления. При блокировке и продолжении поворота левого колеса вокруг его оси руления первая деталь (2) крепления поворачивается из конечного положения в исходное положение. Когда первая деталь (2) крепления достигает исходного положения, упругие средства (5) удерживают его в исходном положении таким образом, что крыло (100) и колесо (90) снова выравниваются по оси друг с другом.
Работа держателя правого колеса идентична приведенному выше описанию, но с зеркальным отображением относительно вертикальной плоскости, перпендикулярной оси сращения колес.
Держатель в соответствии с настоящим изобретением включает направляющий элемент (6), который жестко скреплен с первой деталью (2) крепления и второй деталью (31, 32) крепления в отношении смещения параллельно основной оси (X) вращения, и который может скользить относительно первой детали крепления и/или второй детали крепления по дугообразной траектории (T), концентричной основной оси (X) вращения. Второй направляющий элемент (6) является значительно смещенным (эксцентричным) относительно шарнирного пальца (4).
Наличие направляющего элемента (6), жестко скрепленного с первой деталью (2) крепления и второй деталью (31, 32) крепления в отношении смещения параллельно основной оси (X) вращения, позволяет снять напряжение изгиба с шарнирного пальца (4). Действительно, любое усилие, стремящееся повернуть первую деталь (2) крепления относительно второй детали (31, 32) крепления вокруг горизонтальной оси, пересекающей основную ось (X) вращения, т.е. усилие, которое может вызывать изгиб шарнирного пальца (4), уравновешивается моментом, который определяется расстоянием между основной осью (X) вращения и траекторией (T), умноженным на силу, направленную параллельно основной оси (X) вращения вдоль направляющего элемента (6). Другими словами, усилие, стремящееся повернуть первую деталь (2) крепления относительно второй детали (31, 32) крепления вокруг горизонтальной оси, пересекающей основную ось (X) вращения, потенциально превращается в исключительно растягивающее или сжимающие усилие, воздействующее на направляющий элемент (6). Таким образом, напряжение изгиба шарнирного пальца (4) уничтожается или по меньшей мере уменьшается до очень низкого уровня, поэтому срок службы шарнирного пальца (4) значительно увеличен по сравнению с доступными на сегодняшний день держателями. Для дальнейшего увеличения полезного эффекта направляющего элемента (6), его устанавливают в положении, где он лежит на основной оси (X) вращения и выровнен по оси с центром тяжести узла, образованного кронштейном (101) и крылом (100).
В предпочтительном варианте осуществления держателя траектория (T) направляющего элемента (6) задается дугообразным пазом (7), смещенным относительно основной оси (X) вращения. Предпочтительно, дугообразный паз (7) выполняют в первой детали (2) крепления, однако допускается также его выполнение во второй детали (31, 32) крепления. В одном из конкретных примеров дугообразный паз (7) может быть сквозным пазом, проходящим через первую деталь (2) крепления.
В предпочтительном варианте осуществления держателя направляющий элемент (6) жестко скреплен со второй деталью (31, 32) крепления в отношении смещения перпендикулярно основной оси (X) вращения. Предпочтительно направляющий элемент (6) жестко скреплен со второй деталью (31, 32) крепления, при необходимости - с возможностью вращения направляющего элемента (6) вокруг продольной оси, параллельной основной оси (X) вращения. В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения, если дугообразный паз (7) выполнен во второй детали (31, 32) крепления, то направляющий элемент (6) может быть жестко скреплен с первой деталью (2) крепления.
Предпочтительно направляющий элемент (6) имеет форму штифта, проходящего через дугообразный паз (7) и жестко скрепленного с этим пазом в отношении смещения параллельно основной оси (X) вращения при помощи накладных стопорных крышек (6a, 6b), размещенных на противоположных частях первой детали (2) крепления. В соответствии с иллюстрацией фиг.2 и 3, первая накладная крышка (6a) может быть образована головной частью направляющего элемента (6), тогда как вторая накладная крышка (6b) может быть образована кольцевым элементом, концентричным направляющему элементу (6). Направляющий элемент крепится ко второй детали (31, 32) крепления при помощи, например, установочного штифта (6c), установленного перпендикулярно направляющему элементу (6).
Направляющий элемент (6) снабжен средствами (61) амортизации, предназначенными по меньшей мере для частичного гашения усилий, направленных параллельно основной оси (X) вращения. В предпочтительном варианте осуществления держателя средства (61) амортизации расположены между накладными крышками (6a, 6b) направляющего элемента и первой детали (2) крепления. В соответствии с иллюстрацией фиг.2 и 3, каждая из накладных крышек (6a, 6b) взаимодействует с поверхностью первой детали (2) крепления опосредовано через средства (61) амортизации. Средства (61) амортизации могут формироваться, например, при помощи тарельчатых пружин, концентричных направляющему элементу. Наличие средств (61) амортизации позволяет еще больше увеличить срок службы держателя.
Дугообразный паз (7) может также выполнять функцию стопора для направляющего элемента (6), в соответствии с иллюстрацией фиг.4 и 5. Воздействие, прикладываемое упругими средствами (5), удерживает направляющий элемент (6) в соприкосновении с одним концом дугообразного паза (7), выполняющего функцию стопора. Застопоренное положение направляющего элемента (6) соответствует исходному положению первой детали (2) крепления.
В предпочтительном варианте осуществления держателя вторая деталь (31, 32) крепления включает полую деталь (31), снабженную посадочным местом для шарнирного пальца (4) и кожухом для упругих средств (5). Кожух для упругих средств (5) открыт со стороны первой детали (2) крепления, размещенной под полой деталью (31). Упругие средства (5) предпочтительно выполнены в форме спиральной пружины, первый конец которой прикреплен к посадочному месту, выполненному на полой детали (31), тогда как второй конец прикреплен к посадочному месту, выполненному на первой детали (2) крепления.
Вторая деталь (31, 32) крепления включает также фасонную пластину (32), соединенную с полой деталью (31) и выполненную с возможностью крепления несущего кронштейна (101) для крыла (100). Со второй деталью (31, 32) крепления жестко скреплен также кронштейн (33) ударного элемента. Кронштейн (33) ударного элемента снабжен ударным элементом (34), предназначенным для соприкосновения со стопорными средствами (MA), которые предназначены для остановки поворота второй детали (31, 32) крепления. Предпочтительно, кронштейн (33) ударного элемента имеет конструкцию, позволяющую ударному элементу (34) находиться в положении, которое обеспечивает возможность остановки поворота второй детали (31, 32) крепления до того, как крыло придет в соприкосновение с боковой поверхностью трактора. Как отмечалось ранее, в предпочтительном варианте осуществления держателя, в котором обеспечено совпадение основной оси (X) вращения с осью (ST) руления, практически не возникает трения в точке соприкосновения стопорных средств и ударного элемента (34). Однако, если основная ось (X) вращения не совпадает с осью (ST) руления, в точке касания стопорных средств (MA) и второй детали (31, 32) крепления возникает трение.