BR102015005362A2 - seção hidráulica para aplicações de detecção de carga, e distribuidor hidráulico múltiplo - Google Patents

Abstract

resumo seção hidráulica para aplicações de detecção de carga e distribuidor hidráulico múltiplo é descrita uma seção hidráulica (1) para utilização em um distribuidor hidráulico (10), compreendendo: um corpo de válvula (2); um êmbolo principal (3); um compensador de pressão (5) alojado em um primeiro orifício no corpo de válvula (2); um pistão (11) alojado no primeiro orifício; uma câmara intermediária (16) em comunicação com uma linha de alimentação (pal), com a câmara intermediária (16) estendendo-se pelo menos parcialmente no primeiro orifício e sendo delimitada pela haste (12) do pistão (11); dois limitadores (6, 7) e um canal de drenagem (18), pertencente à câmara intermediária (16), para alterar sua pressão e fechar o compensador (5).

Description

SEÇÃO HIDRÁULICA PARA APLICAÇÕES DE DETECÇÃO DE CARGA E DISTRIBUIDOR HIDRÁULICO MÚLTIPLO

[001] O objetivo da presente invenção é prover uma seção hidráulica para aplicações de sensoreamento de carga e um distribuidor hidráulico múltiplo que utiliza uma ou mais dessas seções hidráulicas.

[002] Como se sabe, um sistema hidráulico com sensor de carga faz com que seja possível manter a queda de pressão substancialmente constante através de um orifício de medição de uma válvula de êmbolo.

[003] Em particular, um sistema hidráulico com sensor de carga pode ser utilizado em máquinas de trabalho que realizam simultaneamente uma pluralidade de movimentos. Como um exemplo, considere-se o caso de uma máquina de trabalho tendo uma torre rotativa, tal como uma máquina escavadora ou um carregador telescópico, onde a rotação da cabina, a extensão do braço e os movimentos da caçamba devem ser controlados de forma independente uns dos outros.

[004] Em algumas máquinas de trabalho, por razões de segurança, o movimento de um ou mais atuadores hidráulicos deve ser inibido quando surgem condições de trabalho perigosas. Nova mente por razões de segurança, é necessário que algumas funções sejam mutuamente exclusivas. Por exemplo, quando os estabilizadores de um guindaste são ativados, todas as outras funções devem ser inibidas.

[005] Diversos fabricantes têm proposto uma variedade de estruturas para distribuidores hidráulicos que são capazes de satisfazer este requisito de segurança.

[006] Uma solução geralmente adotada para garantir a segurança propõe o uso de um elemento de lógica para fechar a tampa de entrada.

[007] Como é sabido, as estruturas de compartilhamento de fluxo foram desenvolvidas para superar os limites das estruturas convencionais, em que a solicitação de uma vazão maior do que a vazão máxima que pode ser fornecida pela bomba é acompanhada pela diminuição ou interrupção da linha de serviço tendo a maior carga. E, ao contrário, os distribuidores de fluxo compartilhado provêem uma redução proporcional do fluxo para todas as linhas de serviço, quando ocorre a solicitação de uma vazão maior do que a vazão máxima que pode ser distribuída pela bomba.

[008] Algumas soluções adotadas para satisfazer os requisitos de segurança em distribuidores com detecção de carga do tipo de fluxo compartilhado são brevemente descritas abaixo.

[009] Na solução apresentada no documento WO 2011 / 154809, um "Hidrocontrole" resolve localmente o problema de segurança, prevenindo a abertura dos compensadores por meio de uma drenagem da câmara frontal.

[010] As soluções propostas pelas empresas Hitachi e Rexroth também intervém localmente, impedindo a abertura do compensador local (veja-se o documento EP 1164297 da Hitachi e o documento US 7395662 da Rexroth).

[011] Outra necessidade com relação às máquinas de trabalho é a de limitar a pressão de trabalho de várias linhas de serviço, de tal forma a: - Reduzir o consumo de energia; - Tornar disponível uma vazão maior para as outras linhas de serviço, aumentando assim a saída da máquina.

[012] Para atingir estes objetivos, precisam ser encontradas soluções que evitem o uso de válvulas auxiliares nas portas de trabalho, tais como válvulas auxiliares para descarregar todo o fluxo pretendido para uso no valor de pressão predefinido, que não são, portanto, econômicas em termos de consumo de energia.

[013] A limitação local da pressão é conseguida com bastante facilidade em distribuidores com sensoreamento de carga convencionais, enquanto que isto se revela mais difícil de obter em distribuidores de fluxo compartilhado, uma vez que os compensadores locais compartilham a linha para detectar a pressão de carga mais alta.

[014] A solução adotada no documento WO 2011 / 115647 da empresa Parker Hannafin Corporation integra um limitador de pressão no pós-compensador. Na prática, esta solução é baseada no controle do compensador local na direção de fechamento, por meio de um equilíbrio das pressões exercidas nas suas áreas ativas, e na intervenção da mola de retorno do mesmo compensador (que é do tipo normalmente fechado).

[015] A solução compreende adicionalmente um regulador de pressão calibrado que permite o controle do aumento de pressão durante a fase de limitação, desacoplando a câmara no lado da mola em relação à linha para a detecção da pressão de carga mais alta. Uma linha de drenagem interposta entre as áreas ativas impede a intervenção indesejável do limitador.

[016] A principal desvantagem desta solução reside na sua concepção estrutural de alta complexidade, que também determina um acesso difícil à mola de contraste, o que resulta em problemas críticos na realização de soluções com pressões ajustáveis.

[017] Na solução oferecida pela empresa Hitachi (EP 1164297), o fechamento do compensador ocorre por meio de uma válvula de bloqueio / fechamento dedicada (indicada no texto como uma "válvula de bloqueio") tendo duas posições operacionais: uma primeira posição que libera o sistema e uma segunda posição que bloqueia a função correlacionada. Ao trocar da primeira para a segunda posição, a válvula torna disponível uma pressão de saída vinda de uma fonte de fornecimento genérica. A limitação da pressão é obtida controlando-se a válvula de bloqueio / fechamento, que fica dependente da pressão da porta de trabalho.

[018] No documento GB 2445095, de Sauer-Danfoss, a limitação da pressão local é obtida pela drenagem de descarga da câmara frontal do pós-compensador por meio de uma válvula específica.

[019] Algumas das soluções acima citadas (por exemplo, WO 2011 / 115647 e GB 2445095) não são adequadas para operação prioritária, mas apenas para compartilhamento de fluxo. Por esta razão, os distribuidores hidráulicos que utilizam essas soluções requerem sempre uma concepção ad hoc do compartilhamento de fluxo e das seções prioritárias, que diferem nas dimensões e na lógica do circuito.

[020] Neste contexto, a tarefa técnica subjacente à presente invenção é a de oferecer uma seção hidráulica para aplicações de sensoreamento de carga, e um distribuidor hidráulico múltiplo que supera os inconvenientes do estado da técnica anterior acima mencionado.

[021] Especificamente, o objetivo da presente invenção é tornar disponível uma seção hidráulica para aplicações de detecção de carga, com inibição da função controlada pela seção hidráulica, que é estruturalmente mais simples e compacta do que as soluções do estado da técnica anterior e que pode ser empregada universalmente, quer dizer, como uma seção de fluxo partilhado e como uma seção prioritária.

[022] Outro objetivo da presente invenção é oferecer uma seção hidráulica para aplicações de sensoreamento de carga que é capaz de controlar localmente a pressão máxima de trabalho, reduzindo assim o consumo de energia, Como mencionado acima, a natureza universal da seção hidráulico proposta, ou seja, sua utilização como uma seção de fluxo compartilhado e como uma seção prioritária, deve ser garantida.

[023] Com referência à natureza universal de uma seção hidráulica, deve ser notado que o Requerente desenvolveu recentemente uma seção hidráulica que pode ser empregada como uma seção de fluxo compartilhado e como uma seção prioritária (ver documento WO 2011 / 096001). Isto é possível graças à predisposição de um canal que passa por todas as seções hidráulicas, que nas seções prioritárias está conectado a uma câmara do compensador de pressão, enquanto que nas seções de fluxo compartilhado o canal fica isolado. Mais precisamente, a segunda câmara pode estar conectada à linha de alimentação por meio desse canal, de maneira a que a seção hidráulica opere como uma seção prioritária, ou pode estar conectada a uma linha para detectar a pressão de carga máxima, de modo a que a seção opere como uma seção do tipo de fluxo compartilhado.

[024] A tarefa técnica definida e os objetivos especificados são substancialmente alcançados por uma seção hidráulica para aplicações de sensoreamento de carga e por um distribuidor hidráulico múltiplo, que compreendem as características técnicas estabelecidas em uma ou mais das reivindicações anexas.

[025] Outras características e vantagens da presente invenção tornar-se-ão mais claras a partir da descrição de uma forma de incorporação preferida mas não exclusiva, aproximada e portanto não limitativa, de uma seção hidráulica para aplicações de detecção de carga e de um distribuidor hidráulico múltiplo, conforme ilustrado nos desenhos anexos, onde: - A figura 1 é uma vista em corte de uma seção hidráulica de fluxo compartilhado para aplicações de sensoreamento de carga, de acordo com o presente invento; - As figuras 2a e 2b são vistas em corte de uma porção (meios de compensação e pistão) da seção hidráulica da figura 1, respectivamente em uma primeira e uma segunda configurações; - A figura 3 é uma vista em corte de uma seção hidráulica prioritária para aplicações de detecção de carga, de acordo com a presente invenção; - As figuras 4a e 4b são vistas em corte de uma porção (meios de compensação e pistão) da seção hidráulica da figura 3, respectivamente em uma primeira e uma segunda configurações; - A figura 5 é uma vista em corte de um estágio de controle que pode ser empregado na seção hidráulica das figuras 1 ou 3; - A figura 6 é uma vista em corte de uma variante da porção mostrada na figura 2a (meios de compensação e pistão); - A figura 7 é uma vista plana de um distribuidor hidráulico múltiplo, de acordo com a presente invenção.

[026] Com referência às figuras, uma seção hidráulica para aplicações de sensoreamento de carga está indicada com o número 1, e um distribuidor hidráulico múltiplo que compreende uma pluralidade de seções hidráulicas 1 está indicado pelo número 10.

[027] Cada seção hidráulica 1 compreende um corpo de válvula 2, dentro do qual um êmbolo principal 3 pode deslizar longitudinalmente. Este êmbolo principal 3 (também conhecido como uma "peça vai-e-vém") serve para transmitir seletivamente o fluido hidráulico pressurizado proveniente de uma linha de alimentação Pal, a partir de uma bomba 100 para as portas de trabalho A, B, através de um orifício de medição 4.

[028] Por exemplo, o êmbolo principal 3 é do tipo de seis vias e três posições. Alternativamente, o êmbolo principal 3 pode ser do tipo de quatro posições, isto é, ele compreende uma posição adicional (chamada de posição "flutuante") que descarrega ambas as portas de trabalho A, B. Especifica mente, o êmbolo principal 3 é alimentado por um canal que coincide com a linha de alimentação Pal, [029] Os meios de compensação de pressão 5 encontram-se a jusante do êmbolo principal 3; os meios 5 são capazes de manter uma queda de pressão substancialmente constante através do orifício de medição 4.

[030] Os meios de compensação de pressão 5 estão alojados em um primeiro orifício disposto no corpo de válvula 2.

[031] Um pistão 11, ou êmbolo, está alojado no primeiro orifício.

[032] Como pode ser visto nas figuras 2a, 2b, 4a e 4b, o pistão 11 possui uma haste 12 que se estende substancialmente de modo longitudinal e se origina a partir de uma base ou fundo 13, com uma seção transversal maior do que a da haste 12. Neste contexto, a extremidade do pistão 11 oposta à base 13 é chamada de cabeça 12a do pistão 11.

[033] Parte de uma câmara intermediária 16, que pode ser conectada à linha de alimentação Pal, é formada no primeiro orifício, entre a haste 12 do pistão 11 e o corpo de válvula 2.

[034] De preferência, o pistão 11 fica encerrado, pelo menos parcialmente, em um envoltório 20, podendo deslizar no seu interior. Dessa forma, a câmara intermediária 16 possui: - Uma primeira zona 16a disposta entre a haste 12 do pistão 11 e o envoltório 20; - Uma segunda zona 16b disposta no envoltório 20; - Uma terceira zona 16c disposta no corpo de válvula 2.

[035] De maneira original, são providos meios de controle 6, 7, 18 que são operacionalmente ativos na câmara intermediária 16, de modo a alterarem a pressão da mesma de modo a que o pistão 11 force os meios de compensação 5 a trocarem de uma primeira configuração, na qual a passagem de fluido é permitida e uma queda de pressão substancialmente constante é mantida através do orifício de medição 4, para uma segunda configuração, na qual a passagem de fluido é interrompida ou limitada.

[036] Em particular, os meios de controle 6, 7, 18 compreendem pelo menos um canal de drenagem 18 que pertence à câmara intermediária 16.

[037] Nas formas de incorporação aqui descritas e ilustradas, os meios de controle 6, 7, 18 compreendem dois limitadores 6, 7 integrados à seção hidráulica 1, controlados por uma pressão predefinida. Por exemplo, esta pressão predefinida é detectada a jusante dos meios de compensação 5, de modo a limitar a pressão da carga implementada para um valor predefinido. De preferência, esses limitadores 6, 7 são ajustáveis.

[038] Alternativamente, os meios de controle compreendem uma porta de conexão de pressão externa que é controlada, por exemplo, através de válvulas de solenóide proporcionais ou por válvulas de sequência, ou ainda, em qualquer caso, por dispositivos que não são integrados, mas externos à seção hidráulica 1.

[039] De preferência, o envoltório 20 possui uma extremidade aberta adequada para receber um plugue de fechamento 9. O pistão 11 fica interposto entre o plugue de fechamento 9 e os meios de compensação 5.

[040] Nas formas de incorporação aqui descritas e ilustradas, além da câmara intermediária 16 no primeiro orifício, duas câmaras adicionais são definidas: uma câmara traseira 14 e uma câmara frontal 15.

[041] A câmara traseira 14 está definida entre o plugue de fechamento 9, a base 13 do pistão 11, e as paredes internas do envoltório 20.

[042] A câmara frontal 15 está definida entre os meios de compensação 5, a cabeça 12a do pistão 11, as paredes internas do envoltório 20 e o corpo de válvula 2.

[043] A câmara traseira 14 está em comunicação com a câmara intermediária 16 por meio de uma passagem 17 para o fluido, disposta na haste 12 do pistão 11. Como indicado acima, a câmara intermediária 16 pode ser conectada à linha de alimentação Pal, e o pistão 11 transmite a pressão da linha de alimentação Pal para a câmara traseira 14 através da passagem 17 para o fluido.

[044] Nas formas de incorporação aqui descritas e ilustradas, o pistão 11 é submetido à ação da pressão em três áreas ativas: - Na câmara traseira 14, a área ativa é representada pela superfície SI da base 13; - Na câmara frontal 15, a área ativa é representada pela superfície S2 da cabeça 12a do pistão 11; - Na câmara intermediária 16, a área ativa é determinada pelo anel obtido como a diferença entre as duas áreas acima mencionadas, isto é, pela diferença entre a superfície SI da base 13 e a superfície S2 da cabeça 12a do pistão 11.

[045] Com a ação dos meios de controle 6, 7, 18, que atuam na câmara intermediária 16, o pistão 11 é móvel no interior do envoltório 20, entre: - Uma configuração de repouso, na qual os meios de compensação 5 encontram-se na primeira configuração, de modo que na câmara intermediária 16 não há uma pressão igual à pressão de alimentação; - Uma configuração ativa, ria qual os meios de compensação 5 são forçados para a segunda configuração (isto é, na direção de fechamento), de modo que a pressão na câmara intermediária 16 é mais baixa do que a pressão de alimentação.

[046] De preferência, a passagem 17 para o fluido, disposta na haste 12 do pistão 11, compreende: - Uma primeira porção 17a, que se estende substancialmente de modo longitudinal dentro da haste 12 e é aberta na base 13 do pistão 11; - Uma segunda porção 17b, que se ramifica a partir da primeira porção 17a e leva ao interior da câmara intermediária 16, particularmente na primeira zona 16a da câmara intermediária 16.

[047] Em particular, a segunda porção 17b estende-se substancialmente de maneira transversal na haste 12 do pistão 11.

[048] De preferência, a segunda porção 17b é conformada e dimensionada de modo a constituir um regulador.

[049] De preferência, a primeira porção 17a da passagem 17 para o fluido é coaxial com a haste 12 do pistão 11.

[050] A passagem 17 para o fluido compreende mais duas porções, 17c, 17d, que pertencem à primeira porção 17a e recebem o fluido da linha de alimentação Pa. Em particular, as duas porções adicionais 17c, 17d estendem-se substancialmente de maneira transversal na haste 12 do pistão 11 .

[051] Em uma variante da forma de incorporação, uma pressão preestabelecida pode ser ajustada na câmara intermediária 16. Neste caso, o regulador 17b não está presente. De preferência, a pressão preestabelecida é variável.

[052] Como pode ser visto nas figuras 2a, 2b, 4a e 4b, uma primeira mola 19 fica alojada na câmara intermediária 16.

[053] Em particular, a primeira mola 19 fica encostada entre a base 13 do pistão 11 e uma porção frontal 20a do envoltório 20. Esta primeira mola 19 permite que o pistão 11 permaneça na configuração de repouso até que ocorra um desequilíbrio de pressão devido à descarga de fluido no canal de drenagem 18.

[054] Em uma variante da forma de incorporação, ilustrada na figura 6, o pistão 11 está alojado diretamente no primeiro orifício, isto é, o envoltório 20 não está presente. Neste caso, o corpo de válvula 2 é adequadamente conformado de modo a definir um elemento de encosto 41 para a primeira mola 19. Com efeito, neste caso, a primeira mola 19 fica encostada entre a base 13 do pistão 11 e este elemento de encosto 41 do corpo de válvula 2.

[055] Nesta variante, a câmara intermediária 16 possui: - Uma primeira zona 16a disposta entre a haste 12 do pistão 11 e o corpo de válvula 2; - Uma segunda zona 16b e uma terceira zona 16c dispostas no corpo de válvula 2.

[056] Nesta variante, a câmara traseira 14 está definida entre o plugue de fechamento 9, a base 13 do pistão 11 e as paredes do corpo de válvula 2 que delimitam o primeiro orifício.

[057] A câmara frontal 15 está definida entre os meios de compensação 5, a cabeça 12a do pistão 11 e as paredes do corpo de válvula 2 que delimitam o primeiro orifício.

[058] Na seção hidráulica 1 mostrada na figura 1, os meios de compensação 5 compreendem um compensador do tipo de fluxo compartilhado.

[059] Neste caso, o compensador de compartilhamento de fluxo 5 e o pistão 11 estão fisicamente separados, isto é, eles não têm conexões mecânicas. Em particular, a câmara frontal 15, que aloja uma segunda mola 33, atua como um separador entre o compensador de fluxo compartilhado 5 e o pistão 11.

[060] A primeira mola 19 está definida com uma força de pré-carga maior do que o valor dado pela diferença entre a pressão da linha de alimentação Pal e a linha LS para a detecção da pressão de carga mais alta, multiplicado pela área da superfície S2 da cabeça 12a do pistão 11.

[061] A seção hidráulica 1 de fluxo compartilhado inclui ainda meios de retenção 8, que compreendem uma válvula unidirecional de retenção de carga de tipo já conhecido. Os meios de retenção 8 estão alojados em um segundo orifício provido no corpo de válvula 2.

[062] Vantajosamente, o primeiro orifício e o segundo orifício são distintos, formados lado a lado um do outro. Em particular, tanto o primeiro como o segundo orifício estendem-se substancialmente de maneira longitudinal ao longo de um eixo Q predefinido.

[063] Na seção hidráulica 1 ilustrada na figura 3, os meios de compensação 5 compreendem um compensador de detecção de carga prioritária. Neste caso, o compensador 5 fica mecanicamente conectado ao pistão 11.

[064] De preferência, o pistão 11 está conectado ao compensador 5 por meio de um elemento de intertravamento mecânico 39. Por exemplo, o elemento de intertravamento mecânico 39 é do tipo baioneta.

[065] Portanto, a segunda mola 33 não está presente.

[066] Em adição às formas de incorporação aqui descritas e ilustradas, os meios de compensação de pressão 5 podem incluir: - Uma válvula de retenção; ou - Um regulador de fluxo; ou - Um pré-compensador LS.

[067] A descrição acima é uma lista não exclusiva de exemplos.

[068] O distribuidor hidráulico mostrado na figura 7 compreende uma seção de compartilhamento de fluxo de tipo já conhecido, indicado pelo número la, uma seção de compartilhamento de fluxo de acordo com a invenção, indicado pelo número lb, e uma seção hidráulica prioritária também de acordo com a invenção, indicada pelo número lc.

[069] Pelo menos a linha de alimentação Pal e uma linha de descarga T passam por todas as seções la, lb, lc. De preferência, o canal de drenagem 18 também passa por todas as seções la, lb lc.

[070] A seção de compartilhamento de fluxo la é de tipo já conhecido e não será descrita, uma vez que não constitui o objeto da presente invenção. No entanto, deve ser salientado que na seção de compartilhamento de fluxo la, de tipo já conhecido, a função de limitação é confiada a válvulas auxiliares 50 nas portas de trabalho A, B, com uma alta dissipação de energia.

[071] A estrutura preferida de um estágio de controle 60 está ilustrada na figura 5, com uma válvula de sequência, que é empregada como um limitador 6, 7.

[072] O estágio de controle 60 apresenta uma concepção estrutural conhecida, onde as únicas adaptações consistem no dimensionamento ad hoc dos componentes individuais com a finalidade de integrá-los na seção hidráulica 1.

[073] Como pode ser visto na figura 5, o estágio de controie 60 compreende um êmbolo de controle 61, cujo movimento permite a comunicação seletiva entre uma primeira câmara 62 e uma segunda câmara 63 pertencentes ao canal de drenagem 18. O controle de pressão presente em uma câmara frontal 64 do êmbolo de controle 61 é preferivelmente tomado pela primeira ponte distribuidora 31 (definida abaixo). Neste caso, ele é um controle de pressão que é representativo, com exceção das perdas, da pressão detectada nas portas de trabalho A, B.

[074] Alternativamente, o êmbolo de controle 61 piloto pode ser controlado diretamente com a pressão da carga.

[075] A operação da seção hidráulica proposta é descrita abaixo. Considere-se, por exemplo, o caminho do fluido na seção hidráulica de fluxo compartilhado mostrada na figura 1.

[076] O êmbolo principal 3 pode deslizar no corpo de válvula 2, entre uma posição neutra, na qual ele bloqueia a passagem de fluido em direção a uma primeira câmara 30, e uma posição operacional, na qual ele permite a passagem do fluido hidráulico pressurizado proveniente da linha de alimentação Pal, em direção à primeira câmara 30, através do orifício de medição 4.

[077] A primeira câmara 30 representa a câmara frontal do compensador de pressão de compartilhamento de fluxo 5.

[078] A câmara frontal 15, que aloja a segunda mola 33, encontra-se no lado oposto à primeira câmara 30, em relação ao compensador 5.

[079] Ao superar a ação da segunda mola 33 e a pressão presente na câmara frontal 15, que está permanentemente conectada à linha LS para a detecção da pressão de carga mais alta, o compensador 5 troca para a primeira configuração.

[080] Neste estado, o fluido passa da primeira câmara 30 para uma primeira ponte distribuidora 31 localizada a jusante do compensador 5.

[081] De preferência, a comunicação seletiva entre a primeira ponte 31 e a linha LS (que se comunica com a câmara frontal 15) ocorre por meio de uma válvula anti-retorno 34, como por exemplo, uma válvula de esfera.

[082] A partir da primeira ponte distribuidora 31, passando através dos meios de retenção 8, uma segunda ponte distribuidora 37, interposta entre os meios de retenção 8 e o êmbolo principal 3, é acessada, distribuindo o fluido para as portas de trabalho A, B.

[083] Como se sabe, a função dos meios de retenção 8 é a de inibir a passagem de fluído até que a pressão na primeira ponte 31 exceda a pressão na segunda ponte distribuidora 37. Além disso, o fluxo reverso a partir das portas de trabalho A, B para a bomba 100 é impedido graças aos meios de retenção 8.

[084] De preferência, a câmara frontal 15 está em comunicação com uma zona de entrada 35 para o sinal proveniente da linha LS para detecção da pressão de carga mais alta. Estaticamente, a zona de entrada 35 para o sinal LS e a câmara frontal 15 estão sujeitas à mesma pressão. São providos meios de desacoplamento 36 capazes de desacoplarem dinamicamente a zona de entrada 35 da câmara frontal 15. Por exemplo, estes meios de desacoplamento 36 consistem em um regulador.

[085] Quando o compensador de pressão 5 está na primeira configuração, o pistão 11 está na sua configuração de repouso, de modo que há uma pressão igual à pressão de alimentação na câmara intermediária 16.

[086] Na verdade, as duas porções adicionais 17c, 17d da passagem 17 para o fluido recebem o fluido a partir da linha de alimentação Pal através de dois canais dedicados 38, e transmitem o fluido para a câmara intermediária 16 através da primeira porção 17a e do regulador 17b.

[087] Através da mesma primeira porção 17a, o fluido também chega à câmara traseira 14. Este estado pode ser observado na figura 2a.

[088] Na prática, quando o pistão 11 está na sua configuração de repouso, as pressões envolvidas são as seguintes: - Pressão proveniente da linha LS para detecção da pressão de carga mais alta, que atua sobre a superfície S2 da cabeça 12a do pistão 11 (câmara frontal 15); - Pressão de alimentação Pal, no anel definido na câmara intermediária 16; - Pressão de alimentação Pai, na superfície SI da base 13 do pistão 11; - Pressão da primeira moia 19 (que está pré-carregada), [089] Para inibir a distribuição de fluido para as portas de trabalho A, B, a pressão na câmara intermediária 16 é alterada pelos meios de controle 6, 7, 18.

[090] Em particular, a câmara intermediária 16 é parcialmente ou completamente descarregada através do canal de drenagem 18 a ela associado. Deste modo, o equilíbrio nas áreas ativas sobre o pistão 11 é alterado, e, portanto o pistão 11 se desloca da configuração de repouso para a configuração ativa, forçando o compensador 5 na direção de fechamento. Desta maneira, o fluxo de fluido a partir da primeira câmara 30 (ou câmara frontal) para a primeira ponte distribuidora 31 é interrompido ou limitado.

[091] Este estado é observável na figura 2b.

[092] A força de fechamento máxima exercida pelo pistão 11 é obtida pela descarga completa da câmara intermediária 16 através do canal de drenagem 18.

[093] O fechamento do compensador de pressão 5 é obtido ajustando-se o pistão 11 e a primeira mola 19, de modo que a ação do pistão 11 seja sempre superior à reação do compensador 5.

[094] A drenagem parcial da câmara intermediária 16 torna possível limitar a pressão de operação nas portas de trabalho A, B.

[095] A limitação do curso do pistão 11 permite a limitação da vazão operacional nas portas de trabalho A, B.

[096] A operação da seção hidráulica prioritária 1 ilustrada na figura 3 é semelhante àquela descrita acima, porém com as diferenças relacionadas à estrutura diferente dos meios de compensação 5.

[097] Em particular, como indicado acima, a câmara frontal 15 não aloja nenhuma mola (a segunda mola 33 não está presente). No entanto, existe um elemento de intertravamento mecânico 39 que conectada o pistão 11 ao compensador 5.

[098] Neste caso, todas as áreas ativas no pistão 11, incluindo a câmara frontal 15, recebem a pressão da linha de alimentação Pal.

[099] De fato, a zona de entrada 35 para o sinal proveniente da linha LS para detecção da pressão de carga mais aita permanece isolada, devido a um elemento separador 40 interposto entre o elemento de intertravamento mecânico 39 e o compensador 5, [0100] A figura 4a ilustra a situação em que o pistão 11 se encontra na configuração de repouso e o compensador 5 é mantido na configuração aberta.

[0101] A figura 4b ilustra a situação em que o pistão 11 se encontra na configuração ativa e o compensador 5 é forçado na direção de fechamento.

[0102] As características da seção hidráulica, para aplicações de sensoreamento de carga, e do distribuidor hidráulico múltiplo, de acordo com o presente invento, emergem claramente a partir da descrição fornecida, bem como suas vantagens.

[0103] Em particular, a inibição de uma linha de serviço e a limitação da pressão são obtidas de uma maneira compacta e estruturalmente simples, por meio de um pistão "diferencial" que, quando adequadamente controlado, fecha mecanicamente o compensador local. Em particular, esta solução é baseada na alteração do equilíbrio de pressões nas áreas ativas do pistão diferencial, localizadas entre o plugue e o compensador.

[0104] A câmara intermediária diferencial assim estruturada permite uma concepção estrutural que caracteriza uma arquitetura não dissipativa.

[0105] Como os meios para controlar a pressão atuam em uma área ativa do pistão, em vez de atuarem no compensador, são evitados efeitos perturbativos no compensador quando os meios de controle estão desabilitados, resultando assim em uma seção hidráulica mais estável.

[0106] Além disso, a concepção estrutural proposta torna possível limitar a pressão local mente com uma dissipação mínima de energia, tornando disponível uma maior vazão para as outras linhas de serviço.

[0107] Em outras palavras, a energia economizada é utilizada para aumentar a saída das outras linhas de serviço e, portanto, do distribuidor.

[0108] Além disso, na seção hidráulica de fluxo compartilhado, devido ao fato de que os meios de retenção e o compensador ficam voltados um para o outro, mas estão alojados em orifícios separados no corpo de válvula, o acesso a esses componentes é simplificado, assim como sua estrutura.

[0109] Além do mais, submetendo-se o controle da pressão mais alta para o estágio de controle ajustado com base na pressão da primeira ponte distribuidora, as portas de trabalho podem ser controladas diferencialmente, conforme necessário em algumas aplicações.

[0110] Devido ao fato de que as mesmas linhas comuns passam por todas as seções, e que o sistema de controle do pistão pode ser utilizado em qualquer tipo de compensador, a mesma seção hidráulica pode ser utilizada para a função de compartilhamento de fluxo e para a função prioritária, através da simples substituição de parte dos componentes (por exemplo, a segunda mola ou as conexões entre o pistão e o compensador), sem nenhuma alteração dos alojamentos e simplesmente ativando-se ou desativando-se alguns caminhos do fluido através do envoltório.

[0111] A seção hidráulica proposta é, assim, extremamente versátil.

Reivindicações

Claims (15)

1. Seção hidráulica (1) para utilização em um distribuidor hidráulico (10), contendo: um corpo de válvula (2); um êmbolo principal (3) que pode deslizar longitudinalmente dentro do referido corpo de válvula (2), para transmitir seletivamente um fluido hidráulico pressurizado proveniente de uma linha de alimentação (Pal) de uma bomba (100) para portas de trabalho (A, B), através de um orifício de medição (4); meios de compensação de pressão (5) situados a jusante do referido êmbolo principal (3) em relação ao caminho do fluido; um primeiro orifício disposto no citado corpo de válvula (2), com esse primeiro orifício alojando os meios de compensação de pressão (5); um pistão (11) alojado no referido primeiro orifício; caracterizada pelo fato de que compreende: uma câmara intermediária (16) que se estende pelo menos parcialmente no referido primeiro orifício, sendo delimitada por uma haste (12) do pistão (11), com a referida câmara intermediária (16) estando em comunicação com a linha de alimentação (Pal); meios de controle (6, 7, 18), que são operacionalmente ativos na referida câmara intermediária (16) para alterarem a pressão da mesma, de maneira a que o pistão (11) force os ditos meios de compensação (5) a trocarem de uma primeira configuração, na qual a passagem do fluido é permitida e uma queda de pressão substancialmente constante é mantida através do referido orifício de medição (4), para uma segunda configuração, na qual esta passagem de fluido é interrompida ou limitada.

2. Seção hidráulica (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que com os meios de compensação (5) na primeira configuração, a pressão na referida câmara intermediária (16) é igual à pressão da linha de alimentação (Pal), e com os referidos meios de compensação (5) na segunda configuração, a pressão na câmara intermediária (16) é menor do que a pressão da linha de alimentação (Pal).

3. Seção hidráulica (1), de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que os referidos meios de controle (6, 7, 18) compreendem pelo menos um canal de drenagem (18) pertencente à referida câmara intermediária (16).

4. Seção hidráulica (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de compreende ainda um envoltório (20) situado no dito primeiro orifício e encerrando pelo menos parcialmente o referido pistão (11), com a referida câmara intermediária (16) incluindo: uma primeira zona (16a), disposta entre a haste (12) do pistão (11) e o referido envoltório (20); uma segunda zona (16b), disposta no envoltório (20); uma terceira zona (16c) disposta no corpo de válvula (2).

5. Seção hidráulica (1), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que compreende ainda: um piugue de fechamento (9) para fechar o referido primeiro orifício; uma câmara traseira (14) definida entre o piugue de fechamento (9), uma base (13) do pistão (11) e o referido envoltório (20); uma câmara frontal (15) definida entre os meios de compensação (5), uma cabeça (12a) do dito pistão (11) e o referido envoltório (20); uma passagem (17) para o fluido, provida na haste (12) do pistão (11), com a referida passagem (17) de fluido colocando a câmara intermediária (16) em comunicação com a câmara traseira (14).

6. Seção hidráulica (1), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a referida passagem (17) para o fluido compreende uma primeira porção (17a), que se estende de maneira substancialmente longitudinal dentro da haste (12) do dito pistão (11) e é aberta na base (13) do pistão (11), e uma segunda porção (17b), que se ramifica a partir da referida primeira porção (17a) e leva à câmara intermediária (16).

7. Seção hidráulica (1), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a referida segunda porção (17b) é conformada e dimensionada de modo a constituir um regulador.

8. Seção hidráulica (1), de acordo com as reivindicações 5 a 7, caracterizada pelo fato de que a referida passagem (17) para o fluido compreende duas porções adicionais (17c, 17d) pertencentes à referida primeira porção (17a), para receber o fluido a partir da linha de alimentação (Pal).

9. Seção hidráulica (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que compreende ainda uma primeira mola (19) alojada na dita câmara intermediária (16).

10. Seção hidráulica (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que os referidos meios de compensação (5) compreendem um compensador do tipo de fluxo compartilhado.

11. Seção hidráulica (1), de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o dito compensador de fluxo compartilhado (5) e o referido pistão (11) estão fisicamente separados, isto é, eles não têm conexão mecânica entre si.

12. Seção hidráulica (1), de acordo com as reivindicações 10 ou 11, caracterizada pelo fato de que compreende ainda; meios de retenção (8); um segundo orifício disposto no referido corpo de válvula (2), com o referido segundo orifício alojando os meios de retenção (8).

13. Seção hidráulica (1), de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato do referido segundo orifício ser distinto do, e estar disposto lado a lado ao, citado primeiro orifício.

14. Seção hidráulica (1), de acordo com as reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato dos ditos meios de compensação (5) compreenderem um compensador de detecção de carga do tipo prioritário.

15. Seção hidráulica (1), de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato do citado compensador (5) estar conectado mecanicamente ao referido pistão (11).