ЦИЛИНДРИЧЕСКОЕ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ УСТРЙСТВО
CYLINDRICAL TILLAGE DEVICE

Изобретение относится к цилиндрическому устройству для процессов обработки почвы и рабочих операций по посеву с помощью вращающихся уплотняющих рабочих органов, которые установлены параллельно относительно друг друга с возможностью вращения на горизонтальной ступице.
Такие почвообрабатывающие устройства в форме уплотняющих катков являются, например, предметом изобретения патента ЕР 0998185 В1. Изготовление таких уплотняющих элементов, из множества которых состоит уплотняющий каток, представляет собой относительно трудоемкий процесс, так как закрепленные с одной стороны пружинящие элементы требуют больших затрат и пружинящие элементы подвергаются большим нагрузкам.
По этой причине задача изобретения заключается в устранении этих трудностей с помощью предлагаемого упрощенного и не требующего больших затрат изготовления, а также более эффективного принципа действия таких уплотняющих элементов.
Согласно изобретению эта задача решается тем, что рабочие органы почвообрабатывающих орудий выполнены преимущественно в виде замкнутых кольцевых элементов, которые с помощью спиц закреплены на втулке ступицы и в радиальном направлении расположены с возможностью контролируемого перемещения и/или отклонения относительно друг друга. Другие варианты исполнения изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
В противоположность известным почвообрабатывающим устройствам, которые были указаны выше, в частности в виде уплотняющих катков, почвообрабатывающие устройства согласно изобретению выполнены в виде замкнутых кольцевых элементов с непрерывной периферийной поверхностью, например, из полосового материала, в частности, из пружинной стали, которые в состоянии покоя и при незначительной нагрузке по отдельности во время первой рабочей стадии сохраняют свою круглую форму в результате относительного движения грабельных спиц по отношению кольцевой периферийной поверхности в вертикальном и/или горизонтальном направлении, в результате чего параллельные почвообрабатывающие элементы при забивании землей по отдельности или во взаимодействии друг с другом совершают, например, горизонтальные движения относительно друг друга и могут отделять эти забивания землей и во время второй рабочей стадии при более высокой нагрузке и при более сильном сцеплении с почвой и соответственно с неровностями в или на почве непрерывно смещаются по периметру и упруго деформируются в ограниченном объеме, так что в этом месте сцепления кольца с почвой временно происходит уплощение и соответственно отклонение от круглого профиля, а при выходе из зацепления с почвой в связи с эластичностью снова происходит возврат в кругообразную форму. Таким образом, следующие друг за другом отрезки кольцевого периметра производят сообща движение смятия или колебательное движение, при этом расстояние между двумя, расположенными друг против друга вилок будет больше по сравнению с диаметром деформированного кольцевого периметра. При этом расстояние между поверхностью ступицы и кольцевым периметром в месте сцепления с почвой будет меньше, однако сами спицы свою длину не изменяют, так что согласно изобретению предлагается, чтобы дополнительно к радиальному движению элемента спицы относительно окружного кольца само окружное кольцо деформировалось в ограниченной мере в радиальном направлении и относительно кольцевой плоскости.
Движение между спицами и окружной поверхностью кольца достигается, например, за счет того, что радиальный наружный конец спицы выполнен вильчатым, а окружное кольцо в головке вилки в радиальном направлении, а также в поперечном направлении расположено с возможностью перемещения. В качестве альтернативы радиальный наружный конец вилки может, например, в виде болта перемещаться в соответствующем углублении периферийной поверхности кольца или же иметь подобное конструктивное исполнение. Наружные концы спиц в виде вилки или болта действуют при этом в качестве тягового средства для привода от почвы кольцевых элементов.
Ширина в свету зева вилки при этом рассчитана преимущественно по сравнению с шириной окружной поверхности кольцевого элемента таким образом, что окружная поверхность может перемещаться с зазором в зеве вилки и тем самым расстояние между двумя, расположенными рядом кольцевыми элементами при столкновении с препятствием, например камнями, земляными глыбами, комками и т.п., может изменяться, так что, например, со стороны входа (если смотреть в направлении движения) расстояние уменьшается, а со стороны выхода соответственно увеличивается, и, таким образом, со стороны выхода устраняется защемление и поддерживается в значительной мере отбрасывание препятствия.
Вильчатая головка наружного конца спицы в следующем варианте исполнения изобретения может также быть выполнена таким образом, что оба зубца вилки на наружном конце соединяются друг с другом или должны загибаться друг на друге, так что в результате этого происходит ограничение относительного движения между спицей и окружным кольцом. Сами кольцевые элементы, которые располагаются на наружных концах спиц, могут вместо непрерывного кольцевого элемента, состоящего, например, из стальной ленты, оба конца которой изгибаются в кольцо и в месте соединения соединяются друг с другом, например свариваются, могут быть выполнены таким образом, что оба свободные конца стальной ленты размещаются внахлест и соединяются друг с другом в кольцо с помощью болтового соединения или с помощью соединительного элемента, например накладки. Далее кольцевая окружная поверхность может быть профилированной, например, иметь V-образный, U-образный, Т-образный или подобный профиль, трубчатый, например в виде плоской трубы или же может быть выполнена из сплошного материала.
Предпочтительно в случае использования Т-образного профиля размер вертикальной балки Т будет больше по сравнению с горизонтальной балкой.
Устройство согласно изобретению работает таким образом, что при воздействии от почвы незначительного давления на окружную поверхность кольцевого элемента и при возникновении в почве под действием неравномерностей, например препятствий в виде камней, комков или т.п., перемещений по направлению вверх или вперед через вилку будет достаточно для поднятия кольцевых элементов, чтобы установить предварительно заданное на машине отклонение, однако при несколько большем или очень большом давлении реакция кольцевых элементов будет такой большой, что возникнет деформация находящегося в сцеплении с почвой кольцевого отрезка. При этом в зависимости от положения препятствия возникает деформирование кольцевого отрезка в кольцевой плоскости или в плоскости спицы под действием деформации (сплющивания) кольцевого отрезка или поперек к кольцевой плоскости в результате бокового отклонения соответствующего кольцевого отрезка в виде «яйцевидного» движения.
При таком асимметричном отклонении кольцевого отрезка, который находится в зацеплении с почвой, одновременно может достигаться условие, согласно которому обеспечивается эффект очистки при налипании земли и остатков растений, так как расстояние между двумя расположенными рядом кольцевыми отрезками уменьшается в одной плоскости и в результате этого создается эффект самоочистки в том случае, если земля и остатки растений скопятся между спицами и кольцевыми отрезками.
Рабочие органы для обработки почвы выполняют, как правило, таким образом, что кольцевые элементы имеют кольцевую форму, а спицы располагают со смещением относительно друг друга соответственно на 120° и имеют одинаковую длину. Однако в определенных случаях может быть более целесообразным выполнять спицы различной длины, например, таким образом, чтобы одна спица была длиннее по сравнению с остальными двумя, так что кольцевые элементы или несколько из них располагаются эксцентрично к втулке ступицы и таким образом поддерживается сминающее движение асеиметрично закрепленным на втулке ступицы кольцевым элементам.
В том случае, если устройство согласно настоящему изобретению назначено для проведения рабочих операций по посеву, тогда оно снабжено взаимодействующими с кольцевыми рабочими органами, проходящими в направлении движения выпускными устройствами в виде труб для посевного зерна и/или удобрения в виде гранул, при этом выпускные устройства в виде труб, шлангов или т.п. взаимосвязаны, например, с грабельными зубами, которые при необходимости работают в качестве сглаживающих устройств и подготавливают почву под посев, а также высевают семена.
Далее изобретение поясняется со ссылками на фигуры на примерах осуществления изобретения.
Фиг.1. Схематическое изображение кольцевого элемента почвообрабатывающего устройства согласно изобретению с видом сверху и в осевом направлении.
Фиг.2. Вид сбоку изображения, показанного на фиг.1 в увеличенном масштабе.
Фиг.3. Видоизмененный вариант осуществления по сравнению с показанной на фиг.2 головкой спицы.
Фиг.4. Общий вид кольцевого элемента со спицами и с различными поперечными сечениями профиля кольцевого элемента в виде схематического изображения.
Фиг.5. Схематичное изображение другого варианта осуществления головки спицы.
Фиг.6. Детальное изображение места нахлестки кольцевого элемента в разрезе.
Фиг.7. Схематическое изображение кольцевого элемента в деформированном состоянии в месте сцепления с почвой.
Фиг.8. Следующий вариант осуществления кольцевого элемента согласно изобретению со спицей большей длины по сравнению с обеими остальными спицами.
Фиг.9. Схематический вид сверху втулки ступицы с несколькими кольцевыми элементами и посевными бороздками с семенами.
Фиг.10. Схематический вид сбоку почвообрабатывающего устройства с выпусками для семян.
Фиг.11. Вид сверху участка варианта осуществления почвообрабатывающего устройства согласно изобретению.
На фиг.1 показан вид сверху цилиндрического почвообрабатывающего устройства с параллельно расположенными относительно друг друга рабочими органами для обработки почвы, в частности кольцевыми элементами 1, 1', 1”, которые по отдельности или в совокупности закреплены на общей или разделенной на отрезки втулке 2 ступицы.
От втулки 2 ступицы проходят радиально наружу спицы 3-6, которые преимущественно приварены к втулке 2 ступицы. Наружные концы спиц 3-6 в радиальном направлении соединены с периферийным кольцом 7 таким образом, что периферийная поверхность 11 кольца может перемещаться радиально в осевом направлении спиц 3-6, так что в том случае, если на кольцевой отрезок между двумя последовательно расположенными спицами 3-6 будет воздействовать нагрузка вследствие неравномерности почвы, кольцевой элемент 1', 1” в месте соединения перемещается в радиальном направлении вдоль соответствующей спицы 3-6 на ограниченный участок пути. Радиальный наружный конец спиц 3-6 выполнен в виде вилки 8, как это схематически показано на фиг.1, в которую заходит окружное кольцо 7, так что вилка служит в качестве направляющей для кольцевой периферийной поверхности. На дальнейшем этапе воздействия более сильной нагрузки находящийся в зацеплении с почвой кольцевой отрезок 11' (фиг.7) подвергается упругой деформации.
В варианте осуществления изобретения согласно фиг.2 вилка 8 выполнена в виде открытой наружу вилки с зубцами 9 и 10, которые действуют в качестве направляющих для расположения окружного кольца 7. Позицией 11 обозначена наружная поверхность окружного кольца 7, позицией 11' идентичная окружная поверхность, если окружное кольцо будет деформировано в результате сцепления с землей, как это схематично показано на фиг.7. Выступающий отрезок длины зубцов 9 и 10 вилки зависит, таким образом, от степени деформации соответствующего кольцевого отрезка 11'.
На фиг.3 вилка 8 на наружном конце зубцов обозначена замкнутой в позиции 12, в результате чего образуется окончание в виде арки ворот, которое выполнено в зависимости от степени деформации находящегося в зацеплении с почвой кольцевого отрезка 11'.
На фиг.4 показаны рабочий орган 1 для обработки почвы с тремя, смещенными относительно друга на 120° спицами 3, 4, 5 на втулке 2 ступицы и соответственно с вилкой 8 для контролируемого размещения кольцевого элемента и соответственно окружного кольца 7. Кольцевой элемент 7 имеет выборочно сплошное круглое поперечное сечение, трубчатое поперечное сечение, овальное поперечное сечение, Т-образное поперечное сечение, в котором длина вертикальной балки больше по сравнению с длиной горизонтальной балки Т-образного профиля или прямоугольное поперечное сечение с большей высотой по сравнению с шириной.
При этом кольцевая периферийная поверхность может быть выполнена выборочно гладкой, волнистой, зубчатой 4 или профилированной соответствующим образом (11а, 11b), чтобы улучшить сцепление с почвой, при этом в этом варианте осуществления три спицы 3, 4, 5 имеют одинаковую радиальную длину, в то время как в схематически изображенном варианте осуществления согласно фиг.8 спица 3 имеет большую радиальную длину по сравнению с обоими остальными спицами 4, 5, так что в результате этого кольцевой элемент 7 выполнен не кольцевым, а овальным и прикреплен эксцентрично к втулке 2 ступицы.
Следующее решение вытекает из фиг.5, в котором окружная кольцевая поверхность 11 снабжена углублением 13, в котором перемещается в радиальном направлении болтообразное удлинение 14 спицы 3.
Окружная кольцевая поверхность 11 выполнена обычно в виде замкнутой кольцевой поверхности. При этом периферийное кольцо, например, в виде плоской пружинной стальной ленты изгибается по обоим свободным концам в кольцо и сваривается. Вместо такого сварного соединения можно также применять и резьбовое соединение 17, как это показано на фиг.6, обоих свободных, расположенных внахлест концов, так что можно отказаться от относительно сложного процесса сварки материалов из пружинной стали.
Принцип действия устройства согласно настоящему изобретению схематично показан на фиг.7. В том случае, если кольцевой отрезок 11, 11' окружного кольца 7 войдет в зацепление с почвой 18, тогда в зависимости от установки по высоте оси втулки 2 ступицы над почвой на окружную поверхность 11' замкнутого кольцевого элемента 7 будет воздействовать давление таким образом, что участок 11' в направляющей наружного конца спицы будет деформирован в радиальном направлении вовнутрь до тех пор, пока будет сохраняться сцепление с землей.
В том случае, если в этом месте в результате вращения кольцевого элемента 7 сцепление с почвой будет устранено и соответственно примыкающий участок 11 кольцевого элемента войдет в зацепление с почвой, в результате упругости замкнутого кольцевого элемента 7 участок 11' снова возвратится назад в свое исходное положение, так что окружная поверхность 7 кольца 7 будет совершать непрерывное движение смятия, которое приводит к тому, что прилипшая земля и возможные остатки растений отделяются от спиц и соответственно окружного кольца и, таким образом, к освобождению почвообрабатывающего устройства от скапливаемой земли.
На фиг.9 схематично показан вид сверху почвообрабатывающего катка с кольцевыми элементами 1, 1', 1” на втулке 2 ступицы. Рядами на соответствующем кольцевом элементе 1, 1', 1” расположена посевная бороздка 19 с семенами 20. Эти семена выжимаются с помощью взаимодействующего кольцевого элемента 1, 1', 1”.
Цилиндрическое почвообрабатывающее устройство с высевающим устройством согласно настоящему изобретению состоит, как это в качестве примера показано на фиг.10, из рамы 22 машины, почвообрабатывающего устройства с кольцевыми элементами 1, 1', 1” и проходящих по всей ширине машины граблей 23. Эти грабли 23 расположены в позиции 24 и находятся под воздействием пружины, создающей предварительное натяжение 25. Грабли 23 закреплены на поперечной балке 26, которая установлена на раме машины с возможностью вертикального и/или горизонтального перемещения и на которой расположено множество грабельных зубов 27, количество которых соответствует количеству кольцевых элементов, а также количеству посевных бороздок. Отдельные грабельные зубья представляют собой установленные под углом по направлению назад и вниз зубья. Нижний конец 28 грабельных зубов выполнен, например, с изгибом назад или изогнутым, в результате чего происходит протягивание посевных бороздок.
С грабельными зубьями 27 взаимосвязаны подводящие шланги 29 для семян, которые подают семена из расходного бункера 21 для семян к выпускному отверстию 30 для семян, из которого семена подаются в рассадную гряду и посевные бороздки. Как показано с помощью штриховой линии, можно также предусмотреть и дополнительный безрядковый каток 31, например звездчатый каток или уплотняющий каток традиционного конструктивного исполнения, и закреплять его, например, с возможностью регулирования по высоте на раме 22 машины, которая расположена в направлении движения почвообрабатывающего устройства в области диаметра вращения и подготавливает почву в месте выхода семян между посевными бороздками.
Показанный на фиг.11 фрагмент почвообрабатывающего устройства согласно настоящему изобретению снабжен двумя, непосредственно примыкающими друг к другу и закрепленные на втулке 2 ступицы спицами 3, 3' с расположенными на радиальном наружном конце головками вилки 8, 8', в которых перемещаются кольцевые элементы 7, 7' и которые ограничивают боковое перемещение соответствующих зубьев 9, 10 и 9', 10'. При этом ширина в свету головок вилки 8, 8' выполнена существенно большей по сравнению с шириной окружных поверхностей кольцевых элементов 7, так что кольцевые элементы, которые перемещаются в головке вилки 8, 8', могут осуществлять боковые перемещения до упора с зубьями вилки 9, 10 и 9', 10', а плоскости кольцевых элементов 7, 7' могут наклоняться под таким углом к плоскости спиц 3, 3', который определяют зубья вилки 9, 10 и 9', 10'. Таким образом, расстояние между обоими кольцевыми элементами 7, 7' на впуске может быть меньше, а на выпуске соответственно больше, так что захваченное на входе препятствие перемещается по дуге окружности назад и там при отпускании зажима может выбрасываться. Такое взаимодействие расположенных друг возле друга кольцевых элементов 7, 7' обеспечивает особо предпочтительный принцип действия для устранения комков и глыб земли К или в том числе и камней, которые встречаются в виде препятствия на земле. При этом окружная поверхность 11 кольцевых элементов 7, 7' в направлении периметра может иметь прерывистые или непрерывные режущие устройства, которые пригодны, в частности, для разрезания глыб земли К.