BR102016025741B1

BR102016025741B1 - Sistema de controle para uma pá carregadeira de um veículo de trabalho

Info

Publication number: BR102016025741B1
Application number: BR102016025741-7A
Authority: BR
Inventors: Murilo Martinho De Oliveira; Mauro De Azevedo Barretto
Original assignee: Cnh Industrial America Llc
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2016-11-03
Publication date: 2022-03-29
Also published as: EP3318679B1; BR102016025741A2; EP3318679A1

Abstract

SISTEMA DE CONTROLE PARA UMA PÁ CARREGADEIRA DE UM VEÍCULO DE TRABALHO. A presente invenção trata de um sistema de controle para uma pá carregadeira de um veículo de trabalho, a pá carregadeira compreendendo um mecanismo de levantamento (100) e um mecanismo de controle de bucket (200), o mecanismo de levantamento (100) sendo controlado por uma válvula de levantamento (150), o mecanismo de controle de bucket (200) sendo controlado por uma válvula de bucket (250), o sistema de controle compreendendo ainda uma válvula de controle (20) configurada para permitir a conexão das válvulas de levantamento (150) e de bucket (250) em uma disposição em série ou em paralelo mediante a elevação ou a redução da pressão requerida pelo sistema de controle, de forma que o sistema em questão permite a alternância entre disposições em série e paralelo de acordo com as condições do sistema, promovendo a possibilidade de utilização dos mecanismos simultaneamente sob carga máxima, e otimizando a velocidade de trabalho do veículo.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um sistema de controle aplicável a uma pá carregadeira de um veículo de trabalho, tal como um trator, e mais especificamente um sistema de controle hidráulico aplicável a uma pá carregadeira de um veículo de trabalho cuja disposição de válvulas e lógica de comando permitem o controle dos mecanismos de elevação e de controle do "bucket" da pá carregadeira de forma eficiente.

Descrição do Estado da Técnica

[002] No âmbito tecnológico de máquinas de trabalho, o termo "veículo trator" pode ser utilizado para designar uma grande gama de veículos, desde aqueles que efetivamente tracionam um implemento ou máquina adicional, até aqueles que realizam determinadas atividades de forma individual (em geral, trabalhos pesados).

[003] Dentre este segundo tipo de veículos tratores, encontram- se os veículos equipados de uma pá carregadeira, os quais realizam, individualmente, o carregamento, o levantamento e o despejo de diversos tipos de materiais. Estes veículos tratores dotados de pá carregadeira são amplamente utilizados para manipulação de resíduos, materiais de construção, solo, entre outros.

[004] Tratando-se desse tipo particular de veículo trator, a pá carregadeira do mesmo é composta por um mecanismo de levantamento (geralmente compreendendo uma coluna de construção telescópica ou similar) e um mecanismo de controle do "bucket" (geralmente compreendendo uma construção basculante). O termo "bucket" refere-se à pá propriamente dita, ou seja, o elemento do veículo trator que é disposto na ponta do mecanismo de levantamento e que recebe e armazena o material a ser carregado.

[005] Ambos os mecanismos de levantamento e controle do "bucket" são controlados através de uma lógica de comando hidráulica, a qual se utiliza de um conjunto de válvulas para direcionar o fluido para cada mecanismo de acordo com a necessidade do operador.

[006] Geralmente, o controle dos referidos mecanismos é feito a partir de dois tipos de sistema de controle distintos. Um primeiro sistema se utiliza de uma disposição de válvulas em série para alimentação dos mecanismos, de modo que a pressão de fluido se concentra em uma única linha. Este sistema em série requer uma quantidade de vazão de fluido pequena para comandar ambos os mecanismos dada uma certa velocidade de operação, de modo que o trabalho de um sistema com uma disposição de válvulas em série é feito de forma rápida.

[007] Entretanto, o sistema de controle com disposição em série trabalha sobre uma pressão interna substancialmente alta, pois exige a alimentação de dois mecanismos através de uma única linha. Assim, a pressão de alimentação deve ser a soma das pressões requeridas para manipulação de cada mecanismo, o que diminui drasticamente a carga máxima de trabalho permitida para um sistema deste tipo quando se atuam ambos os mecanismos ao mesmo tempo.

[008] Entende-se, então, que o sistema de controle com disposição em série possui a desvantagem de perda de carga máxima em situações onde os mecanismos de levantamento e controle do "bucket" são comandados simultaneamente.

[009] Alternativamente, um segundo tipo de sistema de controle se utiliza de uma disposição de válvulas em paralelo, de forma que ambos os mecanismos do sistema sejam controlados a partir de linhas de alimentação paralelas. Nesta configuração de sistema, a pressão de alimentação se distribui para as linhas de cada mecanismo, diminuindo drasticamente a quantidade de pressão exigida pelo sistema e permitindo que ambos os mecanismos operem com carga máxima simultaneamente.

[0010] Entretanto, um sistema de controle com uma disposição paralela requer um fluxo maior de fluido para operar duas linhas simultaneamente, e consequentemente, dado um fluxo máximo de alimentação, o sistema em paralelo opera os mecanismos de levantamento e controle do "bucket" em uma velocidade menor quando comparado a um sistema em série. Dito isso, a utilização de um sistema em paralelo pode acarretar em uma produtividade substancialmente menor do veículo.

[0011] Cumpre notar, ainda, que o estado da técnica não traz ensinamentos relativos a um sistema de controle deste tipo que se utilize de ambas as disposições, especialmente em se tratando de veículos de trabalho, como tratores, que são equipados com uma pá carregadeira frontal como um implemento opcional e adicional. Torna claro, então, que o usuário deste tipo de veículo trator se vê obrigado a alternar entre a utilização de uma máquina com um sistema em série e uma com sistema em paralelo, dependendo das condições de utilização. Alternativamente, o usuário pode optar por apenas um único sistema que possua capacidade de carga ou de fluxo muito maior do que o normalmente requerido, de forma a suprir os defeitos do respectivo sistema escolhido. Naturalmente, ambas as opções são economicamente inviáveis.

[0012] Neste sentido, é desejável que um sistema de controle para uma pá carregadeira de um veículo de trabalho, tal como um trator, possa garantir sua carga máxima na situação de controle simultâneo dos mecanismos de levantamento e de controle do "bucket", enquanto mantém um fluxo de fluido mínimo durante a operação do veículo em condições mais brandas, promovendo assim uma alta eficiência e adaptabilidade do sistema em um único veículo.

[0013] Em DE10109510, se observa um sistema de controle para uma pá carregadeira que permita a obtenção dos benefícios de ambas as disposições em série e paralelo dependendo das condições de trabalho do veículo, tal sistema é composto por um sistema hidráulico complexo incluindo múltiplas válvulas que impactam na eficiência e adaptabilidade ao trabalho do veículo de trabalho.

Objetivos da Invenção

[0014] Um primeiro objetivo da presente invenção é apresentar um sistema de controle para uma pá carregadeira de um veículo de trabalho compreendo uma disposição de válvulas que permita a utilização tanto de um sistema em série quanto de um sistema paralelo de alimentação, de acordo com as condições de trabalho do sistema.

[0015] Um segundo objetivo da presente invenção é apresentar um sistema de controle para uma pá carregadeira que promova eficiência e adaptabilidade ao trabalho do veículo de trabalho, mesmo em condições de controle simultâneo dos mecanismos de levantamento e controle do "bucket".

[0016] Um terceiro objetivo da presente invenção é apresentar um sistema de controle de uma pá carregadeira que permita a utilização simultânea dos mecanismos de levantamento e controle do "bucket" sem acarretar em perda de velocidade de trabalho ou redução da carga máxima permitida ao sistema.

Descrição da Invenção

[0017] Os objetivos da presente invenção são alcançados a partir de um sistema de controle para uma pá carregadeira de um veículo de trabalho, a pá carregadeira compreende um mecanismo de levantamento e um mecanismo de controle de bucket, o mecanismo de levantamento sendo controlado por uma válvula de levantamento, e o mecanismo de controle de bucket sendo controlado por uma válvula de bucket.

[0018] O sistema de controle compreende uma válvula de controle configurada para permitir a conexão das válvulas de levantamento e de bucket em uma disposição em série ou em paralelo mediante a elevação ou a redução da pressão requerida pelo sistema de controle.

[0019] Ainda, o sistema compreende uma válvula de detecção de pressão conectada à válvula de levantamento, à válvula de controle e à válvula de bucket, a válvula de detecção de pressão sendo configurada para permitir a conexão entre a válvula de controle para a válvula de bucket mediante o controle do mecanismo de levantamento pela válvula de levantamento.

[0020] Os objetivos da presente invenção são alcançados através de um sistema de controle para uma pá carregadeira de um veículo trator, a pá carregadeira compreendendo um mecanismo de levantamento e um mecanismo de controle de bucket, sendo que o mecanismo de levantamento é controlado por uma válvula de levantamento, e o mecanismo de controle de bucket é controlado por uma válvula de bucket. As válvulas de levantamento e de bucket são conectadas entre si, e o sistema compreende uma válvula de controle configurada para definir uma conexão em série ou uma conexão paralela das válvulas de levantamento e de bucket mediante a elevação ou a redução da pressão requerida pelo sistema de controle.

[0021] Ainda, o sistema compreende uma válvula de detecção de pressão conectada à válvula de levantamento, à válvula de controle e à válvula de bucket, sendo que a válvula de detecção de pressão é configurada para permitir a passagem de fluido proveniente da válvula de controle para a válvula de bucket mediante o controle do mecanismo de levantamento pela válvula de levantamento.

[0022] O sistema compreende também uma válvula de direcionamento conectada à válvula de levantamento, à válvula de bucket e a um reservatório de fluido, a válvula de direcionamento conectando a válvula de levantamento à válvula de bucket mediante a definição de uma conexão em série, e conectando a válvula de levantamento ao reservatório de fluido mediante a definição de uma conexão paralela.

[0023] Ademais, a válvula de levantamento e a válvula de bucket são dotadas cada qual de uma primeira, uma segunda e uma terceira posições de comutação, a válvula de bucket possuindo ainda uma primeira, uma segunda e uma terceira vias. A válvula de controle é dotada de uma primeira e uma segunda posições de comutação.

[0024] Neste sentido, em sua primeira posição de comutação, a válvula de controle se conecta à válvula de levantamento e configura uma disposição em série entre a válvula de levantamento e a válvula de bucket. Em sua segunda posição de comutação, a válvula de controle se conecta à válvula de levantamento e à válvula de bucket, configurando uma disposição em paralelo entre ambas as válvulas.

Descrição Resumida dos Desenhos

[0025] A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram:

[0026] Figura 1 - uma representação esquemática de uma configuração preferencial do sistema de controle da presente invenção;

[0027] Figura 2 - um detalhamento da válvula de levantamento utilizada na configuração preferencial do sistema da presente invenção;

[0028] Figura 3 - um detalhamento da válvula de bucket utilizada na configuração preferencial do sistema da presente invenção;

[0029] Figura 4 - um detalhamento da válvula de controle utilizada na configuração preferencial do sistema da presente invenção;

[0030] Figura 5 - um detalhamento da válvula de detecção de pressão utilizada na configuração preferencial do sistema da presente invenção; e

[0031] Figura 6 - um detalhamento da válvula de direcionamento utilizada na configuração preferencial do sistema da presente invenção.

Descrição Detalhada das Figuras

[0032] O sistema de controle da presente invenção compreende uma mescla de disposições de válvulas em série e em paralelo cujos funcionamentos se intercalam dependendo das condições de trabalho do sistema. O controle das disposições em série e paralelo é efetuado por uma lógica de válvulas através do monitoramento da condição de pressão dentro do sistema, promovendo assim uma alternação automática da disposição atuante no sistema de acordo com as necessidades do mesmo, conforme será detalhadamente esclarecido a seguir.

[0033] A figura 1 mostra uma representação esquemática do sistema de controle da presente invenção, o qual é aplicável a uma pá de levantamento de um veículo de trabalho, tal como um trator. De forma geral, a pá carregadeira pode ser oferecida como um sistema integralizado na máquina, como em uma máquina de construção. Alternativamente, a pá carregadeira pode ser oferecida como um dispositivo o-pcional que é montado em um trator comum, tal como um trator agrícola. Neste último caso, o sistema de pá carregadeira faz uso das linhas de transmissão hidráulica já disponíveis em um trator. De forma preferencial, a invenção encontra aplicação em um trator em que é montado um sistema de pá carregadeira. No entanto, nada impede que seja aplicada também a outros veículos de trabalho, tais como carregadeiras de esteiras, buldôzeres, escavadeiras, minicarregadeiras, pré-carregadeiras, retroescavadeiras, etc.

[0034] A pá de levantamento que recebe o sistema da presente invenção é do tipo que compreende um mecanismo de levantamento 100, preferencialmente uma coluna telescópica, e um mecanismo de controle do bucket 200, preferencialmente mecanismo basculante integrado ao bucket. Ambos os mecanismos são controlados, respectivamente, por uma válvula de levantamento 150 e uma válvula de bucket 250.

[0035] Usualmente, os veículos tratores dotados de pá carregadeira utilizam óleo como fluido de comando para controle da referida pá. Desta forma, e preferencialmente, o termo "fluido" deve ser entendido como óleo hidráulico específico para este tipo de aplicação. Naturalmente, nada impede que outros fluidos sejam utilizados para aplicações similares que se utilizem do sistema da presente invenção, como, por exemplo, ar pressurizado para aplicações pneumáticas.

[0036] Os mecanismos de levantamento 100 e controle de bucket 200 são dotados cada qual de uma primeira e uma segunda vias de alimentação 110, 120, 210, 220 que trabalham intermitentemente como entrada e saída de fluido para cada válvula, ou seja, quando uma via é alimentada, a outra serve como saída de fluido. Assim, cada mecanismo 100, 200 possui dois movimentos possíveis, sendo que no caso do mecanismo de levantamento 100 tem-se, preferencialmente, os movimentos de levantamento e abaixamento da coluna, e no caso do mecanismo de controle do bucket 200 tem-se, preferencialmente, rotações no sentido horário e anti-horário.

[0037] Neste sentido, as válvulas de levantamento 150 e de bucket 250 ambas controlam os movimentos de seus respectivos mecanismos. Conforme pode ser visto nas figuras 2 e 3, cada uma dessas válvulas 150, 250 possui três posições de comutação A, B, C e seis conexões em cada posição, caracterizando assim uma válvula 6/3 vias. As seis conexões de cada válvula se dividem em duas conexões centrais e quatro laterais.

[0038] As conexões laterais formam uma primeira e uma segunda vias laterais 151, 152, 251, 252 dispostas paralelamente na posição de comutação A e cruzadas na disposição de comutação B. As conexões centrais formam uma via central 153, 253 na posição de comutação C.

[0039] A terceira posição de comutação C das válvulas 150, 250 permite a passagem direta de fluido pelas mesmas através da via central 153, 253 sem controlar os respectivos mecanismos 100, 200.

[0040] A primeira posição de comutação A das válvulas 150, 250 permite a distribuição de fluido para a primeira via de alimentação 110, 210 dos respectivos mecanismos 100, 200 através das primeiras vias laterais 151, 251, e permite ainda o retorno deste fluido pela segunda via de alimentação 120, 220, através das segundas vias laterais 152, 252, configurando um dos dois movimentos possíveis para cada mecanismo, conforme já esclarecido.

[0041] A segunda posição de comutação B das válvulas 150, 250 permite a distribuição de fluido para a segunda via de alimentação 120, 220 dos respectivos mecanismos 100, 200 através das primeiras vias laterais 151, 251, e permite ainda o retorno deste fluido pela primeira via de alimentação 110, 210, através das segundas vias laterais 152, 252, configurando um segundo movimento possível para cada mecanismo.

[0042] Em suma, a comutação das válvulas de levantamento 150 e de bucket 250 pode permitir a passagem de fluido por entre ambas as válvulas 150, 250 sem atuar nenhum dos mecanismos 100, 200, através da terceira posição de comutação C; ou pode permitir o controle dos mecanismos em dois movimentos possíveis através da primeira e da segunda posições de comutação A, B.

[0043] A comutação das válvulas 150, 250 pode ser feita através de qualquer meio adequado, como por exemplo, a partir de um comando direto do usuário, ou através de uma unidade de controle do veículo.

[0044] Ambas as válvulas de levantamento 150 e bucket 250 são conectadas entre si, e ambas são alimentadas com fluido através de uma fonte de alimentação 10. Todo o fluido utilizado no sistema segue para um reservatório 500 conectado à fonte de alimentação, para sua reutilização. Nesta configuração preferencial, a válvula de levantamento 150 é disposta mais próxima da fonte de alimentação 10, e a válvula de bucket 250 é disposta mais próxima do reservatório. Entretanto, cumpre notar que a inversão do posicionamento das válvulas 150, 250 com relação à fonte 10 e ao reservatório 500 não altera o funcionamento do sistema. Ademais, a fonte 10 é conectada a uma válvula de segurança 60, que por sua vez é conectada ao reservatório 500. A válvula de segurança 60 se abre quando a pressão do sistema atinge seu valor máximo permitido, fazendo com que o fluido da fonte 10 seja despejado diretamente no reservatório 500.

[0045] A via central 153 da válvula mais próxima à fonte 10, preferencialmente a válvula de levantamento 150, é alimentada diretamente pela fonte 10. Durante a terceira posição de comutação C, as conexões centrais da válvula 150 formam uma via central 153 para passagem direta do fluido, conforme já esclarecido anteriormente. O fluido então passa pela válvula de levantamento 150 e se dirige à válvula mais próxima do reservatório 500, preferencialmente a válvula do bucket 250, sem atuar qualquer mecanismo. Caso a válvula do bucket 250 também esteja na terceira posição de comutação C, a mesma atua similarmente à primeira válvula 150 por meio de sua via central 253, permitindo a passagem do fluido ao reservatório 500 sem atuar nenhum mecanismo. Neste sentido, a via central 153, 253 das válvulas 150, 250 é utilizada somente para circulação livre e direta do fluido, sem atuação de mecanismos.

[0046] Alternativamente, as válvulas 150, 250 podem ainda compreender uma quarta posição de comutação Y. Esta posição interliga as duas vias de alimentação 110, 120, 210, 220 de suas respectivas válvulas diretamente com o reservatório 500, de forma a permitir a movimentação livre dos seus respectivos mecanismos 100, 200. Desta forma pode-se, por exemplo, permitir que os mecanismos acompanhem os relevos do solo, caso a aplicação necessite. Para a utilização desta quarta posição de comutação Y nas válvulas 150, 250, a válvula de levantamento 150 deve possuir sete conexões (configurando assim uma quarta via 154 adicional) ao invés de seis, para que seja possível permitir a passagem de fluido para o reservatório 500 ao invés de direcioná-lo à válvula de bucket 250, configurando assim o efeito de flutuação do mecanismo de controle de bucket 200.

[0047] Já as vias laterais 151, 152, 251, 252 das válvulas de levantamento 150 e de bucket 250 são utilizadas para controle dos mecanismos 100, 200. A primeira via lateral 151 da válvula mais próxima à fonte 10, preferencialmente a válvula de levantamento 150, é conectada a uma válvula de controle 20 que por sua vez é conectada à fonte 10.

[0048] A válvula de controle 20 é dotada de duas posições de comutação D, E e três conexões, ou seja, trata-se de uma válvula de 3/2 vias. A referida válvula 20 é comutada através da elevação ou da redução da pressão requerida pelo sistema, ou, por outras palavras, a posição de comutação da válvula de controle 20 é determinada pelo estado de pressão instantâneo do sistema.

[0049] Dito isso, a válvula de controle 20 é responsável por alternar as disposições das válvulas de levantamento 150 e de bucket 250 de série para em paralelo, de acordo com o estado de pressão do sistema. Conforme pode ser visto na figura 4, a primeira posição de comutação D corresponde à disposição em série, enquanto a segunda posição de comutação E corresponde à disposição em paralelo, conforme será esclarecido adiante. Por outras palavras, a válvula de controle 20 é configurada para permitir a conexão das válvulas de levantamento 150 e de bucket 250 em uma disposição em série ou em paralelo mediante a elevação ou a redução da pressão requerida pelo sistema de controle.

[0050] A intensidade da pressão que comuta a válvula de controle 20 deve ser, preferencialmente, uma pressão próxima à pressão máxima suportada pelo sistema. Isto porque, conforme já esclarecido, uma disposição em série requer uma pressão muito alta para operar ambos os mecanismos 100, 200 simultaneamente, pressão esta que pode ultrapassar o limite máximo suportado pelo sistema, efetivamente diminuindo a carga máxima de trabalho possível do veículo. Por outro lado, a disposição em paralelo distribui a pressão em linhas diferentes para cada mecanismo 100, 200, permitindo que os mesmos operem com carga máxima simultaneamente sem aumento substancial de pressão.

[0051] Dessa forma, determinada a sua pressão de comutação, a válvula de controle 20 comuta da posição D para a posição E quando essa pressão é ultrapassada, trocando a disposição das válvulas 150, 250 de série para em paralelo, efetivamente exigindo menos pressão do sistema para atuação simultânea dos mecanismos.

[0052] Por outro lado, a disposição em paralelo requer um fluxo maior de fluido para operar uma mesma carga máxima em comparação com o sistema em série, o que não é desejável na condição onde apenas um mecanismo 100, 200 é atuado. Dessa forma, a válvula de controle 20 comuta da posição E para a posição D quando a pressão do sistema é inferior à pressão de comutação da referida válvula 20.

[0053] A comutação da válvula de controle 20 pode ser feita através de uma mola de retorno, a qual seria dimensionada para se deformar e permitir a comutação da posição da válvula 20 a partir de uma certa pressão, neste caso, a pressão de comutação escolhida. Dessa forma, o retorno é feito através da mola quando a pressão é reduzida abaixo da pressão de comutação. Entretanto, qualquer outro meio de comutação poderia ser aplicado à válvula de controle 20, tal como, por exemplo, por meio de acionamento eletrônico (solenoides) auxiliado por sensores de pressão.

[0054] Conforme já esclarecido, a primeira via lateral 151 da válvula mais próxima à fonte 10, preferencialmente a válvula de levantamento 150, é conectada a uma válvula de controle 20 que por sua vez é conectada à fonte 10. A válvula de controle 20 é disposta com a sua primeira posição de comutação D como sendo a sua posição inicial, ou seja, a disposição inicial do sistema é a disposição em série. Deste modo, abaixo detalha-se o funcionamento da disposição em série do presente sistema.

[0055] Nesta primeira posição de comutação D, a pressão de alimentação provinda da fonte 10 é direcionada à primeira via 151 da válvula de levantamento 150, que por sua vez atua o mecanismo de levantamento 100 caso tenha sido comutada para sua primeira ou segunda posições A, B.

[0056] Caso atuado o mecanismo de levantamento 100, o fluido é direcionado para a segunda via 152, que é conectada a uma válvula de direcionamento 70. Conforme pode ser visto na figura 6, a válvula de direcionamento 70 possui duas posições de comutação F, G e três conexões, configurando uma válvula 3/2 vias. A primeira posição de comutação F permite que o fluxo de fluido vindo da segunda via 152 da válvula de levantamento 150 seja direcionado à primeira via 251 da válvula de bucket 250, efetivamente configurando uma disposição em série das válvulas de levantamento 150 e de bucket 250. A segunda posição de comutação G direciona o fluxo vindo da segunda via 152 da válvula de levantamento 150 ao reservatório 500.

[0057] Referida válvula 70 é inicialmente posicionada em sua primeira posição de comutação F, e é comandada para sua segunda posição de comutação G quando a válvula de controle 20 está em sua segunda posição de comutação E, ou seja, quando a disposição das válvulas 150, 250 está em paralelo. Deste modo, a válvula de direcionamento 70 impede que o fluxo da disposição em série influencie no funcionamento da disposição em paralelo. Por outras palavras, a válvula de direcionamento 70 conecta a válvula de levantamento 150 à válvula de bucket 250 mediante a definição de uma disposição em série das válvulas 150, 250, e conecta a válvula de levantamento 150 ao reservatório de fluido 500 mediante a definição de uma conexão paralela destas válvulas 150, 250. O retorno da válvula 70 pode ser realizado tal como o da válvula de controle 20, por meio de uma mola de retorno ou um sistema eletromecânico.

[0058] Conforme já foi dito, a válvula de direcionamento 70, quando em sua primeira posição de comutação F, direciona o fluido vindo da segunda via 152 da válvula de levantamento 150 para a primeira via 251 da válvula de bucket 250. Caso esteja comutada para a primeira ou segunda posições A, B, a válvula de bucket 250 atua o mecanismo de controle de bucket 200, e o fluido é direcionado através da segunda via 252 e para o reservatório 500.

[0059] A primeira via A da válvula de bucket 250 possui ainda uma conexão direta com a terceira via C da válvula de levantamento, a qual permite que a válvula de bucket 250 atue o mecanismo de controle de bucket 200 individualmente em situações onde a válvula de levantamento 150 não esteja atuando o mecanismo de levantamento 100.

[0060] Conforme já esclarecido anteriormente, a válvula de controle 20 é comutada de sua primeira posição D para sua segunda posição E quando a pressão de comutação escolhida para a dita válvula 20 é ultrapassada, trocando assim a disposição das válvulas 150, 250 de série para em paralelo. Em sua posição de comutação E, a válvula de controle 20 direciona o fluxo de alimentação provindo da fonte 10 para uma válvula de detecção de pressão 30.

[0061] Conforme pode ser visto na figura 5, a válvula de detecção 30 possui duas posições de comutação H, I e duas conexões em cada posição, configurando uma válvula 2/2 vias. A primeira posição de comutação H é a posição inicial da válvula 30, e nesta posição H a referida válvula impede a passagem de fluido provindo da válvula de controle 20. A segunda posição de comutação I da válvula 30 permite a passagem de fluido da válvula de controle 20 para a primeira via 151 da válvula de levantamento 150 e para a primeira via 251 da válvula de bucket 250, efetivamente configurando uma disposição em paralelo entre ambas as válvulas 150, 250. O retorno da válvula de detecção 30 pode ser feito tal como o das válvulas de controle 20 e de direcionamento 70.

[0062] A comutação da válvula de detecção de pressão 30 da primeira posição H para a segunda posição I é feita quando a segunda via da válvula de levantamento 150 é pressurizada. Isto garante que a disposição em paralelo será definida apenas quando a válvula de levantamento 150 e a válvula de bucket 250 estiverem trabalhando simultaneamente em uma disposição em série. Em suma, a válvula de detecção de pressão 30 é configurada para permitir a passagem de fluido proveniente da válvula de controle 20 para a válvula de bucket 250 mediante o controle do mecanismo de levantamento 100 pela válvula de levantamento 150.

[0063] Ademais, entre a válvula de detecção de pressão 30 e as primeiras vias das válvulas de levantamento e bucket 151, 251, está disposta, preferencialmente, uma válvula controladora de vazão 40, 50 para cada via 151, 251. A válvula controladora de vazão 40, 50 trabalha comparando as pressões que atuam sobre ela a jusante e a montante e controlando, a partir desta informação, a vazão necessária para o funcionamento das válvulas de levantamento e bucket 150, 250, desta forma impedindo que a pressão de uma destas válvulas 150, 250 influencie na pressão da outra.

[0064] Dessa forma, o sistema da presente invenção alterna a disposição em série para a disposição em paralelo das válvulas 150, 250 quando duas condições são alcançadas:

[0065] 1a: A válvula de controle 20 deve estar comutada para sua segunda posição E (o que ocorre quando a pressão escolhida para comutação da válvula de controle 20 é ultrapassada); e

[0066] 2a: A válvula de detecção de pressão 30 deve estar comutada para sua segunda posição I (o que ocorre quando a válvula de levantamento 150 está trabalhando simultaneamente e em série com a válvula de bucket 250).

[0067] Alcançadas as duas condições, o fluxo de alimentação da fonte 10 é direcionado para as primeiras vias 151, 251 de ambas as válvulas de levantamento 150 e de bucket 250, configurando assim uma disposição em paralelo de ambas as válvulas.

[0068] Tendo em vista o exposto acima, torna claro que o sistema da presente invenção permite a utilização tanto de uma disposição de válvulas em série quanto de um sistema paralelo de alimentação, de acordo com as condições de trabalho do sistema, de forma que os benefícios de ambas as disposições são alcançados nas situações mais convenientes.

[0069] Dessa forma, o sistema da presente invenção se utiliza de uma disposição em série das válvulas de levantamento 150 e de bucket 250 quando a pressão atuante no sistema não está próxima da pressão máxima permitida, de forma que, em situações de trabalho com pouca carga, o fluxo de alimentação utilizado seja menor. Por outro lado, quando a pressão atuante no sistema está próxima da pressão máxima permitida e ambos os mecanismos 100, 200 estão sendo utilizados simultaneamente, a válvula de controle 20 troca a disposição das válvulas 150, 250 de série para em paralelo, permitindo que se trabalhe com os dois mecanismos em carga máxima.

[0070] Os benefícios promovidos pelo sistema da presente invenção incluem a eliminação da necessidade de possuir um veículo trator superdimensionado para trabalhos com altas cargas, ou ainda a necessidade de possuir múltiplos veículos com disposições de válvulas diferentes para diferentes aplicações. Ademais, o presente sistema permite a utilização simultânea dos mecanismos de levantamento e controle do "bucket" sem acarretar em perda de velocidade de trabalho ou redução da carga máxima permitida ao sistema.

[0071] Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

Claims

1. Sistema de controle para uma pá carregadeira de um veículo de trabalho, a pá carregadeira compreendendo um mecanismo de levantamento (100) e um mecanismo de controle de bucket (200), o mecanismo de levantamento (100) sendo controlado por uma válvula de levantamento (150), o mecanismo de controle de bucket (200) sendo controlado por uma válvula de bucket (250), o sistema compreendendo ainda uma válvula de controle (20) configurada para permitir a conexão das válvulas de levantamento (150) e de bucket (250) em uma disposição em série ou em paralelo mediante a elevação ou a redução da pressão requerida pelo sistema de controle, o sistema de controle caracterizado pelo fato de que a válvula de levantamento (150) e a válvula de bucket (250) são dotadas cada qual de uma primeira, uma segunda e uma terceira posições de comutação (A, B, C), a válvula de bucket (250) possuindo ainda uma primeira, uma segunda e uma terceira vias (251, 252, 253), a válvula de controle (20) sendo dotada de uma primeira e uma segunda posições de comutação (D, E) sendo que, em sua primeira posição de comutação (D), a válvula de controle (20) se conecta à válvula de levantamento (150) e configura uma disposição em série entre a válvula de levantamento (150) e a válvula de bucket (250).

2. Sistema de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma válvula de detecção de pressão (30) conectada à válvula de levantamento (150), à válvula de controle (20) e à válvula de bucket (250), a válvula de detecção de pressão (30) sendo configurada para permitir a conexão entre a válvula de controle (20) para a válvula de bucket (250) mediante o controle do mecanismo de levantamento (100) pela válvula de levantamento (150).

3. Sistema de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma válvula de direcionamento (70) conectada à válvula de levantamento (150), à válvula de bucket (250) e a um reservatório de fluido (500), a válvula de direcionamento (70) conectando a válvula de levantamento (150) à válvula de bucket (250) mediante a definição de uma conexão em série, e conectando a válvula de levantamento (150) ao reservatório de fluido (500) mediante a definição de uma conexão paralela.

4. Sistema de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo de que, em sua segunda posição de comutação (E), a válvula de controle (20) se conecta à válvula de levantamento (150) e à válvula de bucket (250), configurando uma disposição em paralelo entre ambas as válvulas (150, 250).