КАТОК С ШИНАМИ ПОЛУПУСТОГО ТИПА ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН Российский патент 2014 года по МПК A01B29/00 

Изобретение относится к катку, оснащенному шинами полупустого типа, предназначенному для сельскохозяйственных или аналогичных машин.

Катки сельскохозяйственных машин обычно комбинируются с разнообразным оборудованием или машинами, например оборудованием для обработки почвы, сеялками и т.д. Обычно подобная машина представляет собой комбинацию оборудования, перевозимого вслед за трактором, за которым следует каток. Каток служит, в частности, для утрамбовки земли, предварительно обработанной оборудованием, и для регулировки глубины ее возделывания орудием.

Существует множество типов катков от обычного в виде металлического цилиндра до более современных, которые содержат эластичные кольцевые элементы, такие как шины или их аналоги, закрепленные на трубе, которая вращается вокруг оси.

Примером может служить шина полупустого типа, описанная в публикации FR-А-2763279 на имя заявителя.

Такие шины полупустого типа надеваются непосредственно на трубное основание и не накачиваются, что придает им некую эластичность. Обычно они имеют сечение в виде колпака, что позволяет им образовывать борозды на почве, например, для высевания зерен в почву посредством сеялки, распложенной позади катка.

Подобные катки в целом удовлетворяют всем требованиям, но к их недостаткам относится то, что они являются относительно тяжелыми, что вызывает необходимость использовать трактора большой мощности, в частности, когда каток входит в состав перевозимой машины, которую следует поднимать трактором, когда трактор производит поворотные маневры или же движется по дороге.

Повышенный вес данных катков связан в целом с трубным основанием, образованным стальным пустотелым цилиндром большого диаметра, непосредственно на котором размещаются шины.

Например, вес обычного катка, оснащенного шинами полупустого типа составляет минимум 350 кг при ширине в 3 м и диаметре шин 500-600 мм.

В частности, целью изобретения является устранение указанных выше недостатков.

Для этого изобретением предлагается каток, состоящий из трубного основания, способного вращаться вокруг оси и множества шин полупустого типа, установленных на трубном основании.

Каток в соответствии с данным изобретением включает пары распорок, выполненных для того, чтобы удерживать шины на расстоянии от трубного основания, каждая распорка имеет ступицу, созданную надеваться на трубное основание и наружный бортик, при этом наружные бортики распорных деталей одной пары выполнены с возможностью фиксации кольцеобразного удерживающего участка, при этом эластичное кольцо располагается на трубном основании в промежутке между ступицами двух распорных деталей, принадлежащих к двум смежным парам.

Из этого следует, что каждая из шин полупустого типа удерживается на расстоянии от трубного основания парой распорных деталей, которые надеваются на трубное основание и играют, таким образом, роль поддерживающего и разделительного органа для шин.

Таким образом, допускается использовать трубное основание, обычно стальной цилиндр меньшего диаметра, в отношении известных катков, когда шины надеваются непосредственно вокруг трубного основания.

Наличие эластичных колец, размещенных одно за другим за парами распорных деталей, позволяет обеспечивать блоку осевую гибкость и избегать разрушения блока по причине зазора, обязательно имеющегося между трубным основанием и распорной деталью.

Помимо всего в направлении оси эти кольца выполняют разделительную роль, что позволяет изменять пролет по оси между шинами полупустого типа, а следовательно, изменять по усмотрению разделяющий их шаг, заменяя эластичные кольца другими кольцами различного осевого размера.

Получаемый таким образом выигрыш в весе катка по данному изобретению может составлять порядка от 25 до 30% по отношению к известным каткам.

Кроме того, распорные детали преимущественно выполнены из пластмассы, что способствует уменьшению веса катка.

В следующем далее описании, которое приводится исключительно в качестве примера, делается ссылка на прилагаемые графические материалы, на которых:

- на фиг.1 представлен частичный вид катка с продольным сечением в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения, сечение выполнено по линии I-I, изображено на фиг.2;

- на фиг.2 представлено продольное сечение катка, изображенного на фиг.1;

- на фиг.3 представлен общий вид продольного сечения катка, изображенного на фиг.1;

- на фиг.4 представлен общий частичный вид трубного основания катка, изображенного на фигурах 1 и 3;

- на фиг.5 представлен поперечный разрез шины;

- на фиг.6 представлен общий частичный вид распорной детали;

- на фиг.7 представлен вид, аналогичный фиг.6, на котором изображена распорная деталь, оснащенная элементами жесткости в районе ступицы;

- на фиг.8-10 представлен общий вид эластичных колец с возрастающими осевыми размерами;

- на фиг.11 представлен частичный вид в осевом разрезе катка, на котором изображены силы, воздействующие на эластичное кольцо, зажатое между двумя распорными деталями; и

- на фиг.12 представлен вид в осевом разрезе катка с двумя шинами полупустого типа в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения.

На фиг.1 изображен каток 10, состоящий из трубного основания 12, который представляет собой стальной цилиндр диаметром d, способным вращаться вокруг оси вращения X-X. На трубное основание 12 надевается множество шин полупустого типа 14. Каток имеет множество шин 14, например от десяти до двадцати, при этом из соображений простоты на фиг.1 представлены только шесть.

Каждая из шин 14, за исключением крайних шин, установлена на расстоянии от трубного основания 12 с помощью пары распорных деталей 16, имеющих в целом кольцеобразную форму, каждая из которых снабжается ступицей 18, устанавливаемой на трубное основание 12, и наружным бортиком 20 кольцеобразной формы.

Наружные бортики 20 распорных деталей 16 одной пары выполнены таким образом, что они удерживают кольцеобразные участки 22 шины 14, как это будет пояснено подробнее в дальнейшем.

Кроме этого, эластичное кольцо 24 устанавливается на трубном основании 12 в промежутке между ступицами 18 двух распорных деталей 16, которые принадлежат к двум смежным парам.

Каток снабжается крайними шинами, которые идентичны остальным, и каждая из которых удерживается между распорной деталью 16, идентичной той, на которую опираются промежуточные шины, и периферийным диском 26, установленным на конце трубного основания.

Это позволяет соблюдать чередующееся попарно соединение распорных деталей 16 и эластичных колец 24, сжатых в аксиальном направлении между двумя периферийными дисками 26. Так как существует обязательный зазор (порядка нескольких миллиметров) между трубным основанием и каждой из распорных деталей, допускается осевое сжатие на трубном основании для придания сборке осевой гибкости и избежания зазора, который способен повредить сборку.

Как изображено на фиг.1-3, каждый из периферийных дисков 26 несет концевой вал 28, который ориентирован в направлении оси вращения Х-Х. Каждый из периферийных дисков 26 привинчивается, например, четырьмя винтами 30 (фиг.1-3) к упорной пластине 32 (фиг.3 и 4), которая закреплена внутри трубного основания 12. Например, упорная пластина 32 приваривается непосредственно внутри трубного основания 12 и имеет четыре резьбовых отверстия 34 для соответственно четырех винтов 30.

Следовательно, когда периферийные диски 26 привинчиваются на соответствующих концах трубного основания 12, они обеспечивают осевое эластичное сжатие сборки благодаря присутствию эластичных колец 24.

Такие шины полупустого типа 14 изготавливаются обычным способом, как указано, например, в упомянутой выше публикации FR-А-2763279. Эти шины имеют внешний диаметр D (фиг.1), значительно превосходящий диаметр d трубного основания 12, благодаря присутствию распорных деталей.

В виде примера соотношение D/d может быть порядка 2 к 5. В варианте осуществления изобретения это соотношение равняется приблизительно 3,5.

Исходя из этого, допускается использование трубного основания 12 меньшего веса по отношению к весу трубного основания, о котором велась речь в упомянутой публикации.

Обратимся теперь к фиг.4 для того, чтобы описать устройство шины 14 полупустого типа. Эта шина, также называемая полупустой шиной, изготовлена обычным способом. Она содержит трубчатый кожух 36 без подкачки, оснащенный протектором 38, внутреннюю стенку 40, образующую полый цилиндр и находящуюся в противоположной части от протектора, и две боковые поверхности 42, соединяющие протектор с внутренней стенкой.

Кольцеобразный удерживающий участок 22 шины включает два выступа 44, расположенных один напротив другого, а наружный бортик 20 каждой распорной детали снабжен кольцеобразной канавкой 46 (фиг.6). Из чего следует, что оба выступа 44 шины могут удерживаться в соответствующих кольцеобразных канавках 46 двух парных распорных деталей, находящихся одна напротив другой, как это показано на фиг.1 и 3.

Как это показывается на фиг.5, оба выступа 44, расположенных противоположно друг другу, прикрепляются к внутренней стенке 40 при помощи кольца 48. Сборка, образованная обоими выступами 44 и кольцом 48, имеет в поперечном сечении форму перевернутого Т или форму гриба.

Преимущественно шина полупустого типа усиливается. Например, она, по меньшей мере, имеет внутреннюю арматуру 50, которая скрыта во внутренней стенке 40 трубчатого кожуха 36. Внутренняя арматура позволяет усилить шину в том месте кожуха, которое подвергается наибольшему воздействию.

Протектор шины может быть гладким, иметь выступающий или внутренний рисунок, например шипы 52, как изображено на фиг.1, 2, 3 и 5.

Обратимся теперь к фиг.6 для описания устройства распорной детали 16. С одной стороны распорная деталь 16 ограничивается внешней стенкой 54, которая простирается от ступицы 18 до наружного бортика 20, где выполнена кольцеобразная канавка 46. Внешняя стенка 54 имеет форму круга и проходит от ступицы 18 до наружного бортика 20, расширяясь к концу.

С противоположной стороны распорная деталь ограничена внутренней поверхностью 56, обычно плоской, которая проходит перпендикулярно к оси вращения Х-Х катка. Когда две парные распорные детали 16 установлены друг напротив друга для установки между ним шины 14, их внутренние поверхности приходят во взаимодействие.

Распорные детали 16 изготовляются цельными посредством формовки исходного материала. Преимущественно применяется армированная пластмасса. Примером является полиамид, такой как РА 6.6, заполненный волокнами или стеклянными шариками. Это способствует облегчению катка.

Кроме того, в представленном примере распорная деталь 16 содержит усиливающие ребра, а именно радиальные ребра 58 и круговые ребра 60.

Усиливающие ребра расположены внутри распорной детали, другими словами, между внешней стенкой 54 и внутренней поверхностью 56, последняя является, таким образом, открытой поверхностью.

Наличие этих ребер способствует усилению распорной детали и уменьшению ее веса.

Тем не менее, также допускается изготовление цельных или частично облегченных распорных деталей.

Кольцеобразный удерживающий участок 22 каждой из крайних шин удерживается между наружным бортиком 20 распорной детали и соответствующим наружным бортиком 62 периферийного диска 26, который ограничивает кольцеобразную канавку 64, в которую входит один из выступов 44 крайней шины (фиг.3).

На фиг.7 изображена распорная деталь 16, аналогичная распорной детали, описанной ранее, но предназначенная для удержания крайней шины в сцеплении с периферийным диском 26. Так как распорная деталь особенно подвержена нагрузкам, полезно оснастить ее элементами жесткости особенно в районе ступицы.

В варианте осуществления, изображенном на фиг.7, распорная деталь аналогична распорной детали, изображенной на фиг.6, но имеет дополнительные круговые ребра 66 и радиальные ребра 68, соединенные с круговым ребром 66 и с круговым ребром 60, которое взаимодействует с трубным основанием. Ребра 66 и 68 позволяют усилить структуру распорной детали в районе ступицы 18.

Как изображено на фиг.6 и 7, каждая распорная деталь имеет в районе ступицы 18 стенку 70 в форме усеченного конуса, которая расширяется в направлении от оси вращения Х-Х.

Теперь обратимся к фиг.8 для подробного описания конструкции эластичного кольца 24. Оно ограничивается цилиндрической внутренней стенкой 72, цилиндрической внешней стенкой 74 и двумя стенками 76 в форме усеченного конуса. Таким образом, кольцо имеет в поперечном разрезе трапециевидное сечение, при этом большее основание трапеции соответствует внутренней стенке 72, а меньшее внешней стенке 74.

Эластичное кольцо 24, изображенное на фиг.8, является цельным и оно имеет осевой размер выбранной величины для регулировки шага Р и расстояния Е (фиг.1) между двумя прилегающими шинами. Для обеспечения надежного сжатия сборки стенка 70 в форме усеченного конуса ступицы 18 имеет форму, аналогичную форме стенки 76 в форме усеченного конуса эластичного кольца 24.

На фиг.9 изображено другое эластичное кольцо 24, имеющее осевой размер, превосходящий размер эластичного кольца, изображенного на фиг.8. Это позволяет увеличить расстояние Е между двумя шинами, а следовательно, и шаг Р, который их разделяет.

В этом случае предусмотрены выемки 78, которые выходят к одной из перегородок 76 в форме усеченного конуса, что позволяет облегчить эластичное кольцо, сохраняя его эластичные свойства.

На фиг.10 изображен другой вариант осуществления кольца 24, которое имеет осевой размер, превосходящий размер эластичного кольца, изображенного на фиг.9, что позволяет дополнительно увеличить промежуток между двумя соседними шинами. Аналогично фиг.9 на эластичном кольце выполнены выемки 78.

Предпочтительно эластичное кольцо выполнено из эластичного материала, например из натурального или синтетического каучука. Выгодно использовать каучук с твердостью по Шору примерно 35-80, например 63.

Когда кольцо 24 (фиг.11) удерживается соответственно между ступиц двух распорных деталей 16, принадлежащих к парам соседних распорных деталей, его стенки 72 в форме усеченного конуса упираются соответственно в упомянутые выше стенки 70 в форме усеченного конуса распорных деталей.

Отсюда следует, что под воздействием усилия осевого сжатия проявляются две противоположные осевые силы FA, имеющие радиальную составляющую (радиальную силу FR), направленную во внутрь, другими словами в направлении оси вращения, которая воздействует на эластичное кольцо 24 в направлении трубного основания 12. Таким образом, эластичное кольцо прижимается радиально к трубному основанию, что таким образом устраняет зазор между ними.

На фиг.12 изображен каток в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, который имеет две шины 14, две пары распорных деталей 16 соответственно для удержания обоих шин и одно эластичное кольцо 24, расположенное между парами распорных деталей 16.

Трубное основание 12 состоит в этом случае из двух частей 12А и 12В, каждая из которых имеет наружную реборду 80, выполненную с возможностью упора на ступицу 18 распорной детали 16. Части 12А и 12В являются идентичными и монтируются на центральную ступицу 82 при помощи подшипника 84.

Кроме того, обе части 12А и 12В соединяются между собой средствами крепления 86, в данном варианте осуществления болтами с гайками, которые проходят параллельно оси вращения и которые пресекают обе части 12А и 12В. Такие средства крепления позволяют регулировать усилие осевого сжатия и предоставляют, помимо прочего, возможность разборки и сборки катка, особенно в случае необходимости замены шины или эластичного кольца.

Предпочтительно части 12А и 12В выполнены из металла или пластмассы, например полиамида.

Такой каток с двумя шинами может перевозиться посредством вилки или подобного позади сельскохозяйственной машины. Предпочтительно оборудовать машину множеством независимых катков для того, чтобы лучше следовать неровностям почвы.

Понятно, что каток в соответствии с данным изобретением может иметь различные размеры и различное количество шин полупустого типа.

Изобретение, в частности, используется для катков сельскохозяйственных или аналогичных машин.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Каток (10) содержит трубное основание (12), выполненное с возможностью вращения вокруг оси (Х-Х), и множество шин (14) полупустого типа. Шины (14) установлены на трубном основании. Каток имеет также пары распорных деталей (16) для фиксации шины (14) на расстоянии от трубного основания (12). Каждая распорная деталь (16) имеет ступицу (18), способную надеваться на трубное основание (12), и наружный бортик (20). Наружные бортики (20) распорных деталей (16) одной пары выполнены с возможностью фиксации кольцеобразного удерживающего участка (22) шины. Эластичное кольцо (24) расположено на трубном основании (12) в промежутке между ступицами (18) двух распорных деталей (16), которые принадлежат к двум смежным парам. Такое конструктивное выполнение позволит уменьшить вес катка при одновременном сохранении качества уплотнения почвы. 14 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Каток (10) для сельскохозяйственных машин, содержащий трубное основание (12), выполненное с возможностью вращения вокруг оси (Х-Х), и множество шин (14) полупустого типа, установленных на трубном основании, и пары распорных деталей (16) для фиксации шины (14) на расстоянии от трубного основания (12), отличающийся тем, что каждая распорная деталь (16) имеет ступицу (18), способную надеваться на трубное основание (12) и наружный бортик (20), при этом наружные бортики (20) распорных деталей (16) одной пары выполнены с возможностью фиксации кольцеобразного удерживающего участка (22) шины, при этом эластичное кольцо (24) располагается на трубном основании (12) в промежутке между ступицами (18) двух распорных деталей (16), которые принадлежат к двум смежным парам.

2. Каток по п.1, отличающийся тем, что кольцеобразный удерживающий участок (22) шины (14) включает два выступа (44), расположенных один напротив другого, при этом наружный бортик (20) каждой распорной детали (16) снабжен кольцеобразной канавкой (46) так, что оба выступа (44) шины (14) удерживаются в соответствующих кольцеобразных канавках (46), находящихся одна напротив другой, обеих парных распорных деталей (16).

3. Каток по п.2, отличающийся тем, что шина (14) содержит трубчатый кожух (36) без подкачки, оснащенный протектором (38), внутреннюю стенку (40), которая выполнена напротив протектора, и две боковые поверхности (42), соединяющие протектор (38) с внутренней стенкой (40), при этом оба выступа (44), расположенных один напротив другого, прикрепляются к внутренней стенке (40) посредством кольца (48).

4. Каток по п.3, отличающийся тем, что шина (14) содержит, по меньшей мере, одну внутреннюю арматуру (50), расположенную во внутренней стенке (40) трубчатого кожуха (36).

5. Каток по п.4, отличающийся тем, что распорная деталь (16) ограничивается с одной стороны внешней стенкой (54), которая проходит между ступицей (18) и наружным бортиком (20), и с противоположной стороны внутренней поверхностью (56), обычно плоской, проходящей перпендикулярно оси вращения (Х-Х) катка.

6. Каток по п.5, отличающийся тем, что распорная деталь (16) содержит усиливающие ребра (58, 60), расположенные во внутреннем пространстве между внешней стенкой (54) и внутренней поверхностью (56), являющейся открытой поверхностью.

7. Каток по п.6, отличающийся тем, что распорная деталь (16) изготовлена посредством формовки цельной пластмассы, в частности полиамида.

8. Каток по п.7, отличающийся тем, что содержит две крайние шины (14), каждая из которых удерживается между распорной деталью (16) и периферийным диском (26), прикрепленным к одному из краев трубного основания (12), что позволяет удерживать сборку чередующихся попарно соединений распорных деталей (16) и эластичных колец (24) в сжатом состоянии между двумя периферийными дисками (26).

9. Каток по п.8, отличающийся тем, что каждый из периферийных дисков (26) содержит концевой вал (28), который ориентирован в направлении оси вращения (X-X) и привинчивается к упорной пластине (32), которая закреплена внутри трубного основания (12).

10. Каток по п.9, отличающийся тем, что кольцеобразный удерживающий участок (22) каждой из крайних шин (14) удерживается между наружным бортиком (20) распорной детали (16) и наружным бортиком (62) периферийного диска (26).

11. Каток по п.10, отличающийся тем, что распорная деталь (16), поддерживающая крайнюю шину (14), содержит ребра жесткости (66, 68) в районе ступицы (18).

12. Каток по п.7, отличающийся тем, что содержит две шины (14), две пары распорных деталей (16) для удержания соответственно обеих шин (14) и эластичного кольца (24), размещенного между парами распорных деталей (16), при этом трубное основание (12) состоит из двух частей (12A, 12В), каждая из которых оснащается наружной ребордой (80), способной опираться па ступицу (18) распорной детали (16), обе части (12А, 12В) соединены между собой средствами крепления (86).

13. Каток по п.12, отличающийся тем, что эластичное кольцо (24) разграничивается цилиндрической внутренней стенкой (72), цилиндрической внешней стенкой (74) и двумя усеченно-коническими стенками (76) в виде трапециевидного сечения, большее основание которого соответствует внутренней стенке, а меньшее - внешней стенке, при этом ступица (28) каждой из распорных деталей разграничивается усеченно-конической стенкой (70), имеющей форму, аналогичную форме усеченно-конической стенки (72) эластичного кольца (24).

14. Каток по п.13, отличающийся тем, что эластичное кольцо (24) имеет осевой размер выбранной величины для регулировки расстояния Е и шага Р между двумя прилегающими шинами (14).

15. Каток по п.14, отличающийся тем, что эластичное кольцо (24) изготовляется из эластичного материала типа натурального или синтетического каучука.