СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ МАШИНА, СОДЕРЖАЩАЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЕ СЦЕПНОЕ УСТРОЙСТВО
AGRICULTURAL MACHINE COMPRISING IMPROVED LINK MECHANISM

Изобретение относится к области сельскохозяйственных машин. Объектом изобретения является сельскохозяйственная машина, содержащая шасси, двигатель, кабину управления, сцепное устройство и, по меньшей мере, два рабочих агрегата. Рабочие агрегаты соединены с указанным сцепным устройством сельскохозяйственной машины при помощи сцепной рамы. Указанные, по меньшей мере, два рабочих агрегата выполнены с возможностью поворота между рабочим положением, в котором указанные рабочие агрегаты расположены по существу горизонтально и поперечно к направлению рабочего движения, и транспортным положением, в котором указанные рабочие агрегаты расположены по существу над указанным шасси.
Из предшествующего уровня техники известна такая самоходная сельскохозяйственная машина, оборудованная несколькими рабочими агрегатами таким образом, чтобы перекрывать широкую рабочую площадь и повысить производительность. Обычно указанные рабочие агрегаты устанавливают спереди или сзади сельскохозяйственной машины. Поскольку такие машины имеют рабочую ширину, достигающую 9 м, для их перемещения по дорогам необходимо предусмотреть транспортное положение меньшей ширины, в котором рабочие агрегаты переходят в вертикальное положение для соблюдения правил, ограничивающих габаритную ширину тремя метрами при транспортировке.
Складывание указанных рабочих агрегатов в вертикальное положение для соблюдения этой максимальной трехметровой ширины приводит к ограничению рабочей ширины рабочих агрегатов, так как машина должна также соответствовать ограничению по высоте до четырех метров. В этом транспортном положении возникает проблема, которая связана с позиционированием рабочих агрегатов, поднятых спереди или сзади машины в зависимости от модели, и с устойчивостью, в частности, в случае порывов ветра или при перемещении на пересеченной местности. Неустойчивость машины в некоторых неблагоприятных условиях может привести к ее опрокидыванию.
Для преодоления вышеуказанных основных трудностей, в документе FR 0551207, зарегистрированном на имя заявителя, была предложена сельскохозяйственная машина, содержащая кабину управления, которая может перемещаться и поворачиваться таким образом, чтобы при транспортировке машина могла двигаться в направлении, противоположном рабочему направлению. При транспортировке складывание рабочих агрегатов на шасси не приводит к потере устойчивости машины во время вождения по шоссе и сельским дорогам. Для этого оба рабочих агрегата складываются на центральной опоре. Эта центральная опора шарнирно установлена на сцепной раме при помощи горизонтального шарнира, перпендикулярного к направлению движения, и привода, работающего между центральной опорой и сцепной рамой. Таким образом, рабочие агрегаты поворачиваются вокруг горизонтального шарнира при помощи привода. Рабочие агрегаты поворачиваются над машиной.
Использование указанного горизонтального шарнира между центральной опорой и сцепной рамой не является оптимальным. Как правило, сельскохозяйственная машина выполняет несколько видов работ и для этого использует несколько типов рабочих агрегатов. Поэтому для каждого типа рабочего агрегата необходимо предусмотреть один шарнир и один привод между центральной опорой и сцепной рамой, обеспечивающие откидывание рабочих агрегатов над сельскохозяйственной машиной.
Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков при помощи сельскохозяйственной машины, описанной во вступительной части, выполнение которой является более простым.
В этой связи особенностью настоящего изобретения является то, что сцепное устройство соединено с шасси через жесткую конструкцию, которая, в свою очередь, соединена с шасси при помощи поперечного шарнира, при этом между шасси и жесткой конструкцией предусмотрен, по меньшей мере, один привод для обеспечения поворота жесткой конструкции вокруг поперечного шарнира. Таким образом, рабочая ширина рабочих агрегатов не ограничивается четырьмя метрами, что соответствует предельной высоте согласно правилам дорожного движения.
Сцепное устройство машины позволяет складывать рабочие агрегаты больших размеров в транспортное положение над машиной.
Таким образом, сельскохозяйственная машина остается эффективной, так как имеет повышенную производительность работы при меньшей ширине во время транспортировки. Такое решение является очень привлекательным. Во время транспортировки сельскохозяйственная машина в соответствии с настоящим изобретением является относительно компактной и имеет высоту менее четырех метров, то есть габариты, разрешенные правилами. Машина является компактной и очень устойчивой во время перемещений между рабочими зонами. За счет этого сцепного устройства, содержащего жесткую конструкцию, шарнир и привод на шасси, машина становится также многофункциональной. Она может перемещать несколько типов рабочих агрегатов больших размеров.
Такое сцепное устройство можно использовать как на сельскохозяйственных машинах с рабочими агрегатами, установленными сзади шасси в рабочем положении, так и на машинах с фронтальными агрегатами, содержащими перемещаемую кабину управления, которая может поворачиваться на 180°.
Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера выполнения, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлено следующее:
фиг.1 - вид сверху сельскохозяйственной машины, содержащей поворотное сцепное устройство, при этом рабочие агрегаты развернуты для работы в поле;
фиг.2 - вид сбоку этой же сельскохозяйственной машины в положении транспортировки, в котором рабочие агрегаты сложены над шасси;
фиг.3 - вид в перспективе задней части сельскохозяйственной машины;
фиг.4 - вид сбоку сцепного устройства в рабочем положении с рабочими агрегатами во время работы;
фиг.5 - вид сбоку сцепного устройства в рабочем положении с рабочими агрегатами, сложенными вертикально;
фиг.6 - вид сбоку сцепного устройства в транспортном положении со сложенными рабочими агрегатами;
фиг.7 - вид сбоку сельскохозяйственной машины согласно второму предпочтительному варианту выполнения.
Первый вариант самоходной сельскохозяйственной машины, в которой можно применить изобретение, показан на фиг.1. Сельскохозяйственная машина содержит шасси 1, опирающееся на землю четырьмя колесами, двигатель, кабину 2 управления и рабочие агрегаты 4, 5, соединенные со сцепным устройством 3. Таким образом, сельскохозяйственная машина является автономной. Сельскохозяйственная машина перемещается в направлении движения А. Она перемещает, по меньшей мере, частично опирающиеся на нее рабочие агрегаты 4, 5. Кабина 2 управления повернута в направлении А и позволяет управлять всей машиной 1 в направлении движения А. Во время работы это направление движения А является тем же направлением, что и при транспортировке.
В рабочем положении, показанном на фиг.1, рабочие агрегаты 4, 5 расположены сзади сельскохозяйственной машины и симметрично по обе стороны от центральной вертикальной плоскости Р машины. Рабочие агрегаты 4, 5 расположены по существу горизонтально и поперечно к направлению движения А во время работы. Рабочие агрегаты 4, 5 соединены со сцепным устройством 3 при помощи сцепной рамы 6.
Каждый рабочий агрегат 4, 5 с его несущей стойкой 7, 8 соединен с возможностью поворота с центральной опорой 9 при помощи соответствующего шарнира 10, 11, ось которого соответствует направлению движения А. При этом указанная центральная опора 9 соединена со сцепной рамой 6. Предусмотрены органы маневрирования, например, силовые цилиндры (не показаны), предназначенные для осуществления поворота рабочих агрегатов 4, 5 вокруг каждого соответствующего шарнира 10, 11 из, по существу, горизонтального рабочего положения в вертикальное положение и наоборот. В вертикальном положении рабочие агрегаты 4, 5 предпочтительно расположены симметрично относительно центральной вертикальной плоскости Р машины. Соответствующие шарниры 10, 11 установлены таким образом, чтобы в вертикальном положении рабочие агрегаты 4, 5 не выходили за пределы ширины, разрешенной для передвижения по дорогам. Сама сельскохозяйственная машина тоже соответствует максимально допустимой ширине.
Как показано на фиг.1, сцепное устройство 3 расположено сзади сельскохозяйственной машины, учитывая направление движения А. Сзади кабины 2 управления на шасси 1 сельскохозяйственной машины предусмотрено пространство для размещения рабочих агрегатов 4, 5 в сложенном положении.
Переход из рабочего положения, показанного на фиг. 1, в транспортное положение, показанное на фиг. 2, в основном происходит в два этапа. На первом этапе рабочие агрегаты 4, 5 приводятся в вертикальное положение при помощи гидравлических силовых цилиндров вокруг шарниров 10, 11, как было описано выше. На втором этапе сцепное устройство 3 поворачивается на 90°, чтобы перевести рабочие агрегаты 4, 5, сложенные вертикально, в транспортное положение, в котором рабочие агрегаты 4, 5 находятся по существу над шасси. Предпочтительно рабочие агрегаты 4, 5 располагаются в горизонтальной плоскости, параллельной направлению движения А, как показано на фиг. 2.
Особенностью настоящего изобретения также является то, что сцепное устройство 3 соединено с шасси 1 при помощи жесткой конструкции 12. Жесткая конструкция 12 соединена с шасси 1 поперечным шарниром 13. Между шасси 1 и жесткой конструкцией 12 предусмотрен, по меньшей мере, один привод 14, который обеспечивает поворот жесткой конструкции 12 вокруг поперечного шарнира 13.
Поперечный шарнир 13 расположен в верхней части жесткой конструкции 12. Таким образом, сцепное устройство 3 может поворачиваться между рабочим положением, в котором рабочие агрегаты 4, 5 располагаются по существу горизонтально и поперечно к направлению движения А во время работы, и транспортным положением, в котором рабочие агрегаты 4, 5 находятся по существу над шасси 1, и наоборот. Сцепное устройство 3 может поворачиваться вокруг поперечного шарнира 13 на угол, близкий к 90°. Таким образом, соблюдается максимально допустимая высота сельскохозяйственной машины для передвижения по дорогам. Предпочтительно поперечный шарнир 13 имеет ось, по существу горизонтальную и по существу перпендикулярную к направлению движения А. Привод 14 установлен непосредственно под шасси 1 сельскохозяйственной машины, чтобы не ограничивать высоту дорожного просвета сельскохозяйственной машины. Удлинение привода 14 приводит к повороту жесткой конструкции 12 в транспортное положение.
Чтобы, по меньшей мере, частично избежать передачи на шасси 1 усилий, действующих на рабочие агрегаты 4, 5 во время работы, машина оборудована амортизирующим устройством. Таким образом, за счет амортизирующего устройства шасси 1 и сцепное устройство 3 меньше подвергаются нагрузкам. Амортизирующее устройство установлено между шасси 1 и жесткой конструкцией 12. Таким образом, можно предусмотреть, по меньшей мере, один упругий элемент в нижней части жесткой конструкции 12. Этот упругий элемент образует также упор для рабочего положения сцепного устройства 3. Согласно другому варианту выполнения для выполнения функции амортизатора осуществляют установку на приводе 14 масляно-пневматического аккумулятора.
Можно предусмотреть использование привода 14 для перехода рабочих агрегатов 4, 5 из рабочего положения в положение маневрирования, в котором рабочие агрегаты 4, 5 удалены от почвы. Например, привод 14 удлиняется на полхода для отвода рабочих агрегатов 4, 5 от почвы посредством поворота вокруг поперечного шарнира 13.
На фиг.3-6 показана задняя часть сельскохозяйственной машины и, в частности, трехточечное сцепное устройство 3. На этих фигурах привод 14 и сцепная рама 6 рабочих агрегатов 4, 5 не показаны.
Такое трехточечное сцепное устройство само по себе известно и содержит верхнюю точку 15 сцепки и две нижние точки 16 сцепки. Эти точки 15, 16 сцепки обеспечивают крепление сцепной рамы 6. Верхняя точка 15 сцепки находится в центральной вертикальной плоскости Р, а две нижние точки 16 сцепки находятся внизу и по обе стороны от центральной вертикальной плоскости Р. Сцепную раму 6 рабочих агрегатов 4, 5 крепят к шасси 1 через сцепное устройство 3. Для этого сцепное устройство 3 содержит верхнюю штангу 17 и две нижние штанги 18. Верхняя штанга 17 шарнирно соединена с жесткой конструкцией 12 при помощи верхнего шарнира 19. Другой конец верхней штанги 17 предназначен для соединения со сцепной рамой 6 через верхнюю точку 15 сцепки. Каждая нижняя штанга 18 шарнирно соединена с жесткой конструкцией 12 при помощи соответствующего нижнего шарнира 20. Каждая нижняя штанга 18 предназначена для соединения с цепной рамой 6 через соответствующую нижнюю точку 16 сцепки.
Трехточечное сцепное устройство 3 должно обладать обычными функциональными возможностями. Классически, сцепное устройство 3 должно обладать способностью перемещаться между рабочим положением, в котором рабочие агрегаты 4, 5 расположены близко к земле и поперечно к направлению движения А, и положением, в котором рабочие агрегаты 4, 5 удалены от земли, чтобы облегчить маневрирование в конце поля. Для осуществления этого перемещения предусмотрен, по меньшей мере, один подъемный силовой цилиндр 21, который работает между жесткой конструкцией 12 и нижней штангой 18 сцепного устройства 3. Соединение между подъемным(и) силовым(и) цилиндром(ами) 21 и соответствующей нижней штангой 18 осуществляется через подъемный рычаг 22 и подъемную тягу 23. Подъемный силовой цилиндр 21 неподвижно соединен с жесткой конструкцией 12. Он расположен по существу вертикально, тогда как подъемный рычаг 22 является по существу горизонтальным. Подъемный рычаг 22 является рычагом типа коромысла и шарнирно установлен между подъемным силовым цилиндром 21 и подъемной тягой 23. Подъемная тяга 23 выполнена с возможностью регулирования по длине. Подъемный силовой цилиндр 21 позволяет опускать или поднимать соответствующую нижнюю точку 16 сцепки для перехода из рабочего положения в приподнятое положение маневрирования. Благодаря этим элементам 17, 18, 21, 22, 23, рабочие агрегаты 4, 5 отводятся от земли по существу вертикальным поступательным движением. Предусмотрен также, по меньшей мере, один стабилизатор 24, который работает между жесткой конструкцией 12 и соответствующей нижней штангой 18 сцепного устройства 3. Этот стабилизатор 24 ограничивает боковое перемещение нижней штанги 18 и, следовательно, боковое перемещение сцепного устройства 3. Каждый стабилизатор 24 выполнен с возможностью регулирования по длине.
Как показано на фиг. 4, поперечный шарнир 13 расположен в верхней части жесткой конструкции 12 и, в частности, вблизи верхнего шарнира 19. Предпочтительно верхний шарнир 19 находится по существу над поперечным шарниром 13, соединяющим жесткую конструкцию 12 с шасси 1. Верхний шарнир 19 расположен также по существу впереди поперечного шарнира 13 относительно направления движения А. Привод 14, расположенный под шасси 1, позволяет осуществлять поворот жесткой конструкции 12 вокруг поперечного шарнира 13 для поворота сцепного устройства 3 на 90° в транспортное положение. Необходимо, чтобы привод 14 не ограничивал дорожный просвет машины, чтобы избежать ударов при прохождении препятствий во время перемещения на дорогах и в поле. Поэтому его располагают непосредственно под шасси 1. В представленном примере выполнения привод 14 действует в единственной точке жесткой конструкции 12, и предпочтительно эта точка находится в центральной вертикальной плоскости Р. Вместе с тем, можно предусмотреть использование двух приводов 14 и больше, действующих в разных точках жесткой конструкции 12, например, по бокам и, в случае необходимости, в центре, чтобы распределять усилия, необходимые для поворота. Как показано на фиг. 4-6, привод 14 содержит корпус 25, соединенный с шасси 1 при помощи первого шарнира 26 с по существу горизонтальной осью, перпендикулярной к направлению движения А. Привод содержит также шток 27, соединенный с жесткой конструкцией 12 при помощи второго шарнира 28 с по существу горизонтальной осью, перпендикулярной к направлению движения А. Шток 27 привода 14 выполнен достаточно длинным, чтобы обеспечивать поворот на 90° сцепного устройства 3. Дорожный просвет должен быть приемлемым, независимо от положения штока 27. Второй шарнир 28 устанавливают таким образом, чтобы при повороте на 90° жесткой конструкции 12, она не входила в контакт с землей и, кроме того, оставалась на определенном расстоянии от земли. Второй шарнир 28 расположен в нижней части жесткой конструкции 12. Первый шарнир 26 и второй шарнир 28 находятся в центральной вертикальной плоскости Р сельскохозяйственной машины.
В рабочем положении, показанном на фиг. 4, поперечный шарнир 13 находится по существу сзади и по существу под верхним шарниром 19. Второй шарнир 28 находится по существу спереди и по существу над нижними шарнирами 20. Во время работы шток 27 привода 14 убирается, и сцепное устройство 3 работает как описанное выше стандартное трехточечное сцепное устройство. В транспортном положении жесткая конструкция 12 повернута примерно на 90° вокруг поперечного шарнира 13. Верхний шарнир 19 повернут вперед и находится по существу под поперечным шарниром 13. Шасси содержит выемку, позволяющую осуществить поворот верхней штанги 17 в транспортное положение.
Переход из рабочего положения в транспортное положение показан на фиг.4, 5 и 6.
На фиг.4 показано рабочее положение, в котором рабочие агрегаты 4, 5 расположены поперечно к направлению движения А и предпочтительно в продолжении друг друга. На фиг.5 показано положение, в котором рабочие агрегаты 4, 5 перемещены в вертикальное положение и расположены симметрично относительно центральной вертикальной плоскости Р. На фиг.6 показано транспортное положение, в котором рабочие агрегаты 4, 5 расположены над шасси 1. Переход рабочих агрегатов 4, 5 из рабочего положения в вертикальное положение был описан выше.
При вертикальном положении рабочих агрегатов 4, 5, показанном на фиг. 5, из кабины 2 управления включают удлинение привода 14, что приводит к повороту жесткой конструкции 12 вокруг поперечного шарнира 13 для перемещения рабочих агрегатов 4, 5 из вертикального положения в горизонтальное положение над и по существу на шасси 1. Жесткая конструкция 12 должна выдерживать вес рабочих агрегатов 4, 5 и сцепной рамы 6 во время поворота.
Предпочтительно на жесткой конструкции 12 выполняют различные элементы, обеспечивающие безопасность сцепного устройства 3 в транспортном положении. Такими средствами являются, например, устройства стопорения, которые блокируют движения сцепного устройства 3 вокруг поперечного шарнира 13, когда сцепное устройство 3 находится в транспортном положении. Не выходя за рамки настоящего изобретения, можно предусмотреть самые разные средства для выполнения этих предохраняющих устройств.
Как показано на фиг.3, поперечный шарнир 13 расположен по обе стороны от центральной вертикальной плоскости Р. Это позволяет добиться лучшей устойчивости во время поворота сцепного устройства 3.
Приводом 14 может быть одноступенчатый или двухступенчатый силовой цилиндр. Предпочтительно используют двухступенчатый силовой цилиндр. Таким образом, когда рабочие агрегаты 4, 5 сложены на шасси 1, устраняется любая возможность случайного смещения всей системы во время транспортировки, и повышается безопасность.
Переход из транспортного положения в рабочее положение для работы рабочих агрегатов 4, 5 осуществляется в обратном порядке по сравнению с описанным выше переходом после разблокировки необходимых средств безопасности.
Сельскохозяйственная машина в соответствии с настоящим изобретением, оборудованная сцепным устройством 3, является производительной, так как может нести рабочие агрегаты 4, 5 больших размеров и может передвигаться по дорогам, так как во время транспортировки соблюдает дорожные габариты. За счет такого сцепного устройства 3 сельскохозяйственная машина является многофункциональной, и на ней можно устанавливать рабочие агрегаты 4, 5 разных типов. Так, на самоходной машине можно устанавливать, по меньшей мере, две косилки с большой шириной рабочего охвата. В зависимости от назначения рабочим агрегатом 4, 5 может быть косилка-сеноворошилка, косилка-плющилка, ротационная борона, валкообразователь или зубчатая борона и т.д.
Для обеспечения работы рабочих агрегатов 4, 5 сельскохозяйственная машина оборудована механизмом 29 отбора мощности, который обеспечивает передачу мощности от двигателя на рабочие агрегаты 4, 5. Передача мощности обеспечивается механическими элементами трансмиссии, такими как телескопический вал с двойными универсальными шарнирами, оборудованный карданом с большим углом действия, при этом большой угол действия позволяет осуществлять поворот сцепного устройства 3 на 90°. Трансмиссия может также объединять механические и гидравлические элементы трансмиссии. Так, механизм 29 отбора мощности машины приводит в действие гидравлический насос, установленный на рабочем агрегате. Такая трансмиссия позволяет сократить операции ухода и обслуживания.
На фиг.6 показан второй вариант самоходной сельскохозяйственной машины в соответствии с настоящим изобретением. Этот тип машины описан в заявке FR 0551207, поданной на имя заявителя. Она содержит рабочие агрегаты 4, 5, расположенные фронтально для производства работ, когда машина перемещается в рабочем направлении А. Указанные рабочие агрегаты 4, 5 складываются так же, как и в предыдущем варианте. В транспортном положении сельскохозяйственная машина такого типа перемещается в направлении В, противоположном рабочему направлению А. Машина в этом транспортном положении показана также на фиг.2.
Предшествующее описание относится к складыванию двух рабочих агрегатов 4, 5, установленных на сцепном устройстве 3. В рамках настоящего изобретения предусмотрена установка более двух рабочих агрегатов, например, трех агрегатов с соответствующей конфигурацией сложенного положения. В варианте с тремя рабочими агрегатами можно, например, предусмотреть использование двух боковых агрегатов большого размера, расположенных по обе стороны от центрального агрегата меньшего размера, обычно имеющего ширину, равную ширине сельскохозяйственной машины.
Переход в транспортное положение осуществляется поворотом сцепного устройства 3 после складывания в вертикальное положение двух боковых агрегатов по обе стороны от центрального агрегата. При транспортировке боковые агрегаты находятся по существу над шасси 1 и в горизонтальной плоскости, параллельной направлению движения В, тогда как центральный агрегат остается перпендикулярным к направлению движения А, В. В транспортном положении центральный рабочий агрегат приподнимают, и он находится сзади шасси 1. Работа сцепного устройства 3 остается такой же.
Предусмотрено также использование различных вспомогательных средств, таких как упоры, амортизаторы, стабилизаторы и т.д., чтобы обеспечивать работу сцепного устройства 3 в полной безопасности, независимо от возможных рабочих и транспортных положений, а также для перехода от одного положения в другое без каких-либо рисков для пользователя и техники. В частности, предусматривают использование средств, блокирующих движения вокруг поперечного шарнира 13, когда сцепное устройство 3 находится в определенном рабочем или транспортном положении, чтобы избежать любого нежелательного поворота сцепного устройства 3.
Можно также предусмотреть сцепное устройство, которое имеет только одну верхнюю точку 15 сцепки и только одну нижнюю точку 16 сцепки. Другое сцепное устройство может содержать две верхние точки 15 сцепки и две нижние точки 16 сцепки.
Разумеется, настоящее изобретение не ограничивается представленными в качестве примеров вариантами выполнения и охватывает все технические эквиваленты, а также их комбинации.