Zemědělské stroje - SPECIAL TURBO
Dnes je 27.9. – svátek slaví Jonáš

Tříbodový závěs je geniálním řešením, které usnadňuje připojení nářadí k traktoru. Všichni na něj čekali, vynálezce ho zadarmo nedal

Zveřejněno: 2. 8. 2021

Traktor Ford-Ferguson 9N byl lehčí a levnější než Farmall F-30. Pracovalo se s ním také lépe, protože měl důmyslný Fergusonův vynález. Dnes je běžnou součástí většiny traktorů a je určen pro připojování nesených a návěsných strojů. Poznejte jeho historii blíže.

Tříbodový závěs na traktoru Zetor. Zdroj foto - tisková zpráva Zetor

Traktor je víceúčelový stroj, ke kterému lze připojit celou řadu nářadí – žací stroje, pluhy, kultivátory atd. Toto nářadí musí pasovat na co nejvíce různých traktorů - výrobci nářadí nemohou navrhnout nářadí pro každý model traktoru. Proto se nářadí k traktorům obvykle připojuje prostřednictvím standardizovaného tříbodového závěsného systému (dva připojovací body dole a jeden nahoře).

Při pohledu na zadní část moderního traktoru uvidíte trojúhelníkový nebo tříbodový závěsný systém, který tvoří horní táhlo a dolní táhla. Aby tento závěsný systém fungoval, přítomna jsou i ramena zvedacího ústrojí, zvedací táhla a zvedací válce.

Traktory různé výkonové třídy jsou vybaveny závěsy různých kategorií, které se od sebe liší rozměry. Hlavní rozměry tříbodových závěsů jsou normalizovány, výrobci traktorů a zemědělských strojů v rámci unifikace připojování strojů různých výrobců musí respektovat mezinárodní normu ISO 789-1, která určuje hlavní rozměry připojovacích bodů traktorů a zemědělských strojů. V současné době existuje pět různých velikostních kategorií tříbodových závěsů. Vyšší kategorie závěsů mají pevnější ramena a větší čepy. Je zde určité rozpětí výkonnostních kategorií traktorů a některé z nich se překrývají.

Tříbodový závěs traktorů. 1 – horní táhlo, 2 – ramena zvedacího ústrojí, 3 – zvedací táhla, 4 – přímočarý hydromotor, 5 – dolní táhla, 6 – koule horního čepu nářadí, 7 – koule dolních čepů s vodítky, 8 – samozajišťovací západka. Zdroj foto - Jan Doležal
Tříbodový závěs traktorů. 1 – horní táhlo, 2 – ramena zvedacího ústrojí, 3 – zvedací táhla, 4 – přímočarý hydromotor, 5 – dolní táhla, 6 – koule horního čepu nářadí, 7 – koule dolních čepů s vodítky, 8 – samozajišťovací západka. Zdroj foto - Jan Doležal

Tři body pro upevnění nářadí tvoří dostatečně pevné spojení traktoru s nářadím. To umožňuje přenést celou hmotnost nářadí nebo alespoň její část na rám traktoru. A to je ve skutečnosti velmi užitečné, protože tato dodatečná hmotnost vyvíjí tlak na zadní kola traktoru, čímž jim poskytuje lepší trakci a zajišťuje lepší přesnost práce. Mechanismus navíc umožňuje úplné zvednutí nářadí ze země, což usnadňuje otáčení a přepravu.

Traktory jsou mnohdy vybaveny i předním tříbodovým závěsem. Zdroj foto - tisková zpráva Zetor
Traktory jsou mnohdy vybaveny i předním tříbodovým závěsem. Zdroj foto - tisková zpráva Zetor

Tříbodový závěsný systém se zdá být logický, funkční a spolehlivý, ale není tak starý jako traktory. Co se tedy používalo předtím?

Nebezpečné spojení

Před čtyřicátými lety 20. století využíval každý výrobce svůj vlastní systém zavěšení pracovních nástrojů. Velmi používaný byl systém dvoubodový, který ale nemohl být využit k efektivnímu zvedání nářadí. Nicméně tato taktika každého majitele traktoru nutila k nákupu pouze techniky vybavené stejným systémem upínání. Totiž stejným, jako měl jejich traktor. V případě, že potřeboval farmář vybavení jiného druhu, byla zde pomoc pouze pro domácké, a ne vždy bezpečné úpravy, přechodky a různé mezikusy, které ne vždy byly funkční natož bezpečné.

Tříbodový závěs používají traktory všech velikostí, uplatnění nalézá i v komunální sféře. Zdroj foto - tisková zpráva John Deere
Tříbodový závěs používají traktory všech velikostí, uplatnění nalézá i v komunální sféře. Zdroj foto - tisková zpráva John Deere

Traktory z počátku 20. století většinou tahaly své nářadí jako přívěsy (pouze jeden připojovací bod). A to způsobilo celou řadu různých problémů. Například tažený pluh neměl pevné spojení s traktorem, takže přesnost orby závisela nejen na řidiči traktoru, ale také na osobě obsluhující pluh. Někdo musel pluh uvést do chodu, pak ho vyhloubit ze země a pak s ním manévrovat, když se traktor otáčel na druhém konci pole. Dva lidé byli často potřeba také na sekání trávy, sklizeň plodin a další zemědělské práce.

První závěsné systémy práci neulehčovaly. Anglie, rok 1905. Zdroj foto - Marco Ricci
První závěsné systémy práci neulehčovaly. Anglie, rok 1905. Zdroj foto - Marco Ricci

Traktory nahradily koně, takže často tahaly nářadí určené pro koně. Proto bylo potřeba do práce zapojit více lidí. To však nebylo příliš efektivní, zejména pokud byly používány traktory s pohonem pouze zadních kol. Už tak jim chyběla trakce a každé připojené nářadí sloužilo jako kotva. Jeden irský mechanik však přišel s revolučním řešením.

Revoluční řešení se používá dodnes

Harry Ferguson (Ir žijící ve Velké Británii) si patentoval tříbodový závěs pro zemědělské traktory v Británii roku 1926. V letech 1916-1926 testoval různá provedení závěsných systémů. Nakonec si nechal patentovat tříbodový závěsný systém, který se ukázal jako dostatečně jednoduchý, robustní, a hlavně přenesl větší hmotnost na zadní nápravu traktoru. Jeho zásluha nicméně není v samotném vynálezu tohoto zařízení, ale v uvědomění si nutnosti pevného spojení pluhu (respektive jakéhokoliv zemědělského nářadí) s traktorem. Možná nejdůležitějším přínosem v té době bylo fyzické zabránění nehodám, kdy se tehdy velmi lehké traktory vlivem nárazu pluhu (či jiného nářadí) na překážku mnohdy otočily takzvaně “na záda”. Tříbodový závěs rotaci okolo osy hnacích kol traktoru zabránil. Rukopis Herryho Fergusona nalézáme i na několika pozdějších inovacích tohoto zařízení, jako například hydraulické zvedání, které ze tříbodového závěsu udělalo funkční, efektivní a žádaný systém na všech masově vyráběných traktorech. Systém hydraulicky ovládaného tříbodového závěsu umožnil jednoduchou regulaci pracovní výšky neseného nářadí, dotížení traktoru a tím i regulaci trakčních sil, které byl traktor schopen přenášet.

Až Harry Ferguson přišel s revolučním řešením - zde jeho podoba u traktoru TE20. Zdroj foto - Marco Ricci
Až Harry Ferguson přišel s revolučním řešením - zde jeho podoba u traktoru TE20. Zdroj foto - Marco Ricci

Ferguson pak deset let kontaktoval různé společnosti a nabízel jim svůj vynález. Dokonce se dohodl se strojírenskou společností David Brown na výrobě vlastních traktorů. V roce 1938 uzavřela společnost Ferguson-Brown dohodu s Henrym Fordem, na jejímž základě začali Britové vyrábět traktor Ford-Ferguson 9N s tříbodovým závěsem. Přestože se později vztah mezi Fergusonem a Fordem rozpadl, společnost se nakonec spojila s kanadskou společností Massey-Harris a vznikla z ní společnost Massey Ferguson.

S výkonem pouhých 20 koní byl TE20 (Tractor England) neuvěřitelně lehký a malý, přesto snadno překonal mnohem větší traktory a při mnohem nižších provozních nákladech. Zdroj foto - Marco Ricci
S výkonem pouhých 20 koní byl TE20 (Tractor England) neuvěřitelně lehký a malý, přesto snadno překonal mnohem větší traktory a při mnohem nižších provozních nákladech. Zdroj foto - Marco Ricci

Fergusonův systém, jak se vynález tehdy nazýval, byl opravdu velkou inovací - z hlediska významu bychom ho zařadili vedle vynálezu vývodového hřídele (PTO). Umožnil snížit hmotnost traktorů, aniž by bylo nutné používat další přídavné závaží na zadní nápravě. Celá souprava traktoru a nářadí mohla být kratší a lehčí, zlepšila se manévrovatelnost traktorů a nebylo třeba dalšího muže pro řízení připojeného nářadí.

Čekání na vypršení patentu

Tříbodový závěsný systém je dnes standardem, ale nestalo se tak hned, protože Ferguson si svůj vynález nechal patentovat a nedal ho zadarmo. Další výrobci, jako Allis-Chalmers, International Harvester, JI Case a John Deere, začali nabízet vlastní moderní alternativy, ale všechny měly své nevýhody. Některé systémy nebyly dostatečně robustní, jiné byly příliš složité (také stále šlo jen o dvoubodové nebo dokonce jednobodové systémy). Největší problém spočíval v tom, že všichni výrobci nabízeli svá vlastní unikátní závěsné systémy, které nebyly vhodné pro traktory jiných značek. Zemědělci, kteří používali několik traktorů od různých výrobců, s tím samozřejmě nebyli spokojeni.

Pohled na připojený pluh přes první tříbodový závěs. Zdroj foto - Marco Ricci
Pohled na připojený pluh přes první tříbodový závěs. Zdroj foto - Marco Ricci

V 60. letech 20. století se nicméně většina výrobců traktorového nářadí shodla na tom, že tříbodový systém zavěšení bude využíván jako standardní systém pro všechny vyráběné traktory. V okamžiku, kdy vypršely patenty na tuto technologii k tříbodovému závěsu každý z výrobců přidal svá vlastní zlepšení a modifikace. V současné době téměř všichni výrobci adaptovali některé ze standardizovaných forem tříbodového zavěšení jako základní systém nabízený s jejich produkty.

Jak fungoval první tříbodový závěs?

Z čeho se skládá tříbodový závěs a co k čemu slouží?

Tříbodový závěs je tvořen horním táhlem, rameny zvedacího ústrojí, zvedacími táhly, přímočarými hydromotory a dolními táhly. Dolní táhla a horní táhlo mají závěsné automatické háky umožňující rychlé připojování a odpojování nářadí bez opuštění kabiny. Do závěsných háků se umisťují koule. Koule s přečnívajícími osazeními se montuje na horní čep závěsu nářadí. Dvě koule bez osazení jsou pro snadnější připojení opatřeny vodítky a montují se na čepy závěsu nářadí. Závěsné automatické háky jsou vybaveny samozajišťovacími západkami pro zajištění závěsu traktoru na nářadí. Hlavní rozměry čepů a koulí jsou normalizovány. Horní táhlo má závitovou střední sekci, jejímž otáčením se prodlouží nebo zkrátí na požadovanou délku. Měnitelná délka horního táhla umožňuje podélné seřízení neseného stroje. V konzole na zadním mostu traktorů může být několik otvorů pro připojení horního táhla. Konstrukční řešení konzoly umožňuje připojit horní táhlo do některého z otvorů, tím se mění výška zvedaného nářadí a zahlubovací moment u nesených pluhů. Zvedací táhla jsou konstrukčně řešena tak, že se jejich délka dá měnit pomocí stavěcího mechanismu. V každém dolním táhle jsou otvory pro připojení zvedacích táhel. Různým zavěšením zvedacích táhel do otvorů můžeme měnit zdvih nářadí a zvedací sílu v dolních táhlech tříbodového závěsu. V levém i pravém zvedacím táhle je podélný otvor umožňující volnou polohu dolních táhel. Pro běžné práce je obdélníková deska zajišťovacího čepu umístěna tak, aby zvedací táhla zůstávala vzhledem k dolnímu táhlu ve stejné poloze. Otočíte-li zajišťovací čep v dolním táhle o 90°, je umožněn výkyv nářadí v příčné rovině. Teleskopické stabilizátory umožňují boční výkyv dolních táhel tříbodového závěsu traktoru nebo mu zcela zamezují. Teleskopické stabilizátory, které se dnes používají na traktorech, jsou různé konstrukce. Jejich funkce je velmi důležitá, některé stroje vyžadují volnost pohybu v horizontální rovině, např. nesené pluhy, zatímco návěsné pluhy obvykle vyžadují dolní táhla stabilizovaná. Stabilizátor je tvořen sestavou teleskopické trubice s vnitřním závitem na zadním konci. Sestava trubice je připojena k montážnímu držáku přišroubovanému k vnějším koncům skříně zadní nápravy. K dolním táhlům tříbodového závěsu se připojuje tyč s vnějším závitem. Závitová tyč je zašroubována do sestavy trubice a celková délka sestavy je dána mírou vyšroubování nebo zašroubování tyče. Jeden konec stavitelného řetězu je připojen na zadní most traktoru a druhý konec přes pružinu ke sklopnému krytu na teleskopické části stabilizátoru. Výstupek teleskopické části zapadá do drážky krytu. Je-li řetěz správně nastavený, při zvednutí dolních táhel a z pracovní polohy se uvolní a umožní, aby se kryt spustil dolů a zapadl na výstupek stabilizátoru. Při spuštěném krytu je zajištěna předvolená délka stabilizátoru. Dolní táhla jsou držena v nastavené vzdálenosti a nemohou se bočně pohybovat. Jestliže však spustíme tříbodový závěs do pracovní polohy, řetěz se napne, zvedne kryt ze stabilizátoru a umožní mu volné zasouvání a vysouvání. Stabilizátory umožní připojenému stroji v pracovní poloze boční posuv a v přepravní poloze nářadí bočně stabilizují.

Dobové předvádění traktoru TE20.

Autor: Milan Jedlička1)
Foto: Zetor, Jan Doležal, John Deere, Marco Ricci

1) z podkladů Jiří Zálešák (Pomocné zvedací zařízení za traktor, 2016), Jan Doležal (Regulační hydraulika traktorů a její praktické využití, České Budějovice, 2015)

Tématické tagy