ПРИКАТЫВАЮЩЕЕ КОЛЕСО ДЛЯ СЕМЯН
PRESS WHEEL FOR SEEDS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к такому типу прикатывающего колеса для семян, которое имеет признаки, указанные в ограничительной части основного пункта формулы изобретения.
Предшествующий уровень техники
Известно, что в сеялках точного высева используют колесо, расположенное после семяпровода, для того чтобы мягко прижимать каждое семя к нижней части посевной борозды. Каждое колесо подвержено многочисленным проблемам, например, вследствие того, что оно должно противостоять износу и повреждению в результате контакта с землей для посева, и в то же время оно должно обладать определенной упругостью, чтобы за счет деформации оно было в состоянии обеспечить предотвращение прилипания почвы к наружной части или боковым сторонам колеса.
Среди документов, относящихся к данной области техники, в документе «DuraLok Seed Wheels» (доступном по адресу https://www.exapta.com/2034–2/) описано прикатывающее колесо для семян, который изготовлен из высокоизносостойкого полимерного материала, имеет обтекаемый профиль и оснащен сменными накладками.
В частности, в вышеупомянутом документе описано использование «Duralok», из промышленного высокоизносостойкого поливинилхлорида в качестве материала, который формирует прикатывающее колесо для семян с цельным диском для создания устройства, которое может функционировать очень долгое время без необходимости в частой замене из–за царапин или повреждения, вызванных землей во время использования. Также показано, что повышенная износостойкость уменьшает прилипание грязи к самому диску и, таким образом, также уменьшает вероятность неудачного посева и засорения высевающего устройства.
Однако это техническое решение имеет ряд недостатков, которые обсуждаются ниже.
Известно, что борозды, создаваемые высевающим устройством сеялки, могут иметь прерывистую форму, которая не является абсолютно однородной и меняется с точки зрения направления и рельефа, в зависимости, например, от неожиданных твердых элементов, содержащихся в земле (камней, корней и т.д.) и/или изменений в наклоне самой земли.
Поскольку DuraLok представляет собой поливинилхлоридный диск, который обладает высокой износостойкостью, из–за этого невозможно значительное или быстрое деформирование указанного диска для того, чтобы эффективно следовать формам или направлениям борозд, в которые высевают семена.
Следует также отметить, что, как утверждает производитель, это свойство износостойкости не обязательно приводит к уменьшению количества грязи, прилипающей к диску, что зависит от различных параметров, таких как смачиваемость поверхности (согласно химическому анализу) и/или возможность прилипания/скопления грязи на поверхности диска (согласно морфологическому и/или механическому анализу). Таким образом, вышеупомянутый диск не имеет функции самоочищения, которая существенно уменьшает количество прилипшей грязи, и поэтому не может эффективно предотвращать возможные неудачные посевы или предотвращать засорение устройства сеялки.
Описание изобретения
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить прикатывающее колесо для семян, которое преодолевает один или несколько недостатков известного предшествующего уровня техники.
В рамках этой задачи одна цель изобретения состоит в том, чтобы предоставить прикатывающее колесо для семян, которое имеет улучшенную возможность правильного позиционирования семян в борозде, создаваемой высевающим устройством сеялки точного высева.
Продукт, предоставленный согласно настоящему изобретению, представляет собой прикатывающее колесо для семян для высевающих устройств для сеялок точного высева, содержащее сплошную шину в форме диска, имеющую отверстие или центральную ось для установки указанной шины на ступицу, причем указанная сплошная шина содержит первую часть, проходящую в радиальном направлении от указанного центрального отверстия, и вторую часть, проходящую в радиальном направлении от указанной первой части.
Первая часть предпочтительно изготовлена из первого материала, имеющего первое значение модуля упругости, а вторая часть изготовлена из второго материала, имеющего второе значение модуля упругости, причем указанное первое значение модуля упругости отличается от указанного второго значения модуля упругости.
Таким образом, можно обеспечить две зоны, имеющие разные механические характеристики: это условие обеспечивает разную деформацию сплошной шины в разных зонах и, следовательно, более эффективное следование рельефу и изменениям борозды, в которой оптимально располагают семя.
Кроме того, еще одно преимущество, вытекающее непосредственно из вышеупомянутых технических признаков продукта, изготовленного согласно настоящему изобретению, состоит в том, что различные деформации, которые создаются в разных частях сплошной шины в зависимости от разных модулей упругости, вызывают локальные изменения, выражающиеся в удлинении и сжатии материала, причем указанные изменения предотвращают прилипание грязи и земли. Первая часть, расположенная близко к ступице, образует относительно жесткое кольцо, так что колесо не соскальзывает со ступицы, тогда как вторая часть образует мягкое периферийное кольцо, которое, таким образом, может деформироваться так, чтобы способствовать отделению земли и предотвращать удерживание семян, удерживание которых приводит к неравномерности расстояния между семенами.
Это условие также улучшает функциональность сплошной шины и, следовательно, прикатывающего колеса для семян, сохраняя его более чистым, и, следовательно, повышая его эффективность, обеспечивая более точное следование его рельефу борозды в земле и расположение семян в необходимом положении в борозде.
Согласно одному варианту осуществления первое значение модуля упругости составляет от 2,5 до 3,5 МПа, и второе значение модуля упругости составляет от 0,5 до 1,5 МПа.
Заявитель показал, что таким образом можно улучшить эффект самоочищения сплошной шины, сохраняя при этом ее оптимальные характеристики сопротивления силам, прикладываемым во время использования механическими элементами, которые соединяют сплошную шину с высевающим устройством, или от контакта с землей.
Согласно дополнительному аспекту изобретения первый материал предпочтительно имеет модуль упругости 3,2 МПа, а второй материал имеет модуль упругости 0,9 МПа.
Таким образом, можно получить улучшенную локальную деформируемость и, следовательно, максимальную способность следовать рельефу борозды и наилучшее условие для локальной деформации, чтобы активировать функцию самоочищения сплошной шины вместе с оптимальным сопротивлением со стороны сплошной шины силам, прикладываемым во время использования.
Кроме того, второй материал, предпочтительно, содержит антиадгезивные вещества против грязи, например, имеющие фторированную или силиконовую основу, для повышения эффекта самоочищения, а также для оказания химического влияния на уменьшение любого потенциального прилипания грязи к поверхности сплошной шины. Согласно одному варианту осуществления первая часть имеет кольцевую форму и содержится в бортовой зоне указанной сплошной шины, а вторая часть является кольцевой и ограничивает промежуточную зону между указанной бортовой зоной и зоной протектора указанной сплошной шины, причем указанная бортовая зона, указанная промежуточная зона и указанная зона протектора являются попарно смежными, и, соответственно, расположены радиально от ближайшей к дальней относительно указанного центрального отверстия.
Таким образом, достигается оптимальное пространственное расположение элементов, имеющих разные модули упругости: фактически первая часть, которая предпочтительно имеет модуль упругости больший, чем у второй части, находится в бортовой зоне сплошной шины, в которой обычно действуют силы, связанные с механическими элементами высевающего устройства или сеялки (ступица, вал и т.д.); вторая часть, которая предпочтительно имеет модуль упругости ниже, чем модуль первой части, находится в промежуточной зоне между бортовой частью и протекторной частью сплошной шины, которая обладает большей деформируемостью с той целью, чтобы было возможно следовать рельефу борозды в максимально возможной степени и для большей деформации с целью более легкого отделения любой прилипшей грязи.
Кольцевая форма первой и второй частей также позволяет получить равномерные по кругу механические и трибологические характеристики, которые, таким образом, легче поддерживаются прикатывающим колесом для семян в форме диска.
В этом контексте бортовая зона является зоной, которая определяет граничную часть между сплошной шиной и частью ступицы или вала высевающего устройства сеялки. Данная бортовая зона сплошной шины — это та зона, которая больше всего взаимодействует со ступицей и/или с валом и на которую действуют силы, связанные с этими типами ограничений. Кроме того, в этом контексте зона протектора является частью сплошной шины, содержащей поверхность, удаленную в радиальном направлении дальше всего от центрального отверстия и предназначенную для контакта с поверхностью земли. Наконец, промежуточная зона в этом контексте является частью сплошной шины между бортовой зоной и зоной протектора. Очевидно, что эта промежуточная зона создает соединение между бортовой зоной, соединенной со ступицей и/или валом высевающего устройства, и зоной протектора, которая в основном взаимодействует с землей, в которой располагают семена.
Прикатывающее колесо для семян предпочтительно содержит третью часть, которая имеет кольцевую форму и изготовлена из третьего материала, имеющего третий модуль упругости, значение которого находится между указанным первым значением модуля упругости и указанным вторым значением модуля упругости.
Благодаря этому техническому решению создается третья часть, которая действует как граничная часть между первой и второй частями, обеспечивая более постепенное изменение значений модуля упругости и, следовательно, более мягкое и менее резкое движение со стороны прикатывающего колеса для семян.
Согласно одному варианту осуществления промежуточная зона имеет конусообразную форму с сужением от указанной бортовой зоны и изготовлена из указанного второго материала или третьего материала или подобного им.
Таким образом, можно дополнительно оптимизировать деформируемость прикатывающего колеса для семян для выполнения более легкой и эффективной полной вставки прикатывающего колеса для семян в борозду, причем конусообразная часть инициирует эту вставку и, следовательно, способна лучше адаптироваться к рельефу самой борозды.
Согласно одному варианту осуществления промежуточная зона, имеющая конусообразную форму, содержит плечи, имеющие поверхности соединения между указанной промежуточной зоной и указанной зоной протектора, и угол, образованный между указанными плечами, составляет 22°.
В этом контексте плечи образуют поверхности соединения, которые могут иметь изгиб с целью оптимального соединения промежуточной зоны и зоны протектора и обеспечивать механическое сопротивление так, чтобы было возможно взаимодействие с землей таким образом, чтобы избежать повреждений во время использования.
Заявитель показал, что угол 22° между плечами является оптимальным углом для того, чтобы сплошная шина могла эффективно входить в борозду даже в условиях неоднородного рельефа земли и самой борозды.
Первый материал предпочтительно имеет твердость по Шору А от 60 до 80, а второй материал предпочтительно имеет твердость по Шору А от 35 до 50.
Таким образом, обеспечивается то, что сплошная шина имеет достаточно повышенное трибологическое сопротивление, в частности, относительно части внутри бортовой зоны.
Согласно одному варианту осуществления сплошная шина имеет форму диска и имеет размерное соотношение между ее максимальным диаметром и ее максимальной толщиной от 5 до 15.
Таким образом, сплошная шина имеет форму, имеющую больший размер протяженности в радиальном направлении относительно центрального отверстия, и, таким образом, способна значительно изгибаться за счет упругой деформации в направлениях, по существу, параллельных оси вращения так, чтобы быть в состоянии следовать рельефу борозды оптимальным образом.
Согласно одному варианту осуществления настоящее изобретение направлено на сеялку, которая содержит прикатывающее колесо для семян, содержащий сплошную шину в форме диска, содержащую центральное отверстие и содержащую первую часть, которая изготовлена из первого материала, имеющего первое значение модуля упругости, и вторую часть, которая изготовлена из второго материала, имеющего второе значение модуля упругости, причем указанное первое значение модуля упругости отличается от указанного второго значения модуля упругости.
Вышеупомянутое прикатывающее колесо для семян, предназначенный для сеялки, предпочтительно получают согласно способу изготовления, включающему: обеспечение формы для изготовления сплошной шины, содержащейся в указанном прикатывающем колесе для семян, впрыскивание или заливку первого материала в указанную форму для изготовления первой части указанной сплошной шины, имеющего первое значение модуля упругости, впрыскивание или заливку второго материала в указанную форму для формирования второй части указанной сплошной шины, имеющего второе значение модуля упругости, которое отличается от указанного первого значения модуля упругости, и завершение формирования указанной сплошной шины и извлечение ее из указанной формы.
Таким образом, можно изготовить прикатывающее колесо для семян, имеющее по меньшей мере две части, изготовленные из материалов, имеющих разные модули упругости и, следовательно, разную деформируемость, что, таким образом, обеспечивает более высокую способность шины следовать различному рельефу борозды в земле и для создания различных, локально неоднородных деформаций, которые повышают эффект самоочищения колеса после любого потенциального прилипания грязи к поверхности самого колеса.
Краткое описание чертежей
Признаки и преимущества изобретения станут более понятными из подробного описания иллюстративного варианта осуществления, показанного в качестве неограничивающего примера и со ссылкой на чертежи, на которых:
– Фиг.1 представляет собой вид сбоку прикатывающего колеса для семян,
– Фиг.2 представляет собой вид спереди колеса согласно Фиг.1,
– Фиг.3 представляет собой вид в разрезе колеса согласно Фиг.1 в плоскости III,
– Фиг.4 представляет собой вид сбоку сплошной шины колеса согласно Фиг.1,
– Фиг.5 представляет собой вид в разрезе сплошной шины Фиг.4 в плоскости V.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения
На Фиг.1 ссылочной позицией 1 обозначено прикатывающее колесо для семян для высевающих устройств сеялок точного высева, содержащее сплошную шину 2 в форме диска, и которая содержит центральное отверстие 3 для установки указанной шины на ступицу 4. Сплошная шина 2 предпочтительно имеет первую часть 7, проходящую в радиальном направлении от центрального отверстия 3, и вторую часть 8, проходящую в радиальном направлении от первой части 7, причем указанная первая часть 7 изготовлена из первого материала 7а, имеющего первое значение Е1 модуля упругости, и вторую часть 8, изготовленную из второго материала 7b, имеющего второе значение E2 модуля упругости, причем первое значение E1 модуля упругости отличается от второго значения E2 модуля упругости.
Со ссылкой на Фиг.1, 2 и 3 будет ясно, что центральное отверстие 3 предпочтительно также имеет форму диска.
Ось X вращения прикатывающего колеса для семян предпочтительно находится в центре центрального отверстия 3.
Первое значение E1 модуля упругости предпочтительно больше, чем второе значение E2 модуля упругости, и, еще более предпочтительно, первое значение E1 модуля упругости составляет от 2,5 до 3,5 МПа, и второе значение E2 модуля упругости составляет от 0,5 до 1,5 МПа. Такие значения первого и второго модулей упругости были рассчитаны согласно стандарту ISO 37:2011 при испытаниях на растяжение при модуле 100%.
Первый материал 7a и второй материал 7b преимущественно изготовлены из синтетических, искусственных или натуральных полимерных каучуков, также возможно использование полиуретановых смесей и/или каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера.
Согласно одному варианту осуществления первый материал 7а имеет модуль упругости, который равен 3,2 МПа, а второй материал 7b имеет модуль упругости, который равен 0,9 МПа.
Предпочтительно и со ссылкой на Фиг.1 и 4 первая часть 7 имеет кольцевую форму и содержится в радиально внутренней области сплошной шины 2 и определяет бортовую зону T. Кроме того, вторая часть 8 имеет кольцевую форму и содержится в промежуточной зоне I между бортовой зоной и зоной B протектора сплошной шины 2, причем бортовая зона T, промежуточная зона I и зона B протектора являются попарно смежными, и, соответственно, расположены радиально от ближайшей к дальней относительно указанного центрального отверстия 3.
Со ссылкой на Фиг.1 и 4, можно увидеть максимальный диаметр D3 и минимальный диаметр D0 сплошной шины 2, и будет ясно, что первая часть 7 предпочтительно находится между минимальным диаметром D0 и первым диаметром D1 сплошной шины 2, и что вторая часть 8 находится между вторым диаметром D2 и максимальным диаметром D3.
Ступица 4 преимущественно установлена внутри центрального отверстия 3 на первой части 7 сплошной шины 2.
Со ссылкой на Фиг.1 и 2, вышеупомянутая ступица 4 предпочтительно имеет форму диска, характеризующуюся диаметром D4 ступицы, и выполнена в виде одной детали или двух частей, которые могут быть жестко соединены посредством зацепляющих элементов, таких как винты, гвозди, адгезивные вещества и др.
В качестве неограничивающего примера одного варианта осуществления минимальный диаметр D0 равен 132 мм, диаметр D4 ступицы равен 150 мм, первый диаметр D1 равен 175 мм, второй диаметр D2 равен 200 мм и максимальный диаметр D3 равен 300 мм.
Как показано на Фиг.3 и 5, ступица 4 предпочтительно содержит круглые выступы 12, которые выступают к внутренней части ступицы в направлении, по существу параллельном оси X вращения, и первая часть 7 содержит кольцеобразные канавки 11, образованные в стенках перпендикулярно оси X вращения так, чтобы зацепляться посредством посадки с натягом с указанными выступами 12 и таким образом увеличить взаимное ограничение между ступицей 4 и сплошной шиной 2.
Прикатывающее колесо 1 для семян предпочтительно содержит третью часть 9 кольцевой формы и изготовленную из третьего материала 7с, имеющего третий модуль E3 упругости, значение которого находится между первым значением E1 модуля упругости и вторым значением E2 модуля упругости.
Со ссылкой на Фиг.4 третья часть 9 предпочтительно находится между первым диаметром D1 и вторым диаметром D2 сплошной шины 2.
Согласно варианту осуществления, показанному на Фиг.2, 3 и 5, промежуточная зона I имеет конусообразную форму так, чтобы сужаться от бортовой зоны Т, и изготовлена из второго материала 7b или третьего материала 7с. Это предпочтительно подразумевает, что промежуточная зона изготовлена из материала, имеющего третий модуль Е3 упругости, который больше, чем первый модуль Е1 упругости.
Таким образом, также улучшается способность сплошной шины 2 входить и оптимально адаптироваться к борозде, образованной в земле, которая обычно имеет V–образную форму.
Преимущественно и со ссылкой на Фиг.2 промежуточная зона I имеет конусообразную форму и содержит плечи 10, содержащие поверхности соединения между указанной промежуточной зоной I и зоной B протектора, и угол, образованный между плечами 10, предпочтительно равен 22°.
Согласно одному варианту осуществления промежуточная зона I и/или бортовая зона T содержат боковые поверхности 13, предпочтительно перпендикулярные оси X вращения, причем указанные зоны имеют толщину, измеренную в направлении, параллельном оси X вращения, обозначаемую в качестве максимальной толщины S1.
Согласно одному варианту осуществления зона B протектора содержит поверхность 14 протектора, по существу параллельную оси X вращения, расположенную на одной линии с максимальным диаметром D3 и предназначенную для контакта с землей борозды во время использования, имеющую толщину, измеряемую в направлении, параллельном оси X вращения, обозначаемую в качестве толщины S3 протектора.
В качестве неограничивающего примера варианта осуществления максимальная толщина S1 равна 28 мм, а толщина S3 протектора равна 13 мм.
Конусообразная форма, содержащая плечи 10, которые соединяют боковые поверхности 13 с поверхностью 14 протектора, преимущественно поддерживает по существу равномерный наклон поверхностей соединения.
Первый материал 7а предпочтительно имеет твердость по Шору А от 60 до 80, а второй материал 7b предпочтительно имеет твердость по Шору А от 35 до 50.
Согласно одному варианту осуществления сплошная шина 2 имеет форму диска и имеет размерное соотношение R между ее максимальным диаметром D3 и ее максимальной толщиной S1 от 5 до 15.
Со ссылкой на пример варианта осуществления, описанный выше, максимальный диаметр D3 равен 300 мм, а максимальная толщина S1 равна 28 мм, что означает, что R равно 10,71.
Один вариант осуществления настоящего изобретения направлен на сеялку, содержащую прикатывающее колесо 1 для семян, содержащее сплошную шину 2 в форме диска, которая содержит центральное отверстие 3, причем сплошная шина 2 содержит первую часть 7, которая изготовлена из первого материала 7a, имеющего первое значение E1 модуля упругости, и вторую часть 8, которая изготовлена из второго материала 7b, имеющего второе значение E2 модуля упругости, при этом указанное первое значение E1 модуля упругости отличается от указанного второго значения Е2 модуля упругости.
Этапы изготовления прикатывающего колеса 1 для семян, предназначенного для сеялки, которые определяют способ производства, описаны ниже.
Пользователь предоставляет форму для формирования сплошной шины 2, содержащейся в прикатывающем колесе 1 для семян.
В зависимости от используемого способа производства (например, литья под давлением, заливки, термоформования и т.д.) и в зависимости от физических характеристик используемых материалов (например, температуры плавления, температуры размягчения, температуры стеклования, вязкости, плотности и т.д.), материалы, которые считаются наиболее подходящими, могут быть использованы для форм (например, форм, сделанных из стали, алюминиевых сплавов и т.д.), и выбраны из числа тех, которые известны специалисту в данной области техники.
Затем пользователь впрыскивает или заливает первый материал 7а в форму так, чтобы сформировать первую часть 7 сплошной шины 2, имеющую первое значение Е1 модуля упругости.
Этот первый материал 7а предпочтительно представляет собой каучук, имеющий первое значение Е1 модуля упругости, составляющее от 2,5 до 3,5 МПа.
Согласно одному варианту осуществления пользователь впрыскивает или заливает второй материал 7b в штамп так, чтобы сформировать вторую часть 8 сплошной шины 2, имеющую второе значение E2 модуля упругости, которое отличается от первого значения E1 модуля упругости.
Этот второй материал 7b предпочтительно представляет собой каучук, имеющий второе значение Е2 модуля упругости, составляющее от 0,5 до 1,5 МПа.
Относительные фазы впрыскивания или заливки первого и второго материалов могут быть выполнены преимущественно одновременно, и, следовательно, с помощью системы двойного впрыскивания или в два отдельных момента времени и, следовательно, с помощью системы последовательного впрыскивания.
Согласно одному варианту осуществления, пользователь заканчивает формирование сплошной шины 2 и извлекает ее из формы так, чтобы иметь возможность непосредственно использовать ее, без необходимости удалять сердечники, такие как те, которые необходимы для производства полых шин.
Согласно варианту осуществления вышеупомянутого способа, третий материал 7c, имеющий третий модуль E3 упругости, впрыскивают или заливают в форму до или после впрыскивания или заливки вышеупомянутого второго материала 7b.
Значение данного третьего модуля E3 упругости преимущественно находится между первым значением E1 модуля упругости и вторым значением E2 модуля упругости.
Первая часть предпочтительно имеет кольцевую форму и содержится в бортовой зоне сплошной шины, и вторая часть предпочтительно имеет кольцевую форму и ограничивает промежуточную зону между бортовой зоной и зоной протектора сплошной шины, причем бортовая зона, промежуточная зона и зона протектора являются попарно смежными и, соответственно, расположены радиально от ближайшей к дальней относительно указанного центрального отверстия.
Согласно одному варианту осуществления вышеупомянутого способа, промежуточная зона имеет конусообразную форму, так чтобы сужаться от бортовой зоны, и изготовлена из второго материала или третьего материала, или из материала подобного им.