プラウフレームに取り付けるピボットサポートホイール

本発明は、請求項1の前置部分(おいて書き部分)に従うところの、回転犂(すき;以降“プラウ”)のプラウフレームに取り付けるためのピボットサポートホイール(旋回式支持車輪)に関する。

地面とプラウフレームとの間に間隔を与え、地中内へのプラウツール(刃体)の進入深度(深さ)を提供するために、通常においては、回転プラウにはそのプラウフレームにサポートホイールが取り付けられている。プラウフレームはその作動ポジション(空間位置/姿勢)では移動方向に対して斜めの角度を有しているため、プラウフレームの回転動作中にサポートホイールは移動方向で旋回する。もしプラウフレームの端部に設置されていないのであれば、旋回動作時に移動方向とは反対方向に旋回するサポートホイールよりも小さな間隙がプラウフレームとの間に必要になる。しかしながら原理的には、サポートホイールに対する力を変動させて、サポートホイールの自動安定化および自己調節が正確に実行されるので、これらサポートホイールのピボットアームは作業ポジションにおいて後方に傾斜している。このことによって、特許文献1において開示されているように、プラウツールの安定および正確な横方向ガイダンス(誘導)を改善または可能にする。前方移動の際、サポートホイールが地上に置かれたときにピボットアームを後方に動かすため、サポートホイールには地中スパイクとして延出部が提供されているか、あるいは、例えば、特許文献2または特許文献3で開示されているような制動装置等が提供されている。プラウフレームの中央トランスポート(運搬)ポジションにおいて自由回転トランスポートホイールとして機能するため、特許文献4にて開示されているような別なペンジュラム(振り子)サポートホイールが軸の周囲で垂直的に旋回することができる。これらサポートホイールは地面と接触すると、時に前方に旋回し、それらの深度制御機能を果たさないことがあるため、基本的には移動方向とは反対方向に旋回するが、プラウフレームに対するそれ以上に大きな旋回用の間隙を必要とし、持ち上げられたプラウを回転するときに地面との間隙を有しないサポートホイールが提供されている。特許文献5は、プラウフレームの背後に設置されたペンジュラムサポートホイールを提案する。境界のプラウ作業を可能にするため、サポートホイールは垂直軸の周囲で前方に一時的に折り畳まれることができる。しかし、前述したように、この移動したポジションはプラウツールの不安定な横方向ガイダンス(誘導)を引き起こし、提供される最終的な畝形成に不規則で不揃いなプラウパターンを残す。

独国特許出願公開第3033791号明細書

独国実用新案第7538474号明細書

独国特許第2554273号明細書

独国特許第2554009号明細書

独国実用新案第8532966号明細書

本発明の目的の一つは、上述の欠点を回避するが、それぞれの利点を組み合わせたピボットサポートホイールを提供することである。

この目的は、請求項1の特徴部の特徴によって達成される。

プラウまたはプラウフレームが回転するとき、移動方向、すなわち牽引動力車の方向のみにおけるピボットアームおよびピボットサポートホイールの動作を通じて、ピボットサポートホイールは半円の部分を描くが、それは側方から見たとき旋回軸の前方の前方領域に存在する。従って、ピボットサポートホイールは常に押されたポジションに残り、次のピボット稼動まで、少なくとも1つのリミットストップ(制限停止部)によって作業ポジションに固定できる。好適には自由である、あるいは少なくとも部分的に自由であるピボットアームまたはピボットサポートホイールの第2軸の周囲(好適には第1軸に少なくとも略垂直)での回転の結果として、サポートホイールは、ピボットアームの押された形態または前方に方向付けられた形態を通じてサポートホイールまたはプラウフレームに作用し、プラウの正確な横方向ガイダンスを可能にする異なるサポート力または操舵力(support or steering forces)を有する自動操舵特性を示す。

別の実施態様の一つにおいては、第2軸の周囲のアームまたはサポートホイールの旋回動作は最大60°の旋回角で中央ポジションから左右にシフトする。この限定によって、サポートホイールは左側または右側に完全自由には外れることはできないが中央部からは可能であり、プラウ作業中のサポートホイールの最良の移動方向を提供する。サポートホイールがプラウ作業の当初に地面に置かれると自由旋回するホイールは素早く中央部分内に旋回する。この制限はストップによって、またはスプリング手段によって達成される。後者は、サポートホイールが移動方向にて地面に既に置かれているが、スプリングによる力に対抗して旋回できるという利点を有する。

もし上述のように、サポートホイールの回転角が中央部分の外側で最大20°の旋回角に制限されているなら、サポートホイールの横方向の操舵性は限定されるが、プラウフレームからのサポートホイールの横方向の旋回は減少する。

ピボットサポートホイールのスペースの必要性はプラウフレーム内にさらに深く移動するか、プラウフレームのさらに後方で提供できる。

改良された実施態様の一つでは、アームまたはピボットベアリングは第2軸の方向で伸縮式または移動式となるように設計されている。第1軸の周囲のピボットストップに加えて、さらなる微調節用の機能がプラウ体の作業深度の調節のために提供されている。第2軸を形成するピボットベアリングを介してピボットアームを押すこと、またはそれをこの第2軸と平行に移動させることは当を得ている。このことは、伸縮チューブであるリンクガイドで達成できるが、例えば、平行四辺形の形態である多結合構造物の手段によっても達成できる。

別な実施態様では、ピボットサポートホイール、ピボットベアリングまたはピボットアームは、地面またはプラウフレームの対称面に対して略垂直に設置されている第3軸の周囲で回転するように取り付けられている。この設計は、プラウフレームに対する装置の角度を、上方から見た移動方向に対してプラウフレームの異なる角度に調節させる。

単純な1実施態様では、ピボットサポートホイール、ピボットベアリングまたはピボットアームがその周囲で回るように取り付けられている第3軸は、1体のプラウ体または1対のプラウ体のピボット軸に対応している。この設計の結果として、上方から見たときのプラウフレームに対するピボットサポートホイールの角度調節のためのピボットベアリングとして、プラウ体のピボットベアリングがプラウ体の切耕幅を調節するのに使用できる。その結果、この装置はプラウツールおよび移動方向に対して常に平行のままである。

特に運用的に信頼性が高い本発明の1実施態様では、第1軸及び/又は第2軸の周囲でのピボットサポートホイールの旋回速度を制限するための手段がアームまたはプラウフレーム上に構築されている。例えば、プラウフレーム全体の回転中、およびサポートホイールの旋回中に発生する動力は減衰シリンダ、摩擦ディスクまたは他の適した要素によって減衰される。

本発明による好都合な1実施態様では、第1軸及び/又は第2軸の周囲でのピボットサポートホイールの旋回動作は少なくとも1体の外部動力装置によって支持またはブロックされる。例えば、サポートホイールの旋回作業は、プラウの回転中に時間制御され、画定された形態で流体圧(油圧/水圧)シリンダによって提供できる。さらに、例えば、流体圧シリンダまたは他のサーボモータを介した遠隔作業も、第1軸の周囲でのピボットサポートホイールの旋回角度を変更することで移動中にプラウ体の好都合な作業深度調節を実行させる。

別の実施態様の一つにおいては、ピボットサポートホイールまたはアームの第2軸の周囲での動作はロック手段を介して、中央ポジションに対して90°のポジションで固定できる。この構成によってサポートホイールは第2軸の周囲でプラウフレームの対称面に対して平行なポジションに固定できる。プラウフレームの中央運搬ポジションの場合には、ピボットサポートホイールは、第1軸の周囲を辿ることができ、第1軸の周囲のピボット角リミッタが解除されると経路移動中にプラウの重量の一部を運搬することができる。

本発明の1好適形態では、ピボットサポートホイールは最後のプラウ体、または最後から2番目のプラウ体の近辺に取り付けられる。ピボットサポートホイールが牽引トラクタから遠く離れるほど、トラクタの後方軸の荷重を増加させることで、さらに大きくなったプラウ重量が、サポートホイールを介する代わりにトラクタの3点リンケージ(結合)によって担われる。

このサポートホイールの構成は、可動後方部を備えた多層耕作用のプラウまたはリバーシブルプラウのごとき後方に長く突出するプラウに特に適している。

本発明は特に、押されたピボットサポートホイールを使用した結果として、プラウのサポートホイールに必要とされるスペースが、プラウフレームおよびその付属品に対して、並びに、旋回動作中または回転動作中に地面に対して減少できるという事実によって差別化される。さらにフェンスや道路の境界に近い境界プラウ作業は、移動方向に対して減少し、横方向に突き出ている押されたサポートホイールによって提供される。ピボットサポートホイールの減少した突き出しによって、レバー、アーム、ブラケットおよびベアリングも減少して軽量化され、さらにコストパフォーマンスを高く設計することができる。

本発明の主題のさらなる詳細と利点は、以下の説明と、必要な細部を備えた例示的な実施例が図示されているその添付図面から理解が可能である。

図1は、回転プラウ構造物の左側面図である。

図2は、回転プラウ構造物の平面図である。

図3は、ピボットサポートホイールを備えた回転プラウ構造物の後方領域の斜視図である。

図1は回転プラウ1を側面図で示す。これは回転プラウの構造物であり、取付フレーム14およびその上部連結点16と下部連結点17を介して、回転プラウを運搬および牽引する牽引トラクタ(非図示)の3点リンケージに結合されている。牽引トラクタの3点リンケージを介してプラウを運搬または回転させるために、回転プラウ1は降下作業ポジションから上昇ポジションに移動できる。プラウを回転させるため、プラウフレーム3は、右側ポジションから左側ポジションに、取付フレーム14に回転式に取り付けられた回転軸18の周囲で約180°の角度を流体圧シリンダ15その他の装置により旋回できる。この目的で、流体圧シリンダ15は取付フレーム14の片側に接続され、回転軸18から離れたレバーを介してプラウフレーム3の他端に旋回式に接続されている。中央ポジションでプラウフレーム3は、例えば運搬目的でロックピンを介して取付フレーム14とロックできる。複数の右側および左側のプラウツール4、4’は前後に離れてプラウフレーム3に固定されている。右側および左側のプラウツール4、4’はそれぞれ、プラウフレーム4の中央面20の上方で、好適には対称的に構成された固定ユニットを形成している。作動ポジションにおいて回転プラウ1は移動方向で地中を引っ張られる。作業ポジションでプラウを牽引するトラクタが移動する方向が移動方向と定義される。よってプラウツール4、4’は地面7の下側の地中の部分を切り耕し、それを側方に押しやる。前方領域において、プラウツールの作業深度は牽引トラクタの3点リンケージによって、および、後方領域において、地表7とプラウフレーム3との間でのサポートホイール2のポジションによって予め決定される。プラウフレーム3の中央面20から、あるいは地表7からのサポートホイール5の距離は、軸9によって跨れているピボットアーム6と、好適にはプラウフレーム3と水平および対称的に交わる中央面20の進入角度(α/2)の変更によって調節できる。このようにプラウ体4、4’の地中の最大作業深度は変化する。角ポジションはアバットメント手段13、13’によって作業ポジションの端ポジションとして設定できる。アバットメント手段13、13’は、穴開き帯体とロックピンの組み合わせである可変長螺子溝スピンドルとして設計できるが、ロック不能な流体圧シリンダその他のシングルまたはダブル作用サーボモータとしても設計できる。サーボモータまたは流体圧シリンダは同時的に旋回速度を減速または規制することができる。サポートホイール5は、回転プラウ1を地表7にまで降下させることで作業ポジションにおいてホイール接触点10を形成する。前方に傾斜した延出旋回軸9と地表7によって形成されている交点11はガイダンス点を形成するために移動方向にホイール接触点10から離れており、それによってホイール5が自動整列形態で従う。サポートホイールが後方に旋回せず、垂直ポジションに残るように、移動方向にサポートホイールの動作を表す旋回角αは160°の最大角を超えるべきではない。60°未満の傾斜角αも適してもいない。なぜなら軸9の地表7との交点11はホイール接触点10から前方に遠過ぎて、ホイールガイダンスが不安定になるからである。

図2は上述の回転プラウを、その作業ポジションにて平面図で示している。トラクタの3点リンケージ流体圧機構の上下リンク(図示せず)が、この目的で提供されている結合点16、17、17’にて取付フレーム14に取り付けられている。前述したように、そこに固定されているプラウ体4、4’を備えたプラウフレーム3は、好適には流体力シリンダ15の手段によって図示されている右側回転ポジションから左側回転ポジションへ回転軸18の周囲で旋回できる。プラウフレーム3はリンク23およびピンベアリングによって横方向に可動であるように回転軸18に接続されている。プラウの前方畝幅および牽引点はサーボモータまたはスピンドルによって調節センター22を介して調節できる。プラウフレームの横方向動作のためのスライドガイドも可能である。プラウフレーム3の後方端は、回転中に上昇したプラウの地面との間隙を増加させるため、ピボットシリンダ24によって軸18の方向の中央方向にさらに旋回できる。別なサーボモータ25が、個別のプラウ体4、4’の切耕幅の平行調節がプラウフレームを旋回させるように提供される。ピボットサポートホイール2はプラウフレーム3の後方領域のプラウフレーム上で軸19の周囲を横方向に旋回できる。軸21、21’の周囲を旋回することで個別のプラウ体4、4’の切耕幅を調節する平行ガイドがリンケージ(図示せず)によって可能になる。ピボットアーム6とサポートホイール5は、地面に対して傾斜し、且つ、前方を指向する軸9の周囲を回転するように取り付けられている。このピボットベアリングから、ピボットアーム6はサポートホイール5のタイヤを包囲し、そのリム内に中央方向で入り込む。図示されていないホイールハブが、サポートホイール5を地表上で回転させるようにリム内でピボットアーム6上に回転可能に取り付けられている。ピボットアーム6のピッチラインは軸9と略同一であるが、そこから少々外れることもできる。軸9がホイールの走行軸に垂直なホイールの中央面と地表レベルで略交わり、この交点がホイール接触点から離れた移動方向または牽引トラクタの方向に存在することが重要である。

ツインホイールあるいはダブルホイールの使用も想定でき、軸9または上述した中央面が好適にはこれらホイール間に存在する。同様に、交点11とホイール接触点10がこれらホイール間で少なくとも略中央に形成される。ピボットベアリング12の旋回軸8は移動方向に対して少なくとも略垂直であるが、地表に対する旋回自由スペースが少なくて済むようにプラウフレーム3の長手軸に対してもさらに直立することができる。この場合には、軸8に対する軸9の少なくとも略垂直な整合は、移動方向に従って補足的に補整されなければならない。

図3は作業ポジションにある回転プラウ1の後方部分を備えたピボットサポートホイール2を示す。ピボットベアリングは軸19の周囲で横方向に旋回するようにプラウフレーム3に取り付けられている。ピボットサポートホイール2は、移動方向に対するプラウフレーム3の角ポジションに対応して移動方向に平行な略等しい角度で整合できる。この整合は、例えば、ピンその他の調節手段を変更することで人力によって、あるいは平行ガイド装置を介して自動で実行できる。ピボットサポートホイール2の自動操舵または牽引特性によって補償される限り、ある程度までは移動方向から外れた固定角ポジションでも可能である。このことは、ピボットサポートホイール2の機能に影響を及ぼす全ての軸整合に対して適用される。プラウ体4、4’およびそれらの保持ブラケットはピボット軸21、21’を介してプラウフレーム3上に回転式に取り付けられている。プラウ体4、4’は平行ガイドリンケージ(平行ガイドリンク機構)によって移動方向に整合され、回転プラウ1またはそのプラウ体4、4’の可変切耕幅の調節を可能にする。理想的には、ピボットサポートホイール2またはそのピボットベアリング12はこの平行ガイドに連結され、あるいはピボットベアリング21、21’の1つに直接的に固定され、同様に移動方向で整合される。図示の作業ポジションで、ピボットサポートホイール2は、傾斜可能なストップスピンドルとして設計されているストップ手段13’によってピボットベアリング12の制限ストップに対抗して固定されている。プラウが回転すると、ストップ手段13’は不活性ポジションに移動する。ピボットサポートホイール2は軸8の周囲を旋回して、同じ役割を担う反対ストップ手段13によってそれを再び固定する反対ポジションに移動する。同様に、ピボットサポートホイールを固定し、回転プラウ1の作業深度を予備設定するためのサーボモータの使用、例えば、ロック不能な流体力シリンダその他のロック手段の利用が可能である。

回転プラウ1が稼動しているとき、ホイール接触点10でサポートホイール5に作用する横方向の力は、軸9とホイール接触点10との間に形成されている効果的なレバースペースを伴って移動方向に回転プラウを導く。地表との軸9の交点11はサポートホイール5がその周りで追従する(ことになる)仮想ガイド点を形成する。サポートホイール5はリムを備えたタイヤでよいが、スチールホイールでもよく、ローラ形状を有することもできる。サポートホイールには、地面での操舵特性あるいは回転特性を向上させる周囲ガイドウェブまたは外側形状も提供することができる。

本明細書には3枚の図面が添付されている。各々の参照番号についてリストとして、以下の通り示す。

1 回転プラウ 2 ピボットサポートホイール(旋回式支持車輪) 3 プラウフレーム 4、4’ プラウツール、プラウ体 5 サポートホイール(車輪2の支持ホイール) 6 アーム、ピボットアーム 7 地面、地表 8 軸、旋回軸(第1軸) 9 軸、操舵軸(第2軸) 10 ホイール接触点 11 交点 12 ピボットベアリング 13、13’ ストップ手段(アバットメント手段) 14 取付フレーム 15 流体圧シリンダ 16 結合点 17、17’ 結合点 18 回転軸 19 軸、旋回軸(第3軸) 20 中央面 21、21’ 軸、旋回軸 22 調節センター 23 リンク 24 ピボットシリンダ 25 サーボモータ