СЦЕПНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2006 года по МПК A01B59/04 B60D1/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к соединительному или сцепному устройству для присоединения рабочего оборудования, в частности сельскохозяйственного рабочего орудия, к тягачу, который предпочтительно оснащен ходовым механизмом с ленточными гусеницами, при этом сцепное устройство состоит из половины сцепного устройства со стороны рабочего оборудования и половины сцепного устройства со стороны тягача, подвижно соединенных между собой посредством нескольких соединительных тяг.

Уровень техники

Сцепное устройство такого типа применительно к сельскохозяйственным орудиям принято называть трехточечной системой тяг, которая соответствует действующему стандарту. Обычно система состоит из двух нижних звеньев, расположенных на одном уровне, и верхнего звена, расположенного над ними посредине. Эта соответствующая стандарту трехточечная система тяг рассчитана для тягачей или тракторов, имеющих по меньшей мере два приводных колеса. Такие тягачи имеют траектории поворота, которые определяются геометрией рулевого механизма управления ходовыми осями и имеют относительно большие диаметры. Трехточечная система тяг позволяет уменьшить боковое смещение или поворот рабочего орудия по сравнению с тягачом, что особенно существенно для навесных орудий для обработки почвы. За счет трехточечной сцепной системы может быть также ограничено движение тягачей с большой окружностью поворота по криволинейной траектории без перегрузки соединительных элементов в тех ситуациях, когда навешенное рабочее орудие находится в заглубленном рабочем положении, например, при обработке почвы.

Для снижения давления на почву в настоящее время все больше тягачей оснащаются ленточными гусеничными ходовыми механизмами, траектория поворота которых значительно меньше по сравнению с тягачами с управляемыми колесами. В связи с этим описанная выше трехточечная система тяг имеет ограниченную степень применения вследствие возможных резких поворотов машины.

Из патента США №5092409 известно соединительное устройство для передней навески рабочего оборудования. Соединительные элементы или соединительные тяги также выполнены в виде гидроцилиндров, что требует сложной системы регулирования.

Из патентного документа ФРГ №19637547 А1 известно решение по соединению двух половин сцепного устройства с помощью двух качающихся опор, V-образно установленных по отношению друг к другу. Это решение также технически сложно, так как необходимо, чтобы после смещения качающихся опор с помощью механического приводного устройства следовал их возврат в исходное положение. Соединительное устройство такого типа непригодно для сельскохозяйственных орудий; при применении в определенных условиях оно встраивается в силовую передачу рычага управления, так что одна половина соединительного устройства размещена на рычаге управления, а другая половина, например, несет рабочее оборудование.

Из европейского патентного документа №0948882 А1 известно соединительное устройство, допускающее также выполнение функции управления поворотом, обеспечивая снижение боковых усилий, передаваемых на тягач от рабочего оборудования. Для этого соединительное устройство содержит жесткую центральную соединительную тягу, вокруг которой расположены три соединительные тяги регулируемой длины, образующие описанную трехточечную систему. Эти соединительные тяги выполнены в виде гидроцилиндров и за счет наличия центральной жесткой тяги должны воспринимать лишь небольшие усилия. Для изменения длины тяг посредством втягивания или выдвижения необходимо управление гидроцилиндрами. Однако такой способ регулирования технически сложен. Поэтому дополнительно было предложено использовать также другие соединительные тяги, действующие по линейному принципу, - например, пневматические исполнительные элементы или исполнительные элементы с шариковой винтовой парой. Оба последних упомянутых элемента непригодны для применения в сельскохозяйственных машинах, так как они потребовали бы оснащения тягачей дополнительными пневматическими или электрическими системами. Это устройство является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и принято за прототип.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании соединительного устройства описанного типа, в котором не требуется использования действующих по линейному принципу конструктивных элементов, так что применение соединительного устройства не зависит от оснащения тягача. Исследования показали, что простого исполнения трехточечной системы тяг совершенно достаточно при условии оснащения нижних тяг средствами, воспринимающими пиковые нагрузки.

В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет того, что по меньшей мере две соединительные тяги состоят каждая по меньшей мере из двух секций, соединенных между собой таким образом, что при воздействии усилий по меньшей мере на одну из секций одной из соединительных тяг обе секции тяги в области соединения имеют возможность свободного смещения относительно друг друга.

В сцепном устройстве в соответствии с изобретением связь между двумя секциями одной тяги осуществляется исключительно с помощью механических конструктивных элементов, так что не требуется ни энергии в какой-либо форме, ни гидравлических или электрических конструктивных элементов. Поэтому это сцепное устройство по изобретению экономично в изготовлении и, кроме того, не подвержено риску выхода из строя. При передаче на какую-либо из секций тяги усилия сжатия или растяжения происходит не задаваемое предварительно смещение секций относительно друг друга.

Простое и способное выдерживать большие нагрузки сцепное устройство создается в примере выполнения, когда концевая часть одной секции тяги, лежащая в области соединения, снабжена расширением стабильной формы с увеличенным поперечным сечением, а соединительная область другой секции соответствующей тяги выполнена в виде корпуса таким образом, что в ней образовано свободное внутренне пространство, в которое входит и в котором направляется секция тяги с расширением. Оставшееся свободное пространство между стенками корпуса и расширением на другой секции тяги почти полностью заполнено упруго деформируемыми компенсирующими вкладышами. При таком конструктивном исполнении достигается такое соединение, в котором упруго деформируемые компенсирующие вкладыши хотя и служат для передачи усилий, однако допускают также свободную относительную подвижность обеих секций тяги. Форма компенсирующих вкладышей задается в соответствии с выполнением концевой части секции тяги. Расширения выполнены многоугольными, предпочтительно четырехугольными в горизонтальном сечении, причем наружные поверхности расширения расположены под тупым углом, предпочтительно под углом 135° к примыкающим к ним областям или боковым поверхностям секции тяги. В этом случае расширение имеет в горизонтальном сечении вид квадрата, то есть в концевой области секции тяги с двух сторон расположены треугольные выступы. За счет косого расположения выступающих поверхностей повышается подвижность взаимодействующих секций тяги. Для сохранения стабильной длины звеньев при нормальной работе упругие компенсирующие вкладыши заложены с примыканием по замкнутому контуру в угловых областях выполненной в виде корпуса концевой области секции тяги. Благодаря этому создается соединение без зазоров. Для того, чтобы при воздействии нагрузки на одну из секций тяги компенсирующие вкладыши могли деформироваться в достаточной степени, предусмотрено, что компенсирующие вкладыши выполнены со свободно срезанными углами, обращенными к секции тяги. За счет этого устраняется риск повреждения компенсирующего вкладыша при его сильной деформации. Эта возможность деформации дополнительно расширяется в том случае, когда примыкающие к свободно срезанным поверхностям угловые участки выполненной в виде корпуса концевой области секции тяги проходят наклонно к секции тяги. Для передачи усилий целесообразно, чтобы компенсирующие вкладыши были выполнены сплошными и изготовлены из резины или подобного резине синтетического материала. При необходимости в компенсирующие вкладыши могут быть включены усиливающие части.

В другом примере осуществления возможно выполнение компенсирующих вкладышей в виде пружинных элементов, таких как винтовые пружины. В целесообразном примере выполнения два пружинных элемента установлены в ряд в корпусе, причем на одной из секций тяги укреплен диск, расположенный между двумя пружинными элементами.

Описанное выше расширение предпочтительно выполнено заодно в концевой частью секции тяги. Однако в другом примере выполнения возможно жесткое крепление на секции соответствующих профилей.

Секции тяги в оптимальном варианте выполнены в виде плоских стальных профилей, которые при работе занимают положение с вертикальной установкой на ребро.

Перечень чертежей

Примеры осуществления настоящего изобретения будут подробнее описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 изображает на виде сбоку тягач и рабочее орудие, присоединенное к нему с помощью сцепного устройства в соответствии с изобретением,

фиг.2 схематично изображает на виде сверху тягач и присоединенное к нему рабочее орудие по фиг.1,

фиг.3 изображает на виде в горизонтальном разрезе соединение двух участков соединительной тяги в первом примере выполнения,

фиг.4 изображает на виде в горизонтальном разрезе соединение двух участков соединительной тяги во втором примере выполнения,

фиг.5 изображает вид в сечении по линии V-V на фиг.3, и

фиг.6 изображает очень схематично соединение двух участков соединительной тяги в еще одном примере выполнения.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На фиг.1 и 2 схематично представлен тягач 1, оснащенный ходовым механизмом 2 с ленточными гусеницами. С помощью сцепного устройства 3 на тягач навешено рабочее орудие 4. В показанном примере выполнения рабочее орудие 4 навешено на тягач сзади и представляет собой почвообрабатывающее орудие в виде плуга. Сцепное устройство 3 состоит из двух половин 3а, 3b сцепного устройства, соединенных между собой двумя нижними соединительными тягами 5, 6 и верхней соединительной тягой 7, расположенной посредине над ними. Соединительная тяга 7, представляющая верхнее звено сцепной системы, образует вместе с нижними соединительными тягами 5, 6 трехточечную систему тяг гидравлического подъемного механизма.

Как показано на фиг.3 и 4, каждая нижняя соединительная тяга 5, 6 состоит из двух секций 8, 9, подвижно соединенных между собой. Для этого конец секции 8 соединительной тяги выполнен в виде корпуса, в который входит или вставляется конец другой секции 9 соединительной тяги. На расстоянии от торцового конца секция 9 снабжена расширением 10, которое имеет по существу квадратное поперечное сечение и выполнено таким образом, что от обеих боковых поверхностей секции 9 выступают участки расширения треугольной формы. В представленном примере расширение 10 выполнено заодно с секцией 9 тяги. Однако соответствующие профили могут быть также жестко укреплены, например приварены на обеих боковых сторонах секции.

В представленном примере выполнения в угловых областях образующего корпус конца другой секции 8 тяги заложены упруго деформируемые компенсирующие вкладыши 11, контактирующие с соответствующими наружными поверхностями расширения 10. Обращенные друг к другу внутренние поверхности компенсирующих вкладышей 11 скошены в соответствии с внешним контуром расширения 10.

В примере выполнения по фиг.4 наружные углы компенсирующих вкладышей 11, обращенные к секции 9, также свободно срезаны, чтобы создать пространство для упругой деформации компенсирующих вкладышей 11. Для этой упругой деформации создаются еще более благоприятные условия, если обращенные к секции 9 угловые участки корпуса секции 8 также выполнены скошенными.

В примерах выполнения по фиг.3 и 4 поверхности контакта между расширением 10 и компенсирующими вкладышами 11 расположены под углом 135° к боковым поверхностям секции 9 соединительной тяги. Для взаимного контакта могут использоваться и другие формы поверхностей, при условии, что между концевыми участками секций 8, 9 соединительной тяги с помощью компенсирующих вкладышей создается соединение по замкнутому контуру. Для целей сборки двух секций соединительной тяги целесообразно, чтобы образующая корпус концевая часть секции 8 была выполнена сборной по меньшей мере из двух частей. Эти две части могут быть соединены между собой винтами после установки в корпусе компенсирующих вкладышей 11. Компенсирующие вкладыши предпочтительно изготовлены из резины или аналогичного синтетического материала. Для их изготовления могут также использоваться другие подходящие материалы.

Из чертежей по фиг.3 и 4 понятно, что в этих примерах выполнения секции 8, 9 соединительной тяги могут смещаться относительно друг друга только в продольном направлении, так как секция 9 вставлена в образующую корпус концевую часть секции 8 с соединением по замкнутому профилю. Для лучшего направления относительного продольного смещения между обращенными друг к другу поверхностями секций 8, 9 установлены опорные пластины 12 (фиг.5), изготовленные из материала, применяемого для подшипников скольжения. Выполненная в виде корпуса концевая часть секции 8 соединительной тяги может принадлежать либо половине За соединительного устройства со стороны тягача, либо половине 3b соединительного устройства со стороны рабочего орудия.

Фиг.6 иллюстрирует, что в качестве компенсирующих вкладышей могут использоваться также пружинные элементы, состоящие из двух винтовых пружин 3, 14. Эти пружинные элементы установлены в корпусе 15, который в представленном примере выполнения жестко связан с секцией 8 соединительной тяги. Секция 9 входит в корпус 15 и несет на своем свободном конце диск 16. Винтовые пружины 14, 15 расположены по обеим сторонам от диска 16, так что секция 9 может смещаться относительно секции 8 в обоих направлениях. В этом примере выполнения предпочтительно также обеспечить возможность косого положения обеих секций 8, 9 соединительной тяги.

Изобретение не ограничивается представленными примерами выполнения. Существенно, чтобы нижние соединительные тяги 5, 6 сцепного устройства 3 состояли из двух секций 8, 9, которые соединены между собой по замкнутому контуру, и чтобы упругие компенсирующие вкладыши 11 допускали относительное смещение секций 8, 9.

Изобретение относится к соединительному или сцепному устройству для присоединения рабочего оборудования, в частности сельскохозяйственного рабочего орудия, к тягачу, который предпочтительно оснащен ходовым механизмом с ленточными гусеницами. Сцепное устройство состоит из половины сцепного устройства со стороны оборудования и половины сцепного устройства со стороны тягача, подвижно соединенных между собой посредством нескольких соединительных тяг. По меньшей мере две соединительные тяги состоят каждая по меньшей мере из двух секций, соединенных между собой таким образом, что при воздействии усилий по меньшей мере на одну из секций, одной из соединительных тяг, обе секции в области соединения имеют возможность смещения относительно друг друга с изменением длины. Концевая часть одной секции тяги, лежащая в области соединения, снабжена увеличивающим поперечное сечение расширением стабильной формы. Соединительная область другой секции соответствующей тяги выполнена в виде корпуса со свободным внутренним пространством, в котором установлены один или несколько упруго деформируемых компенсирующих вкладышей. Расширение выполнено в горизонтальном сечении многоугольным, предпочтительно четырехугольным. Наружные поверхности расширения расположены под тупым углом к примыкающим к ним областям или боковым поверхностям секции тяги. Технический результат - упрощение конструкции и повышение надежности. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Сцепное устройство (3) для навески рабочего оборудования (4), в особенности сельскохозяйственного орудия, на тягач, предпочтительно оснащенный ходовым механизмом с ленточными гусеницами, причем сцепное устройство (3) состоит из половины (3а) сцепного устройства со стороны оборудования и половины (3b) сцепного устройства со стороны тягача, подвижно соединенных между собой посредством нескольких соединительных тяг (5, 6, 7), причем по меньшей мере две соединительные тяги (5, 6) состоят каждая по меньшей мере из двух секций (8, 9), соединенных между собой таким образом, что при воздействии усилий по меньшей мере на одну из секций (8, 9) одной из соединительных тяг (5, 6) обе секции (8, 9) в области соединения имеют возможность смещения относительно друг друга с изменением длины, при этом концевая часть одной секции (9) тяги, лежащая в области соединения, снабжена увеличивающим поперечное сечение расширением (10) стабильной формы, а соединительная область другой секции (8) соответствующей тяги выполнена в виде корпуса со свободным внутренним пространством, в котором установлены один или несколько упругодеформируемых компенсирующих вкладышей (11), причем расширение (10) выполнено в горизонтальном сечении многоугольным, предпочтительно четырехугольным, а наружные поверхности расширения (10) расположены под тупым углом к примыкающим к ним областям или боковым поверхностям секции (9) тяги.2. Сцепное устройство по п.1, отличающееся тем, что наружные поверхности расширения (10) расположены под углом 135° к примыкающим к ним областям или боковым поверхностям секции (9) тяги.3. Сцепное устройство по п.1, отличающееся тем, что упругие компенсирующие вкладыши (11) заложены с примыканием в угловых областях выполненной в виде корпуса соединительной области секции (8) тяги.4. Сцепное устройство по п.3, отличающееся тем, что компенсирующие вкладыши (11) выполнены со свободно срезанными углами, отвернутыми от поверхностей контакта между компенсирующими вкладышами (11) и расширением (10) и обращенными к секции (9) тяги.5. Сцепное устройство по п.4, отличающееся тем, что обращенные к снабженной расширением (10) секции (9) тяги углы выполненной в виде корпуса концевой области секции (8) тяги выполнены скошенными.6. Сцепное устройство по п.1, отличающееся тем, что компенсирующие вкладыши (11) выполнены сплошными и изготовлены из резины или подобного резине синтетического материала.7. Сцепное устройство по п.6, отличающееся тем, что между обращенными друг к другу поверхностями обеих секций (8, 9) тяги расположены направляющие пластины (12) предпочтительно из материала, применяемого для подшипников скольжения.8. Сцепное устройство по п.1, отличающееся тем, что компенсирующие вкладыши выполнены в виде расположенных в ряд пружинных элементов (13, 14), установленных внутри корпуса (15), причем секция (8) тяги несет указанный корпус (15), а другая секция (9) тяги на своей концевой области со стороны корпуса снабжена диском (16), при этом пружинные элементы (13, 14) расположены по обе стороны от диска (16).